如何计算H6.5的损耗,哪个拓扑效率更高
开关电源仿真与实用设计 2023-06-08


   最近收获很多,也收到了很多朋友的私信,由衷的感谢你们,谢谢你们的支持和鼓励。

    

   无论多么“牛X”的技术最终都带不进“棺材”,只有不断的学习,更新,然后否定从前那个“杠精”的自己。


    成功只有一个,那就是按照自己的方式去度过人生。

             ——当年明月 《明朝那些事儿》


    好了,我们开始。


PART2


如何计算H6.5的损耗第二部分


         在开始之前,先问一个问题,【Heric :6 IGBT+6 Diode,H6.5:6 IGBT+5 Diode,两者调制方式一样】,在少一只二极管的情况下,哪个拓扑效率更高呢?

        本篇包含以下的内容:

①,前言

②,计算T1/T2/T3/T4管损耗。

③,计算D12/D3/D4管损耗。

④,计算T5/T6管损耗。

⑤,计算D5/D6管损耗。

⑥,结语。

04

计算T5/T6管损耗

先来看下PF=0.8时,流过T5的电流,以下分别是IL,ic(T5)和Vgrid

PF=1

很明显当PF≠1时,一个市电周期内有两部电流,黄色和绿色所示。

黄色区域内IGBT常开,绿色区域内有开关行为

T5电流计算

经过上面的仿真,可以看出T5的电流包含两部分,IL>0,Vgrid>0,

IL>0,Vgrid<0,如下,

T5占空比

正半周常开,但是流过的是开关电流,因此需要考虑到占空比,同样跟TNPC的 T3一样。因为T5的电流来自于T1关断后的行为,因此

占空比=1-T1的占空比,如下图

T5损耗计算

损耗曲线如下图,套路跟TNPC的T3完全一样

05

计算D5/D6管损耗

先来看PF≠1的D5的电流波形,包括黄色和绿色两个部分,其中黄色部分占空比=1

为何会形成占空比=1的情况,解释如下

发无功给母线充电时,电流路径是:

D14→L2→负载→L1→D5→D12→Cbus

这个过程结束,T6打开,于是新的路径产生:

L1→D5→T6→L2→负载

因此我们看到黄色这一段流过D5【D6同】的电流占空比=1,其实就是两个路径下的电流和,注意AN为同一个点。

D5电流计算

经过上面的仿真,可以看出D5的电流包含两部分,IL<0,Vgrid>0,

IL<0,Vgrid<0,如下,

D5损耗计算

D2Pcon1 代表黄色电流段,duty=1,不存在反向恢复行为

D2Pcon2 代表绿色电流段,duty=dutyd(x),此区域存在反向恢复行为

损耗曲线如下,


以上可以看到横管的二极管【D5/D6】损耗计算相对复杂一些,存在duty=1的时候,再来看Heric,如下图【IL,ic(T5),Vgrid】:

很明显Heric 横管二极管不存在duty=1的行为。

06

结语

1,关于H6.5 VS Heric 效率,看看老外是怎么解释的,以下来自于

《Three-Level Topology for Single-Phase Solar Applications》

@PF=1时,H6.5和Heric表现出相同的性能。

②@PF=0.8时,H6.5和Heric效率相差不超过0.02%,但是较低的成本可以弥补这一差距。

哈哈老外很有趣,只是他们不知道的是到国内就变成了单管和模块pk......但是我们换个角度,站在他们的位置来思考,技术变现的过程中,彼此认可的是价值,而不是价格,不理解从来都不能诠释商业的本质,因此存在即合理。

2,参考文档

Three-Level Topology for Single-Phase Solar Applications》--Baran Özbakir, Vincotech GmbH

《如何计算TNPC的损耗》--五楼的米多

3,关于mathcad卡顿的问题,少用不定积分和循环。





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