[发明专利]多电平转换器

权利要求书

1.一种用于执行DC到AC或AC到DC电压转换的多电平转换器，所述多电平转换器包括：

第一DC端子（11）和第二DC端子（12），

第一转换器臂（41）和第二转换器臂（42），每个转换器臂包括至少一个转换器单元（30）；

至少一个AC端子（15、16、17）；以及

电部件（50），

其中第一转换器臂（41）、电部件（50）和第二转换器臂（42）在第一DC端子（11）和第二DC端子（12）之间串联连接，电部件连接在第一转换器臂和第二转换器臂之间，其中AC端子（15、16、17）电耦合到电部件（50），使得可以将跨电部件施加的电压变换到在AC端子上的输出电压，或者使得可以将供应到AC端子的电压变换到跨电部件施加的电压。

2.根据权利要求1所述的多电平转换器，其中多电平转换器是具有用于每相的AC端子（15、16、17）的至少三相转换器，其中第一转换器臂（41）、电部件（50）和第二转换器臂（42）是一个转换器支线（21）的一部分，多电平转换器包括用于每相的这样的转换器支线（21、22、23），用于每相的AC端子（15、16、17）耦合到各个转换器支线（21、22、23）的电部件（50）。

3.根据权利要求1或2所述的多电平转换器，其中电部件（50）是具有第一变压器绕组（51）和第二变压器绕组（52）的变压器，第一变压器绕组与第一转换器臂和第二转换器臂串联连接，第二变压器绕组连接到AC端子。

4.根据权利要求2和3所述的多电平转换器，其中每个变压器的第二绕组具有两个端子，每个第二绕组的一个端子连接到各个AC端子，另一个端子连接到剩余的变压器的第二绕组的相应的其他端子。

5.根据权利要求3-4中任一项所述的多电平转换器，其中单个电感器与第一转换器臂和第二转换器臂串联连接，由变压器的第一变压器绕组（51）提供电感。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的多电平转换器，其中在第一变压器绕组（51）和第二电压器绕组（52）上的电压的电压比是大约1：1。

7.根据权利要求3-5中任一项所述的多电平转换器，其中在第一变压器绕组（51）上的和在第二电压器绕组（52）上的电压的电压比小于约1：1，优选地在约1：1和约1：3之间。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的多电平转换器，其中多电平转换器被配置成具有操作的模式，在所述操作的模式中，多电平转换器执行DC到AC电压转换，其中在第一和第二DC端子之间提供待转换的DC电压，其中变压器的第一绕组是主绕组并且变压器的第二绕组是次级绕组。

9.根据权利要求3-8中任一项所述的多电平转换器，其中多电平转换器被配置成具有操作的模式，在所述操作的模式中，多电平转换器执行AC到DC电压转换，其中在一个或多个AC端子处提供待转换的AC电压，并且其中变压器的第二绕组是主绕组并且变压器的第一绕组是次级绕组。

10.根据前述权利要求中任一项所述的多电平转换器，其中在AC端子处的AC电压具有峰到峰幅度，其中每个转换器臂的转换器单元被配置成累积地生成小于峰到峰幅度的70%，优选地小于峰到峰幅度的60%的最大电压。

11.根据前述权利要求中任一项所述的多电平转换器，其中每个转换器单元（30）包括电容器（55）并且被配置成充当其输出是可控的的电压源。

12.根据权利要求11所述的多电平转换器，其中每个转换器单元包括一个或多个开关（S1、S2）用于在转换器臂（41、42）中串联连接转换器单元（30）的电容器（55），一个或多个开关（S1、S2）可从多电平转换器的控制单元（60）控制。

13.根据前述权利要求中任一项所述的多电平转换器，进一步包括控制单元（60），所述控制单元（60）与每个转换器单元（30）通信并且被配置成以这样的方式控制每个转换器单元（30）的输出：实现根据操作的当前模式的电压转换。

14.根据前述权利要求中任一项所述的多电平转换器，其中多电平转换器（10）是在每个转换器臂（41、42）中具有至少两个转换器单元（30）的模块化多电平转换器。