功率模塊和換流器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種功率模塊和換流器，功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件串接，第二全控型器件與第三全控型器件反向串接；第一二極管與第一全控型器件反向并聯(lián)，第二二極管與第二全控型器件反向并聯(lián)，第三二極管與第三全控型器件反向并聯(lián)，第一全控型器件、第二全控型器件和第三全控型器件串接后與電容并聯(lián)；應用在換流器中，當換流器的正負極端發(fā)生短路故障時，只要同時閉鎖功率模塊，而且各功率模塊中的電容的電壓和高于其所連接的交流電壓，功率模塊中的電流路徑就不會有電流流過，實現(xiàn)換流器直流側故障的自清除。
【專利說明】
功率模塊和換流器
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，特別是涉及功率模塊和換流器。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，高電壓、大容量已成為電力電子技術的重要發(fā)展方向，高電壓、大容量的電力電子換流器已經(jīng)眾多場合中有著重要應用，如:輕型高壓直流輸電(Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current ,VSC-HVDC)、靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator，STATC0M)、有源電力濾波器(Active PowerFilter，APF)、高壓變頻器等，并正獲得越來越多的關注。
[0003]高電壓、大容量的電力電子換流器的有著多種拓撲結構，包括基于閥組串聯(lián)的兩電平結構、二極管箝位結構、飛跨電容結構、組合換流器結構、H橋級聯(lián)結構、模塊化結構(Modular Multilevel Converter，MMC)等等。其中，11橋級聯(lián)結構、MMC結構因具有模塊化設計、便于擴容、交流輸出側出口電壓諧波含量少無需交流濾波器等優(yōu)點，在電網(wǎng)有較為成功應用。
[0004]現(xiàn)有的MMC結構均米用半!1橋、!1橋或CDSM(Clamp Doulbe Sub-modular，箝位雙子模塊)(如圖1所示)作為功率單元模塊，通過模塊的輸出端口串接級聯(lián)達到高電壓、大容量的目的。其中SMn表示第η個功率單元模塊，Ud。表示MMC換流器直流側電壓。
[0005]現(xiàn)有采用半H板橋結構的MMC結構不具備直流自清除能力，在直流側故障時需在閉鎖所有模塊后，跳交流斷路器才能將故障清除，流程復雜，事件較長。采用CDSM結構的MMC換流器具備直流故障自清除能力，但采用的功率單元中元器件較多，連接及控制比較復雜。
【實用新型內容】
[0006]基于此，有必要針對現(xiàn)有的模塊化換流器或不具備直流故障自清楚能力，或具備直流故障清除功能但結構復雜的問題，提供一種功率模塊和換流器。
[0007]—種功率模塊，包括第一全控型器件、第二全控型器件、第三全控型器件、第一二極管、第二二極管、第三二極管和電容；
[0008]第一全控型器件與第二全控型器件串接，第二全控型器件與第三全控型器件反向串接;第一二極管與第一全控型器件反向并聯(lián)，第二二極管與第二全控型器件反向并聯(lián)，第三二極管與第三全控型器件反向并聯(lián)，第一全控型器件、第二全控型器件和第三全控型器件串接后與電容并聯(lián)。
[0009]—種換流器，包括第一組三條換流橋臂、第二組三條換流橋臂、第一組橋臂電抗器、第二組橋臂電抗器、三個充電電阻、一組三相隔離開關和一個斷路器，第一組換流橋臂和第二組換流橋臂中的換流橋臂的條數(shù)均為三，第一組橋臂電抗器和第二組橋臂電抗器中的橋臂電抗器的數(shù)目均為三；
[0010]第一組換流橋臂中的三條換流橋臂的正極端均連接于第一連接點，第二組換流橋臂中的三條換流橋臂的負極端均連接于第二連接點；
[0011]第一組換流橋臂中的三條換流橋臂的負極端與第一組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的一端—對應連接，第二組換流橋臂中的三條換流橋臂的正極端與第二組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的一端一一對應連接，第一組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的另一端與第二組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的另一端一一對應連接；
[0012]第一組三個橋臂電抗器的另一端與第二組三個橋臂電抗器的另一端一一對應連接的三個連接點與三相隔尚開關的三相對應連接，三相隔尚開關的三相與三個充電電阻對應并聯(lián)；
[0013]斷路器連接在第一連接點和第二連接點之間；
[0014]第一組換流橋臂和第二組換流橋臂中的任意一條換流橋臂均包括串接的若干個上述功率模塊，前一個功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件的連接點與后一個功率模塊中第三全控型器件與電容的連接點連接，串接后首部的功率模塊中第三全控型器件與電容的連接點作為換流橋臂的正極端，尾部的功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件的連接點作為換流橋臂的負極端。
[0015]根據(jù)上述本實用新型的方案，功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件串接，第二全控型器件與第三全控型器件反向串接;第一二極管與第一全控型器件反向并聯(lián)，第二二極管與第二全控型器件反向并聯(lián)，第三二極管與第三全控型器件反向并聯(lián)，第一全控型器件、第二全控型器件和第三全控型器件串接后的整體與電容并聯(lián);在具體實現(xiàn)過程中，正常工作時，通過控制信號控制三個全控型器件關斷，輸出需要的電平，故障時閉鎖功率模塊，功率模塊只具備對電容充電的電流通路;應用在換流器中，當換流器的正負極端發(fā)生短路故障時，只要同時閉鎖所有功率模塊，故障電流可能的通路路徑中各功率模塊中的電容電壓和高于換流器所連接的交流電壓，故障電流可能的通路路徑中的電流路徑就不會有電流流過，實現(xiàn)換流器直流側故障的自清除，而且相比于⑶SM結構的MMC換流器，本實用新型的換流器的功率模塊的結構更加簡單，元器件較少，內部連接及控制更加簡單，降低了成本。
【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)技術中的功率模塊和換流器的結構示意圖；
[0017]圖2為其中一個實施例的功率模塊的結構示意圖；
[0018]圖3為其中一個實施例的功率模塊的一種具體結構示意圖；
[0019]圖4為其中一個實施例的功率模塊的另一種具體結構示意圖；
[0020]圖5為其中一個實施例的換流器的結構示意圖；
[0021 ]圖6-a為其中一個實施例的換流器中功率模塊的工作狀態(tài)一的一種電流路徑不意圖；
?0022]圖6_b為其中一個實施例的換流器中功率模塊的工作狀態(tài)一的另一種電流路徑不意圖；
[0023]圖7-a為其中一個實施例的換流器中功率模塊的工作狀態(tài)二的一種電流路徑示意圖；
[0024]圖7-b為其中一個實施例的換流器中功率模塊的工作狀態(tài)二的另一種電流路徑示意圖；
[0025]圖8為其中一個實施例的換流器中功率模塊的工作狀態(tài)三的一種電流路徑示意圖；
[0026]圖9-a為其中一個實施例的換流器的一種充電電流路徑示意圖；
[0027]圖9_b為其中一個實施例的換流器的另一種充電電流路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本實用新型，并不限定本實用新型的保護范圍。
[0029]參見圖2所示，為一個實施例的功率模塊的結構示意圖。該實施例中的功率模塊，包括第一全控型器件110、第二全控型器件120、第三全控型器件130、第一二極管140、第二二極管150、第三二極管160和電容170;
[0030]第一全控型器件110與第二全控型器件120串接，第二全控型器件120與第三全控型器件130反向串接;第一二極管140與第一全控型器件110反向并聯(lián)，第二二極管150與第二全控型器件120反向并聯(lián)，第三二極管160與第三全控型器件130反向并聯(lián)，第一全控型器件110、第二全控型器件120和第三全控型器件130串接后與電容170并聯(lián)。
[0031]在本實施例中，功率模塊中第一全控型器件110與第二全控型器件120串接，第二全控型器件120與第三全控型器件130反向串接;第一二極管140與第一全控型器件110反向并聯(lián)，第二二極管150與第二全控型器件120反向并聯(lián)，第三二極管160與第三全控型器件130反向并聯(lián)，第一全控型器件110、第二全控型器件120和第三全控型器件130串接后與電容170并聯(lián)。在具體實現(xiàn)過程中，正常工作時，通過控制信號控制三個全控型器件關斷，輸出需要的電平，故障時閉鎖功率模塊，功率模塊只具備對電容充電的電流通路;應用在換流器中，當換流器的正負極端發(fā)生短路故障時，只要同時閉鎖所有功率模塊，故障電流可能的通路路徑中各功率模塊中的電容電壓和高于換流器所連接的交流電壓，故障電流可能的通路路徑中的電流路徑就不會有電流流過，實現(xiàn)換流器直流側故障的自清除，而且相比于CDSM結構的MMC換流器，本實用新型的換流器的功率模塊的結構更加簡單，元器件較少，內部連接及控制更加簡單，降低了成本。
[0032]優(yōu)選的，第一全控型器件110與第二全控型器件120的連接點和第三全控型器件130與電容170的連接點作為所述功率模塊的信號端子。這兩個連接點可以用于與其他器件連接。
[0033]在其中一個實施例中，第一全控型器件110、第二全控型器件120和第三全控型器件130的類型和參數(shù)均相同。
[0034]在本實施例中，第一全控型器件110、第二全控型器件120和第三全控型器件130是同一種類型的全控型器件，參數(shù)均相同，如此便于統(tǒng)一控制信號，從而對各全控型器件進行控制。
[0035]在其中一個實施例中，第一二極管140、第二二極管150、第三二極管160的類型和參數(shù)均相同。
[0036]在本實施例中，第一二極管140、第二二極管150、第三二極管160是同一種類型的二極管，參數(shù)均相同，如此便于統(tǒng)一各二極管的電流。
[0037]在其中一個實施例中，第一全控型器件110與第二全控型器件120正向串接。
[0038]在其中一個實施例中，如圖3所示，第一全控型器件110為第一絕緣柵雙極型晶體管Tl，第二全控型器件120為第二絕緣柵雙極型晶體管T2，第三全控型器件130為第三絕緣柵雙極型晶體管T3;
[0039]第一絕緣柵雙極型晶體管Tl的發(fā)射極與第二絕緣柵雙極型晶體管T2的集電極連接，第二絕緣柵雙極型晶體管T2的發(fā)射極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的發(fā)射極連接；
[0040]第一二極管140為二極管Dl，第二二極管150為二極管D2，第三二極管160為二極管D3；
[0041]二極管Dl的正極與第一絕緣柵雙極型晶體管Tl的發(fā)射極連接，二極管Dl的負極與第一絕緣柵雙極型晶體管Tl的集電極連接;二極管D2的正極與第二絕緣柵雙極型晶體管T2的發(fā)射極連接，二極管D2的負極與第二絕緣柵雙極型晶體管T2的集電極連接;二極管D3的正極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的發(fā)射極連接，二極管D3的負極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的集電極連接；
[0042 ]電容170的正極與第一絕緣柵雙極型晶體管TI的集電極連接，電容170的負極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的集電極連接。
[0043]在本實施例中，全控型器件為絕緣柵雙極型晶體管，第一絕緣柵雙極型晶體管Tl與第二絕緣柵雙極型晶體管T2正向串接，第二絕緣柵雙極型晶體管T2與第三絕緣柵雙極型晶體管T3反向串接，二極管Dl、二極管D2、二極管D3與第一絕緣柵雙極型晶體管Tl、第二絕緣柵雙極型晶體管T2、第三絕緣柵雙極型晶體管T3—一對應反向并聯(lián)，第一絕緣柵雙極型晶體管Tl、第二絕緣柵雙極型晶體管T2和第三絕緣柵雙極型晶體管T3串接后與電容170并聯(lián)。通過觸發(fā)控制第一絕緣柵雙極型晶體管Tl、第二絕緣柵雙極型晶體管T2和第三絕緣柵雙極型晶體管T3的導通狀態(tài)，可以使功率模塊處于不同的工作狀態(tài)，以便輸出不同的電平，圖3中的Usm為功率模塊的輸出電壓，iSM為功率模塊的輸出電流，U。為電容C的電壓值。
[0044]在其中一個實施例中，第一全控型器件110與第二全控型器件120反向串接。
[0045]在其中一個實施例中，如圖4所示，第一全控型器件110為第一絕緣柵雙極型晶體管Tl，第二全控型器件120為第二絕緣柵雙極型晶體管T2，第三全控型器件130為第三絕緣柵雙極型晶體管T3;
[0046]第一絕緣柵雙極型晶體管Tl的發(fā)射極與第二絕緣柵雙極型晶體管T2的發(fā)射極連接，第二絕緣柵雙極型晶體管T2的集電極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的集電極連接；
[0047]第一二極管140為二極管Dl，第二二極管150為二極管D2，第三二極管160為二極管D3；
[0048]二極管Dl的正極與第一絕緣柵雙極型晶體管Tl的發(fā)射極連接，二極管Dl的負極與第一絕緣柵雙極型晶體管Tl的集電極連接;二極管D2的正極與第二絕緣柵雙極型晶體管T2的發(fā)射極連接，二極管D2的負極與第二絕緣柵雙極型晶體管T2的集電極連接;二極管D3的正極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的發(fā)射極連接，二極管D3的負極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的集電極連接；
[0049 ]電容170的正極與第一絕緣柵雙極型晶體管TI的集電極連接，電容170的負極與第三絕緣柵雙極型晶體管T3的發(fā)射極連接。
[0050]在本實施例中，全控型器件為絕緣柵雙極型晶體管，第一絕緣柵雙極型晶體管Tl與第二絕緣柵雙極型晶體管T2反向串接，第二絕緣柵雙極型晶體管T2與第三絕緣柵雙極型晶體管Τ3反向串接，二極管Dl、二極管D2、二極管D3與第一絕緣柵雙極型晶體管Tl、第二絕緣柵雙極型晶體管Τ2、第三絕緣柵雙極型晶體管Τ3—一對應反向并聯(lián)，第一絕緣柵雙極型晶體管Tl、第二絕緣柵雙極型晶體管Τ2和第三絕緣柵雙極型晶體管Τ3串接后與電容170并聯(lián)。通過觸發(fā)控制第一絕緣柵雙極型晶體管Tl、第二絕緣柵雙極型晶體管Τ2和第三絕緣柵雙極型晶體管Τ3的導通狀態(tài)，可以使功率模塊處于不同的工作狀態(tài)，以便輸出不同的電平，圖4中的Usm為功率模塊的輸出電壓，iSM為功率模塊的輸出電流，Uc為電容C的電壓值。
[0051]在本實用新型的功率模塊中，第一全控型器件110與第二全控型器件120正向串接或反向串接均可，而且全控型器件不僅僅可以是絕緣柵雙極型晶體管，也可以是其他類型的全控型器件。
[0052]根據(jù)上述功率模塊，本實用新型還提供一種換流器，以下就本實用新型的換流器的實施例進行詳細說明。
[0053]參見圖5所示，為一個實施例的換流器的結構示意圖。該實施例中的換流器包括第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第一組橋臂電抗器、第二組橋臂電抗器、三個充電電阻、一組三相隔離開關和一個斷路器，第一組換流橋臂和第二組換流橋臂中的換流橋臂的條數(shù)均為三，第一組橋臂電抗器和第二組橋臂電抗器中的橋臂電抗器的數(shù)目均為三；
[0054]第一組換流橋臂中的三條換流橋臂210、220、230的正極端均連接于第三連接點，第二組換流橋臂中的三條換流橋臂240、250、260的負極端均連接于第四連接點；
[0055]第一組換流橋臂中的三條換流橋臂210、220、230的負極端與第一組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器Lcl、Lc2、Lc3的一端一一對應連接，第二組換流橋臂中的三條換流橋臂240、250、260的正極端與第二組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器1^4、1^5、1^6的一端對應連接，第一組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器Lcl、Lc2、Lc3的另一端與第二組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器Lc4、Lc5、Lc6的另一端——對應連接；
[0056]第一組三個橋臂電抗器Lcl、Lc2、Lc3的另一端與第二組三個橋臂電抗器Lc4、Lc5、Lc6的另一端一一對應連接的三個連接點與三相隔離開關SI的三相一一對應連接，三相隔離開關SI的三相與三個充電電阻R1、R2、R3—一對應并聯(lián)；
[0057]斷路器S2連接在第一連接點和第二連接點之間；
[0058]第一組換流橋臂和第二組換流橋臂中的任意一條換流橋臂均包括串接的若干個上述功率模塊，前一個功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件的連接點與后一個功率模塊中第三全控型器件與所述電容的連接點連接，串接后首部的功率模塊中第三全控型器件與所述電容的連接點作為所述換流橋臂的正極端，尾部的功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件的連接點作為所述換流橋臂的負極端。
[0059]在本實施例中，將上述功率模塊應用在換流器中，當換流器的正負極端發(fā)生短路故障時，只要同時閉鎖所有功率模塊，因故障電流可能的通路路徑中各功率模塊中的電容電壓和高于換流器所連接的交流電壓，故障電流可能的通路路徑中的電流路徑就不會有電流流過，實現(xiàn)換流器直流側故障的自清除，而且相比于⑶SM結構的MMC換流器，本實用新型的換流器的功率模塊的結構更加簡單，元器件較少，內部連接及控制更加簡單，降低了成本。
[0060]優(yōu)選的，三個充電電阻Rl、R2、R3參數(shù)相同。[0061 ]在一個具體的實施例中，以全控型器件為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated GateBipolar Transistor)為例，對換流器的工作原理進行闡述:
[0062]換流器中的功率模塊通過觸發(fā)控制絕緣柵雙極型晶體管的導通狀態(tài)，可以使功率模塊處于不同的工作狀態(tài)，功率模塊一共有三種工作狀態(tài)。
[0063]工作狀態(tài)一，絕緣柵雙極型晶體管Tl導通，絕緣柵雙極型晶體管T2、T3截止；
[0064]當功率模塊的輸出電流iSM〈0時，其電流路徑如圖6-a所示，電流通過絕緣柵雙極型晶體管Tl和電容C形成通路，功率模塊輸出的電壓為電容C的電壓Uc，電容C處于放電狀態(tài)；
[0065 ]當功率模塊的輸出電流i SM>0時，其電流路徑如圖6-b所示，電流通過二極管DI和電容C形成通路，功率模塊輸出的電壓為電容C的電壓Uc，電容C處于放電狀態(tài)。
[0066]工作狀態(tài)二，絕緣柵雙極型晶體管T2、T3導通，絕緣柵雙極型晶體管Tl截止；
[0067]當功率模塊的輸出電流iSM〈0時，其電流路徑如圖7-a所示，電流通過二極管D2和絕緣柵雙極型晶體管T3形成通路，功率模塊輸出的電壓為O，電容C處于旁路狀態(tài)；
[0068]當功率模塊的輸出電流iSM>0時，其電流路徑如圖7-b所示，電流通過絕緣柵雙極型晶體管T2和二極管D3形成通路，功率模塊輸出的電壓為O，電容C處于旁路狀態(tài)。
[0069]工作狀態(tài)三，絕緣柵雙極型晶體管Tl、T2、T3均截止；
[0070]當功率模塊的輸出電流iSM〈0時，整個功率模塊處于截止狀態(tài)，不具備電流通路；[0071 ]當功率模塊的輸出電流i SM>0時，其電流路徑如圖8所示，電流通過二極管D2和電容C形成通路，功率模塊輸出的電壓為電容C的電壓Uc，電容C處于充電狀態(tài)。
[0072]換流器在正常工作前需要進行初始化充電。由換流器的工作原理可知，在T1、T2、Τ3均閉鎖的情況下，換流器三相上橋臂(即第一組換流橋臂)之間或三相下橋臂(即第二組換流橋臂)之間不能構成通路，即僅靠合上交流側斷路器，換流器不能完成初始化充電。本實用新型通過在換流器的正、負極母線(即換流器的正負極端)之間增加斷路器S2，來實現(xiàn)整個充電過程，充電過程分三個階段。
[0073]階段一，帶充電電阻充至交流線電壓的一半。過程為:將交流側的三相隔離開關SI斷開，將充電電阻投入，同時將直流側的斷路器S2合上，將正、負極母線短接，然后合上交流側斷路器即開始充電。當某相電壓幅值最高時，實現(xiàn)對本相下橋臂及其余兩相的上橋臂充電；當某相電壓幅值最低時，對本相的上橋臂及其余兩相的下橋臂充電。以A相為例，A相電壓最高時，實現(xiàn)對A相下橋臂及其B、C相上橋臂的充電，其充電過程如圖9-a所示;A相電壓最低時，實現(xiàn)對A相上橋臂及其B、C相下橋臂的充電，其充電過程如圖9-b所示。充電穩(wěn)定后，所有橋臂的電壓接近交流系統(tǒng)線電壓的一半。
[0074]階段二:解鎖換流器，使A相上橋臂所有功率模塊導通T2、T3，其余橋臂閉鎖，即可使B、C相上、下橋臂充電至接近交流系統(tǒng)線電壓;然后使B相上橋臂所有功率模塊導通Τ2、T3，其余橋臂閉鎖，即可使A相的上、下橋臂也充電至接近交流系統(tǒng)線電壓；
[0075]階段三:閉鎖所有橋臂，斷開斷路器S2，合上三相隔離開關SI后，再次解鎖所有橋臂，進入正常每相橋臂的可控充電。以三相上橋臂為例，實施過程為，使A相上橋所有功率模塊導通T2、T3，通過控制B、C兩相上橋臂的投入功率模塊的個數(shù)，即可使其功率模塊充電至額定電壓值；同理，通過使B相上橋所有功率模塊導通T2、T3，通過控制A兩相上橋臂的投入功率模塊的個數(shù)，即可使A相的功率模塊也充電至額定電壓值。下橋臂三相的充電過程與上橋臂類似。
[0076]換流器充電完成，將斷路器S2斷開，進入正常工作模式后，如果發(fā)生換流器正、負極端短路故障，同時閉鎖各橋臂所有的功率模塊后，電流理論上還存在圖9-a和圖9-b中的流通路徑。但正常工作時，上述路徑中功率模塊電容電壓和是交流線電壓的數(shù)倍，所有功率模塊的Tl均處于反向截止狀態(tài)，不可能導通，故此時圖9-a和圖9-b中電流路徑不可能有電流流過，即實現(xiàn)了直流側故障的自清除。
[0077]如果發(fā)生單極對地短路，同時閉鎖各橋臂所有的功率模塊后，則根本不存在電流通路，也實現(xiàn)了直流側故障的自清除。
[0078]隔離開關可以是斷路器，也可以是具備開關功能的其他形式的隔離開關。
[0079]本實用新型的換流器具備直流故障自清除能力，解決了半橋型MMC換流器需斷開交流斷路器清除直流側故障的缺陷，與圖1比較可知，本實用新型的功率模塊中所用的絕緣柵雙極型晶體管的個數(shù)為全橋型麗C換流器的3/4;與⑶SM相比，每電平多1/2個IGBT、少一個二極管，經(jīng)濟性相當，但元器件較少，內部連接及控制更為簡單。
[0080]在本實用新型中，“第一”、“第二”等序數(shù)詞只是為了對所涉及的部件進行區(qū)分，并不是對部件本身進行限定。
[0081]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0082]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種功率模塊，其特征在于，包括第一全控型器件、第二全控型器件、第三全控型器件、第一二極管、第二二極管、第三二極管和電容； 所述第一全控型器件與所述第二全控型器件串接，所述第二全控型器件與所述第三全控型器件反向串接;所述第一二極管與所述第一全控型器件反向并聯(lián)，所述第二二極管與所述第二全控型器件反向并聯(lián)，所述第三二極管與所述第三全控型器件反向并聯(lián)，所述第一全控型器件、所述第二全控型器件和所述第三全控型器件串接后與所述電容并聯(lián)。2.根據(jù)權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第一全控型器件、所述第二全控型器件和所述第三全控型器件的類型和參數(shù)均相同。3.根據(jù)權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第一二極管、所述第二二極管、所述第三二極管的類型和參數(shù)均相同。4.根據(jù)權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第一全控型器件與所述第二全控型器件正向串接。5.根據(jù)權利要求4所述的功率模塊，其特征在于，所述第一全控型器件為第一絕緣柵雙極型晶體管，所述第二全控型器件為第二絕緣柵雙極型晶體管，所述第三全控型器件為第三絕緣柵雙極型晶體管； 所述第一絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接，所述第二絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接； 所述第一二極管的正極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第一二極管的負極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接;所述第二二極管的正極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二二極管的負極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接;所述第三二極管的正極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第三二極管的負極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接； 所述電容的正極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接，所述電容的負極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接。6.根據(jù)權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第一全控型器件與所述第二全控型器件反向串接。7.根據(jù)權利要求6所述的功率模塊，其特征在于，所述第一全控型器件為第一絕緣柵雙極型晶體管，所述第二全控型器件為第二絕緣柵雙極型晶體管，所述第三全控型器件為第三絕緣柵雙極型晶體管； 所述第一絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二絕緣柵雙極型晶體管的集電極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接； 所述第一二極管的正極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第一二極管的負極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接;所述第二二極管的正極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二二極管的負極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接;所述第三二極管的正極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第三二極管的負極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接； 所述電容的正極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接，所述電容的負極與所述第三絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接。8.一種換流器，其特征在于，包括第一組三條換流橋臂、第二組三條換流橋臂、第一組橋臂電抗器、第二組橋臂電抗器、三個充電電阻、一組三相隔離開關和一個斷路器，所述第一組換流橋臂和所述第二組換流橋臂中的換流橋臂的條數(shù)均為三，所述第一組橋臂電抗器和所述第二組橋臂電抗器中的橋臂電抗器的數(shù)目均為三； 所述第一組換流橋臂中的三條換流橋臂的正極端均連接于第一連接點，所述第二組換流橋臂中的三條換流橋臂的負極端均連接于第二連接點； 所述第一組換流橋臂中的三條換流橋臂的負極端與所述第一組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的一端一一對應連接，所述第二組換流橋臂中的三條換流橋臂的正極端與第二組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的一端 對應連接，所述第一組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的另一端與第二組橋臂電抗器中三個橋臂電抗器的另一端一一對應連接； 所述第一組三個橋臂電抗器的另一端與所述第二組三個橋臂電抗器的另一端一一對應連接的三個連接點與所述三相隔離開關的三相一一對應連接，所述三相隔離開關的三相與三個所述充電電阻 對應并聯(lián)； 所述斷路器連接在所述第一連接點和所述第二連接點之間； 所述第一組換流橋臂和第二組換流橋臂中的任意一條換流橋臂均包括串接的若干個如權利要求1至7中任意一項所述的功率模塊，前一個功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件的連接點與后一個功率模塊中第三全控型器件與所述電容的連接點連接，串接后首部的功率模塊中第三全控型器件與所述電容的連接點作為所述換流橋臂的正極端，尾部的功率模塊中第一全控型器件與第二全控型器件的連接點作為所述換流橋臂的負極端。
【文檔編號】H02M7/219GK205657603SQ201620447987
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月17日 公開號201620447987.6, CN 201620447987, CN 205657603 U, CN 205657603U, CN-U-205657603, CN201620447987, CN201620447987.6, CN205657603 U, CN205657603U
【發(fā)明人】劉繼權, 周敏, 倫振堅, 賈紅舟, 魯麗娟, 彭冠炎
【申請人】中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司