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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024116066
(43)【公開日】2024-08-27
(54)【発明の名称】電力変換器
(51)【国際特許分類】
H02M 7/487 20070101AFI20240820BHJP
【ＦＩ】
H02M7/487
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023204994
(22)【出願日】2023-12-05
(31)【優先権主張番号】18/167,743
(32)【優先日】2023-02-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513132966
【氏名又は名称】ジーイー エナジー パワー コンバージョン テクノロジー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＧＥ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｈｏｕｓｔｏｎ Ｗａｙ， Ｏｆｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｒｉｖｅ， Ｒｕｇｂｙ， Ｗａｒｗｉｃｋｓｈｉｒｅ， ＣＶ２１ １ＢＤ
(71)【出願人】
【識別番号】523455655
【氏名又は名称】ヴァージニア テック インテレクチュアル プロパティーズ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】100129779
【弁理士】
【氏名又は名称】黒川 俊久
(72)【発明者】
【氏名】ジ・チョウ
(72)【発明者】
【氏名】チャン・リュウ
(72)【発明者】
【氏名】ジェイッシュ・クマール・モトワニ
(72)【発明者】
【氏名】ドン・ドン
(72)【発明者】
【氏名】ローランドー・バーゴス
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電力変換器に関し、より具体的にはマルチレベルコンバータに関する。
【解決手段】少なくとも１つのレグであって、複数のスイッチングユニットと、複数の単方向電流スイッチと、第１の接続ノードと、第２の接続ノードとを含む第１のストリングであって、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合された第１のストリング、及び前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリングを含む少なくとも１つのレグを含む電力変換器が提供される。電力変換器は、前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラも含む。
【選択図】図２
【解決手段】少なくとも１つのレグであって、複数のスイッチングユニットと、複数の単方向電流スイッチと、第１の接続ノードと、第２の接続ノードとを含む第１のストリングであって、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合された第１のストリング、及び前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリングを含む少なくとも１つのレグを含む電力変換器が提供される。電力変換器は、前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラも含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つのレグであって、
複数のスイッチングユニットと、複数の単方向電流スイッチと、第１の接続ノードと、第２の接続ノードとを含む第１のストリングであって、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合された第１のストリング、及び
前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリング
を含む少なくとも１つのレグ、及び
前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラ
を含む電力変換器。
複数のスイッチングユニットと、複数の単方向電流スイッチと、第１の接続ノードと、第２の接続ノードとを含む第１のストリングであって、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合された第１のストリング、及び
前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリング
を含む少なくとも１つのレグ、及び
前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラ
を含む電力変換器。
【請求項2】
各単方向電流スイッチがダイオードを含む、請求項１に記載の電力変換器。
【請求項3】
各単方向電流スイッチは、
シリコン制御整流器、
逆並列ダイオードを伴うシリコン制御整流器、又は
シリコン制御整流器であって、シリコン制御整流器と同一の逆並列シリコン制御整流器を伴うシリコン制御整流器
を含む、請求項１に記載の電力変換器。
シリコン制御整流器、
逆並列ダイオードを伴うシリコン制御整流器、又は
シリコン制御整流器であって、シリコン制御整流器と同一の逆並列シリコン制御整流器を伴うシリコン制御整流器
を含む、請求項１に記載の電力変換器。
【請求項4】
前記複数のスイッチングユニットは、ハーフブリッジコンバータ、フルブリッジコンバータ、又はハイブリッドフルブリッジコンバータを含む、請求項１に記載の電力変換器。
【請求項5】
前記第１のストリングは、第１のブランチ及び第２のブランチを更に含み、前記第１のブランチは、第３の接続ノードを通じて前記第２のブランチに動作可能に結合されている、請求項１に記載の電力変換器。
【請求項6】
前記第３の接続ノードは第３のバスに動作可能に結合されている、請求項５に記載の電力変換器。
【請求項7】
前記第１のブランチは、前記第１のストリングの前記複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニットの第１のセットと、前記第１のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第１の単方向電流スイッチとを含み、前記第２のブランチは、前記第１のストリングの前記複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニットの第２のセットと、前記第１のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第２の単方向電流スイッチとを含み、
スイッチングユニットの前記第１のセットは、前記第１の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合され、前記第１の接続ノードは、前記第１の単方向電流スイッチによって前記第１のバスに動作可能に結合され、
スイッチングユニットの前記第２のセットは、前記第２の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合され、前記第２の接続ノードは、前記第２の単方向電流スイッチによって前記第２のバスに動作可能に結合される、請求項５に記載の電力変換器。
スイッチングユニットの前記第１のセットは、前記第１の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合され、前記第１の接続ノードは、前記第１の単方向電流スイッチによって前記第１のバスに動作可能に結合され、
スイッチングユニットの前記第２のセットは、前記第２の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合され、前記第２の接続ノードは、前記第２の単方向電流スイッチによって前記第２のバスに動作可能に結合される、請求項５に記載の電力変換器。
【請求項8】
前記第１のバスは正の直流バスを含み、前記第２のバスは負の直流バスを含む、請求項７に記載の電力変換器。
【請求項9】
前記第４の接続ノードは、交流相を含む第４のバスに動作可能に結合され、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の電圧は、交流相の最大瞬時電圧よりも大きい、請求項８に記載の電力変換器。
【請求項10】
前記第１のブランチは、前記第１のストリングの前記複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニットの第１のセットと、前記第１のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第１の単方向電流スイッチとを含み、前記第２のブランチは、前記第１のストリングの前記複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニットの第２のセットと、前記第１のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第２の単方向電流スイッチとを含み、
スイッチングユニットの前記第１のセットは、前記第１のバス及び前記第１の接続ノードに動作可能に結合され、前記第１の単方向電流スイッチは、前記第１の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合され、
スイッチングユニットの前記第２のセットは、前記第２のバス及び前記第２の接続ノードに動作可能に結合され、前記第２の単方向電流スイッチは、前記第２の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合されている、請求項５に記載の電力変換器。
スイッチングユニットの前記第１のセットは、前記第１のバス及び前記第１の接続ノードに動作可能に結合され、前記第１の単方向電流スイッチは、前記第１の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合され、
スイッチングユニットの前記第２のセットは、前記第２のバス及び前記第２の接続ノードに動作可能に結合され、前記第２の単方向電流スイッチは、前記第２の接続ノード及び前記第３の接続ノードに動作可能に結合されている、請求項５に記載の電力変換器。
【請求項11】
前記第１のバスはあ正の直流バスを含み、前記第２のバスは負の直流バスを含む、請求項１０に記載の電力変換器。
【請求項12】
前記第４の接続ノードは、交流相を含む第４のバスに動作可能に結合され、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の電圧は、交流相の最大瞬時電圧よりも小さい、請求項１１に記載の電力変換器。
【請求項13】
前記電力変換器の力率が０．８７から１の間である、請求項１２に記載の電力変換器。
【請求項14】
前記第２のストリングは、第１の部分及び第２の部分を含み、前記第１の部分は、前記第４の接続ノードを通じて前記第２の部分に動作可能に結合され、
前記第１の部分は、前記第２のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第１の単方向電流スイッチを含み、前記第２の部分は、前記第２のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第２の単方向電流スイッチを含み、
前記第１の単方向電流スイッチは、前記第１の接続ノード及び前記第４の接続ノードに動作可能に結合され、
前記第２の単方向電流スイッチは、前記第２の接続ノード及び前記第４の接続ノードに動作可能に結合される、請求項１に記載の電力変換器。
前記第１の部分は、前記第２のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第１の単方向電流スイッチを含み、前記第２の部分は、前記第２のストリングの前記複数の単方向電流スイッチのうちの第２の単方向電流スイッチを含み、
前記第１の単方向電流スイッチは、前記第１の接続ノード及び前記第４の接続ノードに動作可能に結合され、
前記第２の単方向電流スイッチは、前記第２の接続ノード及び前記第４の接続ノードに動作可能に結合される、請求項１に記載の電力変換器。
【請求項15】
前記コントローラは、前記１つ又は複数のレグの各レグを正の状態又は負の状態で動作させるように構成されている、請求項１に記載の電力変換器。
【請求項16】
電源、
負荷又は供給源、
電力変換器であって、
１つ又は複数のレグであって、前記１つ又は複数のレグの各レグは、
複数のスイッチングユニット、複数の単方向電流スイッチ、第１の接続ノード、及び第２の接続ノードを含む第１のストリングであって、前記第１のストリングは、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合される、第１のストリング、及び
前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて前記第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、前記第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリング
を含む、１つ又は複数のレグ、及び
前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラ
を含む、電力変換システム。
負荷又は供給源、
電力変換器であって、
１つ又は複数のレグであって、前記１つ又は複数のレグの各レグは、
複数のスイッチングユニット、複数の単方向電流スイッチ、第１の接続ノード、及び第２の接続ノードを含む第１のストリングであって、前記第１のストリングは、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合される、第１のストリング、及び
前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて前記第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、前記第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリング
を含む、１つ又は複数のレグ、及び
前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラ
を含む、電力変換システム。
【請求項17】
前記コントローラは、ライン周期の間に前記第１のストリングに蓄積されたエネルギーを調整するように更に構成されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項18】
前記第２のストリングは、第１の部分及び第２の部分を含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
前記第２のストリングの前記第１及び第２の部分は、交流相に動作可能に結合されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
電源、
負荷又は供給源、
電力変換器であって
１つ又は複数のレグであって、前記１つ又は複数のレグの各レグは、
複数のスイッチングユニット、複数の単方向電流スイッチ、第１の接続ノード、第２の接続ノード、及び第３の接続ノードを含む第１のストリングであって、前記第１のストリングは第１のバスと第２のバスとの間に動作可能に結合され、前記１つ又は複数のレグの前記第３の接続ノードは互いに動作可能に結合される、第１のストリング、及び
前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて前記第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、前記第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリング
を含む、１つ又は複数のレグ、及び
前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラ
を含む、電力変換システム。
負荷又は供給源、
電力変換器であって
１つ又は複数のレグであって、前記１つ又は複数のレグの各レグは、
複数のスイッチングユニット、複数の単方向電流スイッチ、第１の接続ノード、第２の接続ノード、及び第３の接続ノードを含む第１のストリングであって、前記第１のストリングは第１のバスと第２のバスとの間に動作可能に結合され、前記１つ又は複数のレグの前記第３の接続ノードは互いに動作可能に結合される、第１のストリング、及び
前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて前記第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、前記第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリング
を含む、１つ又は複数のレグ、及び
前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラ
を含む、電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に電力変換器に関し、より具体的にはマルチレベルコンバータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文書ＵＳ９，５１５，５６８は、複数のレグを含む電力変換器を開示しており、各レグは、第１のバスと中性点と第２のバスとを含む直流ＤＣリンクに結合された第１のストリングと、第１のストリングに結合され、交流相に結合された第２のストリングとを含んでいる。
【0003】
第１のストリングは複数のダイオードを含み、第２のストリングは複数のサブモジュールを含み、各サブモジュールは複数の制御可能スイッチと少なくとも１つのエネルギー貯蔵デバイスとを含んでいる。
【0004】
この電力変換器は、ＤＣリンク電圧がＡＣ相の最大瞬時電圧よりも大きい場合（例えば、ＤＣリンク電圧が２４ｋＶに等しく、ライン間（Ｌ－Ｌ）のＡＣ電圧の二乗平均（ＲＭＳ）値が１３．８ｋＶでＡＣ相の最大瞬時電圧が１１．２７ｋＶに等しい場合）に動作する。
【0005】
ＤＣリンク電圧が可変であり、ＡＣ相の最大瞬時電圧よりも低いことが要求される用途（例えば、１３．８ｋＶのＬ－Ｌ ＡＣ ＲＭＳ 電圧に対してＡＣ相の最大瞬時電圧が１１．２７ｋＶに等しく、ＤＣリンク電圧が６ｋＶのＤＣに等しい場合）では、参照された先行技術の電力変換器は動作しない。
【0006】
したがって、従来技術から既知の電力変換器に関する全ての欠点又は一部の欠点を改善することを提案する。
【発明の概要】
【0007】
本開示の態様に従って、電力変換器が提案される。
【0008】
電力変換器は、少なくとも１つのレグであって、複数のスイッチングユニットと、複数の単方向電流スイッチと、第１の接続ノードと、第２の接続ノードとを含む第１のストリングであって、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合された第１のストリング、及び前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第３のバスに動作可能に結合された第３の接続ノードとを含む、第２のストリングを含む少なくとも１つのレグを含む。前記電力変換器は、更に、前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラを含む。
【0009】
本開示の更に別の態様によれば、電力変換システムが提案される。本システムは、電源、負荷、及び電力変換器を含んでいる。電力変換器は、１つ又は複数のレグを含んでいる。前記１つ又は複数のレグの各レグは、複数のスイッチングユニット、複数の単方向電流スイッチ、第１の接続ノード、及び第２の接続ノードを含む第１のストリングであって、前記第１のストリングは、第１のバス及び第２のバスに動作可能に結合される、第１のストリング、及び前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて前記第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、前記第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリングを含んでいる。更に、本システムは、前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラを含む。
【0010】
本開示の更に別の態様によれば、電力変換システムが提案される。本システムは、電源、負荷、及び電力変換器を含む。電力変換器は、１つ又は複数のレグを含む。前記１つ又は複数のレグの各レグは、複数のスイッチングユニット、複数の単方向電流スイッチ、第１の接続ノード、第２の接続ノード、及び第３の接続ノードを含む第１のストリングであって、前記第１のストリングは第１のバスと第２のバスとの間に動作可能に結合され、前記１つ又は複数のレグの前記第３の接続ノードは互いに動作可能に結合される、第１のストリング、及び前記第１の接続ノード及び前記第２の接続ノードを通じて前記第１のストリングに動作可能に結合された第２のストリングであって、前記第２のストリングは、複数の単方向電流スイッチと、第４のバスに動作可能に結合された第４の接続ノードとを含む、第２のストリングを含む。更に、本システムは、前記複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御するように構成されたコントローラを含む。
【図面の簡単な説明】
【0011】
例示的な実施形態は、様々な構成要素の形態、及び構成要素の構造の形態をとることができる。例示的な実施形態は添付図面に示されており、図面全体を通じて、同様の参照数字は、様々な図面において対応する又は同様の部分を示す。図面は、単に実施形態を説明するためのものであり、本開示を限定するものとして解釈されるべきものではない。以下の利用可能な図面の説明を考慮すれば、本開示の新規な態様は、関連する技術分野の当業者には明らかである。
【図1】電力変換のシステムの概略図である。
【図3A】本開示の態様による第２の例示的実施形態の単方向電流スイッチを示す。
【図3B】本開示の態様による逆並列ダイオードを有する第３の例示的実施形態の単方向電流スイッチを示す。
【図3C】本開示の態様による第４の例示的実施形態の単方向電流スイッチであって、逆並列の同一の単方向電流スイッチを伴う単方向電流スイッチを示す。
【図4】本開示の態様による第１の例示的な実施形態のスイッチングユニットを示す。
【図5】本開示の態様による第２の例示的実施形態のスイッチングユニットを示す。
【図6】本開示の態様による第３の例示的実施形態のスイッチングユニットを示す。
【図7】本開示の態様による第１の例示的実施形態の制御可能スイッチを示す。
【図8】本開示の態様による第２の例示的実施形態の制御可能スイッチを示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、他に定義されない限り、本開示の属する技術分野における通常の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される「第１」、「第２」などの用語は、いかなる順序、量、又は重要性を示すものではなく、或る要素を他の要素と区別するために使用される。また、「ａ（１つの）」及び「ａｎ（１つの）」という用語は、数量の限定を示しているのではなく、参照される複数の項目のうちの少なくとも１つの項目の存在を示している。「又は」という用語は、包括的であることを意味し、列挙された項目の１つ、一部、又は全てを意味する。本明細書における「including（含む、有する、備える）」、「comprising（含む、有する、備える）」又は「having（含む、有する、備える）」の使用及びそれらの用語の変化形は、それ以降に列挙される項目及びそれらの項目の均等物並びに追加の項目を包含することを意味する。「connected（接続された、結合された）」及び「coupled（接続された、結合された）」という用語は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されることはなく、直接的又は間接的であるかどうかにかかわらず、電気的な接続又は結合を含む。更に、「circuit（回路）」、「circuitry（回路、回路構成）」、及び「controller（コントローラ）」という用語は、単一の構成要素又は複数の構成要素のいずれかを含むことができ、これらの構成要素は、能動的及び／又は受動的であり、記載された機能を提供するために接続又は結合される。
【0013】
以下に詳細に説明するように、電力変換の例示的なシステム及び電力変換の方法の様々な実施形態が示されている。以下に記載する電力変換器及び電力変換方法を採用することにより、マルチレベルコンバータが提供される。一例において、電力変換器は、モジュール型マルチレベル整流器を含むことができる。
【0014】
図面を参照すると、図１には例として、電力を変換するシステム１が示されている。一実施形態では、電力を変換するためのシステム１は、電源２、電力変換器３、及び負荷又は供給源４を含むことができる。本明細書では、供給源という用語は、再生可能電源、非再生可能電源、発電機、グリッドなどを表すために使用される。一実施形態では、電源２は、電力変換器３の第１の端子（図示せず）に動作可能に結合することができる。電力変換器３の第２の端子（図示せず）は、負荷４（電気モータ駆動部や海中の負荷など）に動作可能に結合することができる。
【0015】
また、システム１は、コントローラ５を含むことができる。コントローラ５は、一実施形態において、電力変換器３の動作を制御するように構成することができる。一例として、コントローラ５は、電力変換器３の複数の半導体スイッチのスイッチングを制御することによって電力変換器３の動作を制御するように構成することができる。更に、一実施形態では、システム１は、遮断器、インダクタ、補償器、コンデンサ、整流器、リアクトル、フィルタなどの（これらに限定されることはない）他の回路構成要素（図示せず）を含むこともできる。
【0016】
【0017】
レグ６は電力整流器（単相電力整流器、二相電力整流器、三相電力整流器、その他同等の多相電力整流器など）で使用することができる。
【0018】
電力変換器のレグ６は、第１のストリング７と第２のストリング８とを含むことができる。より詳細には、第１のストリング７は、第２のストリング８に動作可能に結合されてレグ６を形成することができる。更に、第１のストリング７は、第１のバス９に動作可能に結合された第１の接続部７ａと、第２のバス１０に動作可能に結合された第２の接続部７ｂとを含んでいる。一実施形態では、第１のバス９は正のＤＣバスを含み、第２のバス１０は負のＤＣバスを含み、第１のバス９及び第２のバス１０はＤＣリンクを形成する。第２のストリング８は、第１の接続ノード１１及び第２の接続ノード１２を通じて第１のストリング７に動作可能に結合することができる。また、第１のストリング７は、第３の接続ノード１５を通じて第２のブランチ１４に動作可能に結合された第１のブランチ１３を含むことができる。第３の接続ノード１５は、レグ６の第３の接続部７ｃを通じて第３のバス１６に動作可能に結合することができる。
【0019】
同様に、第２のストリング８は、第４の接続ノード１９を通じて第２の部分１８に動作可能に結合された第１の部分１７を含むことができる。
【0020】
第４の接続ノード１９は、第４の接続部８ａを通じて第４のバス２０に動作可能に結合することができる。
【0021】
第４のバス２０は交流ＡＣ位相である。
【0022】
更に、図２の本例では、第３のバス１６は直流バスとすることができ、より詳細には、第１のバス９に対して負電位であり第２のバス１０に対して正電位である中間ＤＣバスとすることができる。一実施形態では、中間バスは、フローティングであってもよいし、接地されていてもよいし、高インピーダンス接地バスであってもよい。
【0023】
第１のストリング７は、複数のスイッチングユニット２１と、少なくとも２つの単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄとを含むことができ、第２のストリング８は、少なくとも２つの単方向電流スイッチ２２ｅ、２２ｆを含むことができる。
【0024】
スイッチングユニット２１はコントローラ５によって制御される。
【0025】
各スイッチングユニット２１は、第１の端部２１ａと第２の端部２１ｂとを含んでおり、各単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆは、第１の接続部２２ａと第２の接続部２２ｂとを含んでいる。
【0026】
第１のブランチ１３は、第１のストリング７の複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニット２１の第１のセット２３と、第１のストリング７の２つの単方向電流スイッチ２２ｃ，２２ｄのうちの第１の単方向電流スイッチ２２ｃとを含んでいる。
【0027】
同様に、第２のブランチ１４は、第１のストリング７の複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニット２１の第２のセット２４と、第１のストリング７の２つの単方向電流スイッチ２２ｃ，２２ｄのうちの第２の単方向電流スイッチ２２ｄとを含んでいる。
【0028】
第１及び第２のセット２３、２４のスイッチングユニット２１の数は等しい。
【0029】
第１のブランチ１３と第２のブランチ１４の各ブランチは、更にインダクタ２５０を含むことができる。
【0030】
第１のセット２３のスイッチングユニット２１は直列に接続されており、１つのスイッチングユニット２１の第１の端部２１ａは隣接するスイッチングユニット２１の第２の端部２１ｂに接続されている。
【0031】
第１のセット２３のスイッチングユニット２１の第１の残りの端部２１ａは、第１の接続ノード１１及び第１の単方向電流スイッチ２２ｃの出力部２２ｂに接続され、第１のセット２３のスイッチングユニット２１の第２の残りの端部２１ｂは、第１のブランチ１３のインダクタ２５０の第１の端部に接続されている。
【0032】
スイッチングユニットの残りの端部は、当該スイッチングユニットの、他のスイッチングユニットの端部に接続されていない端部である。
【0033】
第１のブランチ１３のインダクタ２５０の第２の端部は、第３の接続ノード１５に接続されている。
【0034】
第１の単方向電流スイッチ２２ｃの第１の接続部２２ａは、第１の接続部７ａに動作可能に結合されている。
【0035】
第２のセット２４のスイッチングユニット２１は直列に接続されている。
【0036】
第２のセット２４のスイッチングユニット２１の第１の残りの端部２１ａは、第２のブランチ１４のインダクタ２５０の第１の端部に接続され、第２のセット２４のスイッチングユニット２１の第２の残りの端部２１ｂは、第２の接続ノード１２に接続されている。
【0037】
第２のブランチ１４のインダクタ２５０の第２の端部は、第３の接続ノード１５に接続されている。
【0038】
２つの単方向電流スイッチ２２のうちの第２の単方向電流スイッチ２２ｄの第１の接続部２２ａは、第２の接続ノード１２に接続され、２つの単方向電流スイッチ２２のうちの第２の単方向電流スイッチ２２ｄの第２の接続部２２ｂは、第２の接続部７ｂに動作可能に結合されている。
【0039】
第１の部分１７は、２つの単方向電流スイッチ２２ｅ，２２ｆのうちの第１の単方向電流スイッチ２２ｅを含んでおり、第２の部分１８は、２つの単方向電流スイッチ２２ｅ，２２ｆのうちの第２の単方向電流スイッチ２２ｆを含んでいる。
【0040】
第１の単方向電流スイッチ２２ｅの第１の接続部２２ａは第１の接続点１１に動作可能に結合されており、第１の単方向電流スイッチ２２ｅの第２の接続部２２ｂは第４の接続ノード１９に接続されている。
【0041】
第２の単方向電流スイッチ２２ｆの第１の接続部２２ａは第４の接続ノード１９に接続されており、第２の単方向電流スイッチ２２ｆの第２の接続部２２ｂは第２の接続点１２に動作可能に結合されている。
【0042】
スイッチングユニット２１は、完全に制御可能な複数の半導体スイッチとエネルギー貯蔵デバイスとの組み合わせとすることができる。
【0043】
図示されるように、第１の例示的実施形態の単方向スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆでは、各単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆはダイオード２５を含んでおり、ダイオード２５のカソードは第１の接続部２２ａに接続されており、ダイオード２５のアノードは第２の接続部２２ｂに接続されている。
【0044】
ダイオード２５は、シリコンダイオードであってもよいし、シリコンカーバイドダイオードであってもよい。
【0045】
ダイオード２５を使用することで、レグのコストを大幅に削減し、信頼性を高めることができる。
【0046】
変形例では、図３Ａに示されるように、各単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆは、シリコン制御整流器ＳＣＲ２６を含むことができ、ＳＣＲ２６のカソードは、第１の接続部２２ａに接続され、ＳＣＲ２６のアノードは、第２の接続部２２ｂに接続され、ＳＣＲ２６のゲートは、コントローラ５に動作可能に結合されている。
【0047】
単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆにＳＣＲ２６を実装すると、ダイオード２５の実装と比較して、ＳＣＲ２６のスイッチングを制御することが可能になる。
【0048】
図３Ｂは、逆並列ダイオードを有する第２の例示的実施形態の単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆのブロック図である。
【0049】
各半導体スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆは、逆並列ダイオード３００とシリコン制御整流器（ＳＣＲ）３０１とを含んでいる。
【0050】
逆並列ダイオード３００のアノードとＳＣＲ３０１のカソードは、単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの第１の接続部２２ａに接続されている。
【0051】
逆並列ダイオード３００のカソードとＳＣＲ３０１のアノードは、単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの第２の接続部２２ｂに接続されている。
【0052】
ＳＣＲ３０１のゲートはコントローラ５に接続されている。
【0053】
図３Ｃは、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）と同一の逆並列ＳＣＲとを有する第３の例示的実施形態の単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆのブロック図である。
【0054】
各半導体スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆは、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）３０２と同一の逆並列ＳＣＲ３０３とを含んでいる。
【0055】
逆並列ＳＣＲ３０３のアノードとＳＣＲ３０２のカソードは、単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの第１の接続部２２ａに接続されている。
【0056】
逆並列ＳＣＲ３０３のカソードとＳＣＲ３０２のアノードは、単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの第２の接続部２２ｂに接続されている。
【0057】
ＳＣＲ３０２のゲートと逆並列ＳＣＲ３０３のゲートはコントローラ５に接続されている。
【0058】
図４は、第１の例示的実施形態のスイッチングユニット２１を概略的に示している。
【0059】
現在考えられている構成では、スイッチングユニット２１はハーフブリッジ変換器と呼ぶことができ、同一の２つの制御可能スイッチ２７、２８と、第１の端部２９０ａと第２の端部２９０ｂとを含むエネルギー貯蔵デバイス２９０とを含んでいる。
【0060】
エネルギー貯蔵デバイス２９０は、複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタを含むことができる。
【0061】
各制御可能スイッチ２７、２８は、コントローラ５に接続された第１の端部２７ａ、２８ａ、第２の端部２７ｂ、２８ｂ、及びコマンド入力部２７ｃ、２８ｃを含んでいる。
【0062】
第１の制御可能スイッチ２７の第１の端部２７ａは、エネルギー貯蔵デバイス２９０の第１の端部２９０ａに接続されている。
【0063】
第１の制御可能スイッチ２７の第２の端部２７ｂ及び第２の制御可能スイッチ２８の第１の端部２８ａは、スイッチングユニット２１の第１の端部２１ａに接続されている。
【0064】
第２の制御可能スイッチ２８の第２の端部２８ｂは、エネルギー貯蔵デバイス２９０の第２の端部２９０ｂ及びスイッチングユニット２１の第２の端部２１ｂに接続されている。
【0065】
更に、非限定的な一例では、第１の制御可能スイッチ２７が作動し、第２の制御可能スイッチ２８が作動しないようにすると、エネルギー貯蔵デバイス２９０が、第１の端部２１ａと第２の端部２１ｂとの両端に電気的に現れる。その結果、エネルギー貯蔵デバイス２９０の両端の電荷は、第１の端部２１ａ及び第２の端部２１ｂの両端の電圧として現れる。あるいは、第２の制御可能スイッチ２８が作動し、第１の制御可能スイッチ２７が作動しないようにすると、エネルギー貯蔵デバイス２９０はシャントされ、それにより第１の端部２１ａ及び第２の端部２１ｂの両端がゼロ電圧になる。したがって、第１のストリング７の複数のスイッチングユニット２１の制御可能スイッチ２７、２８のスイッチングを制御することによって、第１のストリング７にわたって発生する電圧を調整することができる。
【0066】
図５は、第２の例示的な実施形態のスイッチングユニット２１を概略的に示している。
【0067】
現在考えられる構成では、スイッチングユニット２１は、フルブリッジ変換器と呼ぶことができ、同一の制御可能スイッチ２９、３０、３１、３２と、第１の端部３３０ａ及び第２の端部３３０ｂを含むエネルギー貯蔵デバイス３３０とを含むことができる。
【0068】
エネルギー貯蔵デバイス３３０は、複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタを含むことができる。
【0069】
各制御可能スイッチ２９、３０、３１、３２は、第１の端部２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａと、第２の端部２９ｂ、３０ｂ、３１ｂ、３２ｂと、コントローラ５に接続されたコマンド入力部２９ｃ、３０ｃ、３１ｃ、３２ｃとを含んでいる。
【0070】
第１の制御可能スイッチ２９の第１の端部２９ａ及び第２の制御可能スイッチ３０の第１の端部３０ａは、エネルギー貯蔵部３３の第１の端部３３ａに接続されている。
【0071】
第３の制御可能スイッチ３１の第２の端部３１ｂ及び第４の制御可能スイッチ３２の第２の端部３２ｂは、エネルギー貯蔵部３３の第２の端部３３ｂに接続されている。
【0072】
第１の制御可能スイッチ２９の第２の端部２９ｂ及び第３の制御可能スイッチ３１の第１の端部３１ａは、スイッチングユニット２１の第１の端部２１ａに接続されている。
【0073】
第２の制御可能スイッチ３０の第２の端部３０ｂ及び第４の制御可能スイッチ３２の第１の端部３２ａは、スイッチングユニット２１の第２の端部２１ｂに接続されている。
【0074】
【0075】
一実施形態では、制御可能スイッチ２９、３０、３１、３２は、スイッチングユニット２１の第１の端部２１ａと第２の端部２１ｂとの間の電圧を調整するように制御される。
【0076】
第１の例示的実施形態のスイッチングユニット２１とは逆に、第２の例示的実施形態のスイッチングユニット２１は、スイッチングユニット２１の第１の端部２１ａと第２の端部２１ｂとの間に３つの電圧レベルを生成することができる。３つの電圧レベルは、ゼロ電圧レベル、正極性電圧レベル、及び負極性電圧レベルとすることができ、正極性電圧レベル及び負極性電圧レベルは、エネルギー貯蔵デバイス３３に印加される電荷を表す。
【0077】
図６は、第３の例示的実施形態のスイッチングユニット２１を概略的に示している。
【0078】
現在考えられている構成では、スイッチングユニット２１は、ハイブリッドフルブリッジ変換器と呼ぶことができ、同一の制御可能スイッチ３３、３４と、２つのダイオード３５、３６と、第１の端部３７０ａ及び第２の端部３７０ｂを含むエネルギー貯蔵デバイス３７０とを含むことができる。
【0079】
エネルギー貯蔵デバイス３７０は、複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタを含むことができる。
【0080】
各制御可能スイッチ３３、３４は、第１の端部３３ａ、３４ａと、第２の端部３３ｂ、３４ｂと、コントローラ５に接続されたコマンド入力部３３ｃ、３４ｃとを含んでいる。
【0081】
第１の制御可能スイッチ３３の第１の端部３３ａと、第１のダイオード３５のアノードは、スイッチングユニット２１の第１の端部２１ａに接続されている。
【0082】
第２の制御可能スイッチ３４の第２の端部３４ｂ及び第２のダイオード３６のカソードは、スイッチングユニット２１の第２の端部２１ｂに接続されている。
【0083】
第１のダイオード３５のカソード及び第２の制御可能スイッチ３４の第１の端部３４ａは、エネルギー貯蔵デバイス３７０の第１の端部３７０ａに接続されている。
【0084】
第２のダイオード３６のアノード及び第１の制御可能スイッチ３３の第２の端部３３ｂは、エネルギー貯蔵デバイス３７０の第２の端部３７０ｂに接続されている。
【0085】
各制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４は、完全に制御可能な半導体スイッチを含むことができ、このような半導体スイッチには、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ゲートターンオフサイリスタ、絶縁ゲート整流サイリスタ（ＩＧＣＴ）、注入強化ゲートトランジスタ（ＩＥＧＴ）、炭化ケイ素ベースのスイッチ、窒化ガリウムベースのスイッチ、ガリウムヒ素ベースのスイッチ、又はそれらの均等物が含まれる。
【0086】
各制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４は、パワーダイオードであって、完全に制御可能な半導体スイッチに組み込まれ、完全に制御可能な半導体スイッチに逆並列のパワーダイオードを更に含むことができる。組み込まれたパワーダイオードは、フリーホイール経路を提供することができる。パワーダイオードは、フリーホイールダイオードと呼ぶこともできる。
【0087】
図７は、第１の例示的実施形態の制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を概略的に示している。
【0088】
制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４は、パワーダイオード３９と絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ３８とを含んでいる。
【0089】
トランジスタ３８のドレインとパワーダイオード３９のカソードは、制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４の第１の端部２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａに接続されている。
【0090】
トランジスタ３８のソースとパワーダイオード３９のアノードは、制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４の第２の端部２７ｂ、２８ｂ、２９ｂ、３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂに接続されている。
【0091】
トランジスタ３８のゲートは、制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４のコマンド入力部２７ｃ、２８ｃ、２９ｃ、３０ｃ、３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃに接続されている。
【0092】
図８は、第２の例示的実施形態の制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を概略的に示している。
【0093】
制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４は、パワーダイオード４０とワイドバンドギャップ半導体４１（炭化ケイ素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）のトランジスタなど）とを含んでいる。
【0094】
トランジスタ４１のドレインとパワーダイオード４０のカソードは、制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４の第１の端部２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａに接続されている。
【0095】
トランジスタ４１のソースとパワーダイオード４０のアノードは、制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４の第２の端部２７ｂ、２８ｂ、２９ｂ、３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂに接続されている。
【0096】
トランジスタ４１のゲートは、制御可能スイッチ２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４のコマンド入力部２７ｃ、２８ｃ、２９ｃ、３０ｃ、３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃに接続されている。
【0097】
【0098】
【0099】
図２の第１のストリング７の第１のブランチ１３及び図２の第１のストリング７の第２のブランチ１４は、それぞれ、電圧源Ｖｐ４２及びＶｎ４３、インダクタ４４及び４５、並びにダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によって表すことができる。
【0100】
電圧源Ｖｐ４２及びＶｎ４３は、それぞれ、第１のストリング７のスイッチングユニットの第１のセット及び第２のセットを表す。
【0101】
ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、それぞれ、単方向電流スイッチ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆを表す。
【0102】
更に、第１のバス９における電圧は、＋Ｖｄｃ／２として表すことができ、第２のバス１０における電圧は、－Ｖｄｃ／２として表すことができる。一例として、第１のバス９における＋Ｖｄｃ／２の電圧及び第２のバス１０における－Ｖｄｃ／２の電圧は、仮想接地に対する電圧とすることができる。また、第３のバス１６における電圧はＶｍｉｄとして表すことができ、第４のバス２０における交流ＡＣ相における電圧はＶａｃとして表すことができる。一実施形態では、第３のバス１６は接地バスとすることができ、したがって、電圧Ｖｍｉｄをゼロとする。
【0103】
交流ＡＣ相は符号５０が付されている。
【0104】
第１のバス９と第２のバス１０との間のＤＣリンクの電圧Ｖｄｃは、交流相電圧ＶａｃのＡＣ相の最大瞬時電圧よりも大きい。
【0105】
図９に示されているように、第１の動作状態の間、ダイオードＤ２及びＤ３は順方向にバイアスされており導通状態であり、ダイオードＤ１及びＤ４は逆方向にバイアスされており導通状態ではない。
【0106】
ダイオードＤ３が導通することによって、電圧源Ｖｐを通じて交流相５０と第３のバス１６との間に第１の電流路４６が提供される。同様に、ダイオードＤ２が導通することによって、電圧源Ｖｎを通じて第２のバス１０と第３のバス１６との間に第２の電流路４７が提供される。
【0107】
その結果、第１のストリング７は、負の状態で第２のバス１０と第３のバス１６との間に動作可能に結合することができる。更に、第１及び第２の電流路４６、４７が確立されている間、第２のバス１０及び第３のバス１６の電圧は、第１のストリング７の複数のスイッチングユニット（図２のスイッチングユニット２１など）に対応する完全に制御可能な半導体スイッチのスイッチングによって決まる。
【0108】
第２のバス１０には直流電流Ｉｄｃが流れ、交流相５０にはＡＣ相電流Ｉａｃが流れる。同様に、第３のバス１６には、ダイオードＤ２を通じてＤＣ電流Ｉａｃ＋Ｉｄｃが流れる。
【0109】
同様に、図１０には、第２の動作状態におけるレグ６の概略図が示されている。第２の状態において、ダイオードＤ１及びＤ４は順方向にバイアスされており導通状態であり、ダイオードＤ２及びＤ３は逆方向にバイアスされており導通状態ではない。ダイオードＤ１が導通することによって、第３のバス１６と第１のバス９との間に第３の電流路４８を提供することができる。同様に、ダイオードＤ４が導通することによって、第３のバス１６と交流相５０との間に第４の電流路４９を提供することができる。したがって、第１のストリング７は、正の状態で第１のバス９と第３のバス１６との間に動作可能に結合することができる。第１の状態と同様に、交流相５０を流れる交流相電流Ｉａｃは、第１のバス９及び第３のバス１６をそれぞれ流れる２つのＤＣ電流Ｉｄｃ及びＩａｃ＋Ｉｄｃによって供給される。
【0110】
ＤＣリンク電圧がＡＣ相の最大瞬時電圧より大きいことが要求される用途では、レグ６が必要とする部品点数はは先行技術から既知のレグより少ないので、レグ６は、先行技術から既知のレグよりも、単純で、信頼性が高く、効率が良く、電力密度が高い。
【0111】
更に、レグ６のスイッチングユニット２１を制御するための制御方法及びハードウェアは、従来技術から既知のレグのスイッチングユニットを制御するための制御方法及びハードウェアよりも簡単である。
【0112】
【0113】
三相電力変換器６０は電力整流器とすることができる。
【0114】
各レグ６１、６２、６３は、第１のバス６４に動作可能に結合された第１の接続部６１ａ、６２ａ、６３ａと、第２のバス６５に動作可能に結合された第２の接続部６１ｂ、６２ｂ、６３ｂと、第３のバス１０００に動作可能に結合することができる第３の接続部６１ｃ、６２ｃ、６３ｃとを含んでいる。
【0115】
第３のバス１０００は、フローティングポイントを形成してもよいし、接地バス若しくは高インピーダンス接地バスを形成してもよい。
【0116】
第１のバス６４と第２のバス６５は、ＤＣ端子を形成することができる。
【0117】
第１のバス６４は正のＤＣバスであるが、第２のバス６５は負のＤＣバスである。
【0118】
各レグ６１、６２、６３は、更に、第４のバス６６、６７、６８に接続された第４の接続部６１ｄ、６２ｄ、６３ｄを含んでいる。
【0119】
第４のバス６６、６７、６８の各バスは、三相交流システムの異なる交流（ＡＣ）相とすることができる。
【0120】
三相交流システムは、電力変換器６０に電力を供給するグリッドとすることができる。
【0121】
ＤＣ端子の両端に、又は第１のバス６４と第２のバス６５との間に、負荷又は電源６９を動作可能に結合することができる。
【0122】
負荷又は電源６９は、電気モータ駆動装置、電力変換器、エネルギー貯蔵デバイス、又は電気負荷を含むことができる。
【0123】
更に、電力整流器は、コントローラ（図５のコントローラ５など）に動作可能に結合することができる。
【0124】
コントローラ５は、第１のストリングにおける複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御することができる。一例では、レグ６１、６２、６３の第１のストリングにおけるスイッチングユニットのスイッチングは、変調技術に基づいたものであってもよい。変調技術としては、パルス幅変調技術、空間ベクトル変調などがある。更に、コントローラは、第２のバス６５に対して第１のバス６４に印加される直流電圧の発生を支援するように構成することができる。また、コントローラは、ライン周期の間、レグ６１、６２、６３の第１のストリングに蓄積されたエネルギーのバランスをとり、調整するように構成することができる。
【0125】
本明細書で使用される用語であるライン周期は、ＡＣ電圧周期とすることができる。一実施形態では、コントローラは遠隔地に配置することができる。
【0126】
図１２は、１ライン周期における３つの交流相６６、６７、６８の異なる動作状態に対応する電圧波形を示す図である。
【0127】
三相６６、６７、６８に対応する電圧波形は、ＡＣ相６６に対応する第１の電圧波形７０、ＡＣ相６７に対応する第２の電圧波形７１、及びＡＣ相６８に対応する第３の電圧波形７２を含んでいる。
【0128】
現在考えられている構成では、ライン周期は６つの区間７３、７４、７５、７６、７７、７８に分割することができる。
【0129】
また、６つの区間７３、７４、７５、７６、７７、７８は、所望の出力を生成するために対応するスイッチングパターンを有することができる。アライン周期の、各区間に対応する部分の間、その区間では、１つ又は２つのレグが正の状態にあり、他のレグが負の状態にある。
【0130】
更に、３つのＡＣ相６６、６７、６８のライン周期は、６つの移行部分７９、８０、８１、８２、８３、８４を含むことができる。本明細書で使用される移行部分という用語は、レグ６１、６２、６３の少なくとも１つがある状態から別の状態に移行する部分を表すために使用される。非限定的な一例では、移行部分８０において、ＡＣ相６６に関連するレグ６１の状態が正の状態から負の状態に変化する（第１の電圧波形７０）。
【0131】
区間７３において、ＡＣ相６６（第１の電圧波形７０）に関連するレグ６１及びＡＣ相６７（第２の電圧波形７１）に関連するレグ６２は正の状態であり、ＡＣ相６８（第３の電圧波形７２）に関連するレグ６３は負の状態である。
【0132】
また、ＡＣ相６６に関連するレグ６１及びＡＣ相６７に関連するレグ６２は、第２のバス６５と第３のバス１０００との間で互いに並列に動作可能に結合することができる。特に、ＡＣ相６６に関連する第２のブランチ及びＡＣ相６７に関連する第２のブランチは、対応する第１のストリング及び第２のストリングのダイオードＤ２及びＤ３を通じて、第２のバス６５と第３のバス１０００との間で互いに並列に動作可能に結合することができる。
【0133】
更に、ＡＣ相６８に関連するレグ６３は、第３のバス１０００と第１のバス６４との間に動作可能に結合することができる。特に、ＡＣ相６８に関連する第１のストリング及び第２のストリングに対応するダイオードＤ１及びＤ４は、順方向にバイアスされ、導通を開始することができる。
【0134】
図１２を引き続き参照すると、区間７３の後に移行部分８０が続く。移行部分８０では、ＡＣ相６７に関連するレグ６２は正の状態を継続し、ＡＣ相６８に関連するレグ６３は負の状態を継続する。しかし、ＡＣ相６６に関連するレグ６１は正の状態から負の状態に移行する。ＡＣ相６６に関連する第１のストリング及び第２のストリングのダイオードＤ１及びＤ４は順方向にバイアスされて導通を開始し、ＡＣ相６６に関連する第１のストリング及び第２のストリングのダイオードＤ２及びＤ３は逆方向にバイアスされて導通を停止することができる。
【0135】
同様に、区間７４では、レグ６２は正の状態であり、レグ６１、６３は負の状態である。
【0136】
区間７５では、レグ６１は負の状態であり、レグ６２及び６３は正の状態である。
【0137】
区間７６では、レグ６３は正の状態であり、レグ６１、６２が負の状態である。
【0138】
区間７７では、レグ６２は負の状態であり、レグ６１、６３は正の状態である。
【0139】
区間７８では、レグ６２、６３は負の状態であり、レグ６１は正の状態である。
【0140】
コントローラ５は、ライン周期の間、第１のストリング７に蓄えられたエネルギーを調整する。
【0141】
【0142】
電力変換器のレグ６は、第２の実施形態の第１のストリング７と第２のストリング８とを含むことができる。
【0143】
第２の実施形態の第１のストリング７は、第１のバス９に動作可能に結合することができる第１の接続部７ａと、第２のバス１０に動作可能に結合することができる第２の接続部７ｂと、第３のバス１６に動作可能に結合することができる第３の接続部７ｃとを含んでいる。
【0144】
第２の実施形態の第１のストリング７は、第１の接続ノード１１、第２の接続ノード１２、及び第３の接続部７ｃに動作可能に結合された第３の接続ノード１５を更に含むことができる。
【0145】
第２の実施形態の第１のストリング７は、第３の接続ノード１５を通じて第４のブランチ８５ｂに動作可能に結合された第３のブランチ８５ａを含むことができる。
【0146】
第２のストリング８は、第１の接続ノード１１及び第２の接続ノード１２を通じて、第２の実施形態の第１のストリング７に動作可能に結合することができる。
【0147】
第２の実施形態の第１のストリング７は、上記のように、複数のスイッチングユニット２１及び少なくとも２つの単方向電流スイッチ２２ｇ、２２ｈを含むことができる。
【0148】
第３のブランチ８５ａは、第２の実施形態の第１のストリング７の複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニット２１の第1のセット８６と、第２の実施形態の第１のストリング７の２つの単方向電流スイッチ２２ｇ，２２ｈのうちの第１の単方向電流スイッチ２２ｇとを含んでいる。
【0149】
同様に、第４のブランチ８５ｂは、第２の実施形態の第１のストリング７の複数のスイッチングユニットのうちのスイッチングユニット２１の第２のセット８７と、第２の実施形態の第１のストリング７の２つの単方向電流スイッチ２２ｇ，２２ｈのうちの第２の単方向電流スイッチ２２ｈとを含んでいる。
【0150】
第１及び第２のセット８６、８７のスイッチングユニット２１の数は等しい。
【0151】
第３のブランチ８５ａ及び第４のブランチ８５ｂの各ブランチは、インダクタ８８を更に含むことができる。
【0152】
第１のセット８６のスイッチングユニット２１は直列に接続されており、スイッチングユニット２１の第１の端部２１ａは、隣接するスイッチングユニット２１の第２の端部２１ｂに接続されている。
【0153】
第１のセット８６のスイッチングユニット２１の第１の残りの端部２１ａは、第１の接続部７ａに接続され、第１のセット８６のスイッチングユニット２１の第２の残りの端部２１ｂは、第３のブランチ８５ａのインダクタ８８の第１の端部に接続されている。
【0154】
第３のブランチ８５ａのインダクタ８８の第２の端部は、第１の単方向電流スイッチ２２ｇの第１の接続部２２ａ及び第１の接続ノード１１に接続されている。
【0155】
第１の単方向電流スイッチ２２ｇの第２の接続部２２ｂは、第３の接続ノード１５に動作可能に結合されている。
【0156】
第２のセット８７のスイッチングユニット２１は直列に接続されている。
【0157】
第２のセット８７のスイッチングユニット２１の第１の残りの端部２１ａは、第４のブランチ８５ｂのインダクタ８８の第１の端部に接続され、第２のセット８７のスイッチングユニット２１の第２の残りの端部２１ｂは、第２の接続部７ｂに接続されている。
【0158】
第４のブランチ８５ｂのインダクタ８８の第２の端部は、第２の単方向電流スイッチ２２ｈの第２の接続部２２ｂ及び第２の接続ノード１２に接続されている。
【0159】
第２の単方向電流スイッチ２２ｇの第１の接続部２２ａは、第３の接続ノード１５に動作可能に結合されている。
【0160】
【0161】
図１３の第１のストリング７の第３のブランチ８５ａ及び図１３の第１のストリング７の第４のブランチ８５ｂは、電圧源Ｖｐ２ ９０及びＶｎ２ ９１、インダクタ９２及び９３、並びにダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって表すことができる。
【0162】
電圧源Ｖｐ２及びＶｎ２は、それぞれ、第１のストリング７のスイッチングユニットの第１のセット及び第２のセットを表している。
【0163】
ダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は、それぞれ単方向電流スイッチ２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈを表している。
【0164】
更に、第１のバス９における電圧は、＋Ｖｄｃ２／２として表すことができ、第２のバス１０における電圧は、－Ｖｄｃ２／２として表すことができる。一例として、第１のバス９における＋Ｖｄｃ２／２の電圧及び第２のバス１０における－Ｖｄｃ２／２の電圧は、仮想接地に対する電圧とすることができる。また、第３のバス１６における電圧はＶｍｉｄとして表すことができ、第４のバス２０の交流ＡＣ相における電圧はＶａｃとして表すことができる。一実施形態では、第３のバス１６は接地バスとし、したがって、電圧Ｖｍｉｄをゼロとすることができる。
【0165】
交流ＡＣ相には符号５０が付されている。
【0166】
第１のバス９と第２のバス１０と間のＤＣリンクの電圧Ｖｄｃ２は、交流相電圧Ｖａｃ間のＡＣ相の最大瞬時電圧よりも小さい。
【0167】
図１４に示されているように、第１の動作状態の間、ダイオードＤ３及びＤ６は順方向にバイアスされて導通しており、ダイオードＤ４及びＤ５は逆方向にバイアスされており、導通していない。
【0168】
ダイオードＤ３が導通すると、電圧源Ｖｐ２を通じて、交流相５０と第１のバス９との間に、第１の電流路９４が形成される。同様に、ダイオードＤ６が導通すると、電圧源Ｖｎ２を通じて、第２のバス１０と第３のバス１６との間に、第２の電流路９５が形成される。
【0169】
その結果、第１のストリング７は、正の状態で第１のバス９と第３のバス１６との間に動作可能に結合することができる。更に、第１及び第２の電流路９４、９５が確立されている間、第１のバス９と第３のバス１６との間の電圧は、第１のストリング７の複数のスイッチングユニット（例えば、図１３のスイッチングユニット２１）に対応する完全に制御可能な半導体スイッチのスイッチングに依存する値である。
【0170】
第２のバス１０には直流電流Ｉｄｃが流れ、交流相５０にはＡＣ相電流Ｉａｃが流れる。
【0171】
同様に、図１５は、第２の実施形態のレグ６の第２の動作状態の概略図である。第２の状態では、ダイオードＤ４及びＤ５は順方向バイアスされ導通しており、ダイオードＤ３及びＤ６は逆方向にバイアスされ、導通していない。ダイオードＤ４が導通すると、第２のバス１０と交流相５０との間に第３の電流路９６が形成される。同様に、ダイオードＤ５が導通すると、第３のバス１６と第１のバス９との間に第４の電流路９７が形成される。従って、第１のストリング７は、負の状態で第２のバス１０と第３のバス１６との間に動作可能に結合することができる。
【0172】
第１のバス９には直流電流Ｉｄｃが流れ、第２のバス１０にはＡＣ相電流Ｉａｃが流れる。
【0173】
第２の実施形態のレグ６は、ＡＣ－ＤＣ変換／ＡＣ－ＤＣ整流の用途であって、ＤＣリンク電圧がＡＣ相の最大瞬時電圧よりも小さく、ＤＣリンク電圧が整流器の大部分の用途を占める力率０．８７から１の整流器の用途に適用されるＡＣ－ＤＣ変換／ＡＣ－ＤＣ整流の用途に適している。
【0174】
【0175】
各レグ１００、１０１、１０２は、第１のバス１０３に動作可能に結合された第１の接続部１００ａ、１０１ａ、１０２ａと、第２のバス１０４に動作可能に結合された第２の接続部１００ｂ、１０１ｂ、１０２ｂと、第３のバス１０５に動作可能に結合することができる第３の接続部１００ｃ、１０１ｃ、１０３ｃとを含んでいる。
【0176】
第３のバス１０５は、フローティングポイントを形成してもよいし、接地されてもよいし、高インピーダンス接地バスを形成してもよい。
【0177】
第１のバス１０３及び第２のバス１０４は、ＤＣ端子を形成することができる。
【0178】
第１のバス１０３は正のＤＣバスであるのに対し、第２のバス１０４は負のＤＣバスである。
【0179】
各レグ１００、１０１、１０２は、第４のバス１０６、１０７、１０８に接続された第４の接続部１００ｄ、１０１ｄ、１０２ｄを更に含んでいる。
【0180】
第４のバス１０６、１０７、１０８の各バスは、３相ＡＣシステムの異なる交流（ＡＣ）相とすることができる。
【0181】
三相ＡＣシステムは、電力変換器６０に電力を供給するグリッドとすることができる。
【0182】
負荷又は供給源１０９は、ＤＣ端子に、又は第１のバス１０３と第２のバス１０４との間に動作可能に結合することができる。
【0183】
負荷又は供給源１０９は、電気モータ駆動部、電力変換器、エネルギー貯蔵部、又は電気負荷を含むことができる。
【0184】
更に、電力整流器は、コントローラ（図５のコントローラ５など）に動作可能に結合することができる。
【0185】
コントローラは、第１のストリングの複数のスイッチングユニットのスイッチングを制御することができる。一実施例では、レグ１００、１０１、１０２の第１のストリングにおけるスイッチングユニットのスイッチングは、変調技術に基づいたものとすることができる。変調技術としては、パルス幅変調技術、空間ベクトル変調などがある。更に、コントローラは、第２のバス１０４に対する第１のバス１０３の直流電圧の生成を支援するように構成することができる。また、コントローラは、ライン周期の間、レグ１００、１０１、１０２の第１のストリングに蓄積されたエネルギーのバランスをとり、調整するように構成することができる。
【0186】
本明細書で使用される用語であるライン周期は、ＡＣ電圧周期とすることができる。一実施形態では、コントローラは、遠隔地に配置することができる。
【0187】
図１７は、１ライン周期における３つのＡＣ相１００、１０１、１０２の異なる動作状態に対応する電圧波形を示す図である。
【0188】
三相１０６、１０７、１０８に対応する電圧波形は、ＡＣ相１０６に対応する第１の電圧波形１１０、ＡＣ相１０７に対応する第２の電圧波形１１１、及びＡＣ相１０８に対応する第３の電圧波形１１２を含んでいる。
【0189】
現在考えられている構成では、ライン周期は６つの区間１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８に分割される。
【0190】
また、６つの区間１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８は、所望の出力を生成するための対応するスイッチングパターンを有することができる。ライン周期の、各区間に対応する部分において、当該区間は、１つ又は２つのレグが正の状態であり、他のレグが負の状態である。
【0191】
更に、３つのＡＣ相１０６、１０７、１０８のライン周期は、６つの移行部分１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４を含むことができる。本明細書で使用される移行部分という用語は、レグ１００、１０１、１０２のうちの少なくとも１つのレグがある状態から別の状態に移行する間の部分を表すために使用される。
【0192】
非限定的な一例では、移行部分１２０において、ＡＣ相１０６に関連するレグ１００の状態が正の状態から負の状態に変化する（第１の電圧波形１１０）。
【0193】
区間１１３では、ＡＣ相１０６に関連するレグ１００（第１の電圧波形１１０）とＡＣ相１０７に関連するレグ１０１（第２の電圧波形１１１）が正の状態であり、ＡＣ相１０８に関連するレグ１０２（第３の電圧波形１１２）が負の状態である。
【0194】
また、ＡＣ相１０６に関連するレグ１００及びＡＣ相１０７に関連するレグ１０１は、第２のバス１０４と第３のバス１０５との間で互いに並列に動作可能に結合することができ、ＡＣ相１０６及びＡＣ相１０７は、第１のバス１０３に動作可能に結合することができる。
【0195】
特に、ＡＣ相１０６に関連する第４のブランチ及びＡＣ相１０７に関連する第４のブランチは、ダイオードＤ６が順方向にバイアスされて導通し始めることにより、第２のバス１０４と第３のバス１０５との間で互いに並列に動作可能に結合することができ、ＡＣ相１０６及びＡＣ相１０７は、レグ１００、１０１のダイオードＤ３が順方向にバイアスされて導通し始めることにより、第１のバス１０３に動作可能に結合することができる。
【0196】
更に、ＡＣ位相１０８に関連するレグ１０２は、第３のバス１０５と第１のバス１０３との間に動作可能に結合することができる。
【0197】
特に、ＡＣ相１０８に関連する第３のブランチは、ダイオードＤ５が順方向にバイアスされて導通を開始することによって、第１のバス１０３と第３のバス１０５との間に動作可能に結合され、ＡＣ相１０８は、レグ１０２のダイオードＤ４が順方向にバイアスされて導通を開始することによって、第２のバス１０４に動作可能に結合することができる。
【0198】
図１７を引き続き参照すると、区間１１３の後に移行部分１２０が続く。移行部分１２０では、ＡＣ相１０７に関連するレグ１０１は正の状態を継続し、ＡＣ相１０８に関連するレグ１０２は負の状態を継続する。
【0199】
しかし、ＡＣ相１０６に関連するレグ１００は、正の状態から負の状態に移行する。
【0200】
ＡＣ相１０６に関連する第１のストリング及び第２のストリングのダイオードＤ５及びＤ４は、順方向にバイアスされて導通を開始することができ、ＡＣ相１０６に関連する第１のストリング及び第２のストリングのダイオードＤ３及びＤ６は逆方向にバイアスされて導通を停止することができる。
【0201】
同様に、区間１１４では、レグ１０１は正の状態であり、レグ１００及び１０２は負の状態である。
【0202】
区間１１５では、レグ１０１及び１０２は正の状態であり、レグ１００は負の状態である。
【0203】
区間１１６では、レグ１０２は正の状態にあり、レグ１００及び１０１は負の状態である。
【0204】
区間１１７では、レグ１００及び１０２は正の状態であり、レグ１０１は負の状態である。
【0205】
区間１１８では、レグ１００は正の状態であり、レグ１０１、１０２は負の状態である。
【0206】
コントローラ５は、ライン周期の間、第１のストリング７に蓄えられたエネルギーを調整する。
【0207】
図２に示された第１の実施形態のレグ６と図１３に示された第２の実施形態のレグ６は、交流ＡＣ相に供給される広範囲のＡＣ電圧（非限定的な例として、０～１３．８ｋＶの間）及びＤＣリンクの広範囲のＤＣ電圧（非限定的な例として、０～２４ｋＶの間）に対して、交流ＡＣ相電圧がＤＣリンクのＤＣ電圧より大きいか小さい場合に、モジュール式マルチレベル電力変換器ソリューションのセットを提供する。
【0208】
本明細書では、例示的な実施形態は特定の用途について記載されているが、本開示はこれに限定されないことを理解すべきである。本明細書で提供された教示を利用できる当業者は、当該技術分野及び本開示が重要な有用性を有する追加の分野の範囲内で、追加の用途、変更、及び実施形態を認識する。
【0209】
本明細書の記載は、当業者が本開示を理解する又は使用することができるように提供されている。本開示の様々な修正形態は当業者には明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形例に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に記載された実施例及び設計に限定されるものではなく、本明細書に開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきである。
【符号の説明】
【0210】
１ システム
２ 電源
３ 電力変換器
４ 負荷
５ コントローラ
６ レグ
７ 第１のストリング
７ａ 第１の接続部
７ｂ 第２の接続部
７ｃ 第３の接続部
８ 第２のストリング
８ａ 第４の接続部
９ 第１のバス
１０ 第２のバス
１１ 第１の接続ノード
１２ 第２の接続ノード
１３ 第１のブランチ
１４ 第２のブランチ
１５ 第３の接続ノード
１６ 第３のバス
１７ 第１の部分
１８ 第２の部分
１９ 第４の接続ノード
２０ 第４のバス
２１ スイッチングユニット
２１ａ 第１の端部
２１ｂ 第２の端部
２２ 単方向電流スイッチ
２２ａ 第１の接続部
２２ｂ 第２の接続部
２２ｃ 第１の単方向電流スイッチ
２２ｄ 第２の単方向電流スイッチ
２２ｅ 第１の単方向電流スイッチ
２２ｆ 第２の単方向電流スイッチ
２２ｇ 第１の単方向電流スイッチ
２２ｈ 第２の単方向電流スイッチ
２３ 第１のセット
２４ 第２のセット
２５ ダイオード
２７ 第１の制御可能スイッチ
２７ａ 第１の端部
２７ｂ 第２の端部
２７ｃ コマンド入力部
２８ 第２の制御可能スイッチ
２８ａ 第１の端部
２８ｂ 第２の端部
２９ 第１の制御可能スイッチ
２９ａ 第１の端部
２９ｂ 第２の端部
２９ｃ コマンド入力部
３０ 第２の制御可能スイッチ
３０ａ 第１の端部
３０ｂ 第２の端部
３１ 第３の制御可能スイッチ
３１ａ 第１の端部
３１ｂ 第２の端部
３２ 第４の制御可能スイッチ
３２ａ 第１の端部
３２ｂ 第２の端部
３３ エネルギー貯蔵デバイス
３３ 第１の制御可能スイッチ
３３ａ 第１の端部
３３ｂ 第２の端部
３３ｃ コマンド入力部
３４ 第２の制御可能スイッチ
３４ａ 第１の端部
３４ｂ 第２の端部
３５ 第１のダイオード
３６ 第２のダイオード
３８ トランジスタ
３９ パワーダイオード
４０ パワーダイオード
４１ トランジスタ
４４ インダクタ
４６ 第１の電流路
４７ 第２の電流路
４８ 第３の電流路
４９ 第４の電流路
５０ 交流相
６０ 三相電力変換器
６０ 電力変換器
６１ レグ
６１ａ 第１の接続部
６１ｂ 第２の接続部
６１ｃ 第３の接続部
６１ｄ 第４の接続部
６２ レグ
６３ レグ
６４ 第１のバス
６５ 第２のバス
６６ 第４のバス
６９ 電源
７０ 第１の電圧波形
７１ 第２の電圧波形
７２ 第３の電圧波形
７３ 区間
７４ 区間
７５ 区間
７６ 区間
７７ 区間
７８ 区間
７９ 移行部分
８０ 移行部分
８５ａ 第３のブランチ
８５ｂ 第４のブランチ
８６ 第１のセット
８７ 第２のセット
８８ インダクタ
９２ インダクタ
９４ 第１の電流路
９５ 第２の電流路
９６ 第３の電流路
９７ 第４の電流路
１００ レグ
１００ａ 第１の接続部
１００ｂ 第２の接続部
１００ｃ 第３の接続部
１００ｄ 第４の接続部
１０１ レグ
１０２ レグ
１０３ 第１のバス
１０４ 第２のバス
１０５ 第３のバス
１０６ 第４のバス
１０６ 三相
１０８ ＡＣ位相
１０９ 供給源
１１０ 第１の電圧波形
１１１ 第２の電圧波形
１１２ 第３の電圧波形
１１３ 区間
１１４ 区間
１１５ 区間
１１６ 区間
１１７ 区間
１１８ 区間
１１９ 移行部分
１２０ 移行部分
２５０ インダクタ
２９０ エネルギー貯蔵デバイス
２９０ａ 第１の端部
２９０ｂ 第２の端部
３００ 逆並列ダイオード
３０１ シリコン制御整流器（ＳＣＲ）
３０２ シリコン制御整流器（ＳＣＲ）
３３０ エネルギー貯蔵デバイス
３３０ａ 第１の端部
３３０ｂ 第２の端部
３７０ エネルギー貯蔵デバイス
３７０ａ 第１の端部
３７０ｂ 第２の端部
１０００ 第３のバス
２ 電源
３ 電力変換器
４ 負荷
５ コントローラ
６ レグ
７ 第１のストリング
７ａ 第１の接続部
７ｂ 第２の接続部
７ｃ 第３の接続部
８ 第２のストリング
８ａ 第４の接続部
９ 第１のバス
１０ 第２のバス
１１ 第１の接続ノード
１２ 第２の接続ノード
１３ 第１のブランチ
１４ 第２のブランチ
１５ 第３の接続ノード
１６ 第３のバス
１７ 第１の部分
１８ 第２の部分
１９ 第４の接続ノード
２０ 第４のバス
２１ スイッチングユニット
２１ａ 第１の端部
２１ｂ 第２の端部
２２ 単方向電流スイッチ
２２ａ 第１の接続部
２２ｂ 第２の接続部
２２ｃ 第１の単方向電流スイッチ
２２ｄ 第２の単方向電流スイッチ
２２ｅ 第１の単方向電流スイッチ
２２ｆ 第２の単方向電流スイッチ
２２ｇ 第１の単方向電流スイッチ
２２ｈ 第２の単方向電流スイッチ
２３ 第１のセット
２４ 第２のセット
２５ ダイオード
２７ 第１の制御可能スイッチ
２７ａ 第１の端部
２７ｂ 第２の端部
２７ｃ コマンド入力部
２８ 第２の制御可能スイッチ
２８ａ 第１の端部
２８ｂ 第２の端部
２９ 第１の制御可能スイッチ
２９ａ 第１の端部
２９ｂ 第２の端部
２９ｃ コマンド入力部
３０ 第２の制御可能スイッチ
３０ａ 第１の端部
３０ｂ 第２の端部
３１ 第３の制御可能スイッチ
３１ａ 第１の端部
３１ｂ 第２の端部
３２ 第４の制御可能スイッチ
３２ａ 第１の端部
３２ｂ 第２の端部
３３ エネルギー貯蔵デバイス
３３ 第１の制御可能スイッチ
３３ａ 第１の端部
３３ｂ 第２の端部
３３ｃ コマンド入力部
３４ 第２の制御可能スイッチ
３４ａ 第１の端部
３４ｂ 第２の端部
３５ 第１のダイオード
３６ 第２のダイオード
３８ トランジスタ
３９ パワーダイオード
４０ パワーダイオード
４１ トランジスタ
４４ インダクタ
４６ 第１の電流路
４７ 第２の電流路
４８ 第３の電流路
４９ 第４の電流路
５０ 交流相
６０ 三相電力変換器
６０ 電力変換器
６１ レグ
６１ａ 第１の接続部
６１ｂ 第２の接続部
６１ｃ 第３の接続部
６１ｄ 第４の接続部
６２ レグ
６３ レグ
６４ 第１のバス
６５ 第２のバス
６６ 第４のバス
６９ 電源
７０ 第１の電圧波形
７１ 第２の電圧波形
７２ 第３の電圧波形
７３ 区間
７４ 区間
７５ 区間
７６ 区間
７７ 区間
７８ 区間
７９ 移行部分
８０ 移行部分
８５ａ 第３のブランチ
８５ｂ 第４のブランチ
８６ 第１のセット
８７ 第２のセット
８８ インダクタ
９２ インダクタ
９４ 第１の電流路
９５ 第２の電流路
９６ 第３の電流路
９７ 第４の電流路
１００ レグ
１００ａ 第１の接続部
１００ｂ 第２の接続部
１００ｃ 第３の接続部
１００ｄ 第４の接続部
１０１ レグ
１０２ レグ
１０３ 第１のバス
１０４ 第２のバス
１０５ 第３のバス
１０６ 第４のバス
１０６ 三相
１０８ ＡＣ位相
１０９ 供給源
１１０ 第１の電圧波形
１１１ 第２の電圧波形
１１２ 第３の電圧波形
１１３ 区間
１１４ 区間
１１５ 区間
１１６ 区間
１１７ 区間
１１８ 区間
１１９ 移行部分
１２０ 移行部分
２５０ インダクタ
２９０ エネルギー貯蔵デバイス
２９０ａ 第１の端部
２９０ｂ 第２の端部
３００ 逆並列ダイオード
３０１ シリコン制御整流器（ＳＣＲ）
３０２ シリコン制御整流器（ＳＣＲ）
３３０ エネルギー貯蔵デバイス
３３０ａ 第１の端部
３３０ｂ 第２の端部
３７０ エネルギー貯蔵デバイス
３７０ａ 第１の端部
３７０ｂ 第２の端部
１０００ 第３のバス
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【外国語明細書】