[发明专利]功率转换的系统和方法

说明书

技术领域

本文中所公开的主题涉及功率转换器。

背景技术

功率转换器可以用于使用所生成的AC信号来创建用于驱动各种电气装置（例如，AC电动机）的变频。一些受驱电气装置使用来自低压、中压或高压的高质量（例如，高分辨率）输出波形。AC信号的分辨率可以由功率转换器能够产生的级数确定。例如，功率转换器可以产生具有三个或更多个可用功率级（例如，低、中、高）的AC信号。每个附加的功率级都增加更大的分辨率，但附加的功率级也可能增大功率转换器的复杂性。

发明内容

在下文中概述范围与原始要求保护的发明相称的某些实施例。这些实施例不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是这些实施例仅旨在提供本发明的可能的形式的简短的概要。实际上，本发明可以包含可以与下文中所阐明的实施例类似或不同的形式的种种形式。

在第一实施例中，用于转换功率的系统包括在第一干线与第二干线之间串联耦合的多个电源。系统还包括在第一干线与输出节点之间耦合的第一跨接电抗器电感器（spanning reactor inductor）。第一跨接电抗器电感器经由第一干线而被约束为第一电压级。而且，系统还包括在第二干线与输出节点之间耦合的第二跨接电抗器电感器。第二跨接电抗器电感器经由第二干线而被约束为第二电压级，并且，第一和第二跨接电抗器电感器利用环流来生成第三电压级。

在第二实施例中，用于转换功率的系统包括输出节点和在输出节点与第一电压干线之间耦合的第一跨接电抗器电感器。第一跨接电抗器电感器具有被约束为第一干线的电压级的电压级。系统还包括在输出节点与第二电压干线之间耦合的第二跨接电抗器电感器。第二跨接电抗器电感器具有被约束为第二电压干线的电压级的电压级。第一和第二跨接电抗器电感器分配第一和第二电压干线的电压级，以生成输出节点处的输出电压。系统还包括一个或更多个模块化信号生成单元。每个模块化生成单元包括具有第一阳极和第一阴极的第一电源以及具有第二阳极和第二阴极的第二电源。第二阳极耦合至第一阴极。模块化信号生成单元还包括位于第一电源和第二电源的第一侧的第一通道。此外，第一通道配置成控制第一干线的电压级，并且，包括与第一电源并联的第一开关二极管对和与第二电源并联的第二开关二极管对。模块化信号生成单元还包括位于第一电源和第二电源的与第一通道相反的一侧的第二通道。第二通道配置成控制第二干线的电压级，并且，包括与第一电源并联的第三开关二极管对和与第二电源并联的第四开关二极管对。

在第三实施例中，用于转换功率的方法包括生成大约等于一个或更多个电源电压级的倍数的多个功率级。方法还包括经由跨接电抗器电感器来生成多个功率级的级之间的一个或更多个中间功率级。而且，方法包括使用所生成的多个功率级和一个或更多个中间级来生成输出信号。

技术方案1：一种用于转换功率的系统，包括：

多个电源，串联耦合于第一干线与第二干线之间；

第一跨接电抗器电感器，耦合于所述第一干线与输出节点之间，其中，所述第一跨接电抗器电感器经由所述第一干线而被约束为第一电压级；以及

第二跨接电抗器电感器，耦合于所述第二干线与所述输出节点之间，其中，所述第二跨接电抗器电感器经由所述第二干线而被约束为第二电压级，其中，所述第一和第二跨接电抗器电感器利用环流来生成第三电压级。

技术方案2：如技术方案1所述的系统，包括：

第一部分，包括：

第一多个开关二极管对，配置成将所述第一干线耦合至所述第一电压级；和

第一多个互连二极管，各自将所述第一多个开关二极管对的一个或更多个耦合至所述多个电源的相应的电源；以及

第二部分，包括：

第二多个开关二极管对，配置成将所述第二干线耦合至所述第二电压级；和

第一多个互连二极管，各自将所述第一多个开关二极管对的一个或更多个耦合至所述多个电源的相应的电源，其中，所述第一部分和所述第二部分关于所述多个电源而大体上对称。

技术方案3：如技术方案1所述的系统，其中，所述第一电压级包括由所述多个电源的每个提供的电源电压的第一倍数，并且，所述第二电压级包括所述电源电压的第二倍数。

技术方案4：如技术方案3所述的系统，其中，所述第一电压级不同于所述第二电压级，其中，所述第三电压级处于所述电源电压的倍数之间。

技术方案5：如技术方案4所述的系统，其中，所述第三电压级包括所述电源电压的非整数倍数。