[发明专利]均压电路及包含该均压电路的功率模块

说明书

本申请实施例提供一种均压电路及包含该均压电路的功率模块，所述均压电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻以及开关元件；其中，所述开关元件为所述功率模块的功率元件；所述第一分压电阻的两端分别与所述功率模块的两个输出端口连接；所述第二分压电阻与所述功率模块的母线电容并联；本申请能够快速、准确和便捷的控制柔直换流阀功率模块静态直流电压的均衡，降低换流阀系统静态均压损耗和系统运行损耗，降低系统负担，减少系统零部件成本，实现系统的静态均压。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种均压电路及包含该均压电路的功率模块。

背景技术

目前我国能源资源分布不均，采用西电东送的方式进行输电。其中，柔性直流输电技术具有不依赖电网换相、不存在换相失败、有功无功可以独立控制、响应速度快、运行方式灵活和可控性高等特点，特别适用于孤岛供电、新能源并网、异步交流电网互联等领域，是支撑可再生能源基地电力外送、提高交流电网安全稳定、优化电网结构的重要技术手段，因此，发展更高电压等级、更大容量的柔直输电技术成为未来的必然趋势。

现有技术中的柔直输电技术多采用模块化多电平拓扑结构，而模块化多电平的特点是一个桥臂由N个功率模块级联组成，但是N个功率模块串联后，其各自特性无法保证完全一致。在柔直系统启动的过程中，在换流阀带电之后，由于受换流阀杂散参数、换流阀机械布置设计、零部件的设计偏差、自取能电源的恒功率负载特性等因素的影响，导致换流阀无法长期等待电压均衡的状态，严重时，有些功率模块会因为电压不均衡导致器件过压而产生损坏，或有些功率模块会因为电压不均衡导致掉电而无法控制。特别是自取能电源的恒功率特性，想要均压就必须抑制电源在功率模块内部的阻抗表征，想要抑制自取能的恒功率特性，均压电阻阻值必须足够小，这样又会带来损耗等问题。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种均压电路及包含该均压电路的功率模块，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种均压电路及包含该均压电路的功率模块，能够快速、准确和便捷的控制柔直换流阀功率模块静态直流电压的均衡，降低换流阀系统静态均压损耗和系统运行损耗，降低系统负担，减少系统零部件成本，实现系统的静态均压。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种均压电路，设置于功率模块内，包括第一分压电阻、第二分压电阻以及开关元件；

其中，所述开关元件为所述功率模块的功率元件；

所述第一分压电阻的两端分别与所述功率模块的两个输出端口连接；

所述第二分压电阻与所述功率模块的母线电容并联。

进一步地，所述开关元件为由第一可控开关和第二可控开关组成的半桥逆变电路或全桥逆变电路。

进一步地，所述第一可控开关和所述第二可控开关由并联设置的二极管和可控功率器件组成，所述二极管的正极与所述可控功率器件的发射极连接，所述二极管的负极与所述可控功率器件的集电极连接。

进一步地，所述第一可控开关和所述第二可控开关的二极管的导电方向与所述功率模块的电容充电方向相反，以使在桥臂电流的方向与所述功率模块的电容充电方向一致时，所述第一分压电阻与所述母线电容并联。

进一步地，在桥臂电流的方向与所述功率模块的电容放电方向一致且所述第一可控开关的可控功率器件处于导通状态时，所述第一分压电阻与所述母线电容并联。

进一步地，在桥臂电流的方向与所述功率模块的电容放电方向一致且所述第二可控开关的可控功率器件处于导通状态时，所述第一分压电阻不接入所述均压电路。

第二方面，本申请提供一种功率模块，包含上述的均压电路的功率模块，还包括母线电容和功率元件。