[發明專利]三電平功率轉換裝置

有效

• 申請號: 201210280660.0
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102957332A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 山田隆二
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/487;H02M7/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

1.一種三電平功率轉換裝置，直流電源串聯電路串聯連接有第一直流電源和第二直流電源，半導體開關串聯電路串聯連接有分別反向并聯二極管的半導體開關，所述直流電源串聯電路和所述半導體開關串聯電路并聯連接，將所述半導體開關串聯電路的串聯連接點作為交流端子，在所述直流電源串聯電路的串聯連接點和所述半導體開關串聯電路的串聯連接點之間，連接有可控制雙向電流導通/斷開的雙向開關，所述三電平功率轉換裝置的特征在于：

所述雙向開關由第一半導體開關串聯電路和第二半導體開關串聯電路的并聯電路構成，所述第一半導體開關串聯電路串聯連接有分別反向并聯連接二極管的第一和第二半導體開關，所述第二半導體開關串聯電路串聯連接有分別反向并聯連接二極管的第三和第四半導體開關，與所述第一和第二半導體開關或所述第三和第四半導體開關并聯連接電壓鉗位型緩沖器，所述電壓鉗位型緩沖器將半導體開關的兩端電壓鉗位在所述第一或第二的直流電源電壓。

2.根據權利要求1所述的三電平功率轉換裝置，其特征在于：

所述雙向開關截斷電流時，相對于向沒有并聯連接電流流動的所述電壓鉗位型緩沖器的半導體開關的控制端子供給的斷開信號，向并聯連接電流流動的所述電壓鉗位型緩沖器的半導體開關的控制端子供給的斷開信號被延遲供給。

3.根據權利要求1或2所述的三電平功率轉換裝置，其特征在于：

將內置有所述第一半導體開關串聯電路的模塊和內置有所述第二半導體開關串聯電路的模塊分別并聯連接多個時，將內置有所述第一半導體開關串聯電路的模塊和內置有所述第二半導體開關串聯電路的模塊交替并聯配置。

4.根據權利要求1～3中任一個所述的三電平功率轉換裝置，其特征在于：

所述串聯連接的部分的半導體開關或構成其的半導體元件的一部分或全部，按各串聯連接部分收納在同一模塊內。

5.根據權利要求1～4中任一個所述的三電平功率轉換裝置，其特征在于：

采用以下二極管：與并聯連接所述電壓鉗位型緩沖器的半導體開關反向并聯連接的二極管的正向下降電壓，比與沒有并聯連接所述電壓鉗位型緩沖器的半導體開關反向并聯連接的二極管的正向下降電壓高。

6.根據權利要求1～5中任一個所述的三電平功率轉換裝置，其特征在于：

采用以下特性的二極管：與并聯連接所述電壓鉗位型緩沖器的半導體開關反向并聯連接的二極管的反向恢復電流，比與沒有并聯連接所述電壓鉗位型緩沖器的半導體開關反向并聯連接的二極管的反向恢復電流小。

7.一種三電平功率轉換裝置，其構成為：直流電源串聯電路串聯連接有第一直流電源和第二直流電源，第一半導體開關串聯電路按照第一～第四半導體開關順序串聯連接有分別反向并聯連接有二極管的第一～第四半導體開關，所述直流電源串聯電路和所述第一半導體開關串聯電路并聯連接，將所述第二半導體開關和所述第三半導體開關的串聯連接點作為交流端子，第二半導體開關串聯電路串聯連接有分別反向并聯連接有二極管的第五和第六半導體開關，所述第二半導體開關串聯電路并聯連接在所述第二半導體開關和所述第三半導體開關的串聯電路，所述第二半導體開關串聯電路的串聯連接點和所述直流電源串聯電路的串聯連接點連接，

所述三電平功率轉換裝置的特征在于：

在所述第五半導體開關和第六半導體開關，設有將施加在這些半導體開關的電壓鉗位為第一直流電源的電壓或第二直流電源的電壓的所謂電壓鉗位型緩沖器，且不設置與所述第二半導體開關和所述第三半導體開關直接連接的緩沖器、或設置與所述電壓鉗位型緩沖器相比容量充分小的緩沖器，當向所述交流端子輸出正的電壓時導通所述第一和第二半導體開關，當輸出負的電壓時導通所述第三和第四半導體開關，當輸出零電壓時分別導通所述第二、第三、第五和第六半導體開關，當從零電壓輸出移到正電壓輸出時進行首先對所述第三半導體開關施加斷開信號、接著對所述第五和第六半導體開關施加斷開信號、此后對所述第一半導體開關施加導通信號的動作，當從零電壓輸出移到負電壓輸出時進行首先對所述第二半導體開關施加斷開信號、接著對所述第五和第六半導體開關施加斷開信號、此后對第四半導體開關施加導通信號的動作。