專利名稱：功率轉換系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于功率轉換的功率轉換系統和方法，其中第一開關被連接在輸入電壓源的上端和第二開關的上端之間，其中該第二開關的下端被連接到第三開關的上端，其中該第三開關的下端被連接到第四開關的上端，其中該第四開關的下端被連接到輸入電壓源的下端，其中第一二極管在導通方向上被連接在中性點和第二開關的上端之間，其中第二二極管被連接在第三開關的下端和中性點之間。
背景技術：
在三級逆變器(TLI)技術中，中性點箝位(NPC)逆變 器是由該行業所廣泛實現的第一多級拓撲。該NPC逆變器繼續被延伸地用于高壓和高功率應用中，諸如高壓直流(HVDC)功率傳輸。該拓撲基本上基于三相，其中每相包括四個串聯連接的開關和連接到中性點或物質(mass)的兩個二極管。通過適當地切換四個開關，提供了每相上的三級輸出，即在每相的輸出上提供輸入電壓的級+V、0、和-V。通過在不同相中適當地變換切換時間，NPC逆變器可以將直流(DC)電壓源的功率傳遞至電力網(PG)。因此，例如，NPC逆變器可被用來將太陽能電池發電廠中所產生的電能傳遞到公共電力系統中。在當前的NPC逆變器中，使用了絕緣柵雙極晶體管(IGBT)開關，特別是為了提供較小的切換損耗。類似地，使用金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或結型柵場效應晶體管(JFET)也是已知的。在當前已知的NPC逆變器中，電荷泵或自舉電路(bootstrap circuit)是為控制這些開關而選擇的電路。然而，這樣的電路尤其增加了 NPC逆變器的復雜性。
發明內容
本發明的目的是創建一種屬于開始提到的技術領域的功率轉換系統，其具有用于開關的選擇控制電路，這些開關尤其提供了簡單設計。本發明的解決方案由獨立權利要求的特征所規定。根據本發明，兩個或更多個電流互感器被如此布置，以便以交錯模式(interleaved mode)產生驅動信號。術語開關或輸入源的“上端”和“下”端將在功率轉換系統被基本上垂直地布置時被解釋。該功率轉換系統可以涉及任何種類的功率轉換，即涉及AC至DC轉換、涉及DC至AC轉換、涉及DC至DC轉換或涉及AC至AC轉換(AC:交流，0(:直流)。尤其是，該功率轉換系統可以涉及功率逆變器，即DC至AC轉換。可以在功率轉換系統的任何合適的位置處布置兩個或更多個電流互感器。可以在第一位置處布置第一電流互感器，以及可以在第二位置處布置第二電流互感器。第一電流互感器的初級繞組上的第一初級電流被轉變成第一電流互感器的次級繞組上的第一次級電流。第二電流互感器的初級繞組上的第二初級電流被轉變成第二電流互感器的次級繞組上的第二次級電流。第一和第二次級繞組電流形成了以交錯模式產生驅動信號的基礎。因此，在第一時間窗中，該第一次級電流形式了產生驅動信號的基礎，以及在第二時間窗中，第二次級電流形成了產生驅動信號的基礎。因此，在功率轉換系統的兩個或更多個位置處的電流提供了用于產生驅動信號的基礎。由此，因為可選擇適當的電流來產生驅動信號，實現了簡單的設計。優選地，第一開關和第四開關包括第一制造技術的半導體，尤其是MOSFET開關(MOSFET :金屬氧化物半導體場效應晶體管)、JFET( JFET :結型柵場效應晶體管)開關或IGBT(IGBT :絕緣柵雙極晶體管)開關，以及第二開關和第三開關包括第二制造技術的半導體，尤其是BJT開關(BJT :雙極結晶體管)。第一開關和第四開關以比第二開關和第三開關更高的頻率進行操作。盡管第一開關和第四開關包括第一技術的半導體，但第二開關和第三開關包括第二技術的半導體。第一技術可以被設計成減少切換損耗，以及第二技術可以被設計成減少傳導損耗。減少切換損耗的半導體的典型示例是M0SFET、JFET、或IGBT開關。另一方面，減少傳導損耗的典型示例是BJT開關。然而，根據所期望的效率，技術人員可以選擇任何期望的開關，以便減少切換損耗和傳導損耗。優選地，第一電容器被連接在輸入電壓源的上端和中性點之間，以及第二電容器被連接在中性點和輸入電壓源的下端之間，以便使輸入源穩定。
在優選實施例中，二極管在導通方向上被連接在第一、第二、第三和第四開關的下端和上端之間，其形成了續流二極管。優選地，第一開關的下端通過第二電流互感器的初級繞組被連接到第二開關的上端，以及第一二極管通過第一電流互感器的初級繞組被連接到第二開關的上端，和/或第三開關的下端通過第三電流互感器的初級繞組被連接到第四開關的上端，以及第四開關(0A4)的上端通過第四電流互感器的初級繞組(TA4P)被連接到第二二極管(DA2)。可以根據由電流互感器所測量的電流來控制功率轉換系統的這些開關。優選地，第一電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第二開關的控制端口，和/或第二電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第二開關的控制端口，和/或第三電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第三開關的控制端口，和/或第四電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第三開關的控制端口。因此，可以根據由電流互感器所測量的電流來控制功率轉換系統的第二和第三開關。在優選實施例中，第二開關的下端通過第一控制塊和電阻器被連接到第二開關的控制端口，和/或第三開關的下端通過第二控制塊和電阻器被連接到第三開關的控制端口。由此，第二開關和第三開關可以被進一步控制，尤其是用于電流接近零時這些開關的初始接通和斷開。優選地，第二開關和第三開關之間的連接點被連接到負載。該功率轉換系統可以因此被用來傳遞功率到任何所期望的負載。在優選實施例中，提供了多相，尤其是三相，其中每相包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一二極管、第二二極管，其中在每相中，如果可適用的話，如先前所限定的提供第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、第四電流互感器、和/或控制塊，其中第二開關和第三開關之間的連接點被連接到負載，尤其是連接到電力網或連接到電力系統。該功率轉換系統可以因此適合于任何多相電力網或電力系統，尤其是適合于廣泛可用的3相電力系統，使得在例如太陽能發電廠的發電廠中所生成的功率可以被有效地傳遞到電力系統。
在用于功率轉換的方法中，根據切換狀態表來切換第一開關、第二開關、第三開關、和第四開關，其中第一開關被連接在輸入電壓源的上端和第二開關的上端之間，其中第二開關的下端被連接到第 三開關的上端，其中第三開關的下端被連接到第四開關的上端，其中第四開關的下端被連接到輸入電壓源的下端，其中第一二極管在導通方向上被連接在中性點和第二開關的上端之間，其中第二二極管被連接在第三開關的下端和中性點之間，其特征在于，兩個或更多個互感器被操作成以交錯模式產生驅動信號。因為該兩個或更多個互感器可以被布置在任何合適的位置處，所以以簡單方式產生了該驅動信號。優選地，第一開關和第四開關包括第一制造技術的半導體，尤其是MOSFET開關、JFET開關或IGBT開關，以及第二開關和第三開關包括第二制造技術的半導體，尤其是BJT開關。因為在用于功率轉換的當前方法中包括了不同技術的開關，所以改善了功率轉換的效率，尤其是相對于切換損耗和傳導損耗。優選地，在第一切換狀態中，第一開關和第二開關被接通并且第三開關和第四開關被關斷，在第二切換狀態中，第一開關被關斷且第二開關和第三開關被接通，且第四開關被關斷，以及在第三切換狀態中，第一開關和第二開關被關斷且第三開關和第四開關被接通。通過使用這樣的切換表，提供了三級轉換，同時維持了簡單設計。在優選實施例中，通過第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、和第四電流互感器來控制第二開關和第三開關，其中第一開關的下端通過第二電流互感器的初級繞組被連接到第二開關的上端，以及第三開關的下端通過第三電流互感器的初級繞組被連接到第四開關的上端，其中第一二極管通過第一電流互感器的初級繞組被連接到第二開關的上端，以及第四開關的上端通過第四電流互感器的初級繞組被連接到第二二極管，其中第一電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第二開關的控制端口，以及第二電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第二開關的控制端口，以及第三電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第三開關的控制端口，以及第四電流互感器的次級繞組在導通方向上通過二極管被連接到第三開關的控制端口。電流互感器提供了必要的信號，以便以該功率轉換方法來適當地控制這些開關，尤其是以便適當地控制第二開關和第三開關。優選地，通過第一控制塊和第二控制塊來控制第二開關和第三開關，其中第二開關的下端通過第一控制塊和電阻器被連接到第二開關的控制端口，和/或第三開關的下端通過第二控制塊和電阻器被連接到第三開關的控制端口。由此，第二開關和第三開關可以被進一步控制，尤其是用于電流接近零時這些開關的初始接通和斷開。在優選實施例中，提供了多相，尤其是三相，其中每相包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第一二極管、第二二極管，其中在每相中，如果可適用的話，如先前所限定的提供第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、第四電流互感器、和/或控制塊，其中第二開關和第三開關之間的連接點被連接到負載，尤其是連接到電力網或連接到電力系統。用于功率轉換的該方法可以因此適合于任何多相電力網或電力系統，尤其是適合于廣泛可用的3相電力系統，使得在例如太陽能發電廠的發電廠中所生成的功率可以被有效地傳遞到電力系統。其它有利的實施例和特征的組合從以下的詳細描述和權利要求的總體中得出。
用來解釋實施例的附圖示出了
圖I :標準三相逆變器；
圖2 :三相三級NPC逆變器的一個相段(leg)；
圖3:根據本發明的NPC逆變器；
圖4 :用于逆變器的上部的模擬模型； 圖5 :用于逆變器的上部的時序 圖6 :用于逆變器的下部的模擬模型；以及 圖7 :用于逆變器的下部的時序 在這些圖中，給予相同的部件相同的參考符號。
具體實施例方式圖I示出了具有三個半橋和三相R、S、T的標準三相逆變器。輸入源Ude被連接到三個第一開關SK1、Ssi> Sti的一端。第一開關SK1、Ssi> Sti的另一端形成三相R、S、T,并且進一步被連接到三個第二開關sK2、sS2、sT2的一端。三個第二開關sK2、sS2、sT2的另一端被連接到輸入源ud。。三個第一開關SK1、Ssi, Sn和三個第二開關SK2、Ss2、St2被交替地接通和關斷，以便從DC輸入源ud。在三相R、S、T處產生可變的頻率和電壓。圖2示出了三相三級NPC逆變器(NPC :中性點箝位)的一個相段，三相三級NPC逆變器是由本行業所廣泛實現的第一多極拓撲，并繼續被延伸地使用在諸如HVDC功率傳輸(HVDC:高壓直流)的高壓和高功率應用中。第一電容器C1和第二電容器C2被連接到物質Mo第一電容器C1上的第一電壓Ua和第二電容器C2上的第二電壓Uc2總和到輸入電壓ud。。第一電容器C1的一端通過第一開關S1和第二開關S2被連接到輸出R。第一二極管D1在導通方向上被連接在物質M和第一開關S1與第二開關S2的連接點之間。輸出R通過第三開關S3和第四開關S4被連接到第二電容器C2的一端。第二二極管D2在導通方向上被連接在第三開關S3與第四開關S4的連接點和物質M之間。表不用于生成用于傳統控制的輸出電壓的基本原理的切換狀態表如下
mmw後狀態
電 fs,_S_S, S4
ntk./2II0I)
00I10
-u*./20011該NPC逆變器是三級逆變器，其具有比二級的逆變器更小的輸出電壓階躍。NPC逆變器可在輸出上產生三個電壓級，即udc;/2、0、以及-udc;/2，而二級逆變器可僅將輸出連接到udc;/2或-udc;/2。三級逆變器的更干凈的輸出波形提供的有效切換頻率是實際切換頻率兩倍。在需要輸出濾波器的情況下，這些部件將比用于二級逆變器的部件更小并且成本更低。開關SI、S2、S3、S4是MOSFET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)、JFET (結型柵場效應晶體管)或IGBT (絕緣柵雙極晶體管)開關。因為三級逆變器的每個相段具有串聯連接的四個開關，所以這些開關上的施加電壓是傳統的二級逆變器的二分之一。除了處理更高電壓的能力之外，NPC逆變器還具有更低的線間和共模階躍以及更低的輸出電流波紋的優點。箝位二極管D1、D2提供了與中性點的連接。圖3示出了根據本發明的NPC逆變器。NPC逆變器具有三相A、B、C。相A、B、C中的每相包括第一和第四外側開關0A1、0A4、OBl、0B4、OCl、0C4以及第二和第三中間開關0A2、0A3、0B2、0B3、0C2、0C3。尤其是，第一(外側)開關0A1、OBI、OCl的一端被連接到正輸入源ude/2，以及第四(外側)開關0A4、0B4、0C4的一端被連接到負輸入源-ude/2。第一和第四(外側)開關(^1、(^4、081、(》4、0(1、0(4的另一端被連接向第二和第三(中間)開關0A2、0A3、0B2、0B3、0C2、0C3。如在電流NPC逆變器中所知的，根據本發明的NPC逆變器的外側開關0A1、0A4、OBI、0B4、OCI、0C4 是 MOSFET、JFET、或 IGBT 開關。然而，中間開關 0A2、0A3、0B2、0B3、0C2、0C3是BJT開關(BJT :雙極結晶體管)。與MOSFET開關相比較，BJT開關具有高跨導。如從圖2中所討論的切換狀態可見的，中間開關在循環中的較長時間是接通的，導致了比對于外側 開關更大的傳導損耗，卻少得多的切換損耗。因此，BJT開關具有減少傳導損耗的優點。第一和第四(外側)開關(^1、(^4、081、(》4、0(1、0(4的另一端被連接到第二和第三電流互感器TA2P、TA3P、TB2P、TB3P、TC2P、TC3P的初級繞組，其將進一步被連接到第一和第四電流互感器 TA1P、TA4P、TB1P、TB4P、TC1P、TC4P。第一電流互感器 TA1P、TB1P、TClP 的初級繞組與第一二極管DAUDBl、DC1在非導通方向上被連接到中性點N。第四電流互感器TA4P、TB4P、TC4P的初級繞組與第二二極管DA2、DB2、DC2在非導通方向上被連接到中性點N0第二和第三電流互感器TA2P、TA3P、TB2P、TB3P、TC2P、TC3P的初級繞組進一步被連接到第二和第三(中間)開關(^2、(^3、082、(》3、(^2、(^3。第二和第三(中間)開關0A2、0A3.0B2 0B3、0C2、0C3被彼此連接，并且組成該逆變器的多個相，其進一步通過包括電感性和/或電容性元件的電路LC被連接到電力網PG。每個第二和第三BJT開關0A2、0A3、0B2、0B3、0C2、0C3包括基極、集電極和發射極。如以上所描述的，一個BJT開關的發射極被連接到另一個BJT開關的集電極，從而形成逆變器的相。一個BJT開關的集電極被連接到一個第二電流互感器的初級繞組，以及另一個BJT開關的發射極被連接到一個第三電流互感器的初級繞組。在每個第二和第三開關(^2、(^3、082、083、(^2、(^3的發射極和基極之間，布置了控制電路。每個控制電路包括第一、第二和第三電路塊，其被并聯連接。第一電路塊包括第一控制塊VctlAl、VctlBl、VctlCl或第二控制塊VctlA2、VctlB2、VctlC2，這些控制塊包括與電阻器串聯連接的以f=50Hz的電壓信號發生器。第二電路塊包括被串聯連接到二極管的第二或第四電流互感器TA2S、TA4S、TB2S、TB4S、TC2S、TC4S的次級繞組，其中該二極管在發射極和基極之間在導通方向上被定向。第三電路塊包括被串聯連接到二極管的第一和第三電流互感器TA1S、TA3S、TB1S、TB3S、TC1S、TC3S的次級繞組，其中該二極管在發射極和基極之間在導通方向上被定向。第一、第二、第三、和第四開關OAl、0A2、0A3、0A4、OBl、0B2、0B3、0B4、OCl、0C2、0C3、0C4中的每個開關具有被并聯布置的二極管，其中該二極管在朝向負輸入源-udc;/2和正輸入源udc;/2的開關的端之間在導通方向上被定向。在正輸入源udc;/2和中性點N之間以及在中性點N和負輸入源-udc/2之間布置了電容器。
逆變器具有以主頻率切換的兩個中間開關。以上所描述的控制電路的電壓控制信號僅(當電流接近于零時)對于BJT開關的初始接通(和關斷)是需要的，因此它的電流處理能力可以是非常小的。電流互感器的參數是特定于應用的。要旨是使用(以高切換頻率的)兩個或更多個交錯的電流互感器來產生標稱連續的低頻電流。圖4示意性地示出了 Uout>0和lout>0的模擬模型。其覆蓋了切換狀態Uout=+udc/2和Uout=O。不考慮NPN開關Ql的關斷。圖4示出了逆變器的一相的上部。輸入源ude/2被并聯連接到電容器Cl。MOSFET開關X4的漏極通過電阻器Rl被連接到輸入源ude/2的正端。例如，MOSFET開關X4可以是HiPerFET 功率MOSFET IXFH32N50。在MOSFET開關X4的源極和漏極之間，在導通方向··上布置了二極管D7。MOSFET開關X4的源極被進一步連接到控制塊X2，并且被連接到電流互感器Xl的初級繞組。控制塊X2被進一步連接到MOSFET開關X4的柵極，并且例如可具有F=IOkHz的占空比。電流互感器Xl的初級繞組被進一步連接到電流互感器X3的初級繞組，其進一步通過二極管D4在非導通方向上被連接到中性點或物質。電流互感器Xl的初級繞組被進一步連接到BJT開關Ql的集電極。例如，BJT開關Ql可以是高功率硅晶體管2N6277。在BJT開關Ql的發射極和集電極之間，在導通方向是布置了二極管D3。BJT開關Ql的發射極被進一步連接到控制塊X5。控制塊X5通過電阻器R3和電阻器R2被連接到BJT開關Ql的基極。例如，控制塊X5可具有F=50Hz的頻率。BJT開關Ql的發射極被連接到電感器LI，其被進一步連接到連接電阻器R4的中性點或物質。BJT開關Ql的發射極被連接到電流互感器X3的次級繞組，該次級繞組通過二極管D2在導通方向上被進一步連接到電阻器R3和電阻器R2之間的連接點。BJT開關Ql的發射極還被連接到電流互感器Xl的次級繞組，該次級繞組通過二極管Dl在導通方向上被進一步連接到電阻器R3和R2之間的連接點。在圖4中，在電路的各種位置處，在圖表G1、G2、G3、G4、G5、G6中定量地示出了電流幅值相對時間。圖表Gl示出了通過MOSFET開關X4的電流。圖表G2示出了通過二極管D4的電流。圖表G3示出了通過BJT開關Ql的電流。圖表G4示出了通過電阻器R2的電流。圖表G5示出了通過二極管Dl的電流。圖表G6示出了通過二極管D2的電流。圖5定量地示出了在逆變器的一相的上部的已經描述的各種位置處的電流幅值相對時間的時序圖。圖6示出了逆變器的一相的下部。BJT開關Ql的集電極通過電感器LI和電阻器R4被連接到中性點或物質。BJT開關Ql的發射極被連接到電流互感器X3的初級繞組，其通過二極管D4在導通方向上被進一步連接到中性點或物質。BJT開關Ql的發射極還被連接到控制塊X5，其通過電阻器R3和電阻器R2被連接到BJT開關Ql的基極。該控制塊X5可具有F=50Hz的頻率。BJT開關Ql的發射極還通過電流互感器Xl的初級繞組被連接到MOSFET開關X4的漏極。MOSFET開關X4的源極通過電阻器R5被連接到輸入源ude/2的負端，其具有并聯連接的電容器C2。二極管D3在導通方向上被連接在BJT開關Ql的發射極和集電極之間。二極管D7在導通方向上被連接在MOSFET開關D7的源極和漏極之間。MOSFET開關X4的源極還被連接到控制塊X2，其被進一步連接到MOSFET開關X4的柵極。例如，控制塊X2可具有F=IOkHz的占空比。BJT開關Ql的發射極被連接到電流互感器X3的次級繞組，該次級繞組通過二極管D2在導通方向上被進一步連接到電阻器R3和電阻器R2之間的連接點。BJT開關Ql的發射極還被連接到電流互感器Xl的次級繞組，該次級繞組通過二極管Dl在導通方向上被進一步連接到電阻器R3和R2之間的連接點。例如，電感器LI可具有I. 5mH的電感，電阻器R4可具有20 Q的電阻，電阻器Rl可具有0.1 Q的電阻，電阻器R2可具有IQ的電阻，電阻器R3可具有100Q的電阻，電阻器R5可具有I Q的電阻，以及電容器Cl和C2可具有IOOii F的電容。例如，輸入源udc;/2可具有200V的電壓。圖7定量地示出了在逆變器的一相的下部的已經描述的各種位置處的電流幅值相對時間的時序圖。
總之，要注意的是，已經描述了具有高效率的用于功率轉換的功率轉換系統和方法。
權利要求
1.功率轉換系統，其中第一開關(OAl)被連接在輸入電壓源(udc/2)的上端和第二開關(0A2)的上端之間，其中第二開關(0A2)的下端被連接到第三開關(0A3)的上端，其中第三開關(0A3)的下端被連接到第四開關(0A4)的上端，其中第四開關(0A4)的下端被連接到輸入電壓源(_udc;/2)的下端，其中第一二極管(DAl)在導通方向上被連接在中性點(N)和第二開關(0A2)的上端之間，其中第二二極管(DA2)被連接在第三開關(0A3)的下端和中性點(N)之間，其特征在于，布置了兩個或更多個電流互感器，其中以交錯模式產生驅動信號。
2.根據權利要求I的功率轉換系統，其特征在于，第一開關(OAl)和第四開關(0A4)包括第一制造技術的半導體，尤其是MOSFET開關、JFET開關或IGBT開關，以及第二開關(0A2)和第三開關(0A3)包括第二制造技術的半導體，尤其是BJT開關。
3.根據權利要求I或2的功率轉換系統，其特征在于，第一電容器(Cl)被連接在輸入電壓源(udc;/2)的上端和中性點(N)之間，以及第二電容器(C2)被連接在中性點(N)和輸入電壓源(_udc;/2)的下端之間。
4.根據權利要求I至3之一的功率轉換系統，其特征在于，所述二極管在導通方向上被連接在第一、第二、第三和第四開關((^1、(^2、(^3、(^4)的下端和上端之間。
5.根據權利要求4的功率轉換系統，其特征在于，第一開關(OAl)的下端通過第二電流互感器的初級繞組(TA2P)被連接到第二開關(0A2)的上端，以及第一二極管(DAl)通過第一電流互感器的初級繞組(TAlP)被連接到第二開關的上端，和/或第三開關(0A3)的下端通過第三電流互感器的初級繞組(TA3P)被連接到第四開關(0A4)的上端，以及第四開關(0A4)的上端通過第四電流互感器的初級繞組(TA4P)被連接到第二二極管(DA2)。
6.根據權利要求I至5之一的功率轉換系統，其特征在于，第一電流互感器的次級繞組(TAlS)在導通方向上通過二極管被連接到第二開關(0A2)的控制端口，和/或第二電流互感器的次級繞組(TA2S)在導通方向上通過二極管被連接到第二開關(0A2)的控制端口，和/或第三電流互感器的次級繞組(TA3S)在導通方向上通過二極管被連接到第三開關(0A3)的控制端口，和/或第四電流互感器的次級繞組(TA4S)在導通方向上通過二極管被連接到第三開關(0A3)的控制端口。
7.根據權利要求I至6之一的功率轉換系統，其特征在于，第二開關(0A2)的下端通過第一控制塊(VctlAl)和電阻器被連接到第二開關(0A2)的控制端口，和/或第三開關(0A3)的下端通過第二控制塊(VctlA2)和電阻器被連接到第三開關(0A3)的控制端口。
8.根據權利要求I至7之一的功率轉換系統，其特征在于，第二開關(0A2)和第三開關(0A3 )之間的連接點被連接到負載(PG )。
9.根據權利要求I至8之一的功率轉換系統，其特征在于，提供了多相(A，B，C)，尤其是3相，其中每相(A，B，C)包括第一開關(0A1，OBI, 0C1)、第二開關(0A2，0B2, 0C2)、第三開關(0A3，0B3, 0C3)、第四開關(0A4，0B4, 0C4)、第一二極管(DA1，DA2，DA3)、第二二極管(DA2，DB2, DC2)，其中在每相(A，B，C)中，如果可適用的話，如先前所限定的提供第一電流互感器(TA1，TB1，TC1)、第二電流互感器(TA2，TB2, TC2)、第三電流互感器(TA3，TB3, TC3)、第四電流互感器(TA4，TB4, TC4)、和 / 或控制塊(VctlAl，VctlBl，VctlCl，VctlA2，VctlB2,VctlC2)，其中第二開關(0A2，0B2，0C2)和第三開關(0A3，0B3，0C3)之間的連接點被連接到負載(PG)，尤其是連接到電力網或連接到電力系統。
10.用于功率轉換的方法，其中根據切換狀態表來切換第一開關(0A1)、第二開關(0A2)、第三開關(0A3)、和第四開關(0A4)，其中第一開關(OAl)被連接在輸入電壓源(udc/2)的上端和第二開關(0A2)的上端之間，其中第二開關(0A2)的下端被連接到第三開關(0A3)的上端，其中第三開關(0A3)的下端被連接到第四開關(0A4)的上端，其中第四開關(0A4)的下端被連接到輸入電壓源(-udc;/2)的下端，其中第一二極管(DAl)在導通方向上被連接在中性點(N)和第二開關(0A2)的上端之間，其中第二二極管(DA2)被連接在第三開關(0A3)的下端和中性點(N)之間，其特征在于，兩個或更多個互感器被操作成以交錯模式產生驅動信號。
11.根據權利要求10的方法，其特征在于，第一開關(OAl)和第四開關(0A4)包括第一制造技術的半導體，尤其是MOSFET開關、JFET開關或IGBT開關，以及第二開關(0A2)和第三開關(0A3)包括第二制造技術的半導體，尤其是BJT開關。
12.根據權利要求10或11的方法，其特征在于，在第一切換狀態中，第一開關(0A1)和第二開關(0A2)被接通并且第三開關(0A3)和第四開關(0A4)被關斷，在第二切換狀態中，第一開關(OAl)被關斷且第二開關(0A2)和第三開關(0A3)被接通，且第四開關(0A4)被關斷，以及在第三切換狀態中，第一開關(OAl)和第二開關(0A2)被關斷且第三開關(0A3)和第四開關(0A4)被接通。
13.根據權利要求10至12之一的方法，其特征在于，通過第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、和第四電流互感器來控制第二開關(0A2)和第三開關(0A3)，其中第一開關(OAl)的下端通過第二電流互感器的初級繞組(TA2P)被連接到第二開關(0A2)的上端，以及第三開關(0A3)的下端通過第三電流互感器的初級繞組(TA3P)被連接到第四開關(0A4)的上端，其中第一二極管(DAl)通過第一電流互感器的初級繞組(TAlP)被連接到第二開關的上端，以及第四開關(0A4)的上端通過第四電流互感器的初級繞組(TA4P)被連接到第二二極管(DA2)，其中第一電流互感器的次級繞組(TAlS)在導通方向上通過二極管被連接到第二開關(0A2)的控制端口，以及第二電流互感器的次級繞組(TA2S)在導通方向上通過二極管被連接到第二開關(0A2)的控制端口，以及第三電流互感器的次級繞組(TA3S)在導通方向上通過二極管被連接到第三開關(0A3)的控制端口，以及第四電流互感器的次級繞組(TA4S)在導通方向上通過二極管被連接到第三開關(0A3)的控制端口。
14.根據權利要求10至13之一的方法，其特征在于，通過第一控制塊(VctlAl)和第二控制塊(Vctl2)來控制第二開關(0A2)和第三開關(0A3)，其中第二開關(0A2)的下端通過第一控制塊(Vctll)和電阻器被連接到第二開關(0A2)的控制端口，和/或第三開關(0A3)的下端通過第二控制塊(VctlA2)和電阻器被連接到第三開關(0A3)的控制端口。
15.根據權利要求10至14的方法，其特征在于，控制了多相(A，B，C)，尤其是3相，其中每相(A，B，C)包括第一開關(0A1，OBI, 0C1)、第二開關(0A2，0B2, 0C2)、第三開關(0A3，0B3，0C3)、第四開關(0A4，0B4，0C4)、第一二極管(DA1，DA2，DA3)、第二二極管(DA2，DB2，DC2)，其中在每相(A，B，C)中，如果可適用的話，如先前所限定的提供第一電流互感器(TA1，TBl, TC1)、第二電流互感器(TA2，TB2, TC2)、第三電流互感器(TA3，TB3, TC3)、第四電流互感器(TA4，TB4，TC4)、和 / 或控制塊(VctlAl，VctlBl, VctlCl, VctlA2，VctlB2，VctlC2)，其中第二開關(0A2，0B2，0C2)和第三開關(0A3，0B3，0C3)之間的連接點被連接到負載(PG)，尤其是連接到電力網或連接到電力系統。
全文摘要
本發明涉及一種功率轉換系統，其中第一開關(OA1)被連接在輸入電壓源(udc/2)和第二開關(OA2)之間，其中第二開關(OA2)被連接到第三開關(OA3)，其中第三開關(OA3)被連接到第四開關(OA4)，其中第四開關(OA4)被連接到輸入電壓源(-udc/2)，其中第一二極管(DA1)被連接在中性點(N)和第二開關(OA2)之間，其中第二二極管(DA2)被連接在第三開關(OA3)和中性點(N)之間。布置了兩個或更多個電流互感器，以便以交錯模式產生驅動信號。
文檔編號H02M7/48GK102957330SQ20121029374
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者D.夫拉卡爾, N.I.施普林格特 申請人:Det 國際控股有限公司