[发明专利]半导体开关串

权利要求书

1.一种半导体开关串，用于HVDC电力转换器中，包括：

多个串联连接的半导体开关组件，每个半导体开关组件具有主半导体开关元件，所述主半导体开关元件包括第一连接端子和第二连接端子，当所述主半导体开关元件被接通时，在所述第一连接端子与所述第二连接端子之间，电流从所述第一端子向所述第二端子流动，所述主半导体开关元件具有辅助半导体开关元件，电连接在所述主半导体开关元件的所述第一连接端子与所述第二连接端子之间；以及

控制单元，可操作地与每个辅助半导体开关元件连接，所述控制单元或每个控制单元被配置为接通各个辅助半导体开关元件，以在与其相关的所述第一连接端子与所述第二连接端子之间选择性地建立替代电流路径，由此电流被转向为通过所述替代电流路径流动，以减少对应的主半导体开关元件两端的电压，并且所述控制单元或每个控制单元还被配置为当所述对应的主半导体开关元件两端的电压与来自所述半导体开关串中的所有所述主半导体开关元件两端的电压的实时变化的电压基准不同时，接通所述各个辅助半导体开关元件；

其中所述实时变化的电压基准等于所述半导体开关串中的所有所述主半导体开关元件两端的平均电压；以及，

其中所述控制单元或每个控制单元进一步被配置为控制被转向为通过各个替代电流路径流动的电流的量，使得所述对应的主半导体开关元件两端的电压接近所述实时变化的电压基准。

2.根据权利要求1所述的半导体开关串，其中所述控制单元或每个控制单元被配置为当所述对应的主半导体开关元件两端的电压大于所述实时变化的电压基准时，接通所述各个辅助半导体开关元件。

3.根据权利要求1所述的半导体开关串，其中所述控制单元或每个控制单元被配置为通过选择性地接通和断开所述对应的辅助半导体开关元件来控制被转向为通过各个替代电流路径流动的电流的量。

4.根据权利要求3所述的半导体开关串，其中所述控制单元或每个控制单元还被配置为在所述半导体开关串的操作周期内，在一次开关操作中多次接通和断开所述对应的辅助半导体开关元件。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的半导体开关串，其中在所述操作周期期间，用于在开关操作内导通和关断所述对应的辅助半导体开关元件的时间比不同。

6.根据权利要求1所述的半导体开关串，其中每个半导体开关组件包括与所述对应的主半导体开关元件反向并联连接的辅助半导体开关元件，由此当所述反向并联连接的辅助半导体开关元件被接通时，所述替代电流路径被配置为允许电流从所述对应的主半导体开关元件的所述第二连接端子向所述第一连接端子流动，并且其中所述对应的控制单元被配置为当所述对应的主半导体开关元件处于反向偏置条件时，接通各个反向并联连接的辅助半导体开关元件，以将电流转向为通过所述如此配置的替代电流路径流动，从而减少所述对应的主半导体开关元件两端的电压。

7.根据权利要求6所述的半导体开关串，其中每个反向并联连接的辅助半导体开关元件为晶体管或包括晶体管，所述晶体管具有连接到所述对应的主半导体开关元件的所述第一连接端子的发射极、连接到所述对应的主半导体开关元件的所述第二连接端子的集电极、以及连接到所述对应的控制单元的基极。

8.根据权利要求1所述的半导体开关串，其中每个半导体开关组件包括与所述对应的主半导体开关元件并联连接的辅助半导体开关元件，由此当所述并联连接的辅助半导体开关元件被接通时，所述替代电流路径被配置为允许电流从所述对应的主半导体开关元件的所述第一连接端子向所述第二连接端子流动，并且其中所述对应的控制单元被配置为当所述对应的主半导体开关元件处于正向偏置条件时，接通各个并联连接的辅助半导体开关元件，以将电流转向为通过所述如此配置的替代电流路径流动。

9.根据权利要求8所述的半导体开关串，其中每个并联连接的辅助半导体开关元件为晶体管或包括晶体管，所述晶体管具有连接到所述对应的主半导体开关元件的所述第二连接端子的发射极、连接到所述对应的主半导体开关元件的所述第一连接端子的集电极、以及连接到所述对应的控制单元的基极。