r>[0030] 根據(jù)NPC轉(zhuǎn)換器的另一更詳細實施例，NPC轉(zhuǎn)換器的中性開關(guān)電路的第一中性二 極管和第一開關(guān)元件被配置為在輸出端已經(jīng)被預先提供了負電壓電平的情況下，將中性電 壓電平提供至輸出端；并且，NPC轉(zhuǎn)換器的中性開關(guān)電路的第二中性二極管和第二開關(guān)元 件被配置為在輸出端已經(jīng)被預先提供了正電壓電平的情況下，將中性電壓電平提供至輸出 玉山 乂而。
[0031] 根據(jù)符合本發(fā)明的第二方面的實施例，建議包括如前所述的NPC轉(zhuǎn)換器的電源模 塊。
[0032] 根據(jù)電源模塊的更詳細實施例，電感器連接至NPC轉(zhuǎn)換器的輸出端。
【附圖說明】
[0033] 將附圖合并至說明書中并形成說明書的一部分W圖示本發(fā)明的一些實施例。該些 附圖與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖僅為了圖示可W如何做出并使用本發(fā)明的優(yōu) 選和替代示例的目的，并且不被解釋為將本發(fā)明僅限于所圖示且描述的實施例。
[0034] 此外，實施例的一些方面可W形成一單獨地或W不同組合地一根據(jù)本發(fā)明的解決 方案。根據(jù)W下對如附圖中所圖示的本發(fā)明的各個實施例的更特定描述，其它特征和優(yōu)點 將變得明顯，在附圖中，同樣的參考符號指代同樣的元素，并且其中：
[00巧]圖1示出根據(jù)第一實施例的用于在電源模塊中使用的NPC轉(zhuǎn)換器1000的示意性 電路圖；W及
[0036] 圖2示出根據(jù)第二實施例的用于在電源模塊中使用的NPC轉(zhuǎn)換器2000的示意性 電路圖。
【具體實施方式】
[0037] 在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"無功功率"被描述為NPC轉(zhuǎn)換器在半波的整個持續(xù) 時間內(nèi)提供無功功率的NPC轉(zhuǎn)換器操作模式。然而，無功功率不應限制在該個方面。例 女口，在電壓和電流異相（即，具有地i = 60°的相位差）的情況下，無功功率則對應于： 〇35(60") = >/^/2。因此，方向性在半波期間改變，即，從有功功率改變至無功功率。因此，無 功功率可W不被僅限制于半波的持續(xù)時間，而是可W短于該持續(xù)時間?？傊瑹o功功率應被 理解為功率流關(guān)于極性的倒置。
[003引現(xiàn)在參考圖1，示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的中性點謝位NPC轉(zhuǎn)換器1000的示 意性電路圖。NPC轉(zhuǎn)換器1000用于在電源模塊中使用，并且包括正開關(guān)電路1100、負開關(guān) 電路1200、W及中性開關(guān)電路1300。
[0039] 正開關(guān)電路1100被配置為向NPC轉(zhuǎn)換器的輸出端1002提供在NPC轉(zhuǎn)換器的正輸 入端1004提供的正電壓電平。負開關(guān)電路1200被配置為向NPC轉(zhuǎn)換器的輸出端1002提 供在NPC轉(zhuǎn)換器的負輸入端1006提供的負電壓電平。
[0040] 此外，中性開關(guān)電路1300被配置為向NPC轉(zhuǎn)換器的輸出端1002提供在NPC轉(zhuǎn)換 器的中性輸入端1008提供的中性電壓電平。特別地，中性開關(guān)電路1300被配置為無論正 還是負電壓電平被預先提供至輸出端1002都提供中性電壓電平。
[00川因此，NPC轉(zhuǎn)換器1000的正輸入端1004要連接至例如太陽能電池板的外部電源 的DC+端；NPC轉(zhuǎn)換器1000的負輸入端1006要連接至外部電源的DC-端。
[0042] 此外，中性輸入端1008可W連接至外部電源的接地端，或者可W被經(jīng)由分別連接 在正和負輸入端1004U006與中性輸入端1008之間的兩個外部電容器提供中間電壓電平。 在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"中性電壓電平"必須被理解為中間電壓電平，并且不應僅被限 制于零電壓。
[0043] 正和負開關(guān)電路1100U200的每個包括由具有體二極管的第一開關(guān)元件1102、 1202 W及用于同步整流的第二開關(guān)元件1104U204形成的串聯(lián)電路。具有體二極管的 開關(guān)元件例如是各種類型的場效應晶體管FET，特別是金屬氧化物半導體場效應晶體管 M0S陽 T。
[0044] 此外，用于同步整流的第二開關(guān)元件1104、1204可W具有例如上述各種類型的場 效應晶體管FET、特別是金屬氧化物半導體場效應晶體管M0SFET的體二極管，或者可W不 具有體二極管，例如氮化嫁GaN型的金屬絕緣體半導體場效應晶體管MISFET、或高電子遷 移率晶體管HEMT。
[0045] 正和負開關(guān)電路1100、1200的每個的第二開關(guān)元件1104、1204被配置用于同步整 流，即阻斷反向漏極電流（化ain current)。術(shù)語"整流"必須被理解為限制漏極電流Id僅 在一個方向（即，前向方向、而非反向方向）上流動。此外，術(shù)語"同步整流"是指使用具有 低接通（〇腳電阻巧ds_0N)的開關(guān)元件用于整流。
[0046] 因此，可W防止反向漏極電流（即，在無功功率時的續(xù)流電流）分別流過正和負開 關(guān)電路1100、1200的每個的第一開關(guān)元件1102、1202。
[0047] 當前可用的開關(guān)元件在前向方向上提供高阻斷能力。即使對于高達+600V的漏 極-源極電壓（Vds)，開關(guān)元件也可W承受前向漏極電流。同時，開關(guān)元件不能承受反向方 向上的漏極電流（目P，由于體二極管）。換言之，開關(guān)元件不能阻斷在無功功率時的續(xù)流電 流。
[0048] 因此，提供正和負開關(guān)電路1100、1200的每個的第二開關(guān)元件1104、1204來阻止 反向漏極電流（即，在無功功率時的續(xù)流電流）在相應的正和負開關(guān)電路1100U200的串 聯(lián)電路內(nèi)流動。具體地，正和負開關(guān)電路1100、1200的每個的第二開關(guān)元件1104、1204防 止反向漏極電流流過相應的正和負開關(guān)電路1100、1200的第一開關(guān)元件1102、1202的體二 極管。
[0049] 為了同步整流的目的，正和負開關(guān)電路1100U200的每個的第二開關(guān)元件1104、 1204被配置為控制關(guān)于相應正和負開關(guān)電路1100、1200的第一開關(guān)元件1102、1202的相反 方向上的漏極電流。
[0050] 具體地，正和負開關(guān)電路1100、1200的每個的第二開關(guān)元件1104、1204具有體二 極管，并且配置第一和第二開關(guān)元件二者W使得第一和第二開關(guān)元件的體二極管對于正和 負開關(guān)電路1100、1200的每個具有相反方向。
[0051] 換言之，在正和負開關(guān)電路1100U200中包括的每個串聯(lián)電路中，將第一和第二 開關(guān)元件1102、1104和1202、1204 W源極彼此連接，使得相應的正和負電壓電平從正和負 開關(guān)電路1100U200的每個的第一開關(guān)元件1102U202的漏極傳導至其源極，并此后從正 和負開關(guān)電路1100、1200的每個的第二開關(guān)元件1104、1204的源極傳導至其漏極。
[0052] 此外，正和負開關(guān)電路1100、1200的每個附加地包括旁路二極管1106、1206,其與 第一和第二開關(guān)元件1102和1104U202和1204的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。正和負開關(guān)電路 1100U200的每個的旁路二極管關(guān)于正和負電壓電平向輸出端的提供反向偏置。
[0053] 因此，正和負開關(guān)電路1100、1200的每個的旁路二極管1106、1206可W承載無功 功率時的續(xù)流電流，相應的正和負開關(guān)電路1100U200的第二開關(guān)元件1104U204可W防 止所述續(xù)流電流流過第一開關(guān)元件1102、1202的體二極管。
[0054] 有利地，正和負開關(guān)電路1100、1200的每個中包括的第二開關(guān)元件1104、1204具 有比相應的正和負開關(guān)電路1100、1200的旁路二極管1106、1206的闊值電壓（Vth)更高的 漏極電壓（Vds)阻斷能力。具體地，第二開關(guān)元件1104、1204的漏極電壓（Vds)阻斷能力 比旁路二極管1106、1206的闊值電壓（Vth)稍高。
[005引例如，假設旁路二極管1106U206的闊值電壓在0. 7V-1. 0V的范圍中，則第二開關(guān) 元件的漏極電壓（Vds)阻斷能力在50V(最小3. 0V-10V)的范圍中，由此減小第二開關(guān)元件 1104、1204的幾何形狀（geometry)、接通電阻化ds_0腳和成本。
[0056] 正和負開關(guān)電路1100U200的每個的串聯(lián)電路的第一開關(guān)元件1102U202是金屬 氧化物半導體場效應晶體管MOS陽T。類似地，正和負開關(guān)電路1100、1200的每個的串聯(lián)電 路的第二開關(guān)元件1104、1204是金屬氧化物半導體場效應晶體管M0SFET。在第二開關(guān)元 件1104、1204不具有體二極管的情況下，其是氮化嫁GaN型的金屬絕緣體半導體場效應晶 體管MIS陽T、或高電子遷移率晶體管肥MT。
[0057] 為了減小控制電路的復雜度，對稱地配置正和負開關(guān)電路1100U200的每個的第 一和第二開關(guān)元件1102和1104、1202和1204。將第一和第二開關(guān)元件1102和1104、1202 和