[发明专利]转换器设备和装备有这样的设备的不间断电源

说明书

背景技术

本发明涉及例如用在不间断电源中的诸如逆变器之类的转换器的领域，具体地说用在大功率不间断电源中的转换器，即具有一般包括在大约100kVA和500kVA之间的功率。

本发明更具体地涉及一种转换器设备，使得能够通过对基于参考电压线REF上和分别来自于两个开关单元UC1、UC4的符号相反的两个DC电压输入端P、N上的可用的三个基本DC电压-U/2、UREF、U/2的、在调制信号输出端SM上获得的脉冲进行滤波来提供AC电压VS和电流IS，每个开关单元包括开关输出端S1、S4，以提供脉冲，该脉冲的幅度在所述开关单元的第一开关状态中所述开关单元的输入端上的电压和所述开关单元的第二开关状态中所述参考电压线上的电压之间变化，每个开关单元包括连接在所述开关单元的输入端和开关输出端S1、S4之间的第一开关T1、T4，以通过导通所述第一开关建立所述第一开关状态，对于每个开关单元，所述设备包括与所述开关单元有关的第二开关T2、T3，连接在所述开关单元和所述调制信号输出端之间以通过导通所述第二开关激活所述开关单元。

本发明还涉及不间断电源101，包括：施加AC输入电压的电源输入端102、连接到所述输入端的整流器103、连接在所述整流器的输出端上的符号相反的两个基本DC电压线、以及连接到所述基本DC电压线并且包括被设计为提供安全的电压的输出端107的逆变器(106)。

背景技术

正在发展逆变器以提高它们的效率并减少由开关频率(通常较低，大约几千赫兹)产生的噪声干扰。关于这一点，已经表明了兴趣在于使用呈现几个电平(一般为三个电平)上的拓扑的逆变器。

参考图1，用参考标号1表示的根据现有技术的三电平逆变器在相线上提供AC电压VS和电流IS。通过对基于参考电压线REF和连接到下面描述的开关单元的输入端P、N的符号相反的两个电压源上的可用的三个基本DC电压电平-U/2、UREF、U/2的、在调制信号输出端SM上获得的脉冲进行滤波来获得AC电压VS和电流IS。使用的滤波装置包括连接在调制信号输出端SM和AC电压VS和电流IS输出端之间的电感器L。该滤波装置一般地包括连接在AC电压VS输出端和与参考电压线REF呈现相同的电势的参考电压点之间的电容器C(未示出)。

图1所示的逆变器包括由控制单元(未示出)控制的两个开关单元UC1、UC4。开关单元分别包括分别连接到正和负电压源的正DC电压输入端P和负DC电压输入端N。每个开关单元UC1、UC4一侧连接到与所述输入端P、N中之一对应的电压源并且连接到参考电压线REF，另一侧连接到调制信号输出端SM。每个开关单元UC1、UC4包括第一开关，具有连接在所述开关单元的电压输入端P、N和调制信号输出端SM之间的晶体管T1、T4。在开关单元UC1、UC4的晶体管T1、T4导通时，调制信号输出端SM上的电压基本上等于所述开关单元的电压输入端P、N的DC电压+U/2、-U/2。晶体管T1、T4的导通状态对应于开关单元UC1、UC4的第一开关状态。在此第一开关状态中，晶体管T1、T4可以将功率从输入端P、N传送到调制信号输出端SM。当晶体管T1、T4截止时，在下面描述的第二开关T2、T3使得调制信号输出端SM上的电压能够切换到基本上等于参考电压的值，其对应于开关单元UC1、UC4的第二开关状态。

对于每个开关单元UC1、UC4，图1所示的逆变器进一步包括以上所述的第二开关。此第二开关具有连接在所述开关单元和调制信号输出端SM之间的晶体管T2、T3。每个开关单元UC1、UC4的晶体管T2、T3在导通时实质上根据AC电压VS的符号激活了所述开关单元的开关。当AC电压VS与所述开关单元的输入端P、N上可用的电压具有相同的符号时，其中每个开关单元UC1、UC4的晶体管T2、T3激活了所述开关单元从第一开关状态到第二开关状态的切换。