电源转换器的开关单元

本发明涉及电子领域，具体地涉及用于将ac或dc输入转换为ac或dc输出的装置的领域，并且具体地提供用于电源转换器设备(power converter device)的开关单元以及包括所述开关单元的电源转换器设备。

背景技术：

1、电源转换器的配置的重要部分是内部开关单元。

2、许多开关单元配置在现有技术中是已知的，但是随着技术的成熟，出现了新的开关单元需求。

3、在现有技术中描述的解决方案中，例如在文献wo2020035527中提出的解决方案，其描述了一种接收3相ac输入并输送dc输出的电源转换器。每个输入相具有用作输入滤波器的电容器，使得它们被布置成星形配置。星形的中心点又连接到输入中性点(neutral)，并连接到具有两个串联开关的功率输出级的中心点。此外，每个相连接到由两个串联开关形成的桥式整流器的对应支路。为了遵循由电容器、其对应的整流桥分支和功率输出级中的两者形成的组件，观察到与本发明的开关单元的配置类似的配置，但不同之处在于，通过使比率为1比1，电压输入将被短路到输出，此外，第六开关将被连接到电压输出而不是参考点。

4、电源转换器的配置的重要部分是内部开关单元。通常认识到，这些开关单元的不同开关状态以及开关序列确定电源转换器的输出信号。

5、开关单元的一些配置在现有技术中是已知的，但是随着技术的成熟，出现了对开关单元的新要求，例如以提供更高的开关频率或以更高的功率操作。

6、因此，需要一种用于交换的拓扑以满足这些要求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于电源变换器设备的开关单元，其特征在于，它包括：依次串联连接的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；连接到第二开关和第三开关之间的点的第五开关；与所述第五开关和参考点串联连接的第六开关；连接到所述第一开关和所述第二开关之间的点以及所述第五开关与所述第六开关之间的点的第一ac链路；以及连接到第三开关和第四开关之间的点以及第五开关和第六开关之间的点的第二ac链路。

2、在优选实施例中，开关单元的特征在于，其还包括第三ac链路，该第三ac链路连接到第一开关和第二开关之间的点以及第三开关和第四开关之间的点。在更优选的实施例中，该开关单元的特征在于，所述第一ac链路、所述第二ac链路和所述第三ac链路具有对应的中点，并且开关单元此外还包括第四3相ac链路，其中，所述第四ac链路的每个相连接到所述第一ac链路、第二ac链路和第三ac链路的所述对应的中点中的一个。

3、在另一个优选实施例中，开关单元的特征在于，所述第一ac链路和所述第二ac链路呈现对应的中点，并且因为开关单元此外还包括第三ac链路，该第三ac链路连接到所述第一ac链路和所述第二ac链路的所述中点。

4、在另一个优选实施例中，开关单元的特征在于，所述第一ac链路和所述第二ac链路是多相链路，并且因为对于每个相，所述开关单元具有对应的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关，其中：

5、-每个对应的第一开关与其对应的第二开关串联连接；

6、-每个对应的第三开关与其对应的第四开关串联连接；

7、-每个对应的第五开关与其对应的第六开关串联连接；

8、-由对应的第一开关和第二开关组成的所有组件彼此并联连接；

9、-由对应的第三开关和第四开关组成的所有组件彼此并联连接；并且

10、-由对应的第五开关和第六开关组成的所有组件彼此并联连接；

11、-其中，第一ac链路的对应的相连接到对应的第一开关和对应的第二开关之间的点以及对应的第五开关和对应的第六开关之间的点；并且

12、-其中，第二ac链路的对应的相连接到对应的第三开关和对应的第四开关之间的点以及对应的第五开关和对应的第六开关之间的点。

13、在更优选的实施例中，开关单元的特征在于其包括第三多相ac链路，其中，所述第三ac链路的每个相连接到对应的第一开关和对应的第二开关之间的点以及对应的第三开关和对应的第四开关之间的点。在更优选的实施例中，该设备的特征在于，所述第一ac链路的每个相、所述第二ac链路的每个相和所述第三ac链路的每个相具有对应的中点，并且因为开关单元此外还包括第四多相ac链路，其中，所述第四多相ac链路在所述第一ac链路、第二ac链路和第三ac链路中的每一者中具有三个相，并且因为所述第四多相ac链路的每个相连接到所述第一ac链路、第二ac链路和第三ac链路的所述对应的中点中的一个。

14、在另一个更优选的实施例中，开关单元的特征在于，所述第一ac链路的每个相和所述第二ac链路的每个相具有对应的中点，并且因为开关单元此外还包括第三多相ac链路，其中，所述第三ac链路的每个相连接到所述第一ac链路和所述第二ac链路的对应的中点。

15、在优选实施例中，开关单元的特征在于，所述开关选自由二极管、igbt晶体管、mosfet晶体管及其组合组成的组。

16、在另一个优选实施例中，开关单元的特征在于，所述第一ac链路和第二ac链路选自由电容器、线圈、变压器及其组合组成的组。

17、本发明进一步提供一种用于电源转换的设备，其特征在于，它包括一个开关单元，该开关单元包括：一个接一个串联连接的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；连接到第二和第三开关之间的点的第五开关；与所述第五开关和参考点串联连接的第六开关；连接到所述第一开关和所述第三开关之间的点以及所述第五开关和所述第六开关之间的点的第一ac链路；第二ac链路连接到第三开关和第四开关之间的点以及第五开关和第六开关之间的点。

18、在优选实施例中，该设备的特征在于，开关单元还包括第三ac链路，该第三ac链路连接到第一开关和第二开关之间的点以及第三开关和第四开关之间的点。在更优选的实施例中，该设备的特征在于，所述第一ac链路、所述第二ac链路和所述第三ac链路具有对应的中点，并且开关单元此外还包括第四3相ac链路，其中，所述第四ac链路的每个相连接到所述第一ac链路、第二ac链路和第三ac链路的所述对应的中点中的一个。

19、在另一个优选实施例中，该设备的特征在于，所述第一ac链路和所述第二ac链路具有对应的中点，并且因为开关单元还包括连接到所述第一ac链路和所述第二ac链路的所述中点的第三ac链路。

20、在另一个优选实施例中，该设备的特征在于以下特征：所述第一ac链路和所述第二ac链路是多相链路，并且对于每个相，所述开关单元具有对应的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关，其中：

21、-每个对应的第一开关与其对应的第二开关串联连接；

22、-每个对应的第三开关与其对应的第四开关串联连接；

23、-每个对应的第五开关与其对应的第六开关串联连接；

24、-由对应的第一开关和第二开关组成的所有组件彼此并联连接；

25、-由对应的第三开关和第四开关组成的所有组件彼此并联连接；并且

26、-由对应的第五开关和第六开关组成的所有组件彼此并联连接；

27、-其中第一ac链路的对应的相连接到对应的第一开关和对应的第二开关之间的点以及对应的第五开关和对应的第六开关之间的点；以及

28、-其中第二ac链路的对应的相连接到对应的第三开关和对应的第四开关之间的点以及对应的第五开关和对应的第六开关之间的点。

29、在更优选的实施例中，该设备的特征在于，开关单元包括多相第三ac链路，其中，所述第三ac链路的每个对应的相连接到对应的第一开关和对应的第二开关之间的点以及对应的第三开关和对应的第四开关之间的点。在更优选的实施例中，该设备的特征在于，所述第一ac链路的每个相、所述第二ac链路的每个相和所述第三ac链路的每个相具有对应的中点，并且开关单元此外还包括第四多相ac链路，其中，所述第四多相ac链路在所述第一ac链路、第二ac链路和第三ac链路中的每一者中具有三个相，并且所述第四多相ac链路的每个相连接到所述第一ac链路、第二ac链路和第三ac链路的所述对应的中点中的一个。

30、在另一个更优选的实施例中，该设备的特征在于，所述第一ac链路的每个相和所述第二ac链路的每个相具有对应的中点，并且开关单元此外还包括第三多相ac链路，其中，所述第三ac链路的每个相连接到所述第一ac链路和所述第二ac链路的对应的中点。

31、在优选实施例中，该设备的特征在于，所述开关选自由二极管、igbt晶体管、mosfet晶体管及其组合组成的组。

32、在另一个优选实施例中，该设备的特征在于，所述第一ac链路和第二ac链路选自由电容器、线圈、变压器及其组合组成的组。