[实用新型]一种模块化多电平变换器子模块冗余配置电路

权利要求书

1.一种模块化多电平变换器子模块冗余配置电路，其特征在于：包括三相桥臂和控制器；

三相桥臂中，每相桥臂包括两个桥臂，分别为上桥臂和下桥臂，单相单桥臂的结构相同；

每个桥臂由桥臂电感、额定子模块和冗余子模块级联组成，冗余子模块包括串联连接的热备用冗余子模块和冷备用冗余子模块；

额定子模块包括第一半桥子模块和连接于第一半桥子模块用于控制第一半桥子模块是否隔离的短路开关S；热备用冗余子模块包括第二半桥子模块；冷备用冗余子模块包括第三半桥子模块和连接于第三半桥子模块用于控制第三半桥子模块是否工作的旁路开关K；其中，第一半桥子模块、第二半桥子模块和第三半桥子模块均为半桥子模块拓扑结构，控制器电连接于短路开关S和旁路开关K，控制器用于在额定子模块正常运行时断开短路开关S和导通旁路开关K，用于在额定子模块故障时导通短路开关S和断开旁路开关K；

额定子模块正常工作时，短路开关S断开，热备用冗余子模块预充电至子模块额定电压，处于旁路状态，冷备用冗余子模块的旁路开关K闭合，冷备用冗余子模块处于短接不工作状态；额定子模块故障时，短路开关S闭合，热备用冗余子模块替代额定子模块工作，冷备用冗余子模块的旁路开关K断开，冷备用冗余子模块转换为热备用冗余子模块进行预充电。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器子模块冗余配置电路，其特征在于：所述半桥子模块拓扑结构包括2个功率管、2个反并联二极管和1个电容器，具体为：功率管T₁、功率管T₂、二极管D₁、二极管D₂和电容器C；

功率管T₁的发射极连接于功率管T₂的集电极，功率管T₁的集电极连接于电容器C正极，功率管T₂的发射极连接于电容器C负极，功率管T₁与二极管D₁反向并联，功率管T₂与二极管D₂反向并联；

在额定子模块中，短路开关S与功率管T₂并联；

在冷备用冗余子模块中，所述旁路开关K与功率管T₂并联。

3.根据权利要求2所述的模块化多电平变换器子模块冗余配置电路，其特征在于：所述功率管T₁和功率管T₂均为IGBT。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器子模块冗余配置电路，其特征在于：单相单桥臂中，冷备用冗余子模块的数量不超过热备用冗余子模块的数量。