底部IGBT损耗优化控制

均衡子模块寿命

针对混合MMC半桥子模块上下IGBT损耗不均问题，该控制方法通过定向充电策略降低底部IGBT损耗，从而均衡器件寿命并提升变换器可靠性。

路茂增 · Wenchao, Han · 赵艳雷 · Xinxi, Ma

International Journal of Electrical Power and Energy Systems 2024

技术优势

损耗更低

通过增加HBSM充电量、改变平均开关函数并减少投切次数，降低底部IGBT的导通和开关损耗。

寿命均衡

降低底部IGBT损耗可缩小上下管寿命差异，避免因单管过早失效而威胁整个变换器的可靠性。

机理清晰

分析了器件正向压降和导通电阻对导通损耗的影响，并揭示了HBSM与FBSM电容电压之间的自然平衡机制。

应用场景

• 高压直流输电：用于高压直流输电中混合MMC换流阀，延长其运行寿命。
• 大功率变换器：降低大功率变换器半桥子模块底部IGBT损耗，提升整体可靠性。
• 变换器可靠性设计：从损耗均衡角度优化设计，避免底部IGBT过早失效。