[實用新型]一種多電平變換器子模塊電路及多電平變換器

有效

• 申請號: 201621250679.0
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN206195648U
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李湘峰;屈莉莉;張彩霞;姜桂秀
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙)44268
• 代理人: 王永文,劉文求

技術領域

本實用新型涉及電能轉換技術領域，特別涉及一種多電平變換器子模塊電路及多電平變換器。

背景技術

隨著大容量、新能源、特殊環境電能變換技術，特別是近年來流行的高壓直流輸電技術(High Voltage Direct Current, HVDC)的不斷發展，能源系統對多電平變換器的靈活性和穩定性要求也日益苛刻，傳統兩電平變換器拓撲已無法滿足高電壓和大功率等級的要求。模塊化組合多電平變換器（MMC）自2002年提出以來，以其獨特的結構優勢逐漸成為多電平變換器領域的研究重點，為應對當前能源技術發展的需要，大量新型拓撲被與新型子模塊電路被設計并運用于各類MMC系統。然而現有MMC子模塊電路存在器件數多，控制復雜，穩定性不高等缺點。

因而現有技術還有待改進和提高。

實用新型內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種多電平變換器子模塊電路及多電平變換器，可應用于各類多電平變換器，在減少了開關器件使用的同時能有效提高電壓利用率及輸出電平數，且提供了電流過零續流模態，有效杜絕了電壓尖峰的產生。

為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案：

一種多電平變換器子模塊電路，其包括用于充放電的儲能單元；用于根據接收到的控制指令使所述多電平變換器子模塊電路的工作模態處于電容充電模態、電容放電模態、電容旁路模態、電流阻斷模態和電流過零續流模態其中一種的橋式電路單元；所述多電平變換器子模塊電路還包括輸入輸出單元；所述儲能單元和輸入輸出單元均連接橋式電路單元。

所述的多電平變換器子模塊電路中，所述儲能單元包括第一電容，所述第一電容與所述橋式電路單元并聯。

所述的多電平變換器子模塊電路中，所述橋式電路單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第一功率二極管和第二功率二極管；所述第一功率開關管的發射極連接第一電容的一端和第二功率開關管的集電極，所述第一功率開關管的集電極連接第三開關管的集電極、第一功率二極管的負極和輸入輸出單元；所述第二功率開關管的發射極連接第四功率開關管的集電極、第二功率二極管的負極和輸入輸出單元；所述第三功率開關管的發射極連接第一電容的另一端、第一功率二極管的正極和第四功率開關管的發射極；所述第四功率開關管的發射極還連接第二功率二極管的正極。

所述的多電平變換器子模塊電路中，所述輸入輸出單元包括第一連接端和第二連接端，所述第一連接端連接第一功率開關管的集電極，所述第二連接端連接第二功率開關管的發射極。

一種多電平變換器，其包括若干個如上所述的多電平變換器子模塊電路。

相較于現有技術，本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路及多電平變換器中，所述多電平變換器子模塊電路包括用于充放電的儲能單元；用于根據接收到的控制指令使所述多電平變換器子模塊電路的工作模態處于電容充電模態、電容放電模態、電容旁路模態、電流阻斷模態和電流過零續流模態其中一種的橋式電路單元；所述多電平變換器子模塊電路還包括輸入輸出單元；所述儲能單元和輸入輸出單元均連接橋式電路單元，可應用于各類多電平變換器，在減少了開關器件使用的同時能有效提高電壓利用率及輸出電平數，且提供了電流過零續流模態有效杜絕了電壓尖峰的產生。

附圖說明

圖1 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路的電路圖。

圖2 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路電容充電模態的示意圖。

圖3 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路電容放電模態的示意圖。

圖4 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路電流阻斷模態的示意圖。

圖5 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路電容旁路模態第一實施例的示意圖。

圖6 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路電容旁路模塊第二實施例的示意圖。

圖7 為本實用新型提供的多電平變換器子模塊電路電流過零續流模態的示意圖。

圖8 為本實用新型提供的多電變換器優選實施例的電路圖。

圖9 為本實用新型提供的多電變換器優選實施例仿真輸出的電壓波形圖。

圖10 為本實用新型提供的多電變換器優選實施例仿真輸出的電流波形圖。

具體實施方式