[实用新型]三电平转换器的开关支路和三相三电平转换器

说明书

技术领域

本发明涉及三电平转换器的开关支路和三相三电平转换器。

背景技术

三电平转换器，诸如整流器或反相器，是具有三个直流电压电极的转换器。它们不仅具有正负直流电压电极，而且具有中性直流电压电极。在下面的公布中公开了三电平转换器的示例：Y.Zhao，Y.Li以及T.A.Lipo的″Force commutated three level boost type rectifier″，IEEE transactions on industry applications，Vol.31，No.1，1995年1月/2月，和J.W.Kolar与F.C.Zach的″A novel three-phase utility interface minimizing line current harmonics of high-power telecommunications rectifier modules″，IEEE transactions on industrial electronics，Vol.44，No.4，1997年8月。

图1示出三相三电平整流器的主电路的电路图。所述整流器包括三个开关支路(switching branch)，每个开关支路中具有一个交流电压输入AC1、AC2、AC3。直流电压输出则由三个电极形成：正直流电压电极Udc+、负直流电压电极Udc-和中性直流电压电极NP。整流器的每一个开关支路还包括在正负直流电压电极之间串联连接的四个二极管以及两个可控开关，所述两个可控开关根据给定的调制方法来调制输入的电压。可能的调制方法包括向量调制和迟滞调制(hysteresis modulation)。根据调制计划，在每一个开关支路中的上部开关因此与串联连接的最上部二极管换向，并且下部开关与串联连接的最下部二极管换向。在图中的示例中，每一个可控开关还与一个二极管并联连接。

图1的整流器可以被实现为一个集成功率模块，该集成功率模块包括主电路的二极管和可控开关。冷却优化可能因此出现问题，因为不同的部件通常具有不同的冷却要求。

发明内容

本发明的目的是开发一种用于解决或至少减轻上述问题的设备。本发明的该目的是通过一种三电平转换器的开关支路和一种三相三电平转换器来实现的，所述三电平转换器的开关支路和三相三电平转换器的特征在于在独立权利要求中所述的内容。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

本发明基于下述情况：彼此换向的所述三电平转换器的第一二极管和第一半导体开关位于第一开关支路特有的半导体模块中，而彼此换向的所述开关支路的第四二极管和第二半导体开关位于第二开关支路特有的半导体模块中。

本发明的解决方案提供了下述优点：与所有的部件位于同一壳体中的一个大集成功率模块相比，位于清楚地分离的模块中的部件实体的冷却可以得到优化。也更容易优化例如部件的损耗和载流能力。另外，由于这样的耦合的结构，不可能在转换器中出现有意的穿透，这提高了可靠性。而且，因为彼此在调制频率上彼此换向的半导体总是物理地位于同一模块内，所以有可能最小化换向电流路径的分布电感。

附图说明

现在结合优选实施例并参考附图来更详细地描述本发明。在附图中：

图1示出根据一个实施例的三相整流器的主电路的电路图；

图2示出根据一个实施例的整流器的开关支路的电路图；

图3示出半导体模块结构的示例；

图4示出半导体模块结构的示例；

图5示出根据一个实施例的转换器的开关支路的电路图；

图6示出半导体模块结构的示例；以及

图7示出根据一个实施例的三相转换器的主电路的电路图。

具体实施方式

本发明的应用不限于任何特定系统，而是可以被应用到各种电子系统。另外，本发明的使用不限于利用特定基本频率的任何系统或任何特定的电压电平。