[发明专利]可直串式模块、换流链、换流器及控制方法

说明书

本申请提供可直串式模块、换流链、换流器及控制方法、设备及介质。所述可直串式模块包括开关单元、电压钳位单元，所述开关单元包括第一功率半导体器件；所述电压钳位单元包括第二功率半导体器件、阻容单元，所述阻容单元与所述第二功率半导体器件串联连接。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及可直串式模块、换流链、换流器及控制方法。

背景技术

随着现代电力电子技术的发展，由于单管功率半导体器件的耐压等级相对有限，其应用和发展受到了极大的限制。功率半导体器件直接串联使用可容易满足模块的电压等级要求，与其他方案相比是性价比最高的方式。

但现有技术中，功率半导体器件直接串联方案尚不成熟。功率半导体器件高频运行过程中会出现静态、动态分压不均衡的现象，造成这种现象的原因包括以下几个方面。第一，器件个体的性能存在差异；第二，外围电路参数的不一致，例如吸收电容、栅极驱动电阻、IGBT的寄生电感等；第三，控制驱动信号时序不完全一致。一旦出现了静态、动态不均压会造成个别器件承受过高电压而损坏，由于该技术瓶颈，功率半导体器件直接串联一直在电力电子领域未得到广泛应用。

发明内容

本申请实施例提供了可直串式模块、换流链、换流器及控制方法，能够缓解功率半导体器件直串的控制同步难题。

本申请实施例提供一种可直串式模块，包括开关单元、电压钳位单元，所述开关单元包括第一功率半导体器件；所述电压钳位单元与所述开关单元并联连接，所述电压钳位单元包括第二功率半导体器件、阻容单元，所述阻容单元与所述第二功率半导体器件串联连接；所述阻容单元包括串联连接的直流电容和平衡电阻。

根据一些实施例，所述电压钳位单元还包括第四功率半导体器件，所述第二功率半导体器件与所述平衡电阻串联后，与所述第四功率半导体器件并联连接。

根据一些实施例，所述第四功率半导体器件包括二极管。

根据一些实施例，所述电压钳位单元还包括第一二极管，所述第一二极管与所述第二功率半导体器件并联连接。

根据一些实施例，所述第二功率半导体器件包括一个功率半导体器件，或者至少两个串联连接的功率半导体器件。

根据一些实施例，所述开关单元还包括旁路开关，所述旁路开关与所述第一功率半导体器件并联连接。

根据一些实施例，所述开关单元还包括第三功率半导体器件，所述第三功率半导体器件与所述第一功率半导体器件并联连接，所述第三功率半导体器件具有稳压管特性。

根据一些实施例，所述开关单元还包括限流元件，所述限流元件与所述第一功率半导体器件串联连接。

根据一些实施例，所述限流元件包括电阻或/和电感。

根据一些实施例，所述阻容单元还包括第二二极管，所述第二二极管与所述平衡电阻并联连接。

根据一些实施例，所述开关单元还包括第三二极管，所述第三二极管与所述第一功率半导体器件反向并联连接。

根据一些实施例，所述第一功率半导体器件和所述第二功率半导体器件为全控型功率半导体器件或半控型功率半导体器件。

本申请实施例还提供一种换流链，包括串联连接的至少两个如上所述的可直串式模块。

根据一些实施例，所述换流链还包括耗能单元，所述耗能单元与所述至少两个所述可直串式模块串联连接，所述耗能单元包括电阻或/和电感。