CN107078661A - 三级t型npc功率转换器 - Google Patents
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Abstract
一种三级转换器包括：第一转换器支腿，其具有跨正DC节点和负DC节点连接的第一开关；第二转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第二开关；以及第三转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第三开关。所述转换器包括电池，其连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点。所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个连接到所述接地节点。
Description
发明背景
在各种工业应用和装置中使用三相电机。例如，电梯系统通常利用三相AC电压驱动以便向移动电梯轿厢的起重电机供电。因为这些起重电机可消耗大量的能量，所以在此类电梯系统中使用节能的功率控制系统是理想的。
在典型的电梯系统中，将建筑物AC电压源供应到整流电路，在所述整流电路中，所述AC电压源被转换成DC电压。然后使用逆变器将DC电压转换回具有期望特性的AC电压。虽然逆变器非常适合于此类转换，但是由于逆变器的功率级切换操作，所得到的AC电压通常包含各种谐波频率。这些谐波频率是不理想的，并且当存在时可能对相关电梯系统造成负面影响。可以通过考虑系统的总谐波失真(THD)来估计谐波频率的潜在影响，其中THD是当信号穿过系统时存在于信号中的失真的量度。一般来说，具有较少THD的系统是更理想的。
通常在电梯系统中使用被称为六个开关转换器的三相两级转换器。因为在大多数电梯系统相关应用中，无输出滤波器的常规三相两级转换器的THD通常是不理想的或不可接受的，所以为了实现可接受的THD，在源侧通常需要大量滤波。因为这种滤波需要使用许多附加的无源部件，所以滤波通常可增加相关联的逆变器装置和电梯系统的尺寸和成本。
此外，典型的三相两级逆变器还表现出高dv/dt值(即，高瞬态电压)和高切换损耗。连续重复的高瞬态电压在施加在电机上时，可损坏绕组绝缘(电介质击穿)并且影响系统的轴承寿命。由更高切换电压造成的更高切换损耗大大降低了驱动系统的效率。
已经建议使用诸如二极管钳位、三相三级逆变器的多级逆变器来克服三相两级逆变器的缺陷。常规三相三级逆变器采用大量的开关和二极管，并且因此过于复杂和昂贵。
发明简述
根据本发明的一个实施方案，三级转换器包括：第一转换器支腿，其具有第一开关；第二转换器支腿，其具有第二开关；以及第三转换器支腿，其具有连接在正DC节点与负DC节点之间的第三开关。转换器包括电池，其连接在正DC节点与负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点。第一转换器支腿、第二转换器支腿和第三转换器支腿中的每一个连接到接地节点。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，三级转换器可包括串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第一电容器和第二电容器，第一电容器的阴极和第二电容器的阳极的连接点连接到接地节点。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，第一转换器支腿、第二转换器支腿和第三转换器支腿可以被布置成具有T型中性点钳位(T-NPC)电路拓扑和高级T型中性点钳位(AT-NPC)电路拓扑中的一个。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，第一转换器支腿、第二转换器支腿和第三转换器支腿中的每一个可包括漏极到源极地串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第一晶体管和第二晶体管，并且第一转换器支腿、第二转换器支腿和第三转换器支腿中的每一个的第一晶体管的漏极与第二晶体管的源极之间的电连接可以限定AC电压节点。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，第一转换器支腿可包括漏极到源极地串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第一晶体管和第二晶体管，并且第一晶体管的漏极与第二晶体管的源极之间的电连接可以限定第一支腿节点。第三晶体管可以与第四晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到第一支腿节点。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，第二转换器支腿可包括漏极到源极地串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第五晶体管和第六晶体管，并且第五晶体管的漏极与第六晶体管的源极之间的电连接可以限定第二支腿节点。第七晶体管可以与第八晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到第二支腿节点。第三转换器支腿可包括漏极到源极地串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第九晶体管和第十晶体管，并且第九晶体管的漏极与第十晶体管的源极之间的电连接可以限定第三支腿节点。第十一晶体管可以与第十二晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到第三支腿节点。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，第一转换器支腿可包括：第一晶体管/二极管对，其包括与第一二极管源极到漏极地并联连接的第三晶体管；以及第二晶体管/二极管对，其包括与第二二极管源极到漏极地并联连接的第四晶体管。第一晶体管/二极管对可以与第二晶体管/二极管对串联连接在接地节点与第一支腿节点之间。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，第二转换器支腿可包括漏极到源极地串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第五晶体管和第六晶体管，第五晶体管的漏极与第六晶体管的源极之间的电连接点限定第二支腿节点。第三晶体管/二极管对可包括与第三二极管源极到漏极地并联连接的第七晶体管，并且第四晶体管/二极管对可包括与第四二极管源极到漏极地并联连接的第八晶体管。第三晶体管/二极管对可以与第四晶体管/二极管对串联连接在接地节点与第二支腿节点之间。第三转换器支腿可包括漏极到源极地串联连接在正DC节点与负DC节点之间的第九晶体管和第十晶体管，并且第九晶体管的漏极与第十晶体管的源极之间的电连接可以限定第三支腿节点。第五晶体管/二极管对可包括与第五二极管源极到漏极地并联连接的第十一晶体管。第六晶体管/二极管对可包括与第六二极管源极到漏极地并联连接的第十二晶体管。第五晶体管/二极管对可以与第六晶体管/二极管对串联连接在接地节点与第三支腿节点之间。
在又一个实施方案中，功率转换系统包括：AC功率装置，其被配置来执行接收用来操作AC功率装置的AC功率、或产生AC功率中的一项；以及三级转换器，其连接到AC功率装置。三级转换器包括：第一转换器支腿，其具有第一开关；第二转换器支腿，其具有第二开关；以及第三转换器支腿，其具有连接在正DC节点与负DC节点之间的第三开关。转换器包括电池，其连接在正DC节点与负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点。第一转换器支腿、第二转换器支腿和第三转换器支腿中的每一个连接到接地节点。
在上述实施方案中，或者在替代方案中，AC功率装置可以是基于从三级转换器接收AC功率来操作的AC电机。
在又一个实施方案中，电梯系统包括：电梯轿厢、被配置来移动电梯轿厢的电机、向电机供应电力的电池，以及连接到电机和电池的三级转换器。电池可连接在正DC节点与负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点。第一转换器支腿、第二转换器支腿和第三转换器支腿中的每一个连接到接地节点。
附图简述
在说明书结论处的权利要求书中具体地指出并且清楚地要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述和其他特征以及优点从以下结合附图进行的详述中显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的实施方案的包括三相三级转换器的功率转换系统的示意图；
图2是根据本发明的另一个实施方案的包括三相三级转换器的功率转换系统的示意图；以及
图3是根据本发明的实施方案的包括功率转换系统的电梯系统。
发明详述
图1是根据本发明的实施方案的功率转换系统100的示意图。这个实施方案中描绘的系统100使用中性点钳位(NPC)拓扑，其具有大体由参考字母U、V和W指示的三个转换器支腿。这个实施方案中描绘的系统100可以被称为高级T型中性点钳位(AT-NPC)电路。开关Tu1、Tu2、Tu3和Tu4提供第一三级转换器支腿(U)，开关Tv1、Tv2、Tv3和Tv4提供第二三级转换器支腿(V)，并且开关Tw1、Tw2、Tw3和Tw4提供第三三级转换器支腿(W)。在一个实施方案中，开关Tu1-Tu4、Tv1-Tv4和Tw1-Tw4是IGBT，但是在不背离本发明的范围的情况下，可以利用MOSFET、IGCT或其他类似类型的高电压开关。
如本文所述的，当作为逆变器操作时，三级转换器支腿U、V和W分别向对应于电机130的电机绕组相位A、B和C的AC节点Va、Vb和Vc提供AC功率。当作为整流器操作时，每个三级转换器支腿将施加在AC节点Va、Vb和Vc中的一个处的AC电压转换成跨正DC节点+VDC和负DC节点-VDC的DC电压。
开关Tu1、Tu4、Tv1、Tv4、Tw1和Tw4各自分别与二极管Du1、Du4、Dv1、Dv4、Dw1和Dw4相关联。每个二极管被连接成其阴极耦接到开关的集电极并且其阳极耦接到开关的发射极，以便用作续流二极管或反激二极管。系统100还包括电容器C1和C2，其被连接成使得电容器C1的阳极连接到正DC线，电容器C1的阴极连接到电容器C2的阳极，并且电容器C2的阴极连接到负DC电压线。中心接地的电池101被示出为连接到电容器C1的阴极和电容器C2的阳极。电池101可以在正电压线102和负电压线103上提供DC电压。
同样如图1所示，系统100包括六个开关：Tu2和Tu3，其源极到漏极地并联连接在节点N1与N2之间；Tv2和Tv3，其源极到漏极地并联连接在节点N1与N3之间；以及Tw2和Tw3，其源极到漏极地并联连接在节点N1与N4之间。
当作为逆变器操作时，控制器(图1中未示出)向开关Tu1-Tu4、Tv1-Tv4和Tw1-Tw4施加控制信号，以便在AC节点Va、Vb和Vc处产生AC波形。AC节点Va、Vb和Vc耦接到电机130的相位A、B和C，这些相位对应于电机的绕组。
功率转换系统100也可以用作整流器，以便将AC节点Va、Vb和/或Vc处的AC电压转换成跨正DC节点102和负DC节点103的DC电压。
图2示出根据本发明的另一个实施方案的功率转换系统200。
类似于图1所示的实施方案的系统100，这个实施方案中描绘的系统200使用中性点钳位(NPC)拓扑，其具有大体由参考字母U、V和W指示的三个转换器支腿。图2的系统200可以被称为T型中性点钳位(T-NPC)电路。开关Tu1、Tu2、Tu3和Tu4提供第一三级转换器支腿(U)，开关Tv1、Tv2、Tv3和Tv4提供第二三级转换器支腿(V)，并且开关Tw1、Tw2、Tw3和Tw4提供第三三级转换器支腿(W)。在一个实施方案中，开关Tu1-Tu4、Tv1-Tv4和Tw1-Tw4是IGBT，但是在不背离本发明的范围的情况下，可以利用MOSFET、IGCT或其他类似类型的高电压开关。
如本文所述的，当作为逆变器操作时，三级转换器支腿U、V和W分别向对应于电机230的电机绕组相位A、B和C的AC节点Va、Vb和Vc提供AC功率。当作为整流器操作时，每个三级转换器支腿将施加在AC节点Va、Vb和Vc中的一个处的AC电压转换成跨正DC节点202和负DC节点203的DC电压。
开关Tu1、Tu4、Tv1、Tv4、Tw1和Tw4各自分别与二极管Du1、Du4、Dv1、Dv4、Dw1和Dw4相关联。每个二极管被连接成其阴极耦接到开关的集电极并且其阳极耦接到开关的发射极，以便用作续流二极管或反激二极管。系统200还包括电容器C1和C2，其被连接成使得电容器C1的阳极连接到正DC节点202，电容器C1的阴极连接到电容器C2的阳极，并且电容器C2的阴极连接到负DC节点203。中心接地的电池201被示出为连接到电容器C1的阴极和电容器C2的阳极。电池201可以在正节点102和负节点103上提供DC电压。
同样如图2所示，系统200包括六个二极管开关对。第一对211包括与二极管Du2并联连接的开关Tu2，并且第二对212包括与二极管Du3并联连接的开关Tu3。第一对和第二对串联连接在节点N1与节点N2之间。第三对213包括与二极管Dv2并联连接的开关Tv2，并且第四对214包括与二极管Dv3并联连接的开关Tv3。第三对和第四对串联连接在节点N1与节点N3之间。第五对215包括与二极管Dw2并联连接的开关Tw2，并且第六对216包括与二极管Dw3并联连接的开关Tw3。第五对和第六对串联连接在节点N1与节点N4之间。
当作为逆变器操作时，控制器(图2中未示出)向开关Tu1-Tu4、Tv1-Tv4和Tw1-Tw4施加控制信号，以便在AC节点Va、Vb和Vc处产生AC波形。AC节点Va、Vb和Vc耦接到电机130的相位A、B和C，这些相位对应于电机的绕组。
功率转换系统100也可以用作整流器，以便将AC节点Va、Vb和/或Vc处的AC电压转换成跨正DC节点202和负DC节点203的DC电压。
虽然本发明的实施方案涵盖需要功率转换的任何系统、装置或组件，但是在一个实施方案中，在电池供电式电梯系统中实现功率转换系统。图3示出了根据本发明的实施方案的电池供电式电梯系统的框图。系统300包括电池301。电池301可以是中心接地的电池，诸如图1的电池101或图2的电池201。电梯系统300包括在电池301与电机303之间的3级转换器系统302，诸如图1所示的系统100或图2所示的系统200。电机303连接到电梯轿厢304以便移动电梯轿厢304。此外，电机303可以被配置来基于电梯轿厢304的移动(诸如通过电梯轿厢304的下降)产生AC功率，以便在电梯系统300中提供再生功率。在这种实施方案中，电机303基于电梯轿厢304的移动所提供的功率被提供到三级转换器系统302，在所述三级转换器系统302中，功率被转换成DC功率并且被供应到电池301以便对电池进行充电。图3的框图示出了根据本发明的实施方案的电梯系统300的基本功能结构，但是本发明的实施方案不限于所示出的结构。相反，实施方案包括利用三级转换器的任何电梯系统。
与诸如半总线切换式功率转换器的常规功率转换器相比，具有3级功率转换的本发明实施方案的技术效果包括：提供利用更低电压的功率转换和更小的电磁干扰。
实施方案提供了优于现有设计的益处。使用中心连接到接地节点的电池意味着不需要努力进行控制来确保中性点稳定性。由于开关不再用来控制中性点的稳定性，所以可在最小化的切换下操作系统以便实现更低的EMI，实现更低的电机噪声并且实现更低的电机电流纹波，并且因此实现更少的发热。应用不连续PWM(例如，3个转换中的2个转换)技术的能力在逆变器中的功率转换中提供了进一步的效率，并且允许其他效率，因为一个控制自由度可以用于其他目的。NPC型拓扑允许使用更常见的更低额定电压的装置(＜100V)。实施方案作为充电器是有效的。使用例如图2的拓扑的充电器设计在更低的EMI下实现有效的充电。
虽然仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述，但应易于理解，本发明不限于此类公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改，以并入以上未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等同布置。另外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但应理解，本发明的方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，不应认为本发明受限于前面的描述，而是仅受限于所附的权利要求书的范围。
Claims (20)
1.一种三级转换器，其包括：
第一转换器支腿，其具有跨正DC节点和负DC节点连接的第一开关；
第二转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第二开关；
第三转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第三开关；以及
电池，其连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点，所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个连接到所述接地节点。
2.如权利要求1所述的三级转换器，其还包括：
第一电容器和第二电容器，其串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一电容器的阴极和所述第二电容器的阳极的连接点连接到所述接地节点。
3.如权利要求1或2所述的三级转换器，其中所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿被布置成具有T型中性点钳位(T-NPC)电路拓扑和高级T型中性点钳位(AT-NPC)电路拓扑中的一个。
4.如权利要求1至3中的一项所述的三级转换器，其中所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个包括漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间的第一晶体管和第二晶体管，并且所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个的所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极之间的电连接点限定AC电压节点
5.如权利要求1至3中的一项所述的三级转换器，其中所述第一转换器支腿包括：
第一晶体管和第二晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极之间的电连接点限定第一支腿节点；以及
第三晶体管，其与第四晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到所述接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到所述第一支腿节点。
6.如权利要求5所述的三级转换器，其中所述第二转换器支腿包括：
第五晶体管和第六晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极之间的电连接点限定第二支腿节点；以及
第七晶体管，其与第八晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到所述接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到所述第二支腿节点，
并且其中所述第三转换器支腿包括：
第九晶体管和第十晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第九晶体管的漏极与所述第十晶体管的源极之间的电连接点限定第三支腿节点；以及
第十一晶体管，其与第十二晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到所述接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到所述第三支腿节点。
7.如权利要求1至3中的一项所述的三级转换器，其中所述第一转换器支腿包括：
第一晶体管和第二晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极之间的电连接点限定第一支腿节点；以及
第一晶体管/二极管对，其包括与第一二极管源极到漏极地并联连接的第三晶体管；以及第二晶体管/二极管对，其包括与第二二极管源极到漏极地并联连接的第四晶体管，所述第一晶体管/二极管对与所述第二晶体管/二极管对串联连接在所述接地节点与所述第一支腿节点之间。
8.如权利要求7所述的三级转换器，其中所述第二转换器支腿包括：
第五晶体管和第六晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极之间的电连接点限定第二支腿节点；以及
第三晶体管/二极管对，其包括与第三二极管源极到漏极地并联连接的第七晶体管；以及第四晶体管/二极管对，其包括与第四二极管源极到漏极地并联连接的第八晶体管，所述第三晶体管/二极管对与所述第四晶体管/二极管对串联连接在所述接地节点与所述第二支腿节点之间，并且
其中所述第三转换器支腿包括：
第九晶体管和第十晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第九晶体管的漏极与所述第十晶体管的源极之间的电连接点限定第三支腿节点；以及
第五晶体管/二极管对，其包括与第五二极管源极到漏极地并联连接的第十一晶体管；以及第六晶体管/二极管对，其包括与第六二极管源极到漏极地并联连接的第十二晶体管，所述第五晶体管/二极管对与所述第六晶体管/二极管对串联连接在所述接地节点与所述第三支腿节点之间。
9.一种功率转换系统，其包括：
AC功率装置，其被配置来执行接收用来操作所述AC功率装置的AC功率、或产生AC功率中的一项；以及
三级转换器，其连接到所述AC功率装置，所述三级转换器包括：
第一转换器支腿，其具有跨正DC节点和负DC节点连接的第一开关；
第二转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第二开关；
第三转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第三开关，所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和第三转换器支腿连接到所述AC功率装置，以便执行向所述AC功率装置提供AC功率以及从所述AC功率装置接收AC功率中的一项；以及
电池，其连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点，所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个连接到所述接地节点。
10.如权利要求9所述的功率转换系统，其还包括：
第一电容器和第二电容器，其串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一电容器的阴极和所述第二电容器的阳极的连接点连接到所述接地节点。
11.如权利要求9或10所述的功率转换系统，其中所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿被布置成具有T型中性点钳位(T-NPC)电路拓扑和高级T型中性点钳位(AT-NPC)电路拓扑中的一个。
12.如权利要求9至11中的一项所述的功率转换系统，其中所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个包括漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间的第一晶体管和第二晶体管，并且所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个的所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极之间的电连接点限定AC电压节点。
13.如权利要求9至11中的一项所述的功率转换系统，其中所述第一转换器支腿包括：
第一晶体管和第二晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极之间的电连接点限定第一支腿节点；以及
第三晶体管，其与第四晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到所述接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到所述第一支腿节点。
14.如权利要求13所述的功率转换系统，其中所述第二转换器支腿包括：
第五晶体管和第六晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极之间的电连接点限定第二支腿节点；以及
第七晶体管，其与第八晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到所述接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到所述第二支腿节点，
并且其中所述第三转换器支腿包括：
第九晶体管和第十晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第九晶体管的漏极与所述第十晶体管的源极之间的电连接点限定第三支腿节点；以及
第十一晶体管，其与第十二晶体管源极到漏极地并联连接，以使得第一源极到漏极连接点连接到所述接地节点，并且第二源极到漏极连接点连接到所述第三支腿节点。
15.如权利要求9至11中的一项所述的功率转换系统，其中所述第一转换器支腿包括：
第一晶体管和第二晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极之间的电连接点限定第一支腿节点；以及
第一晶体管/二极管对，其包括与第一二极管源极到漏极地并联连接的第三晶体管；以及第二晶体管/二极管对，其包括与第二二极管源极到漏极地并联连接的第四晶体管，所述第一晶体管/二极管对与所述第二晶体管/二极管对串联连接在所述接地节点与所述第一支腿节点之间。
16.如权利要求15所述的功率转换系统，其中所述第二转换器支腿包括：
第五晶体管和第六晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极之间的电连接点限定第二支腿节点；以及
第三晶体管/二极管对，其包括与第三二极管源极到漏极地并联连接的第七晶体管；以及第四晶体管/二极管对，其包括与第四二极管源极到漏极地并联连接的第八晶体管，所述第三晶体管/二极管对与所述第四晶体管/二极管对串联连接在所述接地节点与所述第二支腿节点之间，并且
其中所述第三转换器支腿包括：
第九晶体管和第十晶体管，其漏极到源极地串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第九晶体管的漏极与所述第十晶体管的源极之间的电连接点限定第三支腿节点；以及
第五晶体管/二极管对，其包括与第五二极管源极到漏极地并联连接的第十一晶体管；以及第六晶体管/二极管对，其包括与第六二极管源极到漏极地并联连接的第十二晶体管，所述第五晶体管/二极管对与所述第六晶体管/二极管对串联连接在所述接地节点与所述第三支腿节点之间。
17.如权利要求9至16中任一项所述的功率转换系统，其中所述AC功率装置是基于从所述三级转换器接收AC功率来操作的AC电机。
18.一种电梯系统，其包括：
电梯轿厢；
电机，其被配置来移动所述电梯轿厢；
电池，其用于向所述电机供应电力；以及
三级转换器，其电连接在所述电池与所述电机之间，以便将来自所述电池的DC功率转换成AC功率来运行所述电机，所述三级转换器包括：
第一转换器支腿，其具有跨正DC节点和负DC节点连接的第一开关；
第二转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第二开关；
第三转换器支腿，其具有跨所述正DC节点和所述负DC节点连接的第三开关，
其中所述电池连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，并且中心连接到具有接地电势的接地节点，所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿中的每一个连接到所述接地节点。
19.如权利要求18所述的电梯系统，其中所述三级转换器还包括：
第一电容器和第二电容器，其串联连接在所述正DC节点与所述负DC节点之间，所述第一电容器的阴极和所述第二电容器的阳极的连接点连接到所述接地节点。
20.如权利要求18和19中的一项所述的电梯系统，其中所述第一转换器支腿、所述第二转换器支腿和所述第三转换器支腿被布置成具有T型中性点钳位(T-NPC)电路拓扑和高级T型中性点钳位(AT-NPC)电路拓扑中的一个。
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