專利名稱：轉(zhuǎn)換器設(shè)備和裝備有一個(gè)這樣的設(shè)備的不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用在不間斷電源中的諸如升壓轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器之類的轉(zhuǎn)換器以及整流器和逆變器的領(lǐng)域，具體地用在大功率不間斷電源中，即具有一般包括在大約 IOOkVA和500kVA之間的功率。本發(fā)明更具體地涉及使得在第一類型的第一、第二和第三電壓線上可用的第一電壓能夠以任意方向變換成第二類型的電壓線上的電壓的轉(zhuǎn)換器設(shè)備，所述設(shè)備包括-第一主開關(guān)單元，連接到所述第一類型的第一電壓線并且裝備有第一主開關(guān)，-第二主開關(guān)單第二，連接到所述第一類型的第二電壓線并且裝備有第二主開關(guān)，-主開關(guān)點(diǎn)，連接到所述第二類型的電壓線并且連接到所述第一和所述第二主開關(guān)單元，和-第三主開關(guān)，為所述第一和和所述第二主開關(guān)單元所共用，所述第三主開關(guān)連接在所述主開關(guān)點(diǎn)和第一類型的第三電壓線之間。本發(fā)明還涉及不間斷電源，包括施加AC輸入電壓的電源輸入端、連接到所述輸入端的整流器、連接在所述整流器的輸出端上的符號(hào)相反的兩個(gè)基本DC電壓線、和連接到所述基本DC電壓的電壓線的逆變器，并且包括被設(shè)計(jì)為提供安全的電壓的輸出端。
背景技術(shù)：
正在發(fā)展逆變器以提高它們的效率并減少由開關(guān)頻率(通常很低，即，大約幾千赫茲)產(chǎn)生的噪聲干擾。關(guān)于這一點(diǎn)，已經(jīng)表明人們對(duì)使用呈現(xiàn)幾個(gè)電平(一般為三個(gè)電平)上的拓?fù)涞哪孀兤髡信d趣。參考根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1，在參考數(shù)字1下表示的三電平逆變器使得第一類型的第一、第二和第三電壓線P、N、REF上可用的電壓電平U/2、-U/2、UREF能夠以任一方向變換成第二類型的電壓線A上的電壓VA。在所示的情況下，第一類型的電壓線是具有基本DC 電壓電平的線，第二類型的電壓線是電壓為AC的線。在與逆變器模式中的操作對(duì)應(yīng)的方向上，電壓VA和電流IA是AC的并且通過對(duì)來(lái)自于三個(gè)基本DC電壓電平U/2、-U/2、UREF的主開關(guān)點(diǎn)CP上的脈沖濾波而獲得。在與作為整流器操作對(duì)應(yīng)的其它方向上，從AC電壓VA 和電流IA中獲得基本DC電壓電平U/2、-U/2、UREF。使用的濾波裝置包括連接在主開關(guān)點(diǎn) CP和第二類型A的電壓線之間的電感LF。濾波裝置還包括連接在AC電壓輸出VA和與參考電壓線REP呈現(xiàn)相同的電勢(shì)的參考電壓點(diǎn)之間的電容器CF。圖1所示的轉(zhuǎn)換器包括通過控制單元(未示出)控制的兩個(gè)主開關(guān)單元UCI、UC2。 開關(guān)單元UC1、UC2分別包括正DC電壓輸入端和負(fù)DC電壓輸入端，分別連接到第一類型的第一和第二電壓線P、N。每個(gè)開關(guān)單元UC1、UC2 —邊連接到第一類型的第一或第二電壓線 P、N和第一類型的第三電壓線，另一邊連接到主開關(guān)點(diǎn)CP。第一開關(guān)單元UCl包括連接在第一類型的第一電壓線P和主開關(guān)點(diǎn)CP之間的第一主開關(guān)Kl。以同樣的方式，第二開關(guān)單元UC2包括連接在第一類型的第二電壓線N和主開關(guān)點(diǎn)CP之間的第二主開關(guān)K2。轉(zhuǎn)換器包括第三主開關(guān)K3，為第一和第二開關(guān)單元所共用，并且連接在主開關(guān)點(diǎn)CP和第一類型的第三電壓線REF之間。主開關(guān)K1、K2、K3的每一個(gè)可以包括至少一個(gè)晶體管和至少一個(gè)二極管，該二極管并聯(lián)連接在所述晶體管上并且其方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)主開關(guān)Κ1、Κ2分別閉合時(shí)，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓基本上分別等于第一類型的第一電壓線P、第一類型的第二電壓線N上可用的DC電壓+υΛ,-υΛ。因而，主開關(guān)Κ1、Κ2的導(dǎo)通狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)于開關(guān)單元UCl、UC2的第一開關(guān)狀態(tài)。在此第一開關(guān)狀態(tài)下，主開關(guān)K1、 K2可以分別將功率從第一類型的第一電壓線P、第一類型的第二電壓線N傳送到主開關(guān)點(diǎn) CP。當(dāng)主開關(guān)Kl、K2分別斷開時(shí)，第三主開關(guān)K3使得所述主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓能夠?yàn)榛旧系扔谒龅谌妷壕€上可用的電壓(即，參考電壓)的值，其分別對(duì)應(yīng)于開關(guān)單元UC1、 UC2的第二開關(guān)狀態(tài)。參考根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖2，在參考數(shù)字2下表示另一個(gè)三電平逆變器。此轉(zhuǎn)換器呈現(xiàn)被稱為鉗位中點(diǎn)的拓?fù)?，其可以縮寫為“NPC”。此轉(zhuǎn)換器還使得第一類型的第一、第二和第三電壓線P、N、REF上的基本上DC電壓電平U/2、-U/2、UREF能夠以任一方向變換成第二類型的電壓線A上的AC電壓VA。圖2所示的轉(zhuǎn)換器還包括兩個(gè)主開關(guān)單元UC1、UC2。開關(guān)單元UC1、UC2分別包括正DC電壓輸入端和負(fù)DC電壓輸入端，分別連接到第一類型的第一和第二電壓線P、N。第一開關(guān)單元UCl包括連接在第一類型的第一電壓線P和主開關(guān)點(diǎn)CP之間的第一主開關(guān)Kl。 以同樣的方式，第二開關(guān)單元UC2包括連接在第一類型的第二電壓線N和主開關(guān)點(diǎn)CP之間的第二主開關(guān)K2。轉(zhuǎn)換器包括第三主開關(guān)K3，為第一和第二開關(guān)單元所共用，并且連接在主開關(guān)點(diǎn)CP和第一類型的第三電壓線REF之間。在圖2所示的轉(zhuǎn)換器中，第一主開關(guān)Kl包括-第一晶體管T11，按照使得第一類型的第一電壓線的電流流向主開關(guān)點(diǎn)CP的方式連接，-第二晶體管T12，與所述第一晶體管串聯(lián)連接并且方向相同，-第一二極管D11，并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒龅谝痪w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，和-第二二極管D12，并聯(lián)連接在所述第二晶體管上并且方向?yàn)樵谒龅诙w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。以同樣的方式，第二主開關(guān)K2包括-第一晶體管T22，方向?yàn)槭沟秒娏鲝闹鏖_關(guān)點(diǎn)CP流向第一類型的第二電壓線，-第二晶體管T21，與所述第一晶體管串聯(lián)連接并且方向相同，

-第一二極管D22，并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒龅谝痪w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，和

-第二二極管D21，并聯(lián)連接在所述第二晶體管上并且方向?yàn)樵谒龅诙w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。每個(gè)主開關(guān)單元UC1、UC2的晶體管T12、T21在導(dǎo)通時(shí)實(shí)質(zhì)上根據(jù)AC電壓VA的符號(hào)使得所述主開關(guān)單元的切換被激活。當(dāng)AC電壓VA與所述開關(guān)單元的輸入端Ρ、Ν上可用的電壓具有相同的符號(hào)時(shí)，其中每個(gè)開關(guān)單元UC1、UC2的晶體管Τ12、Τ21使得激活所述開關(guān)單元從第一開關(guān)狀態(tài)到第二開關(guān)狀態(tài)的切換。第三主開關(guān)Κ3就其而言包括第一和第二主開關(guān)ΚΙ、Κ2的第二晶體管Τ12、Τ21以及并聯(lián)連接在所述第二晶體管上的第二二極管D12、D21。第三主開關(guān)還包括連接在第一類型的第三電壓線(即，參考電壓線REF)與第一和第二主開關(guān)K1、K2的第一和第二晶體管 TlU Τ22、Τ12、Τ21之間的連接線之間的二極管DP、DN。更確切地說(shuō)，第三主開關(guān)K3的第二晶體管T12、T21以及二極管DP、DN分別串聯(lián)連接在第一類型的第三電壓線(即，參考電壓線REF)和主開關(guān)點(diǎn)CP之間。當(dāng)?shù)谝痪w管T11、T22截止時(shí)，二極管DP、DN使得發(fā)生從第一開關(guān)狀態(tài)到第二開關(guān)狀態(tài)的切換。當(dāng)?shù)诙w管T12、T21導(dǎo)通時(shí)，與第一晶體管Til、 T22的截止有關(guān)的此第二開關(guān)狀態(tài)使得在主開關(guān)點(diǎn)CP上獲得基本上等于第一類型的第三電壓線(即，參考電壓UREF)上的電壓的電壓。用這種方法，第一或第二主開關(guān)的第一晶體管Til、T22在主開關(guān)點(diǎn)CP上提供幅度在第一開關(guān)狀態(tài)下第一類型的第一或第二電壓線上的電壓的值與在第二開關(guān)狀態(tài)下第一類型的第三電壓線上的電壓的值之間變化的脈沖?，F(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換器的一個(gè)缺點(diǎn)與它們的開關(guān)單元的主開關(guān)發(fā)生切換時(shí)的功率損耗有關(guān)。法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R2936113描述了如上文所述的轉(zhuǎn)換器，其中已經(jīng)添加了使得能夠獲得軟開關(guān)的開關(guān)輔助電路，具體地通過在零電壓下閉合它們的主開關(guān)單元的主開關(guān)以及獲得所述開關(guān)輔助電路的完全去磁。但是，這些開關(guān)輔助電路不能使得在主開關(guān)單元的所有主開關(guān)上實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，具體地在轉(zhuǎn)換后的功率包含不可忽略的無(wú)功分量的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是通過提出一種使得第一類型的第一、第二和第三電壓線上可用的電壓電平能夠以任一方向變換成第二類型的電壓線上的電壓的轉(zhuǎn)換器設(shè)備，來(lái)提供一種對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換器的問題的解決方案，所述設(shè)備包括-第一主開關(guān)單元，連接到所述第一類型的第一電壓線并且裝備有第一主開關(guān)，-第二主開關(guān)單元，連接到所述第一類型的第二電壓線并且裝備有第二主開關(guān)，-主開關(guān)點(diǎn)，連接到所述第二類型的電壓線并且連接到所述第一和所述第二主開關(guān)單元，和-第三主開關(guān)，為所述第一和所述第二主開關(guān)單元所共用，所述第三主開關(guān)連接在所述主開關(guān)點(diǎn)和第一類型的第三電壓線之間。所述轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，它包括_第一、第二和第三電容器，分別連接在所述主開關(guān)點(diǎn)和第一類型的所述第一、所述第二和所述第三電壓線之間，-第一輔助開關(guān)單元，連接在第一類型的第一電壓線、第一類型的第二電壓線和第一輔助開關(guān)點(diǎn)之間，-第二輔助開關(guān)單元，連接在第一類型的第一電壓線、第一類型的第二電壓線、第一類型的第三電壓線和第二輔助開關(guān)點(diǎn)之間，和-變壓器，裝備有繞組，具有兩個(gè)自由端和連接到公共點(diǎn)的兩個(gè)端，所述公共點(diǎn)連接到所述主開關(guān)點(diǎn)，該兩個(gè)自由端分別連接到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)和所述第二輔助開關(guān)
點(diǎn)ο第一輔助開關(guān)單元優(yōu)選地包括-所述第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)，連接在第一類型的第一電壓線和第一輔助開關(guān)點(diǎn)之間，和
-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)，連接在第一類型的第二電壓線和所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)之間。第二輔助開關(guān)單元優(yōu)選地包括 -所述第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)，連接在第一類型的第一電壓線和第二輔助開關(guān)點(diǎn)之間，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)，連接在第一類型的第二電壓線和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)之間，和-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)，連接在第一類型的第三電壓線和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，-第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，和-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，-該第一主開關(guān)是晶體管，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)，-該第二主開關(guān)是二極管，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)，-該第三主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谌妷壕€傳送到所述主開關(guān)點(diǎn)的晶體管以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管，-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是晶體管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)，-第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谌妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)的晶體管以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，-該第一主開關(guān)是二極管，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到所述線，-該第二主開關(guān)是晶體管，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到所述線，-該第三主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第三電壓線的晶體管以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管，
-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是晶體管，方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第二電壓線，-第二輔助開 關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第三電壓線的晶體管以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，-該第一主開關(guān)是晶體管，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到該主開關(guān)點(diǎn)，-該第二主開關(guān)是晶體管，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到所述線，_該第三主開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是晶體管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)，-第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是晶體管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第二電壓線，-第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，-該第一主開關(guān)是二極管，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到所述線，-該第二主開關(guān)是二極管，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到所述主開關(guān)點(diǎn)，_該第三主開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β仕龅谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)，-第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特征在于，-第一主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到主開關(guān)點(diǎn)的晶體管和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管，-第二主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第二電壓線的晶體管和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管，_該第三主開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)，包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)的晶體管和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝恢鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第二電壓線的晶體管以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管，-第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。優(yōu)選地-第一主開關(guān)包括連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)的第一晶體管、與所述第一晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的第二晶體管、分別并聯(lián)連接在所述第一和所述第二晶體管的第一和第二二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-第二主開關(guān)包括連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)傳送到所述線的第一晶體管、與所述第一晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的第二晶體管、 分別并聯(lián)連接在所述第一和所述第二晶體管的第一和第二二極管，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-該第三主開關(guān)包括所述第二晶體管、所述第二二極管以及連接在第一類型的第三電壓線與所述第一和所述第二晶體管之間的連接線之間的二極管。優(yōu)選地-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)的晶體管和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)傳送到第一類型的第二電壓線的晶體管以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管。優(yōu)選地-所述第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)包括連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)傳送到所述線的第一二極管、與所述第一二極管串聯(lián)連接并且方向相反的第一晶體管、和并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的第二二極管，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)包括連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)的第一二極管、與所述第一二極管串聯(lián)連接并且方向相反的第一晶體管、和并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的第二二極管，_所述第二輔助開關(guān)單元的第三開關(guān)包括所述第一晶體管、所述第二二極管以及連接在第一類型的第三電壓線與所述第一和所述第二二極管之間的連接線之間的二極管。該變壓器繞組優(yōu)選地具有基本上相等的匝數(shù)。本發(fā)明還涉及不間斷電源，包括施加AC輸入電壓的電源輸入端、連接到所述輸入端的整流器、連接在所述整流器的輸出端上的符號(hào)相反的兩個(gè)基本DC電壓線、連接到所述基本DC電壓線并且包括被設(shè)計(jì)為提供安全的電壓的輸出端的逆變器，所述電源的特征在于，所述逆變器是如上所述的轉(zhuǎn)換器設(shè)備并且從基本DC電壓提供安全的AC電壓。


通過下面對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述，其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更明顯，這些特定實(shí)施例僅僅用于非限制性示例的目的給出并且表示在圖中。圖1表示三電平轉(zhuǎn)換器的傳統(tǒng)模型。圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的呈現(xiàn)“NPC”拓?fù)涞娜娖睫D(zhuǎn)換器。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的三電平轉(zhuǎn)換器的模型。圖4表示與圖3所示的相似的轉(zhuǎn)換器模型，其中第二輔助開關(guān) 單元的第一和第二開關(guān)已被二極管替代。圖5表示根據(jù)本發(fā)明的降壓類型的DC/DC轉(zhuǎn)換器。圖6表示根據(jù)本發(fā)明的升壓類型的DC/DC轉(zhuǎn)換器。圖7表示根據(jù)本發(fā)明的包括為1的功率因數(shù)的逆變器。圖8表示根據(jù)本發(fā)明的能夠功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)恼髌鳌?br> 圖9表示根據(jù)本發(fā)明的能夠操作在逆變器模式或整流器模式的可逆轉(zhuǎn)換器。圖10表示根據(jù)本發(fā)明的呈現(xiàn)“NPC”拓?fù)涞目赡孓D(zhuǎn)換器。圖IlA到IlQ是示出了圖4所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的操作的時(shí)間圖。圖12是為了示出在負(fù)載中的電流為負(fù)時(shí)圖4所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的操作的流入變壓器的電流的時(shí)間圖。圖13表示根據(jù)本發(fā)明的不間斷電源。
具體實(shí)施例方式參考圖3，轉(zhuǎn)換器設(shè)備包括在相同的參考數(shù)字下圖1所示的元件。圖3所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括分別連接在主開關(guān)點(diǎn)CP和第一類型的第一、第二和第三電壓線P、N、REF之間的第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3。當(dāng)主開關(guān)ΚΙ、K2、K3 斷開時(shí)，這些電容器使電壓衰減(dampen)。圖3所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括第一雙電平的輔助開關(guān)單元UCX1，連接在第一類型的第一電壓線P、第一類型的第二電壓線N和第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl之間。此第一輔助開關(guān)單元UCXl包括連接在第一類型的第一電壓線P和第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl之間的第一輔助開關(guān)KX1、和連接在第一類型的第二電壓線N和所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl之間的第二輔助開關(guān) KX4。圖3所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括第二三電平的輔助開關(guān)單元UCX2，連接在第一類型的第一電壓線P、第一類型的第二電壓線N、第一類型的第三電壓線REF和第二輔助開關(guān)點(diǎn) CX2之間。此第二輔助開關(guān)單元UCX2包括連接在第一類型的第一電壓線P和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2之間的第一輔助開關(guān)KX12、連接在第一類型的第二電壓線N和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn) CX2之間的第二輔助開關(guān)KX22、和連接在第一類型的第三電壓線REF和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2之間的第三輔助開關(guān)KX32。圖3所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括裝備有兩個(gè)繞組m、N2的變壓器。這些繞組m、N2 的兩個(gè)自由端分別連接到第一輔助開關(guān)點(diǎn)和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX1、CX2。這些繞組m、N2的其它兩個(gè)端就它們而言連接到公共點(diǎn)，公共點(diǎn)本身連接到主開關(guān)點(diǎn)CP。使用的變壓器一般地是自耦變 壓器，即，在初級(jí)和次級(jí)繞組之間沒有絕緣體的變壓器。繞組Ni、N2—般被反向繞制。變壓器N1、N2的主要功能是充當(dāng)在主開關(guān)K1、K2、K3 之一閉合之前將流經(jīng)主開關(guān)點(diǎn)CP的主電流進(jìn)行分流的電壓源。流入變壓器Ni、Ν2的電流 IR的變化一般受由于變壓器Ν1、Ν2的漏電感引起的諧振現(xiàn)象支配，可以向變壓器添加連接在繞組Ν1、Ν2共用的點(diǎn)和主開關(guān)點(diǎn)CP之間的電感部件LR的電感(圖4)。因此，通過變壓器的漏電感、可能的電感LR、以及電容器CR1、CR2、CR3之間的諧振現(xiàn)象，可以消除主開關(guān) Κ1、Κ2、Κ3的端子處的電壓。用這種方法可以減小主開關(guān)的閉合時(shí)的功率損耗。電容器CR1、 CR2、CR3也能夠減小主開關(guān)K1、K2、K3斷開時(shí)的功率損耗。轉(zhuǎn)換器設(shè)備，使得第一和第二輔助開關(guān)單元的輔助開關(guān)1 1、1 4、1 12、1 22、1 32 在零電流下斷開。轉(zhuǎn)換器設(shè)備也使得能夠通過變壓器Ni、Ν2的漏電感、利用流入所述開關(guān)的電流的受控的變化來(lái)閉合這些輔助開關(guān)KXl、ΚΧ4、ΚΧ12、ΚΧ22、ΚΧ32。在圖4所示的實(shí)施例中，第二輔助開關(guān)單元的第一和第二開關(guān)已被二極管替代。 電感LR也已經(jīng)被添加在變壓器的繞組Ni、Ν2的公共點(diǎn)和主開關(guān)點(diǎn)CP之間。此電感LR可以對(duì)應(yīng)于變壓器漏電感，在這 種情況下，圖4示出了變壓器的模型，并且電感LR不對(duì)應(yīng)于特定的電感部件。在這種情況下，變壓器繞組Ni、N2的公共點(diǎn)直接連接到主開關(guān)點(diǎn)CP。圖4 所示的電感LR也可以對(duì)應(yīng)于實(shí)際的部件。在后一種情況下，將電感LR添加到變壓器的漏電感，并且變壓器繞組Ni、N2的公共點(diǎn)通過此電感LR連接到主開關(guān)點(diǎn)CP。在下面描述的所有實(shí)施例中，電感LR可以連接在變壓器繞組N1、N2的公共點(diǎn)和主開關(guān)點(diǎn)CP之間。二極管DAI、DA4用于在變壓器Ni、N2的去磁期間保護(hù)第三輔助開關(guān)KX32。當(dāng)主開關(guān)點(diǎn)CP處的電壓VCOM為零時(shí)允許此去磁。用這種方法，需要非常弱的磁化電流IR，這使得能夠最小化開關(guān)期間的功率損耗。變壓器繞組m、N2 一般具有基本上相等的匝數(shù)，這使得能夠獲得轉(zhuǎn)換器設(shè)備的對(duì)稱的操作。在DC/AC轉(zhuǎn)換具有功率因數(shù)1的情況下，也可以使用具有小于或大于1/2的變壓比的變壓器，其簡(jiǎn)化設(shè)備的控制。在圖5所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器設(shè)備使得第一類型的第一、第二和第三電壓線PP、 REF P上可用的三個(gè)DC電壓電平U、UREF, U/2能夠被轉(zhuǎn)換為第二類型的電壓線C上的DC 電壓VC。這類轉(zhuǎn)換器一般被稱為降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器。在圖5所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備中，第一主開關(guān)是連接到第一類型的第一電壓線PP并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)CP的晶體管Tl，第二主開關(guān)是連接到第一類型的第二電壓線REF并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)CP的二極管D2。該第三主開關(guān)就其而言包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谌妷壕€P傳送到主開關(guān)點(diǎn)CP的晶體管T32 和與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管D31。就圖5所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第一輔助開關(guān)單元UCXl而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€PP傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl的晶體管TX1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€REF傳送到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl的二極管 DX4。就圖5所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到第一類型的第一電壓線PP的二極管DA1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€REF傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的二極管 DA4。所述第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)就其而言包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谌妷壕€P傳送到第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的晶體管TX42以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管DX32。在圖6所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器設(shè)備使得第二類型的電壓線C上可用的DC電壓VC 能夠被轉(zhuǎn)換為第一類型的第一、第二和第三電壓線PP、REF、P上可用的三個(gè)DC電壓電平U、 UREF, U/2。這類轉(zhuǎn)換器一般被稱為升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器。在圖6所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備中，第一主開關(guān)是連接到第一類型的第一電壓線PP并且方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)CP傳送到所述線的二極管D1，第二主開關(guān)是連接到第一類型的第二電壓線REF并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)CP傳送到所述線的晶體管T2。該第三主開關(guān)就其而言包括方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)CP傳送到第一類型的第三電壓線P的晶體管T31和與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管D32。就圖6所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第一輔助開關(guān)單元UCXl而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)CXl傳送到第一類型的第一電壓線PP的二極管DX1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)CXl傳送到第一類型的第二電壓線REF的晶體管 TX4。就圖6所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到第一類型的第一電壓線PP的二極管DA1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€REF傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的二極管 DA4。第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)就其而言包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到第一類型的第三電壓線P的晶體管TX32以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管DX42。在圖7所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器設(shè)備使得第一類型的第一、第二和第三電壓線P、 N、REF上可用的三個(gè)DC電壓電平U/2、-U/2、UREF能夠被轉(zhuǎn)換為第二類型的電壓線A上的 AC電壓VA。此轉(zhuǎn)換器是具有功率因數(shù)1的DC/AC逆變器。 在圖7所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備中，第一主開關(guān)是連接到第一類型的第一電壓線P并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)CP的晶體管Tl，第二主開關(guān)是連接到第一類型的第二電壓線N并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)CP傳送到所述線的晶體管T2。第三主開關(guān)就其而言包括方向相反的兩個(gè)晶體管T31、T32和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管D31、D32，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。就圖7所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第一輔助開關(guān)單元UCXl而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€P傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl的晶體管TX1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)CXl傳送到第一類型的第二電壓線N的晶體管TX4。就圖7所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到第一類型的第一電壓線P的二極管DA1，所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€N傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的二極管DA4。所述第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)就其而言包括方向相反的兩個(gè)晶體管TX32、TX42和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管DX32、 DX42，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。在圖8所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器設(shè)備使得第二類型的電壓線A上可用的AC電壓VA能夠被轉(zhuǎn)換為第一類型的第一、第二和第三電壓線P、N、REF上的三個(gè)DC電壓電平 U/2、-U/2、UREF0此轉(zhuǎn)換器是具有功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)腁C/DC整流器。在圖8所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備中，第一主開關(guān)是連接到第一類型的第一電壓線P并且方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)CP傳送到所述線的二極管D1，第二主開關(guān)是連接到第一類型的第二電壓線N并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到所述主開關(guān)點(diǎn)CP的二極管D2。第三主開關(guān)就其而言包括方向相反的兩個(gè)晶體管T31、T32和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管D31、D32，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。就圖8所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第一輔助開關(guān)單元UCXl而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)CXl傳送到第一類型的第一電壓線P的二極管DX1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€N傳送到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl的二極管DX4。就圖8所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到第一類型的第一電壓線P的二極管DA1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€N傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的二極管DA4。 第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)就其而言包括方向相反的兩個(gè)晶體管TX32、TX42 和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管DX32、DX42，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。在圖9所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器設(shè)備使得第一類型的第一、第二和第三電壓線P、 N、REF上可用的三個(gè)DC電壓電平U/2、-U/2、UREF能夠以任一方向被轉(zhuǎn)換為第二類型的電壓線A上的AC電壓VA。此DC/AC轉(zhuǎn)換器是可逆的并且使得能夠操作在逆變器模式或整流器模式。在圖9所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備中，第一主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€P傳送到主開關(guān)點(diǎn)CP的晶體管Tl以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管D1。第二主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪闹鏖_關(guān)點(diǎn)CP傳送到第一類型的第二電壓線N的晶體管T2和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管D2。第三主開關(guān)就其而言包括方向相反的兩個(gè)晶體管T31、 T32和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管D31、D32，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。

就圖9所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第一輔助開關(guān)單元UCXl而言，第一輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€P傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl的晶體管TXl以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管DX1。所述第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝恢鏖_關(guān)點(diǎn)CXl傳送到第一類型的第二電壓線N的晶體管TX4以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管DX4。就圖9所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2而言，第一輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到第一類型的第一電壓線P的二極管DA1，第二輔助開關(guān)是方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€N傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的二極管DA4。 所述第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)就其而言包括方向相反的兩個(gè)晶體管TX32、 TX42和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管DX32、DX42，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。參考圖10，轉(zhuǎn)換器設(shè)備包括在相同的參考數(shù)字下圖2所示的元件。圖10所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括第一雙電平的輔助開關(guān)單元UCX1，連接在第一類型的第一電壓線P、第一類型的第二電壓線N和第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl之間。此第一輔助開關(guān)單元UCXl包括連接在第一類型的第一電壓線P和第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl之間的第一輔助開關(guān)。此第一輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€P傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn) CXl的晶體管TXl和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管DXl。第一輔助開關(guān)單元UCXl還包括連接在第一類型的第二電壓線N和第一輔助開關(guān)點(diǎn)CXl之間的第二輔助開關(guān)。第一輔助開關(guān)單元的此第二輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)CXl傳送到第一類型的第二電壓線N的晶體管TX4以及并聯(lián)連接在此晶體管上并且方向?yàn)樵诖司w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管DX4。圖10所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括第二三電平的輔助開關(guān)單元UCX2，連接在第一類型的第一電壓線P、第一類型的第二電壓線N、第一類型的第三電壓線REF和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2之間。 圖10所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的此第二輔助開關(guān)單元UCX2包括連接在第一類型的第一電壓線P和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2之間的第一輔助開關(guān)(KX12)。此第一輔助開關(guān)KX12包括連接到第一類型的第一電壓線P并且方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)CX2傳送到所述線的第一二極管DA12、與所述第一二極管串聯(lián)連接并且方向相反的第一晶體管TX12、和并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒龅谝痪w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的第二二極管DX12。圖10所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2包括連接在第一類型的第二電壓線N和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2之間的第二輔助開關(guān)KX22。此第二輔助開關(guān)KX22包括連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2的第一二極管DA22、與所述第一二極管串聯(lián)連接并且方向相反的第一晶體管TX22、和并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒龅谝痪w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的第二二極管DX22。圖10所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的第二輔助開關(guān)單元UCX2包括連接在第一類型的第三電壓線REF和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX2之間的第三輔助開關(guān)KX32。此第三開關(guān)KX32包括上述第一晶體管TX12、TX22、上述第二二極管DX12、DX22以及連接在第一類型的第三電壓線REF 與所述第一和所述第二二極管之間的連接線之間的二極管DXP、DXN。圖10所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備還包括裝備有兩個(gè)繞組m、N2的變壓器。這些繞組m、 N2的兩個(gè)自由端分別連接到第一輔助開關(guān)點(diǎn)和第二輔助開關(guān)點(diǎn)CX1、CX2。這些繞組m、N2 的其它兩個(gè)端就它們而言連接到公共點(diǎn)，公共點(diǎn)本身連接到主開關(guān)點(diǎn)CP。下面參考圖IlA到IlQ描述圖4所示的轉(zhuǎn)換器設(shè)備的操作。應(yīng)當(dāng)注意，圖5到10 所示的實(shí)施例的詳細(xì)操作可以容易地由下面參考圖4所示的實(shí)施例進(jìn)行的描述推出。在時(shí)間tl之前，僅有第一主開關(guān)Kl閉合(圖11)，并且主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM 等于第一類型的第一電壓線P上的電壓，即U/2 (圖11H)。在時(shí)間tl，第一主開關(guān)Kl斷開，而第三主開關(guān)K3閉合(圖IlA和11B)。同時(shí)，第一輔助開關(guān)單元UCXl的第一輔助開關(guān)KXl和第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32 閉合(圖1ID和11E)，負(fù)的電流IR流入變壓器Nl、N2 (圖11G)。第三和第二電容器CR3、 CR2放電到變壓器N1、N2中，而第一電容器CRl充電(圖11J)。從而在電感LR、第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3之間發(fā)生諧振現(xiàn)象，直到主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM變得等于第一類型的第三電壓線REF上的電壓，即參考電壓UREF(圖11H)。此諧振現(xiàn)象伴隨有主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM的緩慢變化，這使得第一主開關(guān)Kl能夠在受控的電壓電平下斷開 (圖 11J)。在時(shí)間t2，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第三電壓線REF上的電壓， 即參考電壓UREF(圖11H)，并且流過第三主開關(guān)K3的電流13基本上等于負(fù)載電流(圖 111)。在從第一輔助開關(guān)單元UCXl的第一輔助開關(guān)KXl和第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32的閉合開始計(jì)算的時(shí)間段T2MAX之后，這兩個(gè)開關(guān)再次斷開。選擇時(shí)間段 T2MAX以使得，在此時(shí)間段期滿時(shí)，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第三電壓線 REF上的電壓，即參考電壓UREF。從而，在分別用IXl和1X32表示的為零的電流(圖IlN和 11Q)的情況下執(zhí)行第一輔助開關(guān)單元UCXl的第一輔助開關(guān)KXl和第二輔助開關(guān)單元UCX2 的第三輔助開關(guān)KX32的閉合，這能夠限制功率損耗。
在時(shí)間t3，第三主開關(guān)K3斷開，而第二主開關(guān)K2閉合(圖IlB和11C)。同時(shí)，第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32和第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)KX4 閉合(圖IlE和11F)，并且負(fù)的電流IR流入變壓器m、N2(圖11G)。第二電容器CR2放電到變壓器Ni、N2中，而第一和第三電容器CR1、CR3充電(圖11J)。在電感LR、第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3之間再次發(fā)生諧振現(xiàn)象，直到主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM變得等于第一類型的第二電壓線N上的電壓，即_U/2(圖11H)。此諧振現(xiàn)象伴隨有主開關(guān)點(diǎn)CP 上的電壓VCOM的緩慢變化，這使得第三主開關(guān)K3能夠在受控的電壓電平下斷開。在時(shí)間 t4，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第二電壓線N上的電壓， 即-U/2(圖11H)，并且流過第二主開關(guān)K2的電流12基本上等于負(fù)載電流(圖11L)。在從第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32和第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)KX4的閉合開始計(jì)算的時(shí)間段T2MAX之后，這兩個(gè)開關(guān)再次斷開。選擇時(shí)間段T2MAX以使得，在此時(shí)間段期滿時(shí)，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第二電壓線N上的電壓，即-U/2。因而，在分別用1X32和1X4表示的為零的電流(圖IlQ和110)下執(zhí)行第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32和第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)KX4的斷開。因此，這些開關(guān)的斷開發(fā)生在零電流下，這能夠限制功率損耗。在時(shí)間t5，在第三主開關(guān)K3的閉合之前，第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān) KX32和第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)KX4閉合(圖IlE和11F)，并且正的電流 IR開始流入變壓器N1、N2(圖11G)，并逐漸增大(圖11G)同時(shí)流入第二主開關(guān)K2的電流 12的值逐漸減小(圖11L)。在時(shí)間t6，流入變壓器m、N2的電流IR達(dá)到與流入負(fù)載的電流ICOM對(duì)應(yīng)的值(圖 11G)，并且流入第二主開關(guān)K2的電流12的值被抵消(圖11L)。同時(shí)，第二主開關(guān)K2斷開， 而電流12為零，這能夠限制功率損耗。第三和第一電容器CR3、CR1放電到變壓器m、N2中 (圖11)，而第二電容器0 2充電。從而在電感LR、第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3 之間發(fā)生諧振現(xiàn)象，直到主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM變得等于第一類型的第三電壓線REF 上的電壓，即參考電壓UREF (圖11H)。在時(shí)間t7，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于參考電壓UREF(圖11H)。同時(shí)，第三主開關(guān)K3在零電壓下(圖11H)閉合(圖11B)，這能夠限制功率損耗。一旦第三主開關(guān)K3 閉合，電感LR、第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3之間的諧振現(xiàn)象就停止，并且流入變壓器Ni、N2的電流IR減小直到它被抵消(圖11G)，而流入第三主開關(guān)K3的電流13增大 (圖 111)。在時(shí)間t8，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第三電壓線REF上的電壓， 即參考電壓UREF(圖11H)，并且流過第三主開關(guān)K3的電流13基本上等于負(fù)載電流(圖 IlD。在從第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32和第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)KX4的閉合開始計(jì)算的時(shí)間段T3MAX之后，這兩個(gè)開關(guān)再次斷開。已經(jīng)選擇時(shí)間段T3MAX以使得，在此時(shí)間段期滿時(shí)，流入變壓器m、N2的電流IR被抵消。從而，在分別用1X32和1X4表示的為零的電流(圖IlQ和110)下執(zhí)行第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32和第一輔助開關(guān)單元UCXl的第二輔助開關(guān)KX4的閉合，這能夠限制功率損
^^ ο在時(shí)間t9，在第一主開關(guān)Kl的閉合之前，第一輔助開關(guān)單元UCXl的第一輔助開關(guān)KXl和第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32閉合(圖IlD和11E)，并且正的電流 TR開始逐漸增大地流入變壓器m、N2 (IlG)，同時(shí)流入第三主開關(guān)K3的電流13的值逐漸減小(圖111)。在時(shí)間tlO，流入變壓器Ni、N2的電流IR達(dá)到與流入負(fù)載的電流ICOM對(duì)應(yīng)的值 (圖11G)，并且流入第三主開關(guān)K3的電流13被抵消(圖111)。同時(shí)，第三主開關(guān)K3斷開， 而電流13為零，這能夠限制功率損耗。第二和第三電容器CR2、CR3充電到變壓器N1、N2中 (圖11J)，而第一電容器CRl放電。從而在電感LR、第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3 之間發(fā)生諧振現(xiàn)象，直到主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM變得等于第一類型的第一電壓線P上的電壓，即U/2(圖11H)。 在時(shí)間tll，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第一電壓線上的電壓 U/2(圖11H)，并且第一主開關(guān)Kl的端子處的電壓Vl達(dá)到零值(圖11J)。同時(shí)，第一主開關(guān)Kl在零電壓下(圖111)閉合(圖11A)，這能夠限制功率損耗。一旦第一主開關(guān)Kl閉合，電感LR、第一、第二和第三電容器CR1、CR2、CR3之間的諧振現(xiàn)象就停止，并且流入變壓器Μ、Ν2的電流IR減小直到它被抵消(圖11G)，而流入第一主開關(guān)Kl的電流Il增大(圖 11K)。在時(shí)間tl2，主開關(guān)點(diǎn)CP上的電壓VCOM等于第一類型的第一電壓線P上的電壓， 即U/2 (圖11H)，并且負(fù)載電流基本上等于流過第一主開關(guān)Kl的電流11 (圖11K)。在從第一輔助開關(guān)單元UCXl的第一輔助開關(guān)KXl和第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32 的閉合開始計(jì)算的時(shí)間段T3MAX之后，這兩個(gè)開關(guān)再次斷開。已經(jīng)選擇時(shí)間段T3MAX以使得，在這次時(shí)間段期滿時(shí)，流入變壓器m、N2的電流IR被抵消。從而，在分別用IXl和1X32 表示的為零的電流(圖IlN和11Q)下執(zhí)行第一輔助開關(guān)單元UCXl的第一輔助開關(guān)KXl和第二輔助開關(guān)單元UCX2的第三輔助開關(guān)KX32的閉合，這能夠限制功率損耗。在負(fù)載電流ICOM為負(fù)的情況下，流入變壓器Ni、N2的電流IR的變化如圖12所示，并且以同樣的方式施加上述操作。從而，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器無(wú)論負(fù)載的功率因數(shù)如何都能夠限制主開關(guān)K1、K2、K3 發(fā)生開關(guān)工作時(shí)的功率損耗。上述轉(zhuǎn)換器設(shè)備可被用于諸如圖12所示的不間斷電源101中。此不間斷電源包括電源輸入端102，來(lái)自于第一三相電源系統(tǒng)的可變輸入電壓施加到該電源輸入端102。不間斷電源包括整流器103，所述整流器一邊連接到電源輸入端102，另一邊連接到兩個(gè)輸出線104或基本DC電壓總線。不間斷電源包括與上文描述的轉(zhuǎn)換器設(shè)備之一對(duì)應(yīng)的逆變器 106，所述逆變器連接在輸出端線104和輸出端107之間，被設(shè)計(jì)為將安全的三相AC電壓提供給負(fù)載108。DC電壓總線104還通過DC/DC轉(zhuǎn)換器110連接到電池109。從圖13可以看出，固態(tài)開關(guān)111和112使得能夠在第一三相電源系統(tǒng)的電源輸入端102和也為三相的第二電源系統(tǒng)的電源輸入端113之間選擇。從而，可以通過第一安全的電源系統(tǒng)經(jīng)由不間斷電源101為負(fù)載供電，并且如果需要的話可以切換到第二電源系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)換器設(shè)備，使得第一類型的第一、第二和第三電壓線(P、N、REF ;PP、REF、P)上可用的電壓電平(U/2、-U/2、UREF ；U.UREF.U/2)能夠以任一方向被變換成第二類型的電壓線(A ；C)上的電壓(VA ；VC)，所述設(shè)備包括-第一主開關(guān)單元(UCl)，連接到所述第一類型的第一電壓線(P ；PP)并且裝備有第一主開關(guān)(Kl ；Tl ;T11、D11、T12、D12 ；Tl、Dl ；Dl),-第二主開關(guān)單元(UC2)，連接到第一類型的所述第二電壓線(N ；REF)并且裝備有第二主開關(guān)(K2 ；T2 ；T22、D22、T21、D21 ；T2、D2 ；D2)，-主開關(guān)點(diǎn)(CP)，連接到所述第二類型的電壓線(A;C)并且連接到所述第一主開關(guān)單元和所述第二主開關(guān)單元，和-第三主開關(guān)(K3 ；T3 ；DP、T12、D12、DN、T21、D21 ；T31、D31、T32、D32 ；T31、D32 ；T32、 D31)，為所述第一主開關(guān)單元和所述第二主開關(guān)單元所共用，所述第三主開關(guān)連接在所述主開關(guān)點(diǎn)(CP)和第一類型的第三電壓線(REF ；P)之間， 其特征在于，它包括-第一、第二和第三電容器(CR1、CR2、CR3)，分別連接在所述主開關(guān)點(diǎn)(CP)和第一類型的所述第一、所述第二和所述第三電壓線之間，-第一輔助開關(guān)單元(UCXl)，連接在第一類型的第一電壓線、第一類型的第二電壓線和第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)之間，-第二輔助開關(guān)單元(UCX2)，連接在第一類型的第一電壓線、第一類型的第二電壓線、 第一類型的第三電壓線和第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)之間，和-變壓器，裝備有繞組(Ni、N2)，所述繞組具有兩個(gè)自由端和連接到公共點(diǎn)的兩個(gè)端， 所述公共點(diǎn)連接到所述主開關(guān)點(diǎn)，該兩個(gè)自由端分別連接到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該第一輔助開關(guān)單元(UCXl)包括 -所述第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)(KXl ；TXl ；DXl ；TXU DXl)，連接在第一類型的第一電壓線(P ；PP)和第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)之間，和-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)(KX4 ；TX4 ；DX4 ；TX4、DX4)，連接在第一類型的第二電壓線(N;REF)和所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，該第二輔助開關(guān)單元(UCX2)包括 -所述第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)(KX12 ；DAl ；DA12、TX12、DX12)，連接在第一類型的第一電壓線(P ；PP)和第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)之間，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)(KX22 ；DA4 ；DA22、TX22、DX22)，連接在第一類型的第二電壓線(N;REF)和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)之間，和-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)(KX32 ；TX12、TX22、DX12、DX22、DXP、DXN ； TX32、DX32、TX42、DX42 ；TX32、DX42 ；TX42、DX32)，連接在該第一類型的第三電壓線(REF ；P) 和所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，-第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DAl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到第一類型的第一電壓線，和-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DA4)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于-該第一主開關(guān)是晶體管(Tl)，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到該主開關(guān)點(diǎn)(CP)，-該第二主開關(guān)是二極管(D2)，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到該主開關(guān)點(diǎn)(CP)，-該第三主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谌妷壕€傳送到所述主開關(guān)點(diǎn) (CP)的晶體管(T32)以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管(D31)，-該第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是晶體管(TXl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)，_所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DX4)，方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)，-該第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DAl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到第一類型的第一電壓線，_所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DA4)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)，_所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谌妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)的晶體管(TX42)以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管(DX32)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于 -該第一主開關(guān)是二極管(Dl)，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪脑撝鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到所述線，-該第二主開關(guān)是晶體管(T2)，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到所述線，-該第三主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到第一類型的第三電壓線的晶體管(T31)以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管(D32)，-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DXl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)(CXl)傳送到第一類型的第一電壓線，_所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是晶體管(TX4)，方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)(CXl)傳送到第一類型的第二電壓線，-該第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DAl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到第一類型的第一電壓線，_所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DA4)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅诙o助開關(guān)點(diǎn) (CX2)傳送到第一類型的第三電壓線的晶體管(TX32)以及與所述晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的二極管(DX42)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于-該第一主開關(guān)是晶體管(Tl)，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到該主開關(guān)點(diǎn)(CP)，-該第二主開關(guān)是晶體管(T2)，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到所述線，-該第三主開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管(T31、T3》和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管(D31、D32)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。-該第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是晶體管(TXl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是晶體管(ΤΧ4)，方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)(CXl)傳送到第一類型的第二電壓線，-該第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DAl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DA4)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管(ΤΧ32、ΤΧ42)和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管(DX32、DX42)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于-該第一主開關(guān)是二極管(Dl)，連接到第一類型的第一電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪脑撝鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到所述線，-該第二主開關(guān)是二極管(D2)，連接到第一類型的第二電壓線并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到所述主開關(guān)點(diǎn)(CP)，-該第三主開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管(T31、T3》和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管(D31、D32)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。-第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DXl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝惠o助開關(guān)點(diǎn)(CXl)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DX4)，方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)，-該第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DAl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DA4)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管(ΤΧ32、ΤΧ42)和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管(DX32、DX42)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于-該第一主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到該主開關(guān)點(diǎn)(CP) 的晶體管(Tl)和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管(Dl)，-該第二主開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪脑撝鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到第一類型的第二電壓線的晶體管(T2)和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管(D2)，-該第三主開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管(T31、T3》和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管(D31、D32)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-該第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)的晶體管(TXl)和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管(DXl)，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝恢鏖_關(guān)點(diǎn) (CXl)傳送到第一類型的第二電壓線的晶體管(ΤΧ4)以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管(DX4)，-該第二輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)是二極管(DAl)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到第一類型的第一電壓線，-所述第二輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)是二極管(DA4)，方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡诙妷壕€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)，-所述第二輔助開關(guān)單元的第三輔助開關(guān)包括方向相反的兩個(gè)晶體管(ΤΧ32、ΤΧ42)和分別并聯(lián)連接在所述晶體管上的兩個(gè)二極管(DX32、DX42)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)所述的設(shè)備，其特征在于-該第一主開關(guān)(Ki)包括連接到第一類型的第一電壓線(P)并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到主開關(guān)點(diǎn)(CP)的第一晶體管(Tll)、與所述第一晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的第二晶體管01 、分別并聯(lián)連接在所述第一和所述第二晶體管上的第一和第二二極管 (DlU D12)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-該第二主開關(guān)(K2)包括連接到第一類型的第二電壓線(N)并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鲋鏖_關(guān)點(diǎn)(CP)傳送到所述線的第一晶體管(T22)、與所述第一晶體管串聯(lián)連接并且方向相同的第二晶體管(T21)、分別并聯(lián)連接在所述第一和所述第二晶體管上的第一和第二二極管(D22、D21)，所述二極管中的每一個(gè)的方向?yàn)樵谒c之并聯(lián)連接的晶體管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通，-該第三主開關(guān)(K3)包括所述第二晶體管(T12、T21)、所述第二二極管(D12、D21)以及連接在第一類型的第三電壓線(REF)與所述第一和所述第二晶體管(T11、T22、T12、T21) 之間的連接線之間的二極管(DP、DN)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于-該第一輔助開關(guān)單元的第一輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪牡谝活愋偷牡谝浑妷壕€傳送到第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CXl)的晶體管(TXl)和并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管(DXl)，-所述第一輔助開關(guān)單元的第二輔助開關(guān)包括方向?yàn)閷⒐β蕪乃龅谝惠o助開關(guān)點(diǎn)(CXl)傳送到第一類型的第二電壓線的晶體管(TX4)以及并聯(lián)連接在所述晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的二極管(DX4)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于-所述第二輔助開關(guān)單元(UCX2)的第一輔助開關(guān)(KX12)包括連接到第一類型的第一電壓線(P)并且方向?yàn)閷⒐β蕪牡诙o助開關(guān)點(diǎn)(CX2)傳送到所述線的第一二極管 (DA12)、與所述第一二極管串聯(lián)連接并且方向相反的第一晶體管(TX12)、和并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的第二二極管(DX12)，-所述第二輔助開關(guān)單元(UCX2)的第二輔助開關(guān)(KX22)包括連接到第一類型的第二電壓線(N)并且方向?yàn)閷⒐β蕪乃鼍€傳送到所述第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)的第一二極管 (DA22)、與所述第一二極管串聯(lián)連接并且方向相反的第一晶體管(TX22)、和并聯(lián)連接在所述第一晶體管上并且方向?yàn)樵谒鼍w管被反向偏置時(shí)導(dǎo)通的第二二極管(DX22)，-所述第二輔助開關(guān)單元(UCX2)的第三開關(guān)(KX32)包括所述第一晶體管(TX12、 TX22)、所述第二二極管(DX12、DX22)以及連接在第一類型的第三電壓線(REF)與所述第一和所述第二二極管(DA12、DA22、DX12、DX22)之間的連接線之間的二極管(DXP、DXN)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任何一個(gè)所述的設(shè)備，其特征在于，該變壓器繞組(Ni、 N2)具有基本上相等的匝數(shù)。
14.一種不間斷電源(101)，包括施加AC輸入電壓的電源輸入端(102)、連接到所述輸入端的整流器(103)、連接在所述整流器的輸出端上的符號(hào)相反的兩個(gè)基本DC電壓線、 連接到所述基本DC電壓線并且包括被設(shè)計(jì)為提供安全的電壓的輸出端(107)的逆變器 (106)，其特征在于，所述逆變器是根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)的轉(zhuǎn)換器設(shè)備并且從基本DC 電壓提供安全的AC電壓。
全文摘要
一種三電平的可逆轉(zhuǎn)換器，包括分別裝備有第一和第二主開關(guān)(K1、K2)的兩個(gè)主開關(guān)單元(UC1、UC2)、主開關(guān)點(diǎn)(CP)和為這兩個(gè)主開關(guān)單元所共用的第三主開關(guān)(K3)，其特征在于，它包括電容器(CR1、CR2、CR3)，連接在所述主開關(guān)點(diǎn)(CP)和所述三個(gè)電平之間；第一雙電平的輔助開關(guān)單元(UCX1)，連接到第一輔助開關(guān)點(diǎn)(CX1)；第二三電平的輔助開關(guān)單元(UCX2)，連接到第二輔助開關(guān)點(diǎn)(CX2)；和裝備有繞組(N1、N2)的變壓器，連接在該主開關(guān)點(diǎn)(CP)和該輔助開關(guān)點(diǎn)(CX1、CX2)之間。具有此轉(zhuǎn)換器的不間斷電源(101)。
文檔編號(hào)H02M7/537GK102237814SQ20111010478
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者科倫丁·里澤特 申請(qǐng)人:Mge Ups系統(tǒng)公司