[發(fā)明專(zhuān)利]使用鉗制節(jié)點(diǎn)偏置的多電平轉(zhuǎn)換器裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480051483.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105556818B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·W·小奧頓;H·于
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 伊頓公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/32
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/32;H02M7/487;H02M7/217
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

一種多電平轉(zhuǎn)換器(100)包括第一和第二DC總線(115a、115b)、串聯(lián)耦接在第一和第二DC總線(115a、115b)之間的多個(gè)晶體管(Q1、Q2、Q3、Q4)及被配置為將連接多個(gè)晶體管的第一晶體管(Q1)和第二晶體管(Q2)的節(jié)點(diǎn)(112a)鉗制的鉗位電路(D1)。轉(zhuǎn)換器(100)進(jìn)一步包括耦接到鉗制節(jié)點(diǎn)(112a)的偏置電路(116a)，其可降低或防止晶體管(Q2)上的電壓應(yīng)力。同樣描述了相關(guān)的操作方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的主題涉及電力轉(zhuǎn)換電路和方法，并且更特別地涉及逆變器裝置和方法。

背景技術(shù)

整流器和逆變器電路應(yīng)用于不間斷電源(UPS)系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和其它電力裝置中。一些逆變器和整流器具有使用多換相狀態(tài)的多電平構(gòu)造。例如，在以下專(zhuān)利中描述了各種多電平逆變器和整流器電路:Tamamachi等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,361,196、Lipo等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,031,738、Tanaka等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,795,323、Nielsen的美國(guó)專(zhuān)利No.6,838,925、Edwards等人的美國(guó)專(zhuān)利No.7,145,268以及Teichmann等人的美國(guó)專(zhuān)利No.7,573,732。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主題的一些實(shí)施例提供一種多電平轉(zhuǎn)換器，其包括第一和第二DC總線、串聯(lián)耦接在第一和第二DC總線之間的多個(gè)晶體管以及被配置為將連接多個(gè)晶體管的第一晶體管和第二晶體管的節(jié)點(diǎn)鉗制的鉗位電路。轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括耦接到鉗制節(jié)點(diǎn)的偏置電路。

第二晶體管可被耦接在鉗制節(jié)點(diǎn)和AC節(jié)點(diǎn)之間。轉(zhuǎn)換器可被配置成運(yùn)行為整流器，且第二晶體管可被耦接在鉗制節(jié)點(diǎn)和相位輸入之間。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器可被配置成運(yùn)行為逆變器且第二晶體管可被耦接在鉗制節(jié)點(diǎn)和相位輸出之間。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，偏置電路可被配置為將鉗制節(jié)點(diǎn)耦接到第一DC總線，且第一和第二晶體管可被耦接在第二DC總線和AC節(jié)點(diǎn)之間。偏置電路可包括將鉗制節(jié)點(diǎn)耦接到第一DC總線的電阻器。偏置電路可進(jìn)一步被配置為使用鉗位電路對(duì)耦接到第一DC總線的電容放電。

進(jìn)一步的實(shí)施例提供一種多電平轉(zhuǎn)換器，該多電平轉(zhuǎn)換器包括第一和第二DC總線、AC節(jié)點(diǎn)、中性節(jié)點(diǎn)、串聯(lián)耦接在第一DC總線和AC節(jié)點(diǎn)之間的第一和第二晶體管、耦接在中性節(jié)點(diǎn)和連接第一和第二晶體管的中性鉗制節(jié)點(diǎn)之間的二極管、以及將中性鉗制節(jié)點(diǎn)耦接到第二DC總線的電阻器。轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步可包括串聯(lián)耦接在第二DC總線和AC節(jié)點(diǎn)之間的第三和第四晶體管，耦接在中性節(jié)點(diǎn)和連接第三和第四晶體管的第二中性鉗制節(jié)點(diǎn)之間的第二二極管，以及耦接在第二中性鉗制節(jié)點(diǎn)和第一DC總線之間的第二電阻器。

更進(jìn)一步的實(shí)施例提供運(yùn)行多電平轉(zhuǎn)換器的方法，該方法包括將連接轉(zhuǎn)換器的第一晶體管和第二晶體管的鉗制節(jié)點(diǎn)偏置，以限制穿過(guò)第二晶體管而產(chǎn)生的電壓。第二晶體管可被耦接在轉(zhuǎn)換器的AC節(jié)點(diǎn)和鉗制節(jié)點(diǎn)之間。將鉗制節(jié)點(diǎn)偏置可包括使用例如電阻器，將鉗制節(jié)點(diǎn)耦接到轉(zhuǎn)換器的DC總線。

附圖說(shuō)明

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明主題的一些實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的示意圖。

圖2為示出根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的示意圖。

圖3為示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括逆變器的不間斷電源(UPS)的示意圖。

圖4為示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括整流器的UPS的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明主題的具體示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明的主題可以許多不同的形式實(shí)施且不應(yīng)被解釋為制于本文闡述的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例以使本公開(kāi)透徹和完整，且將向本領(lǐng)域的這些技術(shù)人員全部傳達(dá)本發(fā)明主題的范圍。在附圖中，相同的數(shù)字指示相同的元件。將理解的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為被“連接”或“耦接”到另一元件，它可以被直接連接或耦接到其它元件或可存在中介元件。如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任意和所有組合。