整流器电路制造技术

公开了一种用于至少一相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）的具有第一矢量组系统（１）的转换器电路，该第一矢量组系统（１）被提供给每个相（Ｒ，Ｓ，Ｔ），具有第一主矢量组（４），该第一主矢量组（４）由功率半导体开关（２）和连接到所述功率半导体开关（２）的电容器（３）形成，并且具有至少一个中间组（７），该中间组（７）由两个串联连接的受控功率半导体开关（５）和一电容器（６）形成；一个或多个所述中间组（７）连接到所述第二主矢量组（４）。所述第一矢量组系统还具有由功率半导体开关（８）形成的第二主矢量组（９），其中所述中间组（７）或者一中间组（７）连接到该第二主矢量组（９）。根据本发明专利技术，所述整流器电路可得到简化，并且故障率得到减小，其中所述第一主矢量组（４）中的功率半导体开关（２）和所述第二主矢量组（９）中的功率半导体开关（８）各由一个具有单向电流流动方向的不受控电子元件（１１）形成。当有几个相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）时，为了增加电能的存储，相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）的第一矢量组系统（１）相互并联连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及功率电子设备领域，并更具体地涉及如独立权利要求中的前叙部分所述的转换器电路。
技术介绍
现今，转换器电路广泛地用于功率电子应用。如在此情况下，对转换器电路的要求，首先是在以正常方式连接到转换器电路的相的AC电压网络中产生尽可能低的谐波电平，并且，在另一方面，以尽可能小的电子元件的数目，传送尽可能高的功率水平。在WO 01/93412 A2中说明了一种适合的转换器电路。在此文件中，为每相提供第一开关组系统，并且其具有第一主开关组，该第一主开关组是由功率半导体开关和连接到该功率半导体开关的电容器形成的。所述第一主开关组中的功率半导体开关由带有绝缘驱动电极的双极晶体管(IGBT-绝缘栅双极晶体管)，和与该双极晶体管反并联连接的二极管形成。因而，第一主开关组中的功率半导体开关由可驱动的有源电子元件，具体地，所述双极晶体管，以及此外由二极管形成，使得以此方式形成的功率半导体开关允许双向电流流动方向。此外，第一开关组系统具有至少一个中间开关组，其由两个可驱动的串联连接的功率半导体开关和一电容器形成，其中所述中间开关组或一中间开关组连接到第一主开关组。中间开关组中的每个可驱动的功率半导体开关同样由带有隔离驱动电极的双极晶体管和与该双极晶体管反并联连接的二极管形成。此外，第一开关组系统具有由功率半导体开关形成的第二主开关组，其中所述或一中间开关组连接到该第二主开关组。第二主开关组中的功率半导体开关也由带有隔离驱动电极的双极晶体管和与该双极晶体管反并联连接的二极管形成。因而，第二主开关组中的功率半导体开关也由可驱动的有源电子元件，具体地，带有隔离驱动电极的双极晶体管，以及此外由二极管形成，在此情况下，以此方式形成的功率半导体开关同样允许已提及的双向电流流动方向。根据WO 01/93412 A2的转换器电路具有的问题是，在第一主开关组和第二主开关组中的功率半导体开关具有大数量的电子元件，即功率半导体开关由带有隔离驱动电极的双极晶体管以及此外由二极管形成。电子元件的大数量使转换器电路的设计变得复杂，引起转换器电路的高成本和由于电子元件自身和由其接线导致的对大空间的要求。在第一和在第二主开关组中使用带有隔离驱动电极的双极晶体管还使得有必要提供相应驱动电路，因而，需要高的驱动复杂性水平，且进一步增加接线的复杂性并需要另外的空间，因此，进一步提高了根据WO 01/93412 A2的转换器电路的成本。带有大数量电子元件的转换器的复杂设计，高的驱动复杂性水平，和高的接线复杂性水平意味着根据WO 01/93412 A2的转换器电路易于有缺陷，因此该转换器电路的总的可用性是差的。此外，带有隔离驱动电极的双极晶体管是由于其设计而易于有缺陷的昂贵电子元件，从而使转换器电路的可用性进一步下降。此外，在大量的转换器电路的应用中，例如，在二象限应用的情况中，根据WO 01/93412 A2的转换器电路的工作是不经济的，因为在第一和在第二主开关组中的功率半导体开关中的带有隔离驱动电极的双极晶体管是虽然确实被驱动，然而就电流电平而言，它根本没有负载，或只有轻微的负载。US 2003/0128563 A1公开了用于至少一相的替选的转换器电路，该转换器电路具有开关组系统，该开关组系统提供用于这些相中的单个相，并具有第一主开关组，该第一主开关组由功率半导体开关和由连接到所述功率半导体开关的关联电容器形成，其中所述第一主开关组中的功率半导体开关由无源电子元件形成，该无源电子元件不可驱动且具有单向电流流动方向。此外，所述开关组系统具有中间开关组，该中间开关组由两个串联连接的可驱动的功率半导体开关和一电容器形成，其中所述中间开关组连接到所述第一主开关组。此外，所述开关组系统具有由功率半导体开关形成的第二主开关组，其中该第二主开关组中的功率半导体开关由无源电子元件形成，该无源电子元件不可驱动且具有单向电流流动方向，且其中所述中间开关组或多个所述中间开关组连接到所述第二主开关组。US 2003/0128563 A1中公开的转换器电路具有的问题是，在第一主开关组中的电容器和在中间开关组7中的电容器意味着整个转换器电路只可存储极有限的量的电能。这意味着在两个电容器上发生不理想的电压振荡和电流振荡，其可由例如动态电负载引起，且由于小的电容器存储能力，这些电压振荡和电流振荡不能得到阻尼。这意味着在该转换器电路的相上发生谐波，其在正常连接到所述相的AC电压网络中是极不理想的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于至少一相的转换器电路，其中，可以尽可能多地存储电能。此目的是通过权利要求1和权利要求2的特征而实现的。在从属权利要求中说明了对本专利技术的有利的展开。根据本专利技术的用于至少一相的转换器电路具有用于每相的第一开关组系统，该第一开关组系统具有第一主开关组，该第一主开关组由功率半导体开关和由连接到所述功率半导体开关的电容器形成，其中所述所述第一主开关组中的功率半导体开关由无源电子元件形成，该无源电子元件不可驱动且具有单向电流流动方向。此外，所述第一开关组系统具有至少一个中间开关组，该中间开关组由两个串联连接的可驱动的功率半导体开关和一电容器形成，其中所述中间开关组或者一中间开关组连接到所述第一主开关组。所述第一开关组系统还具有由功率半导体开关形成的第二主开关组，其中该第二主开关组中的功率半导体开关由无源电子元件形成，该无源电子元件不可驱动且具有单向电流流动方向，且所述中间开关组或者一中间开关组连接到所述第二主开关组。根据本专利技术，如果有多个相，则所述相的第一开关组系统彼此并联连接。作为对此的替选，根据本专利技术，为每相提供n个另外的开关组系统，其中n＞1，并且其中在所述n个另外的开关组系统的每个中，与所述第一主开关组相邻的中间开关组中的串联连接到所述第一主开关组，并且与所述第二主开关组相邻的中间开关组与所述第二主开关组串联连接。在所述第一开关组系统中的所述第一主开关组和在所述n个另外的开关组系统中的所述第一主开关组彼此串联连接，其中，在所述第一开关组系统中的第二主开关组和在所述n个另外的开关组系统中的第二主开关组彼此串联连接。如果有多个相，则用于所述相的第n另外开关组系统彼此并联连接。用于所述相的所述第一开关组系统的和用于所述相的第n另外开关组系统的并联连接，即，所述第一开关组系统和第n另外开关组系统的所述第一主开关组中的电容器的并联连接，以及所述第一开关组系统和第n另外开关组系统中的所述中间开关组中的电容器的并联连接，有利地使得有可能增加可由总体转换器电路存储的电能的量，尤其因为并联连接的电容器的电容值是相加的。此外，在所述第一主开关组中的电容器的及在所述中间开关组中的电容器的并联连接使得有可能阻尼所述第一主开关组中的并联连接的电容器上和所述中间开关组中的并联连接的电容器上的电压和电流的不理想的振荡，并因而有利地使的有可能实际上避免这种振荡。于是在很大程度上，在所述转换器电路的诸相上不发生此种不理想的振荡，从而最终，在正常连接到所述相的AC电压网络中实际上也不发生此种振荡。由于所述第一主开关组中的功率半导体开关和所述第二主开关组中的功率半导体开关的每个仅由一个不可驱动并具有单向电流流动方向的无源电子元件形成，并因而在每种情况下无需任何可驱动的有源电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于至少一相（Ｒ，Ｙ，Ｂ）的具有第一开关组系统（１）的转换器电路，该第一开关组系统（１）被提供给每个相（Ｒ，Ｙ，Ｂ），并且具有第一主开关组（４），该第一主开关组（４）由功率半导体开关（２）和由连接到所述功率半导体开关（２）的电容 器（３）形成，其中所述第一主开关组（４）中的功率半导体开关（２）由无源电子元件（１１）形成，该无源电子元件（１１）不可驱动且具有单向电流流动方向，所述第一开关组系统（１）具有至少一个中间开关组（７），该中间开关组（７）由两个串联连接 的可驱动的功率半导体开关（５）和一电容器（６）形成，其中所述中间开关组（７）或者一个中间开关组（７）连接到所述第一主开关组（４），且所述第一开关组系统（１）具有由功率半导体开关（８）形成的第二主开关组（９），其中该第二主开关组（９） 中的功率半导体开关（８）由无源电子元件（１１）形成，该无源电子元件（１１）不可驱动且具有单向电流流动方向，且所述中间开关组（７）或一中间开关组（７）连接到所述第二主开关组（９），其特征在于，如果存在多个相（Ｒ，Ｙ，Ｂ），则所 述相（Ｒ，Ｙ，Ｂ）的第一开关组系统（１）相互并联连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得斯泰默，
申请(专利权)人：ABB瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]