[发明专利]改进的多电平电压源转换器和系统

权利要求书

1.一种多电平电力转换器，包括：

逆变器电路，所述逆变器电路包括：

逆变器开关电路，所述逆变器开关电路包括在第一逆变器电路输入节点与第二逆变器电路输入节点之间彼此串联连接的多个逆变器开关器件、以及连接所述多个逆变器开关器件中的两个逆变器开关器件的逆变器输出节点，以及

钳位电路，所述钳位电路包括在所述逆变器开关电路的第一内部节点与第二内部节点之间彼此串联连接的第一钳位元件和第二钳位元件、以及接合所述第一钳位元件与所述第二钳位元件的第三内部节点；

开关电容器电路，所述开关电容器电路包括：

开关电容器电路开关器件，所述开关电容器电路开关器件各自连接在相应的直流输入与相应的逆变器电路输入节点之间，以及

第一电容器和第二电容器，所述第一电容器和第二电容器各自连接在所述逆变器电路输入节点中的相应一个与所述第三内部节点之间；以及

控制器，所述控制器向所述多个逆变器开关器件以及所述开关电容器电路开关器件提供开关控制信号，以提供在多个不同电平之一处的所述逆变器输出节点处的多电平输出电压；

其中，所述控制器在提供所述开关控制信号时、从针对不同输出电压电平中的至少一个的多个冗余开关状态中进行选择，以控制所述第一电容器和第二电容器的充电和放电、以将相应的第一电容器电压和第二电容器电压调节成第一直流输入与第二直流输入之间的直流输入电压的三分之一。

2.根据权利要求1所述的多电平电力转换器，

其中，所述逆变器开关电路包括：

第一逆变器开关器件，所述第一逆变器开关器件具有连接至所述第一逆变器电路输入节点的第一端子和连接至所述第一内部节点的第二端子，

第二逆变器开关器件，所述第二逆变器开关器件具有连接至所述第一内部节点的第一端子和连接至所述逆变器输出节点的第二端子，

第三逆变器开关器件，所述第三逆变器开关器件具有连接至所述逆变器输出节点的第一端子和连接至所述第二内部节点的第二端子，以及

第四逆变器开关器件，所述第四逆变器开关器件具有连接至所述第二内部节点的第一端子和连接至所述第二逆变器电路输入节点的第二端子；

其中，所述第一钳位元件包括连接至所述第三内部节点的第一端子和连接至所述第一内部节点的第二端子；

其中，所述第二钳位元件包括连接至所述第二内部节点的第一端子和连接至所述第三内部节点的第二端子；

其中，所述开关电容器电路包括：

第一开关电容器电路开关器件，所述第一开关电容器电路开关器件具有连接至第一直流输入的第一端子和连接至所述第一逆变器电路输入节点的第二端子，以及

第二开关电容器电路开关器件，所述第二开关电容器电路开关器件具有连接至所述第二逆变器电路输入节点的第一端子和连接至第二直流输入的第二端子；

其中，所述第一电容器包括连接至所述第一逆变器电路输入节点的第一端子和连接至所述第三内部节点的第二端子；以及

其中，所述第二电容器包括连接至所述第三内部节点的第一端子和连接至所述第二逆变器电路输入节点的第二端子。

3.根据权利要求2所述的多电平电力转换器，其中，所述控制器向所述逆变器开关器件以及所述开关电容器电路开关器件提供所述开关控制信号，以提供在四个不同的电平之一处的输出电压。

4.根据权利要求3所述的多电平电力转换器，其中，所述控制器在提供所述开关控制信号时、从针对四个不同输出电压电平中的至少一个的多个冗余开关状态中进行选择，以控制所述第一电容器和第二电容器的充电和放电。

5.根据权利要求1所述的多电平电力转换器，其中，所述控制器向所述逆变器开关器件和所述开关电容器电路开关器件提供所述开关控制信号，以提供在四个不同电平之一处的输出电压。

6.根据权利要求5所述的多电平电力转换器，其中，所述控制器在提供所述开关控制信号时、从针对四个不同输出电压电平中的至少一个的多个冗余开关状态中进行选择，以控制所述第一电容器和第二电容器的充电和放电。