[发明专利]一种柔性直流输电换流器的功率子模块

权利要求书

1.一种柔性直流输电换流器的功率子模块，其特征在于，所述功率子模块由第一全控型半导体器件单元、第二全控型半导体器件单元、第三全控型半导体器件单元、第四全控型半导体器件单元、第一二极管、第二二极管、第一电容组、第二电容组、以及第一电容组两端并联的电阻和第二电容组两端并联的电阻组成；

所述第二全控型半导体器件单元的发射极与第一二极管的阳极连接，集电极与第二二极管的阴极连接；

所述第一全控型半导体器件单元的发射极与第一二极管的阴极连接，集电极与第四全控型半导体器件单元的集电极连接；

所述第三全控型半导体器件单元的集电极与第二二极管的阳极连接，发射极与第四全控型半导体器件单元的发射极连接；

所述第一电容组的一端与所述第一全控型半导体器件单元的集电极连接，另一端与第一二极管的阳极连接；

所述第二电容组的一端与所述第三全控型半导体器件单元的发射极连接，另一端与第二二极管的阴极连接。

2.如权利要求1所述的功率子模块，其特征在于，所述功率子模块还包括第一引出端子和第二引出端子；所述第一引出端子和第二引出端子之间的电压差为该功率子模块的输出电压；

所述第一引出端子设置在所述第一全控型半导体器件单元的发射极与第一二极管的阴极之间；

所述第二引出端子设置在所述第三全控型半导体器件单元的集电极与第二二极管的阳极之间。

3.如权利要求1所述的功率子模块，其特征在于，所述功率子模块的工作模式包括正常运行模式和故障运行模式；

当功率子模块工作在正常运行模式时，功率子模块的输出电压的输出模式包括：

模式一：导通第一全控型半导体器件单元、第二全控型半导体器件单元和第三全控型半导体器件单元，则所述输出电压为所述第一电容组的两端电压，以及第二电容组的两端电压的和；

模式二：导通第一全控型半导体器件单元、第三全控型半导体器件单元和第四全控型半导体器件单元，则所述输出电压为零；

当功率子模块工作在故障运行模式时，关断第一全控型半导体器件单元、第二全控型半导体器件单元、第三全控型半导体器件单元和第四全控型半导体器件单元，则故障电流通过第一电容组或者第二电容组消耗。

4.如权利要求1所述的功率子模块，其特征在于，所述第一全控型半导体器件单元、第二全控型半导体器件单元、第三全控型半导体器件单元和第四全控型半导体器件单元均由至少两个全控型半导体器件支路并联组成，所述全控型半导体器件支路由至少两个全控型半导体器件串联组成；

所述第一电容组和第二电容组均由至少两个电容支路并联组成，所述电容支路由至少两个电容器串联组成。

5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的柔性直流输电换流器的功率子模块构成的柔性直流输电换流站桥臂，其特征在于，所述柔性直流输电换流站桥臂由m个模块化多电平换流器子单元和n个半桥型子单元级联组成，m至少为1，n至少为0；

所述模块化多电平换流器子单元为由所述功率子模块按照模块化多电平换流器结构组成的功率模块；

所述半桥型子单元为由所述功率子模块按照半桥型结构组成的功率模块。