>[0087] [实施方式5]
[0088] 接下来，根据图8,说明本实施方式5的多电平电力变换装置。本实施方式5是在 实施方式3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4半导体元 件S2. 4~SN. 4和奇数级的基本单元的第1半导体元件SI. 1~SN- 1. 1而成的结构。艮口， 在图8中，省略了与端子3、2Ν- 1连接的半导体元件。其它结构与实施方式3相同。另外， Ν是2以上的偶数、Μ彡3。
[0089] 在本实施方式5中，能够从输出端子0UT1~0UTM输出（2Ν+1)电平的电压。
[0090] 根据本实施方式5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。
[0091] 另外，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。
[0092] 进而，能够比实施方式3减少半导体元件的数量。
[0093] [实施方式6]
[0094] 图9是在实施方式1中N= 1、M= 3时的基本单元。由直流电压源DCC1、快速充 电电容器FC1、U相的半导体元件SUN. 1~SUN. 6、V相的半导体元件SVN. 1~SVN. 6、W相 的半导体元件SWN. 1~SWN. 6构成。
[0095] 通过将该基本单元串联地连接两级（在实施方式1中N=2、M= 3)，能够构成图 10所示的5电平电力变换装置。另外，使用了图3(a)的电压选择电路。
[0096] 此时，直流电压源DCCUDCC2的电压是2E，快速充电电容器FC1、FC2的电压是E。 另外，U相的基本电路具有：在两个直流电压源DCC1、DCC2各自的正负极之间依次串联连 接的第1~第4半导体元件SU1. 1~SU1. 4、SU2. 1~SU2. 4 ;-端连接于第1、第2半导体 元件SU1. 1、SU1. 2、SU2. 1、SU2. 2的共用连接点的第5半导体元件SU1. 5、SU2. 5 ;以及一端 连接于第3、第4半导体元件SU1. 3、SU1. 4、SU2. 3、SU2、4的共用连接点的第6半导体元件 SU1.6、SU2. 6。关于V相、W相也是同样的。
[0097] 快速充电电容器FC1、FC2被插入第5半导体元件SU1. 5、SV1. 5、SW1. 5、SU2. 5、 SV2. 5、SW2. 5 的另一端与第 6 半导体元件SUL6、SVL6、SWL6、SU2. 6、SV2. 6、SW2. 6 的另 一端之间。
[0098] U相的电压选择电路由SU1~SU4构成。关于V相、W相也是同样的。
[0099] 另外，U、V、W表示输出端子。另外，作为图10的变形，为了对高电压的耐性，还包 括将各半导体元件串联两个以上来构成的电路，为了对大电流的耐性，还包括将各半导体 元件并联两个以上来构成的电路。
[0100] 另外，如果半导体元件的耐压适合，则可以将图10的半导体元件SU1和SU2这两 个串联的半导体元件置换为1个半导体元件。另外，关于半导体元件SV1和SV2、SW1和SW2、 SU3和SU4、SV3和SV4、SW3和SW4也是同样的。
[0101] 在该电路中，使快速充电电容器FC1和FC2在三相中共用化，能够输出5电平相电 压。
[0102] 表1示出U相的代表性的开关模式例。通过表1的模式对半导体元件进行开关， 从而能够用图11所示的路径输出2E、E、0、一E、一 2E这5个等级的电压。另外，表1以及 图11是一个例子，也可以是其它模式。
[0103] [表 1]
[0104]
[0105] 在图12中，示出输出输出端子U= 2E、输出端子V= 0、输出端子W=- 2E的电 压时的各半导体元件的动作。图12中的〇表示导通中的半导体元件。
[0106] 即使当在上述开关状态下进行了动作的情况下，通过在快速充电电容器FC1的两 端连接半导体元件SU1. 5、SV1. 5、SW1. 5、SU1. 6、SV1. 6、SW1. 6,在快速充电电容器FC2的 两端连接半导体元件SU2. 5、SV2. 5、SW2. 5、SU2. 6、SV2. 6、SW2. 6,也不会使快速充电电容器 FC1、FC2短路而能够动作。
[0107] 因此，能够输出在图27所示的现有的电路结构中无法输出的相电压的组合2E、 0、一2E，并且能够简化用于输出2E、0、一2E的控制。
[0108] 接下来，对图12所示的电路中的动作时的半导体元件的耐压进行说明。
[0109] 作为例子，对U相输出2E、V相输出0、W相输出一 2E的电压的情况进行说明。另 外，此时，设为半导体元件SW2. 1、SW2. 2、SW1、SW2的关断时的阻抗全部相等的条件。
[0110] 在该情况下，半导体元件SW2. 1的集电极端子的电位是2E、输出端子W的电位（即 半导体元件SW2的发射极端子的电位）是一 2E，所以通过基于半导体元件SW2. 1、SW2. 2、SW1、SW2的阻抗的分压，半导体元件SW2. 2和SW1的共用连接点的电位成为0。因此，半导 体元件SW1和SW2的串联连接电路的施加电压成为2E。另外，各电位的基准点成为图10的 〇端子。该条件是半导体元件SW2. 1、SW2. 2、SW1、SW2的串联连接电路之间的施加电压成为 最大（4E)的条件。
[0111] 因此，在图10所示的电路中，稳态时的半导体元件SW1和SW2的串联连接电路的 施加电压最大值成为2E。这对于半导体元件SU1和SU2、SV1和SV2、SU3和SU4、SV3和SV4、 SW3和SW4也是同样的。
[0112] 另一方面，在图29 (a)的现有电路中，有通过开关元件的接通/关断状态，端子W0 的电压成为E、输出端子0UT_W的电压成为一 2E的模式。此时，对开关元件SW5施加3E的 施加电压。
[0113] 在图29 (b)的现有电路中，有通过开关元件的接通/关断状态，端子W0的电压成 为E、输出端子0UT_W的电压成为一2E的模式。此时，对开关元件SW5施加3E的施加电压。
[0114] 通过以上，本实施方式6具有如下的优点：相比于图29(a)、（b)的现有电路，与输 出端子直接连接的半导体元件的耐压可以低。
[0115] 另外，本实施方式6没有如图29(a)、（b)那样的U相、V相、W相这3相量的电流 流过的半导体元件。因此，不需要冷却效果好的散热片。
[0116] 这些情况在装置的成本方面、小型化方面也是有利的。
[0117] 另外，在本实施方式6中，对3相输出电路进行了说明，但即使对于将输出相数增 加到4相以上的电路，也不会使快速充电电容器FC1、FC2短路而能够独立地输出各相的相 电压。相比于图29(a)、（b)所示的现有电路，关于半导体元件的耐压的优势以及没有3相 量的电流流过的半导体元件的优势，也是同样的。
[0118] [实施方式7]
[0119] 接下来，根据图13,说明本实施方式7的多电平电力变换装置。本实施方式7的多 电平电力变换装置是在实施方式3中，N= 2、Μ= 3、使用了图3(a)的电压选择电路的结 构。另外，u、v、w表不输出端子。
[0120] 基本电路具有：一端连接于串联连接的两个直流电压源DCC1、DCC2中的偶数级的 直流电压源DCC2的负极端的、3相共用的第4半导体元件S2. 4 ;在上述偶数级的直流电压 源DCC2的正极端与偶数级的第4半导体元件S2. 4的另一端之间依次串联连接的3相的 第1~第3半导体元件SU2. 1~SU2. 3、SV2. 1~SV2. 3、SW2. 1~SW2. 3 ; -端连接于偶数 级的第1、第2半导体元件SU2. 1、SU2. 2、SV2. 1、SV2. 2、SW2. 1、SW2. 2的共用连接点的第5 半导体元件SU2. 5、SV2. 5、SW2. 5 ;-端连接于奇数级的直流电压源DCC1的正极端的、3相 共用的第1半导体元件S1. 1 ;在奇数级的第1半导体元件S1. 1的另一端与奇数级的直流 电压源DCC1的负极端之间依次串联连接的3相的第2~第4半导体元件SU1. 2~SU1. 4、 SV1. 2~SV1. 4、SW1. 2~SW1. 4 ;以及一端连接于奇数级的第3、第4半导体元件SU1. 3、 SUL4、SVL3、SVL4、SWL3、SWL4 的共用连接点的第 6 半导体元件SUL6、SVL6、SWL6。
[0121] 快速充电电容器FC2被插入偶数级中的全部第5半导体元件SU2. 5、SV2. 5、SW2. 5 与第3、第4半导体元件SU2. 3、SV2. 3、SW2. 3、SU2. 4的共用连接点之间，快速充电电容器 FC1被插入奇数级中的第1、2半导体元件S1. 1、SU1. 2、SV1. 2、SW1. 2的共用连接点与全部 第6半导体元件SU1. 6、SV1. 6、SW1. 6之间。
[0122] 电压选择电路由SU1~SU4、SV1~SV4、SW1~SW4构成。
[0123] 作为图13的变形，为了对高电压的耐性，还包括将各半导体元件串联两个以上来 构成的电路。另外，为了对大电流的耐性，还包括将各半导体元件并联两个以上来构成的电 路。
[0124] 另外，如果半导体元件的耐压适合，则可以将图13所示的串联连接的两个半导体 元件SU1和SU2置换为1个半导体元件。另外，关于半导体元件SV1和SV2、SW1和SW2、SU3 和SU4、SV3和SV4、SW3和SW4也是同样的。
[0125] 在本实施方式7中，也能够输出用图27所示的现有电路无法输出的相电压的组合 2E、0、一 2E。图14示出其情形。图14中的〇表示导通的半导体元件。
[0126] 在图14中，示出输出输出端子U= 2E、输出端子V= 0、输出端子W=- 2E时的 各半导体元件的动作。此时，由于对快速充电电容器FC2连接了半导体元件SU2. 5、SV2. 5、 SW2. 5,对快速充电电容器FC1连接了半导体元件SU1. 6、SV1. 6、SW1. 6,所以不会使快速充 电电容器FC1、FC2短路而能够输出2E、0、一 2E，并且能够简化用于输出2E、0、一 2E的控制。
[0127] 在本实施方式7中，在半导体元件SW2. 1、SW2. 2、SW1、SW2的关断时的阻抗全部相 等的条件下，也与实施方式6同样地，稳态时的半导体元件SW1和SW2的串联连接电路的施 加电压最大值成为2E。这对于半导体元件SU1和SU2、SV1和SV2、SW1和SW2、SU3和SU4、 SV3和SV4、SW3和SW4也是同样的。
[0128] 另外，在本实施方式7中，对3相输出电路进行了说明，但即使对于将输出相数增 加到4相以上的电路，也不会使快速充电电容器FC1、FC2短路而能够独立地输出各相的相 电压。关于与图29(a)、（b)所示的现有电路比较的半导体元件的耐压的优势，也是同样的。
[0129][实施方式8]
[0130] 图15是示出本实施方式8的多电平电力变换装置的电路结构图。本实施方式8 是在实施方式2中，N= 2、M= 3、使用了图3(a)的电压选择电路的结