一种电力电子高压组合开关

摘要

本发明涉及电力系统的控制技术，旨在提供一种电力电子高压组合开关。该组合开关包括箝位电容与多个逆导型开关，由若干个单元级联构成。本发明能耐受远高于单个功率半导体器件的开关电压，适用于电力系统的高压直流输电变流器、电力电子变压器、智能电网多种关键高压变流和开关装置、高压变频传动装置、新能源的直接并网发电，以及工业应用中的高压整流、逆变装置。本发明具有简洁的模块化结构，控制简单、可靠，适合高频工作，电磁兼容性优良，部分种类还具备双向开关等特点。本发明易于制成高压开关模块，没有明显的电压、功率等级瓶颈、技术应用范围宽广，而由其构成的变流系统的体积、重量与成本有望比现有同类产品显著降低。

主权项

一种电力电子高压组合开关，包括箝位电容C与多个逆导型开关，其特征在于，该组合开关由若干个单元级联构成，所述的单元是非对称型单元或对称型单元中的任意一种或两种；所述非对称型单元：由第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4及箝位电容C构成；其中，第一开关K1与第二开关K2、第三开关K3与第四开关K4分别串联；第一开关K1与第三开关K3的正端相连作为单元的正端p*，该端同时也是单元的第一级联端Z11；第二开关K2与第四开关K4的负端相连作为单元的负端n*，该端同时也是单元的第四级联端Z22；箝位电容C的两端分别接于第一级联端Z11和第四级联端Z22；第一开关K1与第二开关K2的连接处为单元的第二级联端Z12，第三开关K3与第四开关K4的连接处为单元的第三级联端Z21；所述对称型单元：由第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6、第七开关K7、第八开关K8及箝位电容C构成；其中，第一开关K1与第二开关K2串联，其连接处为单元的第一级联端Z11；第三开关K3与第四开关K4串联，其连接处为单元的第三级联端Z21；第五开关K5与第六开关K6串联，其连接处为单元的第二级联端Z12；第七开关K7与第八开关K8串联，其连接处为单元的第四级联端Z22；第一开关K1、第三开关K3、第五开关K5与第七开关K7的正端相连作为单元的正端p*，第二开关K2、第四开关K4、第六开关K6和第八开关K8的负端相连作为单元的负端n*；箝位电容C的两端分别接于正端p*与负端n*；所述若干个单元的级联方式为：相邻的两个单元之间具有两组级联端的连接关系，具体为：前一单元的第三级联端Z21与后一单元的第一级联端Z11相连，前一单元的第四级联端Z22与后一单元的第二级联端Z12相连；其中，有一组级联端是通过电感Ls或电阻R或电感Ls与电阻R的并联电路实现连接的，另一组级联端则是直接连接；若干个单元级联构成的组合开关中，外侧单元的第二级联端Z12为p端、第一级联端Z11为p’端；另一外侧单元的第四级联端Z22为n端、第三级联端Z21为n’端；取上述p端、n端分别为组合开关的两端，或者取p’端、n’端分别为组合开关的两端。