研究目的
设计并实现一款基于全碳化硅的高效20千瓦、480伏交流、800伏直流不间断电源，根据数据手册值比较商用两电平与三电平?？榈乃鸷模⒄攵愿呖仄德试诵杏呕低?。
研究成果
全SiC三电平三相UPS的设计与实现，在满载条件下达到了97.57%的双变换效率，比基于硅或Si-IGBT与SiC二极管混合解决方案高出1%。选择NPC拓扑结构是因为其在高开关频率下具有更高的效率。该原型机展示了SiC器件在降低导通和开关损耗方面的优势，从而实现了更高的功率密度和效率。
研究不足
本研究聚焦于特定额定功率全碳化硅不间断电源的设计与实现，未探讨其在不同功率范围或配置中的可扩展性及适用性。效率与性能数据基于仿真和样机测试，实际应用中可能存在差异。
1：实验设计与方法选择：
基于数据手册值比较两级和三级拓扑的双转换效率。设计门极驱动器并进行双脉冲测试（DPT），以最小门极电阻提取开关损耗。通过热仿真估算结温升，并根据效率决定开关频率。设计LCL滤波器以满足总谐波失真（THD）要求。
2：样品选择与数据来源：
用于实现20 kW三相桥的商业?？楹推骷?。
3：实验设备与材料清单：
选用的两级和三级拓扑器件及?？?，包括1.2 kV半桥?？?、6管?？?、NPC?？橐约按礁龇至OSFET的半桥?？?。
4：2 kV半桥?？?、6管?？?、NPC模块以及带两个分立MOSFET的半桥?？?。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：原型门极驱动器的设计与测试、DPT设置、热仿真，以及LCL滤波器的设计与优化。
5：数据分析方法：
基于实验开关损耗数据的效率仿真、用于结温估算的集总参数热仿真，以及采用改进广义斯坦梅茨方程（iGSE）的铁损估算。
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APTMC120AM55CT1AG
1.2 kV half-bridge module
Microsemi
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APTMC60TLM55CT3AG
NPC module
Microsemi
Used in three-level topology for implementing 20 kW three-phase bridge.
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APT70SM70B
Discrete MOSFET
Microsemi
Used with half-bridge module to realize a T-type phase-leg in three-level topology.
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PA2203A
Power Analyzer
Keysight
Used for efficiency measurement of the UPS.
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CCS050M12CM2
Six-pack module
Wolfspeed
Used in two-level topology for implementing 20 kW three-phase bridge.
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MG2J242005SC
Isolated dc-dc chip
Murata
Generates 20 V/ -5 V for gate driving voltage for each MOSFET in the NPC phase-leg.
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