專(zhuān)利名稱(chēng)：變換器裝置和用于控制變換器裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓變換器、尤其是逆變器(Wechselrichter)，其由多個(gè)直流電壓源中產(chǎn)生交流電壓。
背景技術(shù)：
至今已知了多種形式的電壓變換器，例如用于提供一個(gè)或多個(gè)交流電壓或相電壓的逆變器。對(duì)于逆變器-拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例是ANPC(有源中性點(diǎn)箝位)，NPC(中性點(diǎn)箝位) 或MPC，級(jí)聯(lián)的H-橋和分別具有特定性能的類(lèi)似物。在逆變器的許多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中存在一種開(kāi)關(guān)單元，其中高電壓在輸出電壓的要提供的電壓偏差的范圍中必須利用高頻率開(kāi)關(guān)，以便在逆變器的輸出端上提供期望的電壓曲線(xiàn)。這要求所應(yīng)用的功率組件的相應(yīng)地定大小， 由此逆變器的傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要投入較大地來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，一部分傳統(tǒng)的逆變器具有中間電路電容器，以便提供中間點(diǎn)電壓，利用它們而可以提供用于逆變器的驅(qū)動(dòng)的多個(gè)電壓電平。這種電容器通常容易老化，從而限制這種逆變器的使用壽命。在US 6，104，624中給出了一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的變換器裝置，其具有兩個(gè)選擇元件，在兩個(gè)選擇元件上分別僅僅施加了一個(gè)唯一的中間電壓電位并且每個(gè)選擇元件則僅僅可以選擇這一個(gè)中間電壓電位以用于作為相應(yīng)的輸出電壓電位輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種逆變器，所述逆變器尤其可以利用多個(gè)單獨(dú)的電壓源驅(qū)動(dòng)。此外本發(fā)明的目的在于，提供一種用于驅(qū)動(dòng)這樣的逆變器的方法。該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)以及通過(guò)根據(jù)并列的權(quán)利要求所述的變換器布置和用于驅(qū)動(dòng)變換器裝置的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。根據(jù)第一方面，設(shè)置了一種用于在相應(yīng)的輸出端上提供多個(gè)輸出電壓或多個(gè)輸出電壓電位的變換器裝置。變換器裝置包括-多個(gè)設(shè)定單元，所述設(shè)定單元分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)輸入電壓源中的一個(gè)，其中每個(gè)設(shè)定單元設(shè)計(jì)用于改變由對(duì)應(yīng)的輸入電壓源提供的輸入電壓以及提供中間電壓；以及-多個(gè)選擇元件，其中在每個(gè)選擇元件上施加了由中間電壓限定的中間電壓電位并且每個(gè)選擇元件設(shè)計(jì)用于選擇中間電壓電位之一用于作為相應(yīng)的輸出電壓電位輸出。上述變換器裝置的核心在于，設(shè)定單元對(duì)應(yīng)于多個(gè)輸入電壓源，以便產(chǎn)生可變中間電壓。借助于選擇元件，為每個(gè)要提供的輸出電壓電位選擇相應(yīng)的、由設(shè)定單元提供的中間電壓電位并且將所述中間電壓電位作為要提供的輸出電壓電位來(lái)提供。在這種變換器裝置中因而可以在每個(gè)輸出端上通過(guò)由設(shè)定單元提供的中間電壓電位曲線(xiàn)的逐段的組合形成電壓曲線(xiàn)。選擇元件在此僅僅具有將由設(shè)定單元之一提供的中間電壓電位連接到輸出端之一上的功能。對(duì)于每個(gè)輸入電壓源實(shí)現(xiàn)提供期望的中間電壓電位的實(shí)際功能。基于在那
4里存在的更低的電壓，對(duì)在那里應(yīng)用的元件的功率或大小的要求更少。此外，設(shè)定單元的電壓輸出端可以彼此串聯(lián)，使得中間電壓相加并且在一部分的所述電壓輸出端或每個(gè)所述電壓輸出端上提供相應(yīng)中間電壓電位用于通過(guò)相應(yīng)的選擇元件進(jìn)行選擇。根據(jù)另一個(gè)方面，設(shè)置了一種具有上述的變換器裝置和控制單元的變換器布置。 控制單元設(shè)計(jì)用于控制多個(gè)設(shè)定單元，使得設(shè)定單元提供如下中間電壓電位，即所述中間電壓電位包含要提供的輸出電壓電位，其中控制單元還設(shè)計(jì)用于分別選擇并且在相應(yīng)的輸出端上提供所述中間電壓電位之一。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，控制單元設(shè)計(jì)用于控制選擇元件，使得選擇由設(shè)定單元提供的所述中間電壓電位中最低的中間電壓電位用于提供最低的輸出電壓電位，以及選擇由設(shè)定單元提供的中間電壓電位中最高的中間電壓電位用于提供最高的輸出電壓電位。此外，控制單元可以設(shè)計(jì)用于控制設(shè)定單元，使得對(duì)于串聯(lián)的中間電壓，相加的中間電壓產(chǎn)生如下電壓，即所述電壓相應(yīng)于最高的要提供的輸出電壓電位和最低的要提供的輸出電壓電位之間的電壓。尤其是，控制單元可以設(shè)計(jì)用于控制設(shè)定單元，使得通過(guò)選擇中間的中間電壓電位之一提供所述輸出電壓電位中一個(gè)中間的輸出電壓電位?？梢砸?guī)定，控制單元設(shè)計(jì)用于控制設(shè)定單元，使得在設(shè)定單元之一的選擇的電壓輸出端上產(chǎn)生中間的中間電壓電位?？刂茊卧梢栽O(shè)計(jì)用于取決于對(duì)應(yīng)于設(shè)定單元的輸入電壓源的期望的負(fù)載分布選擇設(shè)定單元之一的電壓輸出端，其中尤其是各個(gè)設(shè)定單元的中間電壓的比例相應(yīng)于相應(yīng)的設(shè)定單元的負(fù)載分布。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，控制單元可以設(shè)計(jì)用于選擇設(shè)定單元之一的電壓輸出端，其方式是通過(guò)最高的輸出電壓電位和最低的輸出電壓電位之間的電壓差除以可使用的設(shè)定單元的數(shù)量并且選擇那個(gè)設(shè)定單元的電壓輸出端(所述電壓輸出端最接近要提供的輸出電壓電位)，用于提供一個(gè)中間的輸出電壓電位?？刂茊卧绕淇梢栽O(shè)計(jì)用于控制設(shè)定單元，使得產(chǎn)生中間的中間電壓電位，其方式是通過(guò)布置在選擇的電壓輸出端和最高的中間電壓電位的電壓輸出端之間的第一組的一個(gè)或多個(gè)設(shè)定單元分別提供一個(gè)中間電壓，所述中間電壓相應(yīng)于在要提供的輸出電壓電位和最高的要提供的輸出電壓電位之間的電壓差除以第一組的設(shè)定單元的數(shù)量，并且其方式是通過(guò)布置在選擇的電壓輸出端和最低的中間電壓電位的電壓輸出端之間的第二組的設(shè)定單元分別提供一個(gè)中間電壓，所述中間電壓相應(yīng)于在要提供的輸出電壓電位和最低的要提供的輸出電壓電位之間的電壓差除以所述第二組的設(shè)定單元的數(shù)量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，控制單元可以設(shè)計(jì)用于為了提供輸出電壓而循環(huán)地或連續(xù)地改變?cè)O(shè)定單元的中間電壓，使得中間電壓連續(xù)地或在相繼的時(shí)間窗中提供。根據(jù)另一個(gè)方面，設(shè)置一種用于驅(qū)動(dòng)上述的變換器裝置的方法，所述方法具有以下步驟-控制多個(gè)設(shè)定單元，使得設(shè)定單元提供包含要提供的輸出電壓電位的中間電壓電位，-控制選擇元件，使得分別選擇并且在相應(yīng)的輸出端上提供所述中間電壓電位之


下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖中示出圖1示出了具有四個(gè)直流電壓源和三個(gè)輸出端的逆變器的示意圖示，在所述三個(gè)輸出端上提供了輸出電壓電位；圖2示出了根據(jù)圖1的逆變器的設(shè)定單元的一個(gè)可能的實(shí)施方式的示意圖示；圖3示出了作為用于產(chǎn)生相應(yīng)的相電壓的貢獻(xiàn)的各個(gè)設(shè)定單元的三個(gè)輸出電壓和中間電壓電位的曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了多電平-三相-逆變器1的示意圖示，作為根據(jù)本發(fā)明的變換器裝置的實(shí)施例。通過(guò)多個(gè)輸入電壓源2向逆變器1供電。輸入電壓源2例如可以具有形式為太陽(yáng)能電池、燃料電池、發(fā)電機(jī)、蓄電池和類(lèi)似物的直流電壓源。在示出的實(shí)施例中應(yīng)用了四個(gè)輸入電壓源2。然而也可以應(yīng)用任意其它數(shù)量的輸入電壓源。輸入電壓源2分別提供了輸
入電壓Uini至仏!^4。輸入電壓源2可以分別包括多個(gè)單獨(dú)的串聯(lián)和/或并聯(lián)的單獨(dú)電壓源。尤其是， 輸入電壓源2可以包括帶有多個(gè)單獨(dú)電壓源的多個(gè)串聯(lián)電路的并聯(lián)電路。串聯(lián)電路可以為了退耦通過(guò)合適的電感相互連接。電感可以設(shè)計(jì)為單獨(dú)的部件，或者也可以設(shè)計(jì)為純粹的雜散電感，亦即通過(guò)相應(yīng)長(zhǎng)度的導(dǎo)線(xiàn)。每個(gè)輸入電壓源2和對(duì)應(yīng)的設(shè)定單元3連接，所述設(shè)定單元3由分別提供的輸入電壓Uini至Uin4而產(chǎn)生相應(yīng)的可變中間電壓U1至U4。也就是說(shuō)，設(shè)定單元3可以從所提供的輸入電壓Uini至Uin4中根據(jù)控制單元5的規(guī)定產(chǎn)生范圍在0和UINn(n = 1. . 4)之間的中間電壓。在圖2中示出了這樣的設(shè)定單元3的一個(gè)可能的設(shè)計(jì)方案，如其可以在圖1的逆變器中應(yīng)用的那樣。圖2示出了一種簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換器(Inverter)電路，其具有作為拉高晶體管(Pull-High-Transistor) 31的第一功率開(kāi)關(guān)和作為拉低晶體管 (Pull-Low-Transistor) 32的第二功率開(kāi)關(guān)，它們可分開(kāi)地控制。通過(guò)交替地例如借助于脈寬調(diào)制接通和斷開(kāi)晶體管31，32，可以從施加的輸入電壓Uin中產(chǎn)生相應(yīng)的電壓作為中間電壓Uz(U1-U4)?？梢栽O(shè)有電容器33以用于使提供的中間電壓Uz變得平滑。在所示出的逆變器中，通過(guò)設(shè)定單元3提供的中間電壓仏至U4串聯(lián)。通過(guò)中間電壓U1至U4的串聯(lián)，得到了具有中間電位Vtl至V4的電壓導(dǎo)體(Sparmungsleiter)，其通過(guò)選擇單元4的相應(yīng)的中間點(diǎn)導(dǎo)線(xiàn)6^ 提供。選擇單元4在逆變器1的各個(gè)A1, A2, A3輸出端上提供輸出電壓Uoutl, Uout2, Uout3或輸出電壓電位v。utl，Vout2, V0ut3o選擇單元4對(duì)于逆變器1的每個(gè)輸出端具有單獨(dú)的選擇元件41，該選擇元件在輸入側(cè)和中間電位Vtl至V4連接并且取決于由所述控制單元5為每個(gè)選擇元件41提供的控制信號(hào)來(lái)選擇中間電位Vtl至V4之一并且在相應(yīng)的輸出端A1, A2, A3上作為輸出電壓電位V。utl，Vout2, V。ut3或作為輸出電壓U。utl，Uout2, U。ut3輸出。在所示出的實(shí)施例中，逆變器具有三個(gè)輸出端，分別有一個(gè)選擇元件41對(duì)應(yīng)于這些輸出端，以便提供輸出電壓 Uouti，Uout2, Uout3 或輸出電壓電位 V。utl，Vout2, V0ut3o所示出的逆變器1的工作原理主要基于，控制用于提供中間電壓U1至U4的設(shè)定單元3，使得中間電位Vtl至V4或中間電壓U1至U4在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)提供期望的預(yù)設(shè)的輸出電壓電位V。utl，Vout2, Vout3或期望的預(yù)設(shè)的輸出電壓Uoutl，Uout2，U0ut3o也就是說(shuō)，至少一個(gè)中間電位Vq至V4相應(yīng)于相應(yīng)要提供的輸出電壓電位V。utl，V。ut2，V。ut3或至少一個(gè)中間電壓Ul至U4 相應(yīng)于相應(yīng)要提供的輸出電壓U。utl，Uout2, U0ut3o以這種方式，選擇元件41可以選擇相應(yīng)的輸出電壓電位V。utl，Vout2, Vout3或相應(yīng)的輸出電壓Uoutl，Uout2, Uout3以用于施加到逆變器1的各個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端。循環(huán)地或周期性地進(jìn)行通過(guò)選擇元件41對(duì)中間電壓的選擇以及設(shè)定單元3的設(shè)
定，從而在時(shí)間曲線(xiàn)中獲得輸出電壓Uoutl，Uout2，Uout3或輸出電壓電位V。utl，V。ut2，Vout3的期望的曲線(xiàn)。由此，通過(guò)控制單元5對(duì)設(shè)定單元3的控制引起了設(shè)定單元3分別逐段地-在受控制單元5控制的情況下-提供一個(gè)特定的電壓曲線(xiàn)，從而使選擇元件41在特定的時(shí)間段分別和中間電壓導(dǎo)線(xiàn)6^ 之一連接，之后將選擇元件41切換到另一個(gè)中間電壓導(dǎo)線(xiàn)6^1?？刂茊卧?負(fù)責(zé)控制設(shè)定單元3和選擇單元4的選擇元件41，使得產(chǎn)生輸出電壓 Uouti至Uom3的特定的預(yù)設(shè)的輸出電壓曲線(xiàn)或輸出電壓電位V。utl，Vout2, Vout3的特定的預(yù)設(shè)的電位曲線(xiàn)。根據(jù)一種用于產(chǎn)生輸出電壓Uotti-Uott3的方法，可以在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)(循環(huán))確定可通過(guò)設(shè)定單元3設(shè)定的中間電壓U1至U4。為此例如可以應(yīng)用下面的方法首先根據(jù)用于期望的輸出電壓電位V。utl，Vout2, Vout3的規(guī)定確定最低的輸出電位作為Vot，中間的輸出電位作為Vmid以及最高的輸出電位作為VHreH。最低的輸出電位Vot隨后由中間電位導(dǎo)線(xiàn)~提供并且最高的輸出電位Vhkh由中間電位導(dǎo)線(xiàn)~提供(前提條件是設(shè)定單元3的中間電壓Uz是正的)。相應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件41也就將其上應(yīng)該輸出最低的輸出電位Vot的那個(gè)輸出端和中間電位導(dǎo)線(xiàn) 相連接，并且將其上應(yīng)該輸出最高的輸出電位Vhkh 的那個(gè)輸出端和中間電位導(dǎo)線(xiàn)~相連接。中間的輸出電位Vmid現(xiàn)在可以由中間電位導(dǎo)線(xiàn) 61；62和63之一提供。為了使要取自輸入電壓源2的功率盡可能均等地分布，現(xiàn)在提出，從位于具有最低電位的中間電位導(dǎo)線(xiàn)和具有最高電位的中間電位導(dǎo)線(xiàn)之間的中間電位導(dǎo)線(xiàn)中選擇根據(jù)后面的規(guī)則來(lái)確定的那個(gè)中間電位導(dǎo)線(xiàn)。中間電位導(dǎo)線(xiàn) 應(yīng)該產(chǎn)生用于逆變器1的剩余的輸出端的中間電壓值，其中1彡X彡N-1，N是輸入電壓源的數(shù)量，在當(dāng)前情況下相應(yīng)于N =4。則適用的是X = Floor (1+r (N-I))，其中相應(yīng)于r = (Vmid-Vlow) / (Vhigh-Vlow)。作為中間電壓，相應(yīng)地設(shè)定U1. .. K = (Vmid-Vlow) /X和Ux+1. · · Uh = (Vhigh-Vmid) / (N-X)。相應(yīng)地選擇中間電位導(dǎo)線(xiàn) 用于通過(guò)對(duì)應(yīng)于在其上應(yīng)該輸出中間的輸出電位的輸出端A1, A2, A3的選擇元件41和所述輸出端A1, A2, A3連接。該方法循環(huán)地根據(jù)設(shè)定單元3的設(shè)定頻率來(lái)進(jìn)行，設(shè)定頻率描述了各個(gè)中間電壓的設(shè)定的循環(huán)。設(shè)定頻率符合于期望的輸出電壓或輸出電壓電位的期望的波動(dòng)或精度。
在圖3中示出了三個(gè)輸出電壓U。utl，Uout2, U。ut3，它們應(yīng)該作為三個(gè)以120°偏移的相電壓來(lái)提供。單獨(dú)的中間電Su1至隊(duì)的曲線(xiàn)用于產(chǎn)生輸出電壓u。utl，Uout2，u。ut3，其由單獨(dú)的設(shè)定單元3根據(jù)控制單元5的控制相應(yīng)于上述的方法來(lái)產(chǎn)生。當(dāng)應(yīng)用上述方法時(shí)，實(shí)現(xiàn)了盡可能良好地將負(fù)載分配到各個(gè)輸出電壓源2上。此外，選擇元件41的開(kāi)關(guān)頻率很小，這是因?yàn)檫x擇元件41的開(kāi)關(guān)通常當(dāng)改變各個(gè)輸出端A1, A2, A3和所屬的最高的、中間的和最低的輸出電位Vhkh，VMID，Vot之間的分配關(guān)系時(shí)才是必需的。上述的方法相應(yīng)于一種特定的策略，利用該策略，控制單元5可以控制逆變器1， 以便實(shí)現(xiàn)盡可能小的電壓作為中間電壓Ui-隊(duì)。因?yàn)榛谒兄虚g電壓A-U4的串聯(lián)電路， 相同的電流流過(guò)每個(gè)設(shè)定單元3，從而每個(gè)輸入電壓源2的功率可以保持盡可能小并且還盡可能均勻地分配各個(gè)輸入電壓源2的負(fù)載。此外如下也不是必需的帶有最低的中間電位的中間電位導(dǎo)線(xiàn)和帶有最高的中間電位的電位導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)用到逆變器的輸出端上。其它的策略例如可以規(guī)定，產(chǎn)生盡可能大的中間電壓U1至隊(duì)，例如通過(guò)選擇盡可能彼此接近的中間電位導(dǎo)線(xiàn)用于最高的和最低的輸出電位。備選地可以規(guī)定將完全特定的絕對(duì)值應(yīng)用為中間電壓仏至U4,例如表示設(shè)定電路3或輸入電壓源2的優(yōu)選的工作點(diǎn)的中間電壓。當(dāng)輸入電壓源應(yīng)該被切換或維護(hù)或由于故障而停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，尤其通過(guò)設(shè)定單元的輸出側(cè)的短路(中間電壓0V)可以切斷各個(gè)輸入電壓源2。當(dāng)控制單元5在其控制策略方面對(duì)此進(jìn)行考慮時(shí)，例如是通過(guò)將相關(guān)的中間電壓固定地預(yù)設(shè)為0并且在忽略相關(guān)的中間電壓時(shí)實(shí)施上述的方法，逆變器1的功能性并不受其損害。因而可能的是，即使當(dāng)一個(gè)或多個(gè)輸入電壓源失靈或切斷時(shí)逆變器1仍繼續(xù)工作，而不必采取特別的措施。對(duì)此僅需要設(shè)置從各個(gè)輸入電壓源2或從設(shè)定單元3的輸入側(cè)的反饋導(dǎo)線(xiàn)，其提供了輸入電壓源2的瞬時(shí)狀態(tài)或控制單元5的關(guān)于輸入電壓Uini至Uin4的瞬時(shí)值的指示。然而由于每個(gè)設(shè)定單元3和一個(gè)輸入電壓源2 (其僅僅表示一小部分的最大可能的最大輸出電壓)連接，因而對(duì)于設(shè)定單元3的設(shè)計(jì)的要求明顯低于在傳統(tǒng)的DC-轉(zhuǎn)換器-逆變器的情況下。上述方法尤其適合用于，以合適的程度對(duì)輸入電壓源加負(fù)載。由于所有的中間電壓串聯(lián)，因而相同的電流流過(guò)輸入電壓源2?？偣β实囊延擅總€(gè)輸入電壓源2提供的份額因而僅僅取決于提供的中間電壓、亦即和由相關(guān)的設(shè)定單元提供的中間電壓成比例。如果通過(guò)多個(gè)輸入電壓源的共同作用產(chǎn)生了期望的輸出電壓，如在上述方法中的情況那樣，則至今規(guī)定，每個(gè)相關(guān)的設(shè)定單元3可以輸出相同的電壓，以便均等地分配由輸入電壓源2提供的功率并且實(shí)現(xiàn)均勻的負(fù)載分布?？刂茊卧?然而也可以設(shè)置為控制功率并且因而例如以不同的程度將功率的份額劃分到不同的輸入電壓源2上。由此可以實(shí)現(xiàn)定義的負(fù)載分布。因而例如可以設(shè)置為，盡管這些設(shè)定單元3同樣地設(shè)置用于提供輸出電壓或輸出電壓電位，但第一個(gè)設(shè)定單元3提供了比第二個(gè)設(shè)定單元3更高的中間電壓。由第一個(gè)和第二個(gè)設(shè)定單元3提供的中間電壓的比例相應(yīng)于負(fù)載的預(yù)設(shè)的比例或由所對(duì)應(yīng)的輸入電壓源2 提供的功率的比例。以這種方式可以在這個(gè)工作點(diǎn)或在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)(循環(huán))不同地分配功率。參考標(biāo)號(hào)表
8


1逆變器
2輸入電壓源
3設(shè)定單元
4選擇單元
5控制單元
6中間電位導(dǎo)線(xiàn)
31拉高晶體管
32拉低晶體管
33 電容器
41選擇元件
U1, U2, U3, U4 中間電壓
V0, V1, V2, V3, V4 中間電壓電位
U皿，Uin2 , Uin3 , Uin4 輸入電壓
Vouti，Vout2，Vout3輸出電壓電位
AijA2jA3 輸出端。
權(quán)利要求
1.一種變換器裝置，用于在相應(yīng)的輸出端(A1, A2, A3)上提供多個(gè)輸出電壓或多個(gè)輸出電壓電位，所述變換器裝置包括-多個(gè)設(shè)定單元(3)，所述設(shè)定單元分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)輸入電壓源O)中的一個(gè)，其中每個(gè)所述設(shè)定單元C3)設(shè)計(jì)用于改變由對(duì)應(yīng)的所述輸入電壓源( 提供的輸入電壓(Uini， Uin2，Uin3，Uin4)并且提供中間電壓(U1, U2，U3，U4)；以及-多個(gè)選擇元件(41)，其中在每個(gè)選擇元件Gl)上施加了由所述中間電壓(U1, U2，U3, U4)限定的中間電壓電位(V0, V1, V2, V3, V4)并且每個(gè)選擇元件(41)設(shè)計(jì)用于選擇所述中間電壓電位(V0, V1, V2, V3, V4)之一用于作為相應(yīng)的輸出電壓電位(Voun，Vout2，Vout3)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器裝置，其中所述設(shè)定單元(3)的電壓輸出端彼此串聯(lián)， 使得所述中間電壓(U1, U2, U3, U4)相加并且在一部分所述電壓輸出端或每個(gè)所述電壓輸出端上提供相應(yīng)的中間電壓電位(Vtl, V1, V2, V3, V4)用于通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)所述選擇元件Gl) 進(jìn)行選擇。
3.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變換器裝置且具有控制單元(5)的變換器布置(1)，所述控制單元設(shè)計(jì)用于控制所述多個(gè)設(shè)定單元(3)，使得所述設(shè)定單元C3)提供中間電壓電位(V0, V1, V2, V3, V4),所述中間電壓電位包含要提供的輸出電壓電位(Votti，Vqut2，V〇UT3)，其中所述控制單元(5)還設(shè)計(jì)用于分別選擇并且在相應(yīng)的輸出端(A1, A2, A3)上提供所述中間電壓電位(V0, V1, V2, V3, V4)之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元(5)設(shè)計(jì)用于控制所述選擇元件(41)，使得選擇由所述設(shè)定單元(3)提供的所述中間電壓電位(Vtl, V1, V2, V3, V4) 中最低的中間電壓電位用于提供最低的輸出電壓電位(Voti，Vout2，Vout3)，以及選擇由所述設(shè)定單元⑶提供的中間電壓電位(y0，\，w；)中最高的中間電壓電位用于提供最高的輸出電壓電位(Vquti，Vqut2，Vout3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元(5)設(shè)計(jì)用于控制所述設(shè)定單元(3)，使得對(duì)于串聯(lián)的中間電壓(U1;U2，U3，U4)，相加的中間電壓(U1,U2, U3, U4) 產(chǎn)生如下的電壓，即所述電壓相應(yīng)于在所述最高的要提供的輸出電壓電位,Vott2^ot3) 和所述最低的要提供的輸出電壓電位(Voti，Vott2，Vott3)之間的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元(5)設(shè)計(jì)用于控制所述設(shè)定單元(3)，使得通過(guò)選擇中間的中間電壓電位(Vc^VnHV4)之一提供所述輸出電壓電位(Vquti，Vqut2，Vqut3)中的一個(gè)中間的輸出電壓電位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元(5)設(shè)計(jì)用于控制所述設(shè)定單元(3)，使得在所述設(shè)定單元C3)之一的選擇的電壓輸出端上產(chǎn)生所述中間的中間電壓電位(V0jVijV2jV3jV4)o
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元(5)設(shè)計(jì)用于取決于對(duì)應(yīng)于所述設(shè)定單元C3)的所述輸入電壓源( 的期望的負(fù)載分布選擇所述設(shè)定單元(3)之一的電壓輸出端，其中尤其是各個(gè)設(shè)定單元⑶的中間電壓(U1,U2，U3，U4)的比例相應(yīng)于相應(yīng)的設(shè)定單元(3)的期望的負(fù)載分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元( 設(shè)計(jì)用于選擇所述設(shè)定單元C3)之一的電壓輸出端，其方式是通過(guò)將所述最高的輸出電壓電位和最低的輸出電壓電位,VaiWVtm3)之間的電壓差除以可使用的所述設(shè)定單元(3)的數(shù)量并且選擇最接近所述要提供的輸出電壓電位(Votti，Vout2, Vout3)的那個(gè)設(shè)定單元的電壓輸出端，用于提供所述中間的輸出電壓電位(Votti，Vout2, Vout3)之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元( 設(shè)計(jì)用于控制所述設(shè)定單元(3)，使得產(chǎn)生所述中間的中間電壓電位(Vtl, V1, V2，V3，V4),其方式是通過(guò)-布置在所述選擇的電壓輸出端和所述最高的中間電壓電位(y0，\，N2U；)的電壓輸出端之間的第一組的一個(gè)或多個(gè)設(shè)定單元⑶分別提供一個(gè)中間電壓(U1, U2，U3，U4)，其相應(yīng)于所述要提供的輸出電壓電位(VOT1，Vott2，Vot3)和所述最高的要提供的輸出電壓電位 (V0UTi' Vout2, Vout3)之間的電壓差除以所述第一組的所述設(shè)定單元(3)的數(shù)量，以及-布置在所述選擇的電壓輸出端和所述最低的中間電壓電位(y0，\，w)的電壓輸出端之間的第二組的設(shè)定單元(3)，其分別提供一個(gè)中間電壓，所述中間電壓相應(yīng)于所述要提供的輸出電壓電位(Votti，Vott2，Vott3)和所述最低的要提供的輸出電壓電位(Votti，Vott2， Vout3)之間的電壓差除以所述第二組的所述設(shè)定單元⑶的數(shù)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)所述的變換器布置(1)，其中所述控制單元(5)設(shè)計(jì)用于為了提供所述輸出電壓而循環(huán)地或連續(xù)地改變所述設(shè)定單元(3)的所述中間電壓 (U1, U2, U3, U4)，使得所述中間電壓(U1, U2, U3, U4)連續(xù)地或在相繼的時(shí)間窗中提供。
12.一種用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變換器裝置的方法，具有以下步驟-控制所述多個(gè)設(shè)定單元(3)，使得所述設(shè)定單元C3)提供包含要提供的輸出電壓電位(V〇UT1，V〇UT2，V〇UT3 )的中間電壓電位，-控制所述選擇元件(41)，使得分別選擇并且在相應(yīng)的輸出端(A1, A2, A3)上提供所述中間電壓電位(V0, V1, V2, V3, V4)之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變換器裝置，用于在相應(yīng)的輸出端(A1，A2，A3)上提供多個(gè)輸出電壓或多個(gè)輸出電壓電位，變換器裝置包括多個(gè)設(shè)定單元(3)，其分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)輸入電壓源(2)中的一個(gè)，其中每個(gè)設(shè)定單元(3)設(shè)計(jì)用于改變由對(duì)應(yīng)的輸入電壓源(2)提供的輸入電壓(UIN1，UIN2，UIN3，UIN4)并且提供中間電壓(U1，U2，U3，U4)；以及多個(gè)選擇元件(41)，其中在每個(gè)選擇元件(41)上施加了由中間電壓(U1，U2，U3，U4)限定的中間電壓電位(V0，V1，V2，V3，V4)并且每個(gè)選擇元件(41)設(shè)計(jì)用于選擇中間電壓電位(V0，V1，V2，V3，V4)之一用于作為相應(yīng)的輸出電壓電位(VOUT1，VOUT2，VOUT3)輸出。本發(fā)明還涉及用于驅(qū)動(dòng)這種變換器裝置的一種方法和一種裝置，具有以下步驟-控制多個(gè)設(shè)定單元(3)，使得設(shè)定單元(3)提供中間電壓電位，所述中間電壓電位包含要提供的輸出電壓電位(VOUT1，VOUT2，VOUT3)，-控制選擇元件(41)，使得分別選擇并且在相應(yīng)的輸出端(A1，A2，A3)上提供所述中間電壓電位(V0，V1，V2，V3，V4)之一。
文檔編號(hào)H02M7/483GK102257718SQ200980151891
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者C·黑德利, T·紹德胡里 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司