功率模块的级联结构以及级联功率模块制造技术

本实用新型专利技术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。采用本实用新型专利技术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。

Cascade structure of power module and cascade power module

The utility model provides a cascade structure and a cascade power module of a power module, the cascade structure includes a series cascade structure or a parallel cascade structure, the series cascade structure or the parallel cascade structure includes a plurality of power modules, each power module includes a power component and a bus capacitance, the power component includes an upper arm drive component and a lower arm drive component, and an upper arm drive component One end of the upper arm drive module is used as the first AC terminal, the other end of the lower arm drive module is used as the second AC terminal, and the first AC terminal and the second AC terminal are used to connect the AC power supply. The cascade structure and the cascade power module of the power module according to the exemplary embodiment of the utility model can not only expand the capacity level, but also effectively reduce the cost of the power module.

【技术实现步骤摘要】
功率模块的级联结构以及级联功率模块
本技术涉及直流输电
，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。
技术介绍
目前，现有的MMC(ModularMultilevelConverter，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块的级联结构，所述级联结构包括串联级联结构或者并联级联结构，所述串联级联结构或者所述并联级联结构包括多个功率模块，其特征在于，每个功率模块包括功率组件和母线电容，所述功率组件包括上臂驱动组件和下臂驱动组件，/n其中，所述上臂驱动组件的一端连接到所述母线电容的一端，所述上臂驱动组件的另一端连接到所述下臂驱动组件的一端，所述下臂驱动组件的另一端连接到所述母线电容的另一端，/n所述上臂驱动组件的一端被作为直流接线端子，连接直流母线，所述上臂驱动组件的另一端被作为第一交流接线端子，所述下臂驱动组件的另一端被作为第二交流接线端子，所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子连接交流电源，/n...

【技术特征摘要】
1.一种功率模块的级联结构，所述级联结构包括串联级联结构或者并联级联结构，所述串联级联结构或者所述并联级联结构包括多个功率模块，其特征在于，每个功率模块包括功率组件和母线电容，所述功率组件包括上臂驱动组件和下臂驱动组件，
其中，所述上臂驱动组件的一端连接到所述母线电容的一端，所述上臂驱动组件的另一端连接到所述下臂驱动组件的一端，所述下臂驱动组件的另一端连接到所述母线电容的另一端，
所述上臂驱动组件的一端被作为直流接线端子，连接直流母线，所述上臂驱动组件的另一端被作为第一交流接线端子，所述下臂驱动组件的另一端被作为第二交流接线端子，所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子连接交流电源，
所述直流接线端子、所述第一交流接线端子以及所述第二交流接线端子用于所述多个功率模块的串联和/或并联连接。


2.根据权利要求1所述的级联结构，其特征在于，所述上臂驱动组件包括第一晶体管、第一二极管和第一驱动板，所述下臂驱动组件包括第二晶体管、第二二极管和第二驱动板，
其中，所述第一晶体管的第一端连接到所述母线电容的一端，所述第一晶体管的第二端连接到所述第二晶体管的第一端，所述第二晶体管的第二端连接到所述母线电容的另一端，
所述第一驱动板的输入端接收控制指令，所述第一驱动板的输出端连接到所述第一晶体管的控制端，以控制所述第一晶体管的导通和截止，所述第二驱动板的输入端接收控制指令，所述第二驱动板的输出端连接到所述第二晶体管的控制端，以控制所述第二晶体管的导通和截止，
所述第一二极管的一端连接到所述第一晶体管的第一端，所述第一二极管的另一端连接到所述第一晶体管的第二端，所述第二二极管的一端连接到所述第二晶体管的第一端，所述第二二极管的另一端连接到所述第二晶体管的第二端。


3.根据权利要求2所述的级联结构，其特征在于，所述串联级联结构包括多个主控功率模块，每个主控功率模块包括所述功率模块、模块控制板、旁路开关以及开关电源，
其中，所述模块控制板的输入端接收控制指令，所述模块控制板的第一输出端连接到所述第一驱动板的输入端，所述模块控制板的第二输出端连接到所述第二驱动板的输入端，所述模块控制板的第三输出端连接到所述旁路开关的控制端，以控制所述旁路开关的闭合和断开，
所述旁路开关的一端连接到所述第一晶体管的第二端，所述旁路开关的另一端连接到所述第二晶体管的第二端，
所述开关电源的一端连接到所述母线电容的一端，所述开关电源的另一端连接到所述母线电容的另一端，所述开关电源的第一输出端连接到所述模块控制板的供电端，所述开关电源的第二输出端连接到所述第一驱动板的供电端，所述开关电源的第三输出端连接到所述第二驱动板的供电端，所述开关电源的第四输出端连接到所述旁路开关的供电端，以分别向所述模块控制板、所述第一驱动板、所述第二驱动板以及所述旁路开关提供电力。


4.根据权利要求3所述的级联结构，其特征在于，所述模块控制板的输入端被作为对外通信端子，连接到外部控制器以从所述外部控制器接收控制指令，
所述第一驱动板的输入端被作为第一并联驱动端子，所述第二驱动板的输入端被作为第二并联驱动端子，以接收所述模块控制板发送的控制指令，
所述第一驱动板的供电端被作为第一并联电源端子，所述第二驱动板的供电端被作为第二并联电源端子，以接收所述开关电源提供的电力。


5.根据权利要求4所述的级联结构，其特征在于，所述主控功率模块还包括外壳，所述外壳包括前面板、背板和四个侧板，前面板、背板和四个侧板形成容置空间，所述功率组件、所述母线电容、所述开关电源、所述模块控制板以及所述旁路开关被置于所述容置空间内，
其中，所述直流接线端子、所述第一交流接线端子以及所述第二交流接线端子被作为接线端子，所述对外通信端子、所述第一并联驱动端子、所述第二并联驱动端子、所述第一并联电源端子以及所述第二并联电源端子被作为控制端子，所述接线端子与所述控制端子均从所述外壳的所述前面板引出，并且所述接线端子与所述控制端子在所述容置空间内分开走线，分别布置在所述前面板上的不同区域。


6.根据权利要求5所述的级联结构，其特征在于，每个主控功率模块中的所述直流接线端子均连接到直流母线，每个主控功率模块中的所述对外通信端子均连接到所述外部控制器，
所述串联级联结构包括的所述多个主控功率模块的相邻两个主控功率模块中的一个主控功率模块中的所述第二交流接线端子连接到另一主控功率模块中的所述第一交流接线端子。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杨有涛，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11