[实用新型]功率模块的级联结构以及级联功率模块

说明书

本实用新型提供一种功率模块的级联结构以及级联功率模块，该级联结构包括串联级联结构或者并联级联结构，串联级联结构或者并联级联结构包括多个功率模块，每个功率模块包括功率组件和母线电容，功率组件包括上臂驱动组件和下臂驱动组件，上臂驱动组件的一端被作为直流接线端子，连接直流母线，上臂驱动组件的另一端被作为第一交流接线端子，下臂驱动组件的另一端被作为第二交流接线端子，第一交流接线端子和第二交流接线端子连接交流电源。采用本实用新型示例性实施例的上述功率模块的级联结构以及级联功率模块，不仅能够扩大容量等级，还能够有效降低功率模块的成本。

技术领域

本实用新型涉及直流输电技术领域，更具体地讲，涉及一种功率模块的级联结构以及级联功率模块。

背景技术

目前，现有的MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)换流阀系统的逆变拓扑结构如图1所示，主要由多个MMC功率模块1依次级联起来，构成三相MMC换流阀系统。每个MMC功率模块包括串联连接的两个IGBT模块以及旁路开关。

第一个MMC功率模块的第二交流端口B与第二个MMC功率模块的第一交流端口A1连接，第二个MMC功率模块的第二交流端口B1与下一个MMC功率模块的第一交流端口A2连接。

现有的多个MMC功率模块的外部接线方式如图2所示，第一个MMC功率模块的第二交流端口B，与第二个MMC功率模块的第一交流端口A1连接，第二个MMC功率模块的第二交流端口B1，与下一个MMC功率模块的第一交流端口A2连接，从而将每个MMC功率模块依次串联连接起来。

为了扩大容量，可以通过在现有的功率模块内并联功率器件来实现，如图3和图4所示，通过将四个IGBT模块进行并联封装来获得IGBT组件，这种方式能够使得容量变大，但并联之后的IGBT组件的体积较大，尤其是并联之后的电容C3，在容量翻倍的情况下其体积也会翻倍，这将会为集成功率单元的结构设计以及阀塔的安装与维护带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种功率模块的级联结构以及级联功率模块，能够在扩大容量等级的同时，不增大功率模块的体积，以适用于集成功率单元的结构设计、安装与维护。

本实用新型示例性实施例的一方面，提供一种功率模块的级联结构，该级联结构包括串联级联结构或者并联级联结构，串联级联结构或者并联级联结构包括多个功率模块，每个功率模块包括功率组件和母线电容，功率组件包括上臂驱动组件和下臂驱动组件，其中，上臂驱动组件的一端连接到母线电容的一端，上臂驱动组件的另一端连接到下臂驱动组件的一端，下臂驱动组件的另一端连接到母线电容的另一端，上臂驱动组件的一端被作为直流接线端子，连接直流母线，上臂驱动组件的另一端被作为第一交流接线端子，下臂驱动组件的另一端被作为第二交流接线端子，第一交流接线端子和第二交流接线端子连接交流电源，直流接线端子，第一交流接线端子以及第二交流接线端子用于多个功率模块的串联和/或并联连接。

可选地，上臂驱动组件可包括第一晶体管、第一二极管和第一驱动板，下臂驱动组件可包括第二晶体管、第二二极管和第二驱动板，其中，第一晶体管的第一端可连接到母线电容的一端，第一晶体管的第二端可连接到第二晶体管的第一端，第二晶体管的第二端可连接到母线电容的另一端，第一驱动板的输入端可接收控制指令，第一驱动板的输出端可连接到第一晶体管的控制端，以控制第一晶体管的导通和截止，第二驱动板的输入端可接收控制指令，第二驱动板的输出端可连接到第二晶体管的控制端，以控制第二晶体管的导通和截止，第一二极管的一端可连接到第一晶体管的第一端，第一二极管的另一端可连接到第一晶体管的第二端，第二二极管的一端连接到第二晶体管的第一端，第二二极管的另一端可连接到第二晶体管的第二端。