[发明专利]具有第二和第三阶谐波降低滤波器的模块化多级功率转换器

权利要求书

1.用于将DC电压转换成AC电压以及将AC电压转换成DC电压的装置，包括至少一个相腿(1,2,3)，每个相腿具有第一(Uvp1,Uvp2,Uvp3)电压源和串联连接在第一DC端子(4)与第一AC端子(6)之间的第一无源储能单元(9,11,13;9')和第二无源储能单元(10,12,14;10')以及串联连接在第一AC端子(6)与第二DC端子(5)之间的第二(Uvn1,Uvn2,Uvn3)电压源，其中每一个所述电压源至少包括串联连接的第一子模块和第二子模块(15)，每个子模块(15)包括与至少一个电容器(17)并联连接的至少一个功率电子开关(16)，其特征在于：

包括无源储能单元的无源电子滤波器(18)布置在第一电压源和第二电压源与第一AC端子之间，所述滤波器包括所述第一储能单元和第二储能单元；串联连接在第一储能单元与第二储能单元之间的第三储能单元(19;19';19a,19b)；具有两端、第一端连接到第一储能单元与第三储能单元之间的接点并且第二端耦合到所述AC端子的第四储能单元(20;20')以及具有两端、第一端连接到第二储能单元与第三储能单元之间的接点并且第二端耦合到所述AC端子的第五储能单元(21;21')，其中所述储能单元包括两种不同类型的单元，电容性储能单元和电感性储能单元，其值选择成提供对所述AC电压的基础频率两倍处和所述AC电压的基础频率三倍处的频率分量的降低。

2.如权利要求1所述的装置，其中第三储能单元属于所述类型的其中一种，并且第四储能单元和第五储能单元属于另一种类型。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中在所述基础频率三倍处提供滤波的所述储能单元包含所述两种类型的单元的至少一个并联连接，其中所述DC端子与所述AC端子之间的每个路径都包含这种并联连接。

4.如权利要求3所述的装置，其中通过第一储能单元和第二储能单元提供这种并联连接，第一储能单元和第二储能单元与相反类型的相应另外单元(25,26)并联连接以便提供两个并联连接。

5.如权利要求3所述的装置，其中所述滤波器的所述单元(20,21)中的至少一个是帮助在所述AC电压的所述基础频率的两倍处和三倍处滤波的组合滤波单元。

6.如权利要求5所述的装置，其中通过不同于第四储能单元和第五储能单元的另一类型的至少一个另外储能单元(22)提供这种并联连接，至少一个另外储能单元(22) 连接在与第四储能单元并联提供的分支中。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述另外单元(22)还连接在与第五单元并联且连接到第三储能单元(19a,19b)的中点的分支中。

8.如权利要求6所述的装置，其中提供有与第四单元并联的第一另外单元(22)和与第五单元并联的第二另外单元(23)。

9.如权利要求3所述的装置，其中通过所述电容类型的一个另外单元(29)与所述电感类型的一个另外单元(28)的并联连接提供所述并联连接，它们耦合在将第四单元和第五单元接合到所述AC端子的公共连接中。

10.如权利要求3-9中任一项所述的装置，其中这种并联连接的一个储能单元的值与所述并联连接的另一个储能单元的值成反比，其中所述一个储能单元的所述值的倒数等于基础频率相关常数乘以所述另一个储能单元的值。

11.如权利要求11所述的装置，其中所述常数包含所述基础频率的平方乘以作为3的倍数的因子。

12.如任一上述权利要求所述的装置，其中在滤波器分段中提供第三储能单元、第四储能单元和第五储能单元，所述滤波器分段在所述AC电压的所述基础频率两倍处提供滤波。

13.如权利要求12所述的装置，其中第三储能单元的值与第四储能单元和第五储能单元的值成反比，其中第三储能单元的值的倒数等于基础频率相关常数乘以第四储能单元和第五储能单元的值。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述常数包含所述基础频率的平方乘以与2的倍数相关的因子。

15.如任一上述权利要求所述的装置，其中在所述基础频率两倍处提供滤波的至少一个单元是可调整的。