[發明專利]一種移位全橋模塊化多電平換流器

在審

• 申請號: 202010084464.0
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111293911A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王毅;譚開東;王琛;陶建業;魏曉光;王新穎
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02H7/122
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種移位全橋模塊化多電平換流器，其特征在于，由兩個全橋子模塊FBSM1、FBSM2通過移位方式相互連接而構成；

所述FBSM1包括3個帶反并聯二極管的IGBT開關管S1、S2、S3，1個二極管D1以及1個電容器C1，其中，S1的集電極與S2的集電極連接，S2的發射極與S3的集電極連接，S3的發射極與二極管D1的正極連接，二極管D1的負極與S1的發射極相連接，電容器C1跨接在S1的集電極和二極管D1的正極之間；

所述FBSM2包括3個帶反并聯二極管的IGBT開關管S4、S5、S6，以及1個電容器C2，其中S4的集電極與S3的發射極連接，S4的發射極與S6的集發射極連接，S6的集電極與S5的發射極相連接，S5的集電極與S2的發射極相連接，電容器C2跨接在S3的集電極和S4的發射極之間。

2.如權利要求1所述的一種移位全橋模塊化多電平換流器，其特征在于，包括正極端子“+”和負極端子“-”，所述正極端子“+”從S 1的發射極和二極管D1的負極引出，所述負極端子“-”從S5的發射極和S6的集電極引出。

3.如權利要求2所述的一種移位全橋模塊化多電平換流器，其特征在于，在正常工作情況下，具有5種工作模式：

(1)模式1：開關管S1、S2、S5，電容C1、C2均被旁路，輸出0電平；

(2)模式2：開關管S1、S3、S5開通，電容C1單獨投入，C2被旁路，輸出1電平；

(3)模式3：開關管S1、S2、S6開通，電容C2單獨投入，C1被旁路，輸出1電平；

(4)模式4：開關管S1、S2、S4、S6開通，電容C1和C2并聯投入，模塊內部自均壓，輸出1電平；

(5)模式5：開關管S1、S2、S6開通，電容C1和C2串聯投入，模塊輸出2電平；

在模式1、模式4和模式5中，電容C₁和C₂處于相同的投切狀態，可以實現所述移位全橋模塊化多電平換流器內部電壓的自動均衡。

4.如權利要求2所述的一種移位全橋模塊化多電平換流器，其特征在于，在啟動過程中，電容器C1、C2被充電到相同的電壓水平。

5.如權利要求2所述的一種移位全橋模塊化多電平換流器，其特征在于，當故障發生時，IGBT開關管S1、S2、S3、S4、S5、S6均閉鎖，電容C₁和C₂經過二極管D1并聯，共同清除故障電流；電容C1、C2的變化過程相同，仍能保持均壓效果，并且能夠在故障切除后實現系統快速重啟。