YXPHM-ANPC10b三电平有源中点钳位变流模块

一、概述YXPHM系列功率模块简介

南京研旭公司最新研发推出了YXPHM系列工业级电力电子功率模块，YXPHM系列模块是面向高校实验室、科研院所以及成品电力电子制造厂商的系列功率拓扑模块。具备稳定的可靠性和良好的扩展性，种类丰富，囊括了现今主流的电力电子拓扑结构。外壳采用透明的亚克力板材，美观实用，用户可以方便观察内部的硬件结构，简洁的输入输出设计，减去用户对模块中间环节的困扰，让用户更专注的投入到核心研发中。

YXPHM系列采用基于模型设计的理念，脱胎于研旭成熟产品光伏并网逆变器与风机变流器等成熟产品，又结合了研旭多年的模块化组件与开放式平台研发经验，对该拓扑结构与驱动电路、传感器电路、信号处理电路进一步集成，同时提供实际控制器接口、快速原型控制器结构与实际控制器模块，为用户提供性价比更好的模块化产品。

二、YXPHM-ANPC10b全桥模块

ANPC拓扑是NPC拓扑结构的一种改进型。在“I”型NPC结构的基础上增加了两个开关管，可以主动控制中性点回路的切入,ANPC拓扑结构相对于NPC结构，可以通过调整开关模式来优化损耗分布来提高输出功率和利用效率。

ANPC结构是基于“I”型NPC结构发展出来的一种改进型。NPC结构的一个缺点就是损耗分布不均匀，会导致温升不均衡，进而限制模块的功率输出能力。而ANPC结构由于多了两个开关管以及相应的两个中性点换流回路，可以更加灵活任意的配置开关管可以使损耗没有那么的不均衡，从而能一定程度上提高模块的输出功率。

YXPHM-ANPC10b半桥模块拓扑

三、性能参数：

• 直流电压<800V   最大直流电流<30
• 交流电压<450V   最大交流电流<30
• 最大功率<20kW  开关频率<40kHz
• 采用TMS320F28377D控制器
• 模块板载硬件、软件双重保护，过压、过流保护；

四、PRCP系统—PHM模块+RCP控制器

当前，YXSPACE系列快速原型控制器备受大家关注，由于其支持模型下载功能，非常快捷、方便的验证控制算法。因此为了提高功率模块的使用场合，特将功率模块的模拟采集部分以及数字控制部分通过DB25接口外扩出来，直接与RCP控制器对接，便于RCP直接控制。

图5 YXPHM-TP310b-I与SP2000控制器实物图

图6 YXPHM-TP310b-I与SP6000仿真机实物图

五、常见控制策略

（1）传统的三电平空间矢量调制策略

（2）三电平空间矢量分解控制算法

（3）三电平混合式中点电位平衡控制策略

六、YXPHM功率模块开放性

研旭研发的YXPHM系列产品最大的特点就是开放性，目的是全面支撑用户二次开发。所能提供的资料为：

• 所有硬件图纸，包含原理图和PCB图（PDF格式）；
• 内部布线图；
• DSP运行源代码，包含但不限于程序主框架、硬件驱动功能、硬件配置功能、通讯功能、保护功能、编码器功能、采样功能、滤波函数、控制算法等（选配）；
• 设备操作说明书；
• 硬件开发设计说明；
• 软件开发设计说明（需选配软件资源开放）；

用户获取以上资料后，可以从硬件、软件两个方面进行深度研究，硬件方面可以了解这类变流器的设计思路，以及一些特定成熟的电路。软件方面不仅可以从编程技巧等基础方面获取经验，而且更可以从探究、验证自己的控制算法等理论方面获得成果。