ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1. Преобразователь (1) электрической энергии, содержащий множество плеч моста, причем каждое плечо моста содержит один или несколько последовательно соединенных блоков переключателей, причем каждый блок переключателя содержит управляемый переключатель и диод, соединенный встречно с управляемым переключателем; преобразователь (1) содержит первый каскад (2), второй каскад (3) и третий каскад (4), причем первый, второй и третий каскады (2, 3, 4) соединены последовательно; в котором:
- первый каскад (2) содержит первое плечо (21) моста положительного напряжения, присоединенное между первой выходной узловой точкой (23) и первой входной узловой точкой (24) положительного напряжения, и первое плечо (22) моста отрицательного напряжения, присоединенное между первой выходной узловой точкой (23) и первой входной узловой точкой (25) отрицательного напряжения,
- второй каскад (3) содержит:
- секцию (31) положительного напряжения, причем секция (31) положительного напряжения содержит второе плечо (33) моста с положительным выводом, присоединенное между первой входной узловой точкой (24) положительного напряжения и второй входной узловой точкой (37) положительного напряжения, и второе промежуточное плечо (34) моста положительного напряжения, присоединенное между первой входной узловой точкой (24) положительного напряжения и второй входной узловой точкой (38) промежуточного напряжения,
- секцию (32) отрицательного напряжения, причем секция (32) отрицательного напряжения содержит второе промежуточное плечо (35) моста отрицательного напряжения, присоединенное между первой входной узловой точкой (25) отрицательного напряжения и второй входной узловой точкой (38) промежуточного напряжения, и второе плечо (36) моста с отрицательным выводом, присоединенное между первой входной узловой точкой (25) отрицательного напряжения и второй входной узловой точкой (39) отрицательного напряжения,
- второй конденсатор (51) секции положительного напряжения, присоединенный между второй входной узловой точкой (37) положительного напряжения и второй входной узловой точкой (38) промежуточного напряжения, и второй конденсатор (52) секции отрицательного напряжения, присоединенный между второй входной узловой точкой (38) промежуточного напряжения и второй входной узловой точкой (39) отрицательного напряжения,
- третий каскад (4) содержит:
- третье плечо (41) моста положительного напряжения, присоединенное между второй входной узловой точкой (37) положительного напряжения и третьей входной узловой точкой (44) положительного напряжения,
- третье плечо (42) моста промежуточного напряжения, присоединенное между второй входной узловой точкой (38) и третьей входной узловой точкой (45) промежуточного напряжения,
- третье плечо (43) моста отрицательного напряжения, присоединенное между второй входной узловой точкой (39) отрицательного напряжения и третьей входной узловой точкой (46) отрицательного напряжения,
- третий конденсатор (53) секции положительного напряжения, присоединенный между третьей входной узловой точкой (44) положительного напряжения и третьей входной узловой точкой (45) промежуточного напряжения, и третий конденсатор (54) секции отрицательного напряжения, присоединенный между третьей входной узловой точкой (45) промежуточного напряжения и третьей входной узловой точкой (46) отрицательного напряжения.
2. Преобразователь (1) по п. 1, в котором:
- третье плечо (41) моста положительного напряжения, третье плечо (43) моста отрицательного напряжения и третье плечо (42) моста промежуточного напряжения содержат множество групп (411, 412, 421, 422, 431, 432) переключения, причем каждая группа (411, 412, 421, 422, 431, 432) переключения содержит один или несколько блоков переключателей, и группы (411, 412, 421, 422, 431, 432) переключения взаимно соединены последовательно в каждом соответствующем плече (41, 42, 43) моста в одной или нескольких третьих соединительных узловых точках (413, 423, 433),
- третий каскад (4) содержит один или несколько третьих соединительных конденсаторов (58) секции положительного напряжения, присоединенных между соответствующими третьими соединительными узловыми точками (413, 423) третьего плеча (41) моста положительного напряжения и третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения, и один или несколько третьих соединительных конденсаторов (59) секции отрицательного напряжения, присоединенных между соответствующими третьими соединительными узловыми точками (423, 433) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения и третьего плеча (43) моста отрицательного напряжения.
3. Преобразователь (1) по п. 1 или 2, в котором:
- второе плечо (33) моста с положительным выводом, второе промежуточное плечо (34) моста положительного напряжения, второе промежуточное плечо (35) моста отрицательного напряжения и второе плечо (36) моста с отрицательным выводом содержат множество групп (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) переключения, причем каждая группа (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) переключения содержит один или несколько блоков переключателей, и группы (331, 332, 341, 342, 351, 352, 361, 362) переключения взаимно соединены последовательно в каждом соответствующем плече (33, 34, 35, 36) моста в одной или нескольких вторых соединительных узловых точках (333, 343, 353, 363),
- второй каскад (3) содержит один или несколько вторых соединительных конденсаторов (56) секции положительного напряжения, присоединенных между соответствующими вторыми соединительными узловыми точками (333, 343) второго плеча (33) моста с положительным выводом и второго промежуточного плечо (34) моста положительного напряжения, и один или несколько вторых соединительных конденсаторов (57) секции отрицательного напряжения, присоединенных между соответствующими вторым соединительными узловыми точками (353, 363) второго промежуточного плеча (35) моста отрицательного напряжения и второго плеча (36) моста с отрицательным выводом.
4. Преобразователь (1) по любому из пп. 1-3, в котором:
- первое плечо (21) моста положительного напряжения и первое плечо (22) моста отрицательного напряжения содержат множество групп (211, 212, 221, 222) переключения, причем каждая группа (211, 212, 221, 222) переключения содержит один или несколько блоков переключателей, и группы (211, 212, 221, 222) переключения взаимно соединены последовательно в каждом соответствующем плече (21, 22) моста в одной или нескольких первых соединительных узловых точках (213, 223),
- первый каскад (2) содержит один или несколько первых соединительных конденсаторов (55), присоединенных между соответствующими соединительными узловыми точками (213, 223) первого плеча (21) моста положительного напряжения и первого плеча (22) моста отрицательного напряжения.
5. Преобразователь (1) по любому из пп. 1–4, в котором третьи конденсаторы (53, 54) секций положительного и отрицательного напряжений заряжены до первого напряжения, и вторые конденсаторы (51, 52) секций положительного и отрицательного напряжений заряжены до второго напряжения, которое является долей первого напряжения.
6. Преобразователь (1) по любому из пп. 1–5, в котором третье плечо (42) моста промежуточного напряжения содержит первый блок переключателя (424), приспособленный для препятствования течению тока в первом направлении, и второй блок переключателя (425), приспособленный для препятствования течению тока во втором направлении, противоположном первому направлению.
7. Преобразователь по п. 6, в котором третьи плечи (41, 43) моста положительного и отрицательного напряжений содержат первый блок переключателя (414, 434) и второй блок переключателя (415, 435), причем первый и второй блоки переключателей (414, 415, 424, 425, 434, 435) третьих плеч (41, 42, 43) моста положительного, промежуточного и отрицательного напряжений имеют одно и то же блокирующее напряжение.
8. Преобразователь (1) по любому из пп. 1–7, содержащий контроллер, причем преобразователь (1) управляется контроллером для получения выходного напряжения в первой выходной узловой точке (23), причем выходное напряжение имеет положительные полуволны и отрицательные полуволны, чередующиеся с частотой работы преобразователя.
9. Преобразователь (1) по п. 8, в котором:
- контроллер сконфигурирован для обеспечения управления блоком переключателя (334) второго плеча (33) моста с положительным выводом и блоком переключателя (344) второго промежуточного плеча (34) моста положительного напряжения, так чтобы они всегда находились в противоположных состояниях, и для обеспечения управления блоком переключателя (354) второго промежуточного плеча (35) моста отрицательного напряжения и блоком переключателя (364) второго плеча (36) моста с отрицательным выводом, так чтобы они всегда находились в противоположных состояниях,
- контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы во время положительной полуволны поддерживать указанный блок переключателя (354) второго промежуточного плеча (35) моста отрицательного напряжения во включенном состоянии и переключать указанный блок переключателя (344) второго промежуточного плеча (34) моста положительного напряжения на частоте переключения, которая является кратной величиной фундаментальной частоты,
- контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы во время отрицательной полуволны поддерживать указанный блок переключателя (344) второго промежуточного плеча (34) моста положительного напряжения во включенном состоянии и переключать указанный блок переключателя (354) второго промежуточного плеча (35) моста отрицательного напряжения на частоте переключения.
10. Преобразователь (1) по п. 6 или 8, в котором:
- контроллер сконфигурирован для обеспечения управления первым блоком переключателя (424) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения и первым блоком переключателя (414) третьего плеча (41) моста положительного напряжения, так чтобы они всегда находились в противоположных состояниях, и для обеспечения управления вторым блоком переключателя (425) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения и первым блоком переключателя (434) третьего плеча (43) моста отрицательного напряжения, так чтобы они всегда находились в противоположных состояниях,
- контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы во время положительной полуволны поддерживать второй блок переключателя (425) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения во включенном состоянии и переключать первый блок переключателя (424) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения при частоте переключения, которая является кратным числом частоты работы преобразователя,
- контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы во время отрицательной полуволны поддерживать первый блок переключателя (424) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения во включенном состоянии и переключать второй блок переключателя (425) третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения при частоте переключения.
11. Преобразователь (1) по пп. 7 и 8, в котором контроллер сконфигурирован для управления вторыми блоками переключателей (415, 435) третьих плеч (41, 43) моста положительного и отрицательного напряжений, так чтобы они всегда находились в противоположных состояниях.
12. Преобразователь (1) по п. 11, в котором контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы поддерживать второй блок переключателя (415) третьего плеча (41) моста положительного напряжения во включенном состоянии во время положительной полуволны и поддерживать второй блок переключателя (435) третьего плеча (43) моста отрицательного напряжения во включенном состоянии во время отрицательной полуволны.
13. Преобразователь (1) по пп. 7 и 8, в котором контроллер сконфигурирован для управления первым и вторым блоками переключателей (414, 415) третьего плеча (41) моста положительного напряжения, так чтобы они всегда находились в одинаковом состоянии, и для управления первым и вторым блоками переключателей (434, 435) третьего плеча (43) моста отрицательного напряжения, так чтобы они всегда находились в одинаковом состоянии.
14. Преобразователь (1) по любому из пп. 8–13, в котором:
- контроллер сконфигурирован для обеспечения управления блоком переключателя (214) первого плеча (21) моста положительного напряжения и блоком переключателя (224) первого плеча (22) моста отрицательного напряжения, так чтобы они всегда находились в противоположных состояниях, и
- контроллер сконфигурирован для обеспечения поддержания указанного блока переключателя (214) первого плеча (21) моста положительного напряжения во включенном состоянии во время положительной полуволны и для поддержания указанного блока переключателя (224) первого плеча (22) моста отрицательного напряжения во включенном состоянии во время отрицательной полуволны.
15. Преобразователь (1) по любому из пп. 8–14, в котором:
- контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы во время перехода от положительной полуволны к отрицательной полуволне поддерживать во включенном состоянии второе промежуточное плечо (34) моста положительного напряжения и второе промежуточное плечо (35) моста отрицательного напряжения, и переключать первое плечо (21) моста положительного напряжения из включенного состояния в выключенное состояние, и
- контроллер сконфигурирован таким образом, чтобы во время перехода от отрицательной полуволны к положительной полуволне поддерживать во включенном состоянии второе промежуточное плечо (34) моста положительного напряжения и второе промежуточное плечо (35) моста отрицательного напряжения, и переключать первое плечо (22) моста отрицательного напряжения из включенного состояния в выключенное состояние.
16. Преобразователь (1) по любому из пп. 8–15, в котором:
- когда в первой выходной узловой точке (21) требуется первый уровень положительного напряжения, первый уровень положительного напряжения ниже напряжения в третьей входной узловой точке (44) положительного напряжения, причем контроллер конфигурируется для управления блоками переключателей посредством чередования, по меньшей мере, первой линии тока и второй линии тока, содержащей конденсаторы и блоки переключателей во включенном состоянии,
- когда в первой выходной узловой точке (21) требуется первый уровень отрицательного напряжения, первый уровень отрицательного напряжения ниже напряжения в третьей входной узловой точке (46) отрицательного напряжения, причем контроллер конфигурируется для управления блоками переключателей посредством чередования, по меньшей мере, третьей линии тока и четвертой линии тока, содержащей конденсаторы и блоки переключателей во включенном состоянии,
- первая линия тока содержит, по меньшей мере, блок переключателя третьего плеча (41) моста положительного напряжения рядом со вторым конденсатором (51) секции положительного напряжения, второй конденсатор (51) секции положительного напряжения и блок переключателя второго промежуточного плеча (34) моста положительного напряжения рядом со вторым конденсатором (51) секции положительного напряжения,
- вторая линия тока содержит, по меньшей мере, блок переключателя третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения рядом со вторым конденсатором (51) секции положительного напряжения, второй конденсатор (51) секции положительного напряжения и блок переключателя второго плеча (33) моста с положительным выводом рядом со вторым конденсатором (51) секции положительного напряжения,
- третья линия тока содержит, по меньшей мере, блок переключателя третьего плеча (43) моста отрицательного напряжения рядом со вторым конденсатором (52) секции отрицательного напряжения, второй конденсатор (52) секции отрицательного напряжения и блок переключателя второго промежуточного плеча (35) моста отрицательного напряжения рядом со вторым конденсатором (52) секции отрицательного напряжения,
- четвертая линия тока содержит, по меньшей мере, блок переключателя третьего плеча (42) моста промежуточного напряжения рядом со вторым конденсатором (52) секции отрицательного напряжения, второй конденсатор (52) секции отрицательного напряжения и блок переключателя второго плеча (36) моста с отрицательным выводом, рядом со вторым конденсатором (52) секции отрицательного напряжения.