用于三电平转换器的开关分支及其控制方法
【专利摘要】公开了用于三电平转换器的开关分支及其控制方法。一种用于将三电平转换器的开关分支控制成停止状态的方法以及开关分支，该开关分支包括：第一半导体开关（S1）和第二半导体开关（S2）；第一二极管（D1）和第二二极管（D2）；第三半导体开关（S3）和第四半导体开关（S4）；第三二极管（D3）和第四二极管（D4）；第五半导体开关（S5）和第六半导体开关（S6）；第五二极管（D5）和第六二极管（D6）；以及用于控制这些半导体开关的装置（10），其中，在要将该开关分支设置成停止状态时，在该开关分支的主电路中流动的电流以受控方式被传送至在转换器的主电路的所有半导体开关被关断时传导电流的二极管。
【专利说明】用于三电平转换器的开关分支及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将三电平转换器的开关分支控制成停止状态的方法以及一种用于三电平转换器的开关分支。
【背景技术】
[0002]三电平转换器是具有三个直流(DC)极的转换器。除了 DC正极和DC负极外，三电平转换器还具有 DC 中性极。T.Briickner, S.Bernet and H.Giildner, "The Active NPCConverter and Its Loss-Balancing Control' IEEE transactions on industrialelectronics, Vol.52，N0.3，June2005中给出了三电平中性点箝位转换器的示例。具体地，给出了有源三电平中性点箝位(ANPC )转换器的示例。
[0003]图1示出了三电平转换器的开关分支的主电路的示例。该开关分支包括六个二极管Dl至D6和六个可控半导体开关SI至S6。包括一个或更多个如图1 一样的开关分支的转换器可以用作整流器或逆变器。然后，根据所使用的调制方案来控制开关SI至S6。
[0004]当三电平转换器被设置成停止状态时，其中转换器的主电路的所有半导体开关被关断并且在电路中流动的可能的剩余电流流过二极管Dl和D2或D3和D4直到变成零为止，这尤其应当在故障情形的情况下来安全地执行。US7508640公开了一种用于转换器电路中的故障处理的方法，在该方法中，首先检测故障电流路径，然后基于该信息来执行适当的故障开关序列。在所公开的方法中，观察每个半导体开关的开关状态，然后确定故障情形。
[0005]关于以上解决方案的可能的问题是需要以相特定的方式来执行故障的检测和确定。因此，转换器的每个相需要检测故障以便执行适当的故障开关序列。这又会造成对故障的响应的延迟并可能会造成对转换器装备的损坏。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种方法以及用于实现该方法的设备，以使得解决或至少减轻以上问题。本发明的目的通过特征在于独立权利要求所陈述的内容的方法、计算机程序产品、用于三电平转换器的开关分支以及转换器来实现。从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。
[0007]本发明基于以下思想:在要将用于三电平转换器的开关分支设置成停止状态时，在开关分支的主电路中流动的电流以受控方式被传送至当转换器的主电路的所有可控半导体开关被关断时传导剩余电流的二极管。本发明还基于以下思想:基于开关分支的交流极连接或上次连接至直流正极还是直流负极来确定所使用的开关序列。
[0008]本发明的解决方案提供了以下优点:能够在无需不必要的延迟和无需例如以相特定方式执行任何故障或故障类型检测的情况下将用于三电平转换器的开关分支和整个转换器设置成停止状态。另外，本发明的解决方案能够用在出于任何原因而要停止转换器的故障情形和正常情形二者中。在本发明的解决方案中，转换器的每个相中的电流通过DC中性极电势被换流至最终的二极管中，从而由不同的主电路配置所造成的可能的漏电感不会引起功率半导体上的高电压峰值。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]现在将结合优选实施例并参照附图来更加详细地描述本发明，在附图中:
[0010]图1示出了根据实施例的三电平转换器的开关分支的电路图；
[0011]图2示出了根据实施例的三电平转换器的开关分支的电路图；
[0012]图3示出了半导体模块结构的示例；
[0013]图4示出了根据实施例的三相三电平转换器的主电路的电路图；
[0014]图5示出了根据实施例的开关序列；
[0015]图6示出了根据实施例的开关序列；
[0016]图7示出了根据实施例的开关序列；
[0017]图8示出了根据实施例的开关序列；
[0018]图9示出了根据实施例的开关序列；以及
[0019]图10示出了根据实施例的开关序列。
【具体实施方式】
[0020]本发明的应用不限于任何特定的系统，而是可以应用于各种电气系统。另外，本发明的使用不限于利用特定基频的任何系统或任何特定电压电平。
[0021]图2示出了根据实施例的三电平转换器的开关分支的电路图。应当注意，该图仅示出了理解本发明所必需的元件。该开关分支可以例如是多相转换器(诸如三相转换器)的一个开关分支或者是单相转换器的开关分支。这样的转换器可以用作整流器和/或逆变器。图2的开关分支包括交流极AC、直流正极Udc+、直流负极Udc-和直流中性极NP。此外，该开关分支包括串联连接在开关分支的直流正极Udc+与交流极AC之间的第一可控半导体开关SI和第二可控半导体开关S2，其中第一可控半导体开关SI连接至直流正极Udc+。第一二极管Dl与第一可控半导体开关SI并联连接，以及第二二极管D2与第二可控半导体开关S2并联连接。此外，该开关分支包括串联连接在开关分支的直流负极Udc-与交流极AC之间的第三可控半导体开关S3和第四可控半导体开关S4，其中第四可控半导体开关S4连接至直流负极Udc-。第三二极管D3与第三可控半导体开关S3并联连接，以及第四二极管D4与第四可控半导体开关S4并联连接。此外，该开关分支包括第五可控半导体开关S5和第六可控半导体开关S6，该第五可控半导体开关S5连接在第一可控半导体开关SI和第二可控半导体开关S2之间的连接点与直流中性极NP之间，该第六可控半导体开关S6连接在第三可控半导体开关S3和第四可控半导体开关S4之间的连接点与直流中性极NP之间。第五二极管D5与第五可控半导体开关S5并联连接，以及第六二极管D6与第六可控半导体开关S6并联连接。可控半导体开关SI至S6可以是IGBT (绝缘栅双极晶体管)或FET (场效应晶体管)或任何相应的可控半导体开关。图2还示出了能够通过其来控制开关SI至S6的控制布置10。半导体开关SI至S6的控制可以涉及一个或更多个另外的控制部件(未示出)。
[0022]根据实施例，第一半导体开关S1、第一二极管D1、第五半导体开关S5和第五二极管D5可以存在于第一开关分支特定半导体模块11中，以及第四半导体开关S4、第四二极管D4、第六半导体开关S6和第六二极管D6可以存在于第二开关分支特定半导体模块12中。在该上下文中，术语“半导体模块”一般指包括布置在公共基底上并以适当方式彼此电连接的若干个半导体元件的模块。而且，如图2所示，第二半导体开关S2、第二二极管D2、第三半导体开关S3和第三二极管D3可以存在于第三开关分支特定半导体模块13中。图3示出了半导体模块结构的示例，借助于该半导体模块结构可实现图2的可能的第一开关分支特定半导体模块11、可能的第二开关分支特定半导体模块12和可能的第三开关分支特定半导体模块13。图3的逆变器分支模块包括串联连接的两个半导体开关，其中，每个半导体开关均以图中所示的方式与二极管并联连接。借助于图3描述的半导体模块结构或相应的结构，易于实现图2的开关分支结构。
[0023]根据实施例，可以通过将根据上述任意实施例的三个开关分支连接在一起来实现三相三电平转换器。图4示出了根据实施例的转换器的示例性电路图，该转换器包括三个与图2的开关分支对应的开关分支。已通过以下方式将三个开关分支连接在一起:将每个开关分支的直流正极Udc+连接在一起,将每个开关分支的直流负极Udc-连接在一起,并且将每个开关分支的直流中性极NP连接在一起。该图仅示出了用于理解本发明所需要的部件。为了清楚，图4未示出用于这些半导体开关的控制布置。图4的转换器既可以用作整流器又可以用作逆变器。应当注意，在不背离本发明的基本思想的情况下，转换器电路配置可以与图4所示的配置不同。因而，示例性的三相转换器包括分别具有交流极AC1、AC2和AC3的三个开关分支。每个开关分支均包括如上结合图2所述连接的第一二极管D11、D12、D13、第二二极管 D21、D22、D23、第三二极管 D31、D32、D33、第四二极管 D41、D42、D43、第五二极管D51、D52、D53以及第六二极管D61、D62、D63。每个开关分支均还包括如上结合图2所述连接的第一半导体开关511、512、513、第二半导体开关521、522、523、第三半导体开关S31、S32、S33、第四半导体开关S41、S42、S43、第五半导体开关S51、S52、S53以及第六半导体开关S61、S62、S63。半导体开关Sll至S63可以是IGBT (绝缘栅双极晶体管)或FET (场效应晶体管)或任何相应的半导体开关。如所示出的，图4的示例性转换器的直流中间电路可以包括电容器Cl和C2。根据所使用的电路配置，中间电路的结构还可以不同。
[0024]根据实施例，当要停止转换器时，优选地，首先关断外部开关SI和S4。优选地，基本上与关断开关SI同时地接通NP开关S6，除非该NP开关S6已经接通。以相应的方式，优选地，基本上与关断开关S4同时地接通NP开关S5，除非该NP开关S5已经接通。优选地，仅在这些措施之后，优选地在第一预定延迟Tl之后，关断内部开关S2和S3。然后，此后优选地在第二预定延迟T2之后优选地关断先前被接通的NP开关S5或S6。当作出停止转换器的决定时，优选地基本上与关断外部开关SI或S4同时地关断未特别接通然而可能已经接通的NP开关S5或S6。
[0025]根据以上所述并根据实施例，能够通过首先确定开关分支的半导体开关的状态(接通或关断)而将开关分支控制为停止状态。由于转换器的正常控制，与半导体开关的状态有关的信息通常总是容易可得到的。然后，根据所确定的这些可控半导体开关的状态来执行下面的序列a)至f)中的一个序列:
[0026]a)如果第一可控半导体开关SI和第二可控半导体开关S2为接通并且第六可控半导体开关S6为关断，那么基本上同时地控制第一可控半导体开关SI关断并且控制第六可控半导体开关S6接通，在第一预定延迟Tl之后控制第二可控半导体开关S2关断，以及在第二预定延迟T2之后控制第六可控半导体开关S6关断。图5中示出了该序列，该序列与交流极AC初始连接至直流正极Udc+的情形相关。电流初始流过第一开关SI和第二开关S2或流过第一二极管Dl和第二二极管D2。
[0027]b)如果第一可控半导体开关S1、第二可控半导体开关S2和第六可控半导体开关S6为接通，那么控制第一可控半导体开关SI关断，在第一预定延迟Tl之后控制第二可控半导体开关S2关断，以及在第二预定延迟T2之后控制第六可控半导体开关S6关断。图6中示出了该序列，该序列与交流极AC初始连接至直流正极Udc+并且第六开关S6也接通的情形相关。电流初始流过第一开关SI和第二开关S2或流过第一二极管Dl和第二二极管D2。
[0028]c)如果第二可控半导体开关S2和第五可控半导体开关S5为接通，那么基本上同时地控制第五可控半导体开关S5关断并且控制第六可控半导体开关S6接通，在第一预定延迟Tl之后控制第二可控半导体开关S2关断，以及在第二预定延迟T2之后控制第六半导体开关S6关断。图7中示出了该序列，该序列与交流极AC初始连接至直流中性极NP的情形相关。电流初始流过第二开关S2和第五二极管D5或流过第五开关S5和第二二极管D2。
[0029]d)如果第三可控半导体开关S3和第四可控半导体开关S4为接通并且第五可控半导体开关S5为关断，那么基本上同时地控制第四可控半导体开关S4关断并且控制第五可控半导体开关S5接通，在第一预定延迟Tl之后控制第三可控半导体开关S3关断，以及在第二预定延迟T2之后控制第五可控半导体开关S5关断。图8中示出了该序列，该序列与交流极AC初始连接至直流负极Udc-的情形相关。电流初始流过第三开关S3和第四开关S4或流过第三二极管D3和第四二极管D4。
[0030]e)如果第三可控半导体开关S3、第四可控半导体开关S4和第五半导体开关S5为接通，那么控制第四可控半导体开关S4关断，在第一预定延迟Tl之后控制第三可控半导体开关S3关断，以及在第二预定延迟T2之后控制第五可控半导体开关S5关断。图9中示出了该序列，该序列与交流极AC初始连接至直流负极Udc-并且第五开关S5也接通的情形相关。电流初始流过第三开关S3和第四开关S4或流过第三二极管D3和第四二极管D4。
[0031]f)如果第三可控半导体开关S3和第六可控半导体开关S6为接通，那么基本上同时地控制第五可控半导体开关S5接通并且控制第六可控半导体开关S6关断，在第一预定延迟Tl之后控制第三可控半导体开关S3关断，以及在第二预定延迟T2之后控制第五可控半导体开关S5关断。图10中示出了该序列，该序列与交流极AC初始连接至直流中性极NP的情形相关。电流初始流过第三开关S3和第六二极管D6或流过第六开关S6和第三二极管D3。
[0032]根据实施例，第一预定延迟Tl可以小于IOys (可设置的值为Oys至IOys)并且第二预定延迟T2可以小于IOys (可设置的值为Oys至10ys)。然而，它们的值可以变化并且依赖于例如所使用的功率半导体的类型和主电路的结构。
[0033]由于以上序列，电流总是以受控方式被换流至最终二极管使得通过近似为Udc/2的电压应力发生这些切换中的每个切换，即任何半导体上的电压将不等于总的DC电压Udc。能够结合以上实施例应用各种关断方法。例如，半导体开关的关断可以包括在其期间栅极电荷以较低速度被释放并且此后以较高速度被释放的软关断时段。
[0034]根据实施例，可以响应于例如来自转换器的操作者的停止命令而将开关分支控制为停止状态。根据实施例，可以响应于检测到故障情形而将开关分支控制为停止状态。这样的故障可能会发生在例如转换器的开关分支中、转换器中的其他处或与转换器连接的装置(诸如由转换器供给的装置)中或者在对转换器馈电的电源中。故障情形的示例是转换器部件中的故障或者转换器部分的任一个部分中的短路或接地故障。可以例如借助于特定的故障诊断功能来检测故障情形，该故障诊断功能监测转换器的开关分支的操作或整个转换器的操作并检测是否发生了与正常操作的差异。这类故障诊断功能可以合并在控制单元10中或由一个或更多个独立单元(未示出)来实现。
[0035]根据上述各个实施例的半导体开关的控制能够通过或经由控制布置10来执行，该控制布置10还能够执行开关的正常调制控制。还可以使用用于执行本发明的控制功能的另外的或独立的逻辑单元或物理单元(未示出)。本发明的功能能够使用例如独立逻辑布置来实现，该逻辑布置可以例如独立于开关的正常调制控制。
[0036]根据以上实施例中任一个实施例或其组合来控制可控半导体开关的控制布置10和/或独立逻辑布置能够被实现为一个单元或实现为两个或更多个独立单元，这些单元被配置成实现各个实施例的功能。这里，术语“单元”一般指物理或逻辑实体，诸如物理装置或其一部分或者软件例程。根据实施例中任一个实施例的控制布置10例如可以至少部分地借助于设置有适当软件的一个或多个计算机或者相应的数字信号处理(DSP)装备来实现。优选地，这样的计算机或数字信号处理装备至少包括中央处理单元(CPU)(诸如通用数字信号处理器)和提供用于算术运算的存储区域的工作存储器(RAM)。该CPU可以包括一组寄存器、算术逻辑单元和CPU控制单元。通过从RAM传送到CPU的程序指令序列来控制CPU控制单元。CPU控制单元可包含用于基本操作的大量微指令。微指令的实现可以根据CPU设计而变化。可以通过编程语言对程序指令进行编码，该编程语言可以是高级程序语言(诸如C、Java等)或者是低级程序语言(诸如机器语言或汇编语言)。计算机还可以具有向写有程序指令的计算机程序提供系统服务的操作系统。实施本发明的计算机或其他设备或者其一部分还可以包括用于接收例如测量结果和/或控制数据的适当输入装置和用于输出例如控制数据的输出装置。还可以使用模拟电路、诸如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程逻辑器件(PLD)、或者用于实现根据实施例中任一个实施例的功能的分立电气部件和装置。例如，根据实施例中任一个实施例的控制布置10可以至少部分地借助这样的模拟电路或可编程逻辑器件(诸如FPGA电路)来实现。可以使用例如FPGA电路或其他类型的可编程逻辑器件来实现根据实施例中任一个实施例的逻辑功能。
[0037]本发明可以在现有的系统元件中实现或通过以集中或分布的方式使用独立的专用元件或装置来实现。当前转换器开关分支或转换器例如可以包括诸如FPGA电路的可编程逻辑器件、或者能够用在根据本发明实施例的功能中的处理器和存储器。因此，用于例如在现有的转换器开关分支或转换器中实现本发明的实施例所需要的全部修改和配置都可以被执行为软件例程，该软件例程可以被实现为添加或更新的软件例程。如果本发明的功能中的至少一部分通过软件来实现，则可以将这样的软件提供作为包括计算机程序代码的计算机程序产品，该计算机程序代码当在计算机上运行时使计算机或相应的布置执行如上所述根据本发明的功能。这样的计算机程序代码可以存储或一般实施在诸如适当存储器的计算机可读介质上，例如闪存或光存储器，计算机程序代码可从该计算机可读介质加载到执行程序代码的一个或多个单元。另外，实现本发明的这样的计算机程序代码可以经由例如适当的数据网络被加载到执行计算机程序代码的一个或多个单元，并且该计算机程序代码可以替换或更新可能现有的程序代码。
[0038]对于本领域技术人员而言明显的是，随着技术进步，可以各种方式来实现本发明的基本思想。因此，本发明及其实施例并不限于以上示例而是可以在权利要求的范围内变化。
【权利要求】
1.一种用于将三电平转换器的开关分支控制成停止状态的方法，所述开关分支包括:第一可控半导体开关(SI ;S11、S12、S13)和第二可控半导体开关(S2 ;S21、S22、S23)，所述第一可控半导体开关和所述第二可控半导体开关串联连接在所述开关分支的直流正极(Udc+)与交流极(AC ;AC1、AC2、AC3)之间，其中所述第一可控半导体开关连接至所述直流正极； 与所述第一可控半导体开关并联连接的第一二极管(D1 ;D11、D12、D13)以及与所述第二可控半导体开关并联连接的第二二极管(D2 ;D21、D22、D23)； 第三可控半导体开关(S3 ;S31、S32、S33)和第四可控半导体开关(S4 ;S41、S42、S43)，所述第三可控半导体开关和所述第四可控半导体开关串联连接在所述开关分支的直流负极(Udc-)与所述交流极(AC ;AC1、AC2、AC3)之间，其中所述第四可控半导体开关连接至所述直流负极； 与所述第三可控半导体开关并联连接的第三二极管(D3 ;D31、D32、D33)以及与所述第四可控半导体开关并联连接的第四二极管(D4 ;D41、D42、D43)； 第五可控半导体开关(S5 ;S51、S52、S53)，所述第五可控半导体开关连接在所述第一可控半导体开关和所述第二可控半导体开关之间的连接点与直流中性极(NP)之间； 第六可控半导体开关(S6 ;S61、S62、S63)，所述第六可控半导体开关连接在所述第三可控半导体开关和所述第四可控半导体开关之间的连接点与所述直流中性极(NP)之间；与所述第五可控半导体开关并联连接的第五二极管(D5 ;D51、D52、D53)以及与所述第六可控半导体开关并联连接的第六二极管(D6 ;D61、D62、D63)，其中所述方法包括: 确定所述可控半导 体开关的状态，其特征在于，所述方法还包括: a)在所述第一可控半导体开关和所述第二可控半导体开关为接通并且所述第六可控半导体开关为关断的情况下， 基本上同时地控制所述第一可控半导体开关关断并且控制所述第六可控半导体开关接通； 在第一预定延迟之后控制所述第二可控半导体开关关断；以及 在第二预定延迟之后控制所述第六可控半导体开关关断， b)在所述第一可控半导体开关、所述第二可控半导体开关和所述第六可控半导体开关为接通的情况下， 控制所述第一可控半导体开关关断； 在所述第一预定延迟之后控制所述第二可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第六可控半导体开关关断， c)在所述第二可控半导体开关和所述第五可控半导体开关为接通的情况下， 基本上同时地控制所述第五可控半导体开关关断并且控制所述第六可控半导体开关接通； 在所述第一预定延迟之后控制所述第二可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第六可控半导体开关关断， d)在所述第三可控半导体开关和所述第四可控半导体开关为接通并且所述第五可控半导体开关为关断的情况下， 基本上同时地控制所述第四可控半导体开关关断并且控制所述第五可控半导体开关接通； 在所述第一预定延迟之后控制所述第三可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第五可控半导体开关关断， e)在所述第三可控半导体开关、所述第四可控半导体开关和所述第五可控半导体开关为接通的情况下， 控制所述第四可控半导体开关关断； 在所述第一预定延迟之后控制所述第三可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第五可控半导体开关关断， 或者 f)在所述第三可控半导体开关和所述第六可控半导体开关为接通的情况下， 基本上同时地控制所述第五可控半导体开关接通并且控制所述第六可控半导体开关关断； 在所述第一预定延迟之后控制所述第三可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定 延迟之后控制所述第五可控半导体开关关断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于停止命令或检测到故障情形而将所述开关分支控制成停止状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障情形是在所述开关分支中、在所述转换器中或在与所述转换器连接的装置中的故障情形。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述第一预定延迟小于10μ s并且所述第二预定延迟小于10 μ S。
5.一种用于三电平转换器的开关分支，所述开关分支包括: 第一可控半导体开关(SI ;S11、S12、S13)和第二可控半导体开关(S2 ;S21、S22、S23)，所述第一可控半导体开关和所述第二可控半导体开关串联连接在所述开关分支的直流正极(Udc+)与交流极(AC ;AC1、AC2、AC3)之间，其中所述第一可控半导体开关连接至所述直流正极； 与所述第一可控半导体开关并联连接的第一二极管(D1 ;D11、D12、D13)以及与所述第二可控半导体开关并联连接的第二二极管(D2 ;D21、D22、D23)； 第三可控半导体开关(S3 ;S31、S32、S33)和第四可控半导体开关(S4 ;S41、S42、S43)，所述第三可控半导体开关和所述第四可控半导体开关串联连接在所述开关分支的直流负极(Udc-)与所述交流极(AC ;AC1、AC2、AC3)之间，其中所述第四可控半导体开关连接至所述直流负极； 与所述第三可控半导体开关并联连接的第三二极管(D3 ;D31、D32、D33)以及与所述第四可控半导体开关并联连接的第四二极管(D4 ;D41、D42、D43)； 第五可控半导体开关(S5 ;S51、S52、S53)，所述第五可控半导体开关连接在所述第一可控半导体开关和所述第二可控半导体开关之间的连接点与直流中性极(NP)之间； 第六可控半导体开关(S6 ;S61、S62、S63)，所述第六可控半导体开关连接在所述第三可控半导体开关和所述第四可控半导体开关之间的连接点与所述直流中性极(NP)之间；与所述第五可控半导体开关并联连接的第五二极管(D5 ;D51、D52、D53)以及与所述第六可控半导体开关并联连接的第六二极管(D6 ;D61、D62、D63);以及用于控制所述可控半导体开关的装置(10)，其中，所述装置被配置成在将所述开关分支设置成停止状态时确定所述可控半导体开关的状态，其特征在于， 用于控制所述可控半导体开关的所述装置(10)被配置成:在确定所述可控半导体开关的状态之后， a)在所述第一可控半导体开关和所述第二可控半导体开关为接通并且所述第六可控半导体开关为关断的情况下， 基本上同时地控制所述第一可控半导体开关关断并且控制所述第六可控半导体开关接通； 在第一预定延迟之后控制所述第二可控半导体开关关断；以及 在第二预定延迟之后控制所述第六可控半导体开关关断， b)在所述第一可控半导体开关、所述第二可控半导体开关和所述第六可控半导体开关为接通的情况下， 控制所述第一可控半导体开关关断； 在所述第一预定延迟之后控制所述第二可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第六可控半导体开关关断， c)在所述第二可控半导体开关和所述第五可控半导体开关为接通的情况下， 基本上同时地控制所述 第五可控半导体开关关断并且控制所述第六可控半导体开关接通； 在所述第一预定延迟之后控制所述第二可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第六可控半导体开关关断， d)在所述第三可控半导体开关和所述第四可控半导体开关为接通并且所述第五可控半导体开关为关断的情况下， 基本上同时地控制所述第四可控半导体开关关断并且控制所述第五可控半导体开关接通； 在所述第一预定延迟之后控制所述第三可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第五可控半导体开关关断， e)在所述第三可控半导体开关、所述第四可控半导体开关和所述第五可控半导体开关为接通的情况下， 控制所述第四可控半导体开关关断； 在所述第一预定延迟之后控制所述第三可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第五可控半导体开关关断， 或者 f)在所述第三可控半导体开关和所述第六可控半导体开关为接通的情况下， 基本上同时地控制所述第五可控半导体开关接通并且控制所述第六可控半导体开关关断； 在所述第一预定延迟之后控制所述第三可控半导体开关关断；以及 在所述第二预定延迟之后控制所述第五可控半导体开关关断。
6.根据权利要求5所述的用于三电平转换器的开关分支，其特征在于，用于控制所述可控半导体开关的所述装置(10)被配置成响应于接收到停止命令或故障情形的指示而将所述开关分支设置成停止状态。
7.根据权利要求5所述的用于三电平转换器的开关分支，其特征在于， 所述第一可控半导体开关(SI ;S11、S12、S13)、所述第一二极管(D1 ;D11、D12、D13)、所述第五可控半导体开关(S5 ;S51、S52、S53)和所述第五二极管(D5 ;D51、D52、D53)存在于第一开关分支特定半导体模块(11 ;110)中；以及 所述第四可控半导体开关(S4 ;541、542、543)、所述第四二极管(04 ;D41、D42、D43)、所述第六可控半导体开关(S6 ;S61、S62、S63)和所述第六二极管(D6 ;D61、D62、D63)存在于第二开关分支特定半导体模块(12 ；120)中。
8.根据权利要求7所述的用于三电平转换器的开关分支，其特征在于，所述第二可控半导体开关(S2 ;S21、S22、S23)、所述第二二极管(D2 ;D21、D22、D23)、所述第三可控半导体开关(S3 ;S31、S32、S33)和所述第三二极管(D3 ;D31、D32、D33)存在于第三开关分支特定半导体模块(13)中。
9.根据权利要求7所述的用于三电平转换器的开关分支，其特征在于， 所述第二可控半导体开关(S2 ;S21、S22、S23)和所述第二二极管(D2 ;D21、D22、D23)存在于所述第一开关分支特定半导体模块(110)中；以及 所述第三可控半导体开关(S3 ;S31、S32、S33)和所述第三二极管(D3 ;D31、D32、D33)存在于所述第二开关分支特定半导体模块(120)中。
10.根据权利要 求5所述的用于三电平转换器的开关分支，其特征在于，用于控制所述可控半导体开关的所述装置(10)包括一个或更多个模拟电路和/或一个或更多个可编程逻辑器件。
11.根据权利要求10所述的用于三电平转换器的开关分支，其特征在于，所述可编程逻辑器件是现场可编程门阵列。
12.—种三相三电平转换器，包括三个根据权利要求5至11中任一项所述的开关分支。
13.根据权利要求12所述的三相三电平转换器，其特征在于，每个开关分支的直流正极(Udc+)连接在一起,每个开关分支的直流负极(Udc-)连接在一起以及每个开关分支的直流中性极(NP)连接在一起。
14.根据权利要求13所述的三相三电平转换器，其特征在于，用于控制所述三个开关分支中的每个开关分支的可控半导体开关的装置(10)被配置成基本上同时地将所述三个开关分支中的每个开关分支设置成停止状态。
【文档编号】H02M1/36GK104052254SQ201410090047
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】泰勒·维塔宁, 米科·萨里南 申请人:Abb公司