[发明专利]一种用于多电平T型变换器的容错拓扑结构

权利要求书

1.一种电力变换系统，包括：

逆变器，其具有多个逆变器相位支路，每个相位支路包括正开关、负开关和双向中点开关；

冗余相位支路，其包括正冗余开关和负冗余开关，所述正冗余开关被串联连接到所述双向中点开关并通过所述双向中点开关与所述正开关并联，并且所述负冗余开关与所述双向中点开关串联连接并通过所述双向中点开关与所述负开关并联；

微控制器和栅极驱动器，所述栅极驱动器可操作地连接到所述多个逆变器相位支路的开关以及所述冗余相位支路的开关，其中，所述微控制器使用准零电压切换(ZVS)策略以将开关损耗从所述正开关和所述负开关转移到所述正冗余开关和所述负冗余开关，或使用准零电流切换(ZCS)策略以将开关损耗从所述双向中点开关转移到所述正冗余开关和所述负冗余开关，

其中，在检测到所述多个逆变器相位支路中的至少一个开关中的故障状况时，将所述正冗余开关和所述负冗余开关中的一个闭合，以绕过具有故障状况的所述至少一个开关并且保持所述电力变换系统的操作。

2.根据权利要求1所述的电力变换系统，还包括：栅极驱动器电路，其被可操作地连接在所述微控制器与所述多个逆变器相位支路的开关以及所述冗余相位支路的开关之间，其中所述栅极驱动器电路从所述微控制器接收脉宽调制控制信号并将栅极控制信号发送到相应的开关。

3.根据权利要求1所述的电力变换系统，还包括：多个电流换能器，所述多个电流换能器中的电流换能器每个都与所述多个逆变器相位支路中的每个支路相关联，所述多个电流换能器被通信地连接到所述微控制器以向所述微控制器提供电流测量信号，其中所述微控制器识别所述逆变器中的故障状况，并且至少从所述电流测量信号确定识别出的故障的开关位置。

4.根据权利要求3所述的电力变换系统，还包括：

正电容器和负电容器，被串联连接在正端子与负端子之间以限定DC总线中点；

正电压换能器，被连接在所述正端子与所述DC总线中点之间；以及

负电压换能器，被连接在所述负端子与所述DC总线中点之间；

其中所述正电压换能器和所述负电压换能器被通信地连接到所述微控制器，以向所述微控制器提供电压测量信号，所述电压测量信号被所述微控制器用于识别故障状况并确定识别出的故障状况的开关位置。

5.根据权利要求1所述的电力变换系统，还包括：

三相电机，其被连接到所述逆变器，其中所述多个逆变器相位支路包括三个逆变器相位支路。

6.根据权利要求1所述的电力变换系统，还包括：

DC总线，其包括DC总线中点；并且

所述冗余相位支路还包括冗余中点开关，其被连接在所述DC总线中点与正冗余开关以及负冗余开关之间，以用于定义冗余中点。

7.根据权利要求6所述的电力变换系统，其中，所述逆变器相位支路的所述双向中点开关被连接到所述冗余中点。

8.根据权利要求7所述的电力变换系统，其中，在检测到所述逆变器的开关中的故障时，所述微控制器将所述冗余中点开关操作到断开状态。

9.根据权利要求8所述的电力变换系统，其中，在检测到正开关中的故障时，所述微控制器操作处于闭合状态的所述正冗余开关和处于闭合位置的所述双向中点开关以将正电压提供给具有故障状况的相位支路。

10.根据权利要求8所述的电力变换系统，其中，在检测到双向中点开关中的故障时，所述微控制器将具有故障状况的相位支路的所述正开关或所述负开关操作为闭合状态，以将电压提供给具有故障状况的相关相位支路。