(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210790420.9 (22)申请日 2022.07.06 (71)申请人 西安西电 电力系统有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新 技术开发 区西三环西辅道 2号 申请人 中国西电 电气股份有限公司 (72)发明人 郑全旭　娄彦涛　孙小平　陈荷　 张艳梅　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 房鑫 (51)Int.Cl. H02M 7/00(2006.01) H02M 1/32(2007.01) H02M 1/00(2007.01)H05K 7/20(2006.01) H02J 3/36(2006.01) H02J 3/24(2006.01) (54)发明名称 一种功率器件并联型功率模块及电容充放 电方法 (57)摘要 一种功率器件并联型功率模块及电容充放 电方法， 功率模块包括两个以上压接型功率器 件， 所述两个以上压接型功率器件采用半桥组串 的物理形式上下并联； 所述压接型功率器件的半 桥组串通过硅堆复合母排进行并联； 每个功率模 块配置有气动短接开关， 在 多个功率模块串 联情 况下， 所述气动短接开关将所有直流电容串 联起 来， 通过柔直换流阀交流、 直流阀侧接地回路进 行充放电； 所述气动短接开关连接气体驱动管 路， 气体驱动管路连接阀基气体加压装置。 本发 明功率模块能够有效提升柔直换流阀容量， 使其 具备短时调频容量输出， 为新型电力系统建设提 供技术方案支撑， 保障系统安全稳定； 提供的电 容充放电方法， 能提高维护效率， 增强产品可靠 性。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115189581 A 2022.10.14 CN 115189581 A 1.一种功率器件 并联型功率模块， 其特征在于： 包括两个以上压接型功率器件， 所述两 个以上压接型功 率器件采用半桥组串的物理形式上下并联； 所述压接型功 率器件的半桥组 串通过硅堆复合母排(13)进行并联； 每个功率模块配置有气动 短接开关(15)， 在多个功率 模块串联情况下， 所述气动短接开关(15)将所有直流电容(1)串 联起来， 通过柔直换流阀交 流、 直流阀侧接地回路进 行充放电； 所述气动短接开关(15)连接气体驱动管路(17)， 气体驱 动管路(17)连接阀基气体加压装置 。 2.根据权利要求1所述功率器件并联型功率模块， 其特征在于： 所述柔直换流阀交流、 直流阀侧接地回路配置有交流接地开关、 直流接地开关、 放电电阻、 电流测量装置、 电压测 量装置、 分接开关(7)和外接直流电源(3)； 所述分接开关(7)和外接直流电源(3)串联； 所述 放电电阻一端与外接直流电源(3)相连， 另一端接地； 所述电流测量装置与电压测量装置相 并联。 3.根据权利要求1所述功率器件 并联型功率模块， 其特征在于： 所述压接型功率器件采 用并联水道的双拼散热器进行散热， 所述双拼散热器包括两个分部散热器， 通过分部联通 水管将两个 分部散热器连接成一体； 所述两个分部散热器上分别设置总进、 出水口， 各分部 散热器内设置进水、 出 水分流水道， 相应分流水道接口通过分部联通水 管联通成一体。 4.根据权利要求3所述功率器件并联型功率模块， 其特征在于： 所述总进、 出水口安装 有外露的不锈钢电极水头(127)； 所述不锈钢电极水头(127)的两端分别通过螺纹与双拼散 热器和外 部水管连接。 5.根据权利要求1所述功率器件并联型功率模块， 其特征在于： 所述硅堆复合母排(13) 由铜板和绝缘板多层材料复合而成， 所述硅堆复合母排(13)将多个半桥组串的电气节 点散 热器进行并联连接， 硅堆复合母排(13)相应的C ‑和C+端子与所有直流电容(1)的复合母排 连接。 6.根据权利要求1所述功率器件并联型功率模块， 其特征在于： 所述气动短接开关(15) 包括正极底座(151)、 正 极铜带(152)、 正极气罩(153)、 柔性负爪(154)、 负极底座(155)以及 气体接口( 156)； 所述柔性负爪( 154)连接本功率模块对应直流电容(1)负极， 正极铜带 (152)连接相邻功率模块对应直流电容(1)正极； 柔性负爪(154)通过气体接口(156)与气体 驱动管路( 17)连接； 所述柔性负爪(154)以及正极铜带( 152)均设置在密闭的正极气罩 (153)内部， 柔性负爪(154)包括两个以上呈圆周均匀布置的分爪， 当正极气罩(153)内部气 压小于设定值时， 柔性负爪(154)与正极气罩(153)之间保持固定的空间距离； 当通过气体 驱动管路(17)增大正极气罩(153)的内部气压， 且大于设定值时， 使柔性负爪(154)向外曲 张， 与正极铜带(152)接触， 进 而将相邻功率模块对应直 流电容(1)的正、 负极 短接在一 起。 7.根据权利要求1所述功率器件 并联型功率模块， 其特征在于： 所述阀基气体加压装置 上设置有带 联锁机构的手动阀门， 功率模块 正常工作时无法打开手动阀门。 8.一种如权利要求2所述功率器件并联 型功率模块的电容充放电方法， 其特 征在于： 当直流电容(1)需要充电时， 多个功率模块配置的对应气动短接开关(15)， 以及直流接 地开关和分接开关(7)均闭合， 形成闭合回路， 通过外 接直流电源(3)给直 流电容(1)充电； 当直流电容(1)需要放电时， 多个功率模块配置的对应气动短接开关(15)， 以及交流接 地开关和直 流接地开关均闭合， 形成闭合回路， 通过放电 电阻给直 流电容(1)放电。 9.根据权利要求8所述的电容充放电方法， 其特征在于： 所述电流测量装置测量多个相权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115189581 A 2串联的功 率模块两端电压， 得到多个串联直流电容(1)的电压； 所述电流测量装置和电压测 量装置将采样信号反馈给阀控系统， 实时监控直 流电容(1)的充放电状态。 10.根据权利要求8所述的电容充放电方法， 其特征在于： 所述直流电容(1)充电至电压 阈值后， 断开气动 短接开关(15)、 直流接地开关和分接开关(7)， 通过功率模块的阀基控制 器(2)对功率模块自身 进行功能测试， 测试内容包括功率模块旁路开关的正常动作测试。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115189581 A 3