[发明专利]一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置

说明书

本发明公开了一种变换电路，包括三个同向串联封装桥臂、第一及第二电容；第一同向串联封装桥臂与第二同向串联封装桥臂并联。每个同向串联封装桥臂中均封装了两个全控开关单元，构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元；第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构。通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。本申请在保证了电路的载流能力的前提下进一步降低了成本。本申请还公开了一种三相变换电路及变换装置，具有相应效果。

技术领域

本发明涉及电力电路技术领域，特别是涉及一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置。

背景技术

由于在诸多电路中，均需要使用到2个开关管串联的桥臂，因此这种桥臂的生产数量较多，并且生产工艺也能够得到提升，使得这种桥臂的生产成本较低，市场价格自然也较低。器件厂家通常会将这2个开关管同向串联形成的桥臂作为一个模块进行封装售卖。

图1为传统的T型三电平变换电路，其中的1号开关单元和4号开关单元同向串联，构成同向串联桥臂；而2号开关单元和3号开关单元反向串联，构成反向串联桥臂，市场上的反向串联桥臂的售价要远高于同向串联桥臂的售价。需要说明的是，图1中的反向串联桥臂以及同向串联桥臂中的开关单元，均由一个三极管以及与该三极管反向并联的二极管构成。针对其他类型的开关单元，例如将三极管替换为MOS管等器件，也是反向串联桥臂的售价要远高于同向串联桥臂的售价，例如图2中为共漏极的反向串联的桥臂，该桥臂中包括两个串联的MOS管。

对于大功率设备而言，通常需要提高电路拓扑的载流能力，常用方案一是采用载流量更大的器件，但成本非常高。常用方案二是采用多个开关管并联，从而提高拓扑的载流能力，例如图3中，增加了一个与原T型三电平变换电路一样的电路。方案一和方案二均使用了反向串联桥臂，由于反向串联桥臂的售价较高，因此使得该种方案成本优势有限。

综上所述，针对现有的这些采用了反向串联桥臂的变换电路，如何在保证电路的载流能力的前提下，进一步地降低成本，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变换电路及相应的三相变换电路和变换装置，以在保证电路的载流能力的前提下，进一步地降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种变换电路，包括第一同向串联封装桥臂、第二同向串联封装桥臂、第三同向串联封装桥臂、第一电容以及第二电容；

所述第一同向串联封装桥臂的第一端与所述第二同向串联封装桥臂的第一端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第二端与所述第二同向串联封装桥臂的第二端连接，所述第一同向串联封装桥臂的第三端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接；所述第二同向串联封装桥臂的第三端与所述第三同向串联封装桥臂的第三端连接；所述第三同向串联封装桥臂的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三同向串联封装桥臂的第二端与所述第二电容的第二端连接；

针对任意一个同向串联封装桥臂，该同向串联封装桥臂中封装了两个全控开关单元，其中构成该同向串联封装桥臂的第一端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元的第一端，构成该同向串联封装桥臂的第二端的为该同向串联封装桥臂中的第二全控开关单元的第二端，构成该同向串联封装桥臂的第三端的为该同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元和第二全控单元的连接端；

所述第一同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元与所述第二同向串联封装桥臂中的第一全控开关单元构成反向串联结构；

通过各个全控开关单元分阶段的通断控制实现三电平电路。

优选的，变换电路的各个全控开关单元中均包括一个全控开关管以及与所述全控开关管反向并联的二极管，且所述全控开关管为MOS管、三极管或者IGBT管。