[发明专利]低开关计数直接AC到AC电力转换器

权利要求书

1.一种负载控制装置，用于控制到AC负载的电流流动，所述负载控制装置包括：

电路，其包括：

输入，其可连接到AC源的线路端子从而从其上接收电源电压，所述电源电压具有电源频率；

输出，其可连接到所述AC负载的负载端子；

电源线，其连接所述输入和输出以将电力从所述AC源传送到所述AC负载，每条电源线对应于所述AC负载的相；

多个线路侧开关，其在所述线路端子和所述负载端子之间连接，从而使每条电源线包括连接到其上的线路侧开关；以及

多个浮动中性侧开关，其一端连接到所述负载端子并且另一端在公共连接处连接到一起，从而使每条电源线包括连接到其上的线路侧开关；以及

控制器，其连接到所述电路并被编程为控制所述电路从而使所述多个线路侧开关中的每个线路侧开关和所述多个浮动中性侧开关中的每个浮动中性侧开关在导通状态和关断状态之间切换，以便选择性地以有源模式和续流模式操作所述电路，在所述有源模式期间向所述负载端子提供全相电压并且在所述续流模式期间向所述负载端子提供零电压；

其中在控制所述电路中，所述控制器被编程为对所述电路施加调制函数，从而调制电源电压以控制出现在所述AC负载的负载端子两端的所述负载电压的频率和平均值，由此实现所述AC负载的变频操作。

2.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中在施加所述调制函数中，所述控制器被编程为实施作为时间的连续函数的占空比函数，所述占空比函数包括正弦函数。

3.根据权利要求2所述的负载控制装置，其中在施加所述占空比函数中，所述控制器导致将在所述负载端子两端产生的具有多个频率的电压波形，从而采用三个旋转场激励所述AC负载。

4.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中所述电压波形的所述多个频率包括等于所述电源频率的第一频率、小于所述电源频率的第二频率和大于所述电源频率的第三频率。

5.根据权利要求4所述的负载控制装置，其中至少包括所述第一频率、第二频率和第三频率的所述电压波形被描述为：

Vmach,ave(t)=d2V[12cos(2πfoutt+φ)-12cos(2π(2fg-fout)t+φ)+sin(2πfgt)],]]>

其中d为占空比常数，V为电源电压，f_g为电源频率，f_out为期望负载频率，和为负载电压的期望相位。

6.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中所述多个开关包括绝缘栅双极性晶体管(IGBT)。

7.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中所述AC负载包括AC电机。