适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块制造技术

本实用新型专利技术的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块包括四个晶体管、四个二极管、两个电容，所述四个晶体管相互串联，分别为晶体管一T1、晶体管二T2、晶体管三T3、晶体管四T4，所述四个二极管分别为二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、二极管四D4，所述四个二极管分别与相对应的晶体管反并联，所述两个电容分别为电容一C1、电容二C2，电容一C1的正极并联接于晶体管一T1的集电极，电容C1的负极接于晶体管二T2的发射极，电容二C2的正极接于晶体管三T3的集电极，电容二C2的负极接于晶体管四T4的发射极。在实现与一般MMC同样的功能时，本实用新型专利技术的MMC中新型功率单元模块数量仅为一般MMC结构的一半，且结构简单、紧凑，成本更加低廉。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子换流器领域，特别是适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块。
技术介绍
随着电力电子技术的不断发展，高电压、大容量已经成为电力电子技术的重要发展方向，高电压、大容量的多电平换流器有着多种结构，其中MMC (Modular MultilevelConverter)结构具备开关频率低、开关损耗小、等效开关频率高等优点,得到了广泛的使用。一般的MMC结构采用的模块只能输出两种电平，功率单元模块数量多，造成模块与模块之间以及模块与上级控制保护之间的连接点较多，导致现场调试耗时长，同时导致成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单、紧凑的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块。为了实现本技术的目的，采取的技术方案是:一种适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块，它包括四个晶体管、四个二极管、两个电容，所述四个晶体管相互串联，分别为晶体管一 Tl、晶体管二 T2、晶体管三T3、晶体管四T4，所述四个二极管分别为二极管一 D1、二极管二 D2、二极管三D3、二极管四D4，所述四个二极管分别与相对应的晶体管反并联，所述两个电容分别为电容一 Cl、电容二C2,电容一 Cl的正极并联接于晶体管一 Tl的集电极，电容Cl的负极接于晶体管二 T2的发射极，电容二 C2的正极接于晶体管三T3的集电极，电容二 C2的负极接于晶体管四T4的发射极，晶体管一 Tl的发射极与晶体管三T3的发射极为功率的输出端口。在实现与一般MMC同样的功能时，本技术的MMC中新型功率单元模块数量仅为一般MMC结构的一半,且结构简单、紧凑，成本更加低廉。下面对技术方案进一步说明:在其中一个实施例中，所述晶体管为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者电子注入增强栅晶体管IEGT。绝缘栅双极型晶体管IGBT和电子注入增强栅晶体管IEGT均可作为开关器件。在其中一个实施例中，所述四个晶体管参数相同。四个晶体管参数相同能使每个晶体管承受相同的电压，保证四个晶体管能同时以全压状态工作，提高了晶体管的利用率。在其中一个实施例中，所述四个二极管参数相同。二极管参数相同能使每个二极管承受相同的电压，保证二极管能同时在全压状态下工作，提高了利用率。在其中一个实施例中，所述两个电容参数相同。相同参数的电容，能使每个电容承受相同的电压，保证了电容能同时在全压状态下工作，提高了利用率。在其中一个实施例中，适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块有至少一种工作状态。在其中一个实施例中，适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块有四种工作状态。通过触发控制各个晶体管的导通状态，适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块能够具有四种工作状态，第一种工作状态为晶体管一 Tl、晶体管四T4导通，晶体管二 T2、晶体管三T3截止；第二种工作状态为晶体管一 Tl、晶体管三T3导通，晶体管二 T2、晶体管四T4截止；第三种工作状态为晶体管二 T2、晶体管四T4导通，晶体管一 Tl、晶体管三T3截止；第四种工作状态为晶体管二 T2、晶体管三T3导通，晶体管一 Tl、晶体管四T4截止。在其中一个实施例中，适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块输出至少一种电平。在其中一个实施例中，适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块输出三种电平。适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块在四种工作状态下，能输出三种电平。本技术的优点是:在实现与一般MMC同样的功能时，本技术的MMC中新型功率单元模块数量仅为一般MMC结构的一半,且结构简单、紧凑，成本更加低廉。本技术的MMC新型功率单元模块的开关器件均能以全压状态工作，能工作于四种工作状态，输出三种电平。附图说明图1是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块；图2是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态一的电流流向图一；图3是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态一的电流流向图二；图4是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态二的电流流向图一；图5是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态二的电流流向图二；图6是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态三的电流流向图一；图7是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态三的电流流向图二；图8是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态四的电流流向图一；图9是本技术提供的适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块工作状态四的电流流向图二。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明:参阅1-9，在本技术的实施例中，一种适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块包括四个晶体管、四个二极管、两个电容，所述四个晶体管相互串联，分别为晶体管一 Tl、晶体管二 T2、晶体管三T3、晶体管四T4，所述四个二极管分别为二极管一 D1、二极管二 D2、二极管三D3、二极管四D4，所述四个二极管分别与相对应的晶体管反并联，所述两个电容分别为电容一 Cl、电容二 C2，电容一 Cl的正极并联接于晶体管一 Tl的集电极，电容Cl的负极接于晶体管二 T2的发射极，电容二 C2的正极接于晶体管三T3的集电极，电容二C2的负极接于晶体管四T4的发射极，晶体管一 Tl的发射极与晶体管三T3的发射极为功率的输出端口。本技术的MMC中新型功率单元模块数量仅为一般MMC结构的一半，并且能实现与一般MMC同样的功能，这种设计，结构简单、紧凑，成本更加低廉。所述晶体管为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者电子注入增强栅晶体管IEGT。绝缘栅双极型晶体管IGBT和电子注入增强栅晶体管IEGT均可作为开关器件。所述四个晶体管参数相同。四个晶体管参数相同能使每个晶体管承受相同的电压，保证四个晶体管能同时以全压状态工作，提高了晶体管的利用率。所述四个二极管参数相同。二极管参数相同能使每个二极管承受相同的电压，保证二极管能同时在全压状态下工作，提高了利用率。所述两个电容参数相同。相同参数的电容，能使每个电容承受相同的电压，保证了电容能同时在全压状态下工作，提高了利用率。适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块具有四种(至少一种)工作状态。通过触发控制各个晶体管的导通状态，适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块能够具有四种工作状态，第一种工作状态为晶体管一 Tl、晶体管四T4导通，晶体管二 T2、晶体管三T3截止；第二种工作状态为晶体管一 Tl、晶体管三T3导通，晶体管二 T2、晶体管四T4截止；第三种工作状态为晶体管二 T2、晶体管四T4导通，晶体管一 Tl、晶体管三T3截止；第四种工作状态为晶体管二 T2、晶体管三T3导通，晶体管一 Tl、晶体管四T4截止。适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块输出三种(至少一种)电平。适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块在四种工作状态下，能输出三种电平。本技术适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块可以通过触发控制晶体管一Tl、晶体管二T2、晶体管三T3、晶体管四T4的导通状态，使该功率模块具备四种工作状态。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块，其特征在于：它包括四个晶体管、四个二极管、两个电容，所述四个晶体管相互串联，分别为晶体管一T1、晶体管二T2、晶体管三T3、晶体管四T4，所述四个二极管分别为二极管一D1、二极管二D2、二极管三D3、二极管四D4，所述四个二极管分别与相对应的晶体管反并联，所述两个电容分别为电容一C1、电容二C2，电容一C1的正极并联接于晶体管一T1的集电极，电容C1的负极接于晶体管二T2的发射极，电容二C2的正极接于晶体管三T3的集电极，电容二C2的负极接于晶体管四T4的发射极，晶体管一T1的发射极与晶体管三T3的发射极为功率的输出端口。

【技术特征摘要】
1.一种适用于模块化多电平换流器的新型功率单元模块，其特征在于:它包括四个晶体管、四个二极管、两个电容，所述四个晶体管相互串联，分别为晶体管一 Tl、晶体管二 T2、晶体管三T3、晶体管四T4，所述四个二极管分别为二极管一 D1、二极管二 D2、二极管三D3、二极管四D4，所述四个二极管分别与相对应的晶体管反并联，所述两个电容分别为电容一Cl、电容二 C2，电容一 Cl的正极并联接于晶体管一 Tl的集电极，电容Cl的负极接于晶体管二 T2的发射极，电容二 C2的正极接于晶体管三T3的集电极，电容二 C2的负极接于晶体管四T4的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继权，鲁丽娟，彭冠炎，蔡田田，冯晓东，朱海华，张劲松，伦振坚，谷新梅，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：