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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술대회자료
- 저자정보
- 발행연도
- 2019.5
- 수록면
- 813 - 820 (8page)
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Emerging applications, e.g., traction systems and utility scale renewable energy systems, demand for Medium Voltage (MV) power electronic switches with blocking capabilities above 20kV, which cannot be provided with today’s 10kV or 15kV SiC power semiconductors. Therefore, this work investigates different concepts for the realization of a MV halfbridge, i.e., a series connection of 10kV SiC MOSFETs, a JFET Super Cascode arrangement, and Modular Multilevel Converter (MMCs) and Flying Capacitor Converter (FCCs) topologies. The FCC topology features several advantages such as reduced switching losses, reduced chip area, lower dv/dt of the switching transitions, and robust voltage balancing. Moreover, the volume of the flying capacitors can be reduced with Quasi-2-Level (Q2L) operation of the half-bridge, where the intermediate voltage levels are only used during very short time intervals, i.e., during the switching transitions. This paper analyzes the design, the switching behavior, and the voltage balancing of the Q2L-FCC bridge-leg and confirms its suitability as a versatile MV switch. Finally, the integration of a complete bridge-leg, including gate drivers, isolated cooling interfaces, measurements, and Q2L control into a 300kVA / 40kV SiC Super-Switch Intelligent Power Module (SiC-SS-IPM) is presented.
목차
Abstract
I. INTRODUCTION
II. Q2L-OPERATION OF THE FCC
III. MODULATION AND CONTROL OF THE Q2L-FCC
IV. DESIGN OF THE 5-LEVEL Q2L-FCC
V. IMPACT OF Q2L ON THE ELECTRICAL INSULATION
VI. CONCLUSION
REFERENCES
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