125KW三电平三相光伏逆变器开发成功，和大家一起讨论此技术及其发展与前景

基于相同的寄生参数，仅仅是拓扑结构的不同（传统半桥三相逆变器&I型三电平三相逆变器）

传统半桥型三相逆变器的传导EMI特性模拟

I型三电平三相逆变器的传导EMI特性模拟

两者之间的对比

作为器件本身，IGBT就是应用在高压领域的开关器件。

现在各大厂的IGBT为了减小开关损耗，不断加快IGBT的Ton及Toff。

伴随这开关动作的发生，伴随着的即是dV/dt以及dI/dt的快速变化。

而IGBT是连接到散热器上的，通过散热器形成了一个个寄生电容，这就是耦合的通路。

特别是三电平，IGBT的数量增多了，开关切换的复杂性增加了，增大了被骚扰的可能性。不仅仅传导也包括辐射。

因此在设计三电平逆变器IGBT的驱动器时必须在EMI方面多下功夫。

兄弟，您好，十一期间带老婆到处逛逛，回复得较晚，勿怪！

是的，这是离网测试的波形。我从450V母线一直测试到860V母线，期间关注各个IGBT的Vce和Vge波形。并抓了线电压的波形。

中点平衡问题也困惑了我很久。首先，必须得想清楚中点电位跳跃是什么原因造成的？我的系统是T型三电平，以这个系统来说明。最根本的原因是因为1#与4#的中点，也即是负载输出点的电平是随着1#与4#的开关动作而在+Vbus/2与-Vbus/2之间不停地跳跃。我的解决办法是一个系统性的处理。

兄弟，我做的就是T型，I型用二极管钳位导致充放电回路不一致，会带来比较麻烦的EMI问题。

而且从理论上分析，T型只有1#与4#管走功率，2#与3#只是角度补偿。因此损耗基本都发生在1#与4#上。

而I型1#、2#、3#与4#都要过功率。再加上钳位二极管的损耗，因此I型三电平的效率并没有T型好。

目前T型是三电平的主流。

不知兄台可否贴上并网电流波形，欣赏一下，呵呵！

另，请问兄台为何开发125KW的光伏逆变器机型？效率比两电平的更高？还是体积更小成本更低？还是想以后多台并联做500KW啊？

在提高了开关管的开关频率之后，三电平效率肯定比两电平更高。损耗要小。

发热也会小一些，热设计可以做得更紧凑，用更小的结构或散热器。

三电平在高频下有优势。

且由于谐波含量小，滤波器也可以做小一些。

总体来说，有两大优势：谐波含量小、成本。

  我测量R与S相电感前的电压，怎与兄台的不同??

我觉得，从你这个波形来看，中点不平衡很明显，呈波浪状抖动。

此外，您的IGBT的Vce谐振也可能比较剧烈。

您的最大功率是多少？母线电压在什么范围变化？额定电压是多少？

根据你的测试波形，你的母线应该不止你说的这么多。

应该有700V左右母线了。

你这不是微型光伏逆变器吧？？

不知兄台的三电平逆变器最高效率和欧洲效率能到多少呢？呵呵！

评介一个逆变器效率好坏，主要看以下几个地方：

我指的是中大功率逆变器，小功率逆变器这方面要好做很多。

1、母排的设计导致的功率损失，这其中主要包括电阻性能量损失。如果母排设计不合理的话，母排上会有较强临近效应以及集肤效应，导致功率母排的某些地方电流密度过大，会加剧功率损失。同时也会导致杂散电感过大。目前国内对母排进行系统性研究的人比较少，可以从我的测试结果看得出来，我处理得很合理。波形均很方正。；

2、由于杂散电感的存在会导致谐振，带来的能量损失也不能忽略。这是很多工程师应用开关管，特别是IGBT模块时没有注意的地方。我的波形基本上都是方波，谐振已经被我用一些方法抑制住了。我的测试系统是没有加任何的IGBT吸收电容的，这样也可以节省一些能量；

3、还有另外一些造成能量损失的原因，与拓扑结构以及算法相关。

4、尽量减少一些寄生参数的影响，比如寄生电容也会造成能量损失。

这几个主要的方面处理好了，效率不是太大的问题。很多问题，突破了一点，特别是开关器件的应用突破，后面的很多问题，比如EMI、安规设计、环境适应性、热设计、效率、波形畸变率等等都好做得多。

设计者最好有全套的硬件及系统经验，这样做逆变器将会事半功倍。

掌握合理的仿真工具将大大加速研制进程。推荐Saber和Psim工具。很多工程师喜欢用Matlab工具，个人该工具比较适合算法模拟，不太适合模拟实际电路。

呵呵，老兄，你就放心吧。

三电平要体现出相对两电平的优势就是提高开关频率。损耗相对小，效率自然有提高的空间。

我不说我的产品，因为保密，请理解。

根据欧洲反馈回来的情况，效率要比两电平高0.5至1个百分点。如果处理得好的话，还有提升空间。

就如同我说的，提高效率就要减少无谓的损耗，损耗又最主要在IGBT上面，这方面可做的文章很多。

另外，在欧美三电平已经是主流了。

在未来很多行业里，三电平必将取代传统两电平。

I型有个最大的问题，由于管子采用600V左右的管子，当高压时比较容易出现分压不均导致管子失效，这是采用I字型最大的问题，需要在调制及硬件上进行仔细处理才能避免。但总会有类似隐患。而采用T字型架构，最大的好处是采用1200V管子，不会出现电压失效问题。

目前采用T字型的架构才是主流趋势。

中小功率要好做得多，主要是电流密度较小，20KW光伏逆变器的母线电压大概在300-400V，电压变化率以及电流变化率也不大，很多问题不太严酷，要好做一些，工程师很大部分考虑的是成本控制。

如果把母线电压调整到更高电压，很多问题就会暴露出来的。

I型的问题主要在几个方面：

1、I型有长换流回路和短环流回路，设计时杂散电感与电压尖峰的问题较难消除，容易造成严重的EMC问题，T型三电平只有一个换流回路，要好处理一些；

2、I型关断时必须先关外管，再管内管，如果次序错误，容易造成损坏；

3、I型一个桥臂里面有四个IGBT和两个二极管，且均要过功率，因此当频率低于16KHz时，效率没有T型三电平高。当频率高于16KHz时，I型比T型效率高；

4、由于I型要提高效率则必须提高频率，这样损耗相对就提高了，热设计代价会比较大；

如果系统已经解决了中点平衡问题，炸机的可能性会很低的。

当然最好有软件采取控制措施的话，就有双保险。

硬件没调好，只单纯靠软件控制措施来抑制中点电位不平衡的话（实际就是控制几个IGBT的开关，三电平本身是靠这两个IGBT的开关调配来进行角度补偿的）固然能一定程度上抑制中点电位的抖动，但是治标不治本。后果是打乱了三电平角度补偿的功能，会造成谐波增加，这与使用三电平的初衷相违。

1.没有这么复杂的回路考虑，只需要采用正确的PWM调制，同时PCB layout时注意分布，一般情况下，电压尖峰情况不会出现。

2.开通时先开内管，再开外管，关断时先关外管，再关内管，这些都是最基本的次序，但是有时在正常运行时，由于市电变化导致的管子切换，这才是最复杂的，也是最难找到的隐形炸机问题，所以需要对PWM进行处理。

3.要想效率达到最高，甚至可以IGBT与mos互用这种方法