[实用新型]他励起动自励供电的级联子模块电源系统

说明书

一种为级联子模块供电的电源系统，包括N个子模块控制电源，每个子模块控制电源对应一个子模块，为对应子模块供电，其中子模块控制电源包括第一电源模块PS1、第二电源模块PS2、第一二极管VD1和第二二极管VD2。通过这种电源系统降低了系统成本，保证了系统的安全性和可靠性。

技术领域

本实用新型属于电气自动化设备领域，特别涉及一种他励起动自励供电的级联子模块电源系统。

背景技术

现有技术中的链式变流器和模块化多电平变流器等电气设备，其拓扑电路结构一般都包括多个级联子模块，应用于中高压变频器、中高压动态电压恢复器等中高压电力电子变流装置或静止同步补偿器、中高压变频器和轻型直流输电装置。

如图1所示的链式变流器，由多个功率子模块的交流输出串联而成。这种链式变流器所采用的电源系统，存在着如下问题：

a)子模块电源从直流电容供电，当子模块上高压电源前，子模块电源不工作，电源没有输出，不能为驱动供电。

b)子模块电源既为自身子模块供电，也为相邻子模块提供备用电源，电源的容量大。

c)当子模块电源同时为相邻子模块供电时，子模块电源的输出功率大，对串联子模块的直流电容电压平衡造成影响，尤其是在闭锁状态下。

如图2所示的链式变流器，其采用的电源系统同样存在不足与缺陷：

a)当子模块上高压电源前，子模块电源没有输出，不能为驱动供电；

b)子模块电源分别从自身子模块和相邻子模块的交流输出端供电，每个子模块电源均需要3个隔离变压器，成本高，体积大；

c)子模块电源对自身子模块的交流电压和相邻子模块的交流电压造成影响，子模块电源和相邻子模块电源之间也存在间接影响，容易造成子模块的直流电压不平衡(尤其是闭锁状态)。

在现有技术中，考虑到绝缘耐压的要求，一般来说，级联子模块均采用自励电源的技术方案，子模块电源从子模块的直流电容获取，或者从子模块的交流输出端获取(电压或电流方式)；基于IGCT器件对电源要求，IGCT器件的阳极和阴极有高压电源时，需要保证驱动有电源，否则容易造成IGCT损坏；目前采用IGCT器件的级联子模块电源技术方案，均采用他励电源方案，由外励电源通过电压互感器或电流互感器给IGCT器件的驱动供电。这种他励电源技术方案存在着缺陷与不足：电压互感器的局放和耐压要求高、体积大和成本高；外励恒流源容量大和成本高。

实用新型内容

针对现有技术方案的缺陷与不足，本实用新型提出一种他励起动自励供电的级联子模块的电源系统。

技术方案如下：

一种为级联子模块供电的电源系统，包括N个子模块控制电源，N为大于等于1的整数，每个子模块控制电源对应一个子模块，为所述子模块供电，其特征在于：所述子模块控制电源包括：第一电源模块PS1、第二电源模块PS2、第一二极管VD1和第二二极管VD2；

所述第一电源模块PS1的输入端电耦接电流互感器CT1的二次侧，所述电流互感器CT1的一次侧电耦接外励恒流源PS0的输出端；

所述第一电源模块PS1的输出端DC1正极经所述第一二极管VD1引出输出端DC的正极DC+；

所述第一电源模块PS1的输出端负极引出所述输出端DC的负极DC-；

所述第二电源模块PS2的输入端分别电耦接子模块直流电容C1的正极和负极；

所述第二电源模块PS2的输出端DC2正极经二极管VD2电耦接所述正极DC+；

所述第二电源模块PS2的输出端负极电耦接所述负极DC-；