[发明专利]逆变器的低电感电路装置

说明书

本发明涉及一种3点逆变器的相臂的电路装置。提供一种3点逆变器的电路装置的目的通过具有权利要求1的特征的电路装置来实现，该电路装置在抑制寄生电感方面优化，同时具有紧凑的、简单的结构，从而逆变器可以以节省空间和利于安装的方式安装在开关柜中。

技术领域

本发明涉及一种3点逆变器的相臂的电路装置，该电路装置包括：

用于正、负和零电位的三个DC接口和一个AC接口，

第一对串联的半导体开关元件，该半导体开关元件将正的DC电位与AC接口连接，

第二对串联的半导体开关元件，该半导体开关元件将负的DC电位与AC接口连接，

两个开关装置，该开关装置将DC零电位通过每对串联的半导体开关元件中的一个与AC接口连接，

具有第一冷却面的冷却体，其中半导体开关元件和电路装置安装在冷却体的冷却面上的共同的平面中，

连接条，该连接条垂直于冷却体的第一冷却面延伸并且提供半导体开关元件与电路装置、DC接口和电路装置的AC接口的电连接，其中连接条具有用于半导体开关元件的接触的装置。

背景技术

3点逆变器可以将三个不同的DC电压电位(+DC，零，-DC)接通到AC接口并且这样将DC电压逆变成AC电压或将AC电压逆变成DC电压。为了通过开关技术在正和负DC接口之间提供AC接口所需的部件和连接称为逆变器的相臂。DC电位通常由两个串联的电容器构成，从而两个电容器的连接形成DC零电位并且电容器的各个其它的接口形成正的电位或相应的负电位。为了能够将相应的DC电位接通到输出端，需要至少四个半导体开关元件(有源电子开关，例如IGBT)，这些开关元件在正电位和负电位之间以串联的方式接通。为此，还存在两个另外的开关装置，例如有源或无源电子开关，该开关装置将DC零电位接通到输出端。在现有技术中，在NPC(Neutral Point Clamped,中性点钳位)和ANPC(Advanced Neutral PointClamped,高级中性点钳位)拓扑之间进行区分，其中例如二极管(MPC)的无源开关或例如晶体管(ANPC)的有源开关用于连接DC零电位。3点逆变器经常用于提供大于500V的电压，特别是也用于提供1kV至52kV的中间电压。应用领域在能量供应中，例如风力涡轮发电机中，但也在火车驱动中和其中必须逆变大的电功率的其它领域。与仅能提供两个DC电位的2点逆变器相比，使用3点逆变器具有两个基本优点。一方面，可以接通较高的电压，因为分别有两个半导体开关元件串联并且因此它们的反向电压相加。另一方面，可以使用于减弱由开关元件的开关产生的谐波振荡所需的滤波器尺寸更小。由于开关元件的开关过程可能产生干扰的电压峰值，该电压峰值可以通过在电路装置中的尽可能低电感的连接来减小。为此，经常使用平面的连接条或板，它们在机械上尽可能互相靠近放置并且其中电流反向地流动。然而，由于电压峰值仍然可能发生，为了减弱这些电压峰值，通常直接在半导体开关元件的接口处设置所谓的缓冲器。

DE 42 32 763 A1中公开了一种3点逆变器的电路装置，其中通过各个相中馈电线与半导体开关元件的设计相同来实现转换电路中的最小的寄生电感。在相臂中，所有半导体开关元件沿着直线安装在冷却体上并且经过三层的连接条互相上下接触并且与中间电路电容接触。由于三层电流传导，各个电流传导层的距离不是最小的并且可以变化，从而在寄生电感的抑制方面存在改善的潜力。除此之外，逆变器的结构可以更紧凑，从而针对开关柜中的布置优化逆变器。

发明内容

因此，从上述现有技术出发，本发明的目的是提供一种3点逆变器的电路装置，该电路装置在抑制寄生电感方面优化，并且同时具有紧凑、简单的结构，从而逆变器可以以节省空间和利于安装的方式安装在开关柜中。因此另外，本发明的目的是提供一种相应构造的开关柜以及包括相应的开关柜的发电装置。