JP4995919B2 - 多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路 - Google Patents

多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路 Download PDF

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Description

本発明は、パワーエレクトロニクスの分野に関連する。本発明は、独立請求項のプリアンブルにしたがって多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路に基づいている。
先行技術
コンバータ回路は、今日では、豊富なパワーエレクトロニックアプリケーションにおいて使用されている。ここで、このようなコンバータ回路に成される要求は、第１に、コンバータ回路に一般的に接続される電気ＡＣ電圧システムの位相において、できるだけ高調波を発生させないことと、第２に、可能な最小の数の電子構成要素により、可能な最大の電力を伝送することとを含む。多数の切換え電圧レベルを切り換える適切なコンバータ回路は、ＤＥ ６９２ ０５ ４１３ Ｔ２に規定されており、ここで、第１の切換えグループと、ｎ個のさらなる第１の切換えグループとが、各位相に対して設けられ、ｎ≧１であり、第１の切換えグループは、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチとにより形成され、ｎ個のさらなる第１の切換えグループは、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに接続されているコンデンサとにより、それぞれ形成されている。第１の切換えグループのそれぞれは、それぞれの隣接した第１の切換えグループに連結される型で接続されており、最初の、さらなる第１の切換えグループの、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、互いに接続されている。第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、絶縁された型で並べられた駆動電極を有するバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ−絶縁されたゲートバイポーラトランジスタ）と、バイポーラトランジスタに逆並列に接続されたダイオードとによりそれぞれ形成されている。
多数の切換え電圧レベルを切り換えるさらなる一般的なコンバータ回路は、ＷＯ２００６／０５３４４８Ａ１に規定されている。
ＤＥ ６９２ ０５ ４１３ Ｔ２にしたがう、多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路に関して問題となることは、動作中にコンバータ回路に蓄えられる電気エネルギーが非常に高いことである。電気エネルギーは、コンバータ回路のｎ個の第１の切換えグループのコンデンサ中に蓄えられることから、コンデンサは、この電気エネルギーに対して、すなわち、それらの絶縁耐力および／またはそれらのキャパシタンスに関して設計されなければならない。しかしながら、これは、大きな構造のサイズを有するコンデンサを必要とし、コンデンサは、それに応じて高価である。さらに、構造のサイズに関して大きいコンデンサのために、コンバータ回路は大量の空間を必要とし、多くのアプリケーションに対して、例えば、トラクションアプリケーションに対して要求される省スペースの構造が可能でないという結果を生じる。さらに、構造のサイズに関して大きいコンデンサの使用は、高い取り付けおよび維持の経費をもたらす。さらに、駆動可能な電力半導体スイッチとして、絶縁された型で並べられた駆動電極を有するバイポーラトランジスタの独占的な使用のために、ＤＥ ６９２ ０５ ４１３ Ｔ２にしたがう、多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路は、高い電圧に、特に過電圧になりやすく、そのうえ、かなりの有効電力の損失を有する。
したがって、本発明の目的は、動作中にできるだけ電気エネルギーを蓄えず、省スペースの型で実現でき、可能な最大の範囲で高電圧および障害状態の影響を受けず、低い有効電力の損失を有する、多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路を規定することである。この目的は、それぞれ、請求項１および請求項２の特徴により達成される。本発明の有利な発展は、従属請求項に規定されている。
多数の切換え電圧レベルを切り換える本発明にしたがうコンバータ回路は、各位相に対して設けられる第１の切換えグループを備え、第１の切換えグループは、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチとにより形成され、第１の切換えグループの第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、互いに接続されている。本発明にしたがうと、ｎ個の第２の切換えグループが設けられ、それぞれが、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、コンデンサとを有し、ここでｎ≧１であり、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと逆直列に接続されており、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと逆直列に接続されており、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、コンデンサに接続されており、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、コンデンサに接続されており、第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに直接接続され、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチとコンデンサとの間の分岐点に直接接続されており、第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに直接接続され、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチとコンデンサとの間の分岐点に直接接続されている。さらに、ｎ＞１に対して、ｎ個の第２の切換えグループのそれぞれが、それぞれの隣接した第２の切換えグループと連結されており、第１の切換えグループは、最初の第２の切換えグループに接続されている。さらに、第３の切換えグループおよび第４の切換えグループが設けられており、それぞれが、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチと、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに接続されているコンデンサとを有しおり、ここで、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、互いに接続されている。第３の切換えグループは、ｎ番目の第２の切換えグループに接続されており、第４の切換えグループは、ｎ番目の第２の切換えグループに接続されており、第３の切換えグループは、第４の切換えグループに接続されている。代替として、ｐ個の第５の切換えグループが設けられ、それぞれが、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチを有しており、ここでｐ≧１であり、ｐ＞１に対して、ｐ個の第５の切換えグループのそれぞれは、それぞれの隣接した第５の切換えグループと連結されている。最初の第５の切換えグループは、ｎ番目の第２の切換えグループに接続されており、第３の切換えグループが、ｐ番目の第５の切換えグループに接続されており、第４の切換えグループが、ｐ番目の第５の切換えグループに接続されており、第３の切換えグループは、第４の切換えグループに接続されている。ｐ個の第５の切換えグループは有利にも、本発明にしたがうコンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに関して、追加のリダンダンシーを生成する。
同じ数の切換え電圧レベルが与えられると、設けられるｎ個の第２の切換えグループにより、第３および第４の切換えグループにより、さらに、ｐ個の第５の切換えグループおよび上述したそれらの接続により、本発明にしたがうコンバータ回路は、従来技術にしたがうコンバータ回路と比較して、コンバータ回路のコンデンサの低減を有利にももたらすことができ、さらに、コンバータ回路の、蓄えられる電気エネルギーの低減をもたらすことができる。結果として、コンバータ回路の、蓄えられる電気エネルギーは、全体的に少量に保つことができ、それにより、コンバータ回路のコンデンサだけが、蓄えられる少量の電気エネルギーに対して、すなわち、それらの絶縁耐力および／またはそれらのキャパシタンスに関して設計されなければならない。結果として生じる、コンデンサの小さい構造のサイズのために、コンバータ回路はほとんど空間を必要とせず、多くのアプリケーションに対して、例えば、トラクションアプリケーションに対して要求される省スペースの構造が有利にも可能であるという結果を生じる。さらに、コンデンサの小さい構造のサイズの結果として、取り付けおよび維持の経費を有利にも少なく保つことができる。
本発明の、これらのおよびさらなる目的と、利点および特徴は、図面と共に、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
図面において使用される参照記号およびそれらの意味は、参照記号のリストにおいて要約されている。原則的に、図面において、同じ部分には同じ参照記号が与えられている。記述した実施形態は、一例として、本発明の主題を表し、限定的な効果を有さない。
図１は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第１の実施形態を示す。 図２は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第２の実施形態を示す。 図３は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第３の実施形態を示す。 図４は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第４の実施形態を示す。 図５は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第５の実施形態を示す。 図６は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第６の実施形態を示す。 図７は、本発明にしたがった、コンバータ回路の第７の実施形態を示す。
本発明を具体化する方法
図１は、特に、単相の、多数の切換え電圧レベルを切り換える本発明にしたがうコンバータ回路の第１の実施形態を示す。ここで、コンバータ回路は、各位相Ｒ、Ｓ、Ｔに対して設けられている第１の切換えグループ１を備えており、第１の切換えグループ１は、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２と、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ３とにより形成されており、第１の切換えグループ１の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２、３は、互いに接続されている。図１にしたがうと、第１の切換えグループ１の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２、３の間の分岐点は、特に位相Ｒに対する位相接続を形成する。
本発明にしたがうと、ｎ個の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎが設けられており、それぞれが、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５、６、７、８、９、１０と、コンデンサ１１とを有しており、ここで、ｎ≧１であり、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５が、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６と逆直列に接続されており、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７が、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８と逆直列に接続されており、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５は、コンデンサ１１に接続されており、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７は、コンデンサ１１に接続されており、第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ９が、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８に直接接続され、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５とコンデンサ１１との間の分岐点に直接接続されており、第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１０が、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６に直接接続され、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７とコンデンサ１１との間の分岐点に直接接続されている。図１にしたがうと、ｎ個の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎのそれぞれは、４端子のネットワークであり、ｎ＞１に対して、ｎ個の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎのそれぞれは、それぞれの隣接した第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎと連結されている。さらに、図１にしたがうと、第１の切換えグループ１が、最初の第２の切換えグループ４．１に接続されており、第３の切換えグループ１２および第４の切換えグループ１３が設けられており、それぞれが、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１６と、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１５、１７と、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１５、１６、１７に接続されているコンデンサ１８、１９とを有しており、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１５、１６、１７は、互いに接続されている。さらに、図１にしたがうと、第３の切換えグループ１２は、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎに接続されており、第４の切換えグループ１３は、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎに接続されており、第３の切換えグループ１２は、第４の切換えグループ１３に接続されている。代替として、図２にしたがった、本発明にしたがうコンバータ回路の第２の実施形態のケースにおいて、ｐ個の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐが設けられており、それぞれが、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２を有しており、ここでｐ≧１である。図２にしたがうと、ｐ個の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐのそれぞれは、４端子のネットワークであることから、ｐ＞１に対して、ｐ個の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐのそれぞれは、それぞれの隣接した第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐと連結されている。図２にしたがうと、最初の第５の切換えグループ２０．１が、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎに接続されており、第３の切換えグループ１２が、ｐ番目の第５の切換えグループ２０．ｐに接続されており、第４の切換えグループ１３が、ｐ番目の第５の切換えグループ２０．ｐに接続されており、第３の切換えグループ１２は、第４の切換えグループ１３に接続されている。ｐ個の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐは有利にも、本発明にしたがうコンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに関して追加のリダンダンシーを生成する。
同じ数の切換え電圧レベルが与えられると、設けられたｎ個の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎにより、第３および第４の切換えグループ１２、１３により、さらに、ｐ個の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐおよび上述したそれらの接続により、本発明にしたがうコンバータ回路は、少なく保たれるコンバータ回路のコンデンサ１１、１８、１９，２３の数をもたらすことができ、さらに、蓄えられるコンバータ回路の電気エネルギーの低減をもたらすことができる。結果として、蓄えられるコンバータ回路の電気エネルギーを、全体的に少量に保つことができ、それにより、コンバータ回路のコンデンサ１１、１８、１９，２３だけが、蓄えられる少量の電気エネルギーに対して、すなわち、それらの絶縁耐力および／またはそれらのキャパシタンスに関して設計されなければならない。結果として生じる、コンデンサの小さい構造のサイズのために、コンバータ回路はほとんど空間を必要とせず、多くのアプリケーションに対して、例えば、トラクションアプリケーションに対して要求される省スペースの構造が有利にも可能であるという結果を生じる。さらに、コンデンサ１１、１８、１９，２３の小さい構造のサイズの結果として、取り付けおよび維持の経費を有利にも少なく保つこともできる。
例えば、図１にしたがう第１の実施形態のケースにおいて、ｎ＝１の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎが選ばれる場合、たった３個のコンデンサにより、９の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路が達成される。例えば、図２にしたがう第２の実施形態のケースにおいて、ｎ＝１の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎと、ｐ＝１の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐとが選ばれる場合、同様にたった３個のコンデンサにより、９の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路が達成され、コンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに関して追加のリダンダンシーが、ｐ＝１の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐの結果として、有利にも存在する。
図１にしたがうと、第１の切換えグループ１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されており、第１の切換えグループ１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ３が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されている。第３の切換えグループ１２の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１５との間の分岐点がさらに、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６と第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１０との間の分岐点に接続されている。第４の切換えグループ１３の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１６と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１７との間の分岐点がさらに、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８と第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ９との間の分岐点に接続されている。図１にしたがうと、第３の切換えグループ１２のコンデンサ１８が、第４の切換えグループ１３のコンデンサ１９に接続されている。
図２にしたがうと、第１の切換えグループ１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されており、第１の切換えグループ１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ３が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されている。最初の第５の切換えグループ２０．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１がさらに、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６と第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１０との間の分岐点に接続されており、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２が、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８と第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ９との間の分岐点に接続されている。第３の切換えグループ１２の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１５との間の分岐点がさらに、ｐ番目の第５の切換えグループ２０．ｐの、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１に接続されており、第４の切換えグループ１３の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１６と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１７との間の分岐点が、ｐ番目の第５の切換えグループ２０．ｐの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２に接続されている。最後に、図２にしたがうと、第３の切換えグループ１２のコンデンサ１８が、第４の切換えグループ１３のコンデンサ１９に接続されている。
図３は、本発明にしたがうコンバータ回路の第３の実施形態を図示する。図１から引き続き、図３において、第１の切換えグループ１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されており、第１の切換えグループ１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ３が、最初の、第２の切換えグループ４．１の、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されている。図１とは異なり、それぞれの第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎのケースにおいて、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８への第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ９の接続は、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８と第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７との間の分岐点であり、それぞれの第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎのケースにおいて、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６への第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１０の接続は、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６と第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５との間の分岐点である。さらに、第３の切換えグループ１２の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１５との間の分岐点は、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６に接続されている。さらに、第４の切換えグループ１３の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１６と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１７との間の分岐点は、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８に接続されており、第３の切換えグループ１２のコンデンサ１８が、第４の切換えグループ１３のコンデンサ１９に接続されている。
図４は、本発明にしたがうコンバータ回路の第４の実施形態を図示する。図２から引き続き、図４中のコンバータ回路において、それぞれの第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐは、関係付けられる第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐの、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２に接続されているコンデンサ２３を有しており、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１０の間の分岐点と、の間の分岐点に接続されている。最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３はさらに、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８および第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ９の間の分岐点と、の間の分岐点に接続されている。例えば、図４にしたがう第４の実施形態のケースにおいて、ｎ＝１の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎと、ｐ＝１の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐとが選ばれる場合、たった４個のコンデンサにより、９の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路が達成され、ここで、駆動可能な双方向電力半導体スイッチの重複した切換え状態の組み合わせ（すなわち、複数の切換え状態の組み合わせが同じ切換え電圧レベルを生成する）が、それぞれの第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐのコンデンサ２３により有利にも達成でき、それにより、概して、コンバータ回路のそれぞれのコンデンサ１１、１８、１９、２３における電圧を安定させることができ、コンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、損失をあまり発生させず、したがって、より効率的に利用できる。
図５は、本発明にしたがうコンバータ回路の第５の実施形態を図示する。図２から引き続き、図５においては、図３における方法と同様の方法で、第１の切換えグループ１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されており、第１の切換えグループ１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ３が、最初の第２の切換えグループ４．１の、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７とコンデンサ１１との間の分岐点に接続されている。図５にしたがうと、それぞれの第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎのケースにおいて、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８への第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ９の接続は、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８と第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ７との間の分岐点である。さらに、それぞれの第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎのケースにおいて、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６への第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１０の接続は、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６と第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５との間の分岐点である。さらに、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１は、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６に接続されており、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２は、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８に接続されている。第３の切換えグループ１２の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１５との間の分岐点がさらに、ｐ番目の第５の切換えグループ２０．ｐの第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１に接続されており、第４の切換えグループ１３の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１６と第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１７との間の分岐点が、ｐ番目の第５の切換えグループ２０．ｐの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２に接続されている。最後に、第３の切換えグループ１２のコンデンサ１８が、第４の切換えグループ１３のコンデンサ１９に接続されている。図２にしたがうと、図５にしたがう実施形態のケースにおいて、コンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチに関して追加のリダンダンシーが、ｐ個の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐにより、有利にも達成できる。
図６は、本発明にしたがうコンバータ回路の第６の実施形態を図示する。図５から引き続き、図６において、それぞれの第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐは、関係付けられる第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐの、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２に接続されているコンデンサ２３を有しており、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６との間の分岐点に接続されている。さらに、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８との間の分岐点に接続されている。例えば、図６にしたがう第６の実施形態のケースにおいて、ｎ＝１の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎと、ｐ＝１の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐとが選ばれる場合、たった４個のコンデンサにより、９の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路が達成され、駆動可能な双方向電力半導体スイッチの重複した切換え状態の組み合わせ（すなわち、複数の切換え状態の組み合わせが同じ切換え電圧レベルを生成する）が、それぞれの第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐのコンデンサ２３により達成でき、それにより、概して、コンバータ回路のそれぞれのコンデンサ１１、１８、１９、２３における電圧を安定させることができ、コンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、損失をあまり発生させず、したがって、より効率的に利用できる。
図５に関してさらなる変形として、図６とは異なり、最初の第５の切換えグループ２０．１だけが、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２に接続されているコンデンサ２３を有することも考えられ、ここで、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６との間の分岐点に接続されている。さらに、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８との間の分岐点に接続されている。ｎ＝１の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎ、かつ、ｐ＝２の第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐに対して、最初の第５の切換えグループ２０．１はコンデンサ２３を有し、２番目の第５の切換えグループ２０．２は、コンデンサ２３を有さず、たった４個のコンデンサにより、９の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路が達成され、駆動可能な双方向電力半導体スイッチの重複した切換え状態の組み合わせ（すなわち、複数の切換え状態の組み合わせが同じ切換え電圧レベルを生成する）が、それぞれの第５の切換えグループ２０．１、．．．２０．ｐのコンデンサ２３により有利にも達成でき、それにより、概して、コンバータ回路のそれぞれのコンデンサ１１、１８、１９、２３における電圧を安定させることができ、コンバータ回路の駆動可能な双方向電力半導体スイッチは、損失をあまり発生させず、したがって、より効率的に利用できる。
図５に関してさらなる変形として、図６とは異なり、最初の第５の切換えグループ２０．１と、少なくとも１つのさらなる第５の切換えグループ２０．２、．．．２０．ｐとが、それぞれ、関係付けられる第５の切換えグループ２０．１、．．．、２０．ｐの、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２に接続されているコンデンサ２３を有することも同様に考えられ、ここで、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ６との間の分岐点に接続されている。さらに、最初の第５の切換えグループ２０．１のコンデンサ２３は、最初の第５の切換えグループ２０．１の、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２２と、ｎ番目の第２の切換えグループ４．ｎの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ８との間の分岐点に接続されている。
すべての実施形態において、それぞれの第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎの、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５、６、７、８、９、１０が、望ましくは、それぞれ、少なくとも２個の駆動可能な双方向切換え素子を有することが考えられ、駆動可能な双方向切換え素子は、直列に接続される。したがって、それぞれの駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５、６、７、８、９、１０で切り換えられる電圧を増加させることが有利にも可能である。さらに、それぞれの第５の切換えグループ２０．１、．．．、２０．ｐの、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２が、それぞれ、少なくとも２個の駆動可能な双方向切換え素子を有することも可能であり、駆動可能な双方向切換え素子は、直列に接続される。このケースにおいても、それぞれの駆動可能な双方向電力半導体スイッチ２１、２２で切り換えられる電圧を増加させることが可能である。さらに、第３の切換えグループ１２の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１５と、第４の切換えグループ１３の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１６、１７とが、それぞれ、少なくとも２個の駆動可能な双方向切換え素子を有することも可能であり、駆動可能な双方向切換え素子は、直列に接続される。そのケースにおいても、それぞれの駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１５、１６、１７で切り換えられる電圧を増加させることが有利にも可能である。結果的に、図１ないし図６にしたがう実施形態に関して、任意の所望の数の駆動可能な双方向切換え素子が、それぞれの駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５、６、７、８、９、１０、１４、１５、１６、１７、２１、２２に対して可能である。この点で、図７は、本発明にしたがうコンバータ回路の第７の実施形態を図示し、例として、ｎ＝１の第２の切換えグループ４．１、．．．４．ｎが、図３にしたがって設けられており、単一の第２の切換えグループ４．１の、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ５、６、７、８、９、１０は、それぞれ、２個の駆動可能な双方向切換え素子を有し、第３および第４の切換えグループ１２、１３の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１５、１６、１７は、それぞれ、3個の駆動可能な双方向切換え素子を有している。
コンバータ回路のそれぞれの駆動可能な双方向電力半導体スイッチのそれぞれの駆動可能な双方向切換え素子は、例えば、絶縁された型で並べられた駆動電極を有するバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ−絶縁されたゲートバイポーラトランジスタ）と、それに逆並列に接続されたダイオードとにより形成されることが好ましい。第３および第４の切換えグループ１２、１３のコンデンサ１８、１９で高電圧を切り換えることができるようになるために、第３および第４の切換えグループ１２、１３の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ１４、１５、１６、１７の駆動可能な双方向切換え素子は、転流駆動電極を有する集積サイリスタ（集積ゲート転流サイリスタ（ＩＧＣＴ）と、それに逆並列に接続されたダイオードとにより形成されることが好ましい。
全体的に、多数の切換え電圧レベルを切り換える本発明にしたがうコンバータ回路は、その動作中に蓄えられる少量の電気エネルギーと、省スペースの構造とにより特徴付けられ、それゆえに、複雑ではなく、頑強であり、干渉をあまり受けない解決方法を示す。
参照記号のリスト
１ 第１の切換えグループ
２ 第１の切換えグループの、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
３ 第１の切換えグループの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
４．１、．．．４．ｎ 第２の切換えグループ
５ 第２の切換えグループの、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
６ 第２の切換えグループの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
７ 第２の切換えグループの、第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
８ 第２の切換えグループの、第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
９ 第２の切換えグループの、第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
１０ 第２の切換えグループの、第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
１１ 第２の切換えグループのコンデンサ
１２ 第３の切換えグループ
１３ 第４の切換えグループ
１４ 第３の切換えグループの、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
１５ 第３の切換えグループの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
１６ 第４の切換えグループの、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
１７ 第４の切換えグループの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
１８ 第３の切換えグループのコンデンサ
１９ 第４の切換えグループのコンデンサ
２０．１、．．．２０．ｐ 第５の切換えグループ
２１ 第５の切換えグループの、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
２２ 第５の切換えグループの、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ
２３ 第５の切換えグループのコンデンサ

Claims (13)

  1. 各位相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に対して提供される第１の切換えグループ（１）を備え、前記第１の切換えグループ（１）は、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２）と、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（３）とにより形成され、前記第１の切換えグループ（１）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２、３）は互いに接続されている、多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路において、
    ｎ個の第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）が設けられており、それぞれが、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５、６、７、８、９、１０）と、コンデンサ（１１）とを有しており、ここで、ｎ≧１であり、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）は、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）と逆直列に接続されており、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）は、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）と逆直列に接続されており、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）は、前記コンデンサ（１１）に接続されており、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）は、前記コンデンサ（１１）に接続されており、前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）は、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）に直接接続され、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）と、前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に直接接続されており、前記第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）は、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）に直接接続され、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）と、前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に直接接続されており、
    ｎ＞１に対して、前記ｎ個の第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）のそれぞれは、それぞれの隣接した第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）と連結されており、
    前記第１の切換えグループ（１）は、最初の第２の切換えグループ（４．１）に接続されており、
    第３の切換えグループ（１２）および第４の切換えグループ（１３）が設けられており、それぞれが、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１６）と、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１５、１７）と、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１５、１６、１７）に接続されているコンデンサ（１８、１９）とを有しており、ここで、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１５、１６、１７）は、互いに接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）は、ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）に接続されており、
    前記第４の切換えグループ（１３）は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）は、前記第４の切換えグループ（１３）に接続されていることを特徴とするコンバータ回路。
  2. 各位相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に対して提供される第１の切換えグループ（１）を備え、前記第１の切換えグループ（１）は、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２）と、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（３）とにより形成され、前記第１の切換えグループ（１）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２、３）は互いに接続されている、多数の切換え電圧レベルを切り換えるコンバータ回路において、
    ｎ個の第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）が設けられており、それぞれが、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５、６、７、８、９、１０）と、コンデンサ（１１）とを有しており、ここで、ｎ≧１であり、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）は、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）と逆直列に接続されており、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）は、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）と逆直列に接続されており、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）は、前記コンデンサ（１１）に接続されており、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）は、前記コンデンサ（１１）に接続されており、前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）は、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）に直接接続され、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）と、前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に直接接続されており、前記第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）は、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）に直接接続されて、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）と、前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に直接接続されており、
    ｎ＞１に対して、前記ｎ個の第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）のそれぞれは、それぞれの隣接した第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）と連結されており、
    前記第１の切換えグループ（１）は、最初の第２の切換えグループ（４．１）に接続されており、
    第３の切換えグループ（１２）および第４の切換えグループ（１３）が設けられており、それぞれが、第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１６）と、第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１５、１７）と、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１５、１６、１７）に接続されているコンデンサ（１８、１９）とを有しており、ここで、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１５、１６、１７）は、互いに接続されており、
    ｐ個の第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）が設けられており、それぞれが、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１、２２）を有しており、ここで、ｐ≧１であり、
    ｐ＞１に対して、前記ｐ個の第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）のそれぞれは、それぞれの隣接した第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）と連結されており、
    最初の第５の切換えグループ（２０．１）は、ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）は、ｐ番目の第５の切換えグループ（２０．ｐ）に接続されており、
    前記第４の切換えグループ（１３）は、前記ｐ番目の第５の切換えグループ（２０．ｐ）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）は、前記第４の切換えグループ（１３）に接続されていることを特徴とするコンバータ回路。
  3. 前記第１の切換えグループ（１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、前記第１の切換えグループ（１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（３）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１５）との間の分岐点は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）と前記第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）との間の分岐点に接続されており、
    前記第４の切換えグループ（１３）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１６）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１７）との間の分岐点は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）と前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）との間の分岐点に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）のコンデンサ（１８）は、前記第４の切換えグループ（１３）のコンデンサ（１９）に接続されていることを特徴とする請求項１記載のコンバータ回路。
  4. 前記第１の切換えグループ（１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、前記第１の切換えグループ（１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（３）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、
    それぞれの第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）のケースにおいて、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）への前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）の接続は、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）と前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）との間の分岐点であり、それぞれの第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）のケースにおいて、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）への前記第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）の接続は、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）と前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）との間の分岐点であり、
    前記第３の切換えグループ（１２）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１５）との間の分岐点は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）に接続されており、
    前記第４の切換えグループ（１３）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１６）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１７）との間の分岐点は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）のコンデンサ（１８）は、前記第４の切換えグループ（１３）のコンデンサ（１９）に接続されていることを特徴とする請求項１記載のコンバータ回路。
  5. 前記第１の切換えグループ（１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、前記第１の切換えグループ（１）の前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（３）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）と前記６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）との間の分岐点に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）と前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）との間の分岐点に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１５）との間の分岐点は、前記ｐ番目の第５の切換えグループ（２０．ｐ）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）に接続されており、
    前記第４の切換えグループ（１３）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１６）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１７）との間の分岐点は、前記ｐ番目の第５の切換えグループ（２０．ｐ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）のコンデンサ（１８）は、前記第４の切換えグループ（１３）のコンデンサ（１９）に接続されていることを特徴とする請求項２記載のコンバータ回路。
  6. 前記第１の切換えグループ（１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、前記第１の切換えグループ（１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（３）は、前記最初の第２の切換えグループ（４．１）の、前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）と前記コンデンサ（１１）との間の分岐点に接続されており、
    それぞれの第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）のケースにおいて、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）への前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）の接続は、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）と前記第３の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（７）との間の分岐点であり、それぞれの第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）のケースにおいて、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）への前記第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）の接続は、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）と前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５）との間の分岐点であり、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）は、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１５）との間の分岐点は、前記ｐ番目の第５の切換えグループ（２０．ｐ）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）に接続されており、
    前記第４の切換えグループ（１３）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１６）と前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１７）との間の分岐点は、前記ｐ番目の第５の切換えグループ（２０．ｐ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）に接続されており、
    前記第３の切換えグループ（１２）のコンデンサ（１８）は、前記第４の切換えグループ（１３）のコンデンサ（１９）に接続されていることを特徴とする請求項２記載のコンバータ回路。
  7. それぞれの第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）は、関係付けられる第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１、２２）に接続されているコンデンサ（２３）を有しており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）および前記第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１０）の間の分岐点と、の間の分岐点に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）および前記第５の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（９）の間の分岐点と、の間の分岐点に接続されていることを特徴とする請求項５記載のコンバータ回路。
  8. それぞれの第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）は、関係付けられる第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１、２２）に接続されているコンデンサ（２３）を有しており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）との間の分岐点に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）との間の分岐点に接続されていることを特徴とする請求項６記載のコンバータ回路。
  9. 前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１、２２）に接続されているコンデンサ（２３）を有しており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）との間の分岐点に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）との間の分岐点に接続されていることを特徴とする請求項６記載のコンバータ回路。
  10. 前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）と、少なくとも１つのさらなる第５の切換えグループ（２０．２、．．．２０．ｐ）とは、関係付けられる第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１、２２）に接続されているコンデンサ（２３）をそれぞれ有しており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第１の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（６）との間の分岐点に接続されており、
    前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）のコンデンサ（２３）は、前記最初の第５の切換えグループ（２０．１）の、前記第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２２）と、前記ｎ番目の第２の切換えグループ（４．ｎ）の、前記第４の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（８）との間の分岐点に接続されていることを特徴とする請求項６記載のコンバータ回路。
  11. 前記それぞれの第２の切換えグループ（４．１、．．．４．ｎ）の第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、および第６の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（５、６、７、８、９、１０）は、少なくとも２個の駆動可能な双方向切換え素子をそれぞれ有しており、前記駆動可能な双方向切換え素子は、直列に接続されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項記載のコンバータ回路。
  12. それぞれの第５の切換えグループ（２０．１、．．．２０．ｐ）の、第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（２１、２２）は、少なくとも２個の駆動可能な双方向切換え素子をそれぞれ有しており、前記駆動可能な双方向切換え素子は、直列に接続されていることを特徴とする請求項２、５〜１１のいずれか１項記載のコンバータ回路。
  13. 前記第３の切換えグループ（１２）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１４、１５）と、前記第４の切換えグループ（１３）の、前記第１および第２の駆動可能な双方向電力半導体スイッチ（１６、１７）とは、少なくとも２個の駆動可能な双方向切換え素子をそれぞれ有しており、前記駆動可能な双方向切換え素子は、直列に接続されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項記載のコンバータ回路。
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