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一种用于单向功率流模块化多电平变换器的非对称功率模块设计
An Asymmetrical Power Module Design for Modular Multilevel Converter With Unidirectional Power Flow
| 作者 | Hua Mao · Huaping Jiang · Li Ran · Jiayu Hu · Guanqun Qiu · Jingfeng Wei · Haoyu Chen · Xiaohan Zhong · Nianlei Xiao · Liwei Wang · Minxiang Yang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2023年1月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | 多电平 功率模块 可靠性分析 并网逆变器 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 模块化多电平变换器 MMC 子模块 功率模块 结温 可靠性 电力电子 |
语言:
中文摘要
模块化多电平变换器（MMC）在电网级电力电子设备中应用广泛。由于桥臂电流中直流分量的存在，MMC子模块（SM）表现出不平衡的电流负载特性，导致部分半导体器件应力过大，影响整体可靠性。本文提出一种非对称功率模块设计，旨在平衡结温并提升SM的可靠性。
English Abstract
Modular multilevel converters (MMCs) are widely used in grid scale power electronics. Due to the presence of a dc component in the arm current, the MMC submodules (SMs) show an unbalanced current loading profile. This may lead to some semiconductor chips being more stressed than others, significantly affecting the overall reliability. To level the junction temperatures and improve the SM reliabili...
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SunView 深度解读
该研究针对MMC拓扑中子模块电流不平衡导致的可靠性问题，提出了非对称功率模块设计方案。对于阳光电源而言，该技术对大型地面电站及高压直流输电（HVDC）场景下的集中式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。通过优化子模块内部的功率器件布局与选型，可以有效降低热应力，提升高压大功率变换器的使用寿命和运行稳定性。建议研发团队关注该非对称设计在降低系统冗余成本、提升功率密度方面的潜力，并将其应用于下一代高压储能变流器（PowerTitan系列）的功率模块优化设计中。