1、(19)中民國家知識(10)申請?zhí)朇N102884722日 (21)申請?zhí)?(22)申請日 10158605.52010.03.3161/319,3002010.03.31PCT/EP2011/054829WO2011/120970EN(71)CE+T(74)專利機構(gòu)三友知識有公司 人 H02M 7/487(72)發(fā)明人 P T喬(57) (T1T2T3T4T5T6) 關裝置中的每個開關裝置的導通 / 關斷狀態(tài)的開 (T5T6) 以互補的方式并唯一地以將要在交(OUT1)(Fa)T5，T6)權(quán)利要求書 1 說明書 6 附圖 8CNCN102884722權(quán) 利 要 求 1/1V2V3V1V2V3

2、，(IN2)(T2)(T3)第五開關裝T5) 和第六開關裝置 T6它們順序地串聯(lián)連接在一方面位于第一開關裝置 (T1) 和第二開關裝置 (T2) 之間的串聯(lián)連接點和另一方面位于第三開關裝置 (T3)和第四開關裝置 (T4) 之間的串聯(lián)連接點之間，交流輸出端 (OUT1)，其連接到位于第五開關裝置 (T5) 和第六開關裝置 (T6) 之間的的導通 / 關斷狀態(tài)，OUT1處輸出正向交變，使T3T4T6都被關斷，T5被導OUT1處輸出負向交變，使T1T2T5都被關斷，T6被導T3T4根據(jù)權(quán)利要求 1其特征在于第一開關裝置 (T1第二開關裝置 (T2 (T3) 和第四開關裝置 (T4) (T5)(T6

3、)根據(jù)權(quán)利要求 2T5) 和第六開關裝置 (T6) 中的每個開關裝置具有比第一開關裝置 (T1)、第二開關裝置 (T2)、第三開關裝置 (T3)(T4)根據(jù)權(quán)利要求 3(T5) 和第六開關裝置 (T6) (T1 (T2) (T3)和第四開關裝置 (T4) 是晶體管型半導體。多電平逆變 0003個直流輸入端(IN1IN2IN3們分別用于接收第一直流電壓 (V1)、第二直0004 (T1(T2(T3) T4它們順序地串聯(lián)連接在第一直流輸入IN1) 和第三直流輸入端 (IN3) 之間第二直流輸入端 (IN2) 還連接到位于第二開關裝置 (T2) 和第三開關裝置 (T3) 之間的串聯(lián)連接0005第五開

4、關裝T5) 和第六開關裝置 T6它們順序地串聯(lián)連接在一方面位于第一開關裝置 (T1) 和第二開關裝置 (T2) 之間的串聯(lián)連接點和另一方面位于第三開關裝置 (T3) 和第四開關裝置 (T4) 之間的串聯(lián)連接點之間，0006(OUT1(T5)(T6)0007(T1T2T3T4T5T6)裝置的導通 / 關斷狀態(tài)。0008 這樣的逆變器模塊在現(xiàn)有技術(shù)中廣為人知，并且有時被稱作“中性點鉗位()0009 Fang Z.Peng 在“A generalized multilevel inverter topology with self-voltage balancing”(IEEE Trans.Ind.

5、Applicat.，vol.37，pp.611-618，Mar./ Apr.2001) 中公開了具有這種特性的通用逆變器。此文件公開了例如一種三電平逆變器模0011 本發(fā)明的目的在于提供一種較已知的逆變器模塊具有更高的總體效率的逆變器0012 0013 為了在交流輸出端(OUT1出正向交使得T3T4T6都被T5被T1 和 T2 被以互補的方式導通和關斷幾次，T3T4供的基本頻率( 一階頻率) 導通和關而采用現(xiàn)有技術(shù)的逆變器模T5T6 將常規(guī)地 關裝置 (T5) 和第六開關裝置 (T6) 是具有不同于第一規(guī)格的第二規(guī)格的半導體器件。 通過對于T1T2T3和T4以及對于T5和T6使用不同類型的半導

6、體器件(也就是說如它們的數(shù)據(jù)表單上所示具有不同規(guī)格的器件)人們實際上能夠選擇針對它們各自0021 (T5)關裝置 (T6) 中的每個開關裝置具有比第一開關裝置 (T1)第二開關裝置 (T2)第三開關裝(T3)(T4) 0022 中 ：0035 圖1是示意地示出根據(jù)本發(fā)明的逆變器模塊的框圖。它包括：的相互連接的六個開關裝置 (T1 到 T6)分別用來接收三個直流電壓 (V1V2V3) 的三個直流輸入端 (IN1IN2IN3V1V2V3用來提供交流電Va的交流(OUT1以及通過攜帶開關控制信號 (C1 到 C6) 的開關控制線 (CT1 到 CT6) 來控制六個開關裝置 (T1 到 T6)0036

7、這樣，這種電路拓撲在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，所以在此將不再對其進行詳細描述。 0037 2 示出根據(jù)本發(fā)明的圖 1 的逆變器模塊的開關表。0038 V1V2V3(OUT1)，開關控制裝置T1 都被導T2T3T4 和 T6 都被關斷。為了將交流輸出基本上從 V1 電平變化到 0040 0042 (OUT1)(IN2) 0044 OUT1)(IN2) 號 (CT1 到 CT6) 的示例性波形和在圖 1 所示的逆變器模塊的交流輸出端 (OUT1) 處得到的交流電壓 (Va) 的示例性波形。0048 在該圖上相對V2標記Va2Va因為交流輸出取OUT1IN2之間。 0049 Va(Ta1/Fa)Va 更短

8、 ( Ta/2) 的時間段。置可以在開關控制信號之間一些簡短的死區(qū)時間(deadtime)以使互補對中的兩個開關裝置 (T1/T2T3/T4T5/T6) 在轉(zhuǎn)換期間都同時導通或者同時關斷少量的時間。 T1本頻率 (Fa 1/Ta) 的頻率導通和為這允許在交流輸出端處使用更小的濾波裝置 5L1)?；騎3 通常可以按 1KHz 到 500KHz 之間的頻率被導通和關斷。對于 50Hz 的基本交流輸出頻(Fa)，T1T315KHz0055另外，T1和/或T3可以根據(jù)已知的 方案或者任何其它的適當方案被導通和0056 開關裝置優(yōu)選地是有源可控的半導體器件，例如晶體管型器件或者晶閘管型器(；4()每個(

9、T1到T6)分別設置有與每個反向并聯(lián)的續(xù)流二極管(D1到D6)。 0070優(yōu)選地用于T5和T6的半導體器件具有比用于T1T2T3和T4的器件的固有導通損耗低的固有導通損耗。正如本領域技術(shù)所知的半導體器件的固有導通損耗主要依賴于其正向電壓降以及依賴于其導通電阻這兩項在隨附器件的數(shù)據(jù)表單中都有提及。計算或者測量半導體器件的導通損耗的方法是已知的。IGCT。0072 54 (B1B2) 和兩個并聯(lián)的緩沖電容器 (C1C2所示的三個直流電壓 (V2，V2，V3)。低通濾波器 (L1C3) 被連接到逆變器模塊的交流輸出端 (OUT1以便根據(jù)已知的濾波方法濾除 Va 的高階頻率。為了清關控制裝置沒有007

10、3 (Z)(OUT2)(IN2) 致正弦的交流電壓 (VAC)。 的每個都是如上文所描述的那樣設計并且被控制的基本的三電平模塊 (MOD-A)。第一逆變V3V4V50078 (T13T14)(MOD-A1)T13T14 之間的中點為該逆變器的交流輸出端 (OUT1)。為了在交流輸出端(OUT1)處產(chǎn)生相對于第三直流輸入端(也就是相對于V3)的T3和T4根據(jù)圖2和圖3的方案被導通和關斷以便向交流輸出端提供V1或者V2或者V3。 為了在交流輸出端(OUT1)產(chǎn)生相對于第三直流輸入端(也就是相對于V3)的負向交變T14被導通而T13以及T9T10T1T2T3和T4被關斷并且T11T12T5T6T7和T8根據(jù)圖2和圖3的方案被導通和關斷以便向交流輸出端提供V3或者V4或者V5。 圖7示出當被根據(jù)本發(fā)明控制時開關控制信號(CT1到CT14)的示例性波形以及在圖6的五電平逆變器的交流輸出端(OUT1)處得到的交流電壓(Va)的示例性波形。 現(xiàn)在本領域技術(shù)應當清楚如何建立和控制存在2n+1(2的n次方加1)個電4B1MOD-器 (n 3) 的示意示例。0084 9變器模塊 (MOD-A1MOD-A2MOD-A3每個模塊為上文所描述的模塊中的一個 (MOD-A)。每圖所示的直流線 (V+，V-)，而每個模塊的第二直流輸端入 (V21