FR3081634A1 - ELECTRIC POWER CONVERTER - Google Patents

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Giovanni BORGHETTI
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Institut National Polytechnique de Toulouse INPT
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Abstract

L'invention concerne un convertisseur de puissance électrique (1) qui comprend une pluralité de branches d'unités de commutateur. Un premier étage (2), un second étage (3) et un troisième étage (4) du convertisseur (1) sont connectés en série. Le premier étage (2) comprend des premières branches positive et négative (21), qui sont connectées entre un premier nœud de sortie (23) et deux premiers nœuds d'entrée (24, 25). Le second étage (3) comprend trois nœuds d'entrée (37, 38, 39) et des cellules positive et négative (31, 32), chacune connectée entre un premier nœud d'entrée (24, 25) et deux seconds nœuds d'entrée (37, 38, 39). Le troisième étage (4) comprend des troisièmes branches positive, intermédiaire et négative (41, 42, 43), connectées entre les trois seconds nœuds d'entrée (37, 38, 39) et trois troisièmes nœuds d'entrée (44, 45, 46). Des condensateurs (51, 52, 53, 54) sont connectés entre les trois seconds nœuds d'entrée (37, 38, 39) et entre les trois troisièmes nœuds d'entrée (44, 45, 46).An electric power converter (1) comprises a plurality of switch unit branches. A first stage (2), a second stage (3) and a third stage (4) of the converter (1) are connected in series. The first stage (2) comprises first positive and negative branches (21), which are connected between a first output node (23) and two first input nodes (24, 25). The second stage (3) comprises three input nodes (37, 38, 39) and positive and negative cells (31, 32), each connected between a first input node (24, 25) and two second nodes entry (37, 38, 39). The third stage (4) comprises third positive, intermediate and negative branches (41, 42, 43), connected between the three second input nodes (37, 38, 39) and three third input nodes (44, 45). , 46). Capacitors (51, 52, 53, 54) are connected between the three second input nodes (37, 38, 39) and between the three third input nodes (44, 45, 46).

Description

DescriptionDescription

Titre de l’invention : Convertisseur de puissance électrique [0001] La présente invention concerne un convertisseur de puissance électrique, qui est conçu pour être connecté entre une source de tension à courant continu (CC) et une source de tension à courant alternatif (CA) et pour fournir une pluralité de niveaux de tension du côté CA.Title of the invention: Electric power converter The present invention relates to an electric power converter, which is designed to be connected between a direct current (DC) voltage source and an alternating current (AC) voltage source ) and to provide a plurality of voltage levels on the AC side.

[0002] Des convertisseurs de puissance électriques réversibles sont habituellement connectés entre une borne positive CC, une borne négative CC, et une pluralité de bornes CA, par exemple trois bornes CA. La tension de chaque borne CA est commandée par l’intermédiaire d’une partie de phase respective du convertisseur, qui est identique structuralement à et indépendante vis-à-vis des autres parties de phase. Par simplicité, les convertisseurs connus et les convertisseurs de l’invention seront décrits avec référence à une seule borne CA.Reversible electrical power converters are usually connected between a positive DC terminal, a negative DC terminal, and a plurality of AC terminals, for example three AC terminals. The voltage of each AC terminal is controlled via a respective phase part of the converter, which is structurally identical to and independent from the other phase parts. For simplicity, the known converters and the converters of the invention will be described with reference to a single AC terminal.

[0003] Les convertisseurs fournissent une tension de sortie au niveau de la borne CA qui n’est pas sinusoïdale, puisqu’elle varie selon un nombre limité de niveaux de tension. Ceci génère des composantes harmoniques haute fréquence qui sont néfastes pour la quantité de la tension CA, et qui requièrent habituellement des filtres d’harmoniques appropriés.The converters provide an output voltage at the AC terminal which is not sinusoidal, since it varies according to a limited number of voltage levels. This generates high frequency harmonic components which are detrimental to the amount of AC voltage, and which usually require suitable harmonic filters.

[0004] Les niveaux de tension qui sont délivrés au niveau de la borne CA sont, en général, ceux des bornes positive et négative CC, et facultativement un nombre de tensions intermédiaires, par exemple la tension moyenne entre les bornes positive et négative CC.The voltage levels which are delivered at the CA terminal are, in general, those of the positive and negative DC terminals, and optionally a number of intermediate voltages, for example the average voltage between the positive and negative DC terminals.

[0005] Les composantes haute fréquence peuvent être réduites par augmentation du nombre de niveaux de tension délivrés par le convertisseur. De cette façon, la qualité de la tension CA est améliorée, et le coût des filtres peut être réduit.The high frequency components can be reduced by increasing the number of voltage levels delivered by the converter. In this way, the quality of the AC voltage is improved, and the cost of the filters can be reduced.

[0006] L’article « Equilibrage de perte dans des onduleurs de source de tension à trois niveaux appliquant des commutateurs NPC actifs » (T. Bruckner, S. Bernet, 17-21 juin 2001) divulgue un convertisseur clampé par point neutre actif (convertisseur ANPC). Dans les convertisseurs ANPC, des condensateurs positif et négatif sont connectés en série entre les bornes d’une source CC, et ils fournissent un point neutre entre ceux-ci.The article "Loss balancing in three-level voltage source inverters applying active NPC switches" (T. Bruckner, S. Bernet, June 17-21, 2001) discloses an active neutral point clamped converter ( ANPC converter). In ANPC converters, positive and negative capacitors are connected in series between the terminals of a DC source, and they provide a neutral point between them.

[0007] Une cellule positive et une cellule négative sont connectées aux condensateurs positif et négatif, et un sélecteur est connecté en aval des cellules positive et négative. Un convertisseur ANPC délivre trois niveaux de tension, c’est-à-dire les tensions des bornes positive et négative CC et du point neutre.[0007] A positive cell and a negative cell are connected to the positive and negative capacitors, and a selector is connected downstream from the positive and negative cells. An ANPC converter delivers three voltage levels, that is, the DC positive and negative terminal and neutral point voltages.

[0008] US 7292460 divulgue une amélioration aux convertisseurs ANPC, où la cellule positive, la cellule négative et le sélecteur peuvent comprendre de nombreux condensateurs et couples d’unités de commutateur. Les unités de commutateur comprennent chacune un commutateur commandable avec une diode antiparallèle. Avec une commande appropriée, la tension des condensateurs peut être ajoutée aux, ou soustraite des, tensions de sortie typiques d’un convertisseur ANPC. Le nombre de niveaux de tension de sortie est ainsi augmenté.US 7292460 discloses an improvement to ANPC converters, where the positive cell, the negative cell and the selector can include many capacitors and pairs of switch units. The switch units each include a controllable switch with an antiparallel diode. With proper control, the capacitor voltage can be added to, or subtracted from, the typical output voltages of an ANPC converter. The number of output voltage levels is thus increased.

[0009] US 6958924 divulgue un convertisseur multi-cellule empilé (convertisseur SMC), où plusieurs étages de cellules de commutation sont connectés entre une source CC et une source CA. Dans chaque cellule, deux unités de commutateur sont fournies, qui sont commandées pour être toujours dans des états opposés.US 6958924 discloses a stacked multi-cell converter (SMC converter), where several stages of switching cells are connected between a DC source and an AC source. In each cell, two switch units are provided, which are controlled to always be in opposite states.

[0010] Les étages définissent deux groupes d’extrémité d’unités de commutateur et au moins un groupe intermédiaire d’unités de commutateur qui sont communs à des étages adjacents. Des condensateurs sont connectés en parallèle aux cellules de commutation des étages, et ils ont des tensions augmentant de la source CA à la source CC. Tous les étages sont court-circuités au niveau de la borne CA.The stages define two end groups of switch units and at least one intermediate group of switch units which are common to adjacent stages. Capacitors are connected in parallel to the switching cells of the stages, and they have voltages increasing from the AC source to the DC source. All stages are short-circuited at the CA terminal.

[0011] US 7313008 divulgue un convertisseur ayant deux groupes de commutation d’extrémité composés de diodes et un groupe de commutation intermédiaire comprenant deux commutateurs commandables.US 7313008 discloses a converter having two end switching groups composed of diodes and an intermediate switching group comprising two controllable switches.

[0012] Des condensateurs connectent les groupes de commutation au niveau du côté CC, tandis qu’au moins les groupes de commutation d’extrémité sont court-circuités au niveau de la borne CA.Capacitors connect the switching groups at the DC side, while at least the end switching groups are short-circuited at the AC terminal.

[0013] Un objet de la présente invention est de fournir un convertisseur multi-niveaux flexible et fiable.An object of the present invention is to provide a flexible and reliable multi-level converter.

[0014] Un autre objet de l’invention est de réduire les pertes de puissance associées à la conversion de puissance.Another object of the invention is to reduce the power losses associated with the power conversion.

[0015] L’invention a donc pour objet un convertisseur de puissance électrique caractérisé par le fait qu’il comprend une pluralité de branches, chaque branche comprenant une ou plusieurs unités de commutateur connectées en série, chaque unité de commutateur comprenant un commutateur commandable et une diode connectée en antiparallèle au commutateur commandable, le convertisseur comprenant un premier étage, un second étage et un troisième étage, les premier, second et troisième étages étant connectés en série, dans lequel :The invention therefore relates to an electrical power converter characterized in that it comprises a plurality of branches, each branch comprising one or more switch units connected in series, each switch unit comprising a controllable switch and a diode connected in antiparallel to the controllable switch, the converter comprising a first stage, a second stage and a third stage, the first, second and third stages being connected in series, in which:

- le premier étage comprend une première branche positive connectée entre un premier nœud de sortie et un premier nœud d’entrée positif, et une première branche négative connectée entre le premier nœud de sortie et un premier nœud d’entrée négatif,- the first stage comprises a first positive branch connected between a first output node and a first positive input node, and a first negative branch connected between the first output node and a first negative input node,

- le second étage comprend :- the second floor includes:

- une cellule positive, la cellule positive comprenant une seconde branche d’extrémité positive connectée entre le premier nœud d’entrée positif et un second nœud d’entrée positif, et une seconde branche intermédiaire positive connectée entre le premier nœud d’entrée positif et un second nœud d’entrée intermédiaire,a positive cell, the positive cell comprising a second positive end branch connected between the first positive input node and a second positive input node, and a second positive intermediate branch connected between the first positive input node and a second intermediate input node,

- une cellule négative, la cellule négative comprenant une seconde branche intermédiaire négative connectée entre le premier nœud d’entrée négatif et le second nœud d’entrée intermédiaire, et une seconde branche d’extrémité négative connectée entre le premier nœud d’entrée négatif et un second nœud d’entrée négatif,a negative cell, the negative cell comprising a second negative intermediate branch connected between the first negative input node and the second intermediate input node, and a second negative end branch connected between the first negative input node and a second negative input node,

- un second condensateur positif connecté entre le second nœud d’entrée positif et le second nœud d’entrée intermédiaire, et un second condensateur négatif connecté entre le second nœud d’entrée intermédiaire et le second nœud d’entrée négatif,- a second positive capacitor connected between the second positive input node and the second intermediate input node, and a second negative capacitor connected between the second intermediate input node and the second negative input node,

- le troisième étage comprend :- the third floor includes:

- une troisième branche positive connectée entre le second nœud d’entrée positif et un troisième nœud d’entrée positif,- a third positive branch connected between the second positive input node and a third positive input node,

- une troisième branche intermédiaire connectée entre le second nœud d’entrée intermédiaire et un troisième nœud d’entrée intermédiaire,- a third intermediate branch connected between the second intermediate input node and a third intermediate input node,

- une troisième branche négative connectée entre le second nœud d’entrée négatif et un troisième nœud d’entrée négatif,- a third negative branch connected between the second negative input node and a third negative input node,

- un troisième condensateur positif connecté entre le troisième nœud d’entrée positif et le troisième nœud d’entrée intermédiaire, et un troisième condensateur négatif connecté entre le troisième nœud d’entrée intermédiaire et le troisième nœud d’entrée négatif.- a third positive capacitor connected between the third positive input node and the third intermediate input node, and a third negative capacitor connected between the third intermediate input node and the third negative input node.

[0016] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- la troisième branche positive, la troisième branche négative et la troisième branche intermédiaire comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation, chaque groupe de commutation comprenant une ou plusieurs unités de commutateur, les groupes de commutation étant mutuellement connectés en série dans chaque branche respective au niveau d’un ou plusieurs troisièmes nœuds de connexion,the third positive branch, the third negative branch and the third intermediate branch each comprise a plurality of switching groups, each switching group comprising one or more switch units, the switching groups being mutually connected in series in each respective branch to the level of one or more third connection nodes,

- le troisième étage comprend un ou plusieurs troisièmes condensateurs de connexion positifs connectés entre les troisièmes nœuds de connexion respectifs de la troisième branche positive et de la troisième branche intermédiaire, et un ou plusieurs troisièmes condensateurs de connexion négatifs connectés entre des troisièmes nœuds de connexion respectifs de la troisième branche intermédiaire et de la troisième branche négative.the third stage comprises one or more third positive connection capacitors connected between the respective third connection nodes of the third positive branch and of the third intermediate branch, and one or more third negative connection capacitors connected between respective third connection nodes the third intermediate branch and the third negative branch.

[0017] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- la seconde branche d’extrémité positive, la seconde branche intermédiaire positive, la seconde branche intermédiaire négative et la seconde branche d’extrémité négative comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation, chaque groupe de commutation comprenant une ou plusieurs unités de commutateur, les groupes de commutation étant mutuellement connectés en série dans chaque branche respective au niveau d’un ou plusieurs seconds nœuds de connexion,the second positive end branch, the second positive intermediate branch, the second negative intermediate branch and the second negative end branch each comprise a plurality of switching groups, each switching group comprising one or more switch units, the switching groups being mutually connected in series in each respective branch at one or more second connection nodes,

- le second étage comprend un ou plusieurs seconds condensateurs de connexion positifs connectés entre des seconds nœuds de connexion respectifs de la seconde branche d’extrémité positive et de la seconde branche intermédiaire positive, et un ou plusieurs seconds condensateurs de connexion négatifs connectés entre des seconds nœuds de connexion respectifs de la seconde branche intermédiaire négative et de la seconde branche d’extrémité négative.the second stage comprises one or more second positive connection capacitors connected between respective second connection nodes of the second positive end branch and of the second positive intermediate branch, and one or more second negative connection capacitors connected between second respective connection nodes of the second negative intermediate branch and of the second negative end branch.

[0018] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- la première branche positive et la première branche négative comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation, chaque groupe de commutation comprenant une ou plusieurs unités de commutateur, les groupes de commutation étant mutuellement connectés en série dans chaque branche respective au niveau d’un ou plusieurs premiers nœuds de connexion premiers nœuds de connexion,the first positive branch and the first negative branch each comprise a plurality of switching groups, each switching group comprising one or more switch units, the switching groups being mutually connected in series in each respective branch at one or more several first connection nodes first connection nodes,

- le premier étage comprend un ou plusieurs premiers condensateurs de connexion connectés entre des premiers nœuds de connexion respectifs de la première branche positive et de la première branche négative.- The first stage comprises one or more first connection capacitors connected between respective first connection nodes of the first positive branch and the first negative branch.

[0019] Selon un mode de réalisation particulier, les troisièmes condensateurs positif et négatif sont chargés à une première tension, et les seconds condensateurs positif et négatif sont chargés à une seconde tension qui est une fraction de la première tension.According to a particular embodiment, the third positive and negative capacitors are charged at a first voltage, and the second positive and negative capacitors are charged at a second voltage which is a fraction of the first voltage.

[0020] Selon un mode de réalisation particulier, la troisième branche intermédiaire comprend une première unité de commutateur conçue pour arrêter un courant circulant dans une première direction et une seconde unité de commutateur conçue pour arrêter un courant circulant dans une seconde direction opposée à la première direction.According to a particular embodiment, the third intermediate branch comprises a first switch unit designed to stop a current flowing in a first direction and a second switch unit designed to stop a current flowing in a second direction opposite to the first direction.

[0021] Selon un mode de réalisation particulier, les troisièmes branches positive et négative comprennent chacune une première unité de commutateur et une seconde unité de commutateur, les première et seconde unités de commutateur des troisièmes branches positive, négative et intermédiaire ayant toutes la même tension de blocage.According to a particular embodiment, the third positive and negative branches each include a first switch unit and a second switch unit, the first and second switch units of the third positive, negative and intermediate branches all having the same voltage blocking.

[0022] Selon un mode de réalisation particulier, le convertisseur comprenant un dispositif de commande, le convertisseur est commandable par le dispositif de commande pour fournir une tension de sortie au niveau du premier nœud de sortie, la tension de sortie ayant des demi-ondes positives et des demi-ondes négatives alternant à une fréquence fondamentale.According to a particular embodiment, the converter comprising a control device, the converter is controllable by the control device to provide an output voltage at the first output node, the output voltage having half-waves positive and negative half waves alternating at a fundamental frequency.

[0023] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- le dispositif de commande est configuré pour commander une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité positive et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire positive pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et pour commander une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire négative et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité négative pour qu’elles soient toujours dans des états opposés,the controller is configured to control a switch unit of the second positive end branch and a switch unit of the second positive intermediate branch so that they are always in opposite states, and to control a switch unit of the second negative intermediate branch and a switch unit of the second negative end branch so that they are always in opposite states,

- le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde positive, pour conserver ladite unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire négative dans un état fermé et pour commuter ladite unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire positive à une fréquence de commutation qui est un multiple de la fréquence fondamentale,the control device is configured, during the positive half-wave, to keep said switch unit of the second negative intermediate branch in a closed state and to switch said switch unit of the second positive intermediate branch to a switching frequency which is a multiple of the fundamental frequency,

- le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde négative, pour conserver ladite unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire positive dans un état fermé et pour commuter ladite unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire négative à la fréquence de commutation.- The control device is configured, during the negative half-wave, to keep said switch unit of the second positive intermediate branch in a closed state and to switch said switch unit of the second negative intermediate branch at the switching frequency.

[0024] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- le dispositif de commande est configuré pour commander la première unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire et la première unité de commutateur de la troisième branche positive pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et pour commander la seconde unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire et la première unité de commutateur de la troisième branche négative pour qu’elles soient toujours dans des états opposés,- the control device is configured to control the first switch unit of the third intermediate branch and the first switch unit of the third positive branch so that they are always in opposite states, and to control the second switch unit of the third intermediate branch and the first switch unit of the third negative branch so that they are always in opposite states,

- le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde positive, pour conserver la seconde unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire dans un état fermé et pour commuter la première unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire à une fréquence de commutation qui est un multiple de la fréquence fondamentale,- the control device is configured, during the positive half-wave, to keep the second switch unit of the third intermediate branch in a closed state and to switch the first switch unit of the third intermediate branch to a switching frequency which is a multiple of the fundamental frequency,

- le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde négative, pour conserver la première unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire dans un état fermé et pour commuter la seconde unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire à la fréquence de commutation.- The control device is configured, during the negative half-wave, to keep the first switch unit of the third intermediate branch in a closed state and to switch the second switch unit of the third intermediate branch at the switching frequency.

[0025] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de commande est configuré pour commander les secondes unités de commutateur des troisièmes branches positive et négative pour qu’elles soient toujours dans des états opposés.According to a particular embodiment, the control device is configured to control the second switch units of the third positive and negative branches so that they are always in opposite states.

[0026] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de commande est configuré pour conserver la seconde unité de commutateur de la troisième branche positive dans un état fermé durant la demi-onde positive, et pour conserver la seconde unité de commutateur de la troisième branche négative dans un état fermé durant la demi-onde négative.According to a particular embodiment, the control device is configured to keep the second switch unit of the third positive branch in a closed state during the positive half-wave, and to keep the second switch unit of the third negative branch in a closed state during the negative half-wave.

[0027] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de commande est configuré pour commander les premières et secondes unités de commutateur de la troisième branche positive pour qu’elles soient toujours dans le même état, et pour commander les premières et secondes unités de commutateur de la troisième branche négative pour qu’elles soient toujours dans le même état.According to a particular embodiment, the control device is configured to control the first and second switch units of the third positive branch so that they are always in the same state, and to control the first and second units of switch of the third negative branch so that they are always in the same state.

[0028] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- le dispositif de commande est configuré pour commander une unité de commutateur de la première branche positive et une unité de commutateur de la première branche négative pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et- the controller is configured to control a switch unit of the first positive branch and a switch unit of the first negative branch so that they are always in opposite states, and

- le dispositif de commande est configuré pour conserver ladite unité de commutateur de la première branche positive dans un état fermé durant la demi-onde positive, et pour conserver ladite unité de commutateur de la première branche négative dans un état fermé durant la demi-onde négative.- the control device is configured to keep said switch unit of the first positive branch in a closed state during the positive half-wave, and to keep said switch unit of the first negative branch in a closed state during the half-wave negative.

[0029] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- le dispositif de commande est configuré, durant la transition des demi-ondes positives à négatives, pour conserver dans un état fermé la seconde branche intermédiaire positive et la seconde branche intermédiaire négative, et pour commuter la première branche positive d’un état fermé à un état ouvert, etthe control device is configured, during the transition from positive to negative half-waves, to keep the second positive intermediate branch and the second negative intermediate branch in a closed state, and to switch the first positive branch from closed state to an open state, and

- le dispositif de commande est configuré, durant la transition des demi-ondes négatives à positives, pour conserver dans un état fermé la seconde branche intermédiaire positive et la seconde branche intermédiaire négative, et pour commuter la première branche négative d’un état fermé à un état ouvert.- the control device is configured, during the transition from negative to positive half-waves, to keep the second positive intermediate branch and the second negative intermediate branch in a closed state, and to switch the first negative branch from a closed state to an open state.

[0030] Selon un mode de réalisation particulier :According to a particular embodiment:

- lorsqu’un premier niveau de tension positif est requis au niveau du premier nœud de sortie, le premier niveau de tension positif étant inférieur à la tension du troisième nœud d’entrée positif, le dispositif de commande est configuré pour commander les unités de commutateur en alternant au moins un premier et un second chemin de courant comprenant des condensateurs et des unités de commutateur dans l’état fermé,- when a first positive voltage level is required at the first output node, the first positive voltage level being less than the voltage of the third positive input node, the controller is configured to control the switch units by alternating at least a first and a second current path comprising capacitors and switch units in the closed state,

- lorsqu’un premier niveau de tension négatif est requis au niveau du premier nœud de sortie, le premier niveau de tension négatif étant supérieur à la tension du troisième nœud d’entrée négatif, le dispositif de commande est configuré pour commander les unités de commutateur en alternant au moins un troisième et un quatrième chemin de courant comprenant des condensateurs et des unités de commutateur dans l’état fermé,- when a first negative voltage level is required at the first output node, the first negative voltage level being greater than the voltage of the third negative input node, the controller is configured to control the switch units by alternating at least a third and a fourth current path comprising capacitors and switch units in the closed state,

- le premier chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche positive adjacente au second condensateur positif, le second condensateur positif, et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire positive adjacente au second condensateur positif,the first current path comprises at least one switch unit of the third positive branch adjacent to the second positive capacitor, the second positive capacitor, and a switch unit of the second positive intermediate branch adjacent to the second positive capacitor,

- le second chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire adjacente au second condensateur positif, le second condensateur positif, et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité positive adjacente au second condensateur positif,- the second current path comprises at least one switch unit of the third intermediate branch adjacent to the second positive capacitor, the second positive capacitor, and a switch unit of the second positive end branch adjacent to the second positive capacitor,

- le troisième chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche négative adjacente au second condensateur négatif, le second condensateur négatif, et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire négative adjacente au second condensateur négatif,the third current path comprises at least one switch unit of the third negative branch adjacent to the second negative capacitor, the second negative capacitor, and a switch unit of the second negative intermediate branch adjacent to the second negative capacitor,

- le quatrième chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire adjacente au second condensateur négatif, le second condensateur négatif, et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité négative adjacente au second condensateur négatif.- the fourth current path comprises at least one switch unit of the third intermediate branch adjacent to the second negative capacitor, the second negative capacitor, and a switch unit of the second negative end branch adjacent to the second negative capacitor.

[0031] Ces objectifs et d’autres objectifs sont atteints avec un convertisseur de puissance électrique selon l’invention.These objectives and other objectives are achieved with an electric power converter according to the invention.

[0032] Plus de caractéristiques et d’avantages du convertisseur selon la présente invention résulteront de la description détaillée suivante d’un mode de réalisation préféré de la présente invention, qui est illustré en tant qu’exemple non limitatif dans les dessins annexés, dans lesquels :More features and advantages of the converter according to the present invention will result from the following detailed description of a preferred embodiment of the present invention, which is illustrated as a non-limiting example in the accompanying drawings, in which :

- la [Fig. 1] représente un schéma d’un convertisseur selon un premier mode de réalisation de l’invention,- [Fig. 1] represents a diagram of a converter according to a first embodiment of the invention,

- la [Fig. 2] représente un schéma d’un convertisseur selon un second mode de réalisation de l’invention,- [Fig. 2] represents a diagram of a converter according to a second embodiment of the invention,

- la [Fig. 3] représente un schéma d’un convertisseur selon un troisième mode de réalisation de l’invention,- [Fig. 3] represents a diagram of a converter according to a third embodiment of the invention,

- la [Fig. 4] représente un schéma d’un convertisseur selon un quatrième mode de réalisation plus général de l’invention, et- [Fig. 4] represents a diagram of a converter according to a fourth more general embodiment of the invention, and

- la [Fig. 5] représente le convertisseur de la figure 4, où d’autres détails sont soulignés.- [Fig. 5] represents the converter of FIG. 4, where other details are underlined.

[0033] En référence aux figures annexées, un convertisseur de puissance électrique est indiqué de manière globale avec le chiffre de référence 1. Le convertisseur 1 comprend une pluralité de branches 21, 22, 33, 34, 35, 36, 41, 42, 43. La branche 41 sera maintenant décrite comme un exemple pour toutes les branches, tandis que la connexion des branches est décrite ci-dessous.With reference to the appended figures, an electrical power converter is indicated overall with the reference number 1. The converter 1 comprises a plurality of branches 21, 22, 33, 34, 35, 36, 41, 42, 43. The branch 41 will now be described as an example for all the branches, while the connection of the branches is described below.

[0034] La branche 41 comprend une ou plusieurs unités de commutateur connectées en série 414, 415, et dans certains des modes de réalisation également 416, 417. Chaque unité de commutateur, par exemple, l’unité de commutateur 414, comprend un commutateur commandable 414a et une diode 414b connectée en antiparallèle au commutateur commandable 414a.The branch 41 comprises one or more switch units connected in series 414, 415, and in some of the embodiments also 416, 417. Each switch unit, for example, the switch unit 414, comprises a switch 414a controllable and a 414b diode connected in antiparallel to the 414a controllable switch.

[0035] Dans cette description, la connexion en antiparallèle fait référence à la direction des courants circulant dans la diode 414b et dans le commutateur commandable 414a. En particulier, un courant circulant dans l’unité de commutateur 414 dans une première direction circulera à travers le commutateur commandable 414a, sous réserve que le commutateur commandable 414a est dans un état fermé. Au contraire, si le commutateur commandable 414b est dans un état ouvert, l’unité de commutateur 414 est configurée pour arrêter un courant dans la première direction. De plus, un courant circulant dans l’unité de commutateur 414 dans une seconde direction opposée à la première direction circulera à travers la diode 414b.In this description, the antiparallel connection refers to the direction of the currents flowing in the diode 414b and in the controllable switch 414a. In particular, a current flowing in the switch unit 414 in a first direction will flow through the controllable switch 414a, provided that the controllable switch 414a is in a closed state. On the contrary, if the controllable switch 414b is in an open state, the switch unit 414 is configured to stop current in the first direction. In addition, a current flowing in the switch unit 414 in a second direction opposite to the first direction will flow through the diode 414b.

[0036] Facultativement, la branche 41 est sous-divisée en groupes de commutation 411, 412, c’est-à-dire la branche 41 comprend une pluralité de groupes de commutation 411, 412. Chaque groupe de commutation 411,412 comprend à son tour une ou plusieurs unités de commutateur, telles que les unités de commutateur 414, 415 dans le groupe de commutation 411, et les unités de commutateur 416, 417 dans le groupe de commutation 412. Cependant, comme il sera évident à partir de la description complète et à partir des figures, les branches peuvent également consister en uniquement une unité de commutateur, qui coïncide avec un groupe de commutation.Optionally, the branch 41 is subdivided into switching groups 411, 412, that is to say the branch 41 comprises a plurality of switching groups 411, 412. Each switching group 411,412 in turn comprises one or more switch units, such as switch units 414, 415 in switch group 411, and switch units 416, 417 in switch group 412. However, as will be apparent from the complete description and from the figures, the branches can also consist of only one switch unit, which coincides with a switching group.

[0037] Le convertisseur 1 comprend un premier étage 2, un second étage 3 et un troisième étage 4. Les étages 2, 3, 4 sont connectés en série, et en particulier, le second étage 3 connecte le premier étage 2 et le troisième étage 4. Chaque étage 2, 3, 4 comprend un certain nombre de branches, de nœuds d’entrée et de nœuds de sortie, et facultativement des condensateurs et d’autres nœuds. Les branches, les nœuds et les condensateurs seront nommés en général en tant que premier, second ou troisième en fonction du nom de leur étage 2, 3, 4. Cependant, ceci ne s’appliquera pas aux unités de commutateur d’une branche spécifique.The converter 1 comprises a first stage 2, a second stage 3 and a third stage 4. The stages 2, 3, 4 are connected in series, and in particular, the second stage 3 connects the first stage 2 and the third stage 4. Each stage 2, 3, 4 comprises a certain number of branches, input nodes and output nodes, and optionally capacitors and other nodes. Branches, nodes and capacitors will generally be named as first, second or third depending on the name of their stage 2, 3, 4. However, this will not apply to switch units in a specific branch .

[0038] Durant l’utilisation du convertisseur 1, une phase d’un réseau CA, telle qu’une charge ou une source de puissance CA, peut être connectée à un premier nœud de sortie 23 du premier étage 2. De plus, un réseau CC, tel qu’une charge ou une source de puissance CC, peut être connecté à un troisième nœud d’entrée positif 44 et à un troisième nœud d’entrée négatif 46 du troisième étage 4. Cependant, d’autres composants électriques peuvent être connectés aux nœuds mentionnés, entre le convertisseur 1 et un quelconque réseau externe.During the use of the converter 1, a phase of an AC network, such as a load or an AC power source, can be connected to a first output node 23 of the first stage 2. In addition, a DC network, such as a load or DC power source, can be connected to a third positive input node 44 and a third negative input node 46 of the third stage 4. However, other electrical components can be connected to the nodes mentioned, between converter 1 and any external network.

[0039] Etant donné que les étages 2, 3, 4 sont connectés en série, les nœuds d’entrée 24, 25 du premier étage 2 sont connectés à, ou en d’autres termes coïncident avec, les nœuds de sortie du second étage 3 (le même chiffre de référence est utilisé pour ceux-ci dans les figures). De manière similaire, les nœuds d’entrée 37, 38, 39 du second étage 3 sont connectés à ou coïncident avec les nœuds de sortie du troisième étage 4.Since the stages 2, 3, 4 are connected in series, the input nodes 24, 25 of the first stage 2 are connected to, or in other words coincide with, the output nodes of the second stage 3 (the same reference number is used for these in the figures). Similarly, the input nodes 37, 38, 39 of the second stage 3 are connected to or coincide with the output nodes of the third stage 4.

[0040] Lorsque le convertisseur 1 est connecté aux réseaux CA et CC mentionnés et que le convertisseur 1 est commandé comme un onduleur, une puissance électrique circule à travers chaque étage 2, 3, 4 depuis les nœuds d’entrée relatifs vers les nœuds de sortie, en moyenne. Cependant, les termes entrée et sortie sont prévus uniquement pour désigner certains éléments spécifiques des étages 2, 3, 4, et ne limitent pas la portée de l’invention à une utilisation spécifique du convertisseur 1. En réalité, le convertisseur 1 est en général un convertisseur réversible, et il peut être utilisé également comme un redresseur avec une puissance électrique circulant en moyenne depuis les nœuds de sortie vers les nœuds d’entrée de chaque étage 2, 3, 4.When the converter 1 is connected to the AC and DC networks mentioned and the converter 1 is controlled like an inverter, an electric power flows through each stage 2, 3, 4 from the relative input nodes to the nodes of exit, on average. However, the terms input and output are intended only to designate certain specific elements of stages 2, 3, 4, and do not limit the scope of the invention to a specific use of the converter 1. In reality, the converter 1 is generally a reversible converter, and it can also be used as a rectifier with an electrical power circulating on average from the output nodes to the input nodes of each stage 2, 3, 4.

[0041] Le premier étage 2 comprend une première branche positive 21 et une première branche négative 22. La première branche positive 21 est connectée entre le premier nœud de sortie 23 et un premier nœud d’entrée positif 24, tandis que la première branche négative 22 est connectée entre le premier nœud de sortie 23 et un premier nœud d’entrée négatif 25.The first stage 2 comprises a first positive branch 21 and a first negative branch 22. The first positive branch 21 is connected between the first output node 23 and a first positive input node 24, while the first negative branch 22 is connected between the first output node 23 and a first negative input node 25.

[0042] Le second étage 3 comprend une cellule positive 31 et une cellule négative 32. La cellule positive 31 est connectée à un second nœud d’entrée positif 37, un second nœud d’entrée intermédiaire 38, et le premier nœud d’entrée positif 24, qui constitue également un second nœud de sortie positif. De plus, la cellule négative 32 est connectée au second nœud d’entrée intermédiaire 38, à un second nœud d’entrée négatif 39, et au premier nœud d’entrée négatif 25, qui constitue un second nœud de sortie négatif. Il est à noter que la cellule positive 31 et la cellule négative 32 sont toutes les deux connectées au niveau du second nœud d’entrée intermédiaire 38.The second stage 3 comprises a positive cell 31 and a negative cell 32. The positive cell 31 is connected to a second positive input node 37, a second intermediate input node 38, and the first input node positive 24, which also constitutes a second positive output node. In addition, the negative cell 32 is connected to the second intermediate input node 38, to a second negative input node 39, and to the first negative input node 25, which constitutes a second negative output node. It should be noted that the positive cell 31 and the negative cell 32 are both connected at the second intermediate input node 38.

[0043] Plus en détail, la cellule positive 31 comprend une seconde branche d’extrémité positive 33 et une seconde branche intermédiaire positive 34. La seconde branche d’extrémité positive 33 est connectée entre le premier nœud d’entrée positif 24 et le second nœud d’entrée positif 37, et la seconde branche intermédiaire positive 34 est connectée entre le premier nœud d’entrée positif 24 et le second nœud d’entrée intermédiaire 38.In more detail, the positive cell 31 includes a second positive end branch 33 and a second positive intermediate branch 34. The second positive end branch 33 is connected between the first positive input node 24 and the second positive input node 37, and the second positive intermediate branch 34 is connected between the first positive input node 24 and the second intermediate input node 38.

[0044] De manière similaire, la cellule négative 32 comprend une seconde branche intermédiaire négative 35 et une seconde branche d’extrémité négative 36. La seconde branche intermédiaire négative 35 est connectée entre le premier nœud d’entrée négatif 25 et le second nœud d’entrée intermédiaire 38, et la seconde branche d’extrémité négative 36 est connectée entre le premier nœud d’entrée négatif 25 et le second nœud d’entrée négatif 39.Similarly, the negative cell 32 includes a second negative intermediate branch 35 and a second negative end branch 36. The second negative intermediate branch 35 is connected between the first negative input node 25 and the second node d intermediate input 38, and the second negative end branch 36 is connected between the first negative input node 25 and the second negative input node 39.

[0045] Le second étage 3 comprend en outre un second condensateur positif 51 et un second condensateur négatif 52. Le second condensateur positif 51 est connecté entre le second nœud d’entrée positif 37 et le second nœud d’entrée intermédiaire 38, et le second condensateur négatif 52 est connecté entre le second nœud d’entrée intermédiaire 38 et le second nœud d’entrée négatif 39. Bien que les seconds condensateurs positif et négatif 51, 52 soient décrits en tant que partie du second étage 3 par simplicité, ils peuvent être considérés indifféremment également en tant que partie du troisième étage 4.The second stage 3 further comprises a second positive capacitor 51 and a second negative capacitor 52. The second positive capacitor 51 is connected between the second positive input node 37 and the second intermediate input node 38, and the second negative capacitor 52 is connected between the second intermediate input node 38 and the second negative input node 39. Although the second positive and negative capacitors 51, 52 are described as part of the second stage 3 for simplicity, they can also be considered as part of the third floor 4.

[0046] Le troisième étage 4 comprend une troisième branche positive 41, une troisième branche intermédiaire 42 et une troisième branche négative 43. La troisième branche positive 41 est connectée entre le second nœud d’entrée positif 37, qui peut également être considéré en tant que troisième nœud de sortie positif, et le troisième nœud d’entrée positif 44. La troisième branche intermédiaire 42 est connectée entre le second nœud d’entrée intermédiaire 38, c’est-à-dire un troisième nœud de sortie intermédiaire, et un troisième nœud d’entrée intermédiaire 45. Le troisième nœud d’entrée intermédiaire 45 peut être mis à la masse tel que représenté dans les figures, ou non mis à la masse. La troisième branche négative 43 est connectée entre le second nœud d’entrée négatif 39, c’est-à-dire un troisième nœud de sortie négatif, et le troisième nœud d’entrée négatif 46.The third stage 4 comprises a third positive branch 41, a third intermediate branch 42 and a third negative branch 43. The third positive branch 41 is connected between the second positive input node 37, which can also be considered as that third positive output node, and the third positive input node 44. The third intermediate branch 42 is connected between the second intermediate input node 38, that is to say a third intermediate output node, and a third intermediate input node 45. The third intermediate input node 45 can be grounded as shown in the figures, or not grounded. The third negative branch 43 is connected between the second negative input node 39, that is to say a third negative output node, and the third negative input node 46.

[0047] Le troisième étage 4 comprend en outre un troisième condensateur positif 53 et un troisième condensateur négatif 54. Le troisième condensateur positif 53 est connecté entre le troisième nœud d’entrée positif 44 et le troisième nœud d’entrée intermédiaire 45, et le troisième condensateur négatif 54 est connecté entre le troisième nœud d’entrée intermédiaire 45 et le troisième nœud d’entrée négatif 46. Bien que les troisièmes condensateurs positif et négatif 53, 54 soient décrits en tant que partie du troisième étage 4 par simplicité, ils peuvent également être des condensateurs préexistants d’un réseau CC, et ils peuvent également être communs à différentes parties de phase du convertisseur.The third stage 4 further comprises a third positive capacitor 53 and a third negative capacitor 54. The third positive capacitor 53 is connected between the third positive input node 44 and the third intermediate input node 45, and the third negative capacitor 54 is connected between the third intermediate input node 45 and the third negative input node 46. Although the third positive and negative capacitors 53, 54 are described as part of the third stage 4 for simplicity, they can also be pre-existing capacitors from a DC network, and they can also be common to different phase parts of the converter.

[0048] Dans les modes de réalisation des figures 1, 2 et 3, les premières branches positive et négative 21, 22 consistent chacune en uniquement une unité de commutateur.In the embodiments of Figures 1, 2 and 3, the first positive and negative branches 21, 22 each consist of only one switch unit.

[0049] Cependant, dans le mode de réalisation général des figures 4 et 5, les premières branches positive et négative 21, 22 comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation 211, 212, 221, 222. Ces groupes de commutation 211, 212, 221, 222 sont mutuellement connectés en série dans chaque branche respective 21, 22 au niveau d’un ou plusieurs premiers nœuds de connexion 213, 223. Le nombre de groupes de commutation 211, 212 de la première branche positive 21 et le nombre de groupes de commutation 221, 222 de la première branche négative 22 sont les mêmes. Chacun desdits groupes de commutation 211, 212, 221, 222 comprend une unité de commutateur respective, qui sont dans l’ordre 214, 215, 224, 225.However, in the general embodiment of FIGS. 4 and 5, the first positive and negative branches 21, 22 each comprise a plurality of switching groups 211, 212, 221, 222. These switching groups 211, 212, 221, 222 are mutually connected in series in each respective branch 21, 22 at one or more first connection nodes 213, 223. The number of switching groups 211, 212 of the first positive branch 21 and the number of groups switching 221, 222 of the first negative branch 22 are the same. Each of said switch groups 211, 212, 221, 222 includes a respective switch unit, which are in order 214, 215, 224, 225.

[0050] Dans ce mode de réalisation, le premier étage 2 comprend en outre un ou plusieurs premiers condensateurs de connexion 55. Le nombre de premiers condensateurs de connexion 55 est égal au nombre de groupes de commutation 211, 212, de la première branche positive 21 (qui est également le nombre d’unités de commutateur 221, 222 de la première branche négative 22) moins un. Chaque premier condensateur de connexion 55 est connecté entre un premier nœud de connexion respectif 213 de la première branche positive 21 et un premier nœud de connexion respectif 223 de la première branche négative 22.In this embodiment, the first stage 2 further comprises one or more first connection capacitors 55. The number of first connection capacitors 55 is equal to the number of switching groups 211, 212, of the first positive branch 21 (which is also the number of switch units 221, 222 of the first negative branch 22) minus one. Each first connection capacitor 55 is connected between a respective first connection node 213 of the first positive branch 21 and a respective first connection node 223 of the first negative branch 22.

[0051] Dans les modes de réalisation des figures 1 et 3, les secondes branches d’extrémité positive et négative 33, 36 et les secondes branches intermédiaires positive et négative 34, 35 consistent chacune en uniquement une unité de commutateur.In the embodiments of Figures 1 and 3, the second positive and negative end branches 33, 36 and the second positive and negative intermediate branches 34, 35 each consist of only one switch unit.

[0052] Cependant, dans le mode de réalisation de la figure 2 et dans le mode de réalisation général des figures 4 et 5, les secondes branches d’extrémité positive et négative 33, 36 et les secondes branches intermédiaires positive et négative 34, 35 comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362. Lesdits groupes de commutation 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362 sont mutuellement connectés en série dans chaque branche respective 33, 34, 35, 36 au niveau d’un ou plusieurs seconds nœuds de connexion 333, 343, 353, 363. Chacun desdits groupes de commutation 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362 comprend une unité de commutateur respective, qui sont dans l’ordre 334, 335, 344, 345, 354, 355, 364, 365.However, in the embodiment of Figure 2 and in the general embodiment of Figures 4 and 5, the second positive and negative end branches 33, 36 and the second intermediate positive and negative branches 34, 35 each comprise a plurality of switching groups 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362. Said switching groups 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362 are mutually connected in series in each respective branch 33, 34, 35, 36 at one or more second connection nodes 333, 343, 353, 363. Each of said switching groups 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362 comprises a respective switch unit, which are in order 334, 335, 344, 345, 354, 355, 364, 365.

[0053] Le nombre de groupes de commutation 331, 332 de la seconde branche d’extrémité positive 33, le nombre de groupes de commutation 341, 342 de la seconde branche intermédiaire positive 34, le nombre de groupes de commutation 351, 352 de la seconde branche intermédiaire négative 35 et le nombre de groupes de commutation 361, 362 de la seconde branche d’extrémité négative 36 sont les mêmes.The number of switching groups 331, 332 of the second positive end branch 33, the number of switching groups 341, 342 of the second positive intermediate branch 34, the number of switching groups 351, 352 of the second negative intermediate branch 35 and the number of switching groups 361, 362 of the second negative end branch 36 are the same.

[0054] Dans ces modes de réalisation, le second étage 3 comprend en outre un ou plusieurs seconds condensateurs de connexion positifs 56 et un ou plusieurs seconds condensateurs de connexion négatifs 57, dans le même nombre que les premiers condensateurs de connexion positifs 56. Le nombre de seconds condensateurs de connexion positifs 56 est égal au nombre de groupes de commutation 331, 332 de la seconde branche d’extrémité positive 33, moins un. Dans le mode de réalisation de la figure 2, un seul second condensateur de connexion positif 56 est prévu.In these embodiments, the second stage 3 further comprises one or more second positive connection capacitors 56 and one or more second negative connection capacitors 57, in the same number as the first positive connection capacitors 56. The number of second positive connection capacitors 56 is equal to the number of switching groups 331, 332 of the second positive end branch 33, minus one. In the embodiment of Figure 2, only one second positive connection capacitor 56 is provided.

[0055] Chaque second condensateur de connexion positif 56 est connecté entre un second nœud de connexion respectif 333 de la seconde branche d’extrémité positive 33 et un second nœud de connexion 343 de la seconde branche intermédiaire positive 34. De plus, chaque second condensateur de connexion négatif 57 est connecté entre un second nœud de connexion respectif 353 de la seconde branche intermédiaire négative 35 et un second nœud de connexion 363 de la seconde branche d’extrémité négative 36.Each second positive connection capacitor 56 is connected between a respective second connection node 333 of the second positive end branch 33 and a second connection node 343 of the second positive intermediate branch 34. In addition, each second capacitor negative connection 57 is connected between a respective second connection node 353 of the second negative intermediate branch 35 and a second connection node 363 of the second negative end branch 36.

[0056] Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, les troisièmes branches positive, intermédiaire et négative 41, 42, 43 comprennent chacune deux unités de commutateur 414, 415, 424, 425, 434, 435.In the embodiments of Figures 1 and 2, the third positive, intermediate and negative branches 41, 42, 43 each comprise two switch units 414, 415, 424, 425, 434, 435.

[0057] En détail, la troisième branche intermédiaire 42 comprend une première unité de commutateur 424 conçue pour arrêter un courant circulant dans une première direction et une seconde unité de commutateur 425 conçue pour arrêter un courant circulant dans une seconde direction opposée à la première direction. Les première et seconde unités de commutateur 424, 425 de la troisième branche intermédiaire 42 peuvent être considérées comme un unique groupe de commutation 421.In detail, the third intermediate branch 42 comprises a first switch unit 424 designed to stop a current flowing in a first direction and a second switch unit 425 designed to stop a current flowing in a second direction opposite to the first direction . The first and second switch units 424, 425 of the third intermediate branch 42 can be considered as a single switching group 421.

[0058] Les première et seconde unités de commutateur 424, 425 de la troisième branche intermédiaire 42 peuvent être connectées par exemple en anti-série. Ceci signifie qu’un courant peut circuler simultanément à travers le commutateur commandable 424a de la première unité de commutateur 424 et à travers la diode 425b de la seconde unité de commutateur 425. De plus, un autre courant peut circuler simultanément à travers la diode 424b de la première unité de commutateur 424 et à travers le commutateur commandable 425a de la seconde unité de commutateur 425.The first and second switch units 424, 425 of the third intermediate branch 42 can be connected for example in anti-series. This means that a current can flow simultaneously through the controllable switch 424a of the first switch unit 424 and through the diode 425b of the second switch unit 425. In addition, another current can flow simultaneously through the diode 424b from the first switch unit 424 and through the controllable switch 425a from the second switch unit 425.

[0059] De préférence, la troisième branche intermédiaire 42 est l’unique branche dans laquelle les unités de commutateur sont connectées en anti-série. En général, dans une quelconque autre branche comprenant plus qu’une unité de commutateur, la connexion en série des unités de commutateur est de préférence une connexion dans laquelle les unités de commutateur ont toutes la même orientation. En d’autres termes, un courant circulant dans une direction peut passer à travers les diodes de toutes les unités de commutateur, et un courant dans une direction opposée peut passer à travers les commutateurs commandables de toutes les unités de commutateur, sous réserve qu’ils soient dans un état fermé.Preferably, the third intermediate branch 42 is the only branch in which the switch units are connected in anti-series. In general, in any other branch comprising more than one switch unit, the series connection of the switch units is preferably one in which the switch units all have the same orientation. In other words, a current flowing in one direction can pass through the diodes of all the switch units, and a current in an opposite direction can pass through the controllable switches of all the switch units, provided that they are in a closed state.

[0060] Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, les troisièmes branches positive et négative 41, 43 comprennent chacune deux unités de commutateur, et en particulier une première unité de commutateur 414, 434 et une seconde unité de commutateur 415, 435. Les première et seconde unités de commutateur 414, 415 de la troisième branche positive 41 peuvent être considérées comme un unique groupe de commutation 411 de la troisième branche positive 41, et les première et seconde unités de commutateur 434, 435 de la troisième branche négative 43 peuvent être considérées comme un unique groupe de commutation 431 de la troisième branche négative 43.In the embodiments of Figures 1 and 2, the third positive and negative branches 41, 43 each include two switch units, and in particular a first switch unit 414, 434 and a second switch unit 415, 435 The first and second switch units 414, 415 of the third positive branch 41 can be considered as a single switching group 411 of the third positive branch 41, and the first and second switch units 434, 435 of the third negative branch 43 can be considered as a single switching group 431 of the third negative branch 43.

[0061] De manière avantageuse, les tensions de blocage des groupes de commutation 411, 431 des troisièmes branches positive et négative 41, 43 sont données par la somme des tensions de blocage des première et seconde unités de commutateur respectives 414, 415, 434, 435. De plus, les première et seconde unités de commutateur 414, 415, 424, 425, 434, 435 des troisièmes branches positive, négative et intermédiaire 41, 42, 43 peuvent toutes avoir la même tension de blocage. Cette tension de blocage peut être la même également pour toutes les unités de commutateur du premier et/ou du second étage 2, 3.Advantageously, the blocking voltages of the switching groups 411, 431 of the third positive and negative branches 41, 43 are given by the sum of the blocking voltages of the first and second respective switch units 414, 415, 434, 435. In addition, the first and second switch units 414, 415, 424, 425, 434, 435 of the third positive, negative and intermediate branches 41, 42, 43 can all have the same blocking voltage. This blocking voltage can also be the same for all the switch units of the first and / or second stage 2, 3.

[0062] Cependant, dans un mode de réalisation qui n’est pas représenté dans les figures, les troisièmes branches positive et négative 41, 43 peuvent consister chacune en uniquement une unité de commutateur. Cet agencement sera en général plus onéreux puisque les unités de commutateur des troisièmes branches positive et négative 41, 43 demanderont une tension de blocage supérieure.However, in an embodiment which is not shown in the figures, the third positive and negative branches 41, 43 may each consist of only one switch unit. This arrangement will generally be more expensive since the switch units of the third positive and negative branches 41, 43 will require a higher blocking voltage.

[0063] La tension de blocage est la tension maximale à laquelle un commutateur est supposé résister dans des conditions de régime établies dans un état de commande spécifique et dans une direction spécifique.The blocking voltage is the maximum voltage which a switch is supposed to resist under steady state conditions in a specific control state and in a specific direction.

[0064] Dans le mode de réalisation de la figure 3 et dans le mode de réalisation général des figures 4 et 5, les troisièmes branches positive, intermédiaire et négative 41, 42, 43 comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation 411, 412, 421, 422, 431, 432. Lesdits groupes de commutation 411, 412, 421, 422, 431, 432 sont mutuellement connectés en série dans chaque branche respective 41, 42, 43 au niveau d’un ou plusieurs troisièmes nœuds de connexion 413, 423, 433.In the embodiment of FIG. 3 and in the general embodiment of FIGS. 4 and 5, the third positive, intermediate and negative branches 41, 42, 43 each comprise a plurality of switching groups 411, 412, 421, 422, 431, 432. Said switching groups 411, 412, 421, 422, 431, 432 are mutually connected in series in each respective branch 41, 42, 43 at one or more third connection nodes 413, 423, 433.

[0065] Le nombre de groupes de commutation 411, 412 de la troisième branche positive 41, le nombre de groupes de commutation 421, 422 de la troisième branche intermédiaire et le nombre de groupes de commutation 431, 432 de la troisième branche négative sont les mêmes.The number of switching groups 411, 412 of the third positive branch 41, the number of switching groups 421, 422 of the third intermediate branch and the number of switching groups 431, 432 of the third negative branch are the same.

[0066] Chaque groupe de commutation 411, 412, 421, 422, 431, 432 des troisièmes branches positive, intermédiaire et négative 41, 42, 43 dans ces modes de réalisation peut avoir les mêmes caractéristiques que celles décrites en référence aux modes de réalisation des figures 1 et 2 pour les groupes de commutation correspondants. Par exemple, un troisième groupe de commutation positif supplémentaire 412 comprend une première unité de commutateur 416 et une seconde unité de commutateur 417, un troisième groupe de commutation intermédiaire supplémentaire 422 comprend une première unité de commutateur 426 et une seconde unité de commutateur 427, et un troisième groupe de commutation négatif supplémentaire 432 comprend une première unité de commutateur 436 et une seconde unité de commutateur 437.Each switching group 411, 412, 421, 422, 431, 432 of the third positive, intermediate and negative branches 41, 42, 43 in these embodiments can have the same characteristics as those described with reference to the embodiments Figures 1 and 2 for the corresponding switching groups. For example, a third additional positive switching group 412 comprises a first switch unit 416 and a second switch unit 417, a third additional intermediate switching group 422 comprises a first switch unit 426 and a second switch unit 427, and a third additional negative switching group 432 includes a first switch unit 436 and a second switch unit 437.

[0067] Dans le mode de réalisation de la figure 3 et dans le mode de réalisation général des figures 4 et 5, le troisième étage 4 comprend en outre un ou plusieurs troisièmes condensateurs de connexion positifs 58 et un ou plusieurs troisièmes condensateurs de connexion négatifs 59, dans le même nombre que les troisièmes condensateurs de connexion positifs 58. Le nombre de troisièmes condensateurs de connexion positifs 58 est égal au nombre de groupes de commutation 411, 412 de la troisième branche positive 41, moins un. Dans le mode de réalisation de figure 3, un seul condensateur de connexion positif 58 est prévu.In the embodiment of Figure 3 and in the general embodiment of Figures 4 and 5, the third stage 4 further comprises one or more third positive connection capacitors 58 and one or more third negative connection capacitors 59, in the same number as the third positive connection capacitors 58. The number of third positive connection capacitors 58 is equal to the number of switching groups 411, 412 of the third positive branch 41, minus one. In the embodiment of Figure 3, a single positive connection capacitor 58 is provided.

[0068] Chaque troisième condensateur de connexion positif 58 est connecté entre un troisième nœud de connexion respectif 413 de la troisième branche positive 41 et un troisième nœud de connexion 423 de la troisième branche intermédiaire 42. De plus, chaque troisième condensateur de connexion négatif 59 est connecté entre un troisième nœud de connexion respectif 423 de la troisième branche intermédiaire 42 et un troisième nœud de connexion 433 de la troisième branche négative 43.Each third positive connection capacitor 58 is connected between a respective third connection node 413 of the third positive branch 41 and a third connection node 423 of the third intermediate branch 42. In addition, each third negative connection capacitor 59 is connected between a respective third connection node 423 of the third intermediate branch 42 and a third connection node 433 of the third negative branch 43.

[0069] Tous les condensateurs du convertisseur 1 sont de préférence chargés selon le critère selon lequel la tension des condensateurs est supérieure pour des condensateurs plus proches du côté CC, c’est-à-dire du troisième nœud d’entrée 44, 45, 46, et la tension des condensateurs est inférieure pour des condensateurs plus proches du côté CA, c’est-à-dire du premier nœud de sortie 23.All the capacitors of converter 1 are preferably charged according to the criterion according to which the voltage of the capacitors is higher for capacitors closer to the DC side, that is to say of the third input node 44, 45, 46, and the voltage of the capacitors is lower for capacitors closer to the AC side, that is to say to the first output node 23.

[0070] En réalité, les troisièmes condensateurs positif et négatif 53, 54 sont chargés à une première tension, et les seconds condensateurs positif et négatif 51, 52 sont chargés à une seconde tension qui est une fraction de la première tension. Dans cette description, le terme fraction désigne une fraction propre, c’est-à-dire une fraction inférieure à un.In reality, the third positive and negative capacitors 53, 54 are charged at a first voltage, and the second positive and negative capacitors 51, 52 are charged at a second voltage which is a fraction of the first voltage. In this description, the term fraction designates a proper fraction, that is to say a fraction less than one.

[0071] Plus en détail, le condensateur le plus proche du premier nœud de sortie 23 est chargé à une tension minimale, et les autres condensateurs sont chargés à des tensions qui sont des multiples de la tension minimale. Le condensateur le plus proche du premier nœud de sortie 23 peut être l’un des premiers condensateurs de connexion 55, s’il y en a, ou autrement l’un des seconds condensateurs de connexion positif et négatif 56, 57, s’il y en a, ou autrement l’un quelconque des seconds condensateurs positif et négatif 51, 52.In more detail, the capacitor closest to the first output node 23 is charged at a minimum voltage, and the other capacitors are charged at voltages which are multiples of the minimum voltage. The capacitor closest to the first output node 23 can be one of the first connection capacitors 55, if there is one, or otherwise one of the second positive and negative connection capacitors 56, 57, if it there are, or otherwise any of the second positive and negative capacitors 51, 52.

[0072] Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 1, lorsque la différence de tension entre les troisièmes nœuds d’entrée positif et négatif 44, 46 est appelée VDc, les seconds condensateurs positif et négatif 51, 52 sont chargés à une tension d’approximativement VDc/4. De plus, les troisièmes condensateurs positif et négatif 53, 54 sont chargés à une tension d’approximativement VDc/2. Le convertisseur 1 de ce mode de réalisation peut délivrer au niveau du premier nœud de sortie 23 cinq niveaux de tension, qui sont 0, ±VDc/4 et ±VDc/2.For example, in the embodiment of Figure 1, when the voltage difference between the third positive and negative input nodes 44, 46 is called V D c, the second positive and negative capacitors 51, 52 are charged at a voltage of approximately V D c / 4. In addition, the third positive and negative capacitors 53, 54 are charged at a voltage of approximately V D c / 2. The converter 1 of this embodiment can deliver at the first output node 23 five voltage levels, which are 0, ± V D c / 4 and ± V D c / 2.

[0073] Dans le mode de réalisation de la figure 2, les seconds condensateurs de connexion positif et négatif 56, 57 sont chargés à une tension d’approximativement VDC/6, les seconds condensateurs positif et négatif 51, 52 sont chargés à une tension d’approximativement VDC/3, et les troisièmes condensateurs positif et négatif 53, 54 sont chargés à une tension d’approximativement VDC/2. Le convertisseur 1 de ce mode de réalisation peut délivrer au niveau du premier nœud de sortie 23 sept niveaux de tension, qui sont 0, ±VDC/6, ±VDC/3 et ±VDC/2.In the embodiment of Figure 2, the second positive and negative connection capacitors 56, 57 are charged at a voltage of approximately V DC / 6, the second positive and negative capacitors 51, 52 are charged at a voltage of approximately V DC / 3, and the third positive and negative capacitors 53, 54 are charged at a voltage of approximately V DC / 2. The converter 1 of this embodiment can deliver at the first output node 23 seven voltage levels, which are 0, ± V DC / 6, ± V DC / 3 and ± V DC / 2.

[0074] Dans le mode de réalisation de la figure 3, les seconds condensateurs positif et négatif 51, 52 sont chargés à une tension d’approximativement VDC/6, les troisièmes condensateurs de connexion positif et négatif 58, 59 sont chargés à une tension d’approximativement VDC/3, et les troisièmes condensateurs positif et négatif 53, 54 sont chargés à une tension d’approximativement VDC/2. Même le convertisseur 1 de ce mode de réalisation peut délivrer au niveau du premier nœud de sortie 23 sept niveaux de tension, qui sont 0, ±VDc/6, ±VDc/3 et ±VDc/2.In the embodiment of Figure 3, the second positive and negative capacitors 51, 52 are charged at a voltage of approximately V DC / 6, the third positive and negative connection capacitors 58, 59 are charged at a voltage of approximately V DC / 3, and the third positive and negative capacitors 53, 54 are charged at a voltage of approximately V DC / 2. Even the converter 1 of this embodiment can deliver at the first output node 23 seven voltage levels, which are 0, ± V D c / 6, ± V D c / 3 and ± V D c / 2.

[0075] En général, lorsqu’un premier condensateur de connexion 55, un second condensateur de connexion positif 56 ou un troisième condensateur de connexion positif 58 est ajouté au convertisseur 1, le nombre de niveaux de tension peut être augmenté d’au moins deux niveaux.In general, when a first connection capacitor 55, a second positive connection capacitor 56 or a third positive connection capacitor 58 is added to the converter 1, the number of voltage levels can be increased by at least two levels.

[0076] La commande du convertisseur va maintenant être décrite. Le convertisseur 1 comprend en réalité un dispositif de commande, qui n’est pas représenté dans les figures. Le convertisseur 1 est commandable par le dispositif de commande pour fournir une tension de sortie au niveau du premier nœud de sortie 23, laquelle tension de sortie possède des demi-ondes positives et des demi-ondes négatives alternant à une fréquence fondamentale.The converter control will now be described. The converter 1 actually comprises a control device, which is not shown in the figures. The converter 1 is controllable by the control device to supply an output voltage at the first output node 23, which output voltage has positive half-waves and negative half-waves alternating at a fundamental frequency.

[0077] Durant la demi-onde positive, la tension de sortie est égale ou supérieure à la tension du troisième nœud d’entrée intermédiaire 45, et durant la demi-onde négative, la tension de sortie est égale ou inférieure à la tension du troisième nœud d’entrée intermédiaire 45.During the positive half-wave, the output voltage is equal to or greater than the voltage of the third intermediate input node 45, and during the negative half-wave, the output voltage is equal to or less than the voltage of the third intermediate entry node 45.

[0078] Le dispositif de commande en particulier est configuré pour fournir des signaux de commande aux commutateurs commandables du convertisseur de manière à alterner des états fermés et des états ouverts. Dans l’état fermé, une unité de commutateur conduit du courant dans les deux directions et son commutateur commandable conduit du courant dans une direction. Dans l’état ouvert, les unités de commutateur conduisent du courant dans uniquement une direction, et leurs commutateurs commandables ne conduisent pas du courant dans une quelconque direction.The control device in particular is configured to supply control signals to the controllable switches of the converter so as to alternate closed states and open states. In the closed state, a switch unit conducts current in both directions and its controllable switch conducts current in one direction. In the open state, the switch units conduct current in only one direction, and their controllable switches do not conduct current in any direction.

[0079] Dans le convertisseur 1, certains couples d’unités de commutateur sont commandés pour être toujours dans des états opposés. Cependant, comme il est connu par l’homme du métier, même si un couple d’unités de commutateur seront dans des états opposés sensiblement tout le temps, lorsqu’une unité de commutateur est ouverte, l’autre unité de commutateur du couple peut être fermée uniquement après un petit temps de retard. Ceci permet d’empêcher un court-circuitage de certains composants du convertisseur 1, spécifiquement les condensateurs.In converter 1, certain pairs of switch units are controlled to always be in opposite states. However, as is known to those skilled in the art, even if a couple of switch units will be in opposite states substantially all of the time, when one switch unit is open, the other torque switch unit may be closed only after a short delay. This prevents short circuiting of certain components of converter 1, specifically the capacitors.

[0080] En détail, le dispositif de commande est configuré pour commander une unité de commutateur 214 de la première branche positive 21 et une unité de commutateur 224 de la première branche négative 22 pour qu’elles soient toujours dans des états opposés.In detail, the control device is configured to control a switch unit 214 of the first positive branch 21 and a switch unit 224 of the first negative branch 22 so that they are always in opposite states.

[0081] De plus, le dispositif de commande est de préférence configuré pour conserver ladite unité de commutateur 214 de la première branche positive 21 dans un état fermé durant la demi-onde positive, et pour conserver ladite unité de commutateur 224 de la première branche négative 22 dans un état fermé durant la demi-onde négative.In addition, the control device is preferably configured to keep said switch unit 214 of the first positive branch 21 in a closed state during the positive half-wave, and to keep said switch unit 224 of the first branch negative 22 in a closed state during the negative half-wave.

[0082] Ceci arrive à au moins une unité de commutateur 214 de la première branche positive 21, et à au moins une unité de commutateur 224 de la première branche négative 22. Dans certains modes de réalisation, ceci correspond à l’ensemble des premières branches positive et négative 21, 22.This happens to at least one switch unit 214 of the first positive branch 21, and to at least one switch unit 224 of the first negative branch 22. In some embodiments, this corresponds to all of the first positive and negative branches 21, 22.

[0083] Ainsi, ces unités de commutateur 214, 224 du premier étage 2 commutent à la fréquence fondamentale, et en détail elles commutent une fois de l’état fermé à l’état ouvert et une fois de l’état ouvert à l’état fermé durant une période fondamentale qui est égale à la réciproque de la fréquence fondamentale.Thus, these switch units 214, 224 of the first stage 2 switch at the fundamental frequency, and in detail they switch once from the closed state to the open state and once from the open state to the closed state during a fundamental period which is equal to the reciprocal of the fundamental frequency.

[0084] Comme il sera expliqué ci-dessous, de nombreux autres commutateurs du convertisseur 1 sont commutés à une fréquence de commutation qui est un multiple de la fréquence fondamentale. Ceci signifie qu’ils commutent de l’état fermé à l’état ouvert et de l’état ouvert à l’état fermé une pluralité de fois durant une période fondamentale.As will be explained below, many other switches of converter 1 are switched at a switching frequency which is a multiple of the fundamental frequency. This means that they switch from the closed state to the open state and from the open state to the closed state a plurality of times during a fundamental period.

[0085] De manière à réduire les pertes de puissance du convertisseur, il est préférable de commuter à la fréquence fondamentale autant qu’il y a d’unités de commutateur que possible.In order to reduce the power losses of the converter, it is preferable to switch to the fundamental frequency as many as there are switch units as possible.

[0086] De manière à expliquer la commande des unités de commutateur des second et troisième étages 3, 4 en détail, il est fait référence par simplicité au mode de réalisation de la figure 1, dans lequel uniquement un groupe de commutation est prévu pour chaque branche. Lorsqu’une branche comprend une pluralité de groupes de commutation, chaque groupe de commutation peut être commandé indépendamment, éventuellement avec différents états de commande parmi des groupes de commutation ou parmi des unités de commutateur du même groupe de commutation. Cependant, pour les second et troisième étages 3, 4, tous les groupes de commutation d’une branche sont commandés selon la même logique globale, comme cela est maintenant expliqué pour le mode de réalisation de la figure 1.In order to explain the control of the switch units of the second and third stages 3, 4 in detail, reference is made for simplicity to the embodiment of FIG. 1, in which only one switching group is provided for each plugged. When a branch comprises a plurality of switching groups, each switching group can be controlled independently, possibly with different control states among switching groups or among switch units of the same switching group. However, for the second and third stages 3, 4, all the switching groups of a branch are controlled according to the same overall logic, as is now explained for the embodiment of FIG. 1.

[0087] Le dispositif de commande est configuré pour commander une unité de commutateur 334 de la seconde branche d’extrémité positive 33 et une unité de commutateur 344 de la seconde branche intermédiaire positive 34 pour qu’elles soient toujours dans états opposés, et pour commander une unité de commutateur 354 de la seconde branche intermédiaire négative 35 et une unité de commutateur 364 de la seconde branche d’extrémité négative 36 pour qu’elles soient toujours dans des états opposés.The control device is configured to control a switch unit 334 of the second positive end branch 33 and a switch unit 344 of the second positive intermediate branch 34 so that they are always in opposite states, and for controlling a switch unit 354 of the second negative intermediate branch 35 and a switch unit 364 of the second negative end branch 36 so that they are always in opposite states.

[0088] De plus, le dispositif de commande est configuré, pendant la demi-onde positive, pour conserver ladite unité de commutateur 354 de la seconde branche intermédiaire négative 35 dans un état fermé et pour commuter ladite unité de commutateur 344 de la seconde branche intermédiaire positive 34 à la fréquence de commutation. De manière symétrique, le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde négative, pour conserver ladite unité de commutateur 344 de la seconde branche intermédiaire positive 34 dans un état fermé et pour commuter ladite unité de commutateur 354 de la seconde branche intermédiaire négative 35 à la fréquence de commutation.In addition, the control device is configured, during the positive half-wave, to keep said switch unit 354 of the second negative intermediate branch 35 in a closed state and to switch said switch unit 344 of the second branch positive intermediate 34 at the switching frequency. Symmetrically, the control device is configured, during the negative half-wave, to keep said switch unit 344 of the second positive intermediate branch 34 in a closed state and to switch said switch unit 354 of the second negative intermediate branch 35 at the switching frequency.

[0089] Plus en détail, durant la demi-onde positive, l’ensemble de la seconde branche intermédiaire négative 35 est conservé dans un état fermé et l’ensemble de la seconde branche d’extrémité négative 36 est conservé dans un état ouvert. De manière symétrique, durant la demi-onde négative, l’ensemble de la seconde branche inter médiaire positive 34 est conservé dans un état fermé et l’ensemble de la seconde branche d’extrémité positive 33 est conservé dans un état ouvert.In more detail, during the positive half-wave, the whole of the second negative intermediate branch 35 is kept in a closed state and the whole of the second negative end branch 36 is kept in an open state. Symmetrically, during the negative half-wave, the whole of the second positive intermediate branch 34 is kept in a closed state and the whole of the second positive end branch 33 is kept in an open state.

[0090] Ainsi, la cellule positive 31 a de faibles pertes de puissance durant la demi-onde négative, et la cellule négative 32 a de faibles pertes de puissance durant la demi-onde positive. Cette commande maintient également relativement faible la différence de tension qui est appliquée aux unités de commutateur du premier étage 2 tandis qu’elles sont dans l’état ouvert. Par conséquent, des unités de commutateur avec des tensions de blocage relativement faibles peuvent être utilisées.Thus, the positive cell 31 has low power losses during the negative half-wave, and the negative cell 32 has low power losses during the positive half-wave. This command also keeps the voltage difference which is applied to the first stage switch units 2 relatively small while they are in the open state. Therefore, switch units with relatively low blocking voltages can be used.

[0091] De préférence, le dispositif de commande est configuré, durant la transition des demi-ondes positives à négatives, pour conserver dans un état fermé la seconde branche intermédiaire positive 34 et la seconde branche intermédiaire négative 35, pour commuter la première branche négative 22 d’un état ouvert à un état fermé, et ensuite pour commuter la première branche positive 21 d’un état fermé à un état ouvert. De plus, le dispositif de commande est configuré, durant la transition des demiondes négatives à positives, pour conserver dans un état fermé la seconde branche intermédiaire positive 34 et la seconde branche intermédiaire négative 35, pour commuter la première branche positive 21 d’un état ouvert à un état fermé, et ensuite pour commuter la première branche négative 22 d’un état fermé à un état ouvert.Preferably, the control device is configured, during the transition from positive to negative half-waves, to keep in a closed state the second positive intermediate branch 34 and the second negative intermediate branch 35, to switch the first negative branch 22 from an open state to a closed state, and then to switch the first positive branch 21 from a closed state to an open state. In addition, the control device is configured, during the transition from negative to positive demions, to keep in a closed state the second positive intermediate branch 34 and the second negative intermediate branch 35, to switch the first positive branch 21 of a state open to a closed state, and then to switch the first negative branch 22 from a closed state to an open state.

[0092] De manière avantageuse, durant ces transitions, les premières branches positive et négative 21, 22 peuvent commuter le courant sous une tension sensiblement nulle puisqu’elles sont court-circuitées par l’unité de commutateur 344 de la seconde branche intermédiaire positive 34 et l’unité de commutateur 354 de la seconde branche intermédiaire négative 35, qui sont toutes les deux commandées à des états fermés.Advantageously, during these transitions, the first positive and negative branches 21, 22 can switch the current under a substantially zero voltage since they are short-circuited by the switch unit 344 of the second positive intermediate branch 34 and the switch unit 354 of the second negative intermediate branch 35, both of which are controlled in closed states.

[0093] En passant au troisième étage 4, le dispositif de commande est configuré pour commander la première unité de commutateur 424 de la troisième branche intermédiaire 42 et la première unité de commutateur 414 de la troisième branche positive 41 pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et pour commander la seconde unité de commutateur 425 de la troisième branche intermédiaire 42 et la première unité de commutateur 434 de la troisième branche négative 43 pour qu’elles soient toujours dans des états opposés.Going to the third stage 4, the control device is configured to control the first switch unit 424 of the third intermediate branch 42 and the first switch unit 414 of the third positive branch 41 so that they are always in opposite states, and to control the second switch unit 425 of the third intermediate branch 42 and the first switch unit 434 of the third negative branch 43 so that they are always in opposite states.

[0094] Plus en détail, le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde positive, pour conserver la seconde unité de commutateur 425 de la troisième branche intermédiaire 42 dans un état fermé et pour commuter la première unité de commutateur 424 de la troisième branche intermédiaire 42 à une fréquence de commutation qui est un multiple de la fréquence fondamentale.In more detail, the control device is configured, during the positive half-wave, to keep the second switch unit 425 of the third intermediate branch 42 in a closed state and to switch the first switch unit 424 of the third intermediate branch 42 at a switching frequency which is a multiple of the fundamental frequency.

[0095] De manière similaire, le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde négative, pour conserver la première unité de commutateur 424 de la troisième branche intermédiaire 42 dans un état fermé et pour commuter la seconde unité de commutateurSimilarly, the control device is configured, during the negative half-wave, to keep the first switch unit 424 of the third intermediate branch 42 in a closed state and to switch the second switch unit

425 de la troisième branche intermédiaire 42 à la fréquence de commutation.425 of the third intermediate branch 42 at the switching frequency.

[0096] Selon une première logique de commande possible pour les secondes unités de commutateur 415, 435 des troisièmes branches positive et négative 41, le dispositif de commande est configuré pour commander les secondes unités de commutateur 415, 435 des troisièmes branches positive et négative 41, 43 pour qu’elles soient toujours dans des états opposés. Dans ce cas, de préférence, le dispositif de commande est configuré pour conserver la seconde unité de commutateur 415 de la troisième branche positive 41 dans un état fermé durant la demi-onde positive, et pour conserver la seconde unité de commutateur 435 de la troisième branche négative 43 dans un état fermé durant la demi-onde négative.According to a first possible control logic for the second switch units 415, 435 of the third positive and negative branches 41, the control device is configured to control the second switch units 415, 435 of the third positive and negative branches 41 , 43 so that they are always in opposite states. In this case, preferably, the control device is configured to keep the second switch unit 415 of the third positive branch 41 in a closed state during the positive half-wave, and to keep the second switch unit 435 of the third negative branch 43 in a closed state during the negative half-wave.

[0097] Cette logique de commande est avantageuse puisque les secondes unités de commutateur 415, 435 des troisièmes branches positive et négative 41, 43 commutent à la fréquence fondamentale durant les deux demi-ondes, différemment des premières unités de commutateur 414, 434 des troisièmes branches positive et négative 41, 43, qui commutent à la fréquence de commutation pendant au moins au moins une demionde.This control logic is advantageous since the second switch units 415, 435 of the third positive and negative branches 41, 43 switch at the fundamental frequency during the two half-waves, differently from the first switch units 414, 434 of the third positive and negative branches 41, 43, which switch at the switching frequency for at least one half a million.

[0098] Selon une seconde logique de commande possible, le dispositif de commande est configuré pour commander les premières et secondes unités de commutateur 414, 415 de la troisième branche positive 41 pour qu’elles soient toujours dans le même état, et pour commander les premières et secondes unités de commutateur 434, 435 de la troisième branche négative 43 pour qu’elles soient toujours dans le même état.According to a second possible control logic, the control device is configured to control the first and second switch units 414, 415 of the third positive branch 41 so that they are always in the same state, and to control the first and second switch units 434, 435 of the third negative branch 43 so that they are always in the same state.

[0099] Une commande préférée pour conserver la tension des condensateurs sensiblement constante durant l’utilisation du convertisseur 1 va maintenant être décrite. La description se focalisera sur les seconds condensateurs positif et négatif 51, 52. Les troisièmes condensateurs positif et négatif 53, 54 au contraire n’ont pas besoin d’une commande spécifique puisque leur tension peut rester constante grâce à une source CC connectée aux troisièmes nœuds d’entrée positif et négatif 44, 46, et facultativement par mise à la masse du troisième nœud d’entrée intermédiaire 45.A preferred command to keep the voltage of the capacitors substantially constant during the use of the converter 1 will now be described. The description will focus on the second positive and negative capacitors 51, 52. The third positive and negative capacitors 53, 54 on the contrary do not need a specific command since their voltage can remain constant thanks to a DC source connected to the third positive and negative input nodes 44, 46, and optionally by grounding the third intermediate input node 45.

[0100] Dans le cas où convertisseur 1 comprend des condensateurs supplémentaires, par exemple, des premiers condensateurs de connexion 55, ou des seconds ou troisièmes condensateurs positif ou négatif 56, 57, 58, 59, une commande similaire sera mise en œuvre.In the case where converter 1 comprises additional capacitors, for example, first connection capacitors 55, or second or third positive or negative capacitors 56, 57, 58, 59, a similar command will be implemented.

[0101] Le demandeur a noté que les niveaux de tension positifs qui sont inférieurs à la tension du troisième nœud d’entrée positif 44 et les niveaux de tension négatifs qui sont supérieurs à la tension du troisième nœud d’entrée négatif 46 peuvent être délivrés au niveau du premier nœud de sortie 23 avec des chemins de courant distincts, qui sont ainsi appelés des chemins de courant redondants. Les chemins de courant comprennent des unités de commutateur dans l’état fermé, et facultativement des condensateurs.The applicant noted that the positive voltage levels which are lower than the voltage of the third positive input node 44 and the negative voltage levels which are greater than the voltage of the third negative input node 46 can be delivered at the first output node 23 with separate current paths, which are thus called redundant current paths. Current paths include switch units in the closed state, and optionally capacitors.

[0102] Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 1, le niveau de tension VDC/4 peut être délivré avec un premier chemin de courant comprenant la troisième branche positive 41, le second condensateur positif 51, la seconde branche intermédiaire positive 34 et la première branche positive 21. Le second condensateur positif 51 est ainsi chargé ou déchargé en fonction du point de savoir si le courant circule du troisième étage 4 au premier étage 2 ou du premier étage 2 au troisième étage 4.For example, in the embodiment of FIG. 1, the voltage level V DC / 4 can be delivered with a first current path comprising the third positive branch 41, the second positive capacitor 51, the second intermediate branch positive 34 and the first positive branch 21. The second positive capacitor 51 is thus charged or discharged depending on whether the current flows from the third stage 4 to the first stage 2 or from the first stage 2 to the third stage 4.

[0103] Le niveau de tension VDC/4 peut être délivré également avec un second chemin de courant comprenant la troisième branche intermédiaire 42, le second condensateur positif 51, la seconde branche d’extrémité positive 33 et la première branche positive 21. Le second condensateur positif 51 est une nouvelle fois chargé ou déchargé en fonction de la direction du courant, mais la charge ou décharge avec le second chemin de courant est inversée par rapport au premier chemin de courant.The voltage level V DC / 4 can also be delivered with a second current path comprising the third intermediate branch 42, the second positive capacitor 51, the second positive end branch 33 and the first positive branch 21. The second positive capacitor 51 is again charged or discharged according to the direction of the current, but the charge or discharge with the second current path is reversed with respect to the first current path.

[0104] Ainsi, lorsqu’un premier niveau de tension positif inférieur à la tension du troisième nœud d’entrée positif 44, tel que VDc/4 pour le mode de réalisation de la figure 1, est requis au niveau premier nœud de sortie 23, le dispositif de commande est configuré pour commander les unités de commutateur en alternant au moins le premier chemin de courant et le second chemin de courant, de préférence pour le même temps.Thus, when a first positive voltage level lower than the voltage of the third positive input node 44, such as V D c / 4 for the embodiment of FIG. 1, is required at the first node level of output 23, the controller is configured to control the switch units by alternating at least the first current path and the second current path, preferably for the same time.

[0105] De manière similaire, lorsqu’un premier niveau de tension négatif supérieur à la tension du troisième nœud d’entrée négatif 46, tel que -VDc/4 pour le mode de réalisation de la figure 1, est requis au niveau du premier nœud de sortie 23, le dispositif de commande est configuré pour commander les unités de commutateur en alternant au moins un troisième chemin de courant et un quatrième chemin de courant, de préférence pour le même temps.Similarly, when a first negative voltage level greater than the voltage of the third negative input node 46, such as -V D c / 4 for the embodiment of FIG. 1, is required at the level from the first output node 23, the controller is configured to control the switch units by alternating at least a third current path and a fourth current path, preferably for the same time.

[0106] Dans d’autres modes de réalisation, il peut y avoir plus de deux chemins de courant redondants qui sont conçus pour délivrer la même tension.[0106] In other embodiments, there may be more than two redundant current paths which are designed to deliver the same voltage.

[0107] Par exemple, lorsque le mode de réalisation de la figure 3 est considéré, et que la tension VDC/6 est requise, il y a trois chemins de courant redondants. Un premier chemin de courant comprend la troisième branche positive 41, le second condensateur positif 51, la seconde branche intermédiaire positive 34 et la première branche positive 21. Un second chemin de courant comprend la troisième branche intermédiaire 42, le second condensateur positif 51, le groupe de commutation 331 de la seconde branche d’extrémité positive 33 qui est adjacente au second condensateur positif 51, le second condensateur de connexion positif 56, le groupe de commutation 342 de la seconde branche intermédiaire positive 34 qui est adjacente à la première branche positive 21, et la branche positive 21. Un troisième chemin de courant comprend la troisième branche intermédiaire 42, le groupe de commutation 341 de la seconde branche intermédiaire positive 34 qui est adjacente au second condensateur positif 51, le second condensateur de connexion positif 56, le groupe de commutation 332 de la seconde branche d’extrémité positive 33 qui est adjacente à la première branche positive 21, et la branche positive 21.For example, when the embodiment of FIG. 3 is considered, and the voltage V DC / 6 is required, there are three redundant current paths. A first current path comprises the third positive branch 41, the second positive capacitor 51, the second positive intermediate branch 34 and the first positive branch 21. A second current path comprises the third intermediate branch 42, the second positive capacitor 51, the switching group 331 of the second positive end branch 33 which is adjacent to the second positive capacitor 51, the second positive connection capacitor 56, the switching group 342 of the second positive intermediate branch 34 which is adjacent to the first positive branch 21, and the positive branch 21. A third current path comprises the third intermediate branch 42, the switching group 341 of the second positive intermediate branch 34 which is adjacent to the second positive capacitor 51, the second positive connection capacitor 56, the switching group 332 of the second positive end branch 33 which is adjacent to the first positive branch 21, and the positive branch 21.

[0108] Il est à noter que le processus de charge et décharge pour le second condensateur positif 51 est inversé entre les premier et second chemins, et pour le second condensateur de connexion positif 56 il est inversé entre les second et troisième chemins. Les trois chemins peuvent ainsi être alternés pour garder constantes les tensions des condensateurs.It should be noted that the charging and discharging process for the second positive capacitor 51 is reversed between the first and second paths, and for the second positive connection capacitor 56 it is reversed between the second and third paths. The three paths can thus be alternated to keep the voltages of the capacitors constant.

[0109] En général, lorsque le second condensateur positif 51 est considéré, le premier chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche positive 41, laquelle unité de commutateur est adjacente au second condensateur positif 51, le second condensateur positif 51, et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire positive 34 adjacente au second condensateur positif 51. De plus, le second chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire 42 adjacente au second condensateur positif 51, le second condensateur positif 51, et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité positive 33 adjacente au second condensateur positif 51.In general, when the second positive capacitor 51 is considered, the first current path comprises at least one switch unit of the third positive branch 41, which switch unit is adjacent to the second positive capacitor 51, the second positive capacitor 51, and a switch unit of the second positive intermediate branch 34 adjacent to the second positive capacitor 51. In addition, the second current path comprises at least one switch unit of the third intermediate branch 42 adjacent to the second positive capacitor 51, the second positive capacitor 51, and a switch unit of the second positive end branch 33 adjacent to the second positive capacitor 51.

[0110] Pour garder constante la tension du second condensateur négatif 52, le troisième chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche négative 43 adjacente au second condensateur négatif 52, le second condensateur négatif 52, et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire négative 35 adjacente au second condensateur négatif 52. Le quatrième chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire 42 adjacente au second condensateur négatif 52, le second condensateur négatif 52, et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité négative 36 adjacente au second condensateur négatif 52.To keep the voltage of the second negative capacitor 52 constant, the third current path comprises at least one switch unit of the third negative branch 43 adjacent to the second negative capacitor 52, the second negative capacitor 52, and a switch unit of the second negative intermediate branch 35 adjacent to the second negative capacitor 52. The fourth current path comprises at least one switch unit of the third intermediate branch 42 adjacent to the second negative capacitor 52, the second negative capacitor 52, and a switch unit of the second negative end branch 36 adjacent to the second negative capacitor 52.

[0111] Bien sûr, les premier et second chemins de courant doivent tous les deux délivrer le premier niveau de tension positif, et les troisième et quatrième chemins de courant doivent tous les deux délivrer le premier niveau de tension négatif.Of course, the first and second current paths must both deliver the first positive voltage level, and the third and fourth current paths must both deliver the first negative voltage level.

[0112] Plus en général, lorsque l’un quelconque des condensateurs du convertisseur 1 est considéré, le premier chemin de courant comprend le condensateur, une unité de commutateur en amont du condensateur et adjacente à la borne positive de celui-ci, et une unité de commutateur en aval du condensateur et adjacente à la borne négative de celui-ci. Le second chemin de courant comprend le condensateur, une unité de commutateur en amont du condensateur et adjacente à la borne négative de celui-ci, et une unité de commutateur en aval du condensateur et adjacente à la borne positive de celuici.More generally, when any one of the capacitors of converter 1 is considered, the first current path comprises the capacitor, a switch unit upstream of the capacitor and adjacent to the positive terminal thereof, and a switch unit downstream of the capacitor and adjacent to the negative terminal thereof. The second current path includes the capacitor, a switch unit upstream of the capacitor and adjacent to the negative terminal thereof, and a switch unit downstream of the capacitor and adjacent to the positive terminal thereof.

Claims (1)

Revendications [Revendication 1] Convertisseur de puissance électrique (1) caractérisé par le fait qu’il comprend une pluralité de branches, chaque branche comprenant une ou plusieurs unités de commutateur connectées en série, chaque unité de commutateur comprenant un commutateur commandable et une diode connectée en antiparallèle au commutateur commandable, le convertisseur (1) comprenant un premier étage (2), un second étage (3) et un troisième étage (4), les premier, second et troisième étages (2, 3, 4) étant connectés en série, dans lequel :Claims [Claim 1] Electrical power converter (1) characterized in that it comprises a plurality of branches, each branch comprising one or more switch units connected in series, each switch unit comprising a controllable switch and a connected diode in antiparallel to the controllable switch, the converter (1) comprising a first stage (2), a second stage (3) and a third stage (4), the first, second and third stages (2, 3, 4) being connected in series, in which: - le premier étage (2) comprend une première branche positive (21) connectée entre un premier nœud de sortie (23) et un premier nœud d’entrée positif (24), et une première branche négative (22) connectée entre le premier nœud de sortie (23) et un premier nœud d’entrée négatif (25),- the first stage (2) comprises a first positive branch (21) connected between a first output node (23) and a first positive input node (24), and a first negative branch (22) connected between the first node output (23) and a first negative input node (25), - le second étage (3) comprend :- the second floor (3) includes: - une cellule positive (31), la cellule positive (31) comprenant une seconde branche d’extrémité positive (33) connectée entre le premier nœud d’entrée positif (24) et un second nœud d’entrée positif (37), et une seconde branche intermédiaire positive (34) connectée entre le premier nœud d’entrée positif (24) et un second nœud d’entrée intermédiaire (38),a positive cell (31), the positive cell (31) comprising a second positive end branch (33) connected between the first positive input node (24) and a second positive input node (37), and a second positive intermediate branch (34) connected between the first positive input node (24) and a second intermediate input node (38), - une cellule négative (32), la cellule négative (32) comprenant une seconde branche intermédiaire négative (35) connectée entre le premier nœud d’entrée négatif (25) et le second nœud d’entrée intermédiaire (38), et une seconde branche d’extrémité négative (36) connectée entre le premier nœud d’entrée négatif (25) et un second nœud d’entrée négatif (39),- a negative cell (32), the negative cell (32) comprising a second negative intermediate branch (35) connected between the first negative input node (25) and the second intermediate input node (38), and a second negative end branch (36) connected between the first negative input node (25) and a second negative input node (39), - un second condensateur positif (51) connecté entre le second nœud d’entrée positif (37) et le second nœud d’entrée intermédiaire (38), et un second condensateur négatif (52) connecté entre le second nœud d’entrée intermédiaire (38) et le second nœud d’entrée négatif (39),- a second positive capacitor (51) connected between the second positive input node (37) and the second intermediate input node (38), and a second negative capacitor (52) connected between the second intermediate input node ( 38) and the second negative input node (39), - le troisième étage (4) comprend :- the third floor (4) includes: - une troisième branche positive (41) connectée entre le second nœud d’entrée positif (37) et un troisième nœud d’entrée positif (44),- a third positive branch (41) connected between the second positive input node (37) and a third positive input node (44), - une troisième branche intermédiaire (42) connectée entre le second nœud d’entrée intermédiaire (38) et un troisième nœud d’entrée intermédiaire (45),- a third intermediate branch (42) connected between the second intermediate entry node (38) and a third intermediate entry node (45), - une troisième branche négative (43) connectée entre le second nœud d’entrée négatif (39) et un troisième nœud d’entrée négatif (46), - un troisième condensateur positif (53) connecté entre le troisième nœud d’entrée positif (44) et le troisième nœud d’entrée intermédiaire (45), et un troisième condensateur négatif (54) connecté entre le troisième nœud d’entrée intermédiaire (45) et le troisième nœud d’entrée négatif (46). - a third negative branch (43) connected between the second negative input node (39) and a third negative input node (46), - a third positive capacitor (53) connected between the third positive input node (44) and the third intermediate input node (45), and a third negative capacitor (54) connected between the third intermediate input node ( 45) and the third negative input node (46). [Revendication 2] [Claim 2] Convertisseur (1) tel que revendiqué à la revendication 1, caractérisé par le fait que : - la troisième branche positive (41), la troisième branche négative (43) et la troisième branche intermédiaire (42) comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation (411, 412, 421, 422, 431, 432), chaque groupe de commutation (411, 412, 421, 422, 431, 432) comprenant une ou plusieurs unités de commutateur, les groupes de commutation (411, 412, 421, 422, 431, 432) étant mutuellement connectés en série dans chaque branche respective (41, 42, 43) au niveau d’un ou plusieurs troisièmes nœuds de connexion (413, 423, 433), - le troisième étage (4) comprend un ou plusieurs troisièmes condensateurs de connexion positifs (58) connectés entre les troisièmes nœuds de connexion (413, 423) respectifs de la troisième branche positive (41) et de la troisième branche intermédiaire (42), et un ou plusieurs troisièmes condensateurs de connexion négatifs (59) connectés entre des troisièmes nœuds de connexion (423, 433) respectifs de la troisième branche intermédiaire (42) et de la troisième branche négative (43). Converter (1) as claimed in claim 1, characterized in that: - the third positive branch (41), the third negative branch (43) and the third intermediate branch (42) each comprise a plurality of switching groups (411, 412, 421, 422, 431, 432), each switching group (411, 412, 421, 422, 431, 432) comprising one or more switch units, the switching groups (411, 412, 421, 422, 431, 432) being mutually connected in series in each respective branch (41, 42, 43) at one or more third connection nodes (413, 423, 433), the third stage (4) comprises one or more third positive connection capacitors (58) connected between the respective third connection nodes (413, 423) of the third positive branch (41) and of the third intermediate branch (42), and one or more third negative connection capacitors (59) connected between respective third connection nodes (423, 433) of the third intermediate branch (42) and the third negative branch (43). [Revendication 3] [Claim 3] Convertisseur (1) tel que revendiqué à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que : - la seconde branche d’extrémité positive (33), la seconde branche intermédiaire positive (34), la seconde branche intermédiaire négative (35) et la seconde branche d’extrémité négative (36) comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362), chaque groupe de commutation (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) comprenant une ou plusieurs unités de commutateur, les groupes de commutation (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) étant mutuellement connectés en série dans chaque branche respective (33, 34, 35, 36) au niveau d’un ou plusieurs seconds nœuds de connexion (333, 343, 353, 363), Converter (1) as claimed in claim 1 or 2, characterized in that: - the second positive end branch (33), the second positive intermediate branch (34), the second negative intermediate branch (35) and the second negative end branch (36) each comprise a plurality of switching groups (331 , 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362), each switching group (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) comprising one or more switch units, the switching groups ( 331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) being mutually connected in series in each respective branch (33, 34, 35, 36) at one or more second connection nodes (333, 343, 353, 363),
- le second étage (3) comprend un ou plusieurs seconds condensateurs de connexion positifs (56) connectés entre des seconds nœuds de connexion (333, 343) respectifs de la seconde branche d’extrémité positive (33) et de la seconde branche intermédiaire positive (34), et un ou plusieurs seconds condensateurs de connexion négatifs (57) connectés entre des seconds nœuds de connexion (353, 363) respectifs de la seconde branche intermédiaire négative (35) et de la seconde branche d’extrémité négative (36). - the second stage (3) comprises one or more second positive connection capacitors (56) connected between second connection nodes (333, 343) respective of the second positive end branch (33) and of the second positive intermediate branch (34), and one or more second negative connection capacitors (57) connected between respective second connection nodes (353, 363) of the second negative intermediate branch (35) and the second negative end branch (36) . [Revendication 4] [Claim 4] Convertisseur (1) tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que : - la première branche positive (21) et la première branche négative (22) comprennent chacune une pluralité de groupes de commutation (211, 212, 221, 222), chaque groupe de commutation (211, 212, 221, 222) comprenant une ou plusieurs unités de commutateur, les groupes de commutation (211, 212, 221, 222) étant mutuellement connectés en série dans chaque branche respective (21, 22) au niveau d’un ou plusieurs premiers nœuds de connexion premiers nœuds de connexion (213, 223), - le premier étage (2) comprend un ou plusieurs premiers condensateurs de connexion (55) connectés entre des premiers nœuds de connexion (213, 223) respectifs de la première branche positive (21) et de la première branche négative (22). Converter (1) as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that: - the first positive branch (21) and the first negative branch (22) each comprise a plurality of switching groups (211, 212, 221, 222), each switching group (211, 212, 221, 222) comprising one or more several switch units, the switching groups (211, 212, 221, 222) being mutually connected in series in each respective branch (21, 22) at one or more first connection nodes first connection nodes (213, 223) - The first stage (2) comprises one or more first connection capacitors (55) connected between first connection nodes (213, 223) respective to the first positive branch (21) and to the first negative branch (22). [Revendication 5] [Claim 5] Convertisseur (1) tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les troisièmes condensateurs positif et négatif (53, 54) sont chargés à une première tension, et les seconds condensateurs positif et négatif (51, 52) sont chargés à une seconde tension qui est une fraction de la première tension. Converter (1) as claimed in any one of Claims 1 to 4, characterized in that the third positive and negative capacitors (53, 54) are charged at a first voltage, and the second positive and negative capacitors (51 , 52) are charged at a second voltage which is a fraction of the first voltage. [Revendication 6] [Claim 6] Convertisseur (1) tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la troisième branche intermédiaire (42) comprend une première unité de commutateur (424) conçue pour arrêter un courant circulant dans une première direction et une seconde unité de commutateur (425) conçue pour arrêter un courant circulant dans une seconde direction opposée à la première direction. Converter (1) as claimed in any one of Claims 1 to 5, characterized in that the third intermediate branch (42) comprises a first switch unit (424) designed to stop a current flowing in a first direction and a second switch unit (425) adapted to stop current flowing in a second direction opposite to the first direction. [Revendication 7] [Claim 7] Convertisseur (1) tel que revendiqué à la revendication 6, caractérisé par le fait que les troisièmes branches positive et négative (41, 43) comprennent chacune une première unité de commutateur (414, 434) et une seconde unité de commutateur (415, 435), les première et seconde unités de commutateur (414, 415, 424, 425, 434, 435) des troisièmes branches Converter (1) as claimed in claim 6, characterized in that the third positive and negative branches (41, 43) each comprise a first switch unit (414, 434) and a second switch unit (415, 435 ), the first and second switch units (414, 415, 424, 425, 434, 435) of the third branches
[Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] positive, négative et intermédiaire (41, 42, 43) ayant toutes la même tension de blocage.[Claim 8] [Claim 9] [Claim 10] positive, negative and intermediate (41, 42, 43) all having the same blocking voltage. Convertisseur (1) tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un dispositif de commande, caractérisé par le fait que le convertisseur (1) est commandable par le dispositif de commande pour fournir une tension de sortie au niveau du premier nœud de sortie (23), la tension de sortie ayant des demi-ondes positives et des demi-ondes négatives alternant à une fréquence fondamentale. Convertisseur (1) tel que revendiqué à la revendication 8, caractérisé par le fait que :Converter (1) as claimed in any one of Claims 1 to 7, comprising a control device, characterized in that the converter (1) is controllable by the control device to supply an output voltage at the level of the first output node (23), the output voltage having positive half waves and negative half waves alternating at a fundamental frequency. Converter (1) as claimed in claim 8, characterized in that: - le dispositif de commande est configuré pour commander une unité de commutateur (334) de la seconde branche d’extrémité positive (33) et une unité de commutateur (344) de la seconde branche intermédiaire positive (34) pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et pour commander une unité de commutateur (354) de la seconde branche intermédiaire négative (35) et une unité de commutateur (364) de la seconde branche d’extrémité négative (36) pour qu’elles soient toujours dans des états opposés,- the control device is configured to control a switch unit (334) of the second positive end branch (33) and a switch unit (344) of the second positive intermediate branch (34) so that they are always in opposite states, and for controlling a switch unit (354) of the second negative intermediate branch (35) and a switch unit (364) of the second negative end branch (36) so that they are always in opposite states, - le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde positive, pour conserver ladite unité de commutateur (354) de la seconde branche intermédiaire négative (35) dans un état fermé et pour commuter ladite unité de commutateur (344) de la seconde branche intermédiaire positive (34) à une fréquence de commutation qui est un multiple de la fréquence fondamentale,- the control device is configured, during the positive half-wave, to keep said switch unit (354) of the second negative intermediate branch (35) in a closed state and to switch said switch unit (344) of the second positive intermediate branch (34) at a switching frequency which is a multiple of the fundamental frequency, - le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde négative, pour conserver ladite unité de commutateur (344) de la seconde branche intermédiaire positive (34) dans un état fermé et pour commuter ladite unité de commutateur (354) de la seconde branche intermédiaire négative (35) à la fréquence de commutation.- the control device is configured, during the negative half-wave, to keep said switch unit (344) of the second positive intermediate branch (34) in a closed state and to switch said switch unit (354) of the second negative intermediate branch (35) at the switching frequency. Convertisseur (1) tel que revendiqué aux revendications 6 et 8, caractérisé par le fait que :Converter (1) as claimed in claims 6 and 8, characterized in that: - le dispositif de commande est configuré pour commander la première unité de commutateur (424) de la troisième branche intermédiaire (42) et la première unité de commutateur (414) de la troisième branche positive (41) pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et pour commander la seconde unité de commutateur (425) de la troisième branche intermédiaire (42) et la première unité de commutateur (434) de la troisième branche négative (43) pour qu’elles soient toujours dans des- the control device is configured to control the first switch unit (424) of the third intermediate branch (42) and the first switch unit (414) of the third positive branch (41) so that they are always in opposite states, and to control the second switch unit (425) of the third intermediate branch (42) and the first switch unit (434) of the third negative branch (43) so that they are always in états opposés, - le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde positive, pour conserver la seconde unité de commutateur (425) de la troisième branche intermédiaire (42) dans un état fermé et pour commuter la première unité de commutateur (424) de la troisième branche intermédiaire (42) à une fréquence de commutation qui est un multiple de la fréquence fondamentale, - le dispositif de commande est configuré, durant la demi-onde négative, pour conserver la première unité de commutateur (424) de la troisième branche intermédiaire (42) dans un état fermé et pour commuter la seconde unité de commutateur (425) de la troisième branche intermédiaire (42) à la fréquence de commutation. opposite states, - the control device is configured, during the positive half-wave, to keep the second switch unit (425) of the third intermediate branch (42) in a closed state and to switch the first switch unit (424) of the third intermediate branch (42) at a switching frequency which is a multiple of the fundamental frequency, - the control device is configured, during the negative half-wave, to keep the first switch unit (424) of the third intermediate branch (42) in a closed state and to switch the second switch unit (425) of the third intermediate branch (42) at the switching frequency. [Revendication 11] [Claim 11] Convertisseur (1) tel que revendiqué aux revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que le dispositif de commande est configuré pour commander les secondes unités de commutateur (415, 435) des troisièmes branches positive et négative (41, 43) pour qu’elles soient toujours dans des états opposés. Converter (1) as claimed in claims 7 and 8, characterized in that the control device is configured to control the second switch units (415, 435) of the third positive and negative branches (41, 43) so that they are always in opposite states. [Revendication 12] [Claim 12] Convertisseur (1) tel que revendiqué à la revendication 11, caractérisé par le fait que le dispositif de commande est configuré pour conserver la seconde unité de commutateur (415) de la troisième branche positive (41) dans un état fermé durant la demi-onde positive, et pour conserver la seconde unité de commutateur (435) de la troisième branche négative (43) dans un état fermé durant la demi-onde négative. Converter (1) as claimed in claim 11, characterized in that the control device is configured to keep the second switch unit (415) of the third positive branch (41) in a closed state during the half-wave positive, and to keep the second switch unit (435) of the third negative branch (43) in a closed state during the negative half-wave. [Revendication 13] [Claim 13] Convertisseur (1) tel que revendiqué aux revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que le dispositif de commande est configuré pour commander les premières et secondes unités de commutateur (414, 415) de la troisième branche positive (41) pour qu’elles soient toujours dans le même état, et pour commander les premières et secondes unités de commutateur (434, 435) de la troisième branche négative (43) pour qu’elles soient toujours dans le même état. Converter (1) as claimed in claims 7 and 8, characterized in that the control device is configured to control the first and second switch units (414, 415) of the third positive branch (41) so that they are always in the same state, and to control the first and second switch units (434, 435) of the third negative branch (43) so that they are always in the same state. [Revendication 14] [Claim 14] Convertisseur (1) tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé par le fait que : - le dispositif de commande est configuré pour commander une unité de commutateur (214) de la première branche positive (21) et une unité de commutateur (224) de la première branche négative (22) pour qu’elles soient toujours dans des états opposés, et - le dispositif de commande est configuré pour conserver ladite unité de commutateur (214) de la première branche positive (21) dans un état Converter (1) as claimed in any one of Claims 8 to 13, characterized in that: - the control device is configured to control a switch unit (214) of the first positive branch (21) and a switch unit (224) of the first negative branch (22) so that they are always in opposite states , and - the control device is configured to keep said switch unit (214) of the first positive branch (21) in a state
[Revendication 15] [Revendication 16] fermé durant la demi-onde positive, et pour conserver ladite unité de commutateur (224) de la première branche négative (22) dans un état fermé durant la demi-onde négative.[Claim 15] [Claim 16] closed during the positive half-wave, and to keep said switch unit (224) of the first negative branch (22) in a closed state during the negative half-wave. Convertisseur (1) tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé par le fait que :Converter (1) as claimed in any one of Claims 8 to 14, characterized in that: - le dispositif de commande est configuré, durant la transition des demiondes positives à négatives, pour conserver dans un état fermé la seconde branche intermédiaire positive (34) et la seconde branche intermédiaire négative (35), et pour commuter la première branche positive (21) d’un état fermé à un état ouvert, et- the control device is configured, during the transition from positive to negative demions, to keep the second positive intermediate branch (34) and the second negative intermediate branch (35) in a closed state, and to switch the first positive branch (21 ) from a closed state to an open state, and - le dispositif de commande est configuré, durant la transition des demiondes négatives à positives, pour conserver dans un état fermé la seconde branche intermédiaire positive (34) et la seconde branche intermédiaire négative (35), et pour commuter la première branche négative (22) d’un état fermé à un état ouvert.- the control device is configured, during the transition from negative to positive demions, to keep the second positive intermediate branch (34) and the second negative intermediate branch (35) in a closed state, and to switch the first negative branch (22 ) from a closed state to an open state. Convertisseur tel que revendiqué à l’une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé par le fait que :Converter as claimed in any one of claims 8 to 15, characterized in that: - lorsqu’un premier niveau de tension positif est requis au niveau du premier nœud de sortie (21), le premier niveau de tension positif étant inférieur à la tension du troisième nœud d’entrée positif (44), le dispositif de commande est configuré pour commander les unités de commutateur en alternant au moins un premier et un second chemin de courant comprenant des condensateurs et des unités de commutateur dans l’état fermé,- when a first positive voltage level is required at the first output node (21), the first positive voltage level being less than the voltage of the third positive input node (44), the control device is configured for controlling the switch units by alternating at least a first and a second current path comprising capacitors and switch units in the closed state, - lorsqu’un premier niveau de tension négatif est requis au niveau du premier nœud de sortie (21), le premier niveau de tension négatif étant supérieur à la tension du troisième nœud d’entrée négatif (46), le dispositif de commande est configuré pour commander les unités de commutateur en alternant au moins un troisième et un quatrième chemin de courant comprenant des condensateurs et des unités de commutateur dans l’état fermé,- when a first negative voltage level is required at the first output node (21), the first negative voltage level being greater than the voltage of the third negative input node (46), the control device is configured for controlling the switch units by alternating at least a third and a fourth current path comprising capacitors and switch units in the closed state, - le premier chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche positive (41) adjacente au second condensateur positif (51), le second condensateur positif (51), et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire positive (34) adjacente au second condensateur positif (51),- the first current path comprises at least one switch unit of the third positive branch (41) adjacent to the second positive capacitor (51), the second positive capacitor (51), and a switch unit of the second positive intermediate branch ( 34) adjacent to the second positive capacitor (51), - le second chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire (42) adjacente au second condensateur positif (51), le second condensateur positif (51), et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité positive (33) adjacente au second condensateur positif (51),- the second current path comprises at least one switch unit of the third intermediate branch (42) adjacent to the second positive capacitor (51), the second positive capacitor (51), and a switch unit of the second end branch positive (33) adjacent to the second positive capacitor (51), - le troisième chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche négative (43) adjacente au second condensateur négatif (52), le second condensateur négatif (52), et une unité de commutateur de la seconde branche intermédiaire négative (35) adjacente au second condensateur négatif (52),- the third current path comprises at least one switch unit of the third negative branch (43) adjacent to the second negative capacitor (52), the second negative capacitor (52), and a switch unit of the second negative intermediate branch ( 35) adjacent to the second negative capacitor (52), - le quatrième chemin de courant comprend au moins une unité de commutateur de la troisième branche intermédiaire (42) adjacente au second condensateur négatif (52), le second condensateur négatif (52), et une unité de commutateur de la seconde branche d’extrémité négative (36) adjacente au second condensateur négatif (52).- the fourth current path comprises at least one switch unit of the third intermediate branch (42) adjacent to the second negative capacitor (52), the second negative capacitor (52), and a switch unit of the second end branch negative (36) adjacent to the second negative capacitor (52).
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