// 讲座概述
本系列讲座旨在分享功率半导体的原理和相关应用知识，已发布的第1-30讲主要介绍了功率半导体的基础知识。从第31讲起为大家介绍HVIGBT的一系列相关知识，以帮助读者全面了解HVIGBT的工作原理、特性和正确应用方法。
1.1 基于HVIGBT的两电平电压源换流器
两电平换流器电路拓扑机构如图12.1。根据输出电压大小，每个桥臂是由多个HVIGBT串联组成，其串联的HVIGBT数量由换流器的额定功率、电压等级和HVIGBT的耐压等级决定。相对于接地点，两电平换流器可以输出两个电平，即+Udc/2和- Udc/2，通过PWM来逼近正弦波.
1.2 基于HVIGBT的二极管钳位式三电平换流器
二极管钳位式三电平换流器的电路拓扑如图12.2。与两电平相比，三电平换流器的输出电平为+Udc/2、0和- Udc/2，同样三电平换流器也是通过PWM来逼近正弦波，但是因为其输出为三个电平，因此输出的波形质量比两电平要好。随之而来的，随着电平数的增加，控制难度也同样增加。因为电路中增加了钳位二极管，所以器件的数目也有所增加。尽管采用了三电平，但是要达到好的输出效果，HVIGBT同样需要比较高的开关频率，因此器件的损耗同样是三电平变流器所面临的问题。
1.3 基于HVIGBT的模块化多电平换流器
(MMC-VSC)
模块化多电平换流器(MMC)的电路拓扑如图12.3 a所示。其桥臂不是由多个开关器件直接串联而成，而是采用了子模块(Sub-Module, SM)的级联方式。它的工作原理与两电平和三电平换流器不同，它不是采用PWM来逼近正弦波，而是采用阶梯波的方式来逼近正弦波。
MMC的每个桥臂由多个子模块和一个串联电抗器Lo组成，同相的上下桥臂构成一个相单元。电抗器Lo的作用是抑制各桥臂直流电压瞬时值不完全相等而造成的相间环流，同时还以抑制直流母线发生故障时的冲击电流。
