[發明專利]一種上下橋臂子模塊高頻鏈互聯的MMC拓撲及控制方法

在審

• 申請號: 202110461394.0
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113078829A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 孫孝峰;劉學敏;滕甲訓;李昕;王寶誠
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

1.一種上下橋臂子模塊高頻鏈互聯的MMC拓撲，其特征在于：包括模塊化多電平變換器結構、半橋與電容結構、半橋結構、兩繞組高頻變壓器和三相橋臂，所述半橋與電容結構和半橋結構并聯形成隔離子模塊，所述兩個半橋結構和兩繞組高頻變壓器組成高頻鏈路，所述三相橋臂中每相橋臂均分為上橋臂和下橋臂，每相上橋臂均包括n個子模塊和上橋臂電感L₁、L₃、L₅，每相下橋臂均包括n個子模塊和下橋臂電感L₂、L₄、L₆，所述兩繞組高頻變壓器將同一相上、下橋臂對應隔離子模塊互聯在一起構成組合式模塊單元。

2.根據權利要求1所述的一種上下橋臂子模塊高頻鏈互聯的MMC拓撲，其特征在于：所述隔離子模塊包括第一功率開關管Q₁、第二功率開關管Q₂、第一電容C₁、第二電容C₂、第三功率開關管Q₃、第四功率開關管Q₄；所述兩繞組高頻變壓器T_i包括第一繞組N₁、第二繞組N₂；所述第一功率開關管Q₁的集電極與第三功率開關管Q₃的集電極相連，所述第二功率開關管Q₂的發射極與第四功率開關管Q₄的發射極相連；所述第一功率開關管Q₁的發射極與第二功率開關管Q₂的集電極相連，所述第三功率開關管Q₃的發射極與第四功率開關管Q₄的集電極相連；所述第一電容C₁的一端與第三功率開關管Q₃的集電極連接，所述第一電容C₁的另一端與第二電容C₂連接；所述第二電容C₂的另一端與第四功率開關管的發射極連接；所述兩繞組高頻變壓器T₁第一繞組N₁的同名端連接到由第一電容C₁與第二電容C₂組成的橋臂中點，所述第一繞組N₁的異名端連接到由第三功率開關管Q₃以及第四功率開關管Q₄所組成的橋臂中點；所述第二繞組N₂的同名端連接到與該隔離子模塊對應的另一橋臂中的隔離子模塊的第一電容C₁與第二電容C₂組成的橋臂中點，所述第二繞組N₂的異名端與對應隔離子模塊的第三功率開關管Q₃以及第四功率開關管Q₄所組成的橋臂中點連接。

3.根據權利要求2所述的一種上下橋臂子模塊高頻鏈互聯的MMC拓撲，其特征在于：所述每相上橋臂第一個隔離子模塊的第一功率開關管Q₁與第二功率開關管Q₂組成的中點與中壓直流母線的正極相連；所述第二功率開關管Q₂的發射極與下一組合式模塊單元的第一功率開關管Q₁的發射極相連；所述上橋臂電感L₁、L₃、L₅的一端與每相上橋臂的最后一個隔離子模塊的第二功率開關管Q₂的發射極連接，三相上橋臂電感L₁、L₃、L₅的另一端分別連接中壓交流母線的a相、b相、c相；三相下橋臂電感L₂、L₄、L₆的一端分別與中壓交流母線的a相、b相、c相連接，三相下橋臂電感L₂、L₄、L₆的另一端與每相下半橋臂第一個隔離子模塊的第一功率開關管Q₁的發射極連接；每相下半橋臂隔離子模塊的第二功率開關管Q₂的發射極與下一個隔離子模塊的第一功率開關管Q₁的發射極相連；下半橋臂最后一個隔離子模塊的第二功率開關管Q₂的發射極與中壓直流母線的負極相連。