[发明专利]具有多个直流电源的双向换能器

权利要求书

1.一种多直流电源双向换能器，包括：

多个直流电源；

一个交流电源；

至少两个或更多个全桥转换器，每个全桥转换器均具有主要节点和次要节点，每个全桥转换器均具有阳极节点和阴极节点，每个全桥转换器均具有以并联关系电连接在所述阳极节点和所述阴极节点之间的电压支持设备，每个全桥转换器均具有电连接在全桥转换器的主要节点和第一桥臂之间的电感器和连接在所述阳极节点和所述阴极节点之间的直流电源；

至少一个堆叠交流相位，每个堆叠交流相位均具有多个所述全桥转换器，每个堆叠交流相位中的每个所述全桥转换器以串联关系与其中一个所述全桥转换器的所述次要节点相互连接，其中一个所述全桥转换器的所述次要节点连接至另一个全桥转换器的所述主要节点，所述的串联连接限定了第一全桥转换器和最后一个全桥转换器，每个交流相位均具有在所述第一全桥转换器的所述主要节点的一个输入节点以及在所述最后一个全桥转换器的所述次要节点的输出节点；交流电源跨接所述交流相位；

本地控制器，耦接至每个全桥转换器，从而对在所述全桥转换器中的开关设备的点火序列进行控制，以当在一个方向上作为电压源逆变器运行时生成接近正弦曲线的电压波形或者当在相反方向上作为全波有源整流器运行时生成接近恒定的直流输出；以及

系统控制器，与每个本地控制器进行通信，系统控制器生成用于进行所述本地控制器的配置激活、去激活以及运行模式选择的系统控制信号。

2.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其包括三个堆叠逆变器相位。

3.根据权利要求2所述的多直流电源双向换能器，其包括Y形(Y)连接或三角形(Δ)连接。

4.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其包括：

两极开关；

耦接至该开关的第一极的电机；以及

耦接至该开关的第二极的交流电源。

5.根据权利要求4所述的多直流电源双向换能器，其包括：将堆叠输出相位连接至交流电源以对直流电源进行充电或向电机提供驱动功率的控制器。

6.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其中，每个全桥转换器均包含并联电连接至其主要节点和次要节点的开关，其中，所述开关可由与所述全桥转换器关联的本地控制器或由系统控制器控制，以缩短主要节点和次要节点，从而使其余串联连接的全桥转换器运行。

7.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其中，每个全桥转换器均包括：第一转换对和第二转换对，每个所述转换对均具有多个用于控制性地调整电流流动的转换构件。

8.根据权利要求7所述的多直流电源双向换能器，其包括：附接在所述主要节点和所述次要节点之间的电容器。

9.根据权利要求7所述的多直流电源双向换能器，其中，所述转换构件包括：栅关断设备和反并行设备，该栅关断设备和该反并行设备互相并联并且反向偏置。

10.根据权利要求9所述的多直流电源双向换能器，其中，所述栅关断设备包括选择自由以下晶体管构成的组的部件：栅关断晶体闸流管、绝缘栅双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、金属半导体场效应晶体管、结晶型场效应晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管控制的晶体闸流管、双极型晶体管、静电感应晶体管、静电感应晶体闸流管以及金属氧化物半导体场效应晶体管关断晶体闸流管。

11.根据权利要求9所述的多直流电源双向换能器，其中，所述反并联设备为二极管。

12.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其包括在直流电源和全桥转换器之间的降压或升压调整电路。

13.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其包括用于在给定的或跨不同交流相位电压下进行配置的可变数量的全桥转换器。

14.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其中，每个堆叠全桥转换器以不同的功率运行。

15.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其包括用于每个交流相位的可变数量的堆叠全桥转换器。

16.根据权利要求1所述的多直流电源双向换能器，其中，直流电源可为任何可存储电能并供应电能的设备，诸如任何电池、电容器或飞轮。