[发明专利]用于多电平逆变器的电力级预充电和动态制动装置

权利要求书

1.一种电力转换系统（10），包括：

多电平逆变器（40），所述多电平逆变器（40）包括至少一个逆变器臂（102），所述至少一个逆变器臂（102）包括多个电力级（100），各个电力级（100）包括：

直流总线电路（130），所述直流总线电路（130）具有第一直流电路支路（121，131）和第二直流电路支路（122，132），

整流器电路（120），所述整流器电路（120）向所述直流总线电路（130）提供直流电压，

输出（104）；以及

开关电路（140），所述开关电路（140）能够根据开关控制信号（62）进行操作以在所述输出（104）处以多个不同的输出电压电平中之一提供输出电压，以及

预充电和动态制动电路（200），所述预充电和动态制动电路（200）具有连接在所述整流器电路（120）与所述开关电路（140）之间的电阻器（206），所述预充电和动态制动电路（200）操作于第一操作模式（预充电）以传导来自所述整流器电路（120）的电流通过所述电阻器（206），以对所述直流总线电路（130）的电容器（C）进行充电；操作于第二操作模式（正常）以旁通所述电阻器（206）并且允许电流从所述整流器电路（120）流至所述开关电路（140）；以及操作于第三操作模式（动态制动），以将所述电阻器（206）与所述直流总线电路（130）的所述电容器（C）并联连接，

所述至少一个逆变器臂（102）的所述输出（104）彼此串联耦接，所述至少一个逆变器臂（102）的最后电力级（100）的输出（104）提供输出以驱动负载（50）；以及

控制器（60），所述控制器（60）进行操作用于提供所述开关控制信号（62）以设定所述多电平逆变器（40）的所述电力级（100）的各个输出电压电平。

2.根据权利要求1所述的电力转换系统（10），其中，各个电力级（100）的所述预充电和动态制动电路（200）包括：

第一开关器件（202），所述第一开关器件（202）耦接在所述整流器（120）与所述开关电路（140）之间的所述直流总线电路（130）的所述第一电路支路（121，131）中，所述第一开关器件（202）根据第一控制信号（222）操作于第一状态（断开）以防止电流直接流过所述整流器（120）与所述开关电路（140）之间的所述第一开关器件（202）；以及操作于第二状态（闭合）以允许电流流过所述第一开关器件（202）；

第一二极管（204），所述第一二极管（204）与所述第一开关器件（202）并联耦接，所述第一二极管（204）具有连接到所述整流器（120）的阴极和连接到所述开关电路（140）的阳极；

第二二极管（208），所述第二二极管（208）与所述电阻器（206）串联耦接，所述电阻器（206）在与所述第一开关器件（202）并联的电路支路中，所述第二二极管（208）具有连接到所述电阻器（206）的阳极和连接到所述开关电路（140）的阴极；以及

电力级控制器（220），所述电力级控制器（220）提供所述第一控制信号（222），以选择性地将所述第一开关器件（202）在所述第一操作模式下置于所述第一状态，以及将所述第一开关器件（202）在所述第二操作模式和所述第三操作模式下置于所述第二状态。

3.根据权利要求2所述的电力转换系统（10），其中，各个电力级（100）的所述预充电和动态制动电路（200）包括：

第二开关器件（210），所述第二开关器件（210）耦接在所述第二直流电路支路（122，132）与第一内部节点（209）之间，所述第一内部节点（209）将所述第二二极管（208）与所述电阻器（206）接合，所述第二开关器件（210）根据第二控制信号（224）操作于第一状态（断开），以防止电流在所述第一内部节点（209）与所述第二直流电路支路（122，132）之间流动；以及操作于第二状态（闭合），以允许电流在所述第一内部节点（209）与所述第二直流电路支路（122，132）之间流动；

其中所述电力级控制器（220）提供所述第二控制信号（224）以选择性地将所述第二开关器件（210）在所述第一操作模式和所述第二操作模式下置于所述第一状态，以及在所述预充电和动态制动电路（200）处于所述第三操作模式期间的至少一部分时间内将所述第二开关器件（210）置于所述第二状态。