本發(fā)明涉及可以形成高壓直流（HVDC）功率變換器的一部分的電壓源子模塊的電氣組件，并且，涉及包括這樣的電氣組件的電壓源子模塊。

背景技術(shù)：

在功率傳輸網(wǎng)絡(luò)中，典型地將交流（AC）功率變換成直流（DC）功率，以便經(jīng)由架空線路和/或海底電纜而傳輸。該變換除去補(bǔ)償輸電線路或電纜所施加的AC電容負(fù)載效應(yīng)的需要，并且，降低線路和/或電纜的每公里的成本，且因而，當(dāng)需要在遠(yuǎn)距離上傳輸功率時(shí)，該變換變得成本有效。

HVDC功率變換器用于在AC功率與DC功率之間變換。半導(dǎo)體器件和能量存儲(chǔ)器件是HVDC功率變換器的關(guān)鍵構(gòu)件，因?yàn)?，半?dǎo)體器件和能量存儲(chǔ)器件往往在單獨(dú)的電壓源子模塊內(nèi)一起工作，以選擇性地提供單獨(dú)的電壓，這些電壓能夠組合而提供步進(jìn)式(stepped)可變電壓源，該電壓源使功率變換器能夠提供前面提到的功率傳遞功能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供有電壓源子模塊的電氣組件，該電氣組件包含：

第一半導(dǎo)體器件模塊，包括多個(gè)第一半導(dǎo)體器件；和

能量存儲(chǔ)器件，包括多個(gè)能量存儲(chǔ)部，這些能量存儲(chǔ)部配置成通過(guò)以下操作而控制流過(guò)各第一半導(dǎo)體器件的電流部分的大?。和ㄟ^(guò)將各能量存儲(chǔ)部布置成與該能量存儲(chǔ)部或每個(gè)其他能量存儲(chǔ)部隔離，以將流過(guò)能量存儲(chǔ)器件的電流劃分成多個(gè)所述電流部分，且從而使各電流部分流過(guò)多個(gè)能量存儲(chǔ)部中的相應(yīng)的一個(gè)，并且，通過(guò)將各能量存儲(chǔ)部與多個(gè)第一半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)連接，由此，各第一半導(dǎo)體器件傳導(dǎo)對(duì)應(yīng)的所述電流部分。

在能量存儲(chǔ)器件中包括多個(gè)隔離的能量存儲(chǔ)部，且從而將流過(guò)能量存儲(chǔ)器件的電流劃分成多個(gè)電流部分，期望地控制各電流部分的相對(duì)大小。

同時(shí)，將各能量存儲(chǔ)部與多個(gè)第一半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)連接（由此，各第一半導(dǎo)體器件傳導(dǎo)對(duì)應(yīng)的電流部分）允許單獨(dú)的隔離的能量存儲(chǔ)部也影響流過(guò)各第一半導(dǎo)體器件的電流的相對(duì)大小。

影響，即控制流過(guò)各第一半導(dǎo)體器件的電流的大小的能力是有利的，因?yàn)?，該能力能夠用于例如通過(guò)幫助確保各第一半導(dǎo)體器件加載至其全容量，而改進(jìn)電氣組件的總體性能評(píng)定（rating）。

優(yōu)選的電氣組件另外包括具有多個(gè)第二半導(dǎo)體器件的第二半導(dǎo)體器件模塊，并且，能量存儲(chǔ)器件包括多個(gè)能量存儲(chǔ)部，這些能量存儲(chǔ)部配置成通過(guò)以下操作而選擇性地控制流過(guò)第一半導(dǎo)體器件中的每個(gè)和第二半導(dǎo)體器件中的每個(gè)的電流部分的大?。和ㄟ^(guò)將各能量存儲(chǔ)部與第一半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)和第二半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)連接，由此，在第一模式中，各第一半導(dǎo)體器件傳導(dǎo)對(duì)應(yīng)的所述電流部分，并且，在第二模式中，各第二半導(dǎo)體器件傳導(dǎo)對(duì)應(yīng)的所述電流部分。

前述的布置擴(kuò)展將電流大小控制成流過(guò)第二半導(dǎo)體器件模塊中的多個(gè)第二半導(dǎo)體器件中的每個(gè)的電流的能力，且從而幫助另外確保各第二半導(dǎo)體器件類(lèi)似地加載至其全容量，以便改進(jìn)其他電氣組件的總體性能評(píng)定。

優(yōu)選地，能量存儲(chǔ)器件包括具有相等的能量存儲(chǔ)容量的多個(gè)能量存儲(chǔ)部。

在能量存儲(chǔ)器件中包括相等容量能量存儲(chǔ)部促進(jìn)在所述部之間共享的相等電流，且從而導(dǎo)致流過(guò)能量存儲(chǔ)器件的電流被劃分成大體上相等的大小的多個(gè)電流部分。

具體地，這樣的布置和多個(gè)大體上相等的電流部分的提供通過(guò)幫助確保其中的各構(gòu)件，且尤其是各半導(dǎo)體器件，如果未加載至相等的程度，則加載至類(lèi)似的程度，從而進(jìn)一步輔助改進(jìn)電氣組件的總體性能評(píng)定。

可選地，各半導(dǎo)體器件是具有集電極端子和發(fā)射極端子的開(kāi)關(guān)元件，或包括該開(kāi)關(guān)元件，并且，各能量存儲(chǔ)部與對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件的集電極端子連接。

將給定的能量存儲(chǔ)部與對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件的集電極端子電連接使半導(dǎo)體器件的發(fā)射極端子自由地通過(guò)單個(gè)統(tǒng)一的母線部件(member)而彼此互連。發(fā)射極端子的這樣的互連允許發(fā)射極端子保持于大體上相同的電壓電位，以便降低傳導(dǎo)使單獨(dú)的低電流控制連接熔斷的高電流的發(fā)射極端子之間的控制連接的風(fēng)險(xiǎn)。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，各能量存儲(chǔ)部通過(guò)離散的母線部分而與該半導(dǎo)體器件模塊或各半導(dǎo)體器件模塊中的多個(gè)半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)連接。

通過(guò)離散的母線部分而將各能量存儲(chǔ)部與該半導(dǎo)體器件模塊或各半導(dǎo)體器件模塊中的相應(yīng)的半導(dǎo)體器件連接確保相應(yīng)的連接彼此電隔離，以便隔離的單獨(dú)的能量存儲(chǔ)部分的關(guān)于對(duì)流過(guò)各能量存儲(chǔ)部分的電流部分的相對(duì)大小的其作用的影響擴(kuò)大至流過(guò)每個(gè)所述半導(dǎo)體器件的電流的相對(duì)大小。

優(yōu)選地，離散的母線部分中的一個(gè)或更多個(gè)由物理分離，但電連接的母線子部分限定。

包括這樣的母線子部分增加對(duì)應(yīng)的母線部分的配置選擇，且因此，幫助實(shí)現(xiàn)緊湊而空間有效的電氣組件。

可選地，通過(guò)絕緣部件而使該母線部分或各母線部分的母線子部分與至少一個(gè)其他母線部分分離。

母線子部分的這樣的分離進(jìn)一步增大前面提到的配置選擇范圍，也給電氣組件添加（add）強(qiáng)度。

各母線部分的與對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件連接的區(qū)域可以位于相同的第一平面上。

各母線部分的與對(duì)應(yīng)的能量存儲(chǔ)部連接的區(qū)域可以位于相同的第二平面上。

可選地，第一和第二平面位于相對(duì)于彼此的不同的取向。

前述的特征中的每個(gè)進(jìn)一步幫助提供與常規(guī)的電氣組件相比而還具有改進(jìn)的總體性能評(píng)定的緊湊而空間有效的電氣組件。

優(yōu)選地，利用至少一個(gè)其他母線部件將多個(gè)母線部分層壓(laminate)。

將多個(gè)母線部分層壓使相應(yīng)的母線部分之間的電感最小化，相應(yīng)的母線部分中的每個(gè)限定相應(yīng)的半導(dǎo)體器件與對(duì)應(yīng)的能量存儲(chǔ)部之間的電氣路徑。

另外，利用至少一個(gè)其他母線部件將多個(gè)母線部分層壓幫助母線部分形成支撐結(jié)構(gòu)，電氣組件的例如諸如一個(gè)或更多個(gè)能量存儲(chǔ)部和/或半導(dǎo)體器件模塊的一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件能夠安裝于該支撐結(jié)構(gòu)上。

另外，該母線部件或各母線部件有利地提供與半導(dǎo)體器件和能量存儲(chǔ)部中的一個(gè)或更多個(gè)的另一端子的可訪問(wèn)連接，不另外采用該可訪問(wèn)連接來(lái)將給定的能量存儲(chǔ)器件與半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)連接。

可以通過(guò)絕緣部件而使多個(gè)母線部分與至少一個(gè)母線部件分離。

包括一個(gè)或更多個(gè)絕緣部件不但給由母線部分和該母線部件或各母線部件形成的支撐結(jié)構(gòu)添加強(qiáng)度，而且還使母線部分與所述至少一個(gè)母線部件電隔離，以限定電氣組件的相應(yīng)的構(gòu)件之間的多個(gè)離散的電流傳導(dǎo)路徑。

可選地，通過(guò)限定至地面的安全放電路徑的一個(gè)或更多個(gè)電阻式放電元件而將多個(gè)母線部分彼此互連。

該電阻式放電元件或各電阻式放電元件能夠配置成具有高至足以不影響到流過(guò)各半導(dǎo)體器件的電流的大小的電阻，而同時(shí)具有低至足以提供地下設(shè)施，例如以允許安全地實(shí)行維護(hù)的電阻。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供有電壓源子模塊，該電壓源子模塊包含：

如上所描述的電氣組件，具有包括多個(gè)第一半導(dǎo)體器件的第一半導(dǎo)體器件模塊；和能量存儲(chǔ)器件，包括多個(gè)能量存儲(chǔ)部，這些能量存儲(chǔ)部配置成通過(guò)以下操作而控制流過(guò)各第一半導(dǎo)體器件的電流部分的大小：通過(guò)將各能量存儲(chǔ)部布置成與該能量存儲(chǔ)部或每個(gè)其他能量存儲(chǔ)部隔離，以將流過(guò)能量存儲(chǔ)器件的電流劃分成多個(gè)所述電流部分，且從而使各電流部分流過(guò)多個(gè)能量存儲(chǔ)部中的相應(yīng)的一個(gè)；并且，通過(guò)將各能量存儲(chǔ)部的第一端子與多個(gè)第一半導(dǎo)體器件中的相應(yīng)的一個(gè)的第一端子連接，由此，各第一半導(dǎo)體器件傳導(dǎo)對(duì)應(yīng)的所述電流部分；并且，

第三半導(dǎo)體器件模塊，包括多個(gè)第三半導(dǎo)體器件，

各第一半導(dǎo)體器件的第二端子，與第三半導(dǎo)體器件中的每個(gè)的第一端子連接，以及，

各能量存儲(chǔ)部的第二端子，與各第三半導(dǎo)體器件的第二端子連接。

各種第一和第三半導(dǎo)體器件和能量存儲(chǔ)部以通過(guò)幫助確保子模塊的某些構(gòu)件加載至其全容量而改進(jìn)電壓源子模塊的總體性能評(píng)定的方式互連。

優(yōu)選地，各第一半導(dǎo)體器件的第二端子通過(guò)第一母線部件而與第三半導(dǎo)體器件中的每個(gè)的第一端子連接，并且，各能量存儲(chǔ)部的第二端子通過(guò)第二母線部件而與各第三半導(dǎo)體器件的第二端子連接，第一和第二母線部件彼此隔離。

這樣的布置提供另外具有與常規(guī)的電壓源子模塊相比而改進(jìn)的總體性能評(píng)定的緊湊的互連結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的其他優(yōu)選的實(shí)施例中，第一和第三半導(dǎo)體器件模塊在半橋布置中與能量存儲(chǔ)器件并聯(lián)連接。

這樣的配置期望地限定2象限單極電壓源子模塊，其能夠提供零電壓或正電壓，并且，能夠沿兩個(gè)方向傳導(dǎo)電流。

可選地，第一母線部件限定電壓源子模塊的第一連接端子，并且，第二母線部件限定電壓源子模塊的第二連接端子。

這樣的布置提供準(zhǔn)備好在串聯(lián)連接的一串(string of)子模塊中包括所述半橋電壓源子模塊。

根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選的實(shí)施例的電壓源子模塊包括：

如上所描述的電氣組件；和

第四半導(dǎo)體器件模塊，包括多個(gè)第四半導(dǎo)體器件，

并且，被布置，由此，

各第四半導(dǎo)體器件中的第一端子與第二半導(dǎo)體器件中的每個(gè)中的第二端子連接，并且，

各能量存儲(chǔ)部的第二端子另外與第四半導(dǎo)體器件中的每個(gè)的第二端子連接。

這樣的布置將通過(guò)幫助確保某些構(gòu)件加載至其全容量而實(shí)現(xiàn)的總體性能評(píng)定的改進(jìn)擴(kuò)展至其他電壓源子模塊配置。

各第四半導(dǎo)體器件中的第一端子可以通過(guò)與第一和第二母線部件中的每個(gè)電隔離的第三母線部件而與第二半導(dǎo)體器件中的每個(gè)中的第二端子連接。

包括這樣的第三母線部件有利地給第二和第四半導(dǎo)體器件中的每個(gè)提供單個(gè)可訪問(wèn)連接。

優(yōu)選地，第一、第二、第三以及第四半導(dǎo)體器件模塊在全橋布置中與能量存儲(chǔ)器件并聯(lián)連接。

這樣的配置期望地限定4象限單極電壓源子模塊，其能夠提供零電壓、正電壓或負(fù)電壓，并且，能夠沿兩個(gè)方向傳導(dǎo)電流。

可選地，第一母線部件限定電壓源子模塊的第一連接端子，并且，第三母線部件限定電壓源子模塊的第二連接端子。

這樣的布置提供準(zhǔn)備好在串聯(lián)連接的一串子模塊中包括所述全橋電壓源子模塊。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在，如下是對(duì)以下的附圖進(jìn)行參考而經(jīng)由非限制的示例的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的簡(jiǎn)要描述，其中：

圖1（a）示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電氣組件的示意電路圖，該電氣組件又形成也在其中示出的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電壓源子模塊的一部分；

圖1（b）示出圖1（a）中所示出的電壓源子模塊的簡(jiǎn)化電路圖；

圖2示出形成圖1（a）中所示出的電壓源子模塊的一部分的相應(yīng)的母線部分和母線部件的透視圖；

圖3圖示與常規(guī)的電氣組件中的半導(dǎo)體器件相比的在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電氣組件中的半導(dǎo)體器件之間共享的更多的相等的電流；

圖4（a）示出根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的電氣組件的示意電路圖，該電氣組件又形成同樣地在其中示出的根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的電壓源子模塊的一部分；

圖4（b）示出圖4（a）中所示出的電壓源子模塊的簡(jiǎn)化電路圖；并且，

圖5示出形成圖4（a）中所示出的電壓源子模塊的一部分的相應(yīng)的母線部分和母線部件的分解透視圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電壓源子模塊的第一電氣組件通常由參考標(biāo)號(hào)10標(biāo)示。

如圖1（a）中所示出的，第一電氣組件10包括第一半導(dǎo)體器件模塊12，第一半導(dǎo)體器件模塊12具有三個(gè)第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c采取第一絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的形式。更具體地，各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c包括IGBT 18，IGBT 18與反并聯(lián)二極管20并聯(lián)連接。

在本發(fā)明的其他實(shí)施例（未示出）中，第一半導(dǎo)體器件模塊12可以包括多于或少于三個(gè)第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c。第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c中的一個(gè)或更多個(gè)可以是不同的半導(dǎo)體器件，諸如串聯(lián)或并聯(lián)連接的柵極可關(guān)斷晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵極換向晶閘管、注入增強(qiáng)柵極晶體管、集成柵極換向晶閘管或任何其他自換向半導(dǎo)體器件，或可以包括所述的半導(dǎo)體器件。

各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c具有第一端子22a、22b、22c，第一端子22a、22b、22c采取與IGBT 18的集電極26電連接的集電極端子24的形式，并且，還具有第二端子28a、28b、28c，第二端子28a、28b、28c采取與IGBT 18的發(fā)射極32電連接的發(fā)射極端子30的形式。

電氣組件10還具有能量存儲(chǔ)器件34，能量存儲(chǔ)器件34提供，即包括三個(gè)能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c。各能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c與其他能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c電隔離。

在所示出的實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)器件34是分成三個(gè)相等的電容器部40a、40b、40c，即具有相等的能量存儲(chǔ)容量的三個(gè)部的單個(gè)電容器38。這樣的布置在物理上便利，并且，比分離的電容器更緊湊。然而，在本發(fā)明的其他實(shí)施例（未示出）中，能量存儲(chǔ)器件可以包括多個(gè)能量存儲(chǔ)部，各能量存儲(chǔ)部由分離的單個(gè)電容器限定。

在本發(fā)明的其他實(shí)施例（未示出）中，能量存儲(chǔ)器件34可以包括多于或少于三個(gè)能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c，即電容器部40a、40b、40c。優(yōu)選地，然而，能量存儲(chǔ)器件34包括與第一半導(dǎo)體器件模塊12中有的第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c相同的數(shù)量的能量存儲(chǔ)部。

另外，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)器件34的單個(gè)電容器38可以被不同的能量存儲(chǔ)器件所取代，諸如燃料電池、電池或能夠存儲(chǔ)和釋放其電能而提供電壓的任何其他能量存儲(chǔ)器件。

各能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c，即各電容器部40a、40b、40c與單個(gè)相應(yīng)的一個(gè)且唯一一個(gè)第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，即唯一一個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c電連接。

更具體地，在所示出的實(shí)施例中，各電容器部40a、40b、40c與對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的第一端子22a、22b、22c，即集電極端子24連接。通過(guò)離散的，即物理分離且電隔離的母線部分42a、42b、42c而提供每個(gè)這樣的電連接。

如圖2中所示出的，各母線部分42a、42b、42c的與對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c（未在圖2中示出）連接的第一區(qū)域44a、44b、44c彼此全都位于相同的第一平面P₁上。與此同時(shí)，各母線部分42a、42b、42c的與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c的第一端子48a、48b、48c（同樣地未在圖2中示出）連接的第二區(qū)域46a、46b、46c彼此全都位于相同的第二平面P₂上。第一和第二平面P₁、P₂位于彼此不同的取向，且更具體地，在所示出的實(shí)施例中，位于以彼此成直角。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一和第二平面P₁、P₂可以相對(duì)于彼此而以不同的方式布置。

如在圖2中進(jìn)一步示出的，利用第一和第二母線部件50、52將三個(gè)母線部分42a、42b、42c層壓。母線部分42a、42b、42c置于第二母線部件52上，并且，通過(guò)平面的絕緣部件54而與第二母線部件52分離。同時(shí)，母線部分42a、42b、42c中的每個(gè)位于與第一母線部件50共面，但與其隔開(kāi)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例（未示出）中，母線部分42a、42b、42c中的每個(gè)可以轉(zhuǎn)而部分地與第一母線部件50重疊，其中上面覆蓋的部分通過(guò)絕緣部件而彼此隔開(kāi)。

無(wú)論如何，母線部分42a、42b、42c以及第一和第二母線部件50、52都通過(guò)粘合劑（adhesive）而以前面提到的配置保持，盡管，也其他連接布置也是可能的。

母線部分42a、42b、42c通過(guò)限定至地面的安全放電路徑的相應(yīng)的電阻式放電元件（未示出）而彼此互連。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，母線部分42a、42b、42c可以通過(guò)單個(gè)電阻式放電元件而彼此互連。

在下文中，結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的第一電壓源子模塊70的細(xì)節(jié)，陳述母線部分42a、42b、42c和母線部件50、52的配置的其他細(xì)節(jié)。

在使用中，相應(yīng)的電容器部40a、40b、40c控制流過(guò)各第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，即各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的電流部分的大小。

更具體地，相應(yīng)的電容器部40a、40b、40c將流過(guò)電容器38的電流I_C劃分成第一、第二以及第三相等的電流部分I₁、I₂、I₃，這三個(gè)電流部分中的每個(gè)流過(guò)對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的電容器部40a、40b、40c。這樣，流過(guò)電容器38的電流I_C在電容器部40a、40b、40c之間基本上相等地共享。

作為前文的結(jié)果，如圖3中所示出的，各第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，即各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c傳導(dǎo)與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c相同的基本上相等的電流部分I₁、I₂、I₃。這幫助確保各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c相等地加載并加載至其全容量，且因此，給本發(fā)明的電氣組件10提供比現(xiàn)有技術(shù)的組件（其中開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c未如此加載且轉(zhuǎn)而傳導(dǎo)不同的大小的電流部分I’₁、I’₂、I’₃）（如也在圖3中圖示的）更高的總體性能評(píng)定。

與此同時(shí)，將母線部分42a、42b、42c互連的電阻式放電元件具有高至足以不影響流過(guò)各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的電流I₁、I₂、I₃的相等的共享的電阻，而同時(shí)具有低至足以選擇性地提供地下設(shè)施，即選擇性地許可將流過(guò)相應(yīng)的母線部分42a、42b、42c的電流部分I₁、I₂、I₃放電至地面，以便允許例如安全地實(shí)行維護(hù)工作的電阻。

也在圖1（a）中示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的第一電壓源子模塊70。

第一電壓源子模塊70包括上文描述的第一電氣組件10。

另外，第一子模塊70包括第三半導(dǎo)體器件模塊72，第三半導(dǎo)體器件模塊72具有三個(gè)第三半導(dǎo)體器件74a、74b、74c，即與第一半導(dǎo)體器件模塊12中相同的數(shù)量。各第三半導(dǎo)體器件74a、74b、74c是與在上文中結(jié)合第一半導(dǎo)體器件模塊12而描述的第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c相同的第三開(kāi)關(guān)元件76a、76b、76c。這樣，各第三開(kāi)關(guān)元件76a、76b、76c還包括分別形成集電極和發(fā)射極端子82、84的對(duì)應(yīng)的第一和第二端子78a、78b、78c、80a、80b、80c。

如第一半導(dǎo)體器件模塊12一樣，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第三開(kāi)關(guān)元件76a、76b、76c中的一個(gè)或更多個(gè)可以是不同的半導(dǎo)體器件，諸如串聯(lián)或并聯(lián)連接的柵極關(guān)斷晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵極換向晶閘管、注入增強(qiáng)柵極晶體管、集成柵極換向晶閘管或任何其他自換向半導(dǎo)體器件，或可以包括所述的半導(dǎo)體器件。

除了（as well as）上面描述的第一電氣組件10內(nèi)的各種互連件之外，各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的第二端子28a、28b、28c與對(duì)應(yīng)的第三開(kāi)關(guān)元件76a、76b、76c的第一端子78a、78b、78c連接，以限定電壓源子模塊70的第一連接端子86。更具體地，通過(guò)上面提到的第一母線部件50而提供前面提到的連接。

與此同時(shí)，各電容器部40a、40b、40c的第二端子88a、88b、88c與各第三開(kāi)關(guān)元件76a、76b、76c的第二端子80a、80b、80c連接，以限定第一電壓源子模塊70的第二連接端子90，其中由上文描述的第二母線部件52提供這樣的互連。

如在圖1（b）中示意地示出的，第一和第三半導(dǎo)體器件模塊12、72在半橋布置中與能量存儲(chǔ)器件34，即電容器38并聯(lián)連接。

在使用中，第一電壓源子模塊70選擇性地提供零電壓或正電壓，并且，在第一和第二連接端子86、90之間沿第一和第二方向傳導(dǎo)電流I_C。電流I_C再次在電容器部40a、40b、40c之間基本上相等地共享，使得各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c類(lèi)似地傳導(dǎo)與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c相同的基本上相等的電流部分I₁、I₂、I₃。

同時(shí)，經(jīng)由第一母線部件50而將第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的發(fā)射極端子30互連允許各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c中的IGBT 18的發(fā)射極32保持在大體上相同的電壓電位，且從而降低傳導(dǎo)使低電流控制連接（未示出）熔斷的高電流的發(fā)射極端子之間的控制連接的風(fēng)險(xiǎn)。

如圖4（a）中所示出的，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電壓源子模塊的第二電氣組件通常由參考標(biāo)號(hào)100標(biāo)示。

第二電氣組件100與第一電氣組件10共享許多特征，并且，這些類(lèi)似的特征共享相同的參考標(biāo)號(hào)。

第二電氣組件100與第一電氣組件10的不同之處在于，第二電氣組件100另外包括第二半導(dǎo)體器件模塊102，第二半導(dǎo)體器件模塊102具有三個(gè)第二半導(dǎo)體器件104a、104b、104c，即與第一半導(dǎo)體器件模塊12中相同的數(shù)量。各第二半導(dǎo)體器件104a、104b、104c是與上文描述的第一和第三開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c、76a、76b、76c相同的第三開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c。

這樣，各第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c還包括分別形成集電極和發(fā)射極端子112、114的對(duì)應(yīng)的第一和第二端子108a、108b、108c、110a、110b、110c。

如本發(fā)明的其他實(shí)施例中的第一和第三半導(dǎo)體器件模塊12、72一樣，第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c中的一個(gè)或更多個(gè)可以是不同的半導(dǎo)體器件，諸如串聯(lián)或并聯(lián)連接的柵極關(guān)斷晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵極換向晶閘管、注入增強(qiáng)柵極晶體管、集成柵極換向晶閘管或任何其他自換向半導(dǎo)體器件，或可以包括所述的半導(dǎo)體器件。

第二電氣組件100類(lèi)似地包括能量存儲(chǔ)器件34，能量存儲(chǔ)器件34經(jīng)由單個(gè)電容器38而提供三個(gè)能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c，單個(gè)電容器38分成三個(gè)相等的電容器部40a、40b、40c，即具有相等的能量存儲(chǔ)容量的三個(gè)部。然而，本發(fā)明的其他實(shí)施例（未示出）可以包括具有由分離的單個(gè)電容器限定的多個(gè)能量存儲(chǔ)部的能量存儲(chǔ)器件。

各能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c，即各電容器部40a、40b、40c與單個(gè)相應(yīng)的一個(gè)且唯一一個(gè)第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，即唯一一個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c電連接，并且，還與單個(gè)相應(yīng)的一個(gè)且唯一一個(gè)第二半導(dǎo)體器件104a、104b、104c，即唯一一個(gè)第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c電連接。

更具體地，在所示出的實(shí)施例中，各電容器部40a、40b、40c與對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c的第一端子22a、22b、22c，即集電極端子24連接，并且，與對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c的第一端子108a、108b、108c，即集電極端子112連接。通過(guò)離散的，即物理分離且電隔離的對(duì)應(yīng)的第一、第二或第三母線部分116、118、120而提供每個(gè)這樣的電連接。

如圖5中所示出的，第一母線部分116由物理分離，但電連接的第一和第二母線子部分122、124限定，其中第一母線子部分122與對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)元件16a的第一端子22a連接，并且，第二母線子部分與對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)元件106a的第一端子108a連接。第一和第二母線子部分122、124經(jīng)由對(duì)應(yīng)的電容器部40a的第一端子48a而彼此電連接。

同時(shí)，第二母線部分118由物理分離，但電連接的第三和第四母線子部分126、128類(lèi)似地限定。第三母線子部分126與對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)元件16b的第一端子22b連接，并且，第四母線子部分128與對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)元件106b的第一端子108b連接。另外，第三和第四母線子部分126、128經(jīng)由對(duì)應(yīng)的電容器部40b的第一端子48b而彼此電連接。

通過(guò)絕緣部件（未示出）而使第二和第四母線子部分124、128中的每個(gè)與第一和第三母線子部分122、126以及第三母線部分120分離。

如也在圖5中示出的，第一母線部分116的第一區(qū)域130，即構(gòu)成第一母線部分116的第一和第二母線子部分122、124中的每個(gè)的第一區(qū)域130位于第一平面P₁上。類(lèi)似地，第二母線部分118的第一區(qū)域132，即構(gòu)成第二母線部分118的第三和第四母線子部分126、128中的每個(gè)的第一區(qū)域132位于相同的第一平面P₁上。同樣地，第三母線部分120的第一區(qū)域134也位于相同的第一平面P₁上。

與此同時(shí)，第一母線部分116的第二區(qū)域136，即構(gòu)成第一母線部分116的第一和第二母線子部分122、124中的每個(gè)的第二區(qū)域136位于第二平面P₂上。第二母線部分118的第二區(qū)域138，即構(gòu)成第二母線部分118的第三和第四母線子部分126、128中的每個(gè)的第二區(qū)域138位于相同的第二平面P₂上。第三母線部分120的第二區(qū)域140也位于相同的第二平面P₂上。

第一和第二平面P₁、P₂相對(duì)于彼此而位于不同的取向，且更具體地，在所示出的實(shí)施例中，位于以彼此成直角。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一和第二平面P₁、P₂可以相對(duì)于彼此而以不同的方式布置。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，母線部分和母線子部分的不同的布置也是可能的。

如在圖5中進(jìn)一步示出的，利用第二母線部件52將第一、第二以及第三母線部分116、118、120（且更具體地，第一母線部分116的第一母線子部分122和第二母線部分118的第三母線子部分126）層壓。第一、第二以及第三母線部分116、118、120置于第二母線部件52，并且，通過(guò)平面的絕緣部件（未示出）而與第二母線部件52分離。同時(shí)，利用第一母線部件50和第三母線部件142將第二母線部件52層壓，第一母線部件50和第三母線部件142兩者都位于與彼此共面，但彼此隔開(kāi)。類(lèi)似地通過(guò)相應(yīng)的絕緣部件（未示出）而使第一和第三母線部件50、142中的每個(gè)與第二母線部件52分離。

母線部分116、118、120和母線部件50、52、142通過(guò)粘合劑而以前面提到的配置保持，盡管其他連接布置也是可能的。

除了前述之外，第一、第二以及第三母線部分116、118、120通過(guò)限定至地面的安全放電路徑的相應(yīng)的電阻式放電元件（未示出）而彼此互連。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一、第二以及第三母線部分116、118、120可以通過(guò)單個(gè)電阻式放電元件而彼此互連。

在下文中，結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的第二電壓源子模塊150的細(xì)節(jié)，陳述第一、第二以及第三母線部分116、118、120和母線部件50、52、142的配置的其他細(xì)節(jié)。

在使用中，第二電氣組件100的相應(yīng)的電容器部40a、40b、40c選擇性地控制流過(guò)各第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，即各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c并且流過(guò)各第二半導(dǎo)體器件104a、104b、104c，即各第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c的電流部分的大小。

更具體地，相應(yīng)的電容器部40a、40b、40c再次將流過(guò)電容器38的電流I_C劃分成第一、第二以及第三相等的電流部分I₁、I₂、I₃，各電流部分流過(guò)對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的電容器部40a、40b、40c。這樣，流過(guò)電容器38的電流I_C以與第一電氣組件10中相同的方式在電容器部40a、40b、40c之間基本上相等地共享。

作為前述的結(jié)果，在第一模式中（如通過(guò)控制第一和第二半導(dǎo)體器件模塊12、102而確定，且更具體地，通過(guò)關(guān)閉第二半導(dǎo)體器件模塊102，且從而防止電流流過(guò)其中的第二半導(dǎo)體器件104a、104b、104c中的每個(gè)而確定），各第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c，即各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c傳導(dǎo)與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c相同的基本上相等的電流部分I₁、I₂、I₃。

與此同時(shí)，在第二模中（如通過(guò)控制第一和第二半導(dǎo)體器件模塊12、102而再次確定，且更具體地，通過(guò)關(guān)閉第一半導(dǎo)體器件模塊12，且從而防止電流流過(guò)第一半導(dǎo)體器件14a、14b、14c中的每個(gè)而再次確定），各第二半導(dǎo)體器件104a、104b、104c，即各第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c傳導(dǎo)與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c相同的基本上相等的電流部分I₁、I₂、I₃。

這幫助確保，在各模式中，對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c或第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c各自相等地加載且加載至其全容量，以便于給本發(fā)明的第二電氣組件100提供比現(xiàn)有技術(shù)的組件（其中第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c和第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c未如此加載且轉(zhuǎn)而傳導(dǎo)不同的大小的電流部分）更高的總體性能評(píng)定。

同時(shí)，將第一、第二以及第三母線部分116、118、120互連的電阻式放電元件具有高至足以不影響選擇性地流過(guò)各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c和各第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c的電流I₁、I₂、I₃的相等的共享的電阻，而同時(shí)具有低至足以選擇性地提供地下設(shè)施，即選擇性地許可流過(guò)相應(yīng)的母線部分116、118、120的電流部分I₁、I₂、I₃放電至地面，以便允許例如安全地實(shí)行維護(hù)工作的電阻。

還在圖4（a）中示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的第二電壓源子模塊150。

第二電壓源子模塊150與第一電壓源子模塊70類(lèi)似，并且，同樣的特征共享相同的參考標(biāo)號(hào)。

然而，第二電壓源子模塊150與第一電壓源子模塊70的不同在于，第二電壓源子模塊150包括上文描述的第二電氣組件100。

另外，電壓源第二子模塊150包括第四半導(dǎo)體器件模塊152，第四半導(dǎo)體器件模塊152具有三個(gè)第四半導(dǎo)體器件154a、154b、154c，即與第一半導(dǎo)體器件模塊12中相同的數(shù)量。各第四半導(dǎo)體器件154a、154b、154c是與上面描述的第一、第二以及第三開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c、106a、106b、106c、76a、76b、76c中的每個(gè)相同的第四開(kāi)關(guān)元件156a、156b、156c。這樣，各第四開(kāi)關(guān)元件156a、156b、156c還包括分別形成集電極和發(fā)射極端子162、164的對(duì)應(yīng)的第一和第二端子158a、158b、158c、160a、160b、160c。

如本發(fā)明的其他實(shí)施例中的第一、第二以及第三半導(dǎo)體器件模塊12、102、72中的每個(gè)一樣，第四開(kāi)關(guān)元件156a、156b、156c中的一個(gè)或更多個(gè)可以是不同的半導(dǎo)體器件，諸如串聯(lián)或并聯(lián)連接的柵極關(guān)斷晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵極換向晶閘管、注入增強(qiáng)柵極晶體管、集成柵極換向晶閘管或任何其他自換向半導(dǎo)體器件，或可以包括所述的半導(dǎo)體器件。

除了上面描述的第二電氣組件100內(nèi)的各種互連之外，各第四開(kāi)關(guān)元件156a、156b、156c的第一端子158a、158b、158c通過(guò)第三母線部件142而與第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c中的每個(gè)的第二端子110a、110b、110c連接。第三母線部件142又與第一和第二母線部件50、52中的每個(gè)電隔離。

除了前述之外，各能量存儲(chǔ)部36a、36b、36c的第二端子88a、88b、88c，即各電容器部40a、40b、40c另外與第四開(kāi)關(guān)元件156a、156b、156c中的每個(gè)的第二端子160a、160b、160c連接，其中第二母線部件52提供所述附加連接。

如在圖4（b）中示意地示出的，第一、第二、第三以及第四半導(dǎo)體器件模塊12、102、72、152在全橋布置中與能量存儲(chǔ)器件34，即電容器38并聯(lián)連接。

第一母線部件50再次限定第二電壓源子模塊150的第一連接端子166，而第三母線部件142限定第二子模塊150的第二連接端子168。

在使用中，第二電壓源子模塊150選擇性地提供零電壓、正電壓或負(fù)電壓，并且，在第一和第二連接端子166、168之間沿第一和第二方向傳導(dǎo)電流I_C。在這樣的運(yùn)行的期間，電流I_C再次在電容器部40a、40b、40c之間基本上相等地共享，使得在第一模式中，各第一開(kāi)關(guān)元件16a、16b、16c類(lèi)似地傳導(dǎo)與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c相同的基本上相等的電流部分I₁、I₂、I₃，并且，在第二模式中，各第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c類(lèi)似地傳導(dǎo)與對(duì)應(yīng)的電容器部40a、40b、40c相同的基本上相等的電流部分I₁、I₂、I₃。

同時(shí)，將第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c的發(fā)射極端子30經(jīng)由第三母線部件142而互連允許各第二開(kāi)關(guān)元件106a、106b、106c中的IGBT 18的發(fā)射極32保持在大體上相同的電壓電位，且從而降低傳導(dǎo)使低電流控制連接（未示出）熔斷的高電流的發(fā)射極端子之間的控制連接的風(fēng)險(xiǎn)。