双向同步H6逆变器的性能评估,用于不同开关频率的AC/DC系统与SiC和Si-Based的相互作用
Meshari S Alshammari1, Alireza Namadmalan2, Maeve Duffy2
1Electrical Engineering Department, College of Engineering, Jouf University, Sakaka, Aljouf, Saudi Arabia.
碳化 (SiC) MOSFET显著提高住宅直流系统的双向逆变器效率,达到98.3%,而 (Si) 的效率为93.6%. 在这些应用中,SiC MOSFET的最佳工作频率为20kHz.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 电力电子 电力电子 电力电子
- 可再生能源系统可再生能源系统
背景情况:
- 连接到电网的双向逆变器是直流配电系统的关键,但它们的效率至关重要,特别是在动态负载的住宅环境中.
- 传统的 (Si) 功率 MOSFET 在这些应用中存在效率限制.
研究的目的:
- 为了比较碳化物 (SiC) 和Si功率MOSFET在住宅使用的5kW双向H6逆变器中的效率.
- 为了确定最佳的操作频率,以最大限度地提高效率并最大限度地减少组件尺寸.
主要方法:
- 使用PSIM模拟进行分析建模,以预测无变压器同步H6逆变器拓中的功耗损失.
- 使用1kW原型系统进行实验验证.
主要成果:
- 在5千瓦系统中,SiC MOSFET的效率高达98.3%,超过Si MOSFET (93.6%).
- 将工作频率提高到50kHz显示出进一步提高效率和减少被动元件尺寸的潜力.
- 实验结果证实了SiC优势的趋势和双向同步H6逆变器的有效性.
结论:
- 与Si MOSFET相比,SiC MOSFET为住宅应用中的双向同步H6逆变器提供了更高的性能.
- 20 kHz的操作频率被认为是平衡效率和组件大小的最佳,而不是50 kHz.
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