節(jié)點(diǎn)E，因?yàn)槠洮F(xiàn)在對(duì)應(yīng)于輸入。其用 于連接至交變電流源（未示出）。同樣，圖4A中跨越要連接的電壓源VDC的端子的輸入端 子E+、E-現(xiàn)在在圖4B中稱為S+和S-，它們對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換器的輸出，并且用于對(duì)直流電壓源 (未示出）供電。在整流器操作中，電流IE從節(jié)點(diǎn)E流至輸出端子S+和S-，而在逆變器操 作中，電流IE+和IE-從端子E+、E-流至節(jié)點(diǎn)S。在整流器操作中，出現(xiàn)在端子S+和S-的 電流IS+和IS-是輸出電流，并且在逆變器操作中，稱為Is的輸出電流出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)S。
[0099] 圖4A的轉(zhuǎn)換器使得可以在輸出獲得7個(gè)不同電壓電平0、VDC/6、2VDC/6、3VDC/6、 4VDC/6、5VDC/6、VDC、以及36個(gè)狀態(tài)，作為基本開關(guān)單元Grl至Gr6的電平的函數(shù)，也就是 說(shuō)它們的基本開關(guān)的啟用或禁用狀態(tài)的函數(shù)。
[0100] 在以下表中已經(jīng)將36個(gè)不同且允許的狀態(tài)、以及在第二級(jí)Et2的輸出的對(duì)應(yīng)電壓 電平V分組在一起。在節(jié)點(diǎn)S與端子E-之間獲得電壓V。
[0101] 輸出電壓的諧波含量顯著減小。
[0102]
[0I uo」
[0104] 通過(guò)分析此表，應(yīng)理解，基本開關(guān)的幾個(gè)狀態(tài)并且因此幾個(gè)配置導(dǎo)致同一個(gè)電壓 V。然而，這些冗余狀態(tài)可以產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)換器的儲(chǔ)能器件的不同影響。因此，在狀態(tài)2中，電流 的目標(biāo)在于對(duì)浮動(dòng)電容器類型電池Ce10的電容器Cf進(jìn)行放電，而在狀態(tài)3中，電流在相反 方向上流動(dòng)，由此導(dǎo)致對(duì)電容器Cf充電。
[0105] 幾個(gè)類型的控制可以用于啟用或禁用基本開關(guān)，并因此確保轉(zhuǎn)換?？梢允褂脗鹘y(tǒng) 的基于脈寬調(diào)制PWM的控制。當(dāng)然，以相同方式控制第一級(jí)的同一個(gè)基本級(jí)的兩個(gè)NPC類 型電池的相似基本開關(guān)。
[0106] 參考圖5A至圖ro，它們示出了用于定義作為本發(fā)明的主題的轉(zhuǎn)換器的NPC類型 和浮動(dòng)電容器類型的兩個(gè)電池各自的基本開關(guān)的開關(guān)定時(shí)的三角載波。更具體地，圖5A和 圖5B分別涉及諸如電池CelO的浮動(dòng)電容器類型電池的兩個(gè)基本開關(guān)單元的基本開關(guān)的控 制。三角載波具有位于+1與-1之間的振幅。它們被相移了一半開關(guān)周期。例如，圖5A的 三角載波與第一基本開關(guān)單元Grl關(guān)聯(lián)，并且圖5B的三角載波與第二基本開關(guān)單元Gr2關(guān) 聯(lián)。
[0107] 圖5C和圖?分別涉及對(duì)例如NPC類型電池（諸如NPC類型電池Cell、Cel2)的 兩個(gè)基本開關(guān)單元的控制。三角載波具有對(duì)于第一基本開關(guān)單元Gr3而位于0與+1之間 (圖5C)、并且對(duì)于第二基本開關(guān)單元Gr4而位于-1與0之間（圖的振幅。它們是同 相的。通過(guò)三角載波與對(duì)應(yīng)于在轉(zhuǎn)換器的輸出的期望信號(hào)的命令信號(hào)之間的比較而獲得基 本開關(guān)的開關(guān)時(shí)刻。作為規(guī)則，例如可以定義：只要命令信號(hào)嚴(yán)格大于三角載波，基本開關(guān) 的開關(guān)時(shí)刻就產(chǎn)生。作為規(guī)則，當(dāng)然可以確定：只要命令信號(hào)大于或等于三角載波，基本開 關(guān)的開關(guān)時(shí)刻就產(chǎn)生。
[0108] 在圖5E中圖示了命令信號(hào)。
[0109] 當(dāng)轉(zhuǎn)換器對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)供電時(shí)，當(dāng)然可以設(shè)想其它類型的控制（諸如矢量控制或?qū)υ?對(duì)（pair)的直接控制）。
[0110] 在參考圖6至圖9的同時(shí)提出原本控制模式。在命令信號(hào)Vref的周期期間，第一 級(jí)的基本級(jí)的NPC類型電池的基本開關(guān)的啟用狀態(tài)的設(shè)置數(shù)目限制為一個(gè)。獲得對(duì)所述基 本級(jí)的輸出電壓的粗略調(diào)節(jié)。
[0111] 為了控制轉(zhuǎn)換器的第二級(jí)的基本開關(guān)，通過(guò)使用比用于控制第一級(jí)的開關(guān)的開關(guān) 頻率大的開關(guān)頻率，獲得對(duì)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的精細(xì)得多的調(diào)節(jié)，同時(shí)符合每個(gè)基本開關(guān) 的工作約束。可回想到，基本開關(guān)的開關(guān)頻率與它們的技術(shù)相關(guān)，并且與它們的額定值相 關(guān)。在此申請(qǐng)中，其例如可以位于500Hz與10000Hz之間。圖4A中圖示的轉(zhuǎn)換器的輸出處 的信號(hào)的頻率可以在〇與150Hz之間變化。
[0112] 圖6. 00圖示了也稱為命令電壓Vref的命令信號(hào)的輪廓，所述命令信號(hào)將具體用 于確定NPC和浮動(dòng)電容器類型的電池的所有基本開關(guān)的開關(guān)時(shí)刻。其將用在一些比較中， 如隨后將看到的。命令信號(hào)與圖9.1中圖示的跨越連接在臂B的輸出的負(fù)載10的端子的 電壓Vs同相，另一方面，圖9. 2的輸出電流Is滯后于命令電壓。在所述不例中，命令信號(hào) 具有在-0. 8與+0. 8之間的振幅。更一般地，命令電壓Vref可以在-1與+1之間變化。此 命令電壓Vref?的振幅用于調(diào)節(jié)輸出電壓Vs的振幅。
[0113] 圖6. 01是對(duì)命令電壓Vref使用的載波Car3的時(shí)序圖，用于確定轉(zhuǎn)換器的第一基 本級(jí)E11的NPC類型電池Cell的基本開關(guān)T4u和T3u的開關(guān)時(shí)刻。這是與命令電壓Vref 同相且振幅是Vref/3的門信號(hào)。
[0114] 圖6. 1是用于轉(zhuǎn)換器的第一基本級(jí)E11的NPC類型電池Cell的基本開關(guān)T3u的 控制信號(hào)的時(shí)序圖。這是周期等于命令信號(hào)Vref的周期的門信號(hào)。只要參考電壓Vref的 振幅小于載波Car3的負(fù)梯級(jí)（rung)，就在此周期期間僅禁用基本開關(guān)T3u-次。
[0115] 圖6. 2是用于轉(zhuǎn)換器的第一基本級(jí)E11的NPC類型電池Cell的基本開關(guān)T4u的 控制信號(hào)的時(shí)序圖。這是周期等于命令信號(hào)Vref的周期的門信號(hào)。只要命令電壓Vref大 于載波Car3的正梯級(jí)，就在此周期期間僅啟用基本開關(guān)T4u-次。
[0116] 基本開關(guān)T3u和T4u是直接連接的在中間和末端位置的基本開關(guān)，并且它們可以 具有如上表所示的相同狀態(tài)。這在周期期間成立（hold)兩次。
[0117] 圖6. 3圖示了從節(jié)點(diǎn)N8流至基本開關(guān)T4u的電流IN8的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N8對(duì)于電 感器Lauxll以及對(duì)于基本開關(guān)T4u是公共的。
[0118] 圖6. 4圖示了從節(jié)點(diǎn)N9流至二極管D7和D8的電流IN9的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N9對(duì)于 電容器C7、C8以及對(duì)于二極管D7和D8是公共的。
[0119] 圖6.5圖示了從節(jié)點(diǎn)N10流至基本開關(guān)T3'u和T4I的電流IN10的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn) N10對(duì)于電容器C8、C9以及對(duì)于基本開關(guān)T3'u和T4I是公共的。
[0120] 圖6. 6圖示了從節(jié)點(diǎn)Nil流至二極管D9和D10的電流IN11的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)Nil 對(duì)于電容器C9、C10以及對(duì)于二極管D9和D10是公共的。
[0121] 圖6.7了圖示從節(jié)點(diǎn)N12流至基本開關(guān)T3'I的電流IN12的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N12對(duì) 于電感器Laux21以及對(duì)于基本開關(guān)T3'I是公共的。
[0122] 圖6. 8圖示了圖4A中圖示的轉(zhuǎn)換器臂的輸出電流Is的時(shí)序圖。圖6. 3至圖6. 7 的時(shí)序圖表不圖6. 8中圖不的電流Is的部分。
[0123] 圖6.02是對(duì)圖6.00的命令電壓Vref使用的載波Car4的時(shí)序圖，用于確定轉(zhuǎn)換 器的第二基本級(jí)E12的NPC類型電池Ce21的基本開關(guān)T6u和T5u的開關(guān)時(shí)刻。這是與命 令電壓Vref同相且振幅是2Vref/3的門信號(hào)。已經(jīng)通過(guò)粗體將命令電壓Vref疊加在此時(shí) 序圖上。
[0124] 圖7. 1是用于轉(zhuǎn)換器的第二基本級(jí)E12的NPC類型電池Ce21的基本開關(guān)T5u的 控制信號(hào)的時(shí)序圖。這是周期等于命令信號(hào)Vref的周期的門信號(hào)。只要命令電壓Vref的 振幅小于載波Car4的負(fù)梯級(jí)，就在此周期期間僅禁用基本開關(guān)T5u-次。
[0125] 圖7. 2是用于轉(zhuǎn)換器的第二基本級(jí)E12的NPC類型電池Ce21的基本開關(guān)T6u的 控制信號(hào)的時(shí)序圖。這是周期等于命令信號(hào)Vref的周期的門信號(hào)。只要命令電壓Vref的 振幅大于載波Car4的正梯級(jí)，就在此周期期間僅啟用基本開關(guān)T6u-次。
[0126] 基本開關(guān)T6u和T5u是直接連接的在中間和末端位置的基本開關(guān)，并且它們可以 具有如上表所示的相同狀態(tài)。這在周期期間成立兩次。
[0127] 圖7. 3圖示了從必須連接至電壓源VDC的端子E+流至基本開關(guān)T6u的電流IE+ 的時(shí)序圖。
[0128] 圖7. 4圖示了從節(jié)點(diǎn)N1流至二極管D1和D2的電流IN1的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N1對(duì)于 電容器Cl、C2以及對(duì)于二極管D1和D2是公共的。
[0129] 圖7. 5圖示了從節(jié)點(diǎn)N2流至基本開關(guān)T5'u的電流IN2的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N2對(duì)于 電容器C2、C3以及對(duì)于基本開關(guān)T5'u是公共的。
[0130] 圖7. 6圖示了從節(jié)點(diǎn)N4流至基本開關(guān)T6I的電流IN4的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N4對(duì)于電 容器C4、C5以及對(duì)于基本開關(guān)T6I是公共的。
[0131] 圖7. 7圖示了從節(jié)點(diǎn)N5流至二極管D5和D6的電流IN5的時(shí)序圖。節(jié)點(diǎn)N5對(duì)于 電容器C5、C6以及對(duì)于二極管D5和D6是公共的。
[0132] 圖7.8圖示了從必須連接至電壓源VDC的端子E-流至基本開關(guān)T5'I的電流 IE-的時(shí)序圖。
[0133] 圖7. 9圖示了圖4A中圖示的轉(zhuǎn)換器臂的輸出電流Is的時(shí)序圖。
[0134] 圖6. 03是對(duì)命令電壓Vref使用的載波Carl的時(shí)序圖，用于確定轉(zhuǎn)換器的第二級(jí) E2的浮動(dòng)電容器類型電池CelO的基本開關(guān)T1的開關(guān)時(shí)刻。它是振幅位于+1與-1之間的 三角波信號(hào)。將命令電壓Vref?疊加在載波Carl上。
[0135] 圖6. 04是對(duì)命令電壓Vref使用的載波Car2的時(shí)序圖，用于確定轉(zhuǎn)換器的第二 級(jí)E2的浮動(dòng)電容器類型電池CelO的基本開關(guān)T2的開關(guān)時(shí)