[發明專利]模塊化電源系統

有效

• 申請號: 201711322795.8
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108566071B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 應建平;王明;黃宵駁;劉軍;胡志明
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/32
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王衛忠;袁禮君

一種模塊化電源系統包括：一個主控制器，被配置為輸出主控制信號；N個本地控制器，其中每一個所述本地控制器被配置為接收所述主控制信號，以輸出至少一個本地控制信號；以及N個功率單元，與所述N個本地控制器一一對應，其中每一個所述功率單元包括第一端和第二端，每一個所述功率單元的所述第二端連接到相鄰的一個所述功率單元的所述第一端，每一個所述功率單元被配置為包括M個功率變換器，其中每一個所述功率變換器包括第三端和第四端，每一個所述功率變換器的所述第四端連接到相鄰的一個所述功率變換器的所述第三端，每一個所述功率變換器被配置為根據對應的所述本地控制器輸出的所述本地控制信號運行，其中N和M均為大于1的自然數。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種模塊化電源系統。

背景技術

目前，在一些較高電壓等級(如10kV以上)應用場合，如靜止無功發生器(StaticVar Generator，SVG)、中壓變頻器(Medium Variable-frequency Drive，MVD)以及輕型高壓直流輸電系統(High Voltage Direct Current Transmission Light，HVDC-Light)等，由于系統電壓等級較高，受半導體器件的耐壓等級和成本所限，通常都采用功率單元級聯的電路拓撲結構。

傳統的功率單元級聯的拓撲結構需要給每一個功率單元即功率變換器配備一套光纖、輔助電源、本地控制器。這種功率單元級聯的拓撲結構隨著電壓等級的提高，需要級聯的功率單元的數量也隨之增加，導致光纖、輔助電源及本地控制器的數量也隨之增加，使得這種拓撲結構的設計復雜，成本高，同時也會降低其可靠性。

圖1是現有技術中一個三相SVG系統的結構示意圖。圖2是現有技術中一個更具體的三相SVG系統的示意圖。圖1和圖2中的SVG系統包括三相電路，每一相電路中的功率單元級聯連接。

如圖1中所示，該SVG系統的每一相電路都由多個功率單元1級聯而成。這里的術語“級聯”在本領域中是公知常識，即每一個功率單元包括第一端T₁和第二端T₂，相鄰兩個功率單元的其中一個的第二端T₂與另一個的第一端T₁連接。每一相電路的第1個功率單元的第一端T₁經濾波器L分別連接到三相電網的U_A、U_B和U_C三相線路上，每一相電路的最后一個功率單元的第二端相互連接。

如圖2所述，該SVG系統的每一相電路都由8個功率單元P₁至P₈級聯而成。每一個功率單元包括如圖1中所示的第一端和第二端，其中相鄰兩個功率單元的其中一個的第二端與另一個的第一端連接。例如，功率單元P₁的第二端與功率單元P₂的第一端連接，功率單元P₂的第二端與功率單元P₃的第一端連接，依次類推，功率單元P₇的第二端與功率單元P₈的第一端連接。三相電路中三個功率單元P₁的第一端經過濾波電路(由電感L、電阻R和電容C組成)分別連接于三相電網G的U_A、U_B和U_C相，其中三相電網G的U_A、U_B和U_C相連接負載R_load。三相電路中三個功率單元P₈的第二端相互連接。每一個功率單元中包括四個功率開關器件2。每一個功率開關器件2由一個功率半導體開關S與一個反向并聯的體二極管或外接二極管D構成。功率半導體開關S的集電極與二極管D的陰極連接，功率半導體開關S的發射極與二極管D的陽極連接。由于功率半導體開關S與一個反向并聯的體二極管或外接二極管D二者通常作為一個整體使用，所以為了描述簡潔的目的，以下描述中不再單獨提及反向并聯的體二極管或外接二極管D。