[发明专利]较小电容的多电平变速驱动器及其控制方法

权利要求书

1.一种具有较小电容的多电平变速驱动器，包括：

二极管整流器(2)；

具有第一电容器(Cb1)、第二电容器(Cb2)和第三电容器(Cb3)的飞跨电容逆变器(4)；

具有第四电容器(Ca)的直流链路(3)，其与二极管整流器(2)的输出以及飞跨电容逆变器(4)的输入相连；以及

调制器(7)，用于输出控制信号到飞跨电容逆变器(4)的多个功率单元(5)，以控制多个功率单元(5)的导通和截止，

其中，当所述驱动器停止时，调制器(7)输出第一控制信号以将第一至第三电容器(Cb1、Cb2、Cb3)与第四电容器(Ca)解耦。

2.如权利要求1所述的多电平变速驱动器，还包括电源(1)，用于向所述多电平变速驱动器供电。

3.如权利要求2所述的多电平变速驱动器，还包括电机(6)，用于驱动与多电平变速驱动器相连的各种设备。

4.如权利要求2所述的多电平变速驱动器，其中，飞跨电容逆变器(4)包括并联连接的第一部件、第二部件和第三部件；第一部件、第二部件和第三部件的每个都包含：四个串联的第一功率单元至第四功率单元，和跨接在第一功率单元和第二功率单元的交点以及第三功率单元和第四功率单元的交点之间的电容器(Cb1、Cb2、或Cb3)。

5.如权利要求4所述的多电平变速驱动器，其中当调制器(7)输出第一控制信号时，第一部件中的第四功率单元、第二部件中的第四功率单元以及第三部件中的第四功率单元导通，其他所有功率单元截止，使得来自电源(1)的能量被充入第四电容器(Ca)中并且来自电机(6)的能量被充入第一电容器(Cb1)中。

6.如权利要求5所述的多电平变速驱动器，其中当调制器(7)输出第二控制信号时，第一部件中的第一功率单元、第二部件中的第一功率单元以及第三部件中的第一功率单元导通，其他所有功率单元截止，使得停止对第一电容器(Cb1)充电，而来自电机(6)的能量被充入第二电容器(Cb2)和第三电容器(Cb3)中。

7.如权利要求1-6中任何一个所述的多电平变速驱动器，其中第一功率单元至第四功率单元都是由晶体管和二极管并联组成。

8.如权利要求7所述的多电平变速驱动器，其中所述晶体管可以是绝缘门极双极型晶体管IGBT、关断晶闸管GTO、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或门极换流晶闸IGCT等半导体开关。

9.一种具有较小电容的多电平变速驱动器的控制方法，该多电平变速驱动器包括：二极管整流器(2)；具有第一电容器(Cb1)、第二电容器(Cb2)和第三电容器(Cb3)的飞跨电容逆变器(4)；具有第四电容器(Ca)的直流链路(3)，其与二极管整流器(2)的输出以及飞跨电容逆变器(4)的输入相连；电源(1)，用于向所述多电平变速驱动器供电；电机(6)，用于推动与多电平变速驱动器相连的各种设备；以及调制器(7)，用于输出控制信号到飞跨电容逆变器(4)的多个功率单元(5)，以控制多个功率单元(5)的导通和截止，该控制方法包括：

当所述驱动器停止时，调制器(7)输出第一控制信号以将第一至第三电容器(Cb1、Cb2、Cb3)与第四电容器(Ca)解耦。

10.如权利要求9所述的控制方法，其中当调制器输出第一控制信号时，飞跨电容逆变器(4)的底部功率单元(5)截止，来自电源(1)的能量被充入第四电容器(Ca)中，并且来自电机(6)的能量被充入第一电容器(Cb1)中。

11.如权利要求10所述的控制方法，其中当调制器输出第二控制信号时，飞跨电容逆变器(4)的顶部功率单元(5)截止，停止对第一电容器(Cb1)充电，而来自电机(6)的能量被充入第二电容器(Cb2)和第三电容器(Cb3)中。