[發明專利]一種組合三電平功率模組和變流器

有效

• 申請號: 202110001400.4
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112787519B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 劉意;黃彭發;陳小剛
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H02M1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張柳

本申請供一種組合三電平功率模組和變流器。在該組合三電平功率模組中，各個三電平功率單元分別設置于散熱器的相應散熱面上，對于內部雙開關功率模塊呈品字型分布的三電平功率單元而言，可以使得該組合三電平功率模組在實現高輸出功率等級的同時，減少所需散熱器的面積、尺寸、重量，即降低了自身所需的散熱成本；對于內部雙開關功率模塊呈一字型分布的三電平功率單元而言，可以使得該組合三電平模組不再通過并柜方式，而是通過直并方式就可以實現自身的高輸出功率等級，從而使得自身實現高輸出功率等級的同時降低系統成本；綜上所述，本申請提供的組合三電平功率模組可以使得自身實現高輸出功率等級的同時降低系統成本。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別是涉及一種組合三電平功率模組和變流器。

背景技術

與傳統兩電平拓撲相比，多電平逆變器以輸出波形更接近、正弦波形含量小、電磁干擾能力弱、效率高等優點被廣泛應用于高壓大功率領域。為了滿足高壓大功率的應用需求以及降低整機成本，通常先由高壓大電流的雙開關功率模塊(其等效電路如圖1a所示、其結構如圖1b所示)拼接成三電平功率單元，其中，該三電平功率單元的等效電路為如圖7或圖8所示的ANPC電路，之后再由多個三電平功率單元以直并方式組成功率模組，此時的功率模組稱之為組合三電平功率模組。

目前，三種常見組合三電平功率模組分別如圖2、圖3和圖4所示，在圖2所示的組合三電平功率模組中，各個三電平功率單元中的雙開關功率模塊呈品字型排布，并且最多可實現四個三電平功率單元的并聯，即可以實現高輸出功率等級，但整體體積、重量大，從而使得整體成本增加；而在圖3和圖4所示的組合三電平功率模組中，各個三電平功率單元中的雙開關功率模塊呈一字型排布，并且受限于柜體深度，該組合三電平功率模組只能實現2個三電平功率單元的并聯，要想進一步提高輸出功率則需要通過并柜方式來實現，但并柜會使得該組合三電平功率模組及變流器的整體成本升高。

因此，如何使得三電平功率模組實現高功率等級的成本降低，是目前亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種組合三電平功率模組和變流器，使組合三電平功率模組實現自身高功率等級的成本降低。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

本申請一方面提供一種組合三電平功率模組，包括：電容單元、散熱器以及N個三電平功率單元，N為大于1的正整數；其中：

各個所述三電平功率單元的直流側各端口，分別與所述組合三電平功率模組的直流側各端口對應相連；

各個所述三電平功率單元的交流側端口及所述電容單元的相應接口，均與所述組合三電平功率模組的交流側端口對應相連；

所述散熱器包括至少兩個散熱面，各個所述三電平功率單元分別設置于相應的散熱面上。

可選的，N是大于1且小于5的整數；

所述散熱器包括相對的兩個散熱面，各所述散熱面上均至多設置有兩個所述三電平功率單元。

可選的，所述散熱面上分別設置有兩個所述三電平功率單元時，兩個所述三電平功率單元分別設置于所述散熱面的中心線的兩側，且兩個所述三電平功率單元與所述中心線之間的距離相等。

可選的，所述三電平功率單元中的雙開關功率模塊呈一字型排布時，同一所述散熱面上設置的兩個所述三電平功率單元為相對設置，且兩者與所述組合三電平功率模組之間的連接銅排設置于兩者之間的中心位置。

可選的，所述連接銅排包括：連接直流側各端口的疊層母排和連接交流側端口的交流母排。

可選的，所述三電平功率單元的各所述雙開關功率模塊均為EconoDual模塊，且所述三電平功率單元的各所述雙開關功率模塊分別為：

連接所述組合三電平功率模組的直流側正極的第一模塊；