(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 202210699009.0 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 国网山西省电力公司电力科 学研究 院 地址 030001 山西省太原市青年路6号 申请人 中国电力科 学研究院有限公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 刘翼肇　李胜文　王金浩　王昊晴　 段青　杨洋　常潇　李瑞　刘海金　 韩彭伟　刘宁　赵彩虹　 (74)专利代理 机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 1 1271 专利代理师 徐国文 (51)Int.Cl. H02M 1/00(2007.01)H02M 5/458(2006.01) H02M 1/088(2006.01) H05K 7/02(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于模块式碳 化硅器件的功率单 元 (57)摘要 本发明提供了一种基于模块式碳化硅器件 的功率单元， 包括： 多个碳化硅功率器件、 多个支 撑电容、 隔直电容和高频变压器； 所述多个碳化 硅功率器件相互并联； 所述多个支撑电容相互并 联， 形成一条支路， 与多个并联的碳化硅功率器 件并联； 所述隔直电容一端与一个碳化硅功率器 件的源极连接， 另 一端与高频变压器一级连接， 用于将两个电路之间进行隔离； 所述高频变压器 的次级输出端为高频侧接口， 用于变换交流电 压、 电流和阻抗； 本发明采用碳化硅功率器件作 为核心元件， 具有小型化、 轻量化， 损耗更低和具 有更高的电流密度的特点， 更适合于在电网中的 应用； 同时本发明使用叠层母排结构， 降低回路 电感， 减小器件开关过程中的过电压水平。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 115118125 A 2022.09.27 CN 115118125 A 1.一种基于模块式碳 化硅器件的功率单 元， 其特征在于， 包括： 多个碳化硅功率器件、 多个支撑电容、 隔直电容和高频变压器； 所述多个件碳 化硅功率器件相互并联； 所述多个支撑电容相互并联， 形成一条支路， 与多个并联的碳 化硅功率器件并联； 所述隔直电容一端与一个碳化硅功率器件的源极连接， 另一端与高频变压器一级连 接， 用于将两个电路 之间进行隔离； 所述高频变压器的次级输出端为高频侧接口， 用于变换交流电压、 电流和阻抗。 2.如权利要求1所述的单元， 其特征在于， 所述支路与多个并联的碳化硅功率器件通过 叠层母排并联。 3.如权利要求1所述的单 元， 其特征在于， 还 包括： 驱动模块； 所述驱动模块与所述 碳化硅功率器件相连。 4.如权利要求3所述的单 元， 其特征在于， 所述驱动模块包括： 多个驱动电路、 控制电路和开关电源； 一个驱动电路与对应的一个碳化硅功率器件串联后形成一条支路， 多条所述支路相互 并联后共同连接 于控制电路； 所述驱动电路用于放大控制电路的控制信号， 所述控制电路用于产生控制信号； 所述开关电源的一端与相互并联的多个支撑电容相连， 另一端与所述控制电路相连， 用于为控制电路和驱动电路供电； 其中， 所述驱动电路的数量与碳 化硅功率器件数量相等。 5.如权利要求1所述的单 元， 其特征在于， 还 包括： 金属机壳； 所述金属机壳 内设置有夹层， 使金属机壳分为隔室一和隔室二两 部分； 所述金属机壳上设置有接口； 所述多个碳化硅功率器件、 多个支撑电容和驱动模块安装在隔室一内， 所述隔直电容 和高频变压器安装在隔室二内。 6.如权利要求3所述的单 元， 其特征在于， 所述接口， 包括： 高频侧接口、 交流侧接口和 测量端子； 所述高频侧接连接在所述高频变压器的次级输出端， 安装在金属机壳面板上， 裸露在 外； 所述交流侧接口与两个碳化硅功率器件的源极连接， 穿过霍尔传感器安装在金属机壳 面板上， 裸露在外； 所述测量端子连接在多个并联支撑电容的正负极， 安装在金属机 壳面板上， 裸露在外， 用于测量电容电压 。 7.如权利要求1所述的单 元， 其特征在于， 还 包括： 霍尔传感器； 所述霍尔传感器安装在任一金属机壳 内侧， 用于电流测量。 8.如权利要求5所述的单 元， 其特征在于， 还 包括： 风冷散热器；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115118125 A 2所述风冷散热器安装在所述金属机壳的隔室一内。 9.如权利要求8所述的单 元， 其特征在于， 所述 风冷散热器包括： 散热器和风道； 所述散热器安装在金属机壳的隔室一内， 散热器上放置碳化硅功率器， 用于对碳化硅 功率器件进行散热； 所述风道安装在金属机壳内， 并将金属机壳的隔室一和隔室二部分相互贯通， 用于进 行对流换 热。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115118125 A 3