專利名稱：多電平逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多電平逆變器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為多電平逆變器，已開發(fā)出例如專利文獻1所揭示的各種器件。圖25是表示現(xiàn)有的單相三電平逆變器的一方的相(稱之為U相)的結(jié)構(gòu)的電路圖。參照符號101、102所表示的構(gòu)成要素是直流電源。直流電源101的正極連接直流電壓端子101a，負極連接直流電壓端子102a，在直流電壓端子IOla和直流電壓端子10 之間，施加1/2V的電壓。直流電源102的正極連接直流電壓端子102a，負極連接直流電壓端子103a，在直流電壓端子10 和直流電壓端子103a之間，施加1/2V的電壓。由此，在直流電壓端子IOla 103a分別生成電平不同的直流電壓。在直流電壓端子IOla 103a和U相輸出端子106之間，設(shè)有逆變器支路131。逆變器支路131包括相串聯(lián)的開關(guān)元件Illa 11 以及分別與這些開關(guān)元件反并聯(lián)的二極管Illb 114b。另外，逆變器支路131還具備二極管121和二極管122，二極管121的陽極連接在直流分壓點即直流電壓端子10 上，二極管122的陰極連接在所述直流分壓點上。 并且，通過對開關(guān)元件Illa IHa進行選擇性的PWM(Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)制)控制，使得從U相輸出端子106輸出U相電壓。反并聯(lián)的二極管Illb 114b在線電壓VUW的相位和輸出電流i。的相位不同的情況下，會被導(dǎo)通。圖沈是表示現(xiàn)有的單相三電平逆變器的另一方的相(稱之為W相)的結(jié)構(gòu)的電路圖。W相與U相共用直流電源101、102，在直流電壓端子IOla 103a和W相輸出端子107 之間，設(shè)有逆變器支路132。逆變器支路132與上述U相的逆變器支路131 —樣，包括相串聯(lián)的開關(guān)元件11 118a以及分別與這些開關(guān)元件反并聯(lián)的二極管11 118b。另外， 逆變器支路132還具備二極管123和二極管124，二極管123的陽極連接在直流分壓點即直流電壓端子10 上，二極管124的陰極連接在所述直流分壓點上。并且，通過對開關(guān)元件 115a 118a進行選擇性的PWM控制，使得從W相輸出端子107輸出W相電壓。圖27是現(xiàn)有的單相三電平逆變器的電路圖。圖27所示的現(xiàn)有的單相三電平逆變器是組合圖％所示的U相電流和圖26所示的W相電路而成的。在圖27的單相三電平逆變器中，從U相輸出端子106輸出的U相電壓和從W相輸出端子107輸出的W相電壓之間的差即線電壓vuw，被提供給連接在U相輸出端子106和W 相輸出端子107之間的負載。圖27中的i。表示輸出電流。圖觀的波形圖顯示了線電壓vim的一個周期的波形，圖四 圖32的電路圖顯示了開關(guān)元件的狀態(tài)。以下，具體說明圖四 圖32。圖四是表示圖27的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖30是表示圖27的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。另外，圖31是表示圖27的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6 至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。而圖32是表示圖27的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。在此，圖四 圖32表示了連接有使線電壓VUW和輸出電流i。成為同相位的負載的系統(tǒng)互連逆變器中的開關(guān)元件的狀態(tài)。以下，說明圖27所示的現(xiàn)有單相三電平逆變器的動作。首先，在圖觀的從時刻tl至時刻t4的期間內(nèi)，在U相的逆變器131中，接通開關(guān)元件112a，切斷開關(guān)元件lHa。并對開關(guān)元件Illa以及開關(guān)元件113a進行互相反極性的 PWM控制。在W相的逆變器132中，切斷開關(guān)元件115a，接通開關(guān)元件117a。并對開關(guān)元件 116a以及開關(guān)元件118a進行互相反極性的PWM控制。通過如上所述的開關(guān)控制，在從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)，以及在從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)，會反復(fù)出現(xiàn)如圖四所示的狀態(tài)。另外，在從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)， 會反復(fù)出現(xiàn)如圖30所示的狀態(tài)。因此，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻tl至時刻t4的期間內(nèi)所顯示的波形。然后，在圖觀的從時刻t4至時刻t7的期間內(nèi)，在U相的逆變器支路131中，切斷開關(guān)元件111a，接通開關(guān)元件113a。并對開關(guān)元件11 以及開關(guān)元件IHa進行互相反極性的PWM控制。在W相的逆變器支路132中，接通開關(guān)元件116a，切斷開關(guān)元件118a。并對開關(guān)元件11 以及開關(guān)元件117a進行互相反極性的PWM控制。通過進行如上述的開關(guān)控制，在從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)，以及在從時刻t6 至時刻t7的期間內(nèi)，會反復(fù)出現(xiàn)如圖31所示的狀態(tài)。另外，在從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)，會反復(fù)出現(xiàn)如圖32所示的狀態(tài)。因此，線電壓Vuw的波形成為圖觀中的從時刻t4至時刻t7的期間內(nèi)所顯示的波形。以上述方式，在圖27所示現(xiàn)有的單相三電平逆變器中，從時刻tl至時刻t7，進行一個周期的控制。進行完一個周期的控制之后，返回時刻tl。作為有關(guān)多電平逆變器的現(xiàn)有例，除了專利文獻1的多電平逆變器和圖27所示的現(xiàn)有的單相三電平逆變器以外，專利文獻2中揭示了一種中性點鉗位式的多電平電力變換器。另外，專利文獻3中揭示了一種用于中性點鉗位式多電平逆變器的雙向開關(guān)。專利文獻1 日本國專利申請，特開平5-308778號公報(
公開日1993年11月19 曰)專利文獻2 日本國專利申請，特開平11-220886號公報(
公開日1999年8月10
曰)專利文獻3 日本國專利申請，特表昭63-5(^953號公報(
公開日1988年10月 27日)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所要解決的課題)
然而，在圖27所表示的現(xiàn)有的單相三電平逆變器(現(xiàn)有的多電平逆變器)中，必須對U相輸出端子106所輸出的U相電壓和W相電壓端子107所輸出的W相電壓進行多級切換。因此，存在開關(guān)元件和二極管的個數(shù)較多的問題。而且，還必須在開關(guān)元件的柵極-源極之間設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的浮動電源，而用其驅(qū)動各開關(guān)元件。本發(fā)明是鑒于上述問題而開發(fā)的，其目的在于提供一種開關(guān)元件個數(shù)、二極管個數(shù)、浮動電源個數(shù)比現(xiàn)有多電平逆變器至少減少了一個的多電平逆變器。(為了解決課題的技術(shù)手段)為了達到以上目的，本發(fā)明的多電平逆變器包括多個直流電源、第1輸出端子以及第2輸出端子、第1逆變器支路、第2逆變器支路。所述多個直流電源串聯(lián)連接。所述第1 輸出端子以及第2輸出端子用于輸出交流電壓。所述第1逆變器支路向所述第1輸出端子輸出施加于所述多個直流電源的最高電位點上的直流電壓，或者施加于所述多個直流電源的最低電位點上的直流電壓。所述第2逆變器支路向所述第2輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于相鄰的所述直流電源之間的連接點即電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間， 由反并聯(lián)連接有二極管的2個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點連接于所述第1輸出端子上，所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群， 該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的偶數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有與所述最高電位點相連接的二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有與所述最低電位點相連接的二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位之間的開關(guān)元件數(shù)相同于設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)的條件的連接點。根據(jù)所述發(fā)明，通過對所述第2逆變器支路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當?shù)目刂?，能夠向所述?輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。并且，通過適當?shù)乜刂扑龅?逆變器支路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷，能夠向所述第1輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓，或者施加于所述最低電位點上的直流電壓。由此，能夠輸出所述交流電壓。作為一個例子，當所述第2輸出端子輸出正的輸出電流，而且將在所述第1輸出端子側(cè)看到的所述第2輸出端子的電壓作為最高電位的電壓時，接通所述最高電位點和所述第2輸出端子之間的所有開關(guān)元件，同時接通所述最低電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件也可。
此外，作為其他的例子，當所述第2輸出端子輸出負的輸出電流，而且將在所述第 1輸出端子側(cè)看到的所述第2輸出端子的電壓作為最高電位的電壓時，切斷所述第1開關(guān)元件群所包含的所有開關(guān)元件，同時切斷所述第2開關(guān)元件群所包含的所有開關(guān)元件即可。 在此情況下，通過使電流流過設(shè)在所述最低電位點和所述第1輸出端子之間的反并聯(lián)的二極管和設(shè)在所述最高電位點和所述第2輸出端子之間的反并聯(lián)的二極管，能從所述第2輸出端子輸出負的輸出電流。另外，所述第1逆變器支路是對在背景技術(shù)部分中說明的現(xiàn)有的單相三電平逆變器所具備的、包括4個開關(guān)元件以及6個二極管的逆變器支路進行簡化而成的，即，省略了 2個開關(guān)元件和4個二極管。由于省略了 2個開關(guān)元件，因此也能省略掉2個浮動電源。從而，能夠提供開關(guān)元件數(shù)、二極管數(shù)、浮動電源數(shù)比現(xiàn)有的多電平逆變器至少減少了1個的多電平逆變器。為了達到以上目的，本發(fā)明的多電平逆變器包括多個直流電源、第1輸出端子以及第2輸出端子、第1逆變器支路、第2逆變器支路。所述多個直流電源串聯(lián)連接。所述第 1輸出端子以及第2輸出端子用于輸出交流電壓。所述第1逆變器支路向所述第1輸出端子輸出施加于所述多個直流電源的最高電位點上的直流電壓、施加于所述多個直流電源的最低電位點上的直流電壓以及施加于相鄰的所述直流電源之間的連接點即電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。所述第2逆變器支路向所述第2輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群， 該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點，且另一端被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該第1開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點，且陽極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第1輸出端子連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)少一個的條件的連接點。所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第2開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位。在所述第2開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第2 開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)少一個的條件的連接點。根據(jù)所述發(fā)明，通過對所述第2逆變器支路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當?shù)目刂疲軌蛳蛩龅?輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。并且，通過適當?shù)乜刂扑龅?逆變器支路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷，能夠向所述第1輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。由此，能夠輸出所述交流電壓。作為一個例子，當所述第2輸出端子輸出負的輸出電流，并將在所述第1輸出端子側(cè)看到的所述第2輸出端子的電壓作為最低電位的電壓時，接通所述最高電位點和所述第 1輸出端子之間的所有開關(guān)元件，同時接通所述最低電位點和所述第2輸出端子之間的所有開關(guān)元件即可。此外，作為其他的例子，當所述第2輸出端子輸出正的輸出電流，而且將在所述第 1輸出端子側(cè)看到的所述第2輸出端子的電壓作為最低電位的電壓時，切斷所述第2逆變器支路所包含的所有開關(guān)元件，同時切斷所述第1逆變器支路所包含的所有開關(guān)元件即可。 在此情況下，通過使電流流過設(shè)在所述最低電位點和所述第2輸出端子之間的反并聯(lián)的二極管和設(shè)在所述最高電位點和所述第1輸出端子之間的反并聯(lián)的二極管，能從所述第2輸出端子輸出正的輸出電流。另外，在所述多電平逆變器中，尤其是在三電平逆變器中，相比于現(xiàn)有的單相三電平逆變器，能夠省略4個二極管。在此，雖然開關(guān)元件的個數(shù)未減少，但是，如果通過MOSFET (Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)構(gòu)成所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件、包含于所述第1開關(guān)元件群且一端連接于所述最高電位點的第3開關(guān)元件和包括于所述第2開關(guān)元件群且一端連接于所述最高電位點的第4開關(guān)元件，則能夠共用各源極，因此能夠省略掉2個浮動電源系統(tǒng)。從而，能夠提供開關(guān)元件數(shù)、二極管數(shù)、浮動電源數(shù)比現(xiàn)有的多電平逆變器至少減少了1個的多電平逆變器。為了達到以上目的，本發(fā)明的多電平逆變器包括多個直流電源、第1輸出端子以及第2輸出端子、第1逆變器支路、第2逆變器支路。所述多個直流電源串聯(lián)連接。所述第 1輸出端子以及第2輸出端子用于輸出交流電壓。所述第1逆變器支路向所述第1輸出端子輸出施加于所述多個直流電源的最高電位點上的直流電壓、施加于所述多個直流電源的最低電位點上的直流電壓以及施加于相鄰的所述直流電源之間的連接點即電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。所述第2逆變器支路向所述第2輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群， 該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電位點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該第1開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第1輸出端子連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的條件的連接點。所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電位點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點設(shè)有二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有第 2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第2 開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第2輸出端子連接于所述第2 開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的條件的連接點。根據(jù)所述發(fā)明，通過對所述第2逆變器支路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當?shù)目刂?，能夠向所述?輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。并且，通過適當?shù)乜刂扑龅?逆變器支路所具備的開關(guān)元件的接通/切斷，能夠向所述第1輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓。由此，能夠輸出所述交流電壓。作為一個例子，當所述第2輸出端子輸出負的輸出電流，而且將在所述第1輸出端子側(cè)看到的所述第2輸出端子的電壓作為最低電位的電壓時，接通所述最高電位點和所述第1輸出端子之間的所有開關(guān)元件，同時接通所述最低電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件即可。此外，作為其他的例子，當所述第2輸出端子輸出負的輸出電流，而且將在所述第 1輸出端子側(cè)看到的所述第2輸出端子的電壓作為最高電位的電壓時，切斷所述第1逆變器支路所包含的所有開關(guān)元件，同時切斷所述第2逆變器支路所包含的所有開關(guān)元件即可。 在此情況下，通過使電流流過設(shè)在所述最低電位點和所述第1輸出端子之間的反并的聯(lián)二極管和設(shè)在所述最高電位點和所述第2輸出端子之間的反并聯(lián)的二極管，能從所述第2輸出端子輸出負的輸出電流。另外，在所述多電平逆變器中，尤其是三電平逆變器中，相比于現(xiàn)有的單相三電平逆變器，能夠省略4個二極管。從而，能夠提供開關(guān)元件數(shù)、二極管數(shù)、浮動電源數(shù)比現(xiàn)有的多電平逆變器至少減少了1個的多電平逆變器。
(發(fā)明的效果)如上所述，在本發(fā)明的多電平逆變器中，所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的2個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點連接于所述第1輸出端子上。所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的偶數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有與所述最高電位點相連接的二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有與所述最低電位點相連接的二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位之間的開關(guān)元件數(shù)相同于設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)的條件的連接點。另外，在本發(fā)明的多電平逆變器中，所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點，且另一端被包含于所述第 1開關(guān)元件群中，該第1開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點，且陽極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第1輸出端子連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)少一個的條件的連接點。所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第2開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位。在所述第2開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第2 開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)少一個的條件的連接點。
另外，在本發(fā)明的多電平逆變器中，所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電位點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該第1開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第1輸出端子連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的條件的連接點。所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電位點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點設(shè)有二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點。在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有第2 開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點。所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的條件的連接點。從而，能夠提供開關(guān)元件數(shù)、二極管數(shù)、浮動電源數(shù)比現(xiàn)有的多電平逆變器至少減少了1個的多電平逆變器。


圖1是本發(fā)明的實施例所涉及的多電平逆變器的電路圖。圖2是表示圖1的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖3是表示圖1的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖4是表示圖1的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀中的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖5是表示圖1的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀中的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖6是表示圖1的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀中的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖7是表示圖1的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖28中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖8是表示圖1的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀中的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖9是表示圖1的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖10是本發(fā)明的其他實施例所涉及的多電平逆變器的電路圖。圖11是表示圖10的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻tl 至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖12是表示圖10的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀中的從時刻tl 至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖13是表示圖10的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻t2 至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖14是表示圖10的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖28中的從時刻t2 至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖15是表示圖10的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖28中的從時刻t4 至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖16是表示圖10的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻t4 至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖17是表示圖10的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖28中的從時刻t5 至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖18是表示圖10的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻t5 至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖19是通過對圖10的多電平逆變器中的U相、W相逆變器支路的高端和低端進行對換而成的多電平逆變器的電路圖。圖20是通過在圖10的多電平逆變器2中，增設(shè)了與U相、W相逆變器支路具有相同結(jié)構(gòu)的V相逆變器支路而成的三相三電平逆變器的電路圖。圖21是表示在本發(fā)明的實施例以及本發(fā)明的其他實施例中，作為開關(guān)元件使用了 MOSFET的情況的圖。圖22是表示在本發(fā)明的實施例以及本發(fā)明的其他實施例中，作為開關(guān)元件使用了 IGBT的情況的圖。圖23是表示可代用為圖1的逆變器支路的專利文獻2中的逆變器支路的電路圖。圖M是本發(fā)明的實施方式所涉及的四電平逆變器的電路圖。圖25是表示現(xiàn)有的單相三電平逆變器的一方的相(U相)的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖沈是表示現(xiàn)有的單相三電平逆變器的另一方的相(W相)的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖27是現(xiàn)有的單相三電平逆變器的電路圖。圖觀是表示線電壓的1個周期的波形的波形圖。圖四是表示圖27的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻tl 至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖30是表示圖27的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖31是表示圖27的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀中的從時刻t4 至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖32是表示圖27的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀中的從時刻t5 至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。
0084]<附圖標記說明>0085]1、2、2’ 多電平逆變器0086]2，，三相三電平逆變器0087]6000逆變器支路(第2逆變器支路)0088]6001逆變器支路(第1逆變器支路)0089]6000，逆變器支路0090]601,602直流電源(多個直流電源)0091]601a 603a直流電壓端子0092]606U相輸出端子(第2輸出端子)0093]607W相輸出端子(第1輸出端子)0094]611a、612a、613a、614a開關(guān)元件(第2開關(guān)元件群)0095]615a、616a開關(guān)元件(第1開關(guān)元件群)0096]611b、612b、613b、614b 二極管0097]615b,616b二極管0098]621 二極々f0099]622 二極々f0100]9000,9000'逆變器支路(第2逆變器支路)0101]9001,9001'逆變器支路(第1逆變器支路)0102]9002逆變器支路0103]901,902直流電源(多個直流電源)0104]901a 903a直流電壓端子0105]906U相輸出端子(第2輸出端子)0106]907W相輸出端子(第1輸出端子)0107]911a、912a、913a、914a 開關(guān)元件(第2開關(guān)元件群)0108]911a\912a'、913a’、914a’ 開關(guān)元件(第2開關(guān)元件群)0109]914a.915a.916a, 開關(guān)元件(第1開關(guān)元件群)0110]914a\915a'、916a’ 開關(guān)元件(第1開關(guān)元件群)0111]931,931'開關(guān)元件(第2開關(guān)元件群)0112]932,932'開關(guān)元件(第1開關(guān)元件群)0113]911b,912b,913b 二極管0114]911b’、912b’、913b，二極管0115]914b,915b,916b 二極管0116]914b’、915b’、916b，二極管0117]921、921b，二極管
922,922b'二極管50 控制電路(控制單元)i0 輸出電流Vuw 線電壓(交流電壓)
具體實施例方式以下，參照圖1 圖M說明本發(fā)明的一實施方式。首先，根據(jù)圖1 圖9以及圖 23說明本發(fā)明的一實施例，即本發(fā)明的實施例1。[實施例1]圖1是本實施例1所涉及的多電平逆變器1的電路圖。在圖1的多電平逆變器1中，U相輸出端子606所輸出的U相電壓和W相輸出端子607所輸出的W相電壓之差即線電壓Vuw (交流電壓)，被提供給連接于U相輸出端子606 和W相輸出端子607之間的負載上。圖1中的i。表示輸出電流。多電平逆變器1的基本結(jié)構(gòu)包括直流電源601和602(多個直流電源)、逆變器支路6000 (第2逆變器支路)以及逆變器支路6001 (第1逆變器支路)。直流電源601的正極連接于直流電壓端子601a上，負極連接于直流電壓端子60 上，在直流電壓端子601a和直流電壓端子60 之間施加1/2V的電壓。直流電源602的正極連接于直流電壓端子60 上，負極連接于直流電壓端子603a上，在直流電壓端子60 和直流電壓端子603a之間也施加1/2V的電壓。由此，在直流電壓端子601a 603a，可分別生成電平不同的直流電壓。在直流電壓端子601a 603a和U相輸出端子606(第2輸出端子)之間設(shè)有逆變器支路6000。逆變器支路6000包括相串聯(lián)連接的開關(guān)元件611a 614a(偶數(shù)個開關(guān)元件)、與各開關(guān)元件反并聯(lián)連接的二極管611b 614b。而且，逆變器支路6000還具備二極管621和二極管622，二極管621的陽極連接于直流分壓點即直流電壓端子60加，二極管 622的陰極連接于所述直流分壓點。另外，從開關(guān)元件611a 61 中選擇兩個開關(guān)元件， 并對所選開關(guān)元件進行PWM(Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)制)控制。并且，對其他的兩個開關(guān)元件的接通/切斷進行設(shè)定，由此從U相輸出端子606輸出U相電壓。在直流電壓端子601a、603a和W相輸出端子607(第1輸出端子)之間，設(shè)有逆變器支路6001。逆變器支路6001包括相串聯(lián)連接的開關(guān)元件61 以及616a，與各開關(guān)元件反并聯(lián)連接的二極管61 以及616b。而且，根據(jù)逆變器所輸出的輸出電流i。的方向(輸出電流i。是正還是負)，來控制開關(guān)元件61fe、616a的接通/切斷，從而從W相輸出端子607 輸出W相電壓。在圖1所示的多電平逆變器1中，直流電壓端子601a與開關(guān)元件611a的一端、二極管611b的陰極、開關(guān)元件61 的一端以及二極管61 的陰極相連接。開關(guān)元件611a的另一端、二極管611b的陽極、開關(guān)元件61 的一端、二極管612b 的陰極以及二極管621的陰極相連接。開關(guān)元件61 的另一端、二極管612b的陽極、開關(guān)元件613a的一端、二極管613b 的陰極以及U相輸出端子606相連接。開關(guān)元件61 fe的另一端、二極管615b的陽極、開關(guān)元件616a的一端、二極管616b的陰極以及W相輸出端子607相連接。開關(guān)元件613a的另一端、二極管613b的陽極、開關(guān)元件61 的一端、二極管614b 的陰極以及二極管622的陽極相連接。二極管621的陽極、二極管622的陰極以及直流電壓端子60 相連接。另外，開關(guān)元件61 的另一端、二極管614b的陽極、開關(guān)元件616a的另一端、二極管616b的陽極以及直流電壓端子603a相連接。在此，開關(guān)元件和二極管反并聯(lián)連接的狀態(tài)是指如下狀態(tài)，S卩，開關(guān)的一端與二極管的陰極相連接，開關(guān)的另一端與二極管的陽極相連接，當接通開關(guān)時，即使電流從開關(guān)的一端流向另一端，二極管也不會導(dǎo)通的狀態(tài)。在圖1所示的本實施例1的多電平逆變器1中，逆變器支路6001具有對背景技術(shù)中所說明的現(xiàn)有單相三電平逆變器所具備的，包括4個開關(guān)元件和6個二極管的逆變器支路132進行簡化而成的結(jié)構(gòu)。因此，與圖27所示的現(xiàn)有的單相三電平逆變器相比，在圖1 所示的本實施例1的多電平逆變器中，能夠省略2個開關(guān)元件以及4個二極管。而且，由于能省略2個開關(guān)元件，因此也能省略2個浮動電源系統(tǒng)。從而，能夠提供開關(guān)元件數(shù)、二極管數(shù)、浮動電源數(shù)比現(xiàn)有的單相三電平逆變器 (圖27)至少減少了 1個的多電平(單相三電平)逆變器。(使線電壓Vuw和輸出電流i。同相位的負載)圖2 圖5分別是表示圖1的多電平逆變器1中的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。更具體地說，圖2 圖5是表示存在使線電壓Vuw和輸出電流i。成為同相位的負載的情況(例如，將本發(fā)明應(yīng)用于系統(tǒng)互連逆變器，并使其互連運轉(zhuǎn)的情況)下的，開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。與現(xiàn)有的例子相同，線電壓Vuw的一個周期的波形顯示在通過圖觀的波形圖中。在此，系統(tǒng)互連逆變器是指與商用系統(tǒng)連接并能提供交流電的逆變器，而商用系統(tǒng)是負載。以下，具體說明圖2 圖5。圖2是表示圖1所示電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖3是表示圖1所示電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。此外，圖4是表示圖1所示電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖5是表示圖1所示電路中的輸出電流i。 為負電流時的，在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。首先，在圖觀的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)， 在U相逆變器支路6000中，切斷開關(guān)元件611a和開關(guān)元件6Ha。并對開關(guān)元件61 以及開關(guān)元件613a進行同極性PWM控制。進行同極性的PWM控制的情況下，接通一方的開關(guān)元件時，使另一方的開關(guān)元件也接通。切斷的時候也相同。而在W相的逆變器支路6001中，切斷開關(guān)元件615a，接通開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖2所示的狀態(tài)。因此，線電壓Vuw 的波形會成為圖觀中的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)所顯示的波形。線電壓Vuw為0時，反并聯(lián)連接的二極管613b、614b被導(dǎo)通。然后，在圖28的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)，在U相逆變器支路6000中，接通開關(guān)元件612a，切斷開關(guān)元件6Ha。并對開關(guān)元件611a以及開關(guān)元件613a進行反極性的 PWM控制。進行反極性的PWM控制的情況下，接通一方的開關(guān)元件時，使另一方的開關(guān)元件切斷。而在W相的逆變器支路6001中，切斷開關(guān)元件615a，接通開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖3所示的狀態(tài)。因此，線電壓Vuw 的波形會成為圖觀中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)所顯示的波形。另外，在圖28的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至t7的期間內(nèi)，在 U相逆變器支路6000中，切斷開關(guān)元件611a和開關(guān)元件6Ha。并對開關(guān)元件61 以及開關(guān)元件613a進行同極性的PWM控制。而在W相的逆變器支路6001中，接通開關(guān)元件615a，切斷開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖4所示的狀態(tài)。因此，線電壓Vuw 的波形會成為圖觀中的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)所顯示的波形。線電壓Vuw為0時，反并聯(lián)連接的二極管611b、612b被導(dǎo)通。然后，在圖28的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)，在U相逆變器支路6000中，切斷開關(guān)元件611a，接通開關(guān)元件613a。并對開關(guān)元件61 以及開關(guān)元件61 進行反極性的 PWM控制。而在W相的逆變器支路6001中，接通開關(guān)元件615a，切斷開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖5所示的狀態(tài)。因此，線電壓Vuw 的波形會成為圖觀中的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)所顯示的波形。通過以上方法，在圖1的多電平逆變器1中，進行從時刻tl至時刻t7的一個周期的控制。一個周期的控制結(jié)束之后，返回到時刻tl。(使線電壓Vuw的相位和輸出電流i。的相位不同的負載)圖6 圖9是表示存在使線電壓Vuw的相位和輸出電流i。的相位不同的負載的情況(例如，將本發(fā)明應(yīng)用于系統(tǒng)互連逆變器，并使其獨立運轉(zhuǎn)，負載為L負載的情況)下的， 開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。(關(guān)于系統(tǒng)互連逆變器的獨立運轉(zhuǎn)L負載，將在后文中進行說明)。在此，說明系統(tǒng)互連逆變器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。系統(tǒng)互連逆變器基本上有2個運轉(zhuǎn)狀態(tài)， 即，互連運轉(zhuǎn)以及獨立運轉(zhuǎn)?；ミB運轉(zhuǎn)是“與商用系統(tǒng)連接并提供交流電”的運轉(zhuǎn)方式。相反，獨立運轉(zhuǎn)時并不連接商用系統(tǒng)，而是向非商用系統(tǒng)的各種負載提供交流電。進行這種獨立運轉(zhuǎn)時所連接的負載為電動機等的L負載時，稱之為“系統(tǒng)互連逆變器獨立運轉(zhuǎn)L負載”。以下，具體說明圖6 圖9。圖6是表示圖1的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)和從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖7是表示圖1的電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻 t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。此外，圖8是表示圖1的電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖28的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)和從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖9是表示圖1的電路中的輸出電流i。為正電流時的， 在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。首先，在圖28的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)，當輸出電流i。為正電流時，在電平逆變器1中，以圖2所示的狀態(tài)使各開關(guān)接通/切斷即可。相反，在圖28的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)， 當輸出電流i。是負電流時，在U相逆變器支路6000中，切斷開關(guān)元件611a，接通開關(guān)元件 613a。并對開關(guān)元件61 以及開關(guān)元件61 進行反極性的PWM控制。而在W相逆變器支路6001中，切斷開關(guān)元件61 和開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖6所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流 i0為負電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)所顯示的波形。在圖6所示的狀態(tài)下，反并聯(lián)連接的二極管616b被導(dǎo)通。然后，在圖28的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)，當輸出電流i。是正電流時，在多電平逆變器1中，以圖3所示的狀態(tài)使各開關(guān)接通/切斷即可。相反，在圖觀的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)，當輸出電流i。是負電流時，在U相逆變器支路6000中，切斷開關(guān)元件611a和開關(guān)元件6Ha。并對開關(guān)元件61 以及開關(guān)元件613a進行同極性的PWM控制。而在W相逆變器支路6001中，切斷開關(guān)元件61 和開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖7所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流 i0為負電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)所顯示的波形。在圖7所示的狀態(tài)下，反并聯(lián)連接的二極管616b被導(dǎo)通。并且，當Vuw為V時， 反并聯(lián)連接的二極管611b、612b被導(dǎo)通。然后，在圖28的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)，當輸出電流i。為負電流時，在多電平逆變器1中，以圖4所示的狀態(tài)使各開關(guān)接通/切斷即可。相反，在圖28的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)，當輸出電流i。是正電流，在U相逆變器支路6000中，接通開關(guān)元件61加，切斷開關(guān)元件 61 ，并對開關(guān)元件611a以及開關(guān)元件613a進行反極性的PWM控制。而在W相逆變器支路6001中，切斷開關(guān)元件61 和開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖8所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流 i0為正電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)所顯示的波形。在圖8所示的狀態(tài)下，反并聯(lián)連接的二極管 615b被導(dǎo)通。然后，在圖28的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)，當輸出電流i。是負電流時，在多電平逆變器1中，以如圖5所示的狀態(tài)使各開關(guān)接通/切斷即可。相反，在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)，當輸出電流i。是正電流時，在U相逆變器支路6000中，切斷開關(guān)元件611a和開關(guān)元件61 ，并對開關(guān)元件61 以及開關(guān)元件613a進行同極性的PWM控制。而在W相逆變器支路6001中，切斷開關(guān)元件61 和開關(guān)元件616a。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖9所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流 i0為正電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)顯示的波形。在圖9所示的狀態(tài)下，反并聯(lián)連接的二極管61 被導(dǎo)通。并且，當Vuw為-V時，反并聯(lián)連接的二極管613b、614b被導(dǎo)通。通過以上方法，在圖1的多電平逆變器1中，進行從時刻tl至時刻t7的一個周期的控制。一個周期的控制結(jié)束之后，返回到時刻tl。如上所述，根據(jù)本實施例1的多電平逆變器1，能對逆變器支路6000所具備的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當控制。由此，能夠向U相輸出端子606輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個電壓。另外，通過對逆變器支路6001所具備的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當控制，能夠向W相輸出端子607輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓，或者施加于所述最低電位點上的直流電壓。從而，能夠輸出線電壓Vuw。多電平逆變器1還具備控制電路50 (控制單元)。可以是，控制電路50向第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件61fe、616a以及第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件611a 61 輸出用于控制各開關(guān)元件的導(dǎo)通或者切斷的信號。另外還可以是，控制電路50控制第1開關(guān)群所包含的開關(guān)元件61fe、616a，以避免這些開關(guān)元件同時接通，并控制第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件611a 614a，以避免這些開關(guān)元件同時接通。此外，在進行以上控制的同時，控制電路50還可以進行如圖2 圖9所示的開關(guān)控制。即，控制電路50可以對所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制，而對其他開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷狀態(tài)的控制。而且，控制電路50還可以根據(jù)所述第2輸出端子所輸出的輸出電流的極性，來控制所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件中的任意開關(guān)元件以致其接通或者切斷。由此，作為線電壓Vuw，能夠輸出已進行脈寬調(diào)制的電壓。而且，多電平逆變器1能應(yīng)用于要求輸出電流i。必須是正電流的負載中，或者要求輸出電流i。必須是負電流的負載中。作為本實施例1的變形例，可以用圖23所示的專利文獻2的逆變器支路6000’取代圖1的逆變器支路6000。根據(jù)專利文獻2所涉及的發(fā)明的效果，能夠進一步減少二極管和浮動電源的數(shù)量。(實施例2)以下，參照圖10 圖20來說明本發(fā)明的其他實施例，即本發(fā)明的實施例2。本實施例2中未說明的結(jié)構(gòu)即是與以上實施例1相同的結(jié)構(gòu)。此外，為了便于進行說明，對于與實施例1相關(guān)的圖面所示的部件相同的部件，付與相同的符號并省略其相關(guān)說明。圖10是本實施例2的多電平逆變器2的電路圖。在圖10所示的多電平逆變器2中，U相輸出端子906所輸出的U相電壓和W相輸出端子907所輸出的W相電壓之差即線電壓Vuw，將被提供給連接于U相輸出端子906和W 相輸出端子907之間的負載。圖10中的i。是輸出電流。并且，與現(xiàn)有例一樣，線電壓Vuw的一個周期的波形顯示在圖觀的波形圖中。多電平逆變器2大致包括直流電源901和902 (多個直流電源)、逆變器支路 9000 (第2逆變器支路)以及逆變器支路9001 (第1逆變器支路)。直流電源901的正極連接于直流電壓端子901a上，負極連接于直流電壓端子90 上，在直流電壓端子901a和直流電壓端子90 之間施加1/2V的電壓。直流電源902的正極連接于直流電壓端子90 上，負極連接于直流電壓端子903a上，在直流電壓端子90 和直流電壓端子903a之間施加1/2V的電壓。由此，在直流電壓端子901a 903a，可分別生成電平不同的直流電壓。在直流電壓端子901a 903a和U相輸出端子906(第2輸出端子)之間設(shè)有逆變器支路9000。逆變器支路9000包括相串聯(lián)連接的開關(guān)元件911a 913a (第2開關(guān)元件群)、與各開關(guān)元件反并聯(lián)連接的二極管911b 91北。而且，逆變器支路9000還具備開關(guān)元件931(第2開關(guān)元件)和二極管921，該開關(guān)元件931的一端連接于直流分壓點即直流電壓端子90 ，二極管921的陰極連接于所述直流分壓點。此外，根據(jù)多電平逆變器2的輸出電流i。的方向(輸出電流i。是正電流還是負電流)，來控制開關(guān)元件911a、931a的接通 /切斷，并對開關(guān)元件912a、913a進行選擇性的PWM控制。從而，從U相輸出端子906輸出 U相電壓。在直流電壓端子901a 903a和W相輸出端子907(第1輸出端子)之間，設(shè)有逆變器支路9001。逆變器支路9001具備相串聯(lián)連接的開關(guān)元件91 916a (第1開關(guān)元件群)、與各開關(guān)元件反并聯(lián)連接的二極管914b 91乩。而且，逆變器支路9001還具備開關(guān)元件932(第1開關(guān)元件)和二極管922，開關(guān)元件932的一端連接于直流分壓點即直流電壓端子90 ，二極管922的陰極連接于所述直流分壓點。此外，根據(jù)多電平逆變器2的輸出電流i。的方向來控制開關(guān)元件9Ha、931的接通/切斷，并對開關(guān)元件915a、916a進行選擇性的PWM控制，從而從W相輸出端子907輸出W相電壓。在圖10的多電平逆變器2中，直流電壓端子901a與開關(guān)元件911a的一端、二極管911b的陰極、開關(guān)元件91 的一端以及二極管914b的陰極相連接。開關(guān)元件911a的另一端、二極管911b的陽極、開關(guān)元件91 的一端、二極管912b 的陰極、開關(guān)元件931的另一端以及U相輸出端子906相連接。開關(guān)元件91 的另一端、二極管912b的陽極、開關(guān)元件913a的一端、二極管913b 的陰極以及二極管921的陽極相連接。開關(guān)元件91 的另一端、二極管914b的陽極、開關(guān)元件915a的一端、二極管915b 的陰極、開關(guān)元件932的另一端以及W相輸出端子907相連接。開關(guān)元件91 fe的另一端、二極管915b的陽極、開關(guān)元件916a的一端、二極管916b 的陰極以及二極管922的陽極相連接。開關(guān)元件931的一端、二極管921的陰極、開關(guān)元件932的一端、二極管922的陰極以及直流電壓端子90 相連接。而且，開關(guān)元件913a的另一端、二極管913b的陽極、開關(guān)元件916a的另一端、二極管916b的陽極以及直流電壓端子903a相連接。在圖10所示的本實施例2的多電平逆變器2中，與圖27所示的現(xiàn)有的單相三電平逆變器相比，二極管減少了 4個。雖然開關(guān)元件的數(shù)量并未減少，但是，如果使用MOSFET 來形成圖10中的開關(guān)元件911a、931以及開關(guān)元件9Ha、932，可實現(xiàn)電源共用。從而，能減掉2個浮動電源系統(tǒng)。因此，能夠提供開關(guān)元件數(shù)、二極管數(shù)、浮動電源數(shù)比現(xiàn)有的單相三電平逆變器 (圖27)比現(xiàn)有的單相三電平逆變器(圖27)至少減少了一個的多電平(單相三電平)逆變器。圖11 圖18分別是表示圖10的多電平逆變器2中的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。
以下，具體說明圖11 圖18。圖11是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖12是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖 28的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。另外，圖13是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖14是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。此外，圖15是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻 t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖 16是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。另外，圖17是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為負電流時的，在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。圖18是表示圖10所示電路中的輸出電流i。為正電流時的，在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)的開關(guān)元件的狀態(tài)的電路圖。首先，考慮在圖28的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)，輸出電流i。為正電流的情況。此時，在U相逆變器支路9000中，接通開關(guān)元件911a， 切斷開關(guān)元件91 、開關(guān)元件913a和開關(guān)元件931。而在W相逆變器支路9001中，切斷開關(guān)元件91 、開關(guān)元件916a、開關(guān)元件932，并對開關(guān)元件91 進行PWM控制。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖11所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為正電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)顯示的波形。線電壓Vuw為0時，反并聯(lián)連接的二極管 914b被導(dǎo)通。接下來，考慮在圖28的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4 的期間內(nèi)，輸出電流i。為負電流的情況。此時，在U相逆變器支路9000中，切斷開關(guān)元件 91 la、開關(guān)元件913a和開關(guān)元件931，并對開關(guān)元件91 進行PWM控制。而在W相逆變器支路9001中，切斷開關(guān)元件914a、開關(guān)元件91 和開關(guān)元件916a、接通開關(guān)元件932。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖12所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為負電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻tl至時刻t2的期間內(nèi)以及從時刻t3至時刻t4的期間內(nèi)顯示的波形。線電壓Vuw為1/2V時，反并聯(lián)連接的二極管911b被導(dǎo)通。然后，考慮在圖28的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)，輸出電流i。為正電流的情況。 此時，在U相逆變器支路9000中，接通開關(guān)元件911a，切斷開關(guān)元件912a、開關(guān)元件913a 和開關(guān)元件931。而在W相逆變器支路9001中，切斷開關(guān)元件91 和開關(guān)元件932，接通開關(guān)元件卯如。并對開關(guān)元件916a進行PWM控制。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖13所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為正電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)顯示的波形。相反，在圖觀的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)，輸出電流i。為負電流時，在U相逆變器支路9000中，切斷開關(guān)元件91 la、開關(guān)元件913a和開關(guān)元件931。并對開關(guān)元件91 進行PWM控制。而在W相逆變器支路9001中，切斷開關(guān)元件914a、開關(guān)元件915a、開關(guān)元件916a和開關(guān)元件932。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖14所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為負電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw成為圖觀中的從時刻t2至時刻t3的期間內(nèi)顯示的波形。在圖14所示的狀態(tài)下，反并聯(lián)連接的二極管915b、916b被導(dǎo)通。線電壓Vuw為V時，反并聯(lián)連接的二極管911b被導(dǎo)通。接下來，考慮在圖28的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7 的期間內(nèi)，輸出電流i。為負電流的情況。此時，在U相逆變器支路9000中，切斷開關(guān)元件 91 la、開關(guān)元件913a和開關(guān)元件931，并對開關(guān)元件91 進行PWM控制。而在W相逆變器支路9001中，接通開關(guān)元件914a，切斷開關(guān)元件915a、開關(guān)元件916a和開關(guān)元件932。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖15所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為負電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形成為圖觀中的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)顯示的波形。線電壓Vuw為0時，反并聯(lián)連接的二極管911b 被導(dǎo)通。接下來，考慮在圖28的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)，輸出電流i。為正電流時的情況。此時，在U相逆變器支路9000中，切斷開關(guān)元件 91 la、開關(guān)元件91 和開關(guān)元件913a，接通開關(guān)元件931。而在W相逆變器支路9001中， 切斷開關(guān)元件914a、開關(guān)元件916a和開關(guān)元件932。并對開關(guān)元件91 進行PWM控制。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖16所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為正電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t4至時刻t5的期間內(nèi)以及從時刻t6至時刻t7的期間內(nèi)顯示的波形。線電壓Vuw為-1/2V時，反并聯(lián)連接的二極管914b被導(dǎo)通。另外，在圖28的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)，輸出電流i。為負電流時，在U相逆變器支路9000中，切斷開關(guān)元件911a和開關(guān)元件931，接通開關(guān)元件912a，并對開關(guān)元件913a進行PWM控制。而在W相逆變器支路9001中，接通開關(guān)元件914a，切斷開關(guān)元件 91 、開關(guān)元件916a和開關(guān)元件932。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖17所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為負電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)顯示的波形。相反，在圖觀的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)，輸出電流i。為正電流時，在U相逆變器支路9000中，切斷開關(guān)元件91 la、開關(guān)元件912a、開關(guān)元件913a和開關(guān)元件931。而在W相逆變器支路9001中，切斷開關(guān)元件91 、開關(guān)元件916a和開關(guān)元件932。并對開關(guān)元件91 進行PWM控制。當進行如上所述的開關(guān)控制時，將會反復(fù)出現(xiàn)圖18所示的狀態(tài)。因此，在輸出電流i。為正電流的狀態(tài)下，線電壓Vuw的波形會成為圖觀中的從時刻t5至時刻t6的期間內(nèi)顯示的波形。在圖18所示的狀態(tài)下，反并聯(lián)連接的二極管912b、91!3b被導(dǎo)通。線電壓Vuw 為-V時，反并聯(lián)連接的二極管914b被導(dǎo)通。通過以上方法，在圖10的多電平逆變器2中，進行從時刻tl至時刻t7的一周期控制。一周期控制結(jié)束之后，返回到時刻tl。
如上所述，根據(jù)本實施例2的多電平逆變器2，能對逆變器支路9000所具備的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當控制。由此，能夠向U相輸出端子906輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓、施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個。另外，通過對逆變器支路9001的開關(guān)元件的接通/切斷進行適當控制，能夠向W相輸出端子907輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、施加于所述最低電位點上的直流電壓中以及施加于所示電源連接點上的直流電壓中的任何一個。從而，能夠輸出線電壓Vuw。多電平逆變器2還可以具備控制電路50 (控制單元)?？刂齐娐?0向開關(guān)元件輸出用于控制開關(guān)元件的接通或者切斷的信號?？刂齐娐?0輸出信號的對象包括第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件91乜、91519163;第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件911^912^ 913a?？刂齐娐?0可以控制第1開關(guān)群所包含的開關(guān)元件9Ha、915a、916a，以避免這些開關(guān)元件全都同時接通，并控制第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件911a、91h、913a，以避免這些開關(guān)元件同時接通。此外，在進行以上控制的同時，控制電路50還可以進行圖11 圖 18所示的開關(guān)控制。S卩，控制電路50可以對所述最低電位點903a和W相輸出端子907之間的開關(guān)元件之中的任意個開關(guān)元件或者所述最低電位點903a和U相輸出端子906之間的開關(guān)元件之中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制。并且，控制電路50可以對其他開關(guān)元件中的在所述最低電位點903a和W相輸出端子907、U相輸出端子906之間的開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷的控制。另外，控制電路50還可以對所述最高電位點901a和W相輸出端子907之間的開關(guān)元件、所示最高電位點901a和U相輸出端子906之間的開關(guān)元件、 所述第1開關(guān)元件932以及第2開關(guān)元件931進行控制。此時，根據(jù)從U相輸出端子906 輸出的輸出電流i。的極性，來對各開關(guān)元件的接通或者切斷進行控制。由此，作為線電壓Vuw，能夠輸出已進行脈寬調(diào)制的電壓。而且，多電平逆變器2能應(yīng)用于要求輸出電流i。必須是正電流的負載、要求輸出電流i。必須是負電流的負載的兩者。(實施例2的變形例)作為本實施例2的變形例，可以用圖19所示的多電平逆變器2’來取代圖10所示的多電平逆變器2中的U相逆變器支路9000和W相逆變器支路9001。圖19是表示多電平逆變器2’的電路圖。在圖19的多電平逆變器2’中，U相逆變器支路9000’具有對圖10所示多電平逆變器2中的U相逆變器支路9000的高端和低端進行對換而成的結(jié)構(gòu)。同樣，在圖19的多電平逆變器2’中，W相的逆變器支路9001’具有對圖10所示多電平逆變器2中的W相逆變器支路9001的高端和低端進行對換而成的結(jié)構(gòu)。本變形例的多電平逆變器2’具備串聯(lián)連接的直流電源901以及902、用于輸出線電壓Vuw的U相輸出端子906以及W相輸出端子907。另外，還具備逆變器支路9001，，該逆變器支路9001’向W相輸出端子907輸出以下直流電壓，即施加于所述直流電源901、902 的最高電位點901a上的直流電壓、施加于所述直流電源901、902的最低電位點903a上的直流電壓以及施加于相鄰接的直流電源901、902之間的連接點即電源連接點90 上的直流電壓中的任意一個電壓。而且，多電平逆變器2’還具備逆變器支路9000’，該逆變器支路 9000’向U相輸出端子906輸出施加于所述最高電位點901a上的直流電壓、施加于所述最低電位點903a上的直流電壓以及施加于所述電源連接點90 上的直流電壓中的任意一個電壓。在這種多電平逆變器2’中，逆變器支路9001’具備有第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)置在所述最高電位點901a和所述最低電位點903a之間，并由奇數(shù)個(在此例中有3個)分別反并聯(lián)連接有二極管914b，、915b，、916b，的開關(guān)元件914a，、915a，、916a， 串聯(lián)連接而成。另外，在逆變器支路9001’中，對應(yīng)每個所述電源連接點(在此例中只有電源連接點902a)設(shè)有一個二極管922，，該二極管922，的陽極連接于所述電源連接點90 上，陰極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管922’通過與設(shè)在所述最高電位點901a 和所述電源連接點90 之間的直流電源901相同數(shù)量(在該例子中只有1個)的開關(guān)元件916a’，來與所述最高電位點901a連接。此外，對應(yīng)每個所述電源連接點(在此例中只有電源連接點902a)還設(shè)有一個開關(guān)元件932’(第1開關(guān)元件)，該開關(guān)元件932’的一端連接于所述電源連接點90 上，另一端被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該開關(guān)元件932’ 通過與被設(shè)在所述最低電位點903a和所述電源連接點90 之間的直流電源902相同數(shù)量 (在該例子中只有1個)的開關(guān)元件9Ha’，來與所述最低電位點903a連接。并且，W相輸出端子907連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的如下連接點， 即，能使設(shè)置在該連接點與所述最高電位點901a之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)置在該連接點與所述最低電位點903a之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的連接點(在此例中是開關(guān)元件914a’和開關(guān)元件915a’的連接點)上。逆變器支路9000’具備有第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)置在所述最高電位點901a和所述最低電位點903a之間，并由奇數(shù)個(在此例中有3個)分別反并聯(lián)連接有二極管911b’、912b’、913b’的開關(guān)元件911a’、912a’、913a’串聯(lián)連接而成。在逆變器支路9000’中，對應(yīng)每個所述電源連接點(在此例中只有電源連接點902a)都設(shè)有一個二極管921，，該二極管921，的陽極連接于所述電源連接點90 上， 陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管921’通過與設(shè)在所述最高電位點901a和所述電源連接點90 之間的直流電源901相同數(shù)量(在該例子中只有1個)的開關(guān)元件 913a’，來與所述最高電位點901a連接。此外，在逆變器支路9000’中，對應(yīng)每個所述電源連接點(在此例中只有電源連接點902a)還設(shè)有一個開關(guān)元件931’(第2開關(guān)元件)，該第2開關(guān)元件931’的一端連接于所述電源連接點90 上，另一端被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件931，通過與設(shè)在所述最低電位點903a和所述電源連接點90 之間的直流電源902相等數(shù)量(在該例子中只有1個)的開關(guān)元件911a’，來與所述最低電位點903a連接。另外，U相輸出端子906連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的如下連接點，即，能使設(shè)在該連接點和所述最高電位點901a之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在該連接點和所示最低電位點903a之間的開關(guān)元件的個數(shù)多一個的連接點(在此例中是開關(guān)元件911a’和開關(guān)元件912a’的連接點)上。 根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠?qū)χ颇孀兤髦?000’所具備的開關(guān)的導(dǎo)通/切斷進行適當控制。由此，能夠向U相輸出端子906輸出施加于所述最高電位點901a上的直流電壓、施加于所述最低電位點903a上的直流電壓以及施加于所述電源連接點90 上的直流電壓中的任何一個電壓。而且，能夠?qū)δ孀兤髦?001’所具備的開關(guān)的導(dǎo)通/切斷進行適當控制。由此，能夠向W相輸出端子907輸出施加于所述最高電位點901a上的直流電壓、施加于所述最低電位點903a上的直流電壓以及施加于所述電源連接點90 的直流電壓中的任何一個電壓。從而能輸出線電壓vuw。
作為一個例子，考慮由U相輸出端子906輸出負的輸出電流i。，并且從W相輸出端子907側(cè)看到的U相輸出端子906的電壓(線電壓VJ為-V情況。在此情況下，接通所述最高電位點901a和W相輸出端子907之間的所有開關(guān)元件915a’、916a’，并接通所述最低電位點903a和U相輸出端子906之間的所有開關(guān)元件911a’也接通即可。另外，作為其他的例子，考慮由U相輸出端子906輸出負的輸出電流i。，并且從W 相輸出端子907側(cè)看到的U相輸出端子906的電壓為V情況。在此情況下，切斷所述最低電位點903a和W相輸出端子907之間的開關(guān)元件914a，，并切斷所述最高電位點901a和U 相輸出端子906之間的所有開關(guān)元件91加’、913a’即可。此時，使電流流入被設(shè)置在所述最低電位點903a和W相輸出端子907之間的反并聯(lián)連接的二極管914b’中，以及被設(shè)置在所述最高電位點901a和U相輸出端子906之間的反并聯(lián)連接的二極管912b’、913b’中。由此，能從U相輸出端子輸出負的輸出電流i。。此外，與現(xiàn)有的單相三電平逆變器(圖27)相比，在多電平逆變器2’中，減少了 4
個二極管。從而，能夠提供開關(guān)元件、二極管、浮動電源的數(shù)量比所述現(xiàn)有的單相三電平逆變器至少可減少1個的多電平(單相三電平)逆變器。(實施例2的擴張變形例)作為本實施例2的擴張變形例，通過在圖10所示多電平逆變器2中增設(shè)與U相逆變器9000和W相逆變器支路9001具有相同結(jié)構(gòu)的V相逆變器支路9002，能夠構(gòu)成三相三電平逆變器2”。圖20是三相三電平逆變器2”的電路圖。在多電平逆變器2中，逆變器支路9000和逆變器支路9001具有相同的結(jié)構(gòu)，在多電平逆變器2’中，逆變器支路9000’和逆變器支路9001’具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，無法通過例如對逆變器支路9000和逆變器支路9000’進行組合的方法來構(gòu)成多電平逆變器。其理由在于，當輸出電壓Vum是正電壓或者負電壓時，能進行多電平輸出，而在其他情況下，只能進行兩電平輸出。(開關(guān)元件)作為實施例1、2中的開關(guān)元件可以使用半導(dǎo)體開關(guān)。在使用半導(dǎo)體開關(guān)的情況下，不使用機械式開關(guān)也能構(gòu)成多電平逆變器1、2、2’。但是，作為圖10所示的開關(guān)元件931、932，不能使用例如MOSFET等持有寄存反并聯(lián)二極管的半導(dǎo)體開關(guān)。而作為圖1所示開關(guān)元件611a、612a、613a、614a、61fe、616a以及圖10所示開關(guān)元件911a、912a、913a、914a、91fe、916a，可以使用例如MOSFET等持有寄存反并聯(lián)二極管的半導(dǎo)體開關(guān)。由此，可以省略掉圖1所示開關(guān)元件611b、612b、613b、614b、615b、616b以及圖 10 所示開關(guān)元件 911b、912b、913b、914b、915b、916b。作為開關(guān)元件使用MOSFET時，以圖21所示的極性插入到圖1所示開關(guān)元件611a、 612a、613a、614a、615a、616a 以及圖 10 所示開關(guān)元件 911a、912a、913a、914a、915a、916a 的
位置即可。另外，作為開關(guān)元件使用IGBTansulated Gate Bipolar Transistor 絕緣柵雙極型晶體管)時，以圖22所示的極性插入到圖1所示開關(guān)元件611a、612a、613a、614a、 615a,616a 以及圖 10 所示開關(guān)元件 911a、912a、913a、914a、915a、916a 的位置可。
(多電平逆變器的電平數(shù))在以上的實施方式中說明了三電平逆變器，但是，本發(fā)明并不只限定于三電平逆變器，可應(yīng)用于四電平、五電平、…等任何級的多電平逆變器中。作為一個例子，圖M表示了本發(fā)明的實施方式所涉及的四電平逆變器的電路圖。另外，在本實施方式中，主要說明了系統(tǒng)互連逆變器，但本發(fā)明并不限定于系統(tǒng)互連逆變器。本發(fā)明還可應(yīng)用于系統(tǒng)互連逆變器以外的電驅(qū)動用逆變器中。所述多電平逆變器還可以具備控制單元，該控制單元向所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件分別輸出用于控制各自開關(guān)元件的接通或者切斷的信號。所述控制單元控制所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，以避免這些開關(guān)元件同時接通，以及控制所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，以避免這些開關(guān)元件同時接通。所述控制單元還對所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制，而對其他開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷狀態(tài)的控制。并且， 所述控制單元根據(jù)所述第2輸出端子所輸出的輸出電流的極性，進行使所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件中的任何一個接通或者切斷的控制。由此，作為所述交流電壓，能夠輸出已進行脈寬調(diào)制的電壓。另外，所述多電平逆變器能應(yīng)用于要求輸出電流必須是正電流的負載中，或者要求輸出電流必須是負電流的負載中。在所述多電平逆變器中，所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件可以是半導(dǎo)體開關(guān)。由此，不使用機械式開關(guān)也能構(gòu)成所述多電平逆變器。在所述任何一個多電平逆變器中，還可以具備控制單元。所述控制單元可以向各開關(guān)元件輸出用于控制開關(guān)元件的接通或者切斷的信號。所述控制單元的控制對象可包括所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件。所述控制單元可控制所示第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，以避免這些開關(guān)元件全都同時接通，并控制所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，以避免這些開關(guān)元件全都同時接通。并且，還可以對所述最低電位點或者最高電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件、所述最低電位點或者最高電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制。另外，對其他開關(guān)元件中的，所述最低電位點或者所述最高電位點和所述第1以及第2輸出端子之間的開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷狀態(tài)的控制。而且，還可以根據(jù)所述第2輸出端子所輸出的輸出電流的極性，對所述最高電位點或者所述最低電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件、所述最高電位點或者所述最低電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及第2開關(guān)元件進行接通或者切斷控制。由此，作為所述交流電壓，能夠輸出已進行脈寬調(diào)制的電壓。另外，所述多電平逆變器能應(yīng)用于要求輸出電流必須是正電流的負載和要求輸出電流必須是負電流的負載的兩者中。在所述多電平逆變器中，所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、第1開關(guān)元件、第2開關(guān)元件可以是半導(dǎo)體開關(guān)。由此，不使用機械式開關(guān)也能構(gòu)成所述多電平逆變器。
本發(fā)明并不局限于以上的各實施方式，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可進行種種變更，通過對不同的實施方式所揭示的技術(shù)適宜進行組合而成的實施方式也屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇內(nèi)。(工業(yè)上的可利用性)與現(xiàn)有的多電平逆變器相比，根據(jù)本發(fā)明的多電平逆變器能夠使開關(guān)元件數(shù)、二級管數(shù)、浮動電源數(shù)至少減少1個，因此，能夠適用于要求縮小電路規(guī)模和降低成本的多電平逆變器中。
權(quán)利要求
1.一種多電平逆變器，其特征在于包括多個直流電源、第1輸出端子以及第2輸出端子、第1逆變器支路、第2逆變器支路，所述多個直流電源串聯(lián)連接，所述第1輸出端子以及第2輸出端子用于輸出交流電壓，所述第1逆變器支路向所述第1輸出端子輸出施加于所述多個直流電源的最高電位點上的直流電壓，或者施加于所述多個直流電源的最低電位點上的直流電壓，所述第2逆變器支路向所述第2輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、 施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于作為相鄰的所述直流電源之間的連接點的電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓，所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的2個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點連接于所述第1輸出端子上， 所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的偶數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有與所述最高電位點相連接的二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點，在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有與所述最低電位點相連接的二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點，所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位之間的開關(guān)元件數(shù)相同于設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)的條件的連接點。
2.一種多電平逆變器，其特征在于包括多個直流電源、第1輸出端子以及第2輸出端子、第1逆變器支路、第2逆變器支路，所述多個直流電源串聯(lián)連接，所述第1輸出端子以及第2輸出端子用于輸出交流電壓，所述第1逆變器支路向所述第1輸出端子輸出施加于所述多個直流電源的最高電位點上的直流電壓、施加于所述多個直流電源的最低電位點上的直流電壓以及施加于作為相鄰的所述直流電源之間的連接點的電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓，所述第2逆變器支路向所述第2輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、 施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓，所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該第1開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點，在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點，所述第1輸出端子連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)少一個的條件的連接點，所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電壓點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，在所述第2開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位，在所述第2開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有二極管，該二極管的陰極連接于所述電源連接點上，且陽極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點，所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點上，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)少一個的條件的連接點。
3. 一種多電平逆變器，其特征在于包括多個直流電源、第1輸出端子以及第2輸出端子、第1逆變器支路、第2逆變器支路，所述多個直流電源串聯(lián)連接，所述第1輸出端子以及第2輸出端子用于輸出交流電壓，所述第1逆變器支路向所述第1輸出端子輸出施加于所述多個直流電源的最高電位點上的直流電壓、施加于所述多個直流電源的最低電位點上的直流電壓以及施加于作為相鄰的所述直流電源之間的連接點的電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓，所述第2逆變器支路向所述第2輸出端子輸出施加于所述最高電位點上的直流電壓、 施加于所述最低電位點上的直流電壓以及施加于所述電源連接點上的直流電壓中的任何一個直流電壓，所述第1逆變器支路具備第1開關(guān)元件群，該第1開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電位點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點均設(shè)有二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點，在所述第1開關(guān)元件群中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第1開關(guān)元件群中，該第1開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點，所述第1輸出端子連接于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的條件的連接點，所述第2逆變器支路具備第2開關(guān)元件群，該第2開關(guān)元件群被設(shè)在所述最高電位點和所述最低電位點之間，由反并聯(lián)連接有二極管的奇數(shù)個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點設(shè)有二極管，該二極管的陽極連接于所述電源連接點上，且陰極被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該二極管通過與設(shè)在所述最高電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最高電位點，在所述第2逆變器支路中，針對每個所述電源連接點還設(shè)有第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件的一端連接于所述電源連接點上，且另一端被包含于所述第2開關(guān)元件群中，該第2開關(guān)元件通過與設(shè)在所述最低電位點和所述電源連接點之間的所述直流電源相同數(shù)量的開關(guān)元件連接至所述最低電位點，所述第2輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的規(guī)定連接點，該規(guī)定連接點是滿足設(shè)在其與所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)比設(shè)在其與所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)多一個的條件的連接點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電平逆變器，其特征在于還具備控制單元，該控制單元向所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件以及所述第2 開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件分別輸出用于控制各自開關(guān)元件的接通或者切斷的信號，所述控制單元控制所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，使這些開關(guān)元件不同時接通，以及控制所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，使這些開關(guān)元件不同時接通，所述控制單元還對所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制，而對其他開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷狀態(tài)的控制，并且，所述控制單元根據(jù)所述第2輸出端子所輸出的輸出電流的極性，進行使所述第1 開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件中的任何一個接通或者切斷的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多電平逆變器，其特征在于還具備控制單元，該控制單元向所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件分別輸出用于控制各開關(guān)元件的接通或者切斷的信號，所述控制單元控制所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，使這些開關(guān)元件不同時接通，以及控制所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，使這些開關(guān)單元不同時接通，所述控制單元還對所述最低電位點或者最高電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件，或者，所述最低電位點或者所述最高電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制，而對其他開關(guān)元件中的位于所述最低電位點或者所述最高電位點和所述第1輸出端子以及第2輸出端子之間的開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷狀態(tài)的控制，并且，所述控制單元根據(jù)所述第2輸出端子所輸出的輸出電流的極性，進行使所述最高電位點或者所述最低電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件、所述最高電位點或者所述最低電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件接通或者切斷的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多電平逆變器，其特征在于還具備控制單元，該控制單元向所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件分別輸出用于控制各自開關(guān)元件的接通或者切斷的信號，所述控制單元控制所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，使這些開關(guān)元件不同時接通，以及控制所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件，使這些開關(guān)元件不同時接通，所述控制單元還對所述最低電位點或者最高電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件，或者，所述最低電位點或者所述最高電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件中的任意個開關(guān)元件進行脈寬調(diào)制，而對其他開關(guān)元件中的位于所述最低電位點或者所述最高電位點和所述第1輸出端子以及第2輸出端子之間的開關(guān)元件進行維持其接通或者切斷狀態(tài)的控制，并且，所述控制單元根據(jù)所述第2輸出端子所輸出的輸出電流的極性，進行使所述最高電位點或者所述最低電位點和所述第1輸出端子之間的開關(guān)元件、所述最高電位點或者所述最低電位點和所述第2輸出端子之間的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件接通或者切斷的控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電平逆變器，其特征在于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件為半導(dǎo)體開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多電平逆變器，其特征在于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件為半導(dǎo)體開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多電平逆變器，其特征在于所述第1開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件、所述第1開關(guān)元件以及所述第2開關(guān)元件為半導(dǎo)體開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明的多電平逆變器包括逆變器支路，該逆變器支路被設(shè)在最高電位點和最低電位點之間，并具備有第2開關(guān)元件群。該第2開關(guān)元件群由反并聯(lián)連接有二極管的開關(guān)元件串聯(lián)連接而成，針對每個電源連接點均設(shè)有二極管，而且，U相輸出端子連接于所述第2開關(guān)元件群所包含的開關(guān)元件之間的連接點中的如下連接點，即，能夠使設(shè)在該連接點和所述最高電位點之間的開關(guān)元件數(shù)和設(shè)在該連接點和所述最低電位點之間的開關(guān)元件數(shù)成為等數(shù)的連接點。
文檔編號H02M7/48GK102403919SQ201110165159
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者阿部和也 申請人:夏普株式會社