RU2333590C1

RU2333590C1 - Switching converter circuit

Info

Publication number: RU2333590C1
Application number: RU2007123395/09A
Authority: RU
Inventors: Петер ШТАЙМЕР; Петер БАРБОЗА; Люк МАЙСЕНК
Original assignee: Абб Рисерч Лтд.
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2008-09-10

Abstract

FIELD: communications.

SUBSTANCE: converter circuit for switching a number of levels of commutating voltage is proposed. The circuit has n first commutation groups (1.1,..., 1.n) on each phase (R, S, T). The n-th first commutation group (1.n) is formed by the first (2) and the second (3) controlled bidirectional power semiconductor switches, and the commutation groups from the first (1.1) to the (n-1)-th commutation group (1.(n-1)) are formed respectively by the first (2) and the second (3) controlled bidirectional power semiconductor switches and connected to the first (2) and the second (3) controlled bidirectional power semiconductor switches by a capacitor (4). Each of the first n first commutation groups (1.1,..., 1.n) is connected to respectively to the adjacent first commutation group (1.1,..., 1.n), and the first (2) and second (3) controlled bidirectional power semiconductor switches of the first commutation group (1.1) are also interconnected. To achieve the technical outcome, the accumulated electrical energy of the converter circuit n≥1 is reduced, and for this purpose there are p second (5.1,..., 5.p) and p third (6.1,..., 6.p) commutation groups, with, respectively, a first controlled bidirectional power semiconductor switch (7, 8), second controlled bidirectional power semiconductor switch (9, 10) and a capacitor (13, 14), and in this case p≥1. Each of the p second commutation groups (5.1,..., 5.p) are connected respectively to the second adjacent commutation group (5.1,..., 5.p), and each of the p third commutation groups (6.1,..., 6.p) is connected respectively to the adjacent third commutation group (6.1,..., 6.p). Further, the first second (5.1) and the first third (6.1) commutation groups have respectively a third controlled bidirectional power semiconductor switch (11, 12), connected in anti-parallel form to the corresponding second controlled bidirectional power semiconductor switch (9, 10). The first second commutation group (5.1) is connected to the first controlled bidirectional power semiconductor switch (2) of the n-th first commutation group (1.n), and the first third commutation group (6.1) is connected to the second controlled bidirectional power semiconductor switch (3) of the n-th first commutation group (1.n), and capacitor (13) of the p-th second commutation group (5.p) serially connected to capacitor (14) of the p-th third commutation group (6.p).

EFFECT: reduction of the accumulated electrical energy.

20 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области силовой электроники. Оно исходит из преобразовательной схемы для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения согласно ограничительной части независимого пункта формулы.The invention relates to the field of power electronics. It proceeds from a converter circuit for switching a plurality of levels of switching voltage according to the restrictive part of an independent claim.

Преобразовательные схемы используются сегодня в большом разнообразии силовой электроники. Требования к такой преобразовательной схеме заключаются, во-первых, в том, чтобы создавать как можно меньше гармоник на фазах обычно подключенной к преобразовательной схеме электрической сети переменного напряжения, а во-вторых, передавать как можно большие мощности с помощью минимально возможного числа электронных элементов. Подходящая преобразовательная схема для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения описана в DE 69205413 Т2. Здесь на каждую фазу предусмотрено n первых коммутационных групп, причем n-я первая коммутационная группа образована первым и вторым силовыми полупроводниковыми выключателями, а коммутационные группы от первой первой до (n-1)-й образованы соответственно первым и вторым силовыми полупроводниковыми выключателями и соединенным с первым и вторым силовыми полупроводниковыми выключателями конденсатором, причем n≥2. Каждая из n первых коммутационных групп соединена параллельно с соответственно соседней первой коммутационной группой, причем первый и второй силовые полупроводниковые выключатели первой первой коммутационной группы соединены между собой. Первый и второй полупроводниковые выключатели образованы соответственно биполярным транзистором с изолированным затвором (IGBT) и включенным встречно-параллельно биполярному транзистору диодом.Converter circuits are used today in a wide variety of power electronics. The requirements for such a converter circuit are, firstly, to create as few harmonics as possible on the phases of an AC voltage network usually connected to the converter circuit, and secondly, to transmit as high powers as possible using the smallest possible number of electronic elements. A suitable converter circuit for switching a plurality of switching voltage levels is described in DE 69205413 T2. Here, for each phase, n first switching groups are provided, and the nth first switching group is formed by the first and second power semiconductor switches, and the switching groups from the first first to (n-1) th are formed by the first and second power semiconductor switches and connected to the first and second power semiconductor switches capacitor, and n≥2. Each of the n first switching groups is connected in parallel with a neighboring first switching group, respectively, the first and second power semiconductor switches of the first first switching group being connected to each other. The first and second semiconductor switches are respectively formed by an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a diode connected in parallel to the bipolar transistor.

Проблемой у преобразовательной схемы для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения в DE 69205413 Т2 является то, что аккумулированная в ней во время работы электрическая энергия очень высока. Поскольку электрическая энергия аккумулирована в конденсаторах n первых коммутационных групп преобразовательной схемы, конденсаторы должны быть рассчитаны на эту электрическую энергию, т.е. в отношении своей электрической прочности и/или емкости. Это обуславливает, однако, использование конденсаторов большого конструктивного размера, которые соответственно дороги. К тому же преобразовательная схема из-за больших по конструктивному размеру конденсаторов требует много места, так что компактная конструкция, необходимая для многих применений, например для тяги, невозможна. Кроме того, использование больших по конструктивному размеру конденсаторов приводит к высоким затратам на монтаж и обслуживание.The problem with the converter circuit for switching multiple switching voltage levels in DE 69205413 T2 is that the electric energy accumulated in it during operation is very high. Since electric energy is accumulated in the capacitors of the first switching groups of the converter circuit, the capacitors must be designed for this electric energy, i.e. in relation to its dielectric strength and / or capacity. This leads, however, to the use of capacitors of large structural size, which are accordingly expensive. In addition, the converter circuit requires a lot of space due to the large structural size of the capacitors, so the compact design necessary for many applications, for example for traction, is impossible. In addition, the use of large structurally sized capacitors leads to high installation and maintenance costs.

Задачей изобретения является создание преобразовательной схемы для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения, которая во время своей работы аккумулировала бы как можно меньше электрической энергии и могла бы быть реализована компактной. Эта задача решается посредством признаков пункта 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах приведены предпочтительные модификации изобретения.The objective of the invention is to provide a converter circuit for switching multiple levels of switched voltage, which during its operation would accumulate as little electrical energy as possible and could be realized compact. This problem is solved by the features of paragraph 1 of the claims. In dependent clauses, preferred modifications of the invention are given.

Преобразовательная схема для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения согласно изобретению содержит на каждую фазу n первых коммутационных групп, причем n-я первая коммутационная группа образована первым и вторым управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями, а коммутационные группы от первой первой до (n-1)-й образованы соответственно первым и вторым управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями и соединенным с первым и вторым управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями конденсатором. Каждая из n первых коммутационных групп при наличии нескольких первых коммутационных групп соединена с соответственно соседней первой коммутационной группой, а первый и второй управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели первой первой коммутационной группы соединены между собой. Согласно изобретению n≥1 и предусмотрено р вторых и р третьих коммутационных групп, которые содержат соответственно первый и второй управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели и конденсатор, причем р≥1. Каждая из р вторых коммутационных групп при наличии нескольких вторых коммутационных групп соединена с соответственно соседней второй коммутационной группой. Кроме того, каждая из р третьих коммутационных групп при наличии нескольких третьих коммутационных групп соединена с соответственно соседней третьей коммутационной группой. Первая вторая и первая третья коммутационные группы содержат к тому же соответственно включенный встречно-последовательно второму управляемому двунаправленному силовому полупроводниковому выключателю третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель, причем первая вторая коммутационная группа соединена с первым управляемым двунаправленным силовым полупроводниковым выключателем n-й первой коммутационной группы, а первая третья коммутационная группа - со вторым управляемым двунаправленным силовым полупроводниковым выключателем n-й первой коммутационной группы. Кроме того, конденсатор р-й второй коммутационной группы последовательно соединен с конденсатором р-й третьей коммутационной группы.The converter circuit for switching a plurality of switching voltage levels according to the invention comprises n first switching groups for each phase, the nth first switching group being formed by the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches, and the switching groups from the first first to the (n-1) th formed respectively by the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches and connected to the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches and a capacitor. Each of the n first switching groups in the presence of several first switching groups is connected to a neighboring first switching group, respectively, and the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches of the first first switching group are interconnected. According to the invention, n≥1 and p second and p third switching groups are provided, which contain respectively the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches and capacitor, with p≥1. Each of the p second switching groups, in the presence of several second switching groups, is connected to a neighboring second switching group, respectively. In addition, each of the p third switching groups in the presence of several third switching groups is connected to a neighboring third switching group, respectively. The first second and first third switching groups also comprise a third controllable bi-directional power semiconductor switch, respectively connected in turn-sequentially to a second controlled bi-directional power semiconductor switch, the first second switching group being connected to the first controlled bi-directional power semiconductor switch of the nth first switching group, and the first third switching group - with the second controlled bi-directional power semi water switch of the nth first switching group. In addition, the capacitor of the rth second switching group is connected in series with the capacitor of the rth third switching group.

За счет предусмотренных р вторых и р третьих коммутационных групп и их описанных выше соединений р вторые коммутационные группы участвуют, например, в работе преобразовательной схемы только при положительной полуволне колебания по отношению к фазовому выходному переменному напряжению, а р третьи коммутационные группы - только при отрицательной полуволне колебания. Благодаря этому электрическая энергия, аккумулированная в преобразовательной схеме, в частности в конденсаторах р вторых и р третьих коммутационных групп, может быть предпочтительно уменьшена. Далее n первые коммутационные группы служат только для балансировки фазового выходного переменного напряжения, так что при наличии нескольких первых коммутационных групп конденсаторы n первых коммутационных групп в сбалансированном состоянии, в основном, не пропускают ток и, тем самым, в основном, также не аккумулируют электрическую энергию. Таким образом, аккумулированная электрическая энергия преобразовательной схемы может, в целом, поддерживаться на низком уровне благодаря чему конденсаторы преобразовательной схемы должны быть рассчитаны лишь на небольшую аккумулируемую электрическую энергию, т.е. в отношении своей электрической прочности и/или емкости. За счет небольшого конструктивного размера конденсаторов преобразовательная схема требует очень мало места, так что предпочтительно возможна компактная конструкция, требуемая для многих применений, например для тяги. К тому же за счет небольшого конструктивного размера конденсаторов затраты на монтаж и обслуживание могут поддерживаться предпочтительно на низком уровне.Due to the p second and p third switching groups and their connections described above, p second switching groups participate, for example, in the converter circuit only with a positive half-wave of oscillation with respect to the phase output alternating voltage, and p third switching groups only with a negative half-wave fluctuations. Due to this, the electric energy accumulated in the converter circuit, in particular in the capacitors p of the second and p third switching groups, can preferably be reduced. Further, the first switching groups serve only for balancing the phase output alternating voltage, so that if there are several first switching groups, the capacitors of the first switching groups in a balanced state, basically, do not pass current and, therefore, basically also do not accumulate electrical energy . Thus, the accumulated electric energy of the converter circuit can, in general, be kept low, so that the capacitors of the converter circuit can only be designed for small accumulated electric energy, i.e. in relation to its dielectric strength and / or capacity. Due to the small design size of the capacitors, the converter circuit requires very little space, so that the compact design required for many applications, such as traction, is preferably possible. In addition, due to the small design size of the capacitors, the installation and maintenance costs can be maintained preferably at a low level.

Эти и другие задачи, преимущества и признаки настоящего изобретения содержатся в нижеследующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения в сочетании с чертежами.These and other objects, advantages, and features of the present invention are contained in the following detailed description of preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings.

На чертежах изображают:In the drawings depict:

- фиг.1 - первый вариант выполнения преобразовательной схемы;- figure 1 is a first embodiment of a conversion circuit;

- фиг.2 - второй вариант выполнения преобразовательной схемы;- figure 2 is a second embodiment of a converter circuit;

- фиг.3 - третий вариант выполнения преобразовательной схемы.- figure 3 is a third embodiment of a conversion circuit.

Использованные на чертежах ссылочные позиции и их значения перечислены в перечне. В принципе, на фигурах одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Описанные варианты выполнения являются примером объекта изобретения и не обладают ограничивающим действием.The reference numbers used in the drawings and their meanings are listed. In principle, in the figures, like parts are denoted by like reference numerals. The described embodiments are an example of an object of the invention and do not have a limiting effect.

На фиг.1 изображена, в частности, однофазная преобразовательная схема для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения. Здесь преобразовательная схема содержит предусмотренные на каждую фазу R, S, Т n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n, причем n-я первая коммутационная группа 1.n образована первым 2 и вторым 3 управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями, а коммутационные группы от первой первой 1.1 до (n-1)-й коммутационной группы 1.(n-1) образованы соответственно первым 2 и вторым 3 управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями и соединенным с первым 2 и вторым 3 управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями конденсатором 4, причем согласно изобретению n≥1, а каждая из n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n соединена с соответственно соседней первой коммутационной группой 1.1,..., 1.n. На фиг.1 первый 2 и второй 3 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели первой первой коммутационной группы 1.1 соединены между собой. Точка соединения первого 2 и второго 3 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей первой первой коммутационной группы 1.1 образует на фиг.1 фазовое подключение, в частности, для фазы R.Figure 1 shows, in particular, a single-phase converter circuit for switching multiple levels of switching voltage. Here, the converter circuit contains the first switching groups 1.1, ..., 1.n provided for each phase R, S, Т n, and the nth first switching group 1.n is formed by the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches, and switching groups from the first first 1.1 to the (n-1) -th switching group 1. (n-1) are formed respectively by the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches and connected to the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductors Vodnikova capacitor switches 4, wherein according to the invention n≥1, and each of the n first switching groups 1.1, ..., 1.n connected to the respectively adjacent first switching group 1.1, ..., 1.n. In figure 1, the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first first switching group 1.1 are interconnected. The connection point of the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first first switching group 1.1 forms a phase connection in FIG. 1, in particular for phase R.

Согласно изобретению предусмотрено р вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р и р третьих коммутационных групп 6.1, ..., 6.р, которые содержат соответственно первый 7,8 и второй 9,10 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели и конденсатор 13, 14, причем р≥1. Поскольку на фиг.1 у каждой из р вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р и р третьих коммутационных групп 6.1, ..., 6.р речь идет о четырехполюснике, каждая из р вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р по теории четырехполюсников соединена с соответственно соседней второй коммутационной группой 5.1, ..., 5.р, а каждая из р третьих коммутационных групп 6.1, ..., 6.р по теории четырехполюсников соединена с соответственно соседней третьей коммутационной группой 6.1, ..., 6.р. Кроме того, первая вторая 5.1 и первая третья 6.1 коммутационные группы содержат соответственно включенный встречно-последовательно соответствующему второму управляемому двунаправленному силовому полупроводниковому выключателю 9, 10 третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 11, 12, причем первая вторая коммутационная группа 5.1 соединена с первым управляемым двунаправленным силовым полупроводниковым выключателем 2 n-й первой коммутационной группы 1.n, а первая третья коммутационная группа 6.1 - со вторым управляемым двунаправленным силовым полупроводниковым выключателем 3 n-й первой коммутационной группы 1.n. Наконец, конденсатор 13 р-й второй коммутационной группы 5.р соединен последовательно с конденсатором 14 р-й третьей коммутационной группы 6.р. Посредством предусмотренных р вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р и р третьих коммутационных групп 6.1, ..., 6.р и их описанных соединений соответственно между собой, по отношению друг к другу и к n-ой первой коммутационной группе 1.n р вторые коммутационные группы 5.1, ..., 5.р участвуют, например, в работе преобразовательной схемы согласно изобретению только при положительной полуволне колебания по отношению к фазовому выходному переменному напряжению, а р третьи коммутационные группы 6.1, ..., 6.р - только при отрицательной полуволне колебания. Благодаря этому электрическая энергия, аккумулированная в преобразовательной схеме, в частности в конденсаторах 13, 14 р вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп, может быть предпочтительно уменьшена. Далее n первые коммутационные группы 1.1, ..., 1.n служат только для балансировки фазового выходного переменного напряжения, так что конденсаторы 4 n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n в сбалансированном, т.е. в уравновешенном состоянии фазового выходного переменного напряжения, в основном, не пропускают ток и, тем самым, в основном, также не аккумулируют электрическую энергию. Таким образом, аккумулированная электрическая энергия преобразовательной схемы может, в целом, поддерживаться на низком уровне благодаря чему конденсаторы 4, 13, 14 преобразовательной схемы должны быть рассчитаны лишь на небольшую аккумулируемую электрическую энергию, т.е. в отношении своей электрической прочности и/или емкости. За счет небольшого конструктивного размера конденсаторов 4, 13, 14 преобразовательная схема требует минимум места, так что предпочтительно возможна компактная конструкция, требуемая для многих применений, например для тяги. К тому же за счет небольшого конструктивного размера конденсаторов 4, 13, 14 затраты на монтаж и обслуживание могут поддерживаться предпочтительно на низком уровне.According to the invention, p second switching groups 5.1, ..., 5. p and p third switching groups 6.1, ..., 6. p are provided, which contain respectively the first 7.8 and second 9.10 controllable bi-directional power semiconductor switches and capacitor 13, 14, with p≥1. Since in Fig. 1 each of p of the second switching groups 5.1, ..., 5. p and p of the third switching groups 6.1, ..., 6. p is talking about a four-terminal network, each of p of the second switching groups 5.1, .. ., 5.p, according to the theory of four-terminal networks, is connected to a neighboring second switching group 5.1, ..., 5.p, respectively, and each of the p of the third switching groups 6.1, ..., 6.p, according to the theory of four-terminal networks, is connected to a neighboring third switching group group 6.1, ..., 6.r. In addition, the first second 5.1 and first third 6.1 switching groups comprise a third controllable bi-directional power semiconductor switch 9, 10 connected respectively counter-clockwise to the corresponding second controlled bi-directional power semiconductor switch 11, 12, wherein the first second switching group 5.1 is connected to the first controlled bi-directional power switch semiconductor switch 2 of the nth first switching group 1.n, and the first third switching group 6.1 - with the second control yaemym bidirectional power semiconductor switch 3 n-th first switching group 1.n. Finally, the capacitor 13 of the rth second switching group 5.p is connected in series with the capacitor 14 of the rth third switching group 6.p. By means of the p second switching groups 5.1, ..., 5. p and p of the third switching groups 6.1, ..., 6. p and their described connections, respectively, with each other, with respect to each other and to the nth first switching group 1.n p the second switching groups 5.1, ..., 5.p are involved, for example, in the operation of the converter circuit according to the invention only with a positive half-wave of oscillation with respect to the phase output alternating voltage, and p the third switching groups 6.1, ..., 6.p - only with a negative half-wave of oscillation. Due to this, the electric energy accumulated in the converter circuit, in particular in the capacitors 13, 14 p of the second 5.1, ..., 5. p and the third 6.1, ..., 6. p switching groups, can be preferably reduced. Next, the n first switching groups 1.1, ..., 1.n serve only for balancing the phase output alternating voltage, so that the capacitors 4 n of the first switching groups 1.1, ..., 1.n are balanced, i.e. in the balanced state of the phase output alternating voltage, basically, do not pass current and, thus, basically, also do not accumulate electrical energy. Thus, the accumulated electric energy of the converter circuit can, in general, be kept low, so that the capacitors 4, 13, 14 of the converter circuit can only be designed for small accumulated electric energy, i.e. in relation to its dielectric strength and / or capacity. Due to the small design size of the capacitors 4, 13, 14, the converter circuit requires a minimum of space, so that the compact design required for many applications, for example for traction, is preferably possible. Moreover, due to the small design size of the capacitors 4, 13, 14, the installation and maintenance costs can be maintained preferably at a low level.

Следует упомянуть, что встречно-параллельное включение второго 9, 10 и третьего 11, 12 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей следует понимать так, что второй и третий управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели 9, 10, 11, 12 имеют соответственно встречное управляемое направление главного тока.It should be noted that the anti-parallel connection of the second 9, 10 and third 11, 12 controllable bi-directional power semiconductor switches should be understood so that the second and third controllable bi-directional power semiconductor switches 9, 10, 11, 12 have correspondingly controllable direction of the main current.

На фиг.1 n-я первая коммутационная группа 1.n содержит соединенный с первым 2 и вторым 3 управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями n-й первой коммутационной группы 1.n конденсатор 4, причем первая вторая коммутационная группа 5.1 и первая третья коммутационная группа 6.1 соединены с конденсатором 4 n-й первой коммутационной группы 1.n. За счет конденсатора 4 n-й первой коммутационной группы 1.n предпочтительно достигается то, что, в частности, при желаемом фазовом выходном напряжении 0 В это фазовое выходное напряжение может быть стабилизировано и достигнуто, тем самым, без паразитных эффектов. Конденсатор 4 n-й первой коммутационной группы 1.n служит только для ограничения или стабилизации напряжения и не должен, тем самым, рассматриваться как источник напряжения.In Fig. 1, the nth first switching group 1.n comprises a capacitor 4 connected to the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches of the nth first switching group 1.n, the first second switching group 5.1 and the first third switching group 6.1 connected to the capacitor 4 of the nth first switching group 1.n. Due to the capacitor 4 of the nth first switching group 1.n, it is preferably achieved that, in particular, at the desired phase output voltage of 0 V, this phase output voltage can be stabilized and achieved, thereby, without spurious effects. The capacitor 4 of the nth first switching group 1.n serves only to limit or stabilize the voltage and should not, therefore, be considered as a voltage source.

На фиг.1 первый 7 и второй 9 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели первой второй коммутационной группы 5.1 соединены между собой, причем точка соединения первого 7 и второго 9 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей первой второй коммутационной группы 5.1 соединена с точкой соединения конденсатора 4 n-й первой коммутационной группы 1.n и первого управляемого двунаправленного силового полупроводникового выключателя 2 n-й первой коммутационной группы 1.n. Далее первый 8 и третий 12 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели первой третьей коммутационной группы 6.1 соединены между собой, причем точка соединения первого 8 и третьего 12 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей первой третьей коммутационной группы 6.1 соединена с точкой соединения конденсатора 4 n-й первой коммутационной группы 1.n и второго управляемого двунаправленного силового полупроводникового выключателя 3 n-й первой коммутационной группы 1.n.1, the first 7 and second 9 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group 5.1 are connected to each other, and the connection point of the first 7 and second 9 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group 5.1 is connected to the connection point of the capacitor 4 of the n-th the first switching group 1.n and the first controlled bi-directional power semiconductor switch 2 of the n-th first switching group 1.n. Next, the first 8 and third 12 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group 6.1 are connected to each other, and the connection point of the first 8 and third 12 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group 6.1 is connected to the connection point of the capacitor 4 of the nth first switching group 1.n and the second controlled bi-directional power semiconductor switch 3 of the n-th first switching group 1.n.

На фиг.1 у первой второй коммутационной группы 5.1 первый 7 и третий 11 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели соединены с конденсатором 13 первой второй коммутационной группы 5.1. Далее у первой третьей коммутационной группы 6.1 первый 8 и второй 10 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели соединены с конденсатором 14 первой третьей коммутационной группы 6.1. К тому же у второй второй коммутационной группы до р-й второй коммутационной группы 5.2, ..., 5.р и у второй третьей коммутационной группы до р-й третьей коммутационной группы 6.2, ..., 6.р соответственно первый и второй управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели 7, 9, 8, 10 соединены с конденсатором 13, 14 соответствующей коммутационной группы 5.2, ..., 5.р, 6.2, ...,6.р.1, the first second switching group 5.1 first 7 and third 11 controlled bi-directional power semiconductor switches are connected to the capacitor 13 of the first second switching group 5.1. Next, in the first third switching group 6.1, the first 8 and second 10 controllable bi-directional power semiconductor switches are connected to the capacitor 14 of the first third switching group 6.1. In addition, the second second switching group to the rth second switching group 5.2, ..., 5.р and the second third switching group to the r-third third switching group 6.2, ..., 6.р, respectively, the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches 7, 9, 8, 10 are connected to the capacitor 13, 14 of the corresponding switching group 5.2, ..., 5.р, 6.2, ..., 6.р.

Возможно, чтобы число n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n соответствовало числу р вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп. Предпочтительно за счет этого могут коммутироваться, в целом, (2n+1) уровней коммутируемого напряжения преобразовательной схемы.It is possible that the number n of the first switching groups 1.1, ..., 1.n corresponds to the number p of the second 5.1, ..., 5.p and the third 6.1, ..., 6.p switching groups. Preferably, due to this, in general, (2n + 1) switching voltage levels of the converter circuit can be switched.

В качестве альтернативы возможно также, чтобы число n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n было меньше числа вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп. Из этого предпочтительно следует, что требуется меньше первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n и, тем самым, меньше первых 2 и вторых 3 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей и меньше конденсаторов 4, а преобразовательная схема может быть, таким образом, в целом, дополнительно уменьшена в отношении занимаемого ею места.As an alternative, it is also possible that the number n of the first switching groups 1.1, ..., 1.n be less than the numbers of the second 5.1, ..., 5.p and third 6.1, ..., 6.p switching groups. It preferably follows from this that less than the first switching groups 1.1, ..., 1.n are required and, therefore, less than the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches and fewer capacitors 4, and the converter circuit can thus be in general, further reduced in relation to its place.

Далее возможно также, чтобы число n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n было больше числа вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп.Further, it is also possible that the number n of the first switching groups 1.1, ..., 1.n be greater than the numbers of the second 5.1, ..., 5.p and third 6.1, ..., 6.p switching groups.

В целом, у преобразовательной схемы соответствующий первый, второй и третий управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12 n первых 1.1, ..., 1.n, p вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп образованы управляемым силовым полупроводниковым элементом с пропусканием тока в одном направлении, например биполярным транзистором с изолированным затвором (IGBT), и включенным встречно-параллельно ему пассивным неуправляемым силовым полупроводниковым элементом с пропусканием тока в одном направлении, например диодом. На фиг.1 первые и вторые управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели 2, 3, 7, 8, 9, 10 соединены внутри соответствующей коммутационной группы 1.1, ..., 1.n, 5.1, ..., 5.р, 6.1, ..., 6.р таким образом, что они имеют встречное управляемое направление главного тока, т.е. управляемые силовые полупроводниковые элементы с однонаправленным пропусканием тока имеют соответственно встречное друг другу управляемое направление главного тока. Далее у первой второй 5.1 и у первой третьей 6.1 коммутационных групп, как уже сказано, третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 11, 12 включен встречно-последовательно соответствующему второму управляемому двунаправленному силовому полупроводниковому выключателю 9, 10, т.е., например, на фиг.1 выполненные в виде диодов пассивные неуправляемые силовые полупроводниковые элементы вторых и третьих управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей 9, 10, 11, 12 соединены между собой своими анодами, а выполненные в виде IGBT управляемые силовые полупроводниковые элементы соединены между собой своими эмиттерами. Возможно также соединение соответствующего второго управляемого двунаправленного силового полупроводникового выключателя 9, 10 с третьим управляемым двунаправленным силовым полупроводниковым выключателем 11, 12 встречно-последовательно таким образом, чтобы выполненные в виде диодов пассивные неуправляемые силовые полупроводниковые элементы вторых и третьих управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей 9, 10, 11, 12 были соединены между собой своими катодами, а выполненные в виде IGBT управляемые силовые полупроводниковые элементы были соединены между собой своими коллекторами. Это соединение показано в третьем варианте выполнения преобразовательной схемы на фиг.3 со вторым 9 и третьим 11 управляемыми двунаправленными силовыми полупроводниковыми выключателями первой второй коммутационной группы 5.1, который подробно описан ниже. Это соединение эквивалентно замене местами второго и третьего управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей 9, 10, 11, 12 внутри соответствующей коммутационной группы 5.1, 6.1 в первом варианте выполнения на фиг.1, причем принцип действия идентичен описанному выше встречно-последовательному соединению второго и третьего управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей 9, 10, 11, 12.In general, the converter circuit has the corresponding first, second, and third controlled bi-directional power semiconductor switches 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12 n of the first 1.1, ..., 1.n, p of the second 5.1, .. ., 5.р and third 6.1, ..., 6.р switching groups are formed by a controlled power semiconductor element with a current flow in one direction, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and a passive uncontrolled power semiconductor switched on in parallel to it an element with a current transmission in one direction, e.g. Imer diode. In figure 1, the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches 2, 3, 7, 8, 9, 10 are connected inside the corresponding switching group 1.1, ..., 1.n, 5.1, ..., 5.р, 6.1, ..., 6.р in such a way that they have an oncoming controlled direction of the main current, i.e. controlled power semiconductor elements with unidirectional current transmission have respectively a controllable direction of the main current counterposed to each other. Further, for the first second 5.1 and the first third 6.1 switching groups, as already mentioned, the third controllable bi-directional power semiconductor switch 11, 12 is turned on counter-in-series to the second controllable bi-directional power semiconductor switch 9, 10, i.e., for example, in FIG. .1 made in the form of diodes passive uncontrolled power semiconductor elements of the second and third controlled bi-directional power semiconductor switches 9, 10, 11, 12 are interconnected by their anodes, and made in the form of IGBT controlled power semiconductor elements are interconnected by their emitters. It is also possible to connect the corresponding second controllable bi-directional power semiconductor switch 9, 10 with a third controllable bi-directional power semiconductor switch 11, 12 in an opposite manner so that passive uncontrolled power semiconductor elements made in the form of diodes of the second and third controllable bi-directional power semiconductor switches 9, 10 , 11, 12 were interconnected by their cathodes, and controllable power semiconductors made in the form of IGBT marketing elements are interconnected by their headers. This connection is shown in the third embodiment of the converter circuit of FIG. 3 with the second 9 and third 11 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group 5.1, which is described in detail below. This connection is equivalent to replacing the places of the second and third controlled bi-directional power semiconductor switches 9, 10, 11, 12 inside the corresponding switching group 5.1, 6.1 in the first embodiment of figure 1, and the principle of operation is identical to the above-described opposite-serial connection of the second and third controlled bidirectional power semiconductor switches 9, 10, 11, 12.

Оказалось предпочтительным, что у n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n два первых управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя 2 соответственно соседних первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n интегрированы в один модуль, т.е. при наличии нескольких первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n в один модуль интегрированы первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 2 n-й первой коммутационной группы 1.n и первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 2 (n-1)-й первой коммутационной группы 1.(n-1) и в один модуль интегрированы первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 2 (n-1)-й первой коммутационной группы 1.(n-1) и первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 2 (n-2)-й первой коммутационной группы 1.(n-2) и т.д. Далее оказалось предпочтительным, что два вторых управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя 3 соответственно соседних первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n интегрированы в один модуль, т.е. при наличии нескольких первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n в один модуль интегрированы второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 3 n-й первой коммутационной группы 1.n и второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 3 (n-1)-й первой коммутационной группы 1.(n-1) и в один модуль интегрированы второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 3 (n-1)-й первой коммутационной группы 1.(n-1) и второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 3 (n-2)-й первой коммутационной группы 1.(n-2) и т.д. Описанные выше модули являются обычными стандартными полумостовыми модулями, имеют соответственно простую конструкцию, малочувствительны к помехам и к тому же недороги.It turned out to be preferable that for the n first switching groups 1.1, ..., 1.n, the two first controlled bi-directional power semiconductor switches 2, respectively, of the adjacent first switching groups 1.1, ..., 1.n are integrated into one module, i.e. in the presence of several first switching groups 1.1, ..., 1.n, the first controllable bi-directional power semiconductor switch 2 of the nth first switching group 1.n and the first controllable bi-directional power semiconductor switch 2 (n-1) of the first switching group 1. (n-1) and the first controlled bi-directional power semiconductor switch 2 (n-1) of the first switching group 1. (n-1) and the first controlled bi-directional power semiconductor switch 2 ( n-2) of the first switching group 1. (n-2), etc. Further, it turned out to be preferable that two second controllable bi-directional power semiconductor switches 3, respectively, of neighboring first switching groups 1.1, ..., 1.n are integrated into one module, i.e. in the presence of several first switching groups 1.1, ..., 1.n, the second controlled bi-directional power semiconductor switch 3 of the nth first switching group 1.n and the second controlled bi-directional power semiconductor switch 3 (n-1) the first switching group 1. (n-1) and the second controlled bi-directional power semiconductor switch 3 (n-1) of the first switching group 1. (n-1) and the second controlled bi-directional power semiconductor switch 3 ( n-2) of the first switching group 1. (n-2), etc. The modules described above are ordinary standard half-bridge modules, have a correspondingly simple design, are insensitive to interference, and also inexpensive.

Возможно также, чтобы в случае наличия нескольких первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n у n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n в один модуль были интегрированы соответственно первый 2 и второй 3 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели. Как уже сказано, такие модули являются обычными стандартными полумостовыми модулями, имеют соответственно простую конструкцию, малочувствительны к помехам и к тому же недороги.It is also possible that if there are several first switching groups 1.1, ..., 1.n for the n first switching groups 1.1, ..., 1.n, the first 2 and second 3 controlled bi-directional power semiconductor switches are integrated into one module, respectively . As already mentioned, such modules are ordinary standard half-bridge modules, have a correspondingly simple design, are insensitive to interference, and also inexpensive.

Далее оказалось предпочтительным, что в случае наличия нескольких вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р у р вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р в один модуль интегрированы два первых управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя 7 соответственно соседних вторых коммутационных групп 5.1, ..., 5.р, т.е. подробно описанным выше для n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n образом. Далее при наличии нескольких третьих коммутационных групп 6.1,..., 6.р у р третьих коммутационных групп 6.1, ..., 6.р в один модуль интегрированы два первых управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателя 8 соседних третьих коммутационных групп 6.1, ..., 6.р, т.е. подробно описанным выше для n первых коммутационных групп 1.1, ..., 1.n образом.Further, it turned out to be preferable that in the presence of several second switching groups 5.1, ..., 5. р at the second switching groups 5.1, ..., 5. р, two first controllable bi-directional power semiconductor switches 7 respectively adjacent second are integrated into one module switching groups 5.1, ..., 5.р, i.e. described in detail above for the n first switching groups 1.1, ..., 1.n. Further, if there are several third switching groups 6.1, ..., 6.р at the third switching groups 6.1, ..., 6.р, two first controllable bi-directional power semiconductor switches 8 neighboring third switching groups 6.1, .. are integrated into one module. ., 6.р, i.e. described in detail above for the n first switching groups 1.1, ..., 1.n.

В качестве альтернативы этому возможно также, что при наличии нескольких вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп у р вторых 5.1, ..., 5.р и третьих 6.1, ..., 6.р коммутационных групп в один модуль интегрированы соответственно первые 7, 8 и вторые 9, 10 управляемые двунаправленные силовые полупроводниковые выключатели. Описанные выше модули являются обычными стандартными модулями, имеют соответственно простую конструкцию, малочувствительны к помехам и к тому же недороги.As an alternative to this, it is also possible that if there are several second 5.1, ..., 5.p and third 6.1, ..., 6.p switching groups for the second second 5.1, ..., 5.p and third 6.1, ..., 6.p switching groups, the first 7, 8 and second 9, 10 controllable bi-directional power semiconductor switches are integrated into one module, respectively. The modules described above are ordinary standard modules, have a correspondingly simple design, are insensitive to interference, and also inexpensive.

Далее возможно, чтобы в один модуль были интегрированы третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 11 первой второй коммутационной группы 5.1 и третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель 12 первой третьей коммутационной группы 6.1. Также здесь речь идет о стандартных модулях с соответствующими уже упомянутыми преимуществами.Further, it is possible that the third controllable bi-directional power semiconductor switch 11 of the first second switching group 5.1 and the third controllable bi-directional power semiconductor switch 12 of the first third switching group 6.1 are integrated into one module. Also here we are talking about standard modules with the corresponding advantages already mentioned.

У реализуемой многофазной преобразовательной схемы р-е вторые 5.р и р-е третьи 6.р коммутационные группы фаз R, S, Т соединены между собой преимущественно параллельно. Соответствующие соединения осуществляются на конденсаторах 13 соответствующих р-х вторых 5.р и на конденсаторах 14 соответствующих р-х третьих коммутационных групп.In the implemented multiphase converter circuit, the second second 5.p and third third 6.p switching groups of phases R, S, T are interconnected mainly in parallel. The corresponding connections are made on the capacitors 13 of the corresponding r-second second 5.p and on the capacitors 14 of the corresponding r-third third switching groups.

Чтобы у реализованной многофазной преобразовательной схемы можно было сэкономить место, конденсаторы 13 р-х вторых коммутационных групп 5.р фаз R, S, Т объединены преимущественно в один конденсатор. Кроме того, конденсаторы 14 р-х третьих коммутационных групп 6.р фаз R, S, Т также объединены преимущественно в один конденсатор.In order to save space in the implemented multiphase converter circuit, the capacitors of 13 second second switching groups 5.p of phases R, S, T are combined mainly into one capacitor. In addition, the capacitors of the 14th third switching groups 6.p of the phases R, S, T are also combined mainly into one capacitor.

На фиг.2 изображен второй вариант выполнения преобразовательной схемы, отличающийся от первого варианта согласно фиг.1 тем, что параллельно третьему управляемому двунаправленному силовому полупроводниковому выключателю 11 первой второй коммутационной группы 5.1 включен контур 15 ограничения напряжения, а параллельно третьему управляемому двунаправленному силовому полупроводниковому выключателю 12 первой третьей коммутационной группы 6.1 также включен контур 15 ограничения напряжения. Контур 15 ограничения напряжения может быть выбран опционно и служит предпочтительно для стабилизации фазового выходного напряжения, в частности при желаемом фазовом выходном напряжении 0 В. Преимущественно контур 15 ограничения напряжения содержит конденсатор или, как показано на фиг.2, сериесную схему из резистора и конденсатора.Figure 2 shows a second embodiment of the converter circuit, different from the first variant according to Figure 1 in that the voltage limiting circuit 15 is connected in parallel with the third controlled bi-directional power semiconductor switch 11 of the first second switching group 5.1, and parallel to the third controlled bi-directional power semiconductor switch 12 The first third switching group 6.1 also includes a voltage limiting circuit 15. The voltage limiting circuit 15 may be optionally selected and serves preferably to stabilize the phase output voltage, in particular at a desired phase output voltage of 0 V. Advantageously, the voltage limiting circuit 15 contains a capacitor or, as shown in FIG. 2, a series circuit of a resistor and a capacitor.

В качестве альтернативы второму варианту выполнения на фиг.3 изображен третий вариант выполнения преобразовательной схемы. Третий вариант выполнения на фиг.3 отличается от второго варианта выполнения на фиг.2 тем, что контур 15 ограничения напряжения соединен с точкой соединения второго 9 и третьего 11 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей первой второй коммутационной группы 5.1 и с точкой соединения второго 10 и третьего 12 управляемых двунаправленных силовых полупроводниковых выключателей первой третьей коммутационной группы 6.1. Контур 15 ограничения напряжения может быть выбран опционно и служит предпочтительно для стабилизации фазового выходного напряжения, в частности при желаемом фазовом выходном напряжении 0 В. Преимущественно контур 15 ограничения напряжения содержит конденсатор или, как показано на фиг.3, сериесную схему из резистора и конденсатора.As an alternative to the second embodiment, FIG. 3 shows a third embodiment of a converter circuit. The third embodiment of FIG. 3 differs from the second embodiment of FIG. 2 in that the voltage limiting circuit 15 is connected to the connection point of the second 9 and third 11 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group 5.1 and to the connection point of the second 10 and third 12 controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group 6.1. The voltage limiting circuit 15 can be optionally selected and preferably serves to stabilize the phase output voltage, in particular at the desired phase output voltage of 0 V. Advantageously, the voltage limiting circuit 15 contains a capacitor or, as shown in FIG. 3, a series circuit of a resistor and a capacitor.

В целом, преобразовательная схема для коммутации множества уровней коммутируемого напряжения представляет собой отличающееся небольшой аккумулированной электрической энергией во время своей работы и компактной конструкцией и, тем самым, несложное, надежное и малочувствительное к помехам техническое решение.In general, the converter circuit for switching a plurality of switching voltage levels is characterized by a small accumulated electric energy during its operation and a compact design and, thus, a simple, reliable and low-noise interference technical solution.

Перечень ссылочных позицийList of Reference Items

1.1, ..., 1.n - первые коммутационные группы1.1, ..., 1.n - the first switching groups

2 - первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель первых коммутационных групп2 - the first controlled bi-directional power semiconductor switch of the first switching groups

3 - второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель первых коммутационных групп3 - the second controlled bi-directional power semiconductor switch of the first switching groups

4 - конденсатор первых коммутационных групп 4 - capacitor of the first switching groups

5.1, ..., 5.р - вторые коммутационные группы 5.1, ..., 5.р - second switching groups

6.1, ..., 6.р - третьи коммутационные группы6.1, ..., 6.р - third switching groups

7 - первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель вторых коммутационных групп7 - the first controlled bi-directional power semiconductor switch of the second switching groups

8 - первый управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель вторых коммутационных групп8 - the first controlled bi-directional power semiconductor switch of the second switching groups

9 - второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель вторых коммутационных групп9 - second controlled bi-directional power semiconductor switch of the second switching groups

10 - второй управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель третьих коммутационных групп10 - second controlled bi-directional power semiconductor switch of the third switching groups

11 - третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель вторых коммутационных групп11 - the third controlled bi-directional power semiconductor switch of the second switching groups

12 - третий управляемый двунаправленный силовой полупроводниковый выключатель третьих коммутационных групп12 - third controlled bi-directional power semiconductor switch of the third switching groups

13 - конденсатор вторых коммутационных групп13 - capacitor of the second switching groups

14 - конденсатор третьих коммутационных групп14 - capacitor of the third switching groups

15 - контур ограничения напряжения15 - voltage limiting circuit

Claims

1. A conversion circuit for switching a plurality of levels of switching voltage, comprising for each phase (R, S, T) n first switching groups (1.1, ..., 1.n), the nth first switching group (1.n) formed by the first (2) and second (3) controlled bi-directional power semiconductor switches, and the switching groups from the first first (1.1) to the (n-1) -th switching group (1. (n-1)) -th are formed respectively by the first ( 2) and the second (3) controlled bi-directional power semiconductor switches and connected to the first (2) and in the other (3) controlled by bi-directional power semiconductor switches with a capacitor (4), and each of the n first switching groups (1.1, ..., 1.n) is connected to the correspondingly adjacent first switching group (1.1, ..., 1.n) , a first (2) and second (3) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first first switching group (1.1) are also interconnected, characterized in that n≥1 and p second are provided (5.1, ..., 5.р) and p third (6.1, ..., 6.p) switching groups containing respectively the first controlled an unidirectional power semiconductor switch (7, 8), a second controllable bi-directional power semiconductor switch (9, 10) and a capacitor (13, 14), with p≥1 and each of p of the second switching groups (5.1, ..., 5.р ) is connected to a neighboring second switching group (5.1, ..., 5.p), respectively, and each of the p third switching groups (6.1, ..., 6.p) is connected to a neighboring third switching group (6.1, .. ., 6.р), the first second (5.1) and the first third (6.1) switching groups contain, respectively, the third controlled bidirectional a power semiconductor switch (11, 12) turned on in counter-sequence to the corresponding second controlled bi-directional power semiconductor switch (9, 10), the first second switching group (5.1) being connected to the first controlled bi-directional power semiconductor switch (2) of the nth first switching group (1.n), and the first third switching group (6.1) is connected to the second controlled bi-directional power semiconductor switch (3) of the nth first switching group (1.n), when that the capacitor (13) p-th second switching group (5.r) connected in series with a capacitor (14) p-th third switching group (6.r).

2. The circuit according to claim 1, characterized in that the nth first switching group (1.n) contains a capacitor (4) connected to the first (2) and second (3) controlled bi-directional power semiconductor switches of the nth first switching groups (1.n), and the first second (5.1) and the first third (6.1) switching groups are connected to the capacitor (4) of the nth first switching group (1.n).

3. The circuit according to claim 2, characterized in that the first (7) and second (9) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group (5.p) are interconnected, and the connection point of the first (7) and second (9 ) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group (5.p) is connected to the connection point of the capacitor (4) and the first controlled bi-directional power semiconductor switch (2) of the nth first switching group (1.n), while the first (8 ) and the third (12) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group (6.p) are interconnected, and the connection point of the first (8) and third (12) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group (6.p) is connected to the connection point of the capacitor ( 4) and the second controlled bi-directional power semiconductor switch (3) of the nth first switching group (1.n).

4. The circuit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first (7) and third (11) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group (5.1) are connected to a capacitor (13) of the first second switching group (5.1) while the first (8) and second (10) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group (6.1) are connected to the capacitor (14) of the first third switching group (6.1).

5. The circuit according to claim 1, characterized in that the second second switching group to the rth second switching group (5.2, ..., 5.p) and the second third switching group to the rth third switching group (6.2 , ..., 6.p), respectively, the first and second controlled bi-directional power semiconductor switches (7, 9, 8, 10) are connected to the capacitor (13, 14) of the corresponding switching group (5.2, ..., 5.p; 6.2 , ..., 6.p).

6. The circuit according to claim 1, characterized in that in parallel to the third controlled bi-directional power semiconductor switch (11) of the first second switching group (5.1), a voltage limiting circuit (15) is turned on, while parallel to the third controlled bi-directional power semiconductor switch (12) of the first of the third switching group (6.1), a voltage limiting circuit (15) is also included.

7. The circuit according to claim 1, characterized in that the voltage limiting circuit (15) is connected to the connection point of the second (9) and third (11) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first second switching group (5.1) and to the connection point of the second (10) ) and the third (12) controlled bi-directional power semiconductor switches of the first third switching group (6.1).

8. The circuit according to claim 6 or 7, characterized in that the voltage limiting circuit (15) comprises a capacitor.

9. The circuit according to claim 6 or 7, characterized in that the voltage limiting circuit (15) comprises a series circuit of a resistor and a capacitor.

10. The circuit according to claim 1, characterized in that the number n of the first switching groups (1.1, ..., 1.n) corresponds to the number p of the second (5.1, ..., 5.p) and third (6.1, .. ., 6.p) of switching groups.

11. The circuit according to claim 1, characterized in that the number n of the first switching groups (1.1, ..., 1.n) is less than the number p of the second (5.1, ..., 5.p) and third (6.1, .. ., 6.p) of switching groups.

12. The circuit according to claim 1, characterized in that the number n of the first switching groups (1.1, ..., 1.n) is greater than the number p of the second (5.1, ..., 5.p) and third (6.1, .. ., 6.p) of switching groups.

13. The circuit according to claim 1, characterized in that the corresponding first, second and third controlled bi-directional power semiconductor switches (2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12) are formed by a controlled power semiconductor element with a current transmission in one direction and switched on in parallel to it with a passive uncontrolled power semiconductor element with a current transmission in one direction.

14. The circuit according to claim 1, characterized in that the two first controlled bi-directional power semiconductor switches (2), respectively, of the adjacent first switching groups (1.1, ..., 1.n) are integrated into one module, and two are integrated into one module second controlled bi-directional power semiconductor switches (3), respectively, adjacent first switching groups (1.1, ..., 1.n).

15. The circuit according to claim 1, characterized in that the first (2) and second (3) controllable bidirectional power semiconductor switches n of the first switching groups (1.1, ..., 1.n) are integrated into one module, respectively.

16. The circuit according to claim 1, characterized in that the two first controlled bi-directional power semiconductor switches (7), respectively, of the neighboring second switching groups (5.1, ..., 5.p) are integrated into one module, while also integrated into one module two second controllable bi-directional power semiconductor switches (8) respectively of neighboring third switching groups (6.1, ..., 6.p).

17. The circuit according to claim 1, characterized in that, respectively, the first (7, 8) and second (9, 10) controlled bi-directional power semiconductor switches p of the second (5.1, ..., 5. p) and third switching groups (6.1 , ..., 6.p) are integrated into one module.

18. The circuit according to claim 1, characterized in that the third controlled bi-directional power semiconductor switch (11) of the first second switching group (5.1) and the third controlled bi-directional power semiconductor switch (12) of the first third switching group (6.1) are integrated into one module.

19. The circuit according to claim 1, characterized in that the rth second switching groups (5.p) of several phases (R, S, T) and the third third switching groups (6.p) of phases (R, S, T) are connected in parallel.

20. The circuit according to claim 19, characterized in that the capacitors (13) of the second second switching groups (5.1, ..., 5.p) of the phases (R, S, T) are combined into one capacitor, while the capacitors ( 14) r-third switching groups (6.p) phases (R, S, T) are also combined into one capacitor.