[发明专利]高压高功率多电平驱动器结构

说明书

高压、高功率多电平驱动器结构包括堆叠在一起的多个中性点先导NPP变换器单元。至少一个箝位二极管连接到一个或多个NPP变换器单元以提供中性点先导箝位NPPC变换器结构。连接到NPPC变换器结构的飞跨电容器产生中性点箝位飞跨电容器变换器单元结构。

技术领域

本申请的主题一般涉及带许多输入和输出相位的高压高功率多电平驱动器结构，更具体地，涉及组合了传统的多电平中性点箝位(NPC)和多电平中性点先导(neutral-point-piloted，NPP)变换器拓扑的架构的多电平驱动器结构。

背景技术

已经提出大量的多电平驱动器结构。一种已知的多电平驱动器结构是诸如图1中所示的传统三电平中性点箝位变换器10。另一种已知的多电平驱动器结构是诸如图2中所示的三电平中性点先导变换器20。尽管已经证明已知的NPC和NPP变换器结构在许多应用中是有优势的，但这些已知的变换器结构在操作效率和波形质量两方面有改进的空间。

还有另一种已知的多电平驱动器结构30在图3中示出。尽管图3中所示的多电平变换器30的结构相比NPC和NPP变换器结构有改进，但在操作效率以及可靠性方面仍然有改进的空间。

还有另一种已知的多电平驱动器结构在图4中描绘出，图4图示了五电平中性点先导(neutral-point-piloted)变换器结构40。图4中所示的变换器结构40使用飞跨电容器42、44提供基于飞跨电容器(FC)的多电平变换器。已经证明这种变换器拓扑在某些高压、高功率驱动应用中是有优势的，但在操作效率上仍有改进的空间。

图5-8图示本领域已知的另外的传统变换器拓扑，包括级联桥变换器结构50、模块化多电平变换器结构60、有源中性点变换器结构70和混合变换器结构80。与已知的NPC和NPP变换器结构相似，这些传统的变换器结构在操作效率和/或波形质量和/或可靠性上仍有改进的空间。

鉴于前面描述，需要提供这样一种高压高功率多电平驱动器拓扑，所述拓扑提供在操作效率和/或波形质量和/或可靠性方面超过已知的多电平变换器结构所能提供的进一步改进。

发明内容

本申请的示例性实施例涉及高压、高功率(HVHP)多电平驱动器结构。示例性HVHP实施例包括堆叠在一起的多个中性点先导变换器单元，并配置有箝位二极管以实现零输出电压电平。

另一实施例涉及高压、高功率(HVHP)多电平驱动器结构，包括堆叠在一起的多个中性点先导(NPP)变换器单元和连接到每个NPP变换器单元的至少一个箝位二极管，以提供中性点先导箝位(NPPC)变换器结构。

附图说明

通过结合附图在下文进行的详细描述，本发明的前述和其它特征、方面和优点是显然的，在附图中相同的字符代表相同的部件，图中：

图1是图示本领域已知的3-电平NPC变换器结构的简化图；

图2是图示本领域已知的另一3-电平NPC变换器结构的简化图；

图3图示本领域已知的高压、高功率多电平变换器结构；

图4图示本领域已知的另一高压、高功率多电平变换器结构；

图5是图示本领域已知的级联桥变换器结构的简化图；

图6图示本领域已知的模块化多电平变换器结构；

图7图示本领域已知的有源中性点变换器结构；

图8图示本领域已知的混合变换器结构；

图9图示根据一个实施例五电平中性点先导箝位变换器结构；

图10图示根据一个实施例七电平中性点箝位飞跨电容器(NPCFC)变换器结构；以及