[发明专利]转换器

权利要求书

1.一种转换器(2a)，所述转换器(2a)包括：

桥(14a)，所述桥(14a)具有：用于一条或多条AC线路中每条的AC端子(16a至16c)；第一和第DC端子(18a、18b)；连接在每个相应AC端子(16a至16c)与所述第一DC端子(18a)之间的转换器臂；以及连接在每个相应AC端子(16a至16c)与所述第二DC端子(18b)之间的转换器臂，每个转换器臂包括能够通过栅极控制而‘接通’和‘断开’并具有恢复时间的第一功率半导体切换装置(24)；

其中所述转换器(2a)适于在以下逆变模式中的一个或多个下运行：

(a)自然换向逆变模式，其中在每个换向事件期间，传入第一功率半导体切换装置在参考时间前的时间点上通过栅极控制而‘接通’，以使所述传入第一功率半导体切换装置中阳极电流在确定速率下增加并且传出第一功率半导体切换装置中阳极电流在确定速率下减少，所述传出第一功率半导体切换装置在所述参考时间上通过栅极控制而‘断开’，并且所述可用电路换向断开时间大于在施加开路栅极端子偏置时所适用的所述恢复时间，

(b)自然换向逆变模式，其中在每个换向事件期间，传入第一功率半导体切换装置在参考时间前的时间点上通过栅极控制而‘接通’，以使所述传入第一功率半导体切换装置中阳极电流在确定速率下增加并且传出第一功率半导体切换装置中阳极电流在确定速率下减少，所述传出第一功率半导体切换装置在所述参考时间上通过栅极控制而断开’，并且所述可用电路换向断开时间短于施加开路栅极端子偏置时所适用的所述恢复时间，所述可用电路换向断开时间可选地为零或者接近于零，以及

(c)组合的自然换向和栅极换向逆变模式，其中在每个换向事件期间，传入第一功率半导体切换装置在参考时间前的时间点上通过栅极控制而‘接通’，以使所述传入第一功率半导体切换装置中阳极电流在确定速率下增加并且传出第一功率半导体切换装置中阳极电流在确定速率下减少，所述传出第一功率半导体切换装置在所述参考时间上或者在延迟超过所述参考时间的时间点上通过栅极控制而‘断开’，并且所述可用电路换向断开时间要比零小。

2.根据权利要求1所述的转换器(2a)，其进一步适于在以下模式下运行：

(d)栅极换向逆变模式，其中在每个换向事件期间，传出第一功率半导体切换装置通过栅极控制而‘断开’，而无需传入第一功率半导体切换装置通过栅极控制而‘接通’。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的转换器(2a)，其进一步适于在自然换向整流模式下运行。

4.根据任何前述权利要求所述的转换器(2a)，其中所述第一功率半导体切换装置(24)全部属于同一类型，可选地是栅极断开晶闸管(GTO)或者栅极换向断开晶闸管(GCT)。

5.根据任何前述权利要求所述的转换器(2a)，其中每个转换器臂进一步包括能够通过栅极控制而‘接通’的第二功率半导体切换装置(26)，可选地是晶闸管，并且其中每个转换器臂中的所述第一和第二半导体切换装置(24、26)反并联地连接。

6.根据权利要求5所述的转换器(2a)，其中当所述转换器(2a)作为逆变器运行时，所述第二功率半导体切换装置(26)未通过栅极控制而‘接通’。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的转换器(2a)，其中当所述转换器(2a)作为整流器运行时，所述第一功率半导体切换装置(24)通过栅极控制而维持在‘断开’状态，并且所述第二功率半导体切换装置(26)在自然换向整流模式下运行。

8.根据任何前述权利要求所述的转换器(2a)，其进一步包括响应于相控信号来控制DC端子电压与AC端子电压的比率的控制器。

9.根据任何前述权利要求所述的转换器(2a)，其中当所述转换器(2a)适于在模式(c)下运行时，在每个换向事件期间，当所述传出第一功率半导体切换装置中所述阳极电流落到预定阈值以下时，所述传出第一功率半导体切换装置可通过栅极控制而‘断开’，所述预定阈值可选地是DC链路电流的某个比例。

10.根据任何前述权利要求所述的转换器(2a)，其进一步包括连接在所述AC线路之间的至少一个电涌放电器(30)。

11.根据任何前述权利要求所述的转换器(2a)，其进一步包括多个切换辅助网络，每个切换辅助网络与第一功率半导体切换装置(24)并联连接。