[发明专利]一种具有直流故障阻断能力的改进型三端功率单元

权利要求书

1.一种改进型三端功率单元模块单元，其特征在于，包括功率变换回路与换流回路；

所述功率变换回路由n个半桥和一个直流电容构成，其中n为整数，n＞1；

所述半桥由两个开关模块构成，半桥上开关模块负端与下开关模块正端相连接，上下开关模块连接处引出桥臂接入的端口；

所述n个半桥处于并联关系，并提供了n相桥臂接入的端口；n个半桥并联后与直流电容并联；

所述换流回路由一个开关模块和一个二极管构成；

当所述改进型三端功率单元为上改进型三端功率单元模块时：

直流电容的正端与半桥上开关模块的正端相连接，直流电容的负端与半桥下开关模块的负端相连接；

直流电容正端和负端分别引出P⁺、P^-端子，构成储能接入的端口；

所述换流回路中开关模块正端与直流电容正端相连接，开关模块负端与二极管负端相连接，二极管正端与直流电容负端相连接，在开关模块与二极管连接处引出直流输出端子P；

当所述改进型三端功率单元为下改进型三端功率单元模块时：

直流电容的正端与半桥上开关模块的正端相连接，直流电容的负端与半桥下开关模块的负端相连接；

直流电容正端和负端分别引出N⁺、N^-端子，构成储能接入的端口；

所述换流回路中开关模块负端与直流电容负端相连接，直流电容正端与二极管负端相连接，二极管正端与开关模块正端相连接，在开关模块与二极管连接处引出直流输出端子N。

2.如权利要求1所述的改进型三端功率单元模块单元，其特征在于，所述开关模块具有反并联二极管。

3.一种模块化多电平换流器应用如权利要求1～2任一权利要求所述的改进型三端功率单元模块，其特征在于，所述模块化多电平换流器：包括n个相单元、上改进型三端功率单元模块及下改进型三端功率单元模块，其中n为整数，n＞1；

所述每个相单元包含串联连接的上桥臂和下桥臂，以及分别与该上桥臂和下桥臂对应串联的桥臂电感，所述上桥臂正端和下桥臂的负端通过桥臂接入的端口分别与上改进型三端功率单元模块及下改进型三端功率单元模块连接，上改进型三端功率单元模块直流输出端为正极直流母线，下改进型三端功率单元模块直流输出端为负极直流母线；

所述上桥臂或下桥臂由一个或多个具有直流故障电流阻断能力的子模块与一个或多个半桥型子模块拓扑混合串联而成；

所述上桥臂或下桥臂中具有直流故障阻断能力的子模块数目比半桥型子模块数目少一个。

4.如权利要求3所述的模块化多电平换流器，其特征在于，每个相单元连接方式是上桥臂的正端与上改进型三端功率单元模块连接，上桥臂的负端与上桥臂电感的一端相连接，上桥臂电感的另一端与下桥臂电感的一端连接，下桥臂电感的另一端与下桥臂的正端相连接,下桥臂的负端与下改进型三端功率单元模块相连接，每个相单元的上桥臂电感与下桥臂电感连接处引出一相输出端子。