[发明专利]一种混合型功率开关及其在柔性直流输电换流器中的应用

权利要求书

1.一种应用于MMC的子模块结构，其特征在于：包括两个电容C₁～C₂、六个带有反并联二极管的功率开关管S₁～S₆以及一个混合型功率开关；其中，功率开关管S₁的发射极与功率开关管S₂的集电极相连并构成子模块结构的正极端，功率开关管S₁的集电极与电容C₁的正极和功率开关管S₃的集电极相连，功率开关管S₂的发射极与电容C₁的负极、混合型功率开关的阴极以及功率开关管S₄的集电极相连，功率开关管S₃的发射极与混合型功率开关的阳极、电容C₂的正极以及功率开关管S₅的集电极相连，功率开关管S₄的发射极与电容C₂的负极和功率开关管S₆的发射极相连，功率开关管S₅的发射极与功率开关管S₆的集电极相连并构成子模块结构的负极端；所述功率开关管S₁～S₆的基极均接收外部设备提供的开关控制信号；

所述混合型功率开关包括一机械开关、一带有反并联二极管的功率开关管以及一双向电力电子开关；其中：机械开关的一端与所述功率开关管的集电极相连并构成所述混合型功率开关的阳极，机械开关的另一端与双向电力电子开关的一端相连，双向电力电子开关的另一端与所述功率开关管的发射极相连并构成所述混合型功率开关的阴极；

所述的双向电力电子开关由两个带有反并联二极管的MOS管连接组成，两个MOS管的源极共连，两个MOS管的漏极分别作为双向电力电子开关的两端；

所述功率开关管的基极、MOS管的栅极以及机械开关的控制极均接收外部设备提供的开关控制信号。

2.一种应用于MMC的子模块结构，其特征在于：包括两个电容C₁～C₂、四个带有反并联二极管的功率开关管S₁～S₄、两个二极管D₁～D₂以及一个混合型功率开关；其中，功率开关管S₁的发射极与功率开关管S₂的集电极相连并构成子模块结构的正极端，功率开关管S₁的集电极与电容C₁的正极和二极管D₁的阴极相连，功率开关管S₂的发射极与电容C₁的负极、混合型功率开关的阴极以及二极管D₂的阴极相连，二极管D₁的阳极与混合型功率开关的阳极、电容C₂的正极以及功率开关管S₃的集电极相连，二极管D₂的阳极与电容C₂的负极和功率开关管S₄的发射极相连，功率开关管S₃的发射极与功率开关管S₄的集电极相连并构成子模块结构的负极端；所述功率开关管S₁～S₄的基极均接收外部设备提供的开关控制信号；

所述混合型功率开关包括一机械开关、一带有反并联二极管的功率开关管以及一双向电力电子开关；其中：机械开关的一端与所述功率开关管的集电极相连并构成所述混合型功率开关的阳极，机械开关的另一端与双向电力电子开关的一端相连，双向电力电子开关的另一端与所述功率开关管的发射极相连并构成所述混合型功率开关的阴极；

所述的双向电力电子开关由两个带有反并联二极管的MOS管连接组成，两个MOS管的源极共连，两个MOS管的漏极分别作为双向电力电子开关的两端；

所述功率开关管的基极、MOS管的栅极以及机械开关的控制极均接收外部设备提供的开关控制信号。