导体元件的共用连接点作为输入端子，在输入端子与 输出端子之间分别具有半导体元件，通过对该半导体元件选择性地进行接通、关断控制，从 输出端子输出上述输入端子中的某一个端子的电位。
[0024] 另外，可以将上述基本电路以及上述电压选择电路的半导体元件的一部分或者全 部的串联数设为2以上。
[0025] 进而，可以将上述基本电路以及上述电压选择电路的半导体元件的一部分或者全 部的并联数设为2以上。
[0026] 根据本发明，在多相的多电平电力变换装置中，从所有相输出任意的电压、并且简 化用于从所有相输出任意的电压电平的控制成为课题。
【附图说明】
[0027] 图1是示出基本单元的图。
[0028] 图2是示出串联连接了Ν个基本单元而成的基本电路的图。
[0029] 图3是示出电压选择电路的电路结构图。
[0030] 图4是示出实施方式1的多电平电力变换装置的图。
[0031] 图5是示出实施方式2的多电平电力变换装置的图。
[0032] 图6是示出实施方式3的多电平电力变换装置的图。
[0033] 图7是示出实施方式4的多电平电力变换装置的图。
[0034] 图8是示出实施方式5的多电平电力变换装置的图。
[0035] 图9是示出实施方式6中的基本单元的电路结构图。
[0036] 图10是示出实施方式6的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0037] 图11是示出实施方式6中的按输出电压的动作例的图。
[0038] 图12是示出实施方式6的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0039] 图13是示出实施方式7的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0040] 图14是示出实施方式7的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0041] 图15是示出实施方式8的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0042] 图16是示出实施方式8的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0043] 图17是示出实施方式9的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0044] 图18是示出实施方式9的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0045] 图19是示出实施方式10的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0046] 图20是示出实施方式10的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0047] 图21是示出实施方式11的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0048] 图22是示出实施方式11的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0049] 图23是示出实施方式12的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0050] 图24是示出实施方式12的多电平电力变换装置的动作例的图。
[0051] 图25是示出实施方式13的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0052] 图26是示出实施方式14的多电平电力变换装置的电路结构图。
[0053] 图27是示出现有的多电平电力变换装置的一个例子的电路结构图。
[0054] 图28是示出现有的多电平电力变换装置的不可输出的输出电压的说明图。
[0055] 图29是示出现有的多电平电力变换装置的另一例子的电路结构图。
【具体实施方式】
[0056] [基本单元]
[0057] 图1是示出在本发明的多电平电力变换装置中使用的基本单元的电路图。基本单 元由6个半导体元件SN. 1~SN. 6 (例如与IGBT等半导体开关元件逆并联地连接了二极管 而成的模块：以下相同）构成。
[0058] 具体而言，如图1所示，端子3与直流电压源（直流电容器或者直流电源）的正极 侧连接，端子1与直流电压源的负极侧连接。另外，端子2'与快速充电电容器（或者直流 电压源）的正极侧连接，端子2"与快速充电电容器的负极侧连接。
[0059] 在上述端子3与端子1之间，依次串联连接半导体元件SN. 1~SN. 4。另外，在端 子2'与半导体元件SN. 1、SN. 2的共用连接点之间，插入半导体元件SN. 5,在端子2"与半 导体元件SN. 3、SN. 4的共用连接点之间，插入半导体元件SN. 6。另外，将半导体元件SN. 2、 SN. 3的共用连接点设为端子2。
[0060] [基本电路]
[0061] 图2示出串联地连接了N个图1所示的基本单元而成的基本电路。在此，设为 N彡2〇
[0062] 在端子编号2N+U2N- 1之间连接直流电压源。在端子编号2N'、2N"之间连接快 速充电电容器。在此，在将直流电压源的电压设为2E、将各快速充电电容器的电压设为E 时，在将基本单元串联地连接了N级而成的结构中，能够"在端子2n处，输出2En、2En-E 或者 2En- 2E"（η= 1、..·、Ν)的电压。
[0063] 通过对端子2Ν、端子2(Ν- 1)、…、端子2分别连接用于选择电压的电压选择电 路，能够实现2Ν+1电平的电力变换装置。
[0064] [电压选择电路]
[0065] 接下来，根据图3,说明电压选择电路。电压选择电路将基本电路的端子（2、…、 2Ν、）作为输入端子，选择从输出端子输出该输入端子中的哪个电位。电压选择电路由图3 的（a)、（b)、（c)、（d)或者它们的组合等构成。在各输入端子与输出端子之间，设置了半导 体元件S1~S28,通过使该半导体元件S1~S28选择性地接通，能够输出输入端子（在（a) 中为 2N_3、2(N- 1)_3、4_3、2_3、在〇3)中为213、2"-1)_3、3_3、2_3、在（(：）中为4_3、 3_3、2_3、在（d)中为 4N+1_3、4N- 1_3、4N- 3_3、5_3、3_3、2_3)中的某一个端子的电位。
[0066][实施方式1]
[0067] 图4是示出本实施方式1的多电平电力变换装置的结构的概略图。如图4所示， 本实施方式1的多电平电力变换装置是使用图2所示的基本电路以及图3所示的电压选择 电路而构成的Μ相N级的多电平电力变换装置。另外，N多2,Μ多3。
[0068] 相模块11~1Μ分别由基本电路和电压选择电路的组合构成。由于基本电路以及 电压选择电路的结构与图2、图3相同，所以省略在此的说明。对相模块11~1Μ的两端端 子U2N+1之间串联地连接Ν个直流电压源DCC1~DCCN，对相模块11~1Μ(基本电路） 的端子3、"·、2Ν- 1分别连接各直流电压源DCC1~DCCN的共用连接点。另外，对相模块 11~1Μ的端子2"、2'、…、2Ν"、2Ν'连接Ν个快速充电电容器FC1~FCN。
[0069] 在此，当将直流电压源DCC1~DCCN的电压控制为2Ε，将快速充电电容器FC1~ FCN的电压控制为Ε时，能够从端子2ρ"(ρ= 1、2、"·、Ν)输出（2ρ- 2)Ε和（2ρ- 1)Ε的 电压。另外，能够从端子2ρ'输出（2ρ- 1)Ε和2ρΕ的电压。另外，能够从端子2ρ- 1输 出（2ρ- 2)Ε的电压，从端子2ρ+1输出2ρΕ的电压。
[0070] 接下来，将端子1、2"、2'、3、..·、2Ν- 1、2Ν"、2Ν'、2Ν+1分别输入到相模块11~ 1Μ。然后，在基本电路中，通过针对每级使半导体元件SI. 1、S1. 2、S1. 3、S1. 4~SN. 1、SN. 2、 SN. 3、SN. 4 选择性地接通，从端子 2、..·、2Ν输出端子 1、2"、2'、3、..·、2Ν- 1、2N"、2N'、2N+1 中的某一个端子的电位。然后，通过利用电压选择电路使各级的基本电路的半导体元件选 择性地接通，从输出端子OUT1~0UTM输出端子2、…、2N中的某一个端子的电位。其结果 是，能够在输出端子0UT1~0UTM输出（2N+1)电平的电压。
[0071] 如以上所述，根据本实施方式1，起到以下（1)、（2)的作用效果。
[0072] (1)相比于图27所示的现有的电路结构，能够输出任意的相电压电平，并且用于 输出任意的相电压电平的控制变得容易。
[0073](2)由于没有如图29(a)、（b)所示的现有的电路结构那样的U相、V相、W相这3 相输出电流流过的功耗高的半导体元件，所以能够使半导体元件冷却用的散热片小型化。
[0074][实施方式2]
[0075] 接下来，根据图5,说明本实施方式2的多电平电力变换装置。本实施方式2的多 电平电力变换装置是将在图2所示的基本电路的偶数级的基本单元中Μ相共用第1半导体 元件S2. 1~SN. 1并省略了第5半导体元件S2. 5~SN. 5的电路、和在基本电路的奇数级的 基本单元中Μ相共用第4半导体元件S1. 4~SN- 1. 4并省略了第6半导体元件S1. 6~ SN- 1. 6的电路连接了Ν级而成的结构。另外，本实施方式2的多电平电力变换装置是Μ 相Ν级，Ν是2以上的偶数、Μ多3。其它结构与实施方式1相同。
[0076] 在实施方式2的结构中，能够从输出端子0UT1~0UTM输出（2Ν+1)电平的电压。 根据本实施方式2的多电平电力变换装置，相比于图27所示的现有的电路结构，变得能够 输出任意的相电压电平，并且用于输出任意的相电压电平的控制变得容易。另外，相比于实 施方式1能够减少半导体元件的数量。
[0077][实施方式3]
[0078] 接下来，根据图6,说明本实施方式3的多电平电力变换装置。在本实施方式3的 多电平电力变换装置是将在图2所示的基本电路的偶数级的基本单元中Μ相共用第4半导 体元件S2. 4~SN. 4并省略了第6半导体元件S2. 6~SN. 6的电路、和在奇数级中的基本 单元中Μ相共用第1半导体元件SI. 1~SN- 1. 1并省略了第5半导体元件S1. 5~SN- 1.5的电路连接了Ν级而成的结构。另外，本实施方式3的多电平电力变换装置是Μ相Ν 级，Ν是2以上的偶数、Μ多3。其它结构与实施方式1相同。
[0079] 在本实施方式3的结构中，能够在输出端子0UT1~0UTM输出（2Ν+1)电平的电压。
[0080] 根据本实施方式3的多电平电力变换装置，起到与实施方式2同样的作用效果。
[0081] [实施方式4]
[0082] 接下来，根据图7,说明本实施方式4的多电平电力变换装置。本实施方式4是在 实施方式2的多电平电力变换装置中，省略了Μ相共用的偶数级的基本单元的第1半导体 元件S2. 1~SN. 1和Μ相共用的奇数级的第4半导体元件S1. 4~SN- 1. 4而成的结构。 即，在图7中，省略了与端子1、5、2Ν- 3、2Ν+1连接的半导体元件。其它结构与实施方式2 相同。另外，Ν是2以上的偶数、Μ彡3。
[0083] 在本实施方式4的结构中，能够在输出端子0UT1~0UTM输出（2Ν+1)电平的电压。
[0084] 根据本实施方式4的多电平电力变换装置，相比于图27所示的现有的电路结构， 变得能够输出任意的相电压电平，并且用于输出任意的相电平的控制变得容易。
[0085] 由于没有如图29 (a)、（b)所示的现有的电路结构那样的U相、V相、W相这3相输 出电流流过的功耗高的半导体元件，所以能够使半导体元件冷却用的散热片小型化。
[0086] 进而，能够比实施方式2减少半导体元件的数量。