CN110838800A - 一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变换电路，包括三个同向串联封装桥臂、第一及第二电容；第一同向串联封装桥臂与第二同向串联封装桥臂并联。每个同向串联封装桥臂中均封装了两个全控开关单元，构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元；第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构。通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。本申请在保证了电路的载流能力的前提下进一步降低了成本。本申请还公开了一种三相变换电路及变换装置，具有相应效果。

Description

一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置

技术领域

本发明涉及电力电路技术领域，特别是涉及一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置。

背景技术

由于在诸多电路中，均需要使用到2个开关管串联的桥臂，因此这种桥臂的生产数量较多，并且生产工艺也能够得到提升，使得这种桥臂的生产成本较低，市场价格自然也较低。器件厂家通常会将这2个开关管同向串联形成的桥臂作为一个模块进行封装售卖。

图1为传统的T型三电平变换电路，其中的1号开关单元和4号开关单元同向串联，构成同向串联桥臂；而2号开关单元和3号开关单元反向串联，构成反向串联桥臂，市场上的反向串联桥臂的售价要远高于同向串联桥臂的售价。需要说明的是，图1中的反向串联桥臂以及同向串联桥臂中的开关单元，均由一个三极管以及与该三极管反向并联的二极管构成。针对其他类型的开关单元，例如将三极管替换为MOS管等器件，也是反向串联桥臂的售价要远高于同向串联桥臂的售价，例如图2中为共漏极的反向串联的桥臂，该桥臂中包括两个串联的MOS管。

对于大功率设备而言，通常需要提高电路拓扑的载流能力，常用方案一是采用载流量更大的器件，但成本非常高。常用方案二是采用多个开关管并联，从而提高拓扑的载流能力，例如图3中，增加了一个与原T型三电平变换电路一样的电路。方案一和方案二均使用了反向串联桥臂，由于反向串联桥臂的售价较高，因此使得该种方案成本优势有限。

综上所述，针对现有的这些采用了反向串联桥臂的变换电路，如何在保证电路的载流能力的前提下，进一步地降低成本，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置，以在保证电路的载流能力的前提下，进一步地降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种变换电路，包括第一同向串联封装桥臂、第二同向串联封装桥臂、第三同向串联封装桥臂、第一电容以及第二电容；

所述第一同向串联封装桥臂的第一端与所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第二端与所述第二同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接；所述第二同向串联封装桥臂的第三端与所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；所述第三同向串联封装桥臂的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三同向串联封装桥臂的第二端与所述第二电容的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端；

所述第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与所述第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

优选的，变换电路的各个全控开关单元中均包括一个全控开关管以及与所述全控开关管反向并联的二极管，且所述全控开关管为MOS管、三极管或者IGBT管。

优选的，所述第一同向串联封装桥臂包括第一IGBT管，与所述第一IGBT管反向并联的第一二极管，第二IGBT管，以及与所述第二IGBT管反向并联的第二二极管；所述第二同向串联封装桥臂包括第三IGBT管，与所述第三IGBT管反向并联的第三二极管，第四IGBT管，以及与所述第四IGBT管反向并联的第四二极管；所述第三同向串联封装桥臂包括第五IGBT管，与所述第五IGBT管反向并联的第五二极管，第六IGBT管，以及与所述第六IGBT管反向并联的第六二极管；

所述第一IGBT管的集电极作为所述第一同向串联封装桥臂的第一端，所述第一IGBT管的发射极与所述第二IGBT管的集电极连接并作为所述第一同向串联封装桥臂的第三端，所述第二IGBT管的发射极作为所述第一同向串联封装桥臂的第二端；

所述第三IGBT管的集电极作为所述第二同向串联封装桥臂的第一端，所述第三IGBT管的发射极与所述第四IGBT管的集电极连接并作为所述第二同向串联封装桥臂的第三端，所述第四IGBT管的发射极作为所述第二同向串联封装桥臂的第二端；

所述第五IGBT管的集电极作为所述第三同向串联封装桥臂的第一端，所述第五IGBT管的发射极与所述第六IGBT管的集电极连接并作为所述第三同向串联封装桥臂的第三端，所述第六IGBT管的发射极作为所述第三同向串联封装桥臂的第二端。

优选的，还包括第四同向串联封装桥臂，所述第四同向串联封装桥臂的第一端与所述第三同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第四同向串联封装桥臂的第二端与所述第三同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第四同向串联封装桥臂的第三端与所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；

在任意阶段，所述第三同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的通断状态与所述第四同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的通断状态相同；所述第三同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的通断状态与所述第四同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的通断状态相同。

优选的，四个同向串联封装桥臂呈一列布置，并且所述第一同向串联封装桥臂和所述第四同向串联封装桥臂分列在两端，所述第一同向串联封装桥臂与所述第三同向串联封装桥臂相邻，所述第四同向串联封装桥臂与所述第二同向串联封装桥臂相邻。

优选的，所述第一同向串联封装桥臂的第一全控开关单元，所述第二同向串联封装桥臂的第一全控开关单元，所述第三同向串联封装桥臂的第二全控开关单元以及所述第四同向串联封装桥臂的第一全控开关单元均设置在同一直线上。

优选的，还包括第一电感，第一辅助单元以及第二辅助单元；所述第一辅助单元包括第一目标二极管，第二目标二极管以及第一目标电容；所述第二辅助单元包括第三目标二极管，第四目标二极管以及第二目标电容；

所述第一电感的第一端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一同向串联封装桥臂的第三端连接；

所述第一目标二极管的阴极作为所述第一辅助单元的第一端，所述第一目标二极管的阳极分别与所述第二目标二极管的阴极以及所述第一目标电容的第一端连接，所述第二目标二极管的阳极作为所述第一辅助单元的第二端，所述第一目标电容的第二端作为所述第一辅助单元的第三端；

所述第一辅助单元的第一端分别与所述第一电容的第一端以及所述第三同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一辅助单元的第二端分别与所述第一同向串联封装桥臂的第一端以及所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一辅助单元的第三端与所述第一同向串联封装桥臂的第三端连接，或者所述第一辅助单元的第三端与所述第二同向串联封装桥臂的第三端连接；

所述第三目标二极管的阴极作为所述第二辅助单元的第一端，所述第三目标二极管的阳极分别与所述第四目标二极管的阴极以及所述第二目标电容的第一端连接，所述第四目标二极管的阳极作为所述第二辅助单元的第二端，所述第二目标电容的第二端作为所述第二辅助单元的第三端；

所述第二辅助单元的第二端分别与所述第二电容的第二端以及所述第三同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第二辅助单元的第一端分别与所述第一同向串联封装桥臂的第二端以及所述第二同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第二辅助单元的第三端与所述第一同向串联封装桥臂的第三端连接，或者所述第二辅助单元的第三端与所述第二同向串联封装桥臂的第三端连接。

一种变换电路，包括第一同向串联封装桥臂、第二同向串联封装桥臂、第三同向串联封装桥臂、第四同向串联封装桥臂、第一电容以及第二电容；

所述第一同向串联封装桥臂的第一端与所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第二端与所述第三同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接；所述第二同向串联封装桥臂的第二端分别与所述第四同向串联封装桥臂的第二端以及所述第一电容的第一端连接，所述第二同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第四同向串联封装桥臂的第三端以及所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；所述第四同向串联封装桥臂的第一端以及所述第三同向串联封装桥臂的第一端均与所述第二电容的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端；

所述第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与所述第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构；所述第一同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元与所述第三同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

一种三相变换电路，包括第一变换电路，第二变换电路以及第三变换电路，所述第一变换电路，所述第二变换电路以及所述第三变换电路均采用上述任一项所述的变换电路；

任意一个变换电路中的第一电容与第二电容的连接端作为该变换电路的中线端，所述第一变换电路的中线端分别与所述第二变换电路的中线端以及所述第三变换电路的中线端连接。

一种变换装置，包括上述任一项所述的变换电路。

本申请的方案中，第一同向串联封装桥臂与第二同向串联封装桥臂并联，由于构成第一同向串联封装桥臂的第一端的全控开关单元，与构成第二同向串联封装桥臂的第一端的全控开关单元，这二者之间为反向串联结构，因此这两个全控开关单元可以实现传统方案中的反向串联桥臂的作用，例如可以实现图1的T型变换电路的一组中间桥臂的功能。相应的，构成第一同向串联封装桥臂的第二端的全控开关单元，与构成第二同向串联封装桥臂的第二端的全控开关单元，这二者也可以实现传统方案中的反向串联桥臂的作用。因此本申请的第一同向串联封装桥臂与第二同向串联封装桥臂能够保证实现原电路的功能，同时又提高了电路的载流能力。同时，本申请的第一同向串联封装桥臂以及第二同向串联封装桥臂均是同向串联封装桥臂，即桥臂内部的两个全控开关单元之间为串联结构，使得本申请的方案并不需要使用到成本较高的反向串联封装的桥臂模块，因此有利于降低成本。因此，本申请的方案在保证了电路的载流能力的前提下，进一步地降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的T型三电平变换电路的示意图；

图2为共漏极的反向串联的桥臂的示意图；

图3为增加电流负载后的T型三电平变换电路的示意图；

图4为本发明中一种变换电路的结构示意图；

图5为本发明一种具体实施方式中的变换电路的结构示意图；

图6为图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，开关单元向中间桥臂换流前的工作示意图；

图7为图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，开关单元向中间桥臂换流的第一阶段的工作示意图；

图8为图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，开关单元向中间桥臂换流的第二阶段的工作示意图；

图9为图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，中间桥臂向开关单元换流前的工作示意图；

图10为图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，中间桥臂向开关单元换流的第三阶段的工作示意图；

图11为图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，中间桥臂向开关单元换流的第四阶段的工作示意图；

图12为第一辅助单元以及第二辅助单元的一种连接位置示意图；

图13为第一辅助单元以及第二辅助单元的另一种连接位置示意图；

图14为第一辅助单元以及第二辅助单元的又一种连接位置示意图；

图15为本发明一种具体实施方式中的变换电路的另一种结构示意图。

图16为本发明一种具体实施方式中四个同向串联封装桥臂呈一列布置的具体位置设置示意图；

图17为对应于图16的实施方式中各个连接点在电路中的位置示意图；

图18为本发明一种具体实施方式中四个同向串联封装桥臂的封装形式的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种变换电路，在保证了电路的载流能力的前提下，进一步地降低了成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图4，图4为本发明中一种变换电路的结构示意图，该变换电路也可以成为T型变换电路，实现输出三电平的功能，包括第一同向串联封装桥臂10、第二同向串联封装桥臂20、第三同向串联封装桥臂30、第一电容C1以及第二电容C2；

第一同向串联封装桥臂10的第一端与第二同向串联封装桥臂20的第一端连接，第一同向串联封装桥臂10的第二端与第二同向串联封装桥臂20的第二端连接，第一同向串联封装桥臂10的第三端分别与第一电容C1的第二端以及第二电容C2的第一端连接；第二同向串联封装桥臂20的第三端与第三同向串联封装桥臂30的第三端连接；第三同向串联封装桥臂30的第一端与第一电容C1的第一端连接，第三同向串联封装桥臂30的第二端与第二电容C2的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端；

第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元与第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

需要说明的是，在部分场合中，第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元的通断状态与第二同向串联封装桥臂20中的第二全控开关单元的通断状态相同；第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元的通断状态与第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元的通断状态相同。当然，也可以根据需要存在着其他的控制方式。

本申请描述的串联封装桥臂，指的是该桥臂中封装了两个全控开关单元且二者为串联连接，而同向串联封装桥臂表示的是同向的串联连接。具体的，这两个全控开关单元中的每一个均包括一个全控开关管以及与该全控开关管反向并联的二极管，两个全控开关单元的连接点的选择决定了是同向串联桥臂还是反向串联桥臂。例如，当两个全控开关单元中各自的全控开关管均为三极管时，如果一个三极管的发射极与另一个三极管的集电极连接，则该串联桥臂为同向串联桥臂。相应的，如果一个三极管的发射极与另一个三极管的发射极连接，或者一个三极管的集电极与另一个三极管的集电极连接，该串联桥臂为反向串联桥臂，图1中的反向串联桥臂即为共e极的反向串联桥臂，即一个三极管的发射极与另一个三极管的发射极连接。又如，当每一个全控开关单元中的全控开关管均为MOS管或者均为IGBT管时，如果一个MOS管的源极与另一个MOS管的漏极连接，则该串联桥臂为同向串联桥臂。相应的，如果一个MOS管的源极与另一个MOS管的源极连接，或者一个MOS管的漏极与另一个MOS管的漏极连接，该串联桥臂为反向串联桥臂。IGBT管同理。图4的第一同向串联封装桥臂10中，一个IGBT管的发射极与另一个IGBT管的集电极连接。

此外需要说明的是，本申请描述的串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，且每个全控开关单元中均包括一个全控开关管以及与全控开关管反向并联的二极管，因此也可以通过这两个二极管的方向确定是同向串联封装桥臂还是反向串联封装桥臂。具体的，当一个二极管的阴极与另一二极管的阳极连接时，该串联桥臂是同向串联封装桥臂，否则为反向串联桥臂。

构成第一同向串联封装桥臂10的第一端的第一全控开关单元，与构成第二同向串联封装桥臂20的第一端的第一全控开关单元，这二者之间为反向串联结构。构成第一同向串联封装桥臂10的第一端的第一全控开关单元即图4中，第一同向串联封装桥臂10的靠上部的全控开关单元。即图4中的第一全控开关单元的集电极构成第一同向串联封装桥臂10的第一端。相应的，构成第二同向串联封装桥臂20的第一端的第一全控开关单元为图4的第二同向串联封装桥臂20中，靠上部的全控开关单元，这两个全控开关单元构成反向串联结构，因此可以实现图1的电路拓扑中的中间桥臂的功能，即这两个全控开关单元可以实现传统的反向串联桥臂的功能。相应的，图4中的第一同向串联封装桥臂10的靠下部的第二全控开关单元以及第二同向串联封装桥臂20的靠下部的第二全控开关单元，也可以实现传统的反向串联桥臂的功能。

第一电容C1以及第二电容C2均可以是单个电容，也可以是多个电容的组合，并且通常选取为有极性的电容。

第三同向串联封装桥臂30也包括了两个全控开关单元。通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

各个全控开关单元在各个阶段的通断状态，可以参照传统的三电平电路的工作流程。例如，在正半周期的第一阶段，第三同向串联封装桥臂30中的第一全控开关单元，第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元以及第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元均导通，其余均关断，正电流经过第三同向串联封装桥臂30中的第一全控开关单元流向负载，第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元以及第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元虽然导通，但没有电流通过。在第二阶段，第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元以及第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元均导通，并通过第二同向串联封装桥臂20中的第二全控开关单元以及第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元中的续流二极管构成两条并联的续流回路。在第三阶段，第二同向串联封装桥臂20中的两个全控开关单元以及第一同向串联封装桥臂10中的两个全控开关单元均导通。在第四阶段，第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元以及第二同向串联封装桥臂20中第二全控开关单元导通，电流通过第三同向串联封装桥臂30中的第二全控开关单元的续流二极管与负载构成回路。在第五阶段，第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元，第二同向串联封装桥臂20中第二全控开关单元导通以及第三同向串联封装桥臂30中的第二全控开关单元导通，电流路径不变。在负半周期与此相对应，不再赘述。

可以看出，在上述实施例中的任意阶段，第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元的通断状态与第二同向串联封装桥臂20中的第二全控开关单元的通断状态相同；第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元的通断状态与第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元的通断状态相同。这也是较为常用的一种控制方式。

进一步地，为了增大第三同向串联封装桥臂30所在支路的载流能力，在一种具体实施方式中，参阅图17，还可以包括第四同向串联封装桥臂40，第四同向串联封装桥臂40的第一端与第三同向串联封装桥臂30的第一端连接，第四同向串联封装桥臂40的第二端与第三同向串联封装桥臂30的第二端连接，第四同向串联封装桥臂40的第三端与第三同向串联封装桥臂30的第三端连接。

在任意阶段，第三同向串联封装桥臂30中的第一全控开关单元的通断状态与第四同向串联封装桥臂40中的第一全控开关单元的通断状态相同；第三同向串联封装桥臂30中的第二全控开关单元的通断状态与第四同向串联封装桥臂40中的第二全控开关单元的通断状态相同。

该种实施方式中，第四同向串联封装桥臂40的第三端以及第三同向串联封装桥臂30的第三端均为电路的输出端，由于设置了第四同向串联封装桥臂40，有利于增加方案的载流能力。

还需要说明的是，一般而言，横管的器件承受的电压会比较低，即第一同向串联封装桥臂10和第二同向串联封装桥臂20中的器件承受电压会比第三同向串联封装桥臂30和第四同向串联封装桥臂40低。如果这四个桥臂采用完全相同的器件，在实际应用中，可能会出现竖管的两个桥臂需要同时动作，而横管未必需要同时动作的情况，即符合前文的描述，第一同向串联封装桥臂10和第二同向串联封装桥臂20中处于对角的两个全控开关单元的通断状态相同，是一种较为常用的方式，但也可以存在其他的控制方式。

此外还需要说明的是，对于图4的未设置第四同向串联封装桥臂40的实施方式，在实际应用中，竖管的参数应该要大于横管的参数，即第三同向串联封装桥臂30中的器件的耐压值要大于第一同向串联封装桥臂10和第一同向串联封装桥臂20中的器件的耐压值。当然，对于图17这样的设置了第四同向串联封装桥臂40的实施方式而言，四个同向串联封装桥臂中的器件参数可以完全相同，提高方案的通用性。

本申请的方案中，第一同向串联封装桥臂10与第二同向串联封装桥臂20并联，由于构成第一同向串联封装桥臂10的第一端的全控开关单元，与构成第二同向串联封装桥臂20的第一端的全控开关单元，这二者之间为反向串联结构，因此这两个全控开关单元可以实现传统方案中的反向串联桥臂的作用，即可以实现图1的T型变换电路的一组中间桥臂的功能。相应的，构成第一同向串联封装桥臂10的第二端的全控开关单元，与构成第二同向串联封装桥臂20的第二端的全控开关单元，这二者也可以实现传统方案中的反向串联桥臂的作用。因此本申请的第一同向串联封装桥臂10与第二同向串联封装桥臂20能够保证实现原电路的功能，同时又提高了电路的载流能力。同时，本申请的第一同向串联封装桥臂10以及第二同向串联封装桥臂20均是同向串联封装桥臂，即桥臂内部的两个全控开关单元之间为串联结构，使得本申请的方案并不需要使用到成本较高的反向串联封装的桥臂模块，因此有利于降低成本。因此，本申请的方案在保证了电路的载流能力的前提下，进一步地降低了成本。

本申请的各个桥臂中的各个全控开关单元中，均包括一个全控开关管以及与该全控开关管反向并联的二极管，各个桥臂的型号尺寸等参数均可以根据实际需要进行设定和调整，例如在一种具体实施方式中，各个桥臂的各全控开关管可以选取为MOS管，或者是成本较低的三极管，又或者是适合开关频率较高的IGBT管等。并且需要说明的是，当各个桥臂的各全控开关管选取为MOS管时，可以选取带体二极管的MOS管，也可以选取不带体二极管的MOS管，均不影响本发明的实施。例如，在一种具体实施方式中，任意一个全控开关单元均为带体二极管的MOS单元，该MOS单元中的MOS管即为全控开关单元中的全控开关管。

在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图5，第一同向串联封装桥臂10包括第一IGBT管Q1，与第一IGBT管Q1反向并联的第一二极管D1，第二IGBT管Q2，以及与第二IGBT管Q2反向并联的第二二极管D2；第二同向串联封装桥臂20包括第三IGBT管Q3，与第三IGBT管Q3反向并联的第三二极管D3，第四IGBT管Q4，以及与第四IGBT管Q4反向并联的第四二极管D4；第三同向串联封装桥臂30包括第五IGBT管Q5，与第五IGBT管Q5反向并联的第五二极管D5，第六IGBT管Q6，以及与第六IGBT管Q6反向并联的第六二极管D6；

第一IGBT管Q1的集电极作为第一同向串联封装桥臂10的第一端，第一IGBT管Q1的发射极与第二IGBT管Q2的集电极连接并作为第一同向串联封装桥臂10的第三端，第二IGBT管Q2的发射极作为第一同向串联封装桥臂10的第二端。第一IGBT管Q1的栅极以及第二IGBT管Q2的栅极分别作为第一IGBT管Q1和第二IGBT管Q2的控制端，后续的IGBT管的控制端均为各自的栅极，不在重复说明。

第三IGBT管Q3的集电极作为第二同向串联封装桥臂20的第一端，第三IGBT管Q3的发射极与第四IGBT管Q4的集电极连接并作为第二同向串联封装桥臂20的第三端，第四IGBT管Q4的发射极作为第二同向串联封装桥臂20的第二端；

第五IGBT管Q5的集电极作为第三同向串联封装桥臂30的第一端，第五IGBT管Q5的发射极与第六IGBT管Q6的集电极连接并作为第三同向串联封装桥臂30的第三端，第六IGBT管Q6的发射极作为第三同向串联封装桥臂30的第二端。

图5中，第一同向串联封装桥臂10以及第二同向串联封装桥臂20中的全控开关管均为IGBT管。并且，为了增大电路效率，该种实施方式中进一步地包括了：第一电感L1，第一辅助单元以及第二辅助单元；第一辅助单元包括第一目标二极管Dm1，第二目标二极管Dm2以及第一目标电容Cm1；第二辅助单元包括第三目标二极管Dm3，第四目标二极管Dm4以及第二目标电容Cm2；

具体的，第一电感L1的第一端分别与第一电容C1的第二端以及第二电容C2的第一端连接，第一电感L1的第二端与第一同向串联封装桥臂10的第三端连接；

第一目标二极管Dm1的阴极作为第一辅助单元的第一端，第一目标二极管Dm1的阳极分别与第二目标二极管Dm2的阴极以及第一目标电容Cm1的第一端连接，第二目标二极管Dm2的阳极作为第一辅助单元的第二端，第一目标电容Cm1的第二端作为第一辅助单元的第三端；

第一辅助单元的第一端分别与第一电容C1的第一端以及第三同向串联封装桥臂30的第一端连接，第一辅助单元的第二端分别与第一同向串联封装桥臂10的第一端以及第二同向串联封装桥臂20的第一端连接，第一辅助单元的第三端与第一同向串联封装桥臂10的第三端连接，或者第一辅助单元的第三端与第二同向串联封装桥臂20的第三端连接。图5中，第一辅助单元的第三端与第二同向串联封装桥臂20的第三端连接。

第三目标二极管Dm3的阴极作为第二辅助单元的第一端，第三目标二极管Dm3的阳极分别与第四目标二极管Dm4的阴极以及第二目标电容Cm2的第一端连接，第四目标二极管Dm4的阳极作为第二辅助单元的第二端，第二目标电容Cm2的第二端作为第二辅助单元的第三端；

第二辅助单元的第二端分别与第二电容C2的第二端以及第三同向串联封装桥臂30的第二端连接，第二辅助单元的第一端分别与第一同向串联封装桥臂10的第二端以及第二同向串联封装桥臂20的第二端连接，第二辅助单元的第三端与第一同向串联封装桥臂10的第三端连接，或者第二辅助单元的第三端与第二同向串联封装桥臂20的第三端连接。图5中，第二辅助单元的第三端与第二同向串联封装桥臂20的第三端连接。

具体的，图6表示图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，开关单元向中间桥臂换流前的工作示意图，电流方向在图6中用粗线示出。此时，第五IGBT管Q5以及第二IGBT管Q2以及第三IGBT管Q3导通，电流经第五IGBT管Q5流入负载，第二IGBT管Q2以及第三IGBT管Q3导通但均没有电流通过，第一目标电容Cm1和第二目标电容Cm2的电压被钳位为0，第一目标电容Cm1处于零电压放电状态，第二目标电容Cm2被充电至Vdc状态。

图7表示图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，开关单元向中间桥臂换流的第一阶段的工作示意图。第五IGBT管Q5从导通转至截止的过程中，由于第二目标电容Cm2的电压逐步放电到零，因此，第五IGBT管Q5可以实现软开关。第二目标电容Cm2通过第四目标二极管Dm4向负载放电，同时为第一电感L1充电，该阶段第一IGBT管Q1以及第四IGBT管Q4从截止状态转为导通状态，该过程中由于第一电感L1的存在，实现了第一IGBT管Q1以及第四IGBT管Q4的零电流导通，实现了软开关，降低了开关损耗。

图8表示图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，开关单元向中间桥臂换流的第二阶段的工作示意图。在第一阶段之后，第四目标二极管Dm4，第二二极管D2以及第三二极管D3截止，通过第一电感L1的电流重新变为0，同时第六二极管D6开始续流导通，负载电平被钳位在

第一电感L1通过第一二极管D1，第三IGBT管Q3，第二IGBT管Q2以及第四二极管D4开始储能，电流从零开始增加，第六二极管D6的电流则同比减小。该过程中，第一IGBT管Q1，第二IGBT管Q2，第三IGBT管Q3，第四IGBT管Q4，第一二极管D1以及第四二极管D4中的电流的变化率均有限，即均工作在软开关状态。同时，第六二极管D6的续流过程，电流也是以有限的变化率变化，也属于软开关，有利于降低第六二极管D6的导通损耗。

图9表示图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，中间桥臂向开关单元换流前的工作示意图。第五IGBT管Q5以及第六IGBT管Q6截止，第一IGBT管Q1至第四IGBT管Q4均处于导通状态，电流从第一电感L1，第一二极管D1和第三IGBT管Q3，以及第四二极管D4和第二IGBT管Q2，流向负载。

图10表示图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，中间桥臂向开关单元换流的第三阶段的工作示意图。第二IGBT管Q2以及第三IBGT管保持导通状态，第六IGBT管Q6保持截止状态，第五IGBT管Q5从截止状态转变为导通状态，第一IGBT管Q1以及第四IBGT管从导通状态变换为截止状态。该过程中，上半母线电压对第一电感L1加反向电压，迫使第一电感L1的电流线性降低，同时上半母线电压通过第五IGBT管Q5对负载建立供电回路，当第一电感L1的电流降低至0时，第一二极管D1以及第四二极管D4反向截止，两个中间桥臂不再导通。

本申请的该实施例中，一个中间桥臂为第一IGBT管Q1，第一二极管D1，第三IGBT管Q3以及第三二极管D3构成的桥臂，另一中间桥臂为第二IGBT管Q2，第二二极管D2，第四IGBT管Q4以及第四二极管D4构成的桥臂。

第五IGBT管Q5从截止状态转变为导通状态的过程中，由于第一电感L1承载着负载电流，使得电流不能突变，因此实现了第五IGBT管Q5的软开关，第一IGBT管Q1以及第四IBGT管从导通状态变换为截止状态的过程中没有电流通过，也实现了软开关。

图11表示图5的T型变换电路执行DC-AC变换，逆变输出电压为正半周期时，中间桥臂向开关单元换流的第四阶段的工作示意图。第三阶段完成后，第一二极管D1以及第四二极管D4反向截止，第二目标电容Cm2开始充电，充电至Vdc时，第二二极管D2以及第三目标二极管Dm3反向截止，充电和换流过程结束，回到图6的状态。在第二目标电容Cm2的充电过程中，第二二极管D2以及第三目标二极管Dm3是以有限的电流变化率导通和截止，因此实现了软开关。

相应的，当逆变输出电压为负半周期时，过程与此类似，均可以实现软开关，也就有利于提高电路效率，此处不再重复说明。除了逆变电路，该种实施方式也可以用于整流电路中，此处不再重复说明。

还需要说明的是，图5的实施方式中，第一辅助单元的第三端与第二同向串联封装桥臂20的第三端连接，并且第二辅助单元的第三端与第二同向串联封装桥臂20的第三端连接。在其他实施方式中可以有其他连接方式，例如图12以及图13中，第二辅助单元的第三端与第一同向串联封装桥臂10的第三端连接，而图13以及图14中，第一辅助单元的第三端与第一同向串联封装桥臂10的第三端连接。图12至图14中，各个可控开关管均为三极管。

此外，图5的实施方式中，第一IGBT管Q1的集电极作为第一同向串联封装桥臂10的第一端，第一IGBT管Q1的发射极作为第一同向串联封装桥臂10的第三端，在其他实施方式中，也可以是第一IGBT管Q1的发射极作为第一同向串联封装桥臂10的第一端，而第一IGBT管Q1的集电极作为第一同向串联封装桥臂10的第三端。

具体的，可参阅图15，第一同向串联封装桥臂10包括第一IGBT管Q1，与第一IGBT管Q1反向并联的第一二极管D1，第二IGBT管Q2，以及与第二IGBT管Q2反向并联的第二二极管D2；第二同向串联封装桥臂20包括第三IGBT管Q3，与第三IGBT管Q3反向并联的第三二极管D3，第四IGBT管Q4，以及与第四IGBT管Q4反向并联的第四二极管D4；第三同向串联封装桥臂30包括第五IGBT管Q5，与第五IGBT管Q5反向并联的第五二极管D5，第六IGBT管Q6，以及与第六IGBT管Q6反向并联的第六二极管D6；

第一IGBT管Q1的发射极作为第一同向串联封装桥臂10的第一端，第一IGBT管Q1的集电极与第二IGBT管Q2的发射极连接并作为第一同向串联封装桥臂10的第三端，第二IGBT管Q2的集电极作为第一同向串联封装桥臂10的第二端；

第三IGBT管Q3的发射极作为第二同向串联封装桥臂20的第一端，第三IGBT管Q3的集电极与第四IGBT管Q4的发射极连接并作为第二同向串联封装桥臂20的第三端，第四IGBT管Q4的集电极作为第二同向串联封装桥臂20的第二端；

第五IGBT管Q5的集电极作为第三同向串联封装桥臂30的第二端，第五IGBT管Q5的发射极作为第三同向串联封装桥臂30的第三端，第六IGBT管Q6的发射极作为第三同向串联封装桥臂30的第一端。

在本发明的一种具体实施方式中，四个同向串联封装桥臂呈一列布置，并且第一同向串联封装桥臂10和第四同向串联封装桥臂40分列在两端，第一同向串联封装桥臂10与第三同向串联封装桥臂30相邻，第四同向串联封装桥臂40与第二同向串联封装桥臂20相邻。

由于第四同向串联封装桥臂40与第三同向串联封装桥臂30中存在同时工作的全控开关单元，该种实施方式中将这两个桥臂用第二同向串联封装桥臂20隔开。并且，第一同向串联封装桥臂10与第二同向串联封装桥臂20中存在同时工作的全控开关单元，该种实施方式中将这两个桥臂用第三同向串联封装桥臂20隔开，也就有利于提高方案的散热性。

进一步的，在一种具体实施方式中，可参阅图16，第一同向串联封装桥,10的第一全控开关单元，第二同向串联封装桥臂20的第一全控开关单元，第三同向串联封装桥臂30的第二全控开关单元以及第四同向串联封装桥臂40的第一全控开关单元均设置在同一直线上。

图16为一种具体实施方式中四个同向串联封装桥臂呈一列布置的具体位置示意图，在图16中，从左至右依次是第四同向串联封装桥臂40，第二同向串联封装桥臂20，第三同向串联封装桥臂30以及第一同向串联封装桥臂10，优选的，第三同向串联封装桥臂30的放置方向相比第二同向串联封装桥臂20呈倒立放置。

通过该种实施方式中的设置，有利于使得同时工作的全控开关单元的综合距离尽量变远，也就有利于方案的散热性。具体的，Q7与Q5同时工作，Q7与Q5之间间隔了第二同向串联封装桥臂20，并且Q7与Q5斜对称，距离较远。同理Q8与Q6同时工作，Q8与Q6之间也间隔了第二同向串联封装桥臂20且斜对称。Q3与Q2同时工作，Q3与Q2之间间隔了第三同向串联封装桥臂30且斜对称，Q1与Q4同时工作，Q1与Q4之间也间隔了第三同向串联封装桥臂30且斜对称。另一方面，由于T型三电平变换电路的竖向开关管(图1中的1号和4号)和横向开关管(图1中的2号和3号)的开关损耗不一致，另一种利于散热的方案是让开关损耗大的全控开关单元的综合距离尽量变远，对于本案中，可以将开关损耗大的第三同向串联封装桥臂30和第四同向串联封装桥臂40尽可能的远距离设置。在另外实施例中，可以将开关损耗大的封装桥臂选用更多电气参数较小的封装桥臂进行并联，可以将不同的封装桥臂彼此分开布置，均横热量分布，避免需要选用两种具有不同冷却能力的散热片，提高器件标准化程度并且有利于提高整体散热能力。

便于与电路对照，将图16中的各个连接点在图17中标出。还需要强调的是，图16中示出了封装各个桥臂的外壳的结构，并且为了便于理解连接关系，在图16中将各个全控开关单元画在外壳结构的侧面，在实际应用中，各个全控开关单元自然是封装在外壳结构的内部。

在本发明的一种具体实施方式中，参阅图18，该变换电路也可以包括第一同向串联封装桥臂10、第二同向串联封装桥臂20、第三同向串联封装桥臂30、第四同向串联封装桥臂40、第一电容C1以及第二电容C2；

第一同向串联封装桥臂10的第一端与第二同向串联封装桥臂20的第一端连接，第一同向串联封装桥臂10的第二端与第三同向串联封装桥臂30的第二端连接，第一同向串联封装桥臂10的第三端分别与第一电容C1的第二端以及第二电容C2的第一端连接；第二同向串联封装桥臂20的第二端分别与第四同向串联封装桥臂40的第二端以及第一电容C1的第一端连接，第二同向串联封装桥臂20的第三端分别与第四同向串联封装桥臂40的第三端以及第三同向串联封装桥臂30的第三端连接；第四同向串联封装桥臂40的第一端以及第三同向串联封装桥臂30的第一端均与第二电容C1的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端。

第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元与第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元构成反向串联结构；第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元与第三同向串联封装桥臂30中的第二全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。通常而言，在任意阶段，第一同向串联封装桥臂10中的第一全控开关单元的通断状态与第三同向串联封装桥臂30中的第二全控开关单元的通断状态相同；第一同向串联封装桥臂10中的第二全控开关单元的通断状态与第二同向串联封装桥臂20中的第一全控开关单元的通断状态相同；第四同向串联封装桥臂40中的第二全控开关单元的通断状态与第二同向串联封装桥臂20中的第二全控开关单元的通断状态相同；第四同向串联封装桥臂40中的第一全控开关单元的通断状态与第三同向串联封装桥臂30中的第一全控开关单元的通断状态相同。四个同向串联封装桥臂中的器件通常可以采用相同类型参数的器件以提高方案的通用性。

该种实施方式中可见图18，由于电路结构与前述实施方式是相同的，区别在于封装的不同，此处便不再针对电路原理展开说明。

进一步的，针对图18中的四个同向串联封装桥臂时，具体的放置顺序可以从左至右依次为：第四同向串联封装桥臂40，第一同向串联封装桥臂10，第三同向串联封装桥臂30，第二同向串联封装桥臂20的顺序，以增加方案的散热性能。即四个同向串联封装桥臂呈一列布置，并且第二同向串联封装桥臂20和第四同向串联封装桥臂40分列在两端，第一同向串联封装桥臂10与第四同向串联封装桥臂40相邻，第三同向串联封装桥臂30与第二同向串联封装桥臂20相邻。

进一步的，按照四个同向串联封装桥臂呈一列布置，并且第二同向串联封装桥臂20和第四同向串联封装桥臂40分列在两端，第一同向串联封装桥臂10与第四同向串联封装桥臂40相邻，第三同向串联封装桥臂30与第二同向串联封装桥臂20相邻。还可以将第一同向串联封装桥臂10的第二全控开关单元，第二同向串联封装桥臂20的第二全控开关单元，第三同向串联封装桥臂30的第二全控开关单元以及第四同向串联封装桥臂40的第二全控开关单元均设置在同一直线上，即将图18中的Q4，Q2，Q5以及Q7设置在同一直线上，Q1，Q3，Q6以及Q8则设置在另一直线上，增加散热性能。

本申请的变换电路也可以组合和三相变换电路，具体的，三相变换电路可以包括第一变换电路，第二变换电路以及第三变换电路，第一变换电路，第二变换电路以及第三变换电路均采用上述任一实施例中的的变换电路；

任意一个变换电路中的第一电容C1与第二电容C2的连接端作为该变换电路的中线端，第一变换电路的中线端分别与第二变换电路的中线端以及第三变换电路的中线端连接。

本申请还公开了一种变换装置，可以包括上述任一实施例中的变换电路。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变换电路，其特征在于，包括第一同向串联封装桥臂、第二同向串联封装桥臂、第三同向串联封装桥臂、第一电容以及第二电容；

所述第一同向串联封装桥臂的第一端与所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第二端与所述第二同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接；所述第二同向串联封装桥臂的第三端与所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；所述第三同向串联封装桥臂的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三同向串联封装桥臂的第二端与所述第二电容的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端；

所述第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与所述第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

2.根据权利要求1所述的变换电路，其特征在于，变换电路的各个全控开关单元中均包括一个全控开关管以及与所述全控开关管反向并联的二极管，且所述全控开关管为MOS管、三极管或者IGBT管。

3.根据权利要求2所述的变换电路，其特征在于，所述第一同向串联封装桥臂包括第一IGBT管，与所述第一IGBT管反向并联的第一二极管，第二IGBT管，以及与所述第二IGBT管反向并联的第二二极管；所述第二同向串联封装桥臂包括第三IGBT管，与所述第三IGBT管反向并联的第三二极管，第四IGBT管，以及与所述第四IGBT管反向并联的第四二极管；所述第三同向串联封装桥臂包括第五IGBT管，与所述第五IGBT管反向并联的第五二极管，第六IGBT管，以及与所述第六IGBT管反向并联的第六二极管；

所述第一IGBT管的集电极作为所述第一同向串联封装桥臂的第一端，所述第一IGBT管的发射极与所述第二IGBT管的集电极连接并作为所述第一同向串联封装桥臂的第三端，所述第二IGBT管的发射极作为所述第一同向串联封装桥臂的第二端；

所述第三IGBT管的集电极作为所述第二同向串联封装桥臂的第一端，所述第三IGBT管的发射极与所述第四IGBT管的集电极连接并作为所述第二同向串联封装桥臂的第三端，所述第四IGBT管的发射极作为所述第二同向串联封装桥臂的第二端；

所述第五IGBT管的集电极作为所述第三同向串联封装桥臂的第一端，所述第五IGBT管的发射极与所述第六IGBT管的集电极连接并作为所述第三同向串联封装桥臂的第三端，所述第六IGBT管的发射极作为所述第三同向串联封装桥臂的第二端。

4.根据权利要求1所述的变换电路，其特征在于，还包括第四同向串联封装桥臂，所述第四同向串联封装桥臂的第一端与所述第三同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第四同向串联封装桥臂的第二端与所述第三同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第四同向串联封装桥臂的第三端与所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；

在任意阶段，所述第三同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的通断状态与所述第四同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的通断状态相同；所述第三同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的通断状态与所述第四同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的通断状态相同。

5.根据权利要求4所述的变换电路，其特征在于，四个同向串联封装桥臂呈一列布置，并且所述第一同向串联封装桥臂和所述第四同向串联封装桥臂分列在两端，所述第一同向串联封装桥臂与所述第三同向串联封装桥臂相邻，所述第四同向串联封装桥臂与所述第二同向串联封装桥臂相邻。

6.根据权利要求5所述的变换电路，其特征在于，所述第一同向串联封装桥臂的第一全控开关单元，所述第二同向串联封装桥臂的第一全控开关单元，所述第三同向串联封装桥臂的第二全控开关单元以及所述第四同向串联封装桥臂的第一全控开关单元均设置在同一直线上。

7.根据权利要求1至6任一项所述的变换电路，其特征在于，还包括第一电感，第一辅助单元以及第二辅助单元；所述第一辅助单元包括第一目标二极管，第二目标二极管以及第一目标电容；所述第二辅助单元包括第三目标二极管，第四目标二极管以及第二目标电容；

所述第一电感的第一端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一同向串联封装桥臂的第三端连接；

所述第一目标二极管的阴极作为所述第一辅助单元的第一端，所述第一目标二极管的阳极分别与所述第二目标二极管的阴极以及所述第一目标电容的第一端连接，所述第二目标二极管的阳极作为所述第一辅助单元的第二端，所述第一目标电容的第二端作为所述第一辅助单元的第三端；

所述第一辅助单元的第一端分别与所述第一电容的第一端以及所述第三同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一辅助单元的第二端分别与所述第一同向串联封装桥臂的第一端以及所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一辅助单元的第三端与所述第一同向串联封装桥臂的第三端连接，或者所述第一辅助单元的第三端与所述第二同向串联封装桥臂的第三端连接；

所述第三目标二极管的阴极作为所述第二辅助单元的第一端，所述第三目标二极管的阳极分别与所述第四目标二极管的阴极以及所述第二目标电容的第一端连接，所述第四目标二极管的阳极作为所述第二辅助单元的第二端，所述第二目标电容的第二端作为所述第二辅助单元的第三端；

所述第二辅助单元的第二端分别与所述第二电容的第二端以及所述第三同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第二辅助单元的第一端分别与所述第一同向串联封装桥臂的第二端以及所述第二同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第二辅助单元的第三端与所述第一同向串联封装桥臂的第三端连接，或者所述第二辅助单元的第三端与所述第二同向串联封装桥臂的第三端连接。

8.一种变换电路，其特征在于，包括第一同向串联封装桥臂、第二同向串联封装桥臂、第三同向串联封装桥臂、第四同向串联封装桥臂、第一电容以及第二电容；

所述第一同向串联封装桥臂的第一端与所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第二端与所述第三同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接；所述第二同向串联封装桥臂的第二端分别与所述第四同向串联封装桥臂的第二端以及所述第一电容的第一端连接，所述第二同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第四同向串联封装桥臂的第三端以及所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；所述第四同向串联封装桥臂的第一端以及所述第三同向串联封装桥臂的第一端均与所述第二电容的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端；

所述第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与所述第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构；所述第一同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元与所述第三同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

9.一种三相变换电路，其特征在于，包括第一变换电路，第二变换电路以及第三变换电路，所述第一变换电路，所述第二变换电路以及所述第三变换电路均采用如权利要求1至8任一项所述的变换电路；

任意一个变换电路中的第一电容与第二电容的连接端作为该变换电路的中线端，所述第一变换电路的中线端分别与所述第二变换电路的中线端以及所述第三变换电路的中线端连接。

10.一种变换装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的变换电路。

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