有源中点箝位型(ANPC)五电平逆变器具有系统总投资与运行损耗低、输出电压等级高、功率器件耐压要求低、功率密度大、谐波含量低等优点,在高压变频调速系统、高电压分布式新能源发电系统等领域备受青睐。近些年来,宽禁带半导体SiC器件因其“高耐压”、“高频”、“低导通电阻”特点,能够大幅地提升电力电子变换器性能,得到了国内外专家学者的广泛关注。然而SiC器件高昂的价格成为其推广应用的关键瓶颈,严重制约了电力电子装备更新换代。通过学习国内外相关参考文献,本文在深入分析ANPC五电平逆变器工作机理的基础上,将SiC MOSFET器件与Si IGBT器件混合使用,构建了新型SiC/Si器件混合型五电平逆变器拓扑。研究SiC/Si混合型ANPC五电平逆变器拓扑与高性能控制技术,在SiC器件工业化和传统电力电子装置的技术升级方面具有重要的应用价值。1.在充分调研了多电平逆变器调制策略、混合拓扑损耗分析的基础上,提出了一种由SiC MOSFET与Si IGBT器件混合的ANPC五电平拓扑及其调制策略。通过载波移相(PS-PWM)调制策略,全部的高频开关动作由SiC器件承担,有效降低了系统的开关损耗,提高了系统的效率和功率密度。利用电力电子专业软件PLECS分别对三种ANPC五电平拓扑中器件损耗进行比较分析,验证了SiC/Si混合型ANPC五电平逆变器的高效低损耗优势。2.详细分析了 SiC/Si混合型ANPC五电平拓扑的数学模型、具体导通路径、开关状态,基于60°坐标系五电平SVM算法,提出了优化SVM中的位置判断、作用时间计算的方法,有效减少了计算量,降低了系统控制的复杂度。3.针对SiC/Si混合型ANPC五电平拓扑的电容电压平衡问题,深入研究分析了悬浮电容与中点电位控制的耦合机理,基于60°坐标系五电平SVM算法分析电压矢量对中点电位的影响,通过重新选取矢量,按照不同的运行工况,设计七段式和五段式矢量作用序列,能够迅速调整中点电位的偏移,通过仿真验证了中点电位偏移控制策略的有效性。