Adolygiad ar Dopoleg a Chymwysiadau Rheoli Trawsnewidyddion Electronig Pŵer Foltedd Canolig-Uchel III

3.3 Topoleg Aml-lefel wedi'i Chlampio

Dangosir y topoleg aml-lefel Clampio Pwynt Niwtral (NPC). Ar wahân i'r topoleg NPC wedi'i glampio â deuod, mae topolegau NPC hefyd yn cynnwys math cynhwysydd hedfan a math clampio hybrid, ymhlith eraill. Fodd bynnag, oherwydd cyfaint mawr y cynhwysydd, mae topolegau NPC yn dal i ddefnyddio dyfeisiau switsio goddefol neu weithredol yn bennaf ar gyfer clampio. Gan gymryd y topoleg aml-lefel wedi'i clampio â deuod fel enghraifft, mewn topoleg cam unionydd tair cam, mae pob coes gam yn cynnwys transistorau switsio rhaeadru a deuodau clampio, wedi'u cysylltu'n gyfochrog ag un bws DC foltedd uchel. Cynigiodd llenyddiaeth dopoleg PET un cam gyda cham unionydd gan ddefnyddio cylched clampio â deuod pedair lefel. Mae un bws DC foltedd uchel yn cael ei ddilyn gan DABs mewnbwn-cyfres-allbwn-gyfochrog, fel y dangosir. Gellir ehangu'r topoleg hon i strwythur tair cam, a gellir newid nifer y lefelau foltedd yn seiliedig ar lefelau foltedd gwrthsefyll dyfais a lefel foltedd yr ochr foltedd uchel. Fel topoleg MMC, gellir defnyddio topoleg NPC yn y cam ynysu hefyd, gan gysylltu'r bws DC foltedd uchel â'r Trawsnewidydd Ynysu, fel y dangosir. Defnyddiodd y llenyddiaeth drawsnewidydd NPC wedi'i glampio â deuod tair lefel i ochr foltedd uchel trawsnewidydd atseiniol LLC, gan ei wirio ar brototeip 166kW/2kV~400V. Defnyddiodd y llenyddiaeth gylched NPC wedi'i glampio â deuod tair lefel i DAB tair cam, gan gyflawni nodweddion foltedd a cherrynt DAB delfrydol.

Pan ddefnyddir y topoleg NPC fel y cam unioni, nid oes angen bysiau DC ynysig, gan leihau nifer y trawsnewidyddion cam ynysu. Ar ben hynny, mewn strwythurau tair cam, nid oes crychdonni foltedd amledd llinell ddwbl ar y bws. Fodd bynnag, oherwydd bod y topoleg glampio angen nifer fawr o ddyfeisiau clampio, mae nifer y dyfeisiau clampio yn cynyddu wrth i nifer y lefelau gynyddu, gan wneud ehangu lefel yn anodd a chyflawni diswyddiad. O ran rheolaeth, mae'r ceryntau sy'n llifo i bob cynhwysydd bws o'r trawsnewidydd NPC yn wahanol, gan arwain at anghydbwysedd foltedd cynhwysydd. Ar gyfer topolegau NPC uwchlaw tair lefel, nid oes algorithm cydbwyso foltedd effeithiol. Yn ogystal, mae amseroedd gweithredu anghyson switshis y tu mewn a'r tu allan i'r breichiau yn arwain at wresogi anwastad, na ellir ei ddatrys ond trwy newid topoleg gyffredinol y gylched.

Mae'r anawsterau niferus a achosir gan ehangu lefel yn golygu mai dim ond trwy gysylltiad cyfres dyfeisiau neu ddefnyddio dyfeisiau SiC foltedd uchel y gellir cymhwyso topolegau NPC mewn lefelau foltedd canolig/uchel. Fodd bynnag, ar lefelau foltedd is, o'i gymharu â thopoleg pont-H sengl, dim ond hanner y gwrthiant foltedd a'r straen foltedd ar bob transistor newid sydd gan NPC tair lefel, tra'n allbynnu mwy o lefelau foltedd, gan arwain at ofynion hidlo allbwn is. Mae ganddo fanteision cymhwyso sylweddol fel y cam gwrthdroydd ar ochr foltedd isel PET. Er enghraifft, defnyddiodd llenyddiaeth NPC wedi'i glampio â deuod tair lefel fel cam gwrthdroydd PET i yrru modur tair cam, gan gynnal gwirio arbrofol a chyflawni perfformiad gyrru modur a pherfformiad sŵn da.