[发明专利]三电平功率转换装置

权利要求书

1.一种三电平功率转换装置，直流电源串联电路串联连接有第一直流电源和第二直流电源，半导体开关串联电路串联连接有分别反向并联二极管的半导体开关，所述直流电源串联电路和所述半导体开关串联电路并联连接，将所述半导体开关串联电路的串联连接点作为交流端子，在所述直流电源串联电路的串联连接点和所述半导体开关串联电路的串联连接点之间，连接有可控制双向电流导通/断开的双向开关，所述三电平功率转换装置的特征在于：

所述双向开关由第一半导体开关串联电路和第二半导体开关串联电路的并联电路构成，所述第一半导体开关串联电路串联连接有分别反向并联连接二极管的第一和第二半导体开关，所述第二半导体开关串联电路串联连接有分别反向并联连接二极管的第三和第四半导体开关，与所述第一和第二半导体开关或所述第三和第四半导体开关并联连接电压钳位型缓冲器，所述电压钳位型缓冲器将半导体开关的两端电压钳位在所述第一或第二的直流电源电压。

2.根据权利要求1所述的三电平功率转换装置，其特征在于：

所述双向开关截断电流时，相对于向没有并联连接电流流动的所述电压钳位型缓冲器的半导体开关的控制端子供给的断开信号，向并联连接电流流动的所述电压钳位型缓冲器的半导体开关的控制端子供给的断开信号被延迟供给。

3.根据权利要求1或2所述的三电平功率转换装置，其特征在于：

将内置有所述第一半导体开关串联电路的模块和内置有所述第二半导体开关串联电路的模块分别并联连接多个时，将内置有所述第一半导体开关串联电路的模块和内置有所述第二半导体开关串联电路的模块交替并联配置。

4.根据权利要求1～3中任一个所述的三电平功率转换装置，其特征在于：

所述串联连接的部分的半导体开关或构成其的半导体元件的一部分或全部，按各串联连接部分收纳在同一模块内。

5.根据权利要求1～4中任一个所述的三电平功率转换装置，其特征在于：

采用以下二极管：与并联连接所述电压钳位型缓冲器的半导体开关反向并联连接的二极管的正向下降电压，比与没有并联连接所述电压钳位型缓冲器的半导体开关反向并联连接的二极管的正向下降电压高。

6.根据权利要求1～5中任一个所述的三电平功率转换装置，其特征在于：

采用以下特性的二极管：与并联连接所述电压钳位型缓冲器的半导体开关反向并联连接的二极管的反向恢复电流，比与没有并联连接所述电压钳位型缓冲器的半导体开关反向并联连接的二极管的反向恢复电流小。

7.一种三电平功率转换装置，其构成为：直流电源串联电路串联连接有第一直流电源和第二直流电源，第一半导体开关串联电路按照第一～第四半导体开关顺序串联连接有分别反向并联连接有二极管的第一～第四半导体开关，所述直流电源串联电路和所述第一半导体开关串联电路并联连接，将所述第二半导体开关和所述第三半导体开关的串联连接点作为交流端子，第二半导体开关串联电路串联连接有分别反向并联连接有二极管的第五和第六半导体开关，所述第二半导体开关串联电路并联连接在所述第二半导体开关和所述第三半导体开关的串联电路，所述第二半导体开关串联电路的串联连接点和所述直流电源串联电路的串联连接点连接，

所述三电平功率转换装置的特征在于：

在所述第五半导体开关和第六半导体开关，设有将施加在这些半导体开关的电压钳位为第一直流电源的电压或第二直流电源的电压的所谓电压钳位型缓冲器，且不设置与所述第二半导体开关和所述第三半导体开关直接连接的缓冲器、或设置与所述电压钳位型缓冲器相比容量充分小的缓冲器，当向所述交流端子输出正的电压时导通所述第一和第二半导体开关，当输出负的电压时导通所述第三和第四半导体开关，当输出零电压时分别导通所述第二、第三、第五和第六半导体开关，当从零电压输出移到正电压输出时进行首先对所述第三半导体开关施加断开信号、接着对所述第五和第六半导体开关施加断开信号、此后对所述第一半导体开关施加导通信号的动作，当从零电压输出移到负电压输出时进行首先对所述第二半导体开关施加断开信号、接着对所述第五和第六半导体开关施加断开信号、此后对第四半导体开关施加导通信号的动作。