CN105429489A - 用于控制模块化转换器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明推荐用于控制模块化转换器的方法，所述模块化转换器尤其包括M多个转换器单元，各个转换器单元包括：AC-DC转换器，其初级侧代表所述转换器单元的初级侧，所述AC-DC转换器是主动AC-DC转换器，其包括多个半导体开关，并可以多个模式的其中一个模式操作，所述多个模式包括旁路模式、主动模式和二极管模式；DC-DC转换器，其次级侧代表所述转换器单元的次级侧；其中所述AC-DC转换器的次级侧和所述DC-DC转换器的初级侧与DC链路电容器并联连接，其中所述转换器单元的初级侧是串联的，其中第一转换器单元连接在线路上，优选中等电压线路上，提供具有峰值的AC线路电压U(t)，并且第M个转换器单元接地。

Description

用于控制模块化转换器的方法
技术领域
本发明涉及一种根据独立专利权利要求的序言所述的用于控制模块化转换器的方法。
背景技术
对于电气列车或矿车的电力供给，模块化转换器最近受到逐步关注，其包括多个转换器单元，转换器单元配置为用于从AC输入电压产生DC输出电压，其可供给机载电气装置。大体上，AC输入电压从线路，尤其架空线上获得供给。
在示例性的模块化转换器中，各个转换器单元包括共振的DC-DC转换器，其通过AC-DC转换器连接到线路上。在共振的DC-DC转换器中，线路侧的DC-AC转换器通过谐振变压器而与电机侧的进一步的AC-DC转换器相连接。DC-AC转换器和所述进一步的AC-DC转换器可为主动转换器，其包括可控制的半导体开关。
用于模块化转换器的控制方法大体上基于AC-DC转换器的半导体开关的硬切换和DC-DC转换器的半导体开关的软切换，其中在关闭期间具有低电流切换，在接通DC-DC转换器半导体期间可能结合零电压切换(ZVS)。
因为切换损耗依赖于切换期间的电压和电流，所以所述切换方法在名义额定功率下可能导致低的切换损耗和因而高效率AC-DC转换。
然而，当在轻负载或无负载条件下使用这种切换方法时，AC-DC转换器单元的切换损耗保持大致相同，但传送较少的功率，并因而降低了效率。在极端情况下，当不需要转换器单元传送功率时，将发生几乎相等量的切换损耗。
WO2014/037406A1关注提高模块化转换器在低负载或非常低的负载条件下的效率，其通过引用而完整地结合在本文中。除了其它措施之外，这通过以间歇模式操作AC-DC转换器来实现。在所述间歇模式中，依赖于电压和功率能力，第一数量的转换器单元可能发生短路。对于第二数量的剩余转换器单元，当用于其中一个转换器单元的DC链路电压下降到单独阈值以下时，所有AC-DC转换器进入主动模式；并且当剩余转换器单元的所有DC链路电压之和达到进一步阈值时失活(或被关闭)。
然而，如果在单独阈值和进一步阈值之间的差异选择得足够大时，DC链路电压将在用于相应单元的单独阈值和进一步阈值之间振动，其可能导致电压振动和因而转换器的不稳定性。另一方面，如果在单独阈值和进一步阈值之间的差异选择得相对较小时，那么在低负载和尤其非常低的负载操作的条件下，转换器的效率由于AC-DC转换器仍保持主动模式而仍是令人不满意的。
本发明的一个目的是提供一种用于控制模块化转换器的方法，其克服了上面论述的缺点。
这个目的通过根据独立专利权利要求所述的方法来实现。
发明内容
这个目的通过独立的专利权利要求的主旨来实现。进一步示例性的实施例将从从属权利要求和以下细节中明晰。
根据本发明用于控制模块化转换器的方法，所述模块化转换器尤其包括M多个转换器单元，各个转换器单元包括
AC-DC转换器，其初级侧代表所述转换器单元的初级侧，所述AC-DC转换器是主动AC-DC转换器，其包括多个半导体开关(46a-d)，并可以多个模式的其中一个模式进行操作，多个模式包括旁路模式、主动模式和二极管模式；
DC-DC转换器，其次级侧代表所述转换器单元的次级侧；且
所述AC-DC转换器的次级侧和所述DC-DC转换器的初级侧与DC链路电容器并联连接，其中
转换器单元的初级侧是串联的，其中第一转换器单元连接在线路上，优选中等电压线路上，提供具有峰值的AC线路电压U(t)，并且第M个转换器单元接地；
本方法包括如下步骤：
对于DC链路电容器处的DC电压UDC的给定的可容许的范围[Umin,Umax]，确定是否存在任何整数N≤M，其中
U ^ / N < U min , 且
U ^ / ( N - 1 ) > U max 且
如果存在这种整数N：那么
选择整数L，其中L<N，
选择第一组的N-L转换器单元，
选择第二组的L转换器单元，
使步骤ii)或iii)中没有选择的转换器单元，优选所有转换器的AC-DC转换器置于旁路模式，
使来自第一组的转换器单元，优选所有转换器单元的AC-DC转换器置于二极管模式，
使来自第二组的转换器单元，优选所有转换器单元的AC-DC转换器置于主动模式。
总之，本方法提供了一种用于低和非常低的额定功率的能量有效的切换策略，而不仅仅在名义操作点。具体地说，在牵引应用中，额定功率在负载周期期间恒定地变化，因而在整个额定功率的范围内的高效率的可用性是有利的。
此外，本方法提供了一种模块化转换器的稳定操作，并且可在用于低和非常低的负载条件的稳态条件下实现控制目的(正弦曲线型输入电流和DC输出电压的控制)。
本发明的进一步方面涉及一种模块化转换器的控制器，其中控制器适合于执行上面和以下所述的方法。控制器可包括控制单元，其将切换信号提供给所述AC-DC转换器和所述DC-DC转换器，执行上面和以下所述的低负载控制方法的一个或多个变体。
本发明的进一步方面涉及一种模块化转换器，其大体上通过单独的电机转换器，尤其电机倒相器而用于将DC输出电压供给至少一个电机。例如，电机可为列车或矿车的电机。应该懂得，上面和以下所述方法的特征可为上面和以下所述的模块化转换器和控制器的特征，并且反之亦然。
模块化转换器可包括上面和以下所述的控制器。控制器或控制单元可产生和提供切换信号给AC-DC转换器和DC-DC转换器，尤其用于所述转换器所包含的半导体开关的脉冲发生。
AC-DC转换器可为全电桥转换器，其适合于将第一侧AC电压转换成第一侧DC电压，或反之亦然。
根据本发明的一个实施例，各个DC-DC转换器包括通过变压器联接的DC-AC子转换器和AC-DC子转换器。
DC-DC转换器可为共振转换器，其适合于将第一DC电压转换成第二DC电压，或反之亦然。
本发明的这些以及其它方面将参照后文所述实施例而变得清晰明了，并参照后文所述实施例进行说明。
附图说明
在下文中将参照附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明的主题。
图1示意性地显示了一种模块化转换器，其用于与根据本发明一个实施例所述的方法一起使用。
图2显示了DC链路电压对线路电压以及二极管模式下进行操作的活动前端的数量的依赖性。
图3显示了在根据本发明的方法中控制选定的转换器单元的各个方面。
原则上，图中相同的部件设有相同的标号。
具体实施方式
图1显示了用于电动列车或矿车的示例性的模块化转换器10，其还可被称为功率电子变压器(PET)或功率电子牵引变压器(PETT)。大体上，模块化转换器可适合于将中等AC电压转变成低或中等DC电压。转换器具有输入12，其可连接到悬链线或架空线16上，用于通过比例放大器14和电感为转换器10供给线路电压U(t)，所述线路电压U(t)具有AC频率fline、峰值和/或均方根值Ug，其中大体上尤其中等电压AC输入电压。用于AC频率fline的示例性的名义值可在10和100Hz之间，尤其162/3Hz、25Hz、50Hz或60Hz。转换器10包括接地点18，其用于通过例如列车或矿车的轮子20将转换器10连接至接地22。
转换器10具有DC输出，其包括正的DC输出24和负的DC输出25，用于为列车或矿车的负载供给DC输出电压，例如大约1kV。负载可包括电机，其大体上通过电机转换器连接到DC输出；机载电气装置；进一步的转换器和/或辅助电源上。
转换器10具有模块化结构，并包括M多个转换器单元36，其中各个转换器单元36由唯一的整数单元索引i来代表，其中i∈{1；...；M}。转换器单元36各包括两个输入端子和两个输出端子；因而是四端子转换器单元，其串联在初级侧32，即串联在输入12和接地点18之间，并且并联在次级侧34，即并联连接在两个输出24,25上。
图中只详细地显示了第一和第二转换器单元36。
各个转换器单元36包括短路开关38、AC-DC转换器40和DC-DC转换器42。
各个转换器单元36的短路开关38串联在其它转换器单元36的短路转换开关38上，并包括两个相反方向并联连接的功率半导体转换开关44，尤其晶闸管。大体上，短路开关38可包括备选类型的转换开关，例如一个或多个机电开关。通过短路开关38，可使转换器单元36的两个输入端子短路，因而使转换器单元36的AC-DC转换器40和因而整个转换器单元36置于旁路模式。
AC-DC转换器40是活动前端(AFE)，其中四个功率半导体开关46a，46b，46c，46d连接成H-桥。对于四个功率半导体开关46a-d的各个开关，二极管并联连接在相反方向上。AC-DC转换器40和DC-DC转换器42通过初级侧DC链路进行连接，初级侧DC链路包括初级侧DC链路电容器50，这则包括串联的第一子电容器50a和第二子电容器50b。出于简洁起见，初级侧DC链路和初级侧DC链路电容器50在上面和下面被简单地称为DC链路和DC链路电容器。各个转换器单元36的DC-DC转换器42的输出与其它转换器单元36的DC-DC转换器42的输出进行并联连接。AC-DC转换器40的输入端子由转换器单元36的输入端子来表示，AC-DC转换器40的输入端子可连接或固定地连接在转换器单元36的输入端子上。AC-DC转换器40的初级侧因而代表转换器单元36的初级侧。
DC-DC转换器42是共振转换器，并包括第一侧共振子转换器52和第二侧共振子转换器56，其通过共振槽或变压器54进行耦合。
第一侧共振转换器52连接在DC链路电容器50上，并包括上和下两对串联连接的功率半导体开关58。变压器54的初级侧的第一输入连接在两对功率半导体开关58之间。变压器54的初级侧的第二输入通过电容器60连接到DC链路电容器50的第一子电容器50a和第二子电容器50b之间的一个点上。
类似地，第二侧共振转换器56包括上和下两对串联连接的功率半导体开关62，其与DC链路的次级侧并联连接，其中第三子电容器64a和第四子电容器64b串联连接，以形成DC链路电容器64的次级侧。变压器54的次级侧的一个输入连接在两对功率半导体开关62之间。变压器54的次级侧的其它输入连接在电容器之间。
示例性地，所有功率半导体开关44,46a-d,58,62都是IGBT。
各个转换器单元36可包括局部控制器(图1中未显示)，其适合于控制相应的转换器单元36的半导体开关44,46a-d,58,62。局部控制器可与主控制器通信互连，其适合于控制局部控制器。然而，主控制器还可能直接控制半导体开关44,46a-d,58,62。具体地说，各个半导体开关可通过切换控制器应用的脉冲而独立地在传导和阻塞状态，尤其前向阻塞状态之间进行切换。
当模块化转换器在名义条件下进行操作时，AC-DC转换器40处于主动模式，即各个AC-DC转换器40的四个功率半导体开关46a-d按照合适的切换模式被控制器反复切换，从而确保足够的电功率从线路流入DC链路电容器50中。具体地说，四个功率半导体开关46a-d均按照单独的切换模式在传导和阻塞状态之间进行反复地切换。大体上，切换是在比AC电网电压的周期显著小的时间标度上进行的。当AC-DC转换器40处于主动模式时，AC-DC转换器40以及功率半导体开关46a,46b,46c,46d也被称为“受到脉冲调制”，或简洁地称为“脉动”。示例性地，模块化转换器可以脉宽调制(PWM)模式进行操作，使得对于各个DC链路电容器50上的过电压UDC,i之和，i∈{1；...；M}，保持。对于DC链路电容器50上的电压UDC,i，限定了容许的值带[UDC,min,UDC,max]和预期值UDC,opt∈[UDC,min,UDC,max]。大体上，脉冲的发生在连续相同的切换操作之间是在平均持续时间Tpulsing内完成的，尤其周期性地按照频率fPWM，尤其脉宽调制频率完成，导致Tpulsing＝1/fPWM。典型地，fPWM>>fline，其中典型值为1000Hz<fline<2000Hz。在连续相同的切换操作的条件下，应理解相同方向上的两个连续切换操作，即，要么两个从阻塞状态切换至传导状态的连续操作，或者两个从传导状态切换至阻塞状态的连续操作。
在低负载条件下，尤其当DC输出处所消耗的功率P显著小于模块化转换器的名义功率或额定功率Pnorminal，尤其当10P<Pnorminal，可以考虑以二极管模式操作AC-DC转换器40，其中四个功率半导体开关46a-d不是脉动的。具体地说，在时间间隔Tdiode期间AC-DC转换器40可被认为处于二极管模式，此时其四个功率半导体开关46a-d处于阻塞状态，Tdiode>2Tpulsing，优选Tdiode>>Tpulsing和/或Tdiode≈1/(2fline)或Tdiode>1/(2fline)。然而，依赖于连接在DC输出上的负载，这将导致DC链路电容器50处的电压UDC,i的降低，以及后续在次级侧DC链路电容器64上的电压UDC,out,i的降低，以及因而在输出DC链路66和DC输出上的电压UDC,out的降低。
在这种情况下，连接在DC输出上的负载可能不再正常操作。
为了增加DC链路电容器50上的电压UDC,i，同时容许转换器单元36的AC-DC转换器40以二极管模式操作，一个或多个选定的转换器单元36可被绕过，例如通过相应转换器单元或单元36的短路开关38，或通过相应转换器单元或单元36的AC-DC转换器40切换零矢量，保留|S1|转换器单元的第一子组处于二极管模式。结果，线路电压将被更小数量的转换器单元36进行有效地分割，导致剩余转换器单元上较高的电压UDC,j，其中
然而，对于某些给定的值带[UDC,min，UDC,max]，这种方案只对具有某些范围内的峰值和/或均方根值Ug的线路电压U(t)起作用。这如图2中所示，其显示了DC链路电容器50上的电压UDC,i，其用于不同数目|S1|∈{5；6；7；8}的处于二极管模式的转换器单元36，其中假定了所有转换器单元的DC链路电容器是相等的，并因而对于所有k,l∈S1，UDC,k＝UDC,l＝UDC；而且在DC输出处通过负载吸取了数量可忽略不计的功率P，优选100P<Pnorminal。曲线70a显示了对于|S1|＝5的DC链路电容器50处的电压UDC,i，曲线70b用于|S1|＝6，曲线70c用于|S1|＝7，并且曲线70d用于|S1|＝8。在UDC,min＝3400V和UDC,max＝3800V处的水平线显示了示例性的给定的值带[UDC,min,UDC,max]。如图可看出，对于线路电压的示例性均方根值Ug/kV∈[13.4；14.4]，Ug/kV∈[16.8；18.8]，没有发现处于二极管模式的转换器单元，其UDC将在给定的值带[3.4kV，3.8kV]中。换句话说，对于给定的值带[UDC,min,UDC,max]和线路电压的某些峰值存在数字N≤M，其中但
在根据本发明方法的优选的变体中，在上述情形中，由整数单元索引s代表的一个选定的转换器单元36的AC-DC转换器40被置于主动模式，其中s∈{1；…；M}，而N-1个其它转换器单元36的AC-DC转换器40在二极管模式下进行操作。所述N-1个其它转换器单元36因而再次代表转换器单元36的第一子组尤其其中|S1|＝N-1；而选定的转换器单元36代表转换器单元36的第二子组其中|S2|＝1和剩余转换器单元36，即转换器单元36的第三子组S3＝({1；...；M}\S1)\S2被绕过，例如通过将其相应的AC-DC转换器40置于旁路模式。选定的转换器单元36用作增强单元。由于选定的转换器单元36的脉动，可实现流入到模块化转换器10中的较高的电流值I(t)，其则将导致DC链路电压的增加。
优选，为了保持选定的转换器单元36的DC链路电压UDC,i和N-1个其它转换器单元36达到最佳的平衡，即对所有k，l∈S1∪S2尽可能地匹配UDC，k=UDC，l=UDC，opt，来自S1∪S2的所有单元的脉动应循环地完成，即所有处于操作的转换器单元36。换句话说，选定的转换器单元36反复地，优选周期性地与N-1个其它转换器单元36进行交换；优选与N-1个其它转换器单元36的其中一个进行交换，其已经是所有N-1个其它转换器单元36中处于二极管模式最长的时间。
选定的转换器单元的脉动没有影响，只要N-1个其它转换器单元36的DC链路电压之和大于线路电压的瞬时值，即，只要在根据本发明方法的优选变体中，选定的转换器单元36的脉动开始于时，且只要优选被保持；并且/或者停止于时，且只要优选被抑制。优选，在选定的转换器单元36没有脉动时的周期期间，所述单元被置于二极管模式。在选定的转换器单元36发生脉动时的周期期间，选定的转换器单元36的DC链路电压UDC,s优选通过闭合环路控制基于设定值UDC，set∈[UDC，min，UDC，amx]进行控制，其中选定的转换器单元36优选以PWM模式进行操作，优选UDC，set＝UDC，opt。
图3显示了如上所述控制选定的转换器单元36的各个方面。曲线71显示了一个周期上的线路电压U(t)。水平线71a和71b分别指示和曲线72显示了使能信号，其可用于功率半导体开关46a-d的脉动起作用和不起作用，从而使选定的转换器单元36分别置于主动模式和二极管模式。
借助上述方法，可实现在轻负载或无负载条件下的低的切换损耗，并因而在整个功率范围内，和/或在整个负载循环内可保持高效率。
通过应用这种轻负载策略，可以在轻负载和无负载条件下保持共振转换器10的效率较高。本方法可作为现有控制方法的附加而简单地实现。本方法可为不同的功率水平提供切换策略的连续适应，同时保持整个控制目标。这不需要额外的的硬件。所有方法可独立地或以任何组合方式工作，其可实现基于不同应用的要求而适应切换策略的可能性。
除非做了表述，否则假定在整个专利申请中，表述a≈b意味着|a-b|/(|a|+|b|＜10-1，优选|a-b|/(|a|+|b|)＜10-2，其中a和b可代表在本专利申请的任何地方所述和/或所限定，或本领域中的技术人员所知道的任何数学、电学和/或物理数量或其它任意的变量。此外，a至少大致等于或至少大致等同于b的表述意味着a≈b，优选a＝b。此外，除非做了表述，否则假定在整个专利申请中，表述a>>b意味着a>10b，优选a>100b；并且a<<b意味着10a<b，优选100a<b。
虽然在附图和前面的说明书中已经详细地显示和描述了本发明，但是这种图示和说明应本认为是说明性的或示例性的，而非限制性的；本发明并不局限于公开的实施例。从附图、公开和附属权利要求的研究出发，公开的实施例的其它变化可被本领域中的技术人员所理解和实现，并实践所申明的发明。在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除复数。单个处理器或控制器或其它单元可实现权利要求中所陈述的若干条款的功能。在互不相同的从属权利要求中引用某些措施的事实并不意味着不能使用这些措施的组合而使优点突出。权利要求中的任何标号不应被认为限制了范围。

Claims (16)

1.一种用于控制模块化转换器(10)的方法，
a)所述模块化转换器(10)包括M多个转换器单元(36)，各个转换器单元包括：
i)AC-DC转换器(40)，其初级侧代表所述转换器单元的初级侧，所述AC-DC转换器是主动AC-DC转换器，其包括多个半导体开关(46a-d)，并可以多个模式的其中一个模式进行操作，所述多个模式包括旁路模式、主动模式和二极管模式；
ii)DC-DC转换器(42)，其次级侧代表所述转换器单元的次级侧；且
iii)所述AC-DC转换器的次级侧和所述DC-DC转换器的初级侧与DC链路电容器(50)并联连接，其中
b)所述转换器单元的初级侧是串联的，其中第一转换器单元连接在线路(16)上，优选中等电压线路上，从而提供具有峰值的AC线路电压U(t)，并且第M个转换器单元接地(22)；
所述方法包括如下步骤：
c)对于所述DC链路电容器处的DC电压UDC的给定的可容许的范围[Umin,Umax]
i)确定是否存在任何整数N≤M，其中
ii)且
iii)且
d)如果满足c)中的条件，那么
i)选择整数L，其中L<N，
ii)选择成第一组的N-L个转换器单元，
iii)选择成第二组的L个转换器单元，
iv)使步骤ii)或iii)中没有选择的转换器单元，优选所有转换器单元的AC-DC转换器置于旁路模式，
v)使来自第一组的转换器单元，优选所有转换器单元的AC-DC转换器置于二极管模式，
vi)使来自第二组的转换器单元，优选所有转换器单元的AC-DC转换器置于主动模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述转换器单元(36)的次级侧是并联连接的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征还在于，在权利要求1的步骤d)ii)中所选定的所述转换器单元形成了所述M多个转换器单元(36)的第一子组S1；在权利要求1的步骤d)ii)中所选定的所述转换器单元形成了所述M多个转换器单元(36)的第二子组S2；其中
4.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征在于，还包括在权利要求1的步骤d)i)中选择L＝1的步骤。
5.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
a)只要满足权利要求1的c)中的条件，就
b)反复地：
i)从所述第一组的转换器单元中选择第一转换器单元，
ii)从所述第二组的转换器单元中选择第二转换器单元，且
iii)将所述第一转换器单元分配给所述第二组的转换器单元，且
iv)将所述第二转换器单元分配给所述第一组的转换器单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对于线路电压的频率fline而言，在权利要求5的步骤b)i)至b)iv)的连续执行之间的最大时间跨度T小于或至少大致等于1/(2fline)。
7.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
a)对于所述第一组的转换器单元中的各个转换器单元(36)，
确定所述转换器单元(36)的DC链路电容处的DC链路电压UDC,i，
确定DC链路电压UDC，j之和UDC，Σ为UDC，Σ＝Σj＝1 N-LUDC，j，
当|U(t)|＞UDC，Σ时，使来自第二组的转换器单元，优选所有转换器单元置于主动模式。
8.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
a)对于所述第一组的转换器单元中的各个转换器单元(36)而言，
b)确定所述DC链路电容器处的DC链路电压UDC,i，
c)确定DC链路电压UDC,j之和UDC，Σ为UDC，Σ＝Σj＝1 N-LUDC，j，
d)当|U(t)|＞UDC，Σ时，使来自第二组的转换器单元，优选所有转换器单元置于二极管模式。
9.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征在于，还包括以PWM模式操作所述主动单元的步骤，其中所述转换器单元的半导体开关以PWM频率fPWM进行切换，优选fline<<fPWM。
10.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征在于，还包括通过闭合环路控制基于针对主动单元的DC链路电压的设定值UDCset而控制用于切换所述主动单元的半导体开关的PWM脉冲的步骤，其中UDC，set[Umin，Umax]。
11.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征还在于，通过使所述转换器单元的初级侧短路，从而绕过权利要求1的步骤ii)或iii)中没有选定的转换器单元(36)。
12.根据之前权利要求其中一项所述的方法，其特征还在于，当转换器单元的AC-DC转换器处于主动模式时，其半导体开关(46a-d)在连续相同的切换操作之间以平均持续时间Tpulsing进行反复切换，优选Tpulsing<<1/fline，其中fline是AC线路电压U(t)的AC频率。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征还在于，为了使转换器单元的AC-DC转换器置于二极管模式，其半导体开关(46a-d)被设置为阻塞状态，优选达时间间隔Tdiode，其中Tdiode>2Tpulsing，优选Tdiode>>Tpulsing。
14.一种用于控制模块化转换器(10)的控制器，
a)所述模块化转换器(10)包括M多个转换器单元(36)，各个转换器单元包括：
i)AC-DC转换器，其初级侧代表所述转换器单元的初级侧，所述AC-DC转换器是主动AC-DC转换器，其包括多个半导体开关，并可以多个模式的其中一个模式进行操作，所述多个模式包括旁路模式、主动模式和二极管模式；
ii)DC-DC转换器，其次级侧代表所述转换器单元的次级侧；且
iii)所述AC-DC转换器的次级侧和所述DC-DC转换器的初级侧与DC链路电容器并行连接，其中
b)转换器单元的初级侧是串联的，其中第一转换器单元连接在线路上，优选中等电压线路上，提供具有峰值的AC线路电压U(t)，并且第M个转换器单元接地；
所述控制器配置为用于执行根据权利要求1至13的其中一项权利要求所述的方法。
15.根据权利要求14所述的控制器，其特征还在于，所述控制器配置为用于反复地切换转换器单元的AC-DC转换器的半导体开关(46a-d)，从而在连续相同的切换操作之间以平均持续时间Tpulsing使所述AC-DC转换器置于主动模式，优选Tpulsing<<1/fline，其中fline是AC线路电压U(t)的AC频率。
16.根据权利要求15所述的控制器，其特征还在于，所述控制器配置为用于将转换器单元的AC-DC转换器的半导体开关(46a-d)设定为阻塞状态，优选达时间间隔Tdiode，其中Tdiode>2Tpulsing，优选Tdiode>>Tpulsing，从而使所述AC-DC转换器置于二极管模式。
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