[發明專利]改進的多電平電壓源轉換器和系統

有效

• 申請號: 201410247768.9
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104242710B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 邁赫迪·納里馬尼;吳斌;程仲元;納維德·R·扎加里
• 申請（專利權）人: 洛克威爾自動控制技術股份有限公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/483
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,李春暉

1.一種多電平電力轉換器，包括：

逆變器電路，所述逆變器電路包括：

逆變器開關電路，所述逆變器開關電路包括在第一逆變器電路輸入節點與第二逆變器電路輸入節點之間彼此串聯連接的多個逆變器開關器件、以及連接所述多個逆變器開關器件中的兩個逆變器開關器件的逆變器輸出節點，以及

鉗位電路，所述鉗位電路包括在所述逆變器開關電路的第一內部節點與第二內部節點之間彼此串聯連接的第一鉗位元件和第二鉗位元件、以及接合所述第一鉗位元件與所述第二鉗位元件的第三內部節點；

開關電容器電路，所述開關電容器電路包括：

開關電容器電路開關器件，所述開關電容器電路開關器件各自連接在相應的直流輸入與相應的逆變器電路輸入節點之間，以及

第一電容器和第二電容器，所述第一電容器和第二電容器各自連接在所述逆變器電路輸入節點中的相應一個與所述第三內部節點之間；以及

控制器，所述控制器向所述多個逆變器開關器件以及所述開關電容器電路開關器件提供開關控制信號，以提供在多個不同電平之一處的所述逆變器輸出節點處的多電平輸出電壓；

其中，所述控制器在提供所述開關控制信號時、從針對不同輸出電壓電平中的至少一個的多個冗余開關狀態中進行選擇，以控制所述第一電容器和第二電容器的充電和放電、以將相應的第一電容器電壓和第二電容器電壓調節成第一直流輸入與第二直流輸入之間的直流輸入電壓的三分之一。

2.根據權利要求1所述的多電平電力轉換器，

其中，所述逆變器開關電路包括：

第一逆變器開關器件，所述第一逆變器開關器件具有連接至所述第一逆變器電路輸入節點的第一端子和連接至所述第一內部節點的第二端子，

第二逆變器開關器件，所述第二逆變器開關器件具有連接至所述第一內部節點的第一端子和連接至所述逆變器輸出節點的第二端子，

第三逆變器開關器件，所述第三逆變器開關器件具有連接至所述逆變器輸出節點的第一端子和連接至所述第二內部節點的第二端子，以及

第四逆變器開關器件，所述第四逆變器開關器件具有連接至所述第二內部節點的第一端子和連接至所述第二逆變器電路輸入節點的第二端子；

其中，所述第一鉗位元件包括連接至所述第三內部節點的第一端子和連接至所述第一內部節點的第二端子；

其中，所述第二鉗位元件包括連接至所述第二內部節點的第一端子和連接至所述第三內部節點的第二端子；

其中，所述開關電容器電路包括：

第一開關電容器電路開關器件，所述第一開關電容器電路開關器件具有連接至第一直流輸入的第一端子和連接至所述第一逆變器電路輸入節點的第二端子，以及

第二開關電容器電路開關器件，所述第二開關電容器電路開關器件具有連接至所述第二逆變器電路輸入節點的第一端子和連接至第二直流輸入的第二端子；

其中，所述第一電容器包括連接至所述第一逆變器電路輸入節點的第一端子和連接至所述第三內部節點的第二端子；以及

其中，所述第二電容器包括連接至所述第三內部節點的第一端子和連接至所述第二逆變器電路輸入節點的第二端子。

3.根據權利要求2所述的多電平電力轉換器，其中，所述控制器向所述逆變器開關器件以及所述開關電容器電路開關器件提供所述開關控制信號，以提供在四個不同的電平之一處的輸出電壓。

4.根據權利要求3所述的多電平電力轉換器，其中，所述控制器在提供所述開關控制信號時、從針對四個不同輸出電壓電平中的至少一個的多個冗余開關狀態中進行選擇，以控制所述第一電容器和第二電容器的充電和放電。

5.根據權利要求1所述的多電平電力轉換器，其中，所述控制器向所述逆變器開關器件和所述開關電容器電路開關器件提供所述開關控制信號，以提供在四個不同電平之一處的輸出電壓。

6.根據權利要求5所述的多電平電力轉換器，其中，所述控制器在提供所述開關控制信號時、從針對四個不同輸出電壓電平中的至少一個的多個冗余開關狀態中進行選擇，以控制所述第一電容器和第二電容器的充電和放電。