[发明专利]多电平功率转换电路

权利要求书

1.一种多电平功率转换电路，该多电平功率转换电路将直流转换为交流或将交流转换为直流，其特征在于，使用多个由反向并联连接有二极管的半导体开关元件构成的半导体开关来构成，作为一个相的电路，包括：

第一半导体开关串联电路，该第一半导体开关串联电路连接在具有正电位端子、负电位端子、以及中间电位端子的直流电源电路的正电位端子与负电位端子之间，并且通过将串联连接多个所述半导体开关而得的第一半导体开关组、第一半导体开关、第二半导体开关、以及串联连接多个半导体开关而得的第二半导体开关组依序串联连接而得；

第二半导体开关串联电路，该第二半导体开关串联电路通过将连接在所述第一半导体开关串联电路的所述第一半导体开关组和第一半导体开关的连接点、与所述第二半导体开关和所述第二半导体开关组的连接点之间的第三半导体开关和第四半导体开关串联连接而得；

电容器，该电容器与所述第二半导体开关串联电路并联连接；以及

双向开关电路，该双向开关电路连接在所述第二半导体开关串联电路的串联连接点与所述直流电源电路的中间端子之间，且能进行双向开关，

将所述第一半导体开关与所述第二半导体开关的串联连接点作为交流端子，在所述多电平功率转换电路中，在相同通电方向上串联连接至少两个构成所述双向开关电路的半导体开关元件。

2.一种多电平功率转换电路，该多电平功率转换电路将直流转换为交流或将交流转换为直流，其特征在于，使用多个由反向并联连接有二极管的半导体开关元件构成的半导体开关来构成，作为一个相的电路，包括：

第一半导体开关串联电路，该第一半导体开关串联电路连接在具有正电位端子、负电位端子、以及中间电位端子的直流电源电路的正电位端子与负电位端子之间，并且通过将串联连接多个所述半导体开关而得的第一半导体开关组、第一～第四半导体开关、以及串联连接多个半导体开关而得的第二半导体开关组依序串联连接而得；

第二半导体开关串联电路，该第二半导体开关串联电路通过将连接在所述第一半导体开关串联电路的所述第一半导体开关组和第一半导体开关的连接点、与第四半导体开关和所述第二半导体开关组的连接点之间的第五～第八半导体开关串联连接而得；

第一电容器，该第一电容器与所述第二半导体开关串联电路并联连接；

第二电容器，该第二电容器与所述第二半导体开关和第三半导体开关的串联电路并联连接；

第三电容器，该第三电容器与所述第六半导体开关和第七半导体开关的串联电路并联连接；以及

双向开关电路，该双向开关电路连接在所述第六半导体开关和第七半导体开关的串联连接点与所述直流电源电路的中间端子之间，且能进行双向开关，

将所述第二半导体开关与所述第三半导体开关的串联连接点作为交流端子，在所述多电平功率转换电路中，在相同通电方向上串联连接至少两个构成所述双向开关电路的半导体开关元件。

3.如权利要求1或2所述的多电平功率转换电路，其特征在于，在相同的通电方向上串联连接至少两个半导体开关元件而构成的所述双向开关电路中，设有在截止信号时对施加在主端子间的电压进行检测的电压检测单元，并设有如下单元：当电压检测单元在截止信号时检测到的电压接近零的情况下，判断为构成所述双向开关电路的半导体开关元件发生了故障，使多电平功率转换电路停止。

4.如权利要求3所述的多电平功率转换电路，其特征在于，所述电压检测单元在截止信号时检测是否有电流从驱动所述双向开关电路的栅极驱动电路流入构成所述双向开关电路的半导体开关元件的主端子，从而判断电压是否接近零。

5.一种多电平功率转换电路，其特征在于，将权利要求1至4中任一项所述的多电平转换电路应用于九电平以上的多电平功率转换电路。