二母线308可包含负DC母线。第二串304可在操作上经由第一连接结点310和第二连接结点312耦合到第一串302。第一串302也可包含第一支路314，第一支路314在操作上经由第三连接结点318耦合到第二支路316。而且，第一支路314可包含在操作上经由第一连接结点310和第一电感器326親合到第一可控半导体开关322的第一部分320。类似地，第二支路316可包含在操作上经由第二连接结点312和第二电感器329耦合到第二可控半导体开关328的第二部分324。第三连接结点318可在操作上耦合到第三母线330。此外，第二串304可包含第三可控半导体开关332，第三可控半导体开关332在操作上经由AC相336耦合到第四可控半导体开关334。
[0014]而且，在图2的本示例中，第三母线330可以是直流母线并且更特别的是，是可以相对于第一母线306处于负电势而相对于第二母线308处于正电势的中间DC母线。在一个实施例中，中间母线可以是浮动的或被接地或是高阻抗接地母线。在图2的示例中，可控半导体开关322、328、332、334可包含部分可控半导体开关。然而，在另一个实施例中，可控半导体开关可包含完全可控半导体开关。而且，可控半导体开关可包含部分可控半导体开关和完全可控半导体开关的组合。图2示出的可控半导体开关仅用于表示目的并且在其他实施例中也可使用能够构成或中断相应结点之间的连接的任何其他开关。例如，在一个实施例中，可控半导体开关332和334中的每一个可使用多个串联连接的可控半导体开关代替，只要它们全部一起连接以及断开并且满足其他操作特性。
[0015]另外，第一串302的第一部分320和第二部分324可包含多个开关单元334。开关单元334可以是多个完全可控半导体开关和能量存储装置的组合。完全可控半导体开关可包含绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)、场效应晶体管(FET)、栅控断开闸流管、绝缘栅换向型晶闸管(IGCT)、注入增强栅晶体管(IEGT)、基于碳化硅开关、基于氮化镓开关、基于砷化镓开关或者其等价物。
[0016]现转向图3，描绘了供在图2的桥臂300中使用的诸如图2中开关单元320或324的开关单元的示范性实施例的图解表示400。在目前预期的配置中，开关单元400可称为半桥变换器并且包含完全可控半导体开关402和404、能量存储装置406、第一连接器408和第二连接器410。如先前提到的，完全可控半导体开关402、404可包含IGBT、M0SFET、FET、IEGT、栅控断开闸流管、IGCT、基于碳化硅开关、基于氮化镓开关、基于砷化镓开关或者其等价物。而且，完全可控半导体开关402、404中的每个也可包含功率二极管412，其可以是嵌入的并且与完全可控半导体开关402和404反并联。嵌入的功率二极管412可提供快速恢复式整流(freewheeling)路径。这些功率二极管412也可称为快速恢复式整流二极管。
[0017]在一个非限制示例中，能量存储装置406也可包含电容器。在图3的示例中，完全可控半导体开关402可在操作上串联耦合到能量存储装置406以形成第一臂414。其他的完全可控半导体开关404也形成第二臂416。第二臂416可在操作上并联耦合到第一臂414。另外，第一臂414和第二臂416可在操作上耦合在第一连接器408和第二连接器410之间。虽然图3的示例描绘了如包含两个完全可控半导体开关和一个能量存储装置的半桥变换器配置中的开关单元400，但是也预期其他数量的完全可控半导体开关402、404和能量存储装置406的使用。在一个实施例中，开关单元的一些或全部可布置成形成如将在图4中描述的全桥变换器配置。
[0018]此外，在一个非限制的示例中，在完全可控半导体开关402被激活而完全可控半导体开关404被停用时，能量存储装置406可跨第一连接器408和第二连接器410出现。因此，跨能量存储装置406的电荷作为跨第一连接器408和第二连接器410的电压而出现。备选地，在完全可控半导体开关404被激活而完全可控半导体开关402被停用时，第一臂414被旁路，由此提供跨第一连接器408和第二连接器410的零电压。因此，通过控制图2的第一串302上多个开关单元324中完全可控半导体开关402和404的开关，跨第一串302形成的电压可以被调节。
[0019]现参考图4，描绘了图2中开关单元320或324的备选实施例的图解表示450。在目前预期的配置中，开关单元450可称为全桥变换器并且可包含完全可控半导体开关452、454、464和466、能量存储装置456、第一连接器458和第二连接器460。如先前提到的，完全可控半导体开关452、454、464和466可包含IGBT、MOSFET、FET、IEGT、栅控断开闸流管、IGCT、基于碳化硅开关、基于氮化镓开关、基于砷化镓开关或者其等价物。此外，完全可控半导体开关452、454、464和466中的每个也可分别包含可嵌入的和与完全可控半导体开关反并联的功率二极管468、470、472或474。如能够看出的，与图3的开关单元400相比较，开关单元450包含两个附加的完全可控半导体开关并且开关单元450的输出跨第一连接器458和第二连接器460出现。在一个实施例中，完全可控半导体开关452、454、464、466被控制以调节跨第一连接器458和第二连接器460的电压。与开关单元400相反，开关单元450能够产生跨第一连接器458和第二连接器460的3个电压级。该三个电压级别将会是零电压级以及负极性电压级和正极性电压级，其中正极性电压级和负极性电压级表示跨能量存储装置456的电荷。
[0020]现转向图5 (a) -5 (c)，描绘了根据本公开多方面的诸如图2中桥臂300的变换器桥臂的不同操作状态的图解表示500。
[0021]参考图5 (a)，提出了处于第一操作状态的诸如图2中桥臂300的桥臂502的图解表不。第一操作状态也可称为负状态。桥臂502可包含第一串504和第二串506。桥臂502也可在操作上耦合在第一母线508和第二母线510之间。如在上文提到的，第一母线508可包含正DC母线而第二母线510可包含负DC母线。此外，第一串504可在操作上经由第一连接结点512和第二连接结点514耦合到第二串506。
[0022]另外，诸如第一串504的图2中第一部分320的第一部分和诸如第一串504的图2中第二部分324的第二部分可分别由电压源516和518表不。如上文提到的，第一串504的第一部分和第二部分可包含多个开关单元(未不出)。第一串504的第一部分(即电压源516)在操作上经由第一连接结点512和第一电感器513親合到可控半导体开关S1，并且第一串504的第二部分(即电压源518)在操作上经由第二连接结点514和第二电感器515耦合到另一个可控半导体开关S4。可控半导体开关S1和S4也可经由可在操作上耦合到第三母线524的第三连接结点522而耦合。在目前预期的配置中，第二串506也包含表示为&和33的两个可控半导体开关，其在操作上经由交流(AC)相母线520而耦合。另外，第一母线508处的电压可表示为+Vd。并且第二母线510处的电压可表示为_Vd。。作为示例，第一母线508处+Vd。的电压和第二母线510处-V d。的电压可相对于假接地。第三母线524处的电压也可表示为V-，并且交流相母线处的电压可表示为Va。。在一个实施例中，第三母线524可以是接地母线，因此，使电压V-为零。
[0023]如图5 (a)中所描绘的，在负操作状态期间，可控半导体开关SjP 33被激活并且导通，而可控半导体开关Sjp S4被维持在停用状态。在这种状态期间，电压源516支持母线508和524之间的电压，然而电压源Vjt持母线510和520之间的电压。例如，如果母线524处的电压V-等于零并且母线508处的电压等于+V dc,那么电压源516的电压Vp将需要支持电压+Vd。。类似地，如果母线520处的电压等于火并且母线510处的电压等于-V dc，那么电压源518的电压VJ#需要支持电压V a+Vdc0电压源516和518将通过对应于诸如图2中开