一种基于IGCT的有源中点钳位模组及变流器的制作方法

本申请涉及电力电子，具体涉及一种基于igct的有源中点钳位模组及变流器。

背景技术：

1、随着变流器功率等级大幅提升，压接型器件集成门极换流晶闸管(igct，integrated gate-commutated thyristor)得到重视。现有igct主要用于中点钳位型(npc，neutral point clamped)拓扑，在npc拓扑中，igct布局及铜排连接方式相对确定。

2、为了进一步提高变流器的功率等级，利用igct构成有源中点钳位型(anpc，activeneutral point clamped)模组的方式。

3、但是，anpc拓扑相对npc拓扑igct的数量增多，增加了igct布局及铜排连接方式的复杂性。由于换流路径杂散电感的存在，igct关断时必然存在尖峰电压，变流器功率等级的提升被限制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种基于igct的有源中点钳位模组及变流器，能够平衡不同换流路径的杂散电感，降低尖峰电压，有利于提升变流器的功率等级。

2、本申请提供一种基于igct的有源中点钳位模组，包括六个igct；六个igct包括上外管、上内管、下内管、下外管、上钳位管和下钳位管；

3、六个igct自上至下依次设置：上外管、上内管、上钳位管、下钳位管、下内管和下外管。

4、优选地，六个igct中的每个igct包括反并联二极管，六个igct位于第一列，六个反并联二极管位于第二列，反并联二极管与对应的igct一一对应设置。

5、优选地，igct与对应的反并联二极管之间通过铜排连接。

6、优选地，模组的正极通过上外管的阳极的散热器和上外管的反并联二极管的阴极的散热器引出；

7、模组的负极通过下外管的阴极的散热器和下外管的反并联二极管的阳极的散热器引出。

8、优选地，模组的直流侧电容中点通过上钳位管与下钳位管之间的散热器，以及上钳位管的反并联二极管与下钳位管的反并联二极管之间的散热器引出。

9、优选地，还包括：上吸收电路中的上吸收二极管和下吸收电路中的下吸收二极管；上吸收电路连接在模组的正极和直流侧电容中点之间，下吸收电路连接在模组的负极和直流侧电容中点之间；

10、上吸收电路还包括上吸收电容，下吸收电路还包括下吸收电容；

11、上吸收电容的正极通过第一铜排连接上吸收二极管的阴极；第一铜排与上吸收二极管压接；

12、下吸收电容的负极通过第二铜排连接下吸收二极管的阳极；第二铜排与下吸收二极管压接。

13、优选地，上内管和下内管之间通过至少一个第三铜排连接，第三铜排作为模组的交流输出端。

14、优选地，上外管与上内管的公共端通过至少一个第四铜排连接上钳位管的阳极；下内管与下外管的公共端通过至少一个第五铜排连接下钳位管的阴极。

15、优选地，第三铜排、第四铜排和第五铜排平行布置。

16、本申请还提供一种基于igct的变流器，包括以上介绍的有源中点钳位模组。

17、由此可见，本申请具有如下有益效果：

18、本申请提供的anpc模组，igct器件从上至下采用v1-v2-v5-v6-v3-v4的方式布局，这样可以减少长换流路径经过的铜排数量，即降低长换流路径的杂散电感；增加短换流路径经过的铜排数量，即增加短换流路径的杂散电感。因此，本申请实施例提供的anpc模组可以实现短换流路径的杂散电感与长换流路径的杂散电感的均衡，由于anpc模组的功率受限于长换流路径的限制，当长换流路径的杂散电感降低后，可以降低长换流路径下igct的关断尖峰电压，从而使得anpc模组的功率等级得到提升。

技术特征：

1.一种基于igct的有源中点钳位模组，其特征在于，包括六个igct；所述六个igct包括上外管、上内管、下内管、下外管、上钳位管和下钳位管；

2.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述六个igct中的每个所述igct包括反并联二极管，所述六个igct位于第一列，六个所述反并联二极管位于第二列，所述反并联二极管与对应的所述igct一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，所述igct与对应的所述反并联二极管之间通过铜排连接。

4.根据权利要求2或3所述的模组，其特征在于，所述模组的正极通过所述上外管的阳极的散热器和所述上外管的反并联二极管的阴极的散热器引出；

5.根据权利要求2或3所述的模组，其特征在于，所述模组的直流侧电容中点通过所述上钳位管与所述下钳位管之间的散热器，以及所述上钳位管的反并联二极管与所述下钳位管的反并联二极管之间的散热器引出。

6.根据权利要求2或3所述的模组，其特征在于，还包括：上吸收电路中的上吸收二极管和下吸收电路中的下吸收二极管；所述上吸收电路连接在所述模组的正极和直流侧电容中点之间，所述下吸收电路连接在所述模组的负极和所述直流侧电容中点之间；

7.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述上内管和所述下内管之间通过至少一个第三铜排连接，所述第三铜排作为所述模组的交流输出端。

8.根据权利要求7所述的模组，其特征在于，所述上外管与所述上内管的公共端通过至少一个第四铜排连接所述上钳位管的阳极；所述下内管与所述下外管的公共端通过至少一个第五铜排连接所述下钳位管的阴极。

9.根据权利要求8所述的模组，其特征在于，所述第三铜排、所述第四铜排和所述第五铜排平行布置。

10.一种基于igct的变流器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的有源中点钳位模组。

技术总结
本申请公开了一种基于IGCT的有源中点钳位模组及变流器，有源中点钳位模组包括六个IGCT；六个IGCT包括上外管、上内管、下内管、下外管、上钳位管和下钳位管；六个IGCT自上至下依次设置：上外管、上内管、上钳位管、下钳位管、下内管和下外管。本申请实施例提供的ANPC模组可以实现短换流路径的杂散电感与长换流路径的杂散电感的均衡，由于ANPC模组的功率受限于长换流路径的限制，当长换流路径的杂散电感降低后，可以降低长换流路径下IGCT的关断尖峰电压，从而使得ANPC模组的功率等级得到提升。

技术研发人员：庄桂元,常仁贺,庄园
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14