[發明專利]變換器裝置，驅動單元和相關方法

有效

• 申請號: 201310016219.6
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103929045B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 理查德.張;張帆;朱屹;薩米爾.索哈;沈捷;斯蒂芬.施勒德
• 申請（專利權）人: 通用電氣能源電能變換科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M5/40;H02M5/44;H02M5/458;H02M7/66;H02M7/797;H02M1/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 周少杰

1.一種變換器裝置，其特征在于：該變換器裝置至少包括嵌套式連接的第一變換器模塊和第二變換器模塊，該第一變換器模塊和該第二變換器模塊每一者包括至少第一開關單元和第二開關單元，其中，該第一開關單元用于接收第一總驅動信號，該第二開關單元用于接收第二總驅動信號；該第一開關單元和第二開關單元用于分別在第一總驅動信號和第二總驅動信號的控制下，通過互補方式進行開關操作并且通過非互補方式進行開關操作，其中，在一個基波周期的至少一部分時間間隔，施加至該第一開關單元和第二開關單元中的至少一者的第一總驅動信號或第二總驅動信號被封閉，以減少開關單元的開關次數。

2.如權利要求1所述的變換器裝置，其特征在于：該第一變換器模塊或者該第二變換器模塊包括橫向橋臂第一級聯端，橫向橋臂第二級聯端，第一縱向橋臂第一級聯端，第一縱向橋臂第二級聯端，第二縱向橋臂第一級聯端以及第二縱向橋臂第二級聯端；該橫向橋臂第一級聯端和該橫向橋臂第二級聯端之間串聯至少兩個反向連接的開關單元；該第一縱向橋臂第一級聯端和該第一縱向橋臂第二級聯端之間連接有至少一個第一開關單元；該第二縱向橋臂第一級聯端和該第二縱向橋臂第二級聯端之間連接有至少一個與該第一開關單元同向的第二開關單元，其中，在一個基波周期的至少一部分時間間隔，施加至該橫向橋臂或者該第一、第二縱向橋臂的多個開關單元中的至少一者之開關驅動信號被封閉，以減少開關單元的開關次數。

3.如權利要求2所述的變換器裝置，其特征在于：該橫向橋臂第一級聯端或者與其他變換器模塊對應的級聯端進行連接或者連接到直流環節的直流中點；該橫向橋臂第二級聯端或者與其他變換器模塊對應的級聯端進行連接或者連接到交流傳輸端口；該第一縱向橋臂第一級聯端，該第一縱向橋臂第二級聯端，該第二縱向橋臂第一級聯端和該第二縱向橋臂第二級聯端四者之中的二者或者與其他變換器模塊對應的級聯端進行連接或者連接到直流環節的直流傳輸端口；該第一縱向橋臂第一級聯端，該第一縱向橋臂第二級聯端，該第二縱向橋臂第一級聯端和該第二縱向橋臂第二級聯端四者之中的另外二者或者與其他變換器模塊對應的級聯端進行連接或者連接到交流傳輸端口。

4.如權利要求2所述的變換器裝置，其特征在于：該變換器裝置還包括飛跨電容器臂，該飛跨電容器臂至少包括串聯連接的第一飛跨電容器和第二飛跨電容器；該飛跨電容器臂的一端電連接于該第一變換器模塊的第一縱向橋臂第二級聯端以及該第二變換器模塊的第一縱向橋臂第一級聯端，該飛跨電容器臂的另一端電連接于該第一變換器模塊的第二縱向橋臂第二級聯端以及該第二變換器模塊的第二縱向橋臂第一級聯端；該第一飛跨電容器和該第二飛跨電容器之間定義一飛跨電容中點，該飛跨電容中點電連接于該第一變換器模塊的橫向橋臂第二級聯端以及該第二變換器模塊的橫向橋臂第一級聯端。

5.如權利要求4所述的變換器裝置，其特征在于：在一個或者多個基波周期內，該第一飛跨電容器和該第二飛跨電容器的電壓通過選擇性地利用該多個開關單元所存在的冗余開關狀態進行平衡。

6.如權利要求1所述的變換器裝置，其特征在于：該第一變換器模塊與該第二變換器模塊具有相同的結構，該第一變換器模塊提供2n₁+1個等級的輸出電平，該第二變換器模塊提供2n₂+1個等級的輸出電平，其中n₁和n₂均大于等于一，并且n₁等于n₂。

7.如權利要求1所述的變換器裝置，其特征在于：該第一變換器模塊與該第二變換器模塊具有不同的結構，該第一變換器模塊提供2n₁+1個等級的輸出電平，該第二變換器模塊提供2n₂+1個等級的輸出電平，其中n₁和n₂均大于等于一，并且n₁不等于n₂。