[发明专利]半导体开关串

摘要

在HVDC电力转换器的领域中，需要一种改进的半导体开关串，其避免了与表现出不同性能特性且在其性能上具有固有限制的各个半导体开关元件相关的困难。一种半导体开关串(100)，用在HVDC电力转换器中，包括多个串联连接的半导体开关组件(10；70；110)。每个半导体开关组件(10；70；110)具有主半导体开关元件(12)，该主半导体开关元件(12)包括第一和第二连接端子(14，16)，当主半导体开关元件(12)被接通时，在第一连接端子(14)与第二连接端子(16)之间，电流从第一端子(14)向第二端子(16)流动。主半导体开关元件(12)还具有辅助半导体开关元件(28；72；112)，电连接在主半导体开关元件(12)的第一与第二连接端子(14，16)之间。每个半导体开关组件(10；70；110)还包括控制单元(30)，其可操作地与每个辅助半导体开关元件(28；72；112)连接。所述控制单元或每个控制单元(30)被配置为接通各个辅助半导体开关元件(28；72；112)以在与其相关的第一连接端子(14)与第二连接端子(16)之间选择性地建立替代电流路径(32；114，116)，由此电流被转向为通过替代电流路径(32；114，116)流动，以减少对应的主半导体开关元件(12)两端的电压。所述控制单元或每个控制单元(30)还被配置为当对应的主半导体开关元件(12)两端的电压与来自半导体开关串(100)中的所有所述主半导体开关元件(12)两端的电压的电压基准不同时，接通所述各个辅助半导体开关元件(28；72；112)。

主权项

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。