[发明专利]用于模块化多电平电力转换器的按需备用电力单元

权利要求书

1.一种多相多电平逆变器，包括：

多个逆变器相腿电路，所述多个逆变器相腿电路各自包括串联连接在逆变器相输出节点与对应的逆变器相第一节点之间以在所述逆变器相输出节点处提供相电压信号的多个逆变器级，各个逆变器级包括：

输出端，以及

切换电路，所述切换电路包括耦接在对应的DC电压源与所述输出端之间的多个切换器件，所述切换电路能够工作用以根据多个切换控制信号在所述输出端处提供具有至少两个分立电平中的一个的幅度的输出电压，所述多个逆变器级的所述输出端串联耦接；以及

备用级系统，所述备用级系统包括：

备用逆变器级，所述备用逆变器级包括备用级输出端和备用级切换电路，所述备用级切换电路包括耦接在备用级DC电压源与所述备用级输出端之间的多个备用级切换器件，所述备用级切换电路能够工作用以根据多个备用级切换控制信号在所述备用级输出端处提供具有至少两个分立电平中的一个的幅度的输出电压，以及

开关电路，所述开关电路能够工作在第一模式下以将所有逆变器相第一节点连接至公共连接节点，并且能够工作在第二模式下以将所述备用逆变器级连接在所述逆变器相第一节点中所选的一个与所述公共连接节点之间并且将剩余的逆变器相第一节点与所述公共连接节点连接。

2.根据权利要求1所述的多相多电平逆变器，还包括旁路控制电路，所述旁路控制电路提供选择控制信号以将所述开关电路置于所述第二模式下，并且使得所述开关电路响应于包括所述逆变器相第一节点中所述所选的一个的所述逆变器相腿电路中的所述多个逆变器级中给定的一个的旁路而将所述备用逆变器级连接在所述逆变器相第一节点中所述所选的一个与所述公共连接节点之间。

3.根据权利要求2所述的多相多电平逆变器，其中，所述旁路控制电路提供旁路信号以将所述多个逆变器级中所述给定的一个旁路，并且提供所述选择控制信号以使得所述开关电路将所述备用逆变器级连接在包括所述多个逆变器级中所述给定的一个的所述逆变器相腿电路的所述逆变器相第一节点与所述公共连接节点之间。

4.根据权利要求1所述的多相多电平逆变器，其中，所述多个逆变器级是各自包括耦接在对应的所述DC电压源与对应的所述输出端之间的四个切换器件的H桥级，所述多个逆变器级各自能够工作用以根据对应的所述切换控制信号在对应的所述输出端处提供具有至少两个分立电平中的一个的幅度的输出电压。

5.根据权利要求1所述的多相多电平逆变器，其中，所述备用逆变器级是包括耦接在所述备用级DC电压源与所述备用级输出端之间的四个切换器件的H桥级。

6.根据权利要求1所述的多相多电平逆变器，其中，所述备用级系统还包括第二备用逆变器级，所述第二备用逆变器级包括第二备用级输出端和第二备用级切换电路，所述第二备用级输出端与所述备用级输出端串联连接，所述第二备用级切换电路包括耦接在第二备用级DC电压源与所述第二备用级输出端之间的第二多个备用级切换器件，所述第二备用级切换电路能够工作用以根据第二多个备用级切换控制信号在所述第二备用级输出端处提供具有至少两个分立电平中的一个的幅度的输出电压；并且其中，所述开关电路能够工作在所述第二模式下以将所述备用逆变器级连接在所述逆变器相第一节点中所述所选的一个与所述公共连接节点之间，并且将剩余的逆变器相第一节点与所述公共连接节点连接。

7.根据权利要求6所述的多相多电平逆变器，还包括旁路控制电路，所述旁路控制电路提供选择控制信号以将所述开关电路置于所述第二模式下，并且使得所述开关电路将所述备用逆变器级连接在所述逆变器相第一节点中所述所选的一个与所述公共连接节点之间。

8.根据权利要求7所述的多相多电平逆变器，其中，所述旁路控制电路提供旁路信号以将所述多个逆变器级中给定的一个旁路，并且提供所述选择控制信号以使得所述开关电路将所述备用逆变器级连接在包括所述多个逆变器级中所述给定的一个的所述逆变器相腿电路的所述逆变器相第一节点与所述公共连接节点之间。

9.根据权利要求1所述的多相多电平逆变器，还包括多个外部旁路开关电路，所述多个外部旁路开关电路各自耦接以将所述多个逆变器级中对应的一个的所述输出端选择性地旁路。

10.根据权利要求1所述的多相多电平逆变器，其中，所述各个逆变器级包括内部旁路开关电路，所述内部旁路开关电路将所述逆变器级的所述输出端选择性地旁路。