两电平的单相桥臂在正、负母线之间切换。结构直接，控制也相对简单。T型三电平增加了一条通向直流中点的支路，让输出多出一个中间电平。相邻电平之间的电压跳变变小，有利于降低开关损耗和谐波，减轻电磁干扰。

但多出一个电平，需要增加开关器件、驱动和相应控制。还有一个容易被忽略的细节：T型三电平的上下主开关仍需承受完整母线电压，接入中点的开关才承受约一半母线电压。对于车用电驱，笔者更关心常用负载区间能省多少电，以及大电流上来以后，新增支路怎样参与工作。

本期内容主要是想聊聊笔各家的三电平思路，包括小米的嵌入式三电平、联合动力的NVPC中点电压均衡算法、华为的充电机复用实现中点电位均衡！

01. 小米的嵌入式三电平方案

通过小米的三电平相关专利了解到，其三电平采用的是单相T型三电平模块。上桥臂10颗功率开关芯片并联，下桥臂10颗并联，中间的钳位支路分成两组，每组2颗，两组之间采用共源极连接。上下桥臂承担大电流任务，钳位支路只配置少量芯片，主要服务于三电平运行区间。

实施例给出的分界点是200A。主要是因为在日常行驶时长最多的城市低负载工况下，实际工况电流普遍低于200A，三电平逆变器以三电平模式运行，可充分利用三电平逆变器低谐波、低开关损耗的特性，显著提升运行效率，最终实现车辆续航里程的增加；在高速行驶、急加速等高负载工况下，实际工况电流超过200A，三电平逆变器自动切换至以两电平模式运行，依托10颗并联功率开关芯片的大电流能力输出高扭矩，充分满足车辆急加速、爬坡等场景的动力需求，不会出现动力跟不上的情况。

另一个关键点是这24颗芯片是采用的嵌入式一体化基板设计，漏极通过背面连接到对应的功率铜区，功率源极通过铜片桥完成互连，栅极和开尔文源极则向上接入独立的信号走线层。平面布局采用五列对称结构：中间放钳位芯片，下桥臂分布在中间列两侧，上桥臂位于更外侧。信号层按芯片位置分区，让驱动信号就近接入，减少长距离引线。大电流走功率铜区，驱动信号从上方接入，芯片数量、位置与互连同步考虑。三电平增加节点以后，这种安排更容易把复杂连接控制在模块内部。

02. 联合动力三电平方案

联合动力的Equi3L三电平方案：三电平模式下用强驱动（驱动电阻小、电流大，开关快、损耗低），非三电平模式下切到弱驱动（开关平缓、电磁干扰小）。切换顺序也有讲究，先换驱动方式，再换工作模式；否则从P状态直接落到N状态时，竖管承受的电压瞬间从半母线跳到全母线，驱动能力没跟上就会耐压失效。

两种驱动还分别做工况考核选型：强驱动要扛得住全母线电压、两电平大电流、Loop3最大换流回路这些最恶劣工况；弱驱动则要应对短路、发电断主等故障，因为用强驱动硬切短路电流时，杂散电感会把电压尖峰叠在全母线电压之上，瞬间击穿竖管。横管只工作在三电平模式，按半母线电压段考核即可。

还动了母线电容和回路杂感：引入第三个大容量电容C3作为两电平模式的主支撑电容，同时兼作三电平滤波，C1、C2因此可以做得更小；在电容与功率模块之间加低杂感电容，缩短换流路径。

产品层面，Equi3L三电平可使CLTC效率提升1.1%~1.5%，高速巡航再提升1.5%~1.7%；针对传统三电平体积比两电平大约20%以上的痛点，用专利电容拓扑把模组体积降低约15%；系统杂散电感最低做到13nH；配上NVPC中点电压均衡算法、覆盖横竖管开路和短路单点失效的安全关断策略，共模电压降幅从传统三电平算法的33%扩到55%。目前已获国内主流车企项目定点。

03. 华为复用OBC三电平方案

华为的三电平更关注的是中点电位怎样保持稳定，三电平依赖中间电位工作。上下两只母线电容的电压出现差异后，中点会偏离理想位置，影响输出波形和器件电压应力。仅靠调制策略进行均衡，在部分运行条件下可能受到调节能力限制。华为的早期方案是把车载充电机纳入均压过程。车辆驱动时，OBC输入端没有接交流电源，可以通过改造与复用部分电路，让原本用于充电的器件参与上下母线电容之间的能量转移。

具体来看，这套方案不增加额外硬件，把车载充电机（OBC）复用起来。OBC的整流电路改成四个开关管的拓扑，开关数量不变，只是第三输出端接母线中点；逆变器工作时，OBC输入端与电网断开，控制器闭合可控开关把OBC前级的功率变换电路旁路，让OBC的谐振电感电容和三电平逆变器的两个母线电容构成串联谐振均压电路。上下两组开关管50%占空比互补导通，开关频率取谐振频率，上下母线电容的能量直接互相搬移，中点电位被拉回平衡。仿真里能把约40V的中点偏移拉回0V附近。

这个方案的成本增量很客观：双向CLLC型OBC只额外加一个可控开关，单向LLC型加两个；电感电容全部复用，整流管数量不变，而且谐振工作方式下开关管零电流开通关断，损耗还低。逆变器拓扑不限，NPC的T型、I型以及ANPC都能配。

总结.

三电平从来不是新拓扑，难的是在车规条件下把它做"活"。这三家正好对应三电平落地的三个方向：模块、驱动、系统。