CN115668737A - 多电平功率转换器和用于多电平功率转换器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种多电平功率转换器和一种用于多电平功率转换器的方法。该多电平功率转换器(100)包括：DC端口；AC端口；第一功率转换单元(1)，其耦接到DC端口并且包括第一AC端子(11)，该第一AC端子适于提供第一多个电压电平；第二功率转换单元(2)，其耦接到DC端口并且包括第二AC端子(21)，该第二AC端子适于提供与所述第一多个电压电平相同数量的第二多个电压电平，其中所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度；耦合电感器(3)，其包括具有相同匝数的第一绕组(31)和第二绕组(32)，其中第一绕组(31)包括耦接到第一AC端子(11)的第一端(311)以及包括第二端(312)，第二绕组(32)包括耦接到第二AC端子(21)的第三端(321)以及包括第四端(322)，并且第一绕组(31)的第二端(312)和第二绕组(32)的第三端(321)是第一绕组(31)和第二绕组(32)的同名端；以及感应滤波单元(4)，其布置在AC端口和第一绕组(31)的第二端(312)及第二绕组(32)的第四端(322)之间。

Description

多电平功率转换器和用于多电平功率转换器的方法
技术领域
本公开的实施例总体上涉及功率转换器领域，且更特别地，涉及一种多电平功率转换器和一种用于多电平功率转换器的方法。
背景技术
目前，多电平功率转换器被广泛用于各种领域中，其可以有效地降低开关频率并改进输出波形质量。
图1图示了常规多电平功率转换器100的示意性电路图。如图1中所示，多电平功率转换器100包括DC端口和AC端口。DC端口包括DC端子DC+和DC-。电容器C1和C2串联连接在DC端子DC+和DC-之间。开关半导体装置S1、S2、S3和S4串联连接在DC端子DC+和DC-之间。开关半导体装置S1、S2、S3和S4是线路频率开关。电容器C1和C2之间的节点N1连接到开关半导体装置S2和S3之间的节点N2。包括开关半导体装置S5、S6、S17和S18的第一分支串联连接在节点N3和电感器L之间。包括开关半导体装置S7、S8、S19和S20的第二分支串联连接在节点N4和电感器L之间。开关半导体装置S5、S6、S17、S18、S7、S8、S19和S20是高频开关。电容器C3、C5和C7分别连接在第一分支和第二分支之间。开关半导体装置S1、S2、S3、S4、S5、S6、S17、S18、S7、S8、S19和S20可在相应的驱动信号的控制下接通和切断。利用以上布置，多电平功率转换器100可在AC端口处输出九个电压电平。
当多电平功率转换器100操作时，电容器C3、C5和C7可经由开关半导体装置S5、S6、S17、S18、S7、S8、S19和S20中的相应多者而串联连接。在多电平功率转换器100的稳定状态下，电容器C3、C5和C7两端的电压是稳定的。然而，在多电平功率转换器100的动态状态下，电容器C3、C5和C7两端的电压可能会失控。例如，电容器C3、C5或C7的电压可能变得相对高。在这种情况下，对应的开关半导体装置S5、S6、S17、S18、S7、S8、S19或S20可能容易受到损坏。因此，多电平功率转换器100的性能和可靠性将受到不利影响。
因此，需要一种用于改进多电平功率转换器的性能和可靠性的解决方案。
发明内容
鉴于前述问题，本公开的各种示例实施例提供了一种多电平功率转换器和一种用于多电平功率转换器的方法，以便改进多电平功率转换器的性能和可靠性。
在本公开的第一方面中，本公开的示例实施例提供了一种多电平功率转换器。该多电平功率转换器包括：DC端口；AC端口；第一功率转换单元，其耦接到DC端口并且包括第一AC端子，该第一AC端子适于提供第一多个电压电平；第二功率转换单元，其耦接到DC端口并且包括第二AC端子，该第二AC端子适于提供与所述第一多个电压电平相同数量的第二多个电压电平，其中所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度；耦合电感器，其包括具有相同匝数的第一绕组和第二绕组，其中第一绕组包括耦接到第一AC端子的第一端以及包括第二端，第二绕组包括耦接到第二AC端子的第三端以及包括第四端，并且第一绕组的第二端和第二绕组的第三端是第一绕组和第二绕组的同名端；以及感应滤波单元，其布置在AC端口和第一绕组的第二端及第二绕组的第四端之间。
在一些实施例中，第一绕组的第二端和第二绕组的第四端耦接到共用节点，并且感应滤波单元包括布置在共用节点和AC端口之间的电感器。
在一些实施例中，感应滤波单元包括：第一电感器，其布置在第一绕组的第二端和AC端口之间；以及第二电感器，其布置在第二绕组的第四端和AC端口之间。
在一些实施例中，感应滤波单元包括附加的耦合电感器，该附加的耦合电感器包括第三绕组和第四绕组，第三绕组布置在第一绕组的第二端和AC端口之间，第四绕组布置在第二绕组的第四端和AC端口之间，并且第三绕组和第四绕组的同名端连接到AC端口。
在一些实施例中，第一AC端子和第二AC端子中的每一个提供五个电压电平，并且AC端口提供九个电压电平。
在一些实施例中，DC端口包括第一DC端子和第二DC端子，并且第一功率转换单元包括：第一电容器和第二电容器，它们串联连接在第一DC端子和第二DC端子之间；第一、第二、第三和第四开关半导体装置，它们串联连接在第一DC端子和第二DC端子之间，其中第一电容器和第二电容器之间的第一节点连接到第二开关半导体装置和第三开关半导体装置之间的第二节点；第五开关半导体装置和第六开关半导体装置，它们串联连接在第三节点和第一AC端子之间，该第三节点是在第一开关半导体装置和第二开关半导体装置之间；第七开关半导体装置和第八开关半导体装置，它们串联连接在第四节点和第一AC端子之间，该第四节点是在第三开关半导体装置和第四开关半导体装置之间；以及第三电容器，其连接在第五节点和第六节点之间，该第五节点是在第五开关半导体装置和第六开关半导体装置之间，并且该第六节点是在第七开关半导体装置和第八开关半导体装置之间。
在一些实施例中，第二功率转换单元包括：与第一功率转换单元共享的第一电容器和第二电容器；与第一功率转换单元共享的第一、第二、第三和第四开关半导体装置；第九开关半导体装置和第十开关半导体装置，它们串联连接在第三节点和第二AC端子之间；第十一开关半导体装置和第十二开关半导体装置，它们串联连接在第四节点和第二AC端子之间；以及第四电容器，其连接在第七节点和第八节点之间，该第七节点是在第九开关半导体装置和第十开关半导体装置之间，并且该第八节点是在第十一开关半导体装置和第十二开关半导体装置之间。
在一些实施例中，第二功率转换单元包括：与第一功率转换单元共享的第一电容器和第二电容器；第十三、第十四、第十五和第十六开关半导体装置，它们串联连接在第一DC端子和第二DC端子之间，其中在第十四开关半导体装置和第十五开关半导体装置之间的第九节点连接到第一节点；第九开关半导体装置和第十开关半导体装置，它们串联连接在第十节点和第二AC端子之间，该第十节点是在第十三开关半导体装置和第十四开关半导体装置之间；第十一开关半导体装置和第十二开关半导体装置，它们串联连接在第十一节点和第二AC端子之间，该第十一节点是在第十五开关半导体装置和第十六开关半导体装置之间；以及第四电容器，其连接在第七节点和第八节点之间，该第七节点是在第九开关半导体装置和第十开关半导体装置之间，并且该第八节点是在第十一开关半导体装置和第十二开关半导体装置之间。
在一些实施例中，第一AC端子和第二AC端子中的每一个提供九个电压电平，并且AC端口提供十七个电压电平。
在一些实施例中，当DC端口用作输入且AC端口用作输出时，多电平功率转换器操作为逆变器，并且当AC端口用作输入且DC端口用作输出时，多电平功率转换器操作为整流器。
在本公开的第二方面中，本公开的示例实施例提供了一种用于多电平功率转换器的方法。该多电平功率转换器包括：DC端口；AC端口；第一功率转换单元，其耦接到DC端口并且包括第一AC端子；第二功率转换单元，其耦接到DC端口并且包括第二AC端子；耦合电感器，其包括具有相同匝数的第一绕组和第二绕组，其中第一绕组包括耦接到第一AC端子的第一端以及包括第二端，第二绕组包括耦接到第二AC端子的第三端以及包括第四端，并且第一绕组的第二端和第二绕组的第三端是第一绕组和第二绕组的同名端；以及感应滤波单元，其布置在AC端口和第一绕组的第二端及第二绕组的第四端之间。该方法包括：将第一多个电压电平从第一AC端子提供到第一绕组的第一端；将与所述第一多个电压电平相同数量的第二多个电压电平从第二AC端子提供到第二绕组的第三端，其中所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度；以及经由第一绕组的第二端和第二绕组的第四端来输出第三多个电压电平，其中所述第三多个电压电平的数量等于所述第一多个电压电平的数量与所述第二多个电压电平的数量之和减去一。
在一些实施例中，第一绕组的第二端和第二绕组的第四端耦接到共用节点，并且其中感应滤波单元包括布置在共用节点和AC端口之间的电感器。
在一些实施例中，感应滤波单元包括：第一电感器，其布置在第一绕组的第二端和AC端口之间；以及第二电感器，其布置在第二绕组的第四端和AC端口之间。
在一些实施例中，感应滤波单元包括附加的耦合电感器，该附加的耦合电感器包括第三绕组和第四绕组，第三绕组布置在第一绕组的第二端和AC端口之间，第四绕组布置在第二绕组的第四端和AC端口之间，并且第三绕组和第四绕组的同名端连接到AC端口。
根据本公开的各种实施例，可通过耦合电感器将所述第一多个电压电平和所述第二多个电压电平组合成第三多个电压电平；所述第三多个电压电平的数量分别大于所述第一多个电压电平的数量和所述第二多个电压电平的数量。以这种方式，根据本公开的实施例的多电平功率转换器可通过使用更少的电容器来产生与常规多电平功率转换器相同数量的电压电平，从而降低在多电平功率转换器中的电容器当中发生电压不平衡的风险，并由此避免多电平功率转换器中的开关半导体装置的损坏。因此，可改进多电平功率转换器的性能和可靠性。
附图说明
通过以下参考附图的详细描述，本文中所公开的示例实施例的以上和其他目的、特征和优点将变得更加可理解。在附图中，本文中所公开的几个示例实施例将以示例和非限制性方式进行图示，其中：
图1图示了常规多电平功率转换器的示意性电路图；
图2图示了根据本公开的实施例的多电平功率转换器的框图；
图3图示了根据本公开的实施例的耦合电感器和感应滤波单元的示例布置；
图4图示了根据本公开的另一个实施例的耦合电感器和感应滤波单元的示例布置；
图5图示了根据本公开的又一实施例的耦合电感器和感应滤波单元的示例布置；
图6图示了根据本公开的实施例的多电平功率转换器的示意性电路图；
图7图示了根据本公开的另一个实施例的多电平功率转换器的示意性电路图；
图8图示了根据本公开的实施例的三相功率转换电路的示意性电路图；
图9图示了根据本公开的另一个实施例的多电平功率转换器的示意性电路图；以及
图10图示了根据本公开的又一实施例的多电平功率转换器的示意性电路图。
贯穿附图，相同或类似的参考符号用于指示相同或类似的元件。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的几个示例实施例来描述本公开的原理。尽管在附图中图示了本公开的示例实施例，但将理解的是，描述这些实施例只是为了促进本领域技术人员更好地理解并由此实现本公开，而不是以任何方式限制本公开的范围。
术语“包括”或“包含”及其变体将被解读为意指“包括但不限于”的开放性术语。除非上下文另有明确指示，否则术语“或”将被解读为“和/或”。术语“基于”将被解读为“至少部分地基于”。术语“可操作以”将意指功能、动作、运动或状态可以通过由用户或外部机构诱导的操作来实现。术语“一个实施例”和“一实施例”将被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”将被解读为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可指代不同或相同的对象。下文可包括其他定义(明确的和隐含的)。除非上下文另有明确指示，否则术语的定义贯穿描述是一致的。
除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变型被广泛使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。此外，“连接”和“耦接”不限于物理或机械连接或耦接。在以下描述中，相似的附图标记和标签用于描述图中相同、类似或对应的部分。下文可包括其他定义(明确的和隐含的)。
如上文所讨论的，常规多电平功率转换器的性能和可靠性可由于使用多个电容器所致而受到不利影响。根据本公开的实施例，为了改进多电平功率转换器的性能和可靠性，可通过耦合电感器将具有90度的相移的所述第一多个电压电平和所述第二多个电压电平进行组合，使得根据本公开的实施例的多电平功率转换器可通过使用更少的电容器来产生与常规多电平功率转换器相同数量的电压电平。以上思路可以以各种方式来实施，如将在以下段落中详细描述的。
下文中，将参考图2-图10来详细描述本公开的原理。首先参考图2，图2图示了根据本公开的实施例的多电平功率转换器100的框图。如图2中所示，多电平功率转换器100通常包括DC端口、AC端口、第一功率转换单元1、第二功率转换单元2、耦合电感器3和感应滤波单元4。多电平功率转换器100可以是双向功率转换器。当DC端口用作输入且AC端口用作输出时，多电平功率转换器100可操作为逆变器。代替地，当AC端口用作输入且DC端口用作输出时，多电平功率转换器100可操作为整流器。
DC端口包括第一DC端子DC+和第二DC端子DC-。第一功率转换单元1和第二功率转换单元2分别耦接到DC端口。第一功率转换单元1包括用于提供第一多个电压电平的第一AC端子11。第二功率转换单元2包括用于提供第二多个电压电平的第二AC端子21。所述第二多个电压电平的数量与所述第一多个电压电平的数量相同。第一功率转换单元1和第二功率转换单元2具有相同的切换循环。另外，所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度(即，第一功率转换单元1和第二功率转换单元2的切换循环的四分之一)。
耦合电感器3包括具有相同匝数的第一绕组31和第二绕组32。第一绕组31包括耦接到第一AC端子11的第一端311以及包括第二端312。第二绕组32包括耦接到第二AC端子21的第三端321以及包括第四端322。第一绕组31的第二端312和第二绕组32的第三端321是第一绕组31和第二绕组32的同名端。对于这种布置，第一绕组31和第二绕组32可感应出大小相同且方向相反的电压。
可通过耦合电感器将具有90度的相移的所述第一多个电压电平和所述第二多个电压电平组合成第三多个电压电平。所述第三多个电压电平的数量将等于所述第一多个电压电平的数量与所述第二多个电压电平的数量之和减去一。如果所述第一多个电压电平和所述第二多个电压电平的数量两者都为五，则所述第三多个电压电平的数量将为九。如果所述第一多个电压电平和所述第二多个电压电平的数量两者都为九，则所述第三多个电压电平的数量将为十七。
感应滤波单元4布置在AC端口和耦合电感器3之间，以便对由耦合电感器3提供的所述第三多个电压电平进行滤波。耦合电感器3和感应滤波单元4可具有各种布置，这些布置将在下文中参考图3-5进行详细描述。
在实施例中，如图3中所示，第一绕组31的第二端312和第二绕组32的第四端322耦接到共用节点N0。感应滤波单元4包括布置在共用节点N0和AC端口之间的电感器L0。
在另一个实施例中，如图4中所示，感应滤波单元4包括第一电感器器L1和第二电感器L2。第一电感器L1布置在第一绕组31的第二端312和AC端口之间。第二电感器L2布置在第二绕组32的第四端322和AC端口之间。
在又一实施例中，如图5中所示，感应滤波单元4包括由第三绕组41和第四绕组42组成的附加的耦合电感器。第三绕组41布置在第一绕组31的第二端312和AC端口之间。第四绕组42布置在第二绕组32的第四端322和AC端口之间。第三绕组41和第四绕组42的同名端连接到AC端口。
图6图示了根据本公开的实施例的多电平功率转换器100的示意性电路图。如图6中所示，耦合电感器3和感应滤波单元4具有与参考图2和图3描述的构造和布置相同的构造和布置。将理解的是，耦合电感器3和感应滤波单元4可具有其他构造和布置，例如如上文参考图4和图5描述的构造和布置。本公开的范围并不意图在这方面受到限制。
在实施例中，如图6中所示，第一功率转换单元1包括电容器C1、C2和C3、以及开关半导体装置S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8。电容器C1和C2串联连接在第一DC端子DC+和第二DC端子DC-之间。开关半导体装置S1、S2、S3和S4是线路频率开关。开关半导体装置S1、S2、S3和S4串联连接在第一DC端子DC+和第二DC端子DC-之间。电容器C1和C2之间的第一节点N1连接到开关半导体装置S2和S3之间的第二节点N2。节点N1可用作AC端口的参考电压点。开关半导体装置S5、S6、S7和S8是高频开关，并且具有相同的切换循环。开关半导体装置S5和S6串联连接在第三节点N3和第一AC端子11之间。第三节点N3是在开关半导体装置S1和S2之间。开关半导体装置S7和S8串联连接在第四节点N4和第一AC端子11之间。第四节点N4是在开关半导体装置S3和S4之间。第三电容器C3连接在第五节点N5和第六节点N6之间。第五节点N5是在开关半导体装置S5和S6之间。第六节点N6是在开关半导体装置S7和S8之间。
开关半导体装置S5和S7是互补型开关。即，当开关半导体装置S5接通时，开关半导体装置S7切断，反之亦然。类似地，开关半导体装置S6和S8是互补型开关。开关半导体装置S5的驱动信号可比开关半导体装置S6的驱动信号滞后半个切换循环。
在实施例中，如图6中所示，第二功率转换单元2包括电容器C1、C2和C4、以及开关半导体装置S1、S2、S3、S4、S9、S10、S11和S12。电容器C1和C2以及开关半导体装置S1、S2、S3和S4由第一功率转换单元1和第二功率转换单元2共享。开关半导体装置S9、S10、S11和S12是高频开关，并且具有与开关半导体装置S5、S6、S7和S8相同的切换循环。开关半导体装置S9和S10串联连接在第三节点N3和第二AC端子21之间。开关半导体装置S11和S12串联连接在第四节点N4和第二AC端子21之间。第四电容器C4连接在第七节点N7和第八节点N8之间。第七节点N7是在开关半导体装置S9和S10之间。第八节点N8是在开关半导体装置S11、S12之间。
开关半导体装置S9和S10是互补型开关。类似地，开关半导体装置S11和S12是互补型开关。开关半导体装置S9的驱动信号可比开关半导体装置S10的驱动信号滞后半个切换循环。开关半导体装置S5、S6、S7和S8的驱动信号与开关半导体装置S9、S10、S11和S12的驱动信号具有90度的相位差(即，这些开关半导体装置的切换循环的四分之一)。因此，在所述第二多个电压电平和所述第一多个电压电平之间存在90度的相移。
利用以上布置，第一功率转换单元1和第二功率转换单元2中的每一个可在相应的AC端子11、21处提供五个电压电平。因此，耦合电感器3可在第一绕组31的第二端312和第二绕组32的第四端322处提供九个电压电平。与如图1中所示的常规多电平功率转换器100相比，如图6中所示的多电平功率转换器100可通过使用更少的电容器来提供相同数量的电压电平，从而降低在多电平功率转换器100中的电容器当中发生电压不平衡的风险，并由此避免多电平功率转换器100中的开关半导体装置的损坏。
图7图示了根据本公开的另一个实施例的多电平功率转换器100的示意性电路图。如图7中所示的多电平功率转换器100的构造类似于如图6中所示的多电平功率转换器100的构造。如图6和图7中所示的多电平功率转换器100之间的差异在第二功率转换单元2的构造中用线条标出。
如图7中所示，第二功率转换单元2包括电容器C1、C2和C4、以及开关半导体装置S13、S14、S15、S16、S9、S10、S11和S12。
开关半导体装置S13、S14、S15和S16是线路频率开关。开关半导体装置S9、S10、S11和S12是高频开关。电容器C1和C2由第一功率转换单元1和第二功率转换单元2共享。开关半导体装置S13、S14、S15和S16串联连接在第一DC端子DC+和第二DC端子DC-之间。
开关半导体装置S14和S15之间的第九节点N9连接到第一节点N1。开关半导体装置S9和S10串联连接在第十节点N10和第二AC端子21之间。第十节点N10是在开关半导体装置S13和S14之间。开关半导体装置S11和S12串联连接在第十一节点N11和第二AC端子21之间。第十一节点N11是在开关半导体装置S15和S16之间。第四电容器C4连接在第七节点N7和第八节点N8之间。第七节点N7是在开关半导体装置S9和S10之间。第八节点N8是在开关半导体装置S11和S12之间。
利用以上布置，如图7中所示的多电平功率转换器100的操作类似于如图6中所示的多电平功率转换器100的操作。
如参考图2-7所描述的多电平功率转换器100中的每一个是单相电路。然而，在其他实施例中，多电平功率转换器100中的每一个可用于形成三相电路。图8图示了根据本公开的实施例的三相功率转换电路200的示意性电路图。如图8中所示，三相功率转换电路200包括三个相L11、L22和L33。这些相L11、L22和L33中的每一个包括如上文参考图6所描述的多电平功率转换器100。在其他实施例中，这些相L11、L22和L33中的每一个可包括根据其他实施例的多电平功率转换器100。
图9图示了根据本公开的另一个实施例的多电平功率转换器100的示意性电路图。如图9中所示的多电平功率转换器100的构造类似于如图6中所示的多电平功率转换器100的构造。如图9和图6中所示的多电平功率转换器100之间的差异在第一功率转换单元1和第二功率转换单元2的构造中用线条标出。如图9中所示，第一功率转换单元1进一步包括开关半导体装置S17、S18、S19和S20、以及电容器C5和C7。类似地，第二功率转换单元2进一步包括开关半导体装置S21、S22、S23和S24、以及电容器C6和C8。对于这种布置，第一功率转换单元1和第二功率转换单元2中的每一个可在相应的AC端子11和12处提供九个电压电平。然后，耦合电感器3可输出十七个电压电平。
图10图示了根据本公开的又一实施例的多电平功率转换器100的示意性电路图。如图10中所示的多电平功率转换器100的构造类似于如图7中所示的多电平功率转换器100的构造。如图10和图7中所示的多电平功率转换器100之间的差异在第一功率转换单元1和第二功率转换单元2的构造中用线条标出。如图10中所示，第一功率转换单元1进一步包括开关半导体装置S17、S18、S19和S20、以及电容器C5和C7。类似地，第二功率转换单元2进一步包括开关半导体装置S21、S22、S23和S24、以及电容器C6和C8。对于这种布置，第一功率转换单元1和第二功率转换单元2中的每一个可在相应的AC端子11和12处提供九个电压电平。然后，耦合电感器3可输出十七个电压电平。
在根据本公开的实施例中，第一功率转换单元1和第二功率转换单元2中的开关半导体装置可以是各种类型，例如MOSFET、IGBT等。本公开的范围并不意图在这方面受到限制。
在一些实施例中，提供了一种用于如上文所描述的多电平功率转换器100的方法。该方法包括：将第一多个电压电平从第一AC端子11提供到第一绕组31的第一端311；将与所述第一多个电压电平相同数量的第二多个电压电平从第二AC端子21提供到第二绕组32的第三端321，其中所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度；以及经由第一绕组31的第二端312和第二绕组32的第四端322来输出第三多个电压电平，其中所述第三多个电压电平的数量等于所述第一多个电压电平的数量与所述第二多个电压电平的数量之和减去一。
根据本公开的各种实施例，可通过耦合电感器3将具有90度的相移的所述第一多个电压电平和所述第二多个电压电平组合成第三多个电压电平；所述第三多个电压电平的数量等于所述第一多个电压电平的数量与所述第二多个电压电平的数量之和减去一。以这种方式，根据本公开的实施例的多电平功率转换器100可通过使用更少的电容器来产生与常规多电平功率转换器相同数量的电压电平，从而降低在多电平功率转换器100中的电容器当中发生电压不平衡的风险，并由此避免多电平功率转换器100中的开关半导体装置的损坏。因此，可改进多电平功率转换器100的性能和可靠性。
虽然本文中已描述和图示了几个发明性实施例，但是本领域普通技术人员将容易地设想各种其他手段和/或结构以用于执行功能和/或获得结果和/或本文中所描述的优点中的一个或多个，并且这种变化和/或修改中的每一者被认为在本文中所描述的发明性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易地了解，本文中所描述的所有参数、尺寸、材料和配置意在为示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于具体应用或者使用发明性教导所针对的应用。本领域技术人员将认识到或者使用不超过常规实验就能够确定本文中所描述的具体发明性实施例的许多等同物。因此，将理解，前述实施例仅作为示例呈现，并且在所附权利要求书及其等同物的范围内，除了如具体描述和要求保护之外，还可实践发明性实施例。本公开的发明性实施例涉及本文中所描述的每个单独特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果这种特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个这种特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合均被包括在本公开的发明性范围内。

Claims (14)

1.一种多电平功率转换器(100)，其包括：
DC端口；
AC端口；
第一功率转换单元(1)，其耦接到所述DC端口并且包括第一AC端子(11)，所述第一AC端子适于提供第一多个电压电平；
第二功率转换单元(2)，其耦接到所述DC端口并且包括第二AC端子(21)，所述第二AC端子适于提供与所述第一多个电压电平相同数量的第二多个电压电平，其中所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度；
耦合电感器(3)，其包括具有相同匝数的第一绕组(31)和第二绕组(32)，其中所述第一绕组(31)包括耦接到所述第一AC端子(11)的第一端(311)以及包括第二端(312)，所述第二绕组(32)包括耦接到所述第二AC端子(21)的第三端(321)以及包括第四端(322)，并且所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述第二绕组(32)的所述第三端(321)是所述第一绕组(31)和所述第二绕组(32)的同名端；以及
感应滤波单元(4)，其布置在所述AC端口和所述第一绕组(31)的所述第二端(312)及所述第二绕组(32)的所述第四端(322)之间。
2.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述第二绕组(32)的所述第四端(322)耦接到共用节点(N0)，并且其中所述感应滤波单元(4)包括布置在所述共用节点(N0)和所述AC端口之间的电感器(L0)。
3.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中所述感应滤波单元(4)包括：
第一电感器(L1)，其布置在所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述AC端口之间；以及
第二电感器(L2)，其布置在第二绕组(32)的所述第四端(322)和所述AC端口之间。
4.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中所述感应滤波单元(4)包括附加的耦合电感器，所述附加的耦合电感器包括第三绕组(41)和第四绕组(42)，
其中所述第三绕组(41)布置在所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述AC端口之间，
其中所述第四绕组(42)布置在第二绕组(32)的所述第四端(322)和所述AC端口之间，并且
其中所述第三绕组(41)和所述第四绕组(42)的同名端连接到所述AC端口。
5.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中所述第一AC端子(11)和所述第二AC端子(21)中的每一个提供五个电压电平，并且所述AC端口提供九个电压电平。
6.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中所述DC端口包括第一DC端子(DC+)和第二DC端子(DC-)，并且其中所述第一功率转换单元(1)包括：
第一电容器(C1)和第二电容器(C2)，它们串联连接在所述第一DC端子(DC+)和所述第二DC端子(DC-)之间；
第一开关半导体装置(S1)、第二开关半导体装置(S2)、第三开关半导体装置(S3)和第四开关半导体装置(S4)，它们串联连接在所述第一DC端子(DC+)和所述第二DC端子(DC-)之间，其中所述第一电容器(C1)和所述第二电容器(C2)之间的第一节点(N1)连接到所述第二开关半导体装置(S2)和所述第三开关半导体装置(S3)之间的第二节点(N2)；
第五开关半导体装置(S5)和第六开关半导体装置(S6)，它们串联连接在第三节点(N3)和所述第一AC端子(11)之间，所述第三节点(N3)是在所述第一开关半导体装置(S1)和所述第二开关半导体装置(S2)之间；
第七开关半导体装置(S7)和第八开关半导体装置(S8)，它们串联连接在第四节点(N4)和所述第一AC端子(11)之间，所述第四节点(N4)是在所述第三开关半导体装置(S3)和所述第四开关半导体装置(S4)之间；以及
第三电容器(C3)，其连接在第五节点(N5)和第六节点(N6)之间，所述第五节点(N5)是在所述第五开关半导体装置(S5)和所述第六开关半导体装置(S6)之间，并且所述第六节点(N6)是在所述第七开关半导体装置(S7)和所述第八开关半导体装置(S8)之间。
7.根据权利要求6所述的多电平功率转换器(100)，其中所述第二功率转换单元(2)包括：
与所述第一功率转换单元(1)共享的所述第一电容器(C1)和所述第二电容器(C2)；
与所述第一功率转换单元(1)共享的所述第一开关半导体装置(S1)、所述第二开关半导体装置(S2)、所述第三开关半导体装置(S3)和所述第四开关半导体装置(S4)；
第九开关半导体装置(S9)和第十开关半导体装置(S10)，它们串联连接在所述第三节点(N3)和所述第二AC端子(21)之间；
第十一开关半导体装置(S11)和第十二开关半导体装置(S12)，它们串联连接在所述第四节点(N4)和所述第二AC端子(21)之间；以及
第四电容器(C4)，其连接在第七节点(N7)和第八节点(N8)之间，所述第七节点(N7)是在所述第九开关半导体装置(S9)和所述第十开关半导体装置(S10)之间，并且所述第八节点(N8)是在所述第十一开关半导体装置(S11)和所述第十二开关半导体装置(S12)之间。
8.根据权利要求6所述的多电平功率转换器(100)，其中所述第二功率转换单元(2)包括：
与所述第一功率转换单元(1)共享的所述第一电容器(C1)和所述第二电容器(C2)；
第十三开关半导体装置(S13)、第十四开关半导体装置(S14)、第十五开关半导体装置(S15)和第十六开关半导体装置(S16)，它们串联连接在所述第一DC端子(DC+)和所述第二DC端子(DC-)之间，其中在所述第十四开关半导体装置(S14)和所述第十五开关半导体装置(S15)之间的第九节点(N9)连接到所述第一节点(N1)；
第九开关半导体装置(S9)和第十开关半导体装置(S10)，它们串联连接在第十节点(N10)和所述第二AC端子(21)之间，所述第十节点(N10)是在所述第十三开关半导体装置(S13)和所述第十四开关半导体装置(S14)之间；
第十一开关半导体装置(S11)和第十二开关半导体装置(S12)，它们串联连接在第十一节点(N11)和所述第二AC端子(21)之间，所述第十一节点(N11)是在所述第十五开关半导体装置(S15)和所述第十六开关半导体装置(S16)之间；以及
第四电容器(C4)，其连接在第七节点(N7)和第八节点(N8)之间，所述第七节点(N7)是在所述第九开关半导体装置(S9)和所述第十开关半导体装置(S10)之间，并且所述第八节点(N8)是在所述第十一开关半导体装置(S11)和所述第十二开关半导体装置(S12)之间。
9.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中所述第一AC端子(11)和所述第二AC端子(21)中的每一个提供九个电压电平，并且所述AC端口提供十七个电压电平。
10.根据权利要求1所述的多电平功率转换器(100)，其中当所述DC端口用作输入且所述AC端口用作输出时，所述多电平功率转换器(100)操作为逆变器，并且
其中当所述AC端口用作输入且所述DC端口用作输出时，所述多电平功率转换器(100)操作为整流器。
11.一种用于多电平功率转换器(100)的方法，所述多电平功率转换器(100)包括：DC端口；AC端口；第一功率转换单元(1)，其耦接到所述DC端口并且包括第一AC端子(11)；第二功率转换单元(2)，其耦接到所述DC端口并且包括第二AC端子(21)；耦合电感器(3)，其包括具有相同匝数的第一绕组(31)和第二绕组(32)，其中所述第一绕组(31)包括耦接到所述第一AC端子(11)的第一端(311)以及包括第二端(312)，所述第二绕组(32)包括耦接到所述第二AC端子(21)的第三端(321)以及包括第四端(322)，并且所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述第二绕组(32)的所述第三端(321)是所述第一绕组(31)和所述第二绕组(32)的同名端；以及感应滤波单元(4)，其布置在所述AC端口和所述第一绕组(31)的所述第二端(312)及所述第二绕组(32)的所述第四端(322)之间，
所述方法包括：
将第一多个电压电平从所述第一AC端子(11)提供到所述第一绕组(31)的所述第一端(311)；
将与所述第一多个电压电平相同数量的第二多个电压电平从所述第二AC端子(21)提供到所述第二绕组(32)的所述第三端(321)，其中所述第二多个电压电平相对于所述第一多个电压电平被相移90度；以及
经由所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述第二绕组(32)的所述第四端(322)来输出第三多个电压电平，其中所述第三多个电压电平的数量等于所述第一多个电压电平的数量与所述第二多个电压电平的数量之和减去一。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述第二绕组(32)的所述第四端(322)耦接到共用节点(N0)，并且其中所述感应滤波单元(4)包括布置在所述共用节点(N0)和所述AC端口之间的电感器(L0)。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述感应滤波单元(4)包括：
第一电感器(L1)，其布置在所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述AC端口之间；以及
第二电感器(L2)，其布置在第二绕组(32)的所述第四端(322)和所述AC端口之间。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述感应滤波单元(4)包括附加的耦合电感器，所述附加的耦合电感器包括第三绕组(41)和第四绕组(42)，
其中所述第三绕组(41)布置在所述第一绕组(31)的所述第二端(312)和所述AC端口之间，
其中所述第四绕组(42)布置在第二绕组(32)的所述第四端(322)和所述AC端口之间，并且
其中所述第三绕组(41)和所述第四绕组(42)的同名端连接到所述AC端口。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023123707A1 (zh) * 2021-12-31 2023-07-06 京清数电(北京)技术有限公司 双向储能变流器和储能系统
CN118017861A (zh) * 2024-04-09 2024-05-10 湖南大学 一种低共模电压的宽调压耦合电感型升降压逆变器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103368427A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 艾默生网络能源有限公司 单相逆变器及其系统和三相逆变器及其系统
CN102882409A (zh) * 2012-10-10 2013-01-16 中国科学院电工研究所 基于耦合电感单相九电平功率变换器
US20140133201A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 Eaton Corporation Ups systems and methods using ups modules with differential mode inductor coupling
CN103346690B (zh) * 2013-07-05 2016-03-30 华为技术有限公司 一种多电平逆变器及供电系统
US9787217B2 (en) * 2013-08-30 2017-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Power conversion circuit and power conversion system
US9601262B2 (en) * 2013-12-12 2017-03-21 Huawei Technologies Co., Ltd. Coupled inductor and power converter
WO2015108614A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Abb Technology Ag Modular, multi-channel, interleaved power converters
US9537427B2 (en) * 2014-05-30 2017-01-03 Hamilton Sundstrand Corporation Pulse-width modulation control of paralleled inverters
KR101681958B1 (ko) * 2014-08-29 2016-12-05 경북대학교 산학협력단 다단 멀티레벨 ac-ac 컨버터
US10396684B2 (en) * 2014-12-16 2019-08-27 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc Coupled inductor for interleaved multi-phase three-level DC-DC converters
US9985566B2 (en) * 2015-05-29 2018-05-29 Otis Elevator Company Dual three-phase electrical machine and drive with negligible common-mode noise
US9923485B2 (en) * 2015-11-05 2018-03-20 Futurewei Technologies, Inc. Multi-channel inverter systems
WO2017076366A1 (zh) * 2015-11-06 2017-05-11 汪洪亮 五电平逆变器拓扑电路及三相五电平逆变器拓扑电路
TWI590555B (zh) * 2016-09-29 2017-07-01 台達電子工業股份有限公司 電源轉換裝置、供電系統及其控制方法
CN107134937B (zh) * 2017-06-07 2023-07-11 上海正泰电源系统有限公司 一种三电平多脉冲输出无变压器型逆变电路
US10116229B1 (en) * 2017-09-19 2018-10-30 King Saud University Multilevel cascade hexagonal voltage source converter with isolated DC sources
CN108809133B (zh) * 2018-05-16 2020-08-28 中国人民解放军海军工程大学 一种有源中点钳位五电平逆变器电容电压平衡控制方法

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