JP5356535B2 - コンバータ装置およびコンバータ装置を制御するための方法 - Google Patents

コンバータ装置およびコンバータ装置を制御するための方法 Download PDF

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Description

発明は、複数のＤＣ電圧源からＡＣ電圧を生成する電圧コンバータ、特にインバータに関する。
従来技術
１つ以上のＡＣまたは相電圧を生成するためのインバータのような電圧コンバータの広範囲の形式は、長い間知られている。インバータ位相の例は、ハイブリッジなどでカスケードされた、ＡＮＰＣ（active neutral point clamped）、ＮＰＣ（neutral point clamped）、またはＭＰＣである。それは、特定の特徴を各々有している。インバータの多くの位相では、インバータの出力で所望の電圧波形を生成するために、高周波で、出力電圧で提供される電圧変更の範囲内で高電圧が切り替えられなければならない、スイッチングユニットが存在する。従来のインバータの位相は、インプリメントするのに複雑であるので、これは、使用される電力成分の対応する設計を要求する。
さらに、中間点電圧を生成するために、従来のインバータのうちのいくつかは、複数の電圧レベルはインバータの動作のために生成することができることを用いて、中間回路キャパシタを有する。これらのキャパシタは、一般に寿命に弱く、それにより、そのようなインバータの寿命を制限する。
ＵＳ６，１０４，６２４は、従来技術によるこの一般的なタイプのコンバータ装置を示す。それは、単一の中間電圧電位だけが適用されるそれの個々に２つの選択素子を有している。したがって、各選択素子は、それぞれの出力電圧電位として出力するこの１つの中間電圧電位だけを選択することができる。
発明の説明
本発明は、特に複数の個々の電圧源で動作することができるインバータを提供することを１つの目的とする。本発明は、このようなインバータの動作のための方法を提供することをもう１つの目的とする。
この目的は、請求項１で要求されるようなコンバータ装置、他の独立請求項で要求されるようなコンバータアレンジメントおよびコンバータ装置の動作のための方法によって達成される。
発明のさらに有利な微細な点は、従属請求項で指定される。
第１の態様によれば、コンバータ装置は、対応する出力で複数の出力電圧または複数の出力電圧電位を生成するために提供される。コンバータ装置は、次のものを具備する：
複数の入力電圧源のうちの１つにそれぞれ関連した複数のセッティングユニットと、セッティングユニットのそれぞれは、関連する入力電圧源によって生成された入力電圧を変え、中間電圧を提供するように設計される、
各選択素子に適用される中間電圧によって規定された中間電圧電位を備えた複数の選択素子と、各選択素子は、それぞれの出力電圧電位として出力するための中間電圧電位のうちの１つを選択するように設計される。
上記のコンバータ装置の本質は、可変の中間電圧を生成するために、複数の入力電圧源にセッティングユニットを関連させることである。セッティングユニットによって生成される適切な中間電圧電位は、生成される各出力電圧電位のための選択素子の補助によって選ばれる。また、入力電圧電位は、生成される出力電圧電位として生成される。このようなコンバータ装置では、出力の個々の電圧波形は、セッティングユニットによって生成された中間電圧電位の波形からのセクションに構成されることにより、形成することができる。この場合、選択素子には、出力のうちの１つに中間電圧電位（それは、セッティングユニットのうちの１つによって生成される）上でパスする機能が単にある。所望の中間電圧電位を生成する実際の機能は、各入力電圧源のために実行される。そこで低電圧のために、そこに使用されるコンポーネントの電力及び設計のための必要条件は、それほど厳格ではない。
さらに、セッティングユニットの電圧出力は、中間電圧が加えられるように、直列に互いに接続されることができる。それぞれの中間電圧電位は、選択素子のそれぞれの１つによって選択されるために、電圧出力のいくつか又はそれぞれで生成される。
さらなる態様によれば、コンバータ装置は、上記のコンバータ装置を有し、制御ユニットを有して提供される。制御ユニットは、セッティングユニットが、生成される出力電圧電位を含んでいる中間電圧電位を生成するように、複数のセッティングユニットを制御するように設計される。制御ユニットは、さらに、各場合に中間電圧電位のうちの１つを選択し、対応する出力でそれを生成するように設計される。
１つの実施形態によれば、制御ユニットは、セッティングユニットによって生成された最低の中間電圧電位は、最低の出力電圧電位を生成するように選択され、セッティングユニットによって生成された最高の中間電圧電位は、最高の出力電圧電位を生成するように選択されるように、選択素子を制御するように設計される。
さらに、制御ユニットは、中間電圧が、直列に接続される場合に、追加された中間電圧は、生成される最高の出力電圧電位と生成される最低の出力電圧電位との間の電圧に相当する電圧に起因するように、セッティングユニットを制御するように設計されることが可能である。
特に、制御ユニットは、出力電圧電位の平均（mean）は、平均の中間電圧電位のうちの１つの選択によって生成されるように、セッティングユニットを制御するように設計されることが可能である。
平均の中間電圧電位が、セッティングユニットのうちの１つの選択された電圧出力で生成されるように、セッティングユニットを制御するように制御ユニットを設計することは可能である。
制御ユニットは、特に、対応するセッティングユニット間の負荷分布に対応する個別のセッティングユニットの中間電圧の比率を備え、セッティングユニットと関連した入力電圧源間の所望の負荷分布の機能としてセッティングユニットのうちの１つの電圧出力を選択するように設計される。
１つの実施形態によれば、制御ユニットは、平均の出力電圧電位のうちの１つを生成するように選択する、生成される出力電圧電位に近づくセッティングユニットの電圧出力を備え、使用可能なセッティングユニットの数による最高及び最低の出力電圧電位間の電圧差の分割によって、セッティングユニットのうちの１つの電圧出力を選択するように設計されることができる。
特に、制御ユニットは、１つ以上のセッティングユニットの第１のグループおよびセッティングユニットの第２のグループで、平均の中間電圧電位が生成されるように、セッティングユニットを制御するように設計される。第１のグループは、選択された電圧出力と最高の中間電圧電位の電圧出力との間に配置され、その各々は、生成される出力電圧電位と第１のグループの中でセッティングユニットの数で分割されて生成される最高の出力電圧電位との間の電圧差に対応する中間電圧を生成する。第２のグループは、選択された電圧出力と最低の中間電圧電位の電圧出力との間に配置され、その各々は、生成される出力電圧電位と第２のグループの中でセッティングユニットの数で分割されて生成される最低の出力電圧電位との間の電圧差に対応する中間電圧を生成する。
１つの実施形態によれば、制御ユニットは、中間電圧が、連続的にまたは連続の時間窓（time window）で生成されるように、出力電圧を生成するために、周期的または連続的にセッティングユニットの中間電圧を変更するように設計される。
さらなる態様によれば、方法は、上記のコンバータ装置の動作のために提供される。方法は、次のステップを具備する：
セッティングユニットが、生成される出力電圧電位を含んでいる中間電圧電位を生成するように、複数のセッティングユニットを制御すること、
各場合で、中間電圧電位のうちの１つのが、対応する出力で選択されて生成されるように、選択素子を制御すること。
発明の実施形態は、添付された図面を参照して、次のテキストで、より詳細に説明されるだろう。
図１は、出力電圧電位がそこで生成される、４つのＤＣ電圧源および３つの出力を備えたインバータの概略図を示す。 図２は、図１に示されるインバータ用のセッティングユニットの１つの可能な実施形態の概略図を示す。 図３は、それぞれの相電圧の生成への貢献として、個々のセッティングユニットの中間電圧電位および３つの出力電圧の波形を示す。
発明を実施するための手法
図１は、発明によるコンバータ装置の例としてマルチレベル三相インバータ１の概略図を示す。
インバータ１は、入力電圧源２の数によって供給される。一例として、入力電圧源２は、太陽電池、燃料電池、ジェネレータ、バッテリーおよびその他同種のものの形でＤＣ電圧源を有していてもよい。例証された典型的な実施形態では、４つの入力電圧源２が使用される。しかしながら、さらに、他の所望数の入力電圧源を使用することも可能である。入力電圧源２は、各々、１つの入力電圧ＵＩＮ１からＵＩＮ４を生成する。
入力電圧源２は、各々複数の個々の電圧源を含んでもよい。それは、直列および／または並列に接続される。特に、入力電圧源２は、複数の個々の電圧源と共に、並列に接続している複数の直列回路を含んでもよい。直列回路は、減結合のために、適切なインダクタンスによって互いに接続されてもよい。インダクタンスは、個々のコンポーネントの形、またはほかに純粋なストレイインダクタンス（つまり、適切な長さのラインに起因する）の形式にしていてもよい。
入力電圧源２の各々は、関連するセッティングユニット３に接続される。それは、それぞれ生成された入力電圧ＵＩＮ１からＵＩＮ４まで、対応する可変の中間電圧Ｕ１からＵ４を生成する。すなわち、セッティングユニット３は、生成される入力電圧ＵＩＮ１からＵＩＮ４まで制御ユニット５によって要求されるように、０とＵＩＮｎ（ｎ＝１・・４）との間の範囲内の中間電圧を生成することができる。
図２は、図１に示されるインバータの中で使用することができるように、このようなセッティングユニット３の１つの可能な微細な点を示す。図２は、プルハイトランジスタ３１として第１の電源スイッチおよびプルロウトランジスタ３２として第２の電源スイッチを備えた単純なインバータ回路を示す。それらは、別々に制御することができる。適正な電圧は、パルス幅変調の補助によって交互にトランジスタ３１および３２を切り替えることにより、適用される入力電圧ＵＩＮから中間電圧Ｕｚ（Ｕ１−Ｕ４）として、生成することができる。コンデンサ３３は、生成される中間電圧Ｕｚを滑らかにするために提供することができる。
例証されたインバータでは、セッティングユニット３によって生成された中間電圧Ｕ１からＵ４は、直列に接続される。直列に接続している中間電圧Ｕ１からＵ４は、中間電位Ｖ０からＶ４を備えた分圧器に起因する。それは、選択ユニット４の対応する中間点ライン６０−６４によって生成される。
選択ユニット４は、インバータ１のそれぞれの出力Ａ１、Ａ２、Ａ３で出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３および出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３を生成する。選択ユニット４は、インバータ１の各出力用の個々の選択素子４１を有する。その選択素子４１は、入力側を中間電位Ｖ０からＶ４に接続され、各選択素子４１の制御ユニット５よって生成される制御信号の機能として中間電位Ｖ０からＶ４のうちの１つを選択し、出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３としてまたは出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３として適切な出力Ａ１、Ａ２、Ａ３でこれを出力する。例証された典型的な実施形態では、インバータは、出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３および出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３を生成するために、３つの出力を有する。その各々は、関連する選択素子４１を有する。
例証されたインバータ１の動作方法は、中間電位Ｖ０からＶ４および中間電圧Ｕ１からＵ４は、所望の所定の出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３および所望の所定の出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３を常に生成するように、中間電圧Ｕ１からＵ４を生成するためにセッティングユニット３を制御することに基本的に基づく。すなわち、中間電位Ｖ０からＶ４の少なくとも１つは、生成される対応する出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３に相当する。中間電圧Ｕ１からＵ４の少なくとも１つは、生成される対応する出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３に相当する。これは、選択素子４１が、インバータ１のそれぞれ関連する出力へ適用するための適切な出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３および適切な出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３を選択することを可能にする。
中間電圧は、選択素子４１によって選択されている。また、セッティングユニット３は、周期的または定期的にセットされる。したがって、出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３および出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３の所望の波形に、時間とともに起因する。
結局、制御ユニット５によるセッティングユニット３の制御は、選択素子４１が、中間電圧ライン６０−６４にさらに切り替えられる前に、特定の期間のために中間電圧ライン６０−６４のうちの１つに各々接続されるように、制御ユニット５によって制御された特定の電圧波形セクションバイセクションを各々生成するセッティングユニット３に結びつく。
制御ユニット５は、出力電圧Ｕｏｕｔ１からＵｏｕｔ３の特定の所定の出力電圧波形および出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３の電位波形が生成されるように、セッティングユニット３および選択ユニット４の選択素子４１を制御する。
出力電圧Ｕｏｕｔ１からＵｏｕｔ３の生成用の１つの方法によれば、セッティングユニット３によってセットされる中間電圧Ｕ１からＵ４は、毎回（サイクル）決定される。一例として、下記方法は、この目的に使用することができる。
第１に、所望の出力電圧電位Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３用の要求は、ＶＬＯＷとしての最低の出力電位、ＶＭＩＤとしての中間出力電位およびＶＨＩＧＨとしての最高の出力電位を決定するために使用される。セッティングユニット３の中間電圧ＵＺが正であると仮定して、最低の出力電位ＶＬＯＷは、その後、中間電位ライン６０によって生成され、最高の出力電位ＶＨＩＧＨは、中間電位ライン６４によって生成される。したがって、適切なスイッチング素子４１は、その出力を最低の出力電位ＶＬＯＷが出力されることを目的とする中間電位ライン６０に接続し、その出力を最高の出力電位ＶＨＩＧＨが出力されることを目的とする中間電位ライン６４に接続する。だから、中間の出力電位ＶＭＩＤは、中間電位ライン６１、６２、６３のうちの１つによって生成されることができる。
できるだけ均一に入力電圧源２から得られる電力を分配するために、その発明は、最低電位の中間電位ラインと最高電位の中間電位ラインとの間にある中間電位ラインから選ばれる次の規則に従って決定されるその中間電位ラインの選択のために今提供される。
中間電位ライン６Ｘは、インバータ１の残りの出力に対する中間の電圧値を生成することを目的とする。ここで、１≦Ｘ≦Ｎ−１、Ｎは、入力電圧源の数である。現在の場合、これはＮ＝４に相当する。この場合、
Ｘ＝Ｆｌｏｏｒ（１＋ｒ（Ｎ−１））
ここで、ｒ＝（ＶＭＩＤ−ＶＬＯＷ）（ＶＨＩＧＨ−ＶＬＯＷ）。Ｕ１・・・ＵＸ＝（ＶＭＩＤ−ＶＬＯＷ）ＸおよびＵＸ＋１・・・ＵＮ−１＝（ＶＨＩＧＨ−ＵＭＩＤ）／（Ｎ−Ｘ）は、中間電圧として適切にセットされる。中間電位ライン６ｘは、出力Ａ１、Ａ２、Ａ３に関連する選択素子４１によって、その中間出力電位が出力されることを目的として、出力Ａ１、Ａ２、Ａ３への接続に対応して、選択されている。
この方法は、セッティングユニット３のセッティング周波数に基づいて周期的に実行される。それは、それぞれの中間電圧をセットするサイクルについて記述する。セッティング周波数は、所望の出力電圧および出力電圧電位の所望のリップル（ripple）および精度によって管理される。
図３は、３つの出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３を示す。それは、三相電圧として生成されることを目的とし、１２０°によってオフセットする。出力電圧Ｕｏｕｔ１、Ｕｏｕｔ２、Ｕｏｕｔ３は、上記の方法を使用して、制御ユニット５によって制御されるように、個々のセッティングユニット３よって生成される個々の中間電圧Ｕ１からＵ４の波形から生成される。
上記の方法を使用する場合、負荷は、個々の入力電圧源２間と同様に分配される。さらに、選択素子４１は、それぞれの出力Ａ１、Ａ２、Ａ３と関連する最高、中間及び最低の出力電位ＶＨＩＧＨ、ＵＭＩＤ、ＶＬＯＷとの間の関連性を変更することが必要な時だけ、一般に切り替えられるので、選択素子４１のスイッチング周波数は低い。
上に記述された方法は、中間電圧Ｕ１からＵ４としてできるだけ低い電圧を達成するために、特定の方法に対応する。その制御ユニット５は、インバータ１を制御するために使用することができる。すべての中間電圧Ｕ１―Ｕ４が直列に接続されるため、同じ電流は、個々のセッティングユニット３を通って流れるので、入力電圧源２の個々の電力は、できるだけ低くしておくことができる。さらに、負荷は、個々の入力電圧源２間でできるだけ均一に分配することができる。
さらに、インバータの出力に最低の中間電位を備えた中間電位ラインおよび最高の中間電位を備えた電位ラインを適用する必要もない。他の方法は、例えば、最高および最低の出力電位のために互いに近づくような中間電位ライン６０−６４の選択によって、例えば、生成されるできるだけ高い中間電圧Ｕ１からＵ４が提供されることが可能である。または、中間電圧Ｕ１からＵ４（例えば、セッティング回路３および入力電圧源２用の好ましい動作点を表わす中間電圧）として非常に特有の絶対値を使用することは可能である。
特に、これらのソースが、変更またはサービスされることを目的とする、または、故障のために失敗した場合、個々の入力電圧源２は、出力側でセッティングユニット（中間電圧０Ｖ）をショートすることにより切ることができる。これは、インバータ１の実施可能性に悪影響を及ぼさず、例えば、０Ｖで固定される適切な中間電圧のプリセットにより、および、上記の方法の実行により、適切な中間電圧を省略して、制御ユニット５がその制御方法でこれを考慮に入れることで提供される。したがって、たとえ、１つ以上の入力電圧源が失敗する、失敗したまたは切ったとしても、いくつかの特別措置をとることなく、インバータ１の動作を継続することが可能である。この目的に必要なのは、個々の入力電圧源２からおよびセッティングユニット３の入力側からフィードバックラインを提供することである。それは、入力電圧源２の瞬間状態および制御ユニット５の入力電圧ＵＩＮ１からＵＩＮ４の瞬時値の指示を生成する。
しかしながら、個々のセッティングユニット３は、１つの入力電圧源２（それは、少数の最大可能な最大出力電圧のみを表す）に接続されるので、セッティングユニット３の設計用の必要条件は、従来のＤＣのインバータの場合ほどかなり厳格ではない。
上記の方法は、同じ程度まで入力電圧源をロードするのに特に適している。すべての中間電圧が直列に接続されるので、同じ電流は、入力電圧源２を通って流れる。したがって、生成しなければならない各入力電圧源２である合計電力の割合は、生成する中間電圧にのみ依存する。つまり、それは、適切なセッティングユニットによって生成された中間電圧に比例する。その結果、これまで、上に記述された方法の場合であるとして、所望の出力電圧が、複数の入力電圧源の相互作用によって生成されるなら、入力電圧源２によって均等に生成された電力を分配し、かつ均一の負荷分配を達成するこのような方法のため、供給は、同じ電圧を出力する個々の適切なセッティングユニット３のためになされる。しかしながら、制御ユニット５は、電力をモニタし、例えば、各種入力電圧源２間の異なる範囲に対する電力の比率を、分割するためにも使用することができる。これは、定義された負荷分布を達成することを可能にする。例えば、出力電圧および出力電圧電位の生成のために等しく提供されても、これは、第１のセッティングユニット３が第２のセッティングユニット３より高い中間電圧を生成することを可能にする。第１および第２のセッティングユニット３によって生成された中間電圧の比率は、関連する入力電圧源２によって生成された電力および負荷の所定の比率に相当する。これは、この動作点またはこの時（サイクル）で電力が異なって分配されることを可能にする。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］対応する出力（Ａ １ 、Ａ ２ 、Ａ ３ ）で複数の出力電圧または複数の出力電圧電位を生成するためのコンバータ装置であって、
複数の入力電圧源（２）のうちの１つにそれぞれ関連した複数のセッティングユニット（３）と、前記セッティングユニット（３）のそれぞれは、関連する入力電圧源（２）によって生成された入力電圧（Ｕ ＩＮ１ 、Ｕ ＩＮ２ 、Ｕ ＩＮ３ 、Ｕ ＩＮ４ ）を変え、中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）を提供するように設計される、
各選択素子（４１）に適用される前記中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）によって規定された中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）を備えた複数の選択素子（４１）と、各選択素子（４１）は、それぞれの出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）として出力するための前記中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）のうちの１つを選択するように設計される、
を具備するコンバータ装置。
［２］前記セッティングユニット（３）の電圧出力は、前記中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）が加えられるように、直列に互いに接続され、
前記それぞれの中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）は、前記選択素子（４１）のそれぞれの１つによって選択されるために、前記電圧出力のいくつか又はそれぞれで生成される、前記［１］で要求されるようなコンバータ装置。
［３］前記［１］または［２］で要求されるようなコンバータ装置を有し、前記セッティングユニット（３）が、生成される前記出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）を含む中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）を生成するように、複数のセッティングユニット（３）を制御するように設計された制御ユニット（５）を有しているコンバータアレンジメント（１）であって、
前記制御ユニット（５）は、各場合で前記中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）のうちの１つを選択し、対応する出力（Ａ １ 、Ａ ２ 、Ａ ３ ）でそれを生成するように設計される、コンバータアレンジメント（１）。
［４］前記制御ユニット（５）は、
前記セッティングユニット（３）によって生成された最低の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）は、最低の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）を生成するように選択され、
前記セッティングユニット（３）によって生成された最高の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）は、最高の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）を生成するように選択されるように、
前記選択素子（４１）を制御するように設計される、
前記［３］で要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［５］前記制御ユニット（５）は、
中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）が、直列に接続される場合に、追加された中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）は、生成される最高の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）と生成される最低の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）との間の電圧に相当する電圧に起因するように、
前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
前記［３］または［４］で要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［６］前記制御ユニット（５）は、
前記出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）の平均は、平均の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）のうちの１つの選択によって生成されるように、
前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
前記［５］で要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［７］前記制御ユニット（５）は、
前記平均の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）は、前記セッティングユニット（３）のうちの１つの選択された電圧出力で生成されるように、
前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
前記［６］で要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［８］前記制御ユニット（５）は、特に、前記対応するセッティングユニット（３）の所望の負荷分布に対応する個別のセッティングユニット（３）の中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）の比率を備え、前記セッティングユニット（３）と関連した前記入力電圧源（２）の所望の負荷分布の機能として前記セッティングユニット（３）のうちの１つの前記電圧出力を選択するように設計される、
前記［７］で要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［９］前記制御ユニット（５）は、平均の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）のうちの１つを生成するように選択する、生成される出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）に近づくセッティングユニットの電圧出力を備え、使用可能なセッティングユニット（３）の数による最高及び最低の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）間の電圧差の分割によって、前記セッティングユニット（３）のうちの１つの電圧出力を選択するように設計される、
前記［７］で要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［１０］前記制御ユニット（５）は、１つ以上のセッティングユニットの第１のグループ（３）およびセッティングユニットの第２のグループ（３）で、前記平均の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）が、生成されるように、前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
前記第１のグループ（３）は、選択された電圧出力と最高の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）の電圧出力との間に配置され、その各々は、生成される出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）と前記第１のグループの中でセッティングユニット（３）の数で分割されて生成される最高の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）との間の電圧差に対応する中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）を生成する、
前記第２のグループ（３）は、選択された電圧出力と最低の中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）の電圧出力との間に配置され、その各々は、生成される出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）と前記第２のグループの中でセッティングユニット（３）の数で分割されて生成される最低の出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）との間の電圧差に対応する中間電圧を生成する、
前記［７］から［９］のうちの１つで要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［１１］前記制御ユニット（５）は、中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）が、連続的にまたは連続の時間窓で生成されるように、前記出力電圧を生成するために、周期的または連続的に前記セッティングユニット（３）の中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）を変更するように設計される、
前記［３］から［１０］のうちの１つで要求されるようなコンバータアレンジメント（１）。
［１２］セッティングユニット（３）が、生成される前記出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）を含んでいる中間電圧電位を生成するように、前記複数のセッティングユニット（３）を制御することと、
各場合で、前記中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）のうちの１つのが、対応する出力（Ａ １ 、Ａ ２ 、Ａ ３ ）で選択されて生成されるように、前記選択素子（４１）を制御することと、
を有する、前記［１］または［２］で要求されるようなコンバータ装置の動作のための方法。
参照リスト
１ インバータ、
２ 入力電圧源、
３ セッティングユニット、
４ 選択ユニット、
５ 制御ユニット、
６ 中間電位ライン、
３１ プルハイトランジスタ、
３２ プルロウトランジスタ、
３３ キャパシタ、
４１ 選択素子、
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４ 中間電圧、
Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４ 中間電圧電位、
ＵＩＮ１、ＵＩＮ２、ＵＩＮ３、ＵＩＮ４ 入力電圧、
ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３ 出力電圧電位、
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 出力。

Claims (10)

  1. 対応する出力（Ａ１、Ａ２、Ａ３）で複数の出力電圧または複数の出力電圧電位を生成するためのコンバータ装置であって、
    複数の入力電圧源（２）のうちの１つにそれぞれ関連した複数のセッティングユニット（３）と、前記セッティングユニット（３）のそれぞれは、関連する入力電圧源（２）によって生成された入力電圧（ＵＩＮ１、ＵＩＮ２、ＵＩＮ３、ＵＩＮ４）を変え、中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）を提供するように設計される、
    各選択素子（４１）に適用される前記中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）によって規定された中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を備えた複数の選択要素（４１）と、各選択素子（４１）は、それぞれの出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）として出力するための前記中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）のうちの１つを選択するように設計される、
    を具備し、
    前記セッティングユニット（３）の電圧出力は、前記中間電圧（Ｕ １ 、Ｕ ２ 、Ｕ ３ 、Ｕ ４ ）が加えられるように、直列に互いに接続され、
    前記それぞれの中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）は、前記選択素子（４１）のそれぞれの１つによって選択されるために、前記電圧出力のいくつか又はそれぞれで生成され、
    制御ユニット（５）は、前記セッティングユニット（３）が、生成される前記出力電圧電位（Ｖ ＯＵＴ１ 、Ｖ ＯＵＴ２ 、Ｖ ＯＵＴ３ ）を含む中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）を生成するように、複数のセッティングユニット（３）を制御するように設計され、
    前記制御ユニット（５）は、各場合で前記中間電圧電位（Ｖ ０ 、Ｖ １ 、Ｖ ２ 、Ｖ ３ 、Ｖ ４ ）のうちの１つを選択し、対応する出力（Ａ １ 、Ａ ２ 、Ａ ３ ）でそれを生成するように設計される、コンバータ装置。
  2. 前記制御ユニット（５）は、
    前記セッティングユニット（３）によって生成された最低の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）は、最低の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）を生成するように選択され、
    前記セッティングユニット（３）によって生成された最高の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）は、最高の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）を生成するように選択されるように、
    前記選択要素（４１）を制御するように設計される、
    請求項１で要求されるようなコンバータ装置。
  3. 前記制御ユニット（５）は、
    中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）が、直列に接続される場合に、追加された中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）は、生成される最高の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）と生成される最低の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）との間の電圧に相当する電圧に起因するように、
    前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
    請求項１または２で要求されるようなコンバータ装置。
  4. 前記制御ユニット（５）は、
    前記出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）の平均は、平均の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）のうちの１つの選択によって生成されるように、
    前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
    請求項３で要求されるようなコンバータ装置。
  5. 前記制御ユニット（５）は、
    前記平均の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）は、前記セッティングユニット（３）のうちの１つの選択された電圧出力で生成されるように、
    前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
    請求項４で要求されるようなコンバータ装置。
  6. 前記制御ユニット（５）は、特に、前記対応するセッティングユニット（３）の所望の負荷分布に対応する個別のセッティングユニット（３）の中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）の比率を備え、前記セッティングユニット（３）と関連した前記入力電圧源（２）の所望の負荷分布の機能として前記セッティングユニット（３）のうちの１つの前記電圧出力を選択するように設計される、
    請求項５で要求されるようなコンバータ装置。
  7. 前記制御ユニット（５）は、平均の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）のうちの１つを生成するように選択する、生成される出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）に近づくセッティングユニットの電圧出力を備え、使用可能なセッティングユニット（３）の数による最高及び最低の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）間の電圧差の分割によって、前記セッティングユニット（３）のうちの１つの電圧出力を選択するように設計される、
    請求項５で要求されるようなコンバータ装置。
  8. 前記制御ユニット（５）は、１つ以上のセッティングユニットの第１のグループ（３）およびセッティングユニットの第２のグループ（３）で、前記平均の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）が、生成されるように、前記セッティングユニット（３）を制御するように設計される、
    前記第１のグループ（３）は、選択された電圧出力と最高の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）の電圧出力との間に配置され、その各々は、生成される出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）と前記第１のグループの中でセッティングユニット（３）の数で分割されて生成される最高の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）との間の電圧差に対応する中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）を生成する、
    前記第２のグループ（３）は、選択された電圧出力と最低の中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）の電圧出力との間に配置され、その各々は、生成される出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）と前記第２のグループの中でセッティングユニット（３）の数で分割されて生成される最低の出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）との間の電圧差に対応する中間電圧を生成する、
    請求項５から７のうちの１つで要求されるようなコンバータ装置。
  9. 前記制御ユニット（５）は、中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）が、連続的にまたは連続の時間窓で生成されるように、前記出力電圧を生成するために、周期的または連続的に前記セッティングユニット（３）の中間電圧（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４）を変更するように設計される、
    請求項１から８のうちの１つで要求されるようなコンバータ装置。
  10. セッティングユニット（３）が、生成される前記出力電圧電位（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３）を含んでいる中間電圧電位を生成するように、前記複数のセッティングユニット（３）を制御することと、
    各場合で、前記中間電圧電位（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）のうちの１つのが、対応する出力（Ａ１、Ａ２、Ａ３）で選択されて生成されるように、前記選択素子（４１）を制御することと、
    を有する、請求項１で要求されるようなコンバータ装置の動作のための方法。
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