KR20210076062A

KR20210076062A - 다상 및 단상 작동을 위한 다상 컨버터 토폴로지

Info

Publication number: KR20210076062A
Application number: KR1020217014164A
Authority: KR
Inventors: 조한 월터 콜라; 판텔레이몬 파파마놀리스; 프롤리안 크리스머
Original assignee: 프로드라이브 테크놀로지즈 비.브이.
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2021-06-23
Also published as: US20210384815A1; WO2020079019A1; CH715448A2; US11451132B2; US20230118022A1; EP3868010A1; US11677308B2; CN113056865A

Abstract

다상 컨버터 토폴로지는 m 개의 그리드 위상 연결(28)이 있는 AC 전압 입력(25)에서 DC 전압 출력(26)으로 또는 그 반대로 전기 에너지를 전송하는 데 사용된다. 그것은 전류 스위칭을 위한 하프 브리지(211, 212, 213)가 있는 전원부(21), 전원부(21)와 AC 전압 입력(25) 사이에 연결된 AC 전압 필터(22), 및 전원부(21)와 DC 전압 출력부(26) 사이에 연결된 하나 이상의 DC 전압 블록(23)을 포함한다. AC 전압 필터(22)는 m + 1 개의 입력 연결, m + 1 개의 출력 연결 및 접지 연결이 있는 적어도 하나의 교류 전압 필터 스테이지(221, 222, 223)를 포함한다. 그에 의해 m 개의 그리드 위상 연결(28)은 서로 병렬로 연결되고 단상 AC 전압 연결을 위한 제1 위상 연결을 형성하고, 및 AC 전압 필터의 중성 도체 연결은 AC 전압 입력(25)의 중성 도체 연결(27) 및 단상 AC 전압의 연결을 위한 제2 위상 연결을 형성한다.

Description

다상 및 단상 작동을 위한 다상 컨버터 토폴로지

본 발명은 다상 및 단상 작동을 위한 다상 컨버터 토폴로지에 관한 것이다.

다상 컨버터 토폴로지(multi-phase converter topology)는 교류 전압 입력(alternating voltage input)에서 공급 그리드(supply grid)가 제공하는 교류 전압을 DC 전압 출력(voltage output)에 존재하는 DC 전압으로 변환하는 데 사용된다.

다상 컨버터 토폴로지의 작동은 단상 공급 그리드(single-phase supply grid)뿐만 아니라 다상에서도 가능해야 한다. 공급 그리드의 사용 가능한 그리드 위상(grid phase)의 수는 m, m > 1(일반적으로 m = 3)로 표시된다.

원칙적으로, 다상 및 단상 동작, 즉 교류 전압 측에서 다상 또는 단상 공급 그리드와 연관된 동작은 기존의 다상 컨버터 토폴로지로 이미 실현될 수 있다.

종래의 다상 컨버터 토폴로지는 도 1에 개략적으로 도시되어 있으며 그리드 전압 입력(grid voltage input)(15)(m 개의 그리드 위상 연결(grid phase connection)(18) 및 접지 연결(ground connection)(19) 포함), DC 전압 출력(16)(플러스 및 마이너스 연결 포함) 및 다음 기본 구성 요소를 가진다:

- m 개의 그리드 위상 연결, 접지 연결, m 개의 스위칭 전압 연결 및 중간 전압 연결을 갖는 그리드 필터(grid filter)(12). 그리드 필터는 w 개의 그리드 필터 스테이지(grid filter stage)(121, 122, 123)를 가지며, 여기서 변수 'w'는 1 보다 크거나 같은 정수 값을 가정할 수 있다. 각 그리드 필터 스테이지에는 m + 1 개의 입력 연결(input connection), m + 1 개의 출력 연결(output connection) 및 접지 연결(ground connection)이 있다. 다음은 1 ≤ k ≤ m에 적용된다.

제1 그리드 필터 스테이지(121)의 k 번째 출력 연결은 그리드 필터(12)의 k 번째 스위칭 전압 연결(switching voltage connection)을 형성한다.

w 번째 그리드 필터 스테이지의 k 번째 입력 연결은 그리드 필터(12)의 k 번째 그리드 위상 연결(grid phase connection)을 형성하므로 다상 컨버터 토폴로지(multi-phase converter topology)의 그리드 전압 입력(grid voltage input)(14)의 k 번째 그리드 위상 연결을 형성한다.

제1 그리드 필터 스테이지(121)의 (m + 1) 번째 출력 연결은 그리드 필터의 중간 전압 연결(midpoint voltage connection)을 형성한다. w > 1 인 경우 1 ≤ k ≤ m + 1 및 1 ≤ u ≤ w에 다음이 적용된다: u 번째 그리드 필터 단계의 k 번째 입력 연결은(u+1) 번째 그리드 필터 스테이지의 k 번째 출력 연결에 연결된다. 모든 그리드 필터 단계의 접지 연결은 서로 연결되고 그리드 필터의 접지 연결을 형성하며, 이는 다상 컨버터 토폴로지의 그리드 전압 입력의 접지 연결에 연결된다.

- 플러스 연결(plus connection), 마이너스 연결(minus connection), 중간 전압 연결(midpoint voltage connection), m 개의 스위칭 전압 연결(switching voltage connection) 및 각각 플러스 연결, 마이너스 연결, 중간 전압 연결 및 스위칭을 갖는 m 개의 하프 브리지(half-bridge)(111, 112, 113)를 갖는 전원부(power part)(11).

모든 m 개의 하프 브리지의 플러스 연결은 서로 연결되어 전원부의 플러스 연결을 형성한다. 모든 m 개의 하프 브리지의 중간 전압 연결은 서로 연결되어 전원부의 중간 전압 연결을 형성한다. 모든 m 개의 하프 브리지의 마이너스 연결은 서로 연결되어 전원부의 마이너스 연결을 형성한다. 다음은 1 ≤ k ≤ m에 적용된다. k 번째 하프 브리지의 스위칭 전압 연결은 전원부의 k 번째 스위칭 전압 연결을 형성한다.

- 각각이 접지 연결을 갖는 하나 이상의 DC 전압 블록(13; 131, 132, 133), 플러스 연결, 중간 전압 연결 및 마이너스 연결을 갖는 입력 단자 블록, 및 플러스 연결, 중간 전압 연결 및 마이너스 연결을 갖는 출력 단자 블록. DC 전압 블록의 수는 g로 표시되며 g는 1 이상의 정수 값을 가정할 수 있다. DC 전압 블록의 실시 예에 따라 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결, 출력 단자 블록의 중간 전압 연결 또는 입력 및 출력 단자 블록의 중간 전압 연결을 생략할 수 있다. 모든 DC 전압 블록의 접지 연결은 다상 컨버터 토폴로지의 그리드 전압 입력의 접지 연결에 연결된다. g > 1이 적용되면, DC 전압 블록은 다음과 같이 서로 연결된다. 여기서 1 ≤ f <g:

f 번째 DC 전압 블록의 출력 단자대의 플러스 연결은(f + 1) 번째 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 플러스 연결에 연결된다.

f 번째 DC 전압 블록의 출력 단자대의 중간 전압 연결은(f + 1) 번째 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결에 연결된다.

f 번째 DC 전압 블록의 출력 단자 블록의 마이너스 연결은(f + 1) 번째 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결된다.

- 플러스 연결, 중간 전압 연결 및 마이너스 연결을 갖는 입력 단자 블록 및 플러스 연결 및 마이너스 연결을 갖는 출력 단자 블록을 갖는 DC/DC 컨버터 블록(DC / DC converter block)(14).

1 ≤ k ≤ m의 경우 다음이 적용된다: 전원부의 k 번째 스위칭 전압 연결은 그리드 필터의 k 번째 스위칭 전압 연결에 연결된다. 전원부의 플러스 연결은 제1 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 플러스 연결에 연결된다. 전원부의 마이너스 연결은 제1 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결된다. 전원부의 중간 전압 연결은 그리드 필터의 중간 전압 연결과 제1 DC 전압 블록의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결에 연결된다.

g 번째 DC 전압 블록의 출력 단자 블록의 플러스 연결은 DC/DC 컨버터 블록(14)의 입력 단자 블록의 플러스 연결에 연결된다. g 번째 DC 전압 블록의 출력 단자 블록의 중간 전압 연결은 DC/DC 컨버터 블록의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결에 연결된다. g 번째 DC 전압 블록의 출력 단자 블록의 마이너스 연결은 DC/DC 컨버터 블록의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결된다. DC/DC 컨버터 블록의 출력 단자 블록의 플러스 연결은 기존 다상 컨버터 토폴로지의 DC 전압 출력의 플러스 연결을 형성한다. DC/DC 컨버터 블록의 출력 단자 블록의 마이너스 연결은 기존 다상 컨버터 토폴로지의 DC 전압 출력(16)의 마이너스 연결을 형성한다.

기존 다상 컨버터 토폴로지의 단상 작동을 위해 두 가지 기본 작동 모드가 알려져 있다:

1. 기존 다상 컨버터 토폴로지의 제1 위상이 순방향 도체로 사용되고, 기존 다상 컨버터 토폴로지의 제2 위상이 리턴 도체로 사용되고 기존의 다상 컨버터 토폴로지의 나머지 위상은 사용되지 않는다. 이 작동 모드는 m = 3에 대해 설명되며, 예를 들어, 위상 장애 동안 3 상 그리드에 존재하는 체인 그리드 전압(chained grid voltage)으로 작동하고, 엠, 하트만(M. Hartmann)의, "더 많은 전기 항공기를 위한 초소형 및 초 고효율 3 상 PWM 정류기 시스템", 박사 학위 논문 ETH No. 19755, ETH 취리히(2011)에서, 3 상 및 단상 작동에서 위상 당 최대 허용 전류 유효 값이 동일하면 이는 단상 작동에서 기존 다상 컨버터 토폴로지의 공칭 전력을 3 상 작동에서 공칭 전력의 약 58 %로 감소시킨다. m = 3에 대한이 작동 모드가 위상 전압(체인 계통 전압의 약 58 %)에서만 발생하면 기존 다상 컨버터 토폴로지의 공칭 전력이 약. 3 상 작동시 공칭 전력의 33 %가 예상된다.

2. 기존 다상 컨버터 토폴로지의 하나 이상의 위상이 순방향 도체로 사용된다. 종래의 다상 컨버터 토폴로지의 하나 이상의 위상이 리턴 도체로 사용되고 기존의 다상 컨버터 토폴로지의 나머지 위상은 사용되지 않는다. 이 작동 모드는 필요한 경우 공칭 전력의 증가를 가능하게 하지만, 교류 전압 필터에서 공통 모드 필터 초크의 포화가 발생할 수 있기 때문에 실제로 중요한 경우 m = 3에서 특히 중요하다.

따라서, 본 발명에 의해 해결되는 문제는 다상 그리드 및 단상 그리드상에서 작동될 수 있고 공지된 다상 토폴로지와 비교하여 개선된 단일 위상 작동을 허용하는 회로를 실현하는 것이다. 또 다른 가능한 문제는 단상 및 다상 작동에 대해 적어도 거의 동일한 공칭 전력을 실현하는 것이다.

문제는 첨부된 청구 범위에 명시된 컨버터 토폴로지에 의해 적어도 부분적으로 해결된다.

m 개의 그리드 위상 연결(m grid phase connection)이 있는 교류 전압 입력(alternating voltage input)에서 DC 전압 출력(voltage output)으로 또는 그 반대로 전기 에너지를 전송하기 위한 다상 컨버터 토폴로지(multi-phase converter topology)는:

전류 스위칭(switching current)을 위한 하프 브리지가 있는 전원부(power part),

m + 1 개의 입력 연결, m + 1 개의 출력 연결 및 접지 연결을 갖는 적어도 하나의 교류 전압 필터 스테이지를 갖는, 전원부와 상기 교류 전압 입력 사이에 연결된 교류 전압 필터(alternating voltage filter);

DC 전압을 필터링하기 위해 전원부와 DC 전압 출력 사이에 연결된 하나 이상의 DC 전압 블록(DC voltage block);

여기서:

m 개의 그리드 위상 연결은 서로 병렬로 연결되고 단상 교류 전압의 연결을위한 제1 위상 연결(first phase connection)을 형성하고, 및 교류 전압 필터의 중성 도체 연결(neutral conductor connection)은 교류 전압 입력의 중성 도체 연결 및 단상 교류 전압의 연결을 위해 제2 위상 연결(second phase connection)을 형성한다.

따라서 단상 작동에서 모든 위상 연결을 병렬로 연결할 수 있고, 여기서 m 개의 단상의 위상 전류는 제1 m 개의 권선(winding)을 통해 흐르고, 위상 전류의 합에 해당하는 리턴 전류는 (m + 1) 번째 권선을 통해 흐른다. 따라서 단상 작동에서 다상 작동에서와 동일한 공칭 전력(nominal power)이 전송될 수 있다.

실시 예에서, 교류 전압 필터는 범용 다상 컨버터의 단상 동작에서 포화되지 않는 적어도 하나의 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크(common-mode filter choke)를 갖는다.

따라서 공통 모드 필터 초크는 단상 작동에서 발생하는 전류가 자속을 발생시켜 시간이 지남에 따라 평균적으로 서로 상쇄되도록 치수가 지정된다.

실시 예에서, 교류 전압 필터는 동일한 수의 권선 및 동일한 권선 센스(sense of winding)를 갖는 적어도 하나의 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크를 갖는다.

실시 예에서, 처음 m 개의 권선에 제공된 와이어는 동일한 제1 도체 단면을 가지며, (m + 1) 번째 권선에 제공된 와이어는 제1 도체 단면의 m 배인 도체 단면을 갖는다.

실시 예에서, 다상 컨버터 토폴로지는 적어도 2 개의 DC/DC 컨버터(DC / DC converter)를 갖는 DC/DC 컨버터 블록을 가지며, 여기서:

DC/DC 컨버터의 입력은 직렬 및 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하고; 및/또는

DC/DC 컨버터의 출력은 직렬 및 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하다.

실시 예에서, 다상 컨버터 토폴로지는 2 개의 DC/DC 컨버터를 가진 DC/DC 컨버터 블록을 가지고 있고, 입력은 직렬 및 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하고,

병렬로 연결된 출력은 DC 전압 출력을 형성하고, 및

여기서 전원부는 2 개의 전압 레벨을 갖는 컨버터를 형성하는 하프 브리지(half-bridge)를 갖는다.

실시 예에서, 다상 컨버터 토폴로지는 두 개의 DC/DC 컨버터를 가진 DC/DC 컨버터 블록을 가지고, ,

입력은 직렬 및 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하고, 및

병렬로 연결된 출력은 DC 전압 출력을 형성하고,

전원부는 3 개의 전압 레벨을 갖는 컨버터를 형성하는 하프 브리지를 갖고; 및

제어는 세 가지 전압 레벨로 다상 작동에서 또는

두 개의 전압 레벨로 단상 작동에서

컨버터 토폴로지를 선택적으로 작동하도록 구성된다.

실시 예에서

전원부는 세 가지 전압 레벨을 스위치 하기 위한 하프 브리지가 있고,

DC 전압 블록의 출력은 DC 전압 출력을 형성한다.

본 발명의 주제는 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예에 의해 아래에서 상세하게 설명되며, 여기서 개략적으로:
도 1은 종래 기술에 따른 컨버터 토폴로지를 나타낸다;
도 2는 본 발명에 따른 컨버터 토폴로지를 나타낸다;
도 3 내지 6은 하프 브리지의 실시 예를 나타낸다;
도 7 내지 9는 교류 전압 필터 스테이지의 실시 예를 나타낸다;
도 10 내지 15는 DC 전압 필터 블록의 실시 예를 나타낸다;
도 16은 DC/DC 컨버터의 실시 예를 나타낸다;
도 17 내지 20은 공통 모드 필터 초크의 실시 예를 나타낸다; 및
도 21 내지 23은 컨버터 토폴로지의 변형을 나타낸다.

도 2는 교류 전압 입력(alternating voltage input)(25)(m 개의 그리드 위상 연결(grid phase connection)(28), 중성 도체 연결(neutral conductor connection)(27) 및 접지 연결(ground connection)(29)), DC 전압 출력(voltage output)(26)(플러스 및 마이너스 연결) 및 다음 기본 구성 요소를 갖는, 범용 다상 컨버터 토폴로지(universal multi-phase converter topology)를 개략적으로 나타낸다:

- m 개의 그리드 위상 연결(grid phase connection), 중성 도체 연결(neutral conductor connection), 접지 연결(ground connection), m 개의 스위칭 전압 연결(switching voltage connection) 및 중간 전압 연결(midpoint voltage connection)을 갖는 교류 전압 필터(alternating voltage filter)(22). 교류 전압 필터(22)는 w 개의 교류 전압 필터 스테이지(alternating voltage filter stage)(221, 222, 223)를 가지고, 여기서 변수 'w'는 1 이상의 정수 값을 가정할 수 있다. 각 교류 전압 필터 스테이지(221, 222, 223)는 m + 1 입력 연결(input connection), m + 1 출력 연결(output connection) 및 접지 연결(ground connection)을 갖는다. 1 ≤ k ≤ m의 경우 다음을 적용한다.

- 제1 교류 전압 필터 스테이지(221)의 k 번째 출력 연결은 교류 전압 필터의 k 번째 스위칭 전압 연결을 형성한다.

- w 번째 교류 전압 필터 단계의 k 번째 입력 연결은 교류 전압 필터의 k 번째 그리드 위상 연결을 형성하므로 다상 컨버터 토폴로지의 그리드 전압 입력의 k 번째 그리드 위상 연결을 형성한다.

제1 교류 전압 필터 스테이지(221)의 (m + 1) 번째 출력 연결은 교류 전압 필터의 중간 전압 연결을 형성한다. w 번째 교류 전압 필터 스테이지의 (m + 1) 번째 입력 연결은 교류 전압 필터의 중성 도체 연결을 형성하므로 다상 컨버터 토폴로지의 그리드 전압 입력의 중성 도체 연결을 형성한다. w > 1에서, 1 ≤ k ≤ m + 1 및 1 ≤ u < w에 대해, u 번째 교류 전압 필터 스테이지의 k 번째 입력 연결이(u + 1) 번째 교류 전압 필터 스테이지의 k 번째 출력 연결에 연결되는 것이 적용된다. 모든 교류 전압 필터 스테이지의 접지 연결은 서로 연결되어 교류 전압 필터 스테이지의 접지 연결을 형성하며, 이는 다상 컨버터 토폴로지의 그리드 전압 입력의 접지 연결에 연결된다.

- 전원부(power part)(21).

- 하나 이상의 DC 전압 블록(voltage block)(23).

- 범용 다상 컨버터의 실시 예에 따르는 DC/DC 컨버터 블록(converter block)(24) ,.

블록 사이의 연결 구조는 아래에서 설명하는 다른 실시 예가 제공되지 않는 한 도 1과 동일할 수 있다. 1 ≤ k ≤ m의 경우 다음이 적용된다: 전원부(21)의 k 번째 스위칭 전압 연결은 교류 전압 필터(22)의 k 번째 스위칭 전압 연결에 연결된다. 전원부(21)의 플러스 연결은 제1 DC 전압 블록(231)의 입력 단자 블록의 플러스 연결에 연결된다. 전원부(21)의 마이너스 연결은 제1 DC 전압 블록(231)의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결된다. 전원부(21)의 중간 전압 연결은 교류 전압 필터의 중간 전압 연결과 제1 DC 전압 블록(231)의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결에 연결된다.

DC/DC 컨버터 블록이 없는 범용 다상 컨버터 토폴로지의 실시 예: g 번째 DC 전압 블록(233)의 출력 단자 블록의 플러스 연결은 범용 다상 컨버터 토폴로지의 DC 전압 출력(26)의 플러스 연결을 형성하고 g 번째 DC 전압 블록(233)의 출력 단자 블록의 마이너스 연결은 범용 다상 컨버터 토폴로지의 DC 전압 출력(26)의 마이너스 연결을 형성한다.

DC/DC 컨버터 블록이 있는 범용 다상 컨버터 토폴로지의 구현: 여기에 다음 연결이 적용된다:

- g 번째 DC 전압 블록(233)의 출력 단자 블록과 DC/DC 컨버터 블록(24)의 입력 단자 블록의 플러스 연결,

- g 번째 DC 전압 블록(233)의 출력 단자 블록과 DC/DC 컨버터 블록(24)의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결의 중간 전압 연결,

- g 번째 DC 전압 블록(233)의 출력 단자 블록을 DC/DC 컨버터 블록(24)의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 마이너스 연결.

DC/DC 컨버터 블록(24)의 출력 단자 블록의 플러스 연결은 범용 다상 컨버터 토폴로지의 DC 전압 출력(26)의 플러스 연결을 형성한다. DC/DC 컨버터 블록(24)의 출력 단자 블록의 마이너스 연결은 범용 다상 컨버터 토폴로지의 DC 전압 출력(26)의 마이너스 연결을 형성한다.

하프 브리지(half-bridge)의 구현 예:

2 개의 전압 레벨(도 3)을 갖는 하프 브리지의 실시 예는 2 개의 전원 스위치(power switch)(31)를 가지며, 차례로 실제 스위칭 소자(32)와 역 병렬 다이오드(33)의 병렬 연결을 갖는다(예를 들어 MOSFET이 전원 스위치로 사용되는 경우 MOSFET의 내부 반도체 구조로 인해 역 병렬 다이오드(anti-parallel diode)가 이미 존재한다). 전압 레벨이 2 개인 하프 브리지의 두 전원 스위치가 직렬로 연결되고, 그래서 두 개의 전압 레벨을 가진 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극이 두 개의 전압 레벨로 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다. 전압 레벨이 두 개인 하프 브리지에는 세 가지 연결이 있다: 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 스위칭 전압 연결, 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 플러스 연결 및 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 마이너스 연결. 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 스위칭 전압 연결은 2 개의 전압 레벨로 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결되고, 2 개의 전압 레벨을 가진 하프 브리지의 플러스 연결은 2 개의 전압 레벨을 가진 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극 및 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 2 개의 전압 레벨이 있는 하프 브리지의 마이너스 연결에 연결된다. 중간 전압 연결은 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 실시 예에서 사용되지 않는다.

플라잉 커패시터(Flying Capacitor Multilevel)(FCM) 하프 브리지(도 4)의 실시 예는 4 개의 전원 스위치(power switch)(41)와 커패시터(capacitor)(42)를 갖는다. 각 FCM 하프 브리지의 4 개의 전원 스위치는 다음과 같이 상호 연결된다:

- FCM 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극은 FCM 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결되고,

- FCM 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극이 FCM 하프 브리지의 제3 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결되고,

- FCM 하프 브리지의 제3 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극은 FCM 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다.

FCM 하프 브리지의 커패시터에는 두 개의 연결이 있다. FCM 하프 브리지의 커패시터의 제1 연결은 FCM 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 양극에 연결된다. FCM 하프 브리지의 커패시터의 제2 연결은 FCM 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 음극에 연결된다. FCM 하프 브리지에는 FCM 하프 브리지의 스위칭 전압 연결, FCM 하프 브리지의 플러스 연결 및 FCM 하프 브리지의 마이너스 연결의 세 가지 연결이 있다. FCM 하프 브리지의 스위칭 전압 연결은 FCM 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결된다. FCM 하프 브리지의 플러스 연결은 FCM 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다. FCM 하프 브리지의 마이너스 연결은 FCM 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결된다. 중간 전압 연결은 FCM 하프 브리지의 실시 예에서 사용되지 않는다.

능동 T 형 하프 브리지(active T-type half-bridge)(도 5)의 실시 예는 다음과 같이 상호 연결된 4 개의 전원 스위치(51)를 갖는다:

- 능동 T 형 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극이 능동 T 형 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결되고,

- 능동 T 형 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극이 능동 T 형 하프 브리지의 제3 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결되고,

- 능동 T 형 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극은 능동 T 형 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다.

능동 T 형 하프 브리지에는 4 개의 연결이 있다.

- T 형 하프 브리지의 스위칭 전압 연결,

- 능동 T 형 하프 브리지의 플러스 연결,

- 능동 T 형 하프 브리지의 중간 전압 연결 및

- 능동 T 형 하프 브리지의 마이너스 연결.

능동 T 형 하프 브리지의 스위칭 전압 연결은 능동 T 형 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결된다. 능동 T 형 하프 브리지의 플러스 연결은 능동 T 형 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다. 능동 T 형 하프 브리지의 중간 전압 연결은 능동 T 형 하프 브리지의 제3 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다. 능동 T 형 하프 브리지의 마이너스 연결은 능동 T 형 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 역 병렬 다이오드 양극에 연결된다.

수동 T 형 하프 브리지(passive T-type half-bridge)(도 6)의 실시 예는 다음과 같이 상호 연결된 2 개의 다이오드(62)와 2 개의 전원 스위치(61)를 갖는다:

- 수동 T 형 하프 브리지의 제1 다이오드의 양극이 수동 T 형 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결되고,

- 수동 T 형 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극은 수동 T 형 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결되고,

- 수동 T 형 하프 브리지의 제1 다이오드의 양극은 수동 T 형 하프 브리지의 제2 다이오드의 음극에 연결된다.

수동 T 형 하프 브리지(passive T-type half-bridge)에는 4 개의 연결이 있다:

- 수동 T 형 하프 브리지의 스위칭 전압 연결,

- 수동 T 형 하프 브리지의 플러스 연결,

- 수동 T 형 하프 브리지의 중간 전압 연결 및

- 수동 T 형 하프 브리지의 마이너스 연결.

수동 T 형 하프 브리지의 스위칭 전압 연결은 수동 T 형 하프 브리지의 제1 다이오드의 양극에 연결된다. 수동 T 형 하프 브리지의 플러스 연결은 수동 T 형 하프 브리지의 제1 다이오드의 음극에 연결된다. 수동 T 형 하프 브리지의 중간 전압 연결은 수동 T 형 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다. 수동 T 형 하프 브리지의 마이너스 연결은 수동 T 형 하프 브리지의 제2 다이오드의 양극에 연결된다.

중성 포인트 클램프(Neutral-Point Clamped)(NPC) 하프 브리지(도 6a)의 실시 예는 다음과 같이 상호 연결된 4 개의 전원 스위치(63)와 2 개의 다이오드(64)를 갖는다:

- NPC 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극이 NPC 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극과 제1 다이오드의 음극에 연결되고,

- NPC 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극이 NPC 하프 브리지의 제3 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결되고,

- NPC 하프 브리지의 제3 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극은 NPC 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 제2 다이오드의 양극과 역 병렬 다이오드의 음극에 연결되고,

- NPC 하프 브리지의 제1 다이오드의 양극은 NPC 하프 브리지의 제2 다이오드의 음극에 연결된다.

NPC 하프 브리지에는 4 개의 연결이 있다:

- NPC 하프 브리지의 스위칭 전압 연결,

- NPC 하프 브리지의 플러스 연결,

- NPC 하프 브리지의 중간 전압 연결 및

- NPC 하프 브리지의 마이너스 연결.

NPC 하프 브리지의 스위칭 전압 연결은 NPC 하프 브리지의 제2 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결된다. NPC 하프 브리지의 플러스 연결은 NPC 하프 브리지의 제1 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 음극에 연결된다. NPC 하프 브리지의 중간 전압 연결은 NPC 하프 브리지의 제1 다이오드의 양극에 연결된다. NPC 하프 브리지의 마이너스 연결은 NPC 하프 브리지의 제4 전원 스위치의 역 병렬 다이오드의 양극에 연결된다.

교류 전압 필터 스테이지의 실시 예의 예:

교류 전압 필터 스테이지(도 7)의 제1 실시 예는 다음과 같은 구성 요소를 가지고 있다:

- 각각 2 개의 연결을 갖는 m + 1 개의 권선을 갖는 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크(common-mode filter choke)(71),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 m + 1 개의 필터 코일(filter coil)(73),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 공통 모드 필터 커패시터(common-mode filter capacitor)(74), 및

- 각각 2 개의 연결을 갖는 m + 1 개의 필터 커패시터(filter capacitor)(75).

1 ≤ k ≤ m의 경우 다음 연결이 적용된다:

- k 번째 필터 커패시터의 제1 연결에 대한 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예의 k 번째 입력 연결,

- (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 k 번째 권선의 제1 연결에 대한 k 번째 필터 커패시터의 제1 연결,

- (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 k 번째 권선을 k 번째 필터 코일의 제1 연결에 제2 연결,

- 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예의 k 번째 출력 연결에 대한 k 번째 필터 코일의 제2 연결.

교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예의 (m + 1) 번째 입력 연결은 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 (m + 1) 번째 권선의 제1 연결, (m + 1) 번째 필터 커패시터의 제1 연결 및 제2 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결에 연결된다. 모든 m + 1 필터 커패시터의 제2 연결은 제1 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결에 연결된다. (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 (m + 1) 번째 권선의 제2 연결은 (m + 1) 번째 필터 코일의 제1 연결에 연결된다. (m + 1) 번째 필터 코일의 제2 연결은 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예의 (m + 1) 번째 출력 연결에 연결된다. 2 개의 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예의 접지 연결에 연결된다. 실용적인 이유로 설명된 직렬 회로의 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크와 m + 1 필터 코일의 순서를 바꾸는 것이 유용할 수 있다. m + 1 필터 코일은 예를 들어 공통 모드 또는 푸시 풀 모드 초크와 같이 자기 적으로 결합될 수 있다.

실현에 따라 하나 이상의 구성 요소를 생략할 수 있다:

- (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크(71)는 생략될 수 있으며, 즉, 1 ≤ k ≤ m + 1에서, (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 k 번째 권선의 제1 연결이 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 k 번째 권선의 제2 연결에 연결되는 것으로 적용하고,

- 개별 또는 모든 필터 코일(73)은 생략될 수 있으며, 즉, 각각의 필터 코일 또는 각각의 필터 코일의 경우, 필터 코일의 제1 연결이 필터 코일의 제2 연결에 연결되고,

- 개별 또는 모든 필터 커패시터(75)가 회로에서 제거될 수 있으며,

- m + 1 필터 커패시터(75) 중 하나는 단락으로 대체될 수 있으며,

- 제1 공통 모드 필터 커패시터(74)는 회로로부터 제거되거나 단락으로 대체될 수 있으며,

- 제2 공통 모드 필터 커패시터(74)는 회로로부터 제거될 수 있으며,

- 이들의 조합, 예를 들어 모든 필터 코일이 생략될 수 있고 제1 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거될 수 있다.

교류 전압 필터 스테이지의 제2 실시 예(도 8)는 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예와 동일한 구성 요소를 가지며, 하나의 차이점을 제외하고 구성 요소 사이의 동일한 연결을 갖는다: 교류 전압 필터 스테이지의 제2 실시 예의 (m + 1) 번째 필터 커패시터의 제1 연결은 교류 전압 필터 스테이지의 제2 실시 예의 (m + 1) 번째 입력 연결에 연결되지 않지만, 교류 전압 필터 스테이지의 제2 실시 예의 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 (m + 1) 번째 권선의 제2 연결에 대한 것이다.

교류 전압 필터 스테이지의 제3 실시 예(도 9)는 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예와 동일한 구성 요소를 가지며, 하나의 차이점을 제외하고 구성 요소 사이의 동일한 연결을 갖는다: 교류 전압 필터 스테이지의 제3 실시 예의 (m + 1) 번째 필터 커패시터의 제1 연결은 교류 전압 필터 스테이지의 제3 실시 예의 (m + 1) 번째 입력 연결에 연결되지 않지만, 오히려 교류 전압 필터 스테이지의 제3 실시 예의 (m + 1) 번째 출력 연결에 대한 것이다.

DC 전압 블록의 실시 예의 예:

전환 스위칭 블록(change-over switching block)(도 10)의 실시 예는 다음과 같은 구성 요소를 가지고 있다:

- 두 개의 다이오드(101),

- 2 개의 연결을 갖는 스위치(102)(예를 들어, 종래의 릴레이의 스위치) 및

- 2 개의 연결을 갖는 공통 모드 필터 커패시터(103).

전환 스위칭 블록(change-over switching block)의 스위치는 '스위치 온(switched on)' 또는 '스위치 오프(switched off)' 상태를 가정할 수 있다. '스위치 온(switched on)' 상태에서 전환 전환 블록의 스위치는 전환 스위칭 블록 스위치의 두 연결 사이에 전기적 연결을 설정한다. '스위치 오프' 상태에서는 전환 스위칭 블록 스위치의 두 연결 사이의 전기 연결이 끊어진다. 전환 스위칭 블록의 제1 다이오드의 양극은 전환 스위칭 블록의 제2 다이오드의 음극, 전환 스위칭 블록 스위치의 제1 연결, 전환 스위칭 블록의 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결 및 전환 스위칭 블록의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결에 연결된다. 전환 스위칭 블록의 제1 다이오드의 음극은 전환 스위칭 블록의 입력 단자 블록의 플러스 연결과 전환 스위칭 블록의 출력 단자 블록의 플러스 연결에 연결된다. 전환 스위칭 블록의 제2 다이오드의 양극은 전환 스위칭 블록의 입력 단자 블록의 마이너스 연결과 전환 스위칭 블록의 출력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결된다. 전환 스위칭 블록의 스위치의 제2 연결은 전환 스위칭 블록의 출력 단자 블록의 중간 전압 연결에 연결되고 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 출력 단자 블록의 접지 연결에 연결된다.

전환 스위칭 블록의 대안적 실현에는 공통 모드 필터 커패시터가 없다.

DC 전압 필터 블록(도 11)의 제1 실시 예는 다음과 같은 구성 요소를 가지고 있다:

- 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 권선을 갖는 2 상 공통 모드 필터 초크(115),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 필터 코일(116),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 3 개의 공통 모드 필터 커패시터(117) 및

- 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 필터 커패시터(118).

DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예는 다음과 같은 연결을 실현한다:

- DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 입력 단자의 플러스 연결은 제1 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결, 상기 제1 필터 커패시터의 제1 연결 및 2 상 공통 모드 필터 초크의 제1 권선의 제1 연결에 연결되고;

- DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 입력 단자의 중간 전압 연결이 제2 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결, 제1 필터 커패시터의 제2 연결 및 제2 필터 커패시터의 제2 연결에 연결되고;

- DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 입력 단자의 마이너스 연결은 제3 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결, 제2 필터 커패시터의 제1 연결 및 2 상 공통 모드 필터 초크의 제2 권선의 제1 연결에 연결되고;

- 2 상 공통 모드 필터 초크의 제1 권선의 제2 연결은 제1 필터 코일의 제1 연결에 연결되고;

- 2 상 공통 모드 필터 초크의 제2 권선의 제2 연결은 제2 필터 코일의 제1 연결에 연결되고;

- 제1 필터 코일의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 출력 단자의 플러스 연결에 연결되고;

- 제2 필터 코일의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 출력 단자의 마이너스 연결에 연결되고;

- 모든 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 서로 연결되고 DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 접지 연결을 형성하고;

- DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예의 출력 단자의 중간 전압 연결이 생략된다.

이 DC 전압 필터 블록의 다른 변형에서, 설명된 필터 코일의 직렬 연결과 2 상 공통 모드 필터 초크의 권선이 서로 교환된다. 실현에 따라 하나 이상의 구성 요소가 생략될 수 있다:

- 2 상 공통 모드 필터 초크가 생략될 수 있으며, 즉, 1 ≤ k ≤ m + 1에서, k 번째 권선의 제1 연결이 k 번째 권선의 제2 연결에 연결되는 것이 적용되고,

- 개별 또는 모든 필터 코일이 생략될 수 있으며, 즉, 각 필터 코일 또는 각 필터 코일에서 필터 코일의 제1 연결이 필터 코일의 제2 연결에 연결되고,

- 개별 또는 모든 공통 모드 필터 커패시터가 생략될 수 있으며, 즉, 각각의 공통 모드 필터 커패시터 또는 각각의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 생략되고,

- 예를 들어, 모든 필터 코일과 모든 공통 모드 필터 커패시터의 조합은 생략될 수 있다.

DC 전압 필터 블록(그림 12)의 제2 실시 예에는 다음과 같은 구성 요소가 있다:

- 각각 2 개의 연결을 갖는 3 개의 권선을 갖는 3 상 공통 모드 필터 초크(125),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 3 개의 필터 코일(126),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 3 개의 공통 모드 필터 커패시터(127) 및

- 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 필터 커패시터(128).

DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예는 다음과 같은 연결을 실현한다:

- DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 입력 단자의 플러스 연결은 제1 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결, 제1 필터 커패시터의 제1 연결 및 3 상 공통 모드 필터 초크의 제1 권선의 제1 연결에 연결되고;

- DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 입력 단자의 중간 전압 연결은 제2 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결, 제1 필터 커패시터의 제2 연결, 제2 필터 커패시터의 제2 연결 및 3 상 공통 모드 필터 초크의 제2 권선의 제1 연결에 연결되고;

- DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 입력 단자의 마이너스 연결은 제3 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결, 제2 필터 커패시터의 제1 연결 및 3 상 공통 모드 필터 초크의 제3 권선의 제1 연결에 연결되고;

- 3 상 공통 모드 필터 초크의 제1 권선의 제2 연결은 제1 필터 코일의 제1 연결에 연결되고;

- 3 상 공통 모드 필터 초크의 제2 권선의 제2 연결은 제2 필터 코일의 제1 연결에 연결되고;

- 3 상 공통 모드 필터 초크의 제3 권선의 제2 연결은 제3 필터 코일의 제1 연결에 연결되고;

- 제1 필터 코일의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 출력 단자의 플러스 연결에 연결되고;

- 제2 필터 코일의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 출력 단자의 중간 전압 연결에 연결되고;

- 제3 필터 코일의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 출력 단자의 마이너스 연결에 연결되고;

- 모든 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 서로 연결되고 DC 전압 필터 블록의 제2 실시 예의 접지 연결을 형성한다.

이 DC 전압 필터 블록의 다른 변형에서, 필터 코일의 직렬 연결과 3 상 공통 모드 필터 초크의 권선이 서로 교환된다.

실현에 따라 하나 이상의 구성 요소가 생략될 수 있다:

- 3 상 공통 모드 필터 초크는 생략될 수 있으며, 즉, 1 ≤ k ≤ 3에서, k 번째 권선의 제1 연결이 k 번째 권선의 제2 연결에 연결되는 것을 적용한다.

- 개별 또는 모든 필터 코일이 생략될 수 있으며, 즉, 각 필터 코일 또는 각 필터 코일에서 필터 코일의 제1 연결이 필터 코일의 제2 연결에 연결된다.

- 개별, 여러 또는 모든 공통 모드 필터 커패시터가 생략될 수 있으며, 즉, 각각의 공통 모드 필터 커패시터 또는 각각의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거되고,

DC 전압 필터 블록(도 13)의 제3 실시 예는 2 개의 연결을 갖는 커패시터(135) 및 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 공통 모드 필터 커패시터(136)를 갖는다. 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제3 실시 예의 입력 및 출력 단자의 플러스 연결에 연결된다. 커패시터의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제3 실시 예의 입력 및 출력 단자의 마이너스 연결에 연결된다. 제1 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제3 실시 예의 입력 및 출력 단자의 플러스 연결에 연결된다. 제2 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제3 실시 예의 입력 및 출력 단자의 마이너스 연결에 연결된다. 2 개의 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 서로 연결되고 DC 전압 필터 블록의 제3 실시 예의 접지 연결을 형성한다. DC 전압 필터 블록의 제3 실시 예의 입력 및 출력 단자의 중간 전압 연결은 생략된다.

DC 전압 필터 블록(도 14)의 제4 실시 예는 2 개의 연결을 갖는 2 개의 커패시터(141)와 각각 2 개의 연결을 갖는 3 개의 공통 모드 필터 커패시터(142)를 갖는다. 제1 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 입력 및 출력 단자의 플러스 연결에 연결된다. 제1 커패시터의 제2 연결은 제2 커패시터의 제1 연결과 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 입력 및 출력 단자의 중간 전압 연결에 연결된다. 제2 커패시터의 제2 연결은 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 입력 및 출력 단자의 마이너스 연결에 연결된다. 제1 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 입력 및 출력 단자의 플러스 연결에 연결된다. 제2 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 입력 및 출력 단자의 중간 전압 연결에 연결된다. 제3 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 입력 및 출력 단자의 마이너스 연결에 연결된다. 3 개의 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 서로 연결되고 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예의 접지 연결을 형성한다.

능동 전압 밸런싱 기능이 있는 DC 전압 필터 블록(도 15)에는 다음 구성 요소가 있다:

- 각각 2 개의 연결을 갖는 2 개의 커패시터(151),

- 각각 2 개의 연결을 갖는 3 개의 공통 모드 필터 커패시터(152),

- 플러스 연결, 스위칭 전압 연결 및 마이너스 연결을 갖는 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지(153), 및

- 2 개의 연결을 갖는 필터 코일(154).

제1 커패시터의 제1 연결은 두 개의 전압 레벨이 있는 하프 브리지의 플러스 연결과 능동 전압 밸런싱이 있는 DC 전압 필터 블록의 입력 및 출력 단자의 플러스 연결에 연결된다. 제1 커패시터의 제2 연결은 제2 커패시터의 제1 연결, 필터 코일의 제1 연결 및 능동 전압 밸런싱을 사용하는 DC 전압 필터 블록의 입력 단자의 중간 전압 연결에 연결된다. 제2 커패시터의 제2 연결은 두 개의 전압 레벨이 있는 하프 브리지의 마이너스 연결과 능동 전압 밸런싱이 있는 DC 전압 필터 블록의 입력 및 출력 단자의 마이너스 연결에 연결된다. 필터 코일의 제2 연결은 두 개의 전압 레벨로 하프 브리지의 스위칭 전압 연결에 연결된다. 제1 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 능동 전압 밸런싱을 사용하여 DC 전압 필터 블록의 입력 및 출력 단자의 플러스 연결에 연결된다. 제2 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 능동 전압 밸런싱을 사용하여 DC 전압 필터 블록의 입력 단자의 중간 전압 연결에 연결된다. 제3 공통 모드 필터 커패시터의 제1 연결은 능동 전압 밸런싱을 사용하여 DC 전압 필터 블록의 입력 및 출력 단자의 마이너스 연결에 연결된다. 세 개의 공통 모드 필터 커패시터의 제2 연결은 서로 연결되어 능동 전압 밸런싱을 사용하는 DC 전압 필터 블록의 접지 연결을 형성한다. 능동 전압 밸런싱이 있는 DC 전압 필터 블록의 출력 단자의 중간 전압 연결은 생략된다.

DC/DC 컨버터 블록의 실시 예

DC/DC 컨버터의 제1 실시 예(도 16)는 다음과 같은 구성 요소를 가지고 있다:

- 2 개의 DC/DC 전압 컨버터(161, 162), 각각은 입력 단자 블록, 플러스 연결 및 마이너스 연결, 및 출력 단자 블록, 플러스 연결 및 마이너스 연결,

- 2 개의 제어 연결을 갖는 제어 코일(control coil)(1630)과 각각 전환 스위치 연결 및 2 개의 스위치 연결을 갖는 2 개의 전환 스위치(1631, 1632)를 갖는 입력측 릴레이(input-side relay)(163), 및

- 제어 코일(1640) 및 2 개의 전환 스위치(1641, 1642)를 갖는 출력측 릴레이(output-side relay)(164), 각각 전환 스위치 연결 및 2 개의 스위치 연결을 갖는다.

각각의 전환 스위치(1631, 1632, 1641, 1642)는 2 개의 상태를 가질 수 있다. 제1 상태에서, 전환 스위치의 전환 스위치 연결이 전환 스위치의 제1 스위치 연결에 연결되고 전환 스위치의 제2 스위치 연결이 연결되어 있지 않다. 제2 상태에서, 전환 스위치의 전환 스위치 연결은 전환 스위치의 제2 스위치 연결에 연결되고 전환 스위치의 제1 스위치 연결은 연결되어 있지 않다.

각 릴레이(163, 164)는 두 가지 상태를 가질 수 있다: 릴레이의 제1 상태에서, 릴레이의 두 전환 스위치는 전환 스위치의 제1 상태에 있다. 릴레이의 제2 상태에서, 릴레이의 두 전환 스위치는 전환 스위치의 제2 상태에 있다. 릴레이의 원하는 상태의 활성화는 릴레이의 제어 코일의 두 제어 연결에 적용되는 릴레이의 제어 전압의 적절한 조정에 의해 발생한다.

DC/DC 컨버터의 제1 실시 예에서 다음 연결이 적용된다:

- DC/DC 컨버터의 입력 단자 블록의 플러스 연결은 제1 DC/DC 전압 컨버터의 입력 단자 블록의 플러스 연결과 입력측 릴레이(163)의 제2 전환 스위치의 제1 스위치 연결에 연결되고;

- DC/DC 컨버터의 입력 단자 블록의 중간 전압 연결은 입력측 릴레이(163)의 제1 전환 스위치(1631)의 제2 스위치 연결과 입력측 릴레이의 스위치(1632)의 제2 전환의 제2 스위치 연결에 연결되고;

- DC/DC 컨버터의 입력 단자 블록의 마이너스 연결은 제2 DC/DC 전압 컨버터의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결되고 입력측 릴레이의 제1 전환 스위치(1631)의 제1 스위치 연결에 연결되고;

- 입력측 릴레이의 제1 전환 스위치(1631)의 전환 스위치 연결은 제1 DC/DC 전압 컨버터의 입력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결되고;

- 입력측 릴레이의 제2 전환 스위치(1632)의 전환 스위치 연결은 제2 DC/DC 전압 컨버터의 입력 단자 블록의 플러스 연결에 연결되고;

- DC/DC 컨버터의 출력 단자 블록의 플러스 연결은 제1 DC/DC 전압 컨버터(161)의 출력 단자 블록의 플러스 연결 및 출력측 릴레이의 제2 전환 스위치(1642)의 제1 스위치 연결에 연결되고;

- DC/DC 컨버터의 출력 단자 블록의 중간 전압 연결은 출력측 릴레이의 제1 전환 스위치(1641)의 제2 스위치 연결과 출력측 릴레이의 제2 전환 스위치(1642)의 제2 스위치 연결에 연결되고;

- DC/DC 컨버터의 출력 단자 블록의 마이너스 연결은 제2 DC/DC 전압 컨버터(162)의 출력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결되고 출력측 릴레이의 제1 전환 스위치(1641)의 제1 스위치 연결에 연결되고;

- 출력측 릴레이의 제1 전환 스위치(1641)의 전환 스위치 연결은 제1 DC/DC 전압 컨버터의 출력 단자 블록의 마이너스 연결에 연결되고;

- 출력측 릴레이의 제2 전환 스위치(1642)의 전환 스위치 연결은 제2 DC/DC 전압 컨버터의 출력 단자 블록의 플러스 연결에 연결된다.

설명된 회로는 두 개의 DC/DC 전압 컨버터의 입력 및 출력측 병렬 또는 직렬 연결의 모든 조합을 허용한다:

- 제1 상태의 두 릴레이(163, 164): 두 DC/DC 전압 컨버터의 입력 및 출력측 병렬 연결;

- 제2 상태의 두 릴레이(163, 164): 두 DC/DC 전압 컨버터의 입력 및 출력측 직렬 연결;

- 제1 상태의 입력측 릴레이(163) 및 제2 상태의 출력측 릴레이(164): 2 개의 DC/DC 전압 컨버터의 입력측 병렬 연결 및 출력측 직렬 연결;

- 제2 상태의 입력측 릴레이(163) 및 제1 상태의 출력측 릴레이(164): 입력측 직렬 연결 및 2 개의 DC/DC 전압 컨버터의 출력측 병렬 연결.

따라서 DC/DC 컨버터의 설명된 제1 실시 예에서 출력 전압의 절반과 두 배가 모두 릴레이를 스위치 함으로써 달성될 수 있다. 입력측 릴레이를 제1 상태에서 제2 상태로 전환하면 출력 전압이 반감되고 출력측 릴레이를 제1 상태에서 제2 상태로 전환하면 출력 전압이 두 배가된다. 이것은 예를 들어, 다상 동작 대신 단상 동작이 사용될 때 범용 다상 컨버터 토폴로지의 동작에 기술적으로 유리할 수 있다. DC/DC 컨버터의 제2 실시 예는 DC/DC 컨버터의 제1 실시 예가 출력측 릴레이 없이 실현될 때 발생한다. 여기에는 두 개의 DC/DC 전압 컨버터의 출력측 직렬 또는 병렬 연결의 하위 변형이 있다. 입력측 릴레이를 제1 상태에서 제2 상태로 전환하면 출력 전압이 절반으로 줄어 든다.

DC/DC 컨버터의 제3 실시 예는 DC/DC 컨버터의 제1 실시 예가 입력측 릴레이 없이 실현될 때 발생한다. 여기에는 두 개의 DC/DC 전압 컨버터의 입력측 직렬 또는 병렬 연결의 하위 변형이 있다. 출력측 릴레이를 제1 상태에서 제2 상태로 전환하면 출력 전압이 두 배가 된다.

DC/DC 컨버터의 제4 실시 예는 DC/DC 컨버터의 제1 실시 예가 입력측 릴레이 없이 및 출력측 릴레이 없이 실현될 때 발생한다. 여기에, 2 개의 DC/DC 전압 컨버터의 입력 및 출력측 직렬 또는 병렬 연결의 네 가지 하위 변형이 있다. 2 개의 DC/DC 전압 컨버터의 입력 및 출력측 병렬 연결의 경우 하나의 DC/DC 전압 컨버터를 회로에서 제거될 수 있다

(m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 실시 예는 각각 2 개의 연결을 갖는 m + 1 권선(171, 172, 173, 174, 175, 176)을 갖는다. 1

k ≤ m에서, (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 k 번째 권선은 범용 다상 컨버터 토폴로지의 k 번째 위상에 존재하는 공통 모드 방해의 공통 모드 필터링에 사용되는 것에 적용한다. (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 (m + 1) 번째 권선은 범용 다상 컨버터 토폴로지의 단상 작동에서 추가 공통 모드 필터링에 사용되며 (m + 1) 상 공통 모드 초크를 실현하기 위해 자기 코어를 사용할 때 범용 다상 컨버터 토폴로지의 단상 작동으로 인해 (m + 1) 상 공통 모드 초크의 자기 코어가 포화되는 것을 방지한다. 각 권선은 일관된 권선 패키지 또는 여러 권선 패키지의 적절한 직렬 및/또는 병렬 연결에 의해 실현될 수 있다. 개별 권선 패키지는 기하학적으로 적합한 방식으로 배포될 수 있다. 기술적으로 의미 있는 실현에서 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 모든 m + 1 권선은 일반적으로 권선 수와 권선 센스(sense of winding)가 동일하다. 범용 다상 컨버터 토폴로지의 단상 작동에서, (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 (m + 1) 번째 권선에는 전류가 로드 되며, 이는 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 처음 m 개 권선을 통과하는 모든 전류의 합에 해당된다. 하나 이상의 자기 코어를 사용할 때, 증가된 인덕턴스 값은 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 각 권선의 각 연결 사이에 달성될 수 있다. 일반적으로 실제로 링 코어가 이러한 목적으로 사용되지만(도 17 및 18) 원칙적으로 E 코어, U 코어, U-I 코어 또는 평면 코어와 같은 모든 코어 모양을 사용할 수 있다.

(m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 제1 가능한 실시 예가 도 17에 묘사되어 있다. 공통 자기 코어(170) 상에 제1 교류 전압 권선(first alternating voltage winding)(171), 제2 교류 전압 권선(second alternating voltage winding)(172), m-3 개의 추가 교류 전압 권선 (m-3 further alternating voltage winding)(173), m 번째 교류 전압 권선 (m-th alternating voltage winding)(175) 및 리턴 도체 권선(return conductor winding)(176)을 갖는다. 여기서, 처음 m 개의 권선(171 내지 175)을 실현하는 데 필요한 와이어는 동일한 도체 단면적(ACu, 1)을 갖는다. (m + 1) 번째 권선(176)에 사용되는 와이어는 m 배 더 큰 유효 도체 단면적(ACu, m + 1 = m ACu, 1)을 갖는다. 도 17에서 (m + 1) 번째 권선은 일관된 권선 패키지로 구현된다.

(m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 제2 가능한 실시 예가 도 18에 묘사되어 있다. 여기서, 처음 m 개의 권선을 실현하는 데 필요한 와이어는 동일한 도체 단면적(ACu, 1)을 갖는다. (m + 1) 번째 권선에 사용되는 와이어는 유효 도체 단면적(ACu, m + 1 = m ACu, 1)이 m 배 더 크다. 도 17과 달리, 도 18에서 (m + 1) 번째 권선은 제1, 2, 3 내지 m 번째 권선 패키지(181, 182, 183, 185)를 갖는 분산 권선 패키지로 구현된다. 추가 교류 전압 및 리턴 도체 권선은 174, 184로 표시된다. 도 19와 도 20에서, (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크의 m + 1 권선의 가능한 도체 배열의 단면도는 E 코어, U 코어, U-I 코어 또는 평면 코어의 코어 창에 표시된다. 기술적으로 의미 있는 실현에서, 증가된 도체 단면적 요구 사항으로 인해, (m + 1) 번째 권선의 경우, (m + 1) 번째 권선은 모든 권선에 사용할 수 있는 코어 창의 전반을 채우고 나머지 m 권선은 동일한 부분에서 사용 가능한 코어 창의 후반부를 공유한다.

범용 다상 컨버터 토폴로지에 대한 실시 예의 예

2 개의 전압 레벨을 갖는 범용 3 상 컨버터(그림 21)의 실시 예는 DC/DC 컨버터 블록이 있는 범용 다상 컨버터 토폴로지의 실시 예를 기반으로 하며 m = 3 및 다음 빌딩 블록을 포함한다:

- 전원부(21)의 3 개의 하프 브리지(2111, 2112, 2123) 각각은 도 3에 도시된 2 개의 전압 레벨을 갖는 하프 브리지의 실시 예에 의해 실현된다.

- 3 개의 교류 전압 필터 스테이지(22),

제1 교류 전압 필터 스테이지(2121)는 다음의 조정으로 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 상 공통 모드 필터 초크가 생략되고, 제4 필터 코일이 생략되고, 제4 필터 커패시터가 단락 회로로 대체되고, 두 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

제2 교류 전압 필터 스테이지(2122)는 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다.

제3 교류 전압 필터 스테이지(2123)는 다음의 조정으로 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 개의 필터 코일이 모두 생략되고 4 개의 필터 커패시터가 모두 회로에서 제거되고 2 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

- 3 개의 DC 전압 블록:

제1 DC 전압 블록(2131)은 도 10의 전환 스위칭 블록의 실시 예에 의해 실현되고,

제2 DC 전압 블록(2132)은 다음 조정을 통해 도 11의 DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예에 의해 실현된다. 2 개의 필터 코일이 생략되고 3 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거되고,

제3 DC 전압 블록(2133)은 다음 조정을 통해 도 14의 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예에 의해 실현된다: 세 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

- DC/DC 컨버터 블록(24)은 2 개의 DC/DC 전압 컨버터의 출력측 병렬 연결을 갖는 DC/DC 컨버터의 제2 실시 예에 의해 실현된다.

작동 모드:

- 기존의 3 상 컨버터로 작동:

3 개의 하프 브리지의 전원 스위치는 2 개의 전압 레벨을 가진 3 상 컨버터로 작동하도록 적절하게 제어된다; 예를 들어 컨버터의 출력 전압 조절은 2 개의 전압 레벨을 가진 기존의 3 상 컨버터에서와 정확히 동일하게 발생하고,

전환 스위칭 블록의 스위치가 닫혔 있고,

DC/DC 컨버터 블록의 입력측 릴레이가 제2 상태에 있다.

- 기존 단상 컨버터로 작동:

전환 스위칭 블록의 스위치가 열려 있고,

3 개의 하프 브리지의 전원 스위치는 동기식으로 작동하므로 스위칭 전압 연결의 전위가 각 시점에서 동일한 값을 가정한다; 예를 들어 컨버터의 출력 전압에 대한 조절은 두 개의 전압 레벨을 가진 기존 단상 컨버터의 경우와 정확히 동일하게 발생한다.

기존의 3 상 컨버터와 비교하여 중간 회로 전압의 절반에서 효율적인 회로 작동이 발생한다(즉, 전원부의 플러스 및 마이너스 연결 사이의 전압); 따라서 컨버터의 출력 전압을 유지하기 위해 DC/DC 컨버터 블록의 입력측 릴레이가 제1 상태에서 작동된다.

능동 T 형 하프 브리지(도 22)가 있는 범용 3 상 컨버터의 제1 실시 예는 DC/DC 컨버터 블록이 있는 범용 다상 컨버터 토폴로지의 실시 예를 기반으로 하고 m = 3이고, 다음과 같은 빌딩 블록을 갖는다:

- 3 개의 하프 브리지 각각은 도 5에 묘사된 능동 T 형 하프 브리지의 실시 예에 의해 실현되고,

- 4 개의 교류 전압 필터 스테이지,

제1 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정을 통해 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 상 공통 모드 필터 초크가 생략되고, 제4 필터 코일이 생략되고, 제4 필터 커패시터가 단락 회로로 대체되고, 두 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

제2 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정으로 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다. 제4 필터 커패시터는 단락 회로로 대체되고 두 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

제3 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정을 통해 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 상 공통 모드 필터 초크는 생략되고 4 개의 필터 코일은 모두 생략되며 제1 공통 모드 필터 커패시터는 단락 회로로 대체되고 제2 공통 모드 필터 커패시터는 회로에서 제거된다.

제4 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정을 통해 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 개의 필터 코일이 모두 생략되고 4 개의 필터 커패시터가 모두 회로에서 제거되고 2 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

- 3 개의 DC 전압 블록:

제1 DC 전압 블록은 도 10의 전환 스위칭 블록의 실시 예에 의해 실현되고,

제2 DC 전압 블록은 다음 조정을 통해 도 11의 DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 2 개의 필터 코일이 생략되고 3 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

제3 DC 전압 블록은 다음 조정을 통해 도 14의 DC 전압 필터 블록의 제4 실시 예에 의해 실현된다: 세 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

- DC/DC 컨버터 블록은 2 개의 DC/DC 전압 컨버터의 출력측 병렬 연결로 DC/DC 컨버터의 제2 실시 예에 의해 실현된다.

작동 모드:

- 3 상 컨버터로 작동:

3 개의 하프 브리지의 전원 스위치는 3 개의 전압 레벨을 가진 3 상 컨버터로 작동하도록 적절하게 제어된다: 예를 들어 컨버터의 출력 전압에 대한 조절은 세 가지 전압 레벨을 가진 기존의 3 상 컨버터에서와 똑같이 발생하고,

전환 스위칭 블록의 스위치가 닫히고,

DC/DC 컨버터 블록의 입력측 릴레이가 제2 상태에 있다.

- 단상 컨버터로 작동:

전환 스위칭 블록의 스위치가 열려 있고,

3 개의 하프 브리지의 전원 스위치는 동기식으로 작동하므로 스위칭 전압 연결의 전위가 각 시점에서 동일한 값을 가정한다: 예를 들어 컨버터의 출력 전압에 대한 조절은 두 개의 전압 레벨을 가진 기존의 단상 컨버터에서와 똑같이 발생하고,

기존의 3 상 컨버터와 비교할 때 회로의 효율적인 작동은 중간 회로 전압의 절반(즉, 전원부의 플러스 및 마이너스 연결 사이의 전압)에서 발생한다: 따라서 컨버터의 출력 전압을 유지하기 위해 DC/DC 컨버터 블록의 입력측 릴레이가 제1 상태에서 작동된다.

능동 T 형 하프 브리지(도 23)가 있는 범용 3 상 컨버터의 제2 실시 예는 DC/DC 컨버터 블록이 없는 범용 다상 컨버터 토폴로지의 실시 예를 기반으로 하며 m = 3이고, 다음과 같은 빌딩 블록을 갖는다:

- 4 개의 교류 전압 필터 스테이지:

제1 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정을 통해 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 상 공통 모드 필터 초크가 생략되고, 제4 필터 코일이 생략되고, 제4 필터 커패시터가 단락 회로로 대체되고, 두 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거되고,

제2 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정으로 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 제4 필터 커패시터는 단락 회로로 대체되고 두 개의 공통 모드 필터 커패시터는 회로에서 제거되고,

제3 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정을 통해 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 상 공통 모드 필터 초크는 생략되고 4 개의 필터 코일은 모두 생략되며 제1 공통 모드 필터 커패시터는 단락 회로로 대체되고 제2 공통 모드 필터 커패시터는 회로에서 제거되고,

제4 교류 전압 필터 스테이지는 다음 조정으로 도 7의 교류 전압 필터 스테이지의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 4 개의 필터 코일이 모두 생략되고 4 개의 필터 커패시터가 모두 회로에서 제거되고 2 개의 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거된다.

- 2 개의 DC 전압 블록:

제1 DC 전압 블록은 다음 조정을 통해 도 12의 DC 전압 필터 블록의 제1 실시 예에 의해 실현된다: 3 개의 필터 코일이 생략되고 제1 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거되고 제3 공통 모드 필터 커패시터가 회로에서 제거되고,

제3 DC 전압 블록은 도 15의 능동 전압 밸런싱 기능이 있는 DC 전압 필터 블록으로 구현된다.

작동 모드:

- 3 상 컨버터로 작동:

3 개의 하프 브리지의 전원 스위치는 3 개의 전압 레벨을 가진 3 상 컨버터로 작동하도록 적절하게 제어된다; 예를 들어 컨버터의 출력 전압 조절은 세 가지 전압 레벨을 가진 기존의 3 상 컨버터에서와 똑같이 발생한다.

- 기존 단상 컨버터로 작동:

3 개의 하프 브리지의 전원 스위치는 동기식으로 작동하므로 스위칭 전압 연결의 전위가 각 시점에서 동일한 값을 가정한다; 예를 들어 컨버터의 출력 전압에 대한 조절은 세 가지 전압 레벨을 가진 기존의 단상 컨버터에서와 똑같이 발생한다.

2 개의 전압 레벨을 갖는 범용 3 상 컨버터의 실시 예(도 21)와 능동 T 타입 하프 브리지가 있는 범용 3 상 컨버터의 제1 실시 예(도 22)와 비교하면, 능동 T 형 하프 브리지(도 23)를 갖춘 범용 3 상 컨버터의 제2 실시 예는 전환 스위칭 블록과 DC/DC 컨버터 블록이 생략된 장점이 있지만 의미 있는 능동 전압 밸런싱 기능이 있는 DC 전압 필터 블록의 기술적 작동이 필요하다. 능동 전압 밸런싱이 있는 DC 전압 필터 블록은 원칙적으로 생략할 수 있지만, 단상 컨버터로서의 실제 작동을 위해서는 상대적으로 높은 커패시턴스 값이 제1 DC 전압 블록의 필터 커패시터에 필요하다.

Claims

m 개의 그리드 위상 연결(28)이 있는 교류 전압 입력(25)에서 DC 전압 출력(26)으로 또는 그 반대로 전기 에너지를 전송하기 위한 다상 컨버터 토폴로지에 있어서,
전류 스위칭을 위한 하프 브리지(211, 212, 213)가 있는 전원부(21),

m + 1 개의 입력 연결, m + 1 개의 출력 연결 및 접지 연결을 갖는 적어도 하나의 교류 전압 필터 스테이지(221, 222, 223)를 갖는, 상기 전원부(21)와 상기 교류 전압 입력(25) 사이에 연결된 교류 전압 필터(22);

DC 전압을 필터링 하기 위해 상기 전원부(21)와 상기 DC 전압 출력(26) 사이에 연결된 하나 이상의 DC 전압 블록(23)를 포함하고;

상기 m 개의 그리드 위상 연결(28)은 서로 병렬로 연결되고 단상 교류 전압의 연결을 위해 제1 위상 연결을 형성하고, 및
상기 교류 전압 필터의 중성 도체 연결은 상기 교류 전압 입력(25)의 중성 도체 연결(27) 및 상기 단상 교류 전압의 연결을 위해 제2 위상 연결을 형성하는 것을 특징으로 하는
다상 컨버터 토폴로지.
제1항에 있어서,
상기 교류 전압 필터(22)는 이는 범용 다상 컨버터의 단상 작동 중에 포화되지 않는, 하나 이상의 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크를 갖는
다상 컨버터 토폴로지.
제2항에 있어서,
이는 동일한 수의 권선과 동일한 권선 센스를 갖는, 상기 교류 전압 필터(22)의 적어도 하나의 (m + 1) 상 공통 모드 필터 초크를 갖는
다상 컨버터 토폴로지.
제3항에 있어서,
제1 m 개의 권선(171 ?? 175)에 있는 와이어는 동일한 제1 도체 단면적을 갖고, 및 (m + 1) 번째 권선(176; (181 ?? 185)에 있는 와이어는 제1 도체 단면적의 m 배 인, 도체 단면적을 갖는
다상 컨버터 토폴로지.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 2 개의 DC/DC 컨버터(161, 162)가 있는 DC/DC 컨버터 블록(24; 214)을 포함하고,
상기 DC/DC 컨버터(161, 162)의 입력은 직렬 및 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하고; 및/또는
상기 DC/DC 컨버터(161, 162)의 출력은 직렬 및 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능한
다상 컨버터 토폴로지.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
2 개의 DC/DC 컨버터(161, 162)가 있는 DC/DC 컨버터 블록(214)을 포함하고,
상기 입력은 직렬과 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하고, 및 병렬로 연결된 상기 출력은 상기 DC 전압 출력(26)을 형성하고, 및
상기 전원부(211)는 2 개의 전압 레벨을 갖는 컨버터를 형성하는 하프 브리지(2111, 2112, 2113)를 갖는
다상 컨버터 토폴로지.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
2 개의 DC/DC 컨버터(161, 162)가 있는 DC/DC 컨버터 블록(214)을 포함하고,
상기 입력은 직렬과 병렬 배열 사이에서 선택적으로 스위치 가능하고, 및
병렬로 연결된 상기 출력은 상기 DC 전압 출력(26)을 형성하고,
상기 전원부(211)는 3 개의 전압 레벨을 갖는 컨버터를 형성하는 하프 브리지(2111, 2112, 2113)를 갖고: 및
제어는
세 가지 전압 레벨로 다상 작동에서 또는
두 개의 전압 레벨로 단상 작동에서
상기 컨버터 토폴로지를 선택적으로 작동하도록 구성되는
다상 컨버터 토폴로지.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원부(211)는 3 개의 전압 레벨을 스위치 하기 위한 하프 브리지(2111, 2112, 2113)를 가지고,
DC 전압 블록(23)의 출력은 DC 전압 출력(26)을 형성하는
다상 컨버터 토폴로지.