ZHCU762A March 2021 – March 2022
2.2.1 三相 ANPC 逆变器架构概述
图 2-2 中显示了 ANPC 拓扑的基本架构。
图 2-2 ANPC 三相逆变器架构为了简化分析，可以分离出一条桥臂，如图 2-3 中所示。
图 2-3 ANPC 单相逆变器桥臂可以看出，每相有六个开关。虽然可以有各种开关方案来控制该功率级，但我们选择了相对简单的方案以降低复杂性。由 Q1、Q5 和 Q2 组成的电路上半部分在正半个周期内为激活状态，由 Q4、Q6 和 Q3 组成的电路下半部分在负半个周期内为激活状态。Q2 和 Q3 是慢开关，分别在正半个周期和负半个周期内将电感器连接到 Q1 和 Q5 或 Q4 和 Q6 的上部高频开关对。每个高频开关对在其相应的半个周期内作为同步降压转换器运行。图 2-4 和图 2-5 中详细介绍了开关方案。
图 2-4 电感器连接到 V+
图 2-5 电感器连接到 N (+ve)图 2-4 和图 2-5 显示电路在此相位的正半个周期内的工作情况。红色的元件是导通的元件，黑色的元件是关闭的元件。可以看出，Q2 在整个半个周期内保持开启状态。当 Q1 打开时，电路处于激活模式，建立了从 V+ 到电感器的电流，如图 2-4 所示。由于 Q1 和 Q2 都接通，电感器的开关节点连接到 V+。现在，开关 Q3 和 Q4 必须一起承受完全总线电压。为避免总线电压在这些器件之间分布不均匀（器件寄生不均匀导致的），Q6 也保持开启，以便中心节点连接到中性点，在 Q3 和 Q4 之间平均分配电压。当 Q1 和 Q6 在如图 2-4 和图 2-5 所示状态之间的死区时间内同时关闭时，电感器电流只能流过 Q5 和 Q2 的体二极管（保持打开）。在如图 2-5 所示的续流模式下，Q5 充当同步二极管，将电感器的开关节点连接到中性点。开关 Q3 和 Q4 之间只有一半的总线电压，因此无需保持 Q6 接通来实现电压平衡。
图 2-6 电感器连接到 V-
图 2-7 电感器连接到 N (-ve)与正半个周期内的操作类似，图 2-6 和图 2-7 说明了 ANPC 功率级在负半个周期内的工作情况。Q3 在负半个周期的整个持续时间内保持开启状态。
图 2-6 显示电感器通过 Q4 和 Q3 连接到 V- 的工作模式操作。与正半个周期内的操作类似，Q5 也在该工作模式操作中保持开启，以平衡 Q1 和 Q2 之间的电压应力。在如图 2-7 所示的续流模式下，通过 Q6 和 Q3 维持电感器电流，将电感器开关节点连接到中性点。