逆变器高频并联时的均流电路及均流系统的制作方法

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种逆变器高频并联时的均流电路及均流系统。

背景技术：

随着能源的枯竭以及环境污染越来越严重，新能源汽车的应用越来越普及，例如电动汽车。但是，电动汽车的充电问题成为急需解决的问题，目前有线充电桩的发展非常快，但是充电面临的一个问题是小功率充电的时间比较长，如果电动汽车充电能够像燃油汽车加油那么快必须要提高充电功率。所以有线充电已经向350kw、500kw的方向发展。

但是，有线充电面临的问题是有线充电需要操作人员手动插拔充电枪，在雷雨天操作有被电击的危险。

另外，电动汽车的电池电压范围确定后，充电功率越大则充电枪的充电线缆就越粗越笨重，甚至导致人工拿不动充电线缆，而需要机械装置来辅助操作。另外经常插拔线缆很容易损坏，造成维护成本高。

为了解决有线充电存在的以上问题，无线充电技术应运而生。

无线充电的供电电源和负载之间没有电气连接，不需要充电枪。而且充电自动进行，充电过程安全、方便。

但是，无线充电和有线充电面临相同的问题，就是无线充电同样需要向快充的方向发展。在无线充电系统向高功率方向发展的过程中，有单机结构和多机并联结构。

当采用多个模块并联的模式进行供电时，高频模块间的并联可能由于每个并联模块的参数差异、驱动延时等原因造成每个并联模块的输出电流不均，有的模块输出电流大，有的输出电流小，由此导致逆变器间的发热不一致，严重时甚至导致炸机。

传统技术是通过预留更大的设计裕度，使发热最严重的模块也能满足温升的要求，但是太大的冗余设计会导致系统的功率密度降低，可靠性降低。

技术实现要素：

本申请提供一种逆变器高频并联时的均流电路及均流系统，能够保证输出端并联的逆变器之间实现均流。

第一方面，提供一种逆变器高频并联时的均流电路，应用于至少以下两个逆变器：第一逆变器和第二逆变器；所述第一逆变器的输出端和第二逆变器的输出端并联在公共并联点；

所述均流电路包括：第一电感组件、第二电感组件和电容组件；

所述第一电感组件连接在所述第一逆变器的输出端和所述公共并联点之间，所述第二电感组件连接在所述第二逆变器的输出端和所述公共并联点之间；

所述电容组件连接在所述公共并联点和该均流电路连接的后级设备之间；

所述第一电感组件和第二电感组件并联后形成等效电感；

所述电容组件与所述等效电感形成串联谐振。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述公共并联点包括正公共并联点和负公共并联点；

所述第一电感组件包括：第一电感和第二电感；所述第一电感连接在所述第一逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；所述第二电感连接在所述第一逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述第二电感组件包括：第三电感和第四电感；所述第三电感连接在所述第二逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；所述第四电感连接在所述第二逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述电容组件包括：第一电容和第二电容；所述第一电容连接在所述正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；所述第二电容连接在所述负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述公共并联点包括正公共并联点和负公共并联点；

所述第一电感组件包括：第一电感；所述第一电感连接在所述第一逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；

所述第二电感组件包括：第三电感；所述第三电感连接在所述第二逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；

所述电容组件包括：第一电容；所述第一电容连接在所述正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；或，所述电容组件包括：第二电容；所述第二电容连接在所述负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所述公共并联点包括正公共并联点和负公共并联点；

所述第一电感组件包括：第二电感；所述第二电感连接在所述第一逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述第二电感组件包括：第四电感；所述第四电感连接在所述第二逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述电容组件包括：第二电容；所述第二电容连接在所述负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；或，所述电容组件包括：第一电容；所述第一电容连接在所述正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所述公共并联点包括正公共并联点和负公共并联点；

所述第一电感组件包括：第一电感；所述第一电感连接在所述第一逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；

所述第二电感组件包括：第三电感；所述第三电感连接在所述第二逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；

所述电容组件包括：第一电容和第二电容；所述第一电容连接在所述正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；所述第二电容连接在所述负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；

或，

所述第一电感组件包括：第二电感；所述第二电感连接在所述第一逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述第二电感组件包括：第四电感；所述第四电感连接在所述第二逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述电容组件包括：第一电容和第二电容；所述第一电容连接在所述正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；所述第二电容连接在所述负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，所述公共并联点包括正公共并联点和负公共并联点；

所述第一电感组件包括：第一电感和第二电感；所述第一电感连接在所述第一逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；所述第二电感连接在所述第一逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述第二电感组件包括：第三电感和第四电感；所述第三电感连接在所述第二逆变器的正输出端和所述正公共并联点之间；所述第四电感连接在所述第二逆变器的负输出端和所述负公共并联点之间；

所述电容组件包括：第一电容；所述第一电容连接在所述正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间；或，所述电容组件包括：第二电容；所述第二电容连接在所述负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，所述第一逆变器的输入端连接第一直流源；所述第二逆变器的输入端连接第二直流源；

或，

所述第一逆变器的输入端和第二逆变器的输入端连接同一个直流源。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述第一逆变器和第二逆变器的电平数为n，所述n为大于或等于2的整数。

第二方面，提供一种逆变器高频并联时的均流系统，包括所述的逆变器高频并联时的均流电路，还包括：发射电路和至少以下两个逆变器：第一逆变器和第二逆变器；

所述逆变器，用于将直流源提供的直流电逆变为交流电；

所述发射电路，用于将所述交流电发射出去给负载充电。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述发射电路包括：发射补偿网络和发射线圈；

所述均流电路中的电容组件与所述发射补偿网络集成在一起。

结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述发射电路以电感耦合的方式将交流电发射出去或者以变压器的形式将交流电发射出去。

结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所述第一逆变器和第二逆变器的结构相同。

第三方面，提供一种均流电路，该均流电路包括：第一电感组件、第二电感组件和电容组件；

所述第一电感组件连接在第一待均流设备的输出端和公共并联点之间，所述第二电感组件连接在第二待均流设备的输出端和公共并联点之间；

所述电容组件连接在所述公共并联点和该均流电路连接的后级设备之间；

所述第一电感组件和第二电感组件并联后形成等效电感；

所述电容组件与所述等效电感形成串联谐振。

所述第一逆变器和第二逆变器的桥臂中点输出电压为方波，所述方波的频率与逆变器的开关频率相同。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

在每个逆变器的输出端串联均流电路，该均流电路包括电感组件和电容组件，其中电感和电容构成串联谐振，并且串联谐振的频率与逆变器的开关频率相同。该均流电路通过在逆变器输出端串联电感组件，抑制各个逆变器间产生环流现象，提高了均流度。并且通过在公共并联点后串联电容组件，使得该均流电路在运行的过程中，电感组件的等效电感与该电容组件发生串联谐振，进而抵消电感组件上产生的压降，消除电感组件产生压降的问题。该均流电路解决了多个逆变器并联时存在不均流的问题。进而可以保证各个逆变器热量分布均匀，降低维护成本，提高了功率密度以及整体工作效率。

附图说明

图1为现有技术中一种应用于感应加热领域的lcl拓扑结构图；

图2为本申请实施例一提供的一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图3为本申请实施例二提供的一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图4a为本申请实施例二提供的当逆变器为全桥结构时，一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图4b本申请实施例二提供的另一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图4c本申请实施例二提供的又一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图5为本申请实施例三提供的一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图6a为本申请实施例三提供的当逆变器为全桥结构时，一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图6b为本申请实施例三提供的另一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图6c为本申请实施例三提供的又一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图7为本申请实施例四提供的一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图8a为本申请实施例提供的当逆变器为全桥结构时，再一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图8b为本申请实施例四提供的另一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图8c为本申请实施例四提供的又一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图9为本申请实施例提供的逆变器连接同一直流电源时的，一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图10为本申请实施例提供的应用于多个逆变器的，一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图；

图11为未经本申请实施例提供的逆变器高频并联时的均流电路处理，得到的逆变器输出电压波形和输出电流波形；

图12为经本申请实施例提供的逆变器高频并联时的均流电路处理后，得到的逆变器输出电压波形和输出电流波形；

图13为未经本申请实施例提供的逆变器高频并联时的均流电路处理，得到的另一逆变器输出电压波形和输出电流波形；

图14为经本申请实施例提供的逆变器高频并联时的均流电路处理后，得到的另一逆变器输出电压波形和输出电流波形；

图15为本申请实施例五提供的一种逆变器高频并联时的均流系统结构图；

图16为本申请实施例六提供的一种逆变器高频并联时的均流系统结构图；

图17为发射补偿网络中可以与均流电容集成在一起的电子元件连接结构图；

图18为本申请实施例六提供的又一种逆变器高频并联时的均流系统结构图。

具体实施方式

本申请实施例提供的逆变器高频并联时均流电路及无线充电系统，用于保证输出端并联的逆变器之间实现均流。

随着电动汽车的普及，电动汽车的充电问题也越来越受到关注。目前主要靠有线充电桩来实现对电动汽车进行充电，然而，有线充电桩的充电功率较小，利用其对电动汽车进行充电往往需要较长的时间。若要实现对电动汽车进行快速充电，则需要提高有线充电桩的充电功率。而提高有线充电桩的充电功率，则会出现背景技术中所介绍的人工无法拿动充电线缆、对充电线缆的维护成本提高等问题。

为了解决上述有线充电存在的问题，电动汽车的无线充电技术应运而生。利用无线充电技术实现对电动汽车的快速充电，同样也需要提高充电功率。具体的，需要通过将多个高频逆变模块的输出端并联在一起，来提供更大的输出功率作为充电功率，为电动汽车充电。

而采用多个高频逆变模块的输出端并联的模式时，由于各个高频并联模块可能在参数、驱动延时等方面存在差异，会导致每个高频并联模块输出的电流不均，即有的模块输出的电流大，有的模块输出的电流小，进而导致每个高频并联模块的发热不同，严重时甚至可能发生炸机现象。

目前，已有一种多个逆变器输出端并联进行均流的方案，为一种液冷多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，该电路中，三相交流电源通过整流电路整流出直流电压，然后再通过逆变器把直流电压逆变为高频交流电，三个逆变器的每一路输出通过均流电抗器及真空接触器并联在一起，并联端与电磁感应线圈连接，其中，均流电抗器通过抑制电流快速变化，实现三个逆变模块输出的电流均流。

但是，发明人研究发现，上述逆变主电路存在以下不足：

该逆变主电路采用均流电抗器抑制电流的快速变化，以实现三个逆变模块输出电流均流，但是在均流电抗器上流过电流时会相应地产生压降，因此，会使得施加到电磁感应线圈的电压降低。若要保证施加在电磁感应线圈上的电压不变，则需要进一步增加直流母线电压，直流母线电压增高将导致整流电路和逆变电路的效率降低，并且流过同样电流的情况下开关管的电压应力升高，这样开关管的成本也升高。

另外，还有一种针对多个逆变器输出端并联进行均流的方案。

如图1所示，为一种应用于感应加热领域的电感电容电感(lcl)拓扑结构图。

该系统中多个逆变器的输出端连接电感后再并联在一起，设计输出电容c两端的电压远高于逆变器桥臂中点压差，进而提高电感和输出电容构成的谐振电路的品质因数q，由于输出电容c两端的电压v2远高于逆变器的输出电压，因此，逆变器的输出电压可以忽略，每个逆变器的电流约等于输出电容c两端的电压除以谐振电感的电抗，只要每个逆变器输出端连接的电感的电抗相等，则每个逆变器的电流就相等，达到了均流的效果。

但是发明人研究发现，图1对应的lcl拓扑结构主要存在以下不足：

高品质因数q意味着系统中的无功功率要增加很多，这样导致逆变器中的总电流增加，进而增加系统的损耗。此外，输出电容c如果由一个电容来实现不太可能，因为单个电容的电压和功率等级不足，因此输出电容需要多个电容串并联来实现，而多个电容串并联将会带来新的均流和均压问题。

综上所述，以上两种方案在解决逆变器均流问题时，都会带来新的问题，不能有效地解决逆变器并联时的均流问题。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种均流电路，该均流电路包括：第一电感组件、第二电感组件和电容组件；所述第一电感组件连接在第一待均流设备的输出端和公共并联点之间，所述第二电感组件连接在第二待均流设备的输出端和公共并联点之间；所述电容组件连接在所述公共并联点和该均流电路连接的后级设备之间；所述第一电感组件和第二电感组件并联后形成等效电感；所述电容组件与所述等效电感形成串联谐振。其中第一待均流设备可以为第一逆变器，第二待均流设备可以为第二逆变器。

本申请实施例提供的均流电路解决了在大功率应用场合中多个逆变器高频并联时存在的不均流问题，多个逆变器高频并联时，本申请实施例提供的均流电路能够保证各个逆变器实现均流，进而可以保证热量分布均匀，降低了维护成本，提高了功率密度以及整体工作效率。

实施例一

参见图2，为本实施例提供的一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图。

该均流电路应用于至少以下两个逆变器：第一逆变器201和第二逆变器202。第一逆变器201的输出端和第二逆变器202的输出端并联在公共并联点。

本申请实施例提供的方法适用于逆变器高频并联。高频并联是指逆变器的高频输出桥臂中点电压进行并联，频率一般为几百hz到几百khz。逆变器的高频输出电压区别于逆变器的工频输出电压，逆变器的高频输出电压通常为与开关频率相同的方波，而逆变器工频输出电压通常为市电频率的正弦波。对于逆变器的工频输出，高频谐波属于干扰信号，需要滤除。而逆变器的高频输出则是与开关频率相同的方波，因此，高频信号不是干扰信号。

该均流电路适用于两个或两个以上输出端并联在一起的逆变器，为了描述方便，本实施例中以两个逆变器的输出端并联在一起为例进行介绍。

该均流电路包括第一电感组件203、第二电感组件204和电容组件205。

其中，第一电感组件203和第二电感组件204均至少包括一个电感，电容组件205至少包括一个电容。电感组件和电容组件均串联在逆变器的输出端和后级设备之间。

具体的，公共并联点包括正公共并联点a和负公共并联点b。

第一逆变器201的正输出端与第二逆变器202的正输出端并联于正公共并联点a，第一逆变器201的负输出端和第二逆变器202的负输出端并联于负公共并联点b。

第一电感组件203连接在第一逆变器201的输出端和公共并联点之间，第二电感组件204连接在第二逆变器202的输出端和公共并联点之间。

电容组件205连接在公共并联点和该均流电路连接的后级设备之间。如图2所示的后级设备206，该后级设备206可以为用于将电能传送给负载的发射补偿网络、发射线圈等。

第一电感组件203和第二电感组件204并联后，形成等效电感。

电容组件205和等效电感形成串联谐振，且串联谐振的频率与逆变器的开关频率相同。

本实施例中，在第一逆变器201和第二逆变器202的输出端，分别串联第一电感组件203和第二电感组件204，第一电感组件203和第二电感组件204能够抑制第一逆变器201和第二逆变器202之间的环流，提高逆变器的均流度。

此外，电容组件205能够与等效电感形成串联谐振，进而抵消第一电感组件203和第二电感组件204产生的压降，保证达到均流效果的同时使逆变器的输出电压保持不变。

其中，电容组件205与等效电感串联形成串联谐振的谐振频率，与第一逆变器201和第二逆变器202的开关频率相同。假设第一逆变器201和第二逆变器202的开关频率均为fs，为了保证电容组件205能够抵消在第一电感组件203和第二电感组件204上产生的压降，需要确保电容组件205与等效电感之间所构成的串联谐振的频率与逆变器的开关频率相等，即串联谐振的频率也为fs。因为只有串联谐振的频率与逆变器开关管频率相同时，电感组件的感抗才与电容组件的容抗抵消，从电感组件和电容组件组成的谐振网络往逆变器方向，电感组件和电容组件上的压降为零，使谐振网络上的电压等于逆变器的基波电压。但是，实际工作中，两个逆变器由于器件参数的差别，对应的开关频率可能不会完全相同，会有微小的差别。本申请实施例中限定谐振频率与逆变器的开关频率相同是理想情况下相同。即使实际运行时两个逆变器的开关频率不同，但是两者的差也在一定范围内，即可以近似认为两个逆变器的开关频率相同。

但是，如果串联谐振的频率与逆变器的开关频率不相同，电感组件和电容组件上仍会分压，导致谐振网络上电压的低于逆变器的基波电压。

现对本实施例提供的均流电路的工作原理进行具体说明：

第一逆变器201的输出端通过第一电感组件203连接至公共并联点，第二逆变器202的输出端通过第二电感组件204连接至公共并联点，假设第一电感组件203的电感值为l1，第二电感组件204的值为l2，第一电感组件203和第二电感组件204并联形成的等效电感值为leq，γ1为第一电感组件203相对于等效电感leq的比值，γ2为第二电感组件204相对于等效电感leq的比值，满足式(1)的关系：

其中，γ1和γ2满足式(2)的关系：

γ1+γ2＝1(2)

第一电感组件203和第二电感组件204并联后形成的等效电感leq可以利用式(3)进行计算：

进一步地，包含电容组件205的均流电路中，假设与等效电感leq构成串联谐振的电容组件205的电容为ceq，因此，对应的串联谐振频率的计算式(4)如下：

由图2所示的均流电路的结构和式(1)-(4)可以推导出(5)的关系式，则并联的第一逆变器和第二逆变器的差模基波输出电流均满足式(5)，其中，式(5a)表示的是第一逆变器的差模基波输出电流，式(5b)表示的是第二逆变器的差模基波输出电流，逆变器差模基本输出电流即逆变器高频输出电压u1、u2对应输出等效阻抗z的谐振频率ω处的电流：

用uk表示逆变器桥臂的中点电压差，如式(6)所示：

其中，uka和ukb分别为逆变器桥臂中点相对于母线中点的基波电压，z为逆变器后级连接的设备的等效阻抗。图2中后级设备206两端检测到的电压与流过后级设备的电流相除，即可得到该等效阻抗z，当等效阻抗z满足式(7)的关系时，则可忽略式(5)中的

即式(5a)和式(5b)分别转换为式(8a)和(8b)。

|z|＜＜|jωleq|(7)

从式(8a)和式(8b)可以看出，每个逆变器的输出电流与其连接的电感组件相对于等效电感的比值，以及逆变器加权平均输出电压有关，不仅受单个逆变器的输出电压的幅值和相位的影响，即电感组件相对于等效电感的比值，将决定逆变器输出电流的均流程度。

以上实施例是以两个逆变器的输出端并联为例进行的介绍。当逆变器的数量大于2时，本申请实施例提供的均流电路的工作原理仍与上述原理相同。逆变器的数量至少为两个，并且电感组件的个数与逆变器的个数相对应，即电感组件的个数与逆变器的个数相等。并且，当本实施例提供均流电路应用于不止两个逆变器时，与各个逆变器相串联的电感组件并联后形成的等效电感，仍需要保证与电容组件能够形成串联谐振。

现结合上述实施例提供的两个逆变器并联时均流电路的工作原理，对n个逆变器并联时该均流电路的工作原理进行介绍：

假设n个逆变器的开关频率均为fs，n个逆变器中的每个逆变器均通过一个电感组件并联至公共并联点，其中，假设与n个逆变器并联的电感组件为l1～ln，l1～ln电感组件并联形成等效电感leq，γ1～γn分别为电感组件l1～ln相对于等效电感leq的比值，满足式(9)的关系：

其中，γ1～γn满足式(10)的关系：

电感组件并联形成等效电感，等效电感leq的计算方法如式(11)：

进一步地，本实施例提供的均流电路中还包含电容组件205，该电容组件205的等效电容为ceq，与等效电感leq能够形成串联谐振，该串联谐振的谐振频率ω的计算方法如式(12):

根据本实施例提供的电路结构，以及式(9)-(12)可以推导出式(13)，第i个并联逆变器的差模基波输出电流满足式(13)，逆变器差模基本输出电流即逆变器输出电压u1～un对应输出等效阻抗z的谐振频率ω的电流：

电压uk为桥臂的中点电压差，计算方法如式(14)：

本实施例提供的均流电路工作时，将后级设备两端检测到的电压与流过后级设备的电流相除，即可得到该等效阻抗z，当等效阻抗z满足式(15)的关系：

|z|＜＜|jωleq|(15)

此时，可忽略式(13)中的前一项，即得到式(16)：

从式(16)中可以看出，每个逆变器的输出电流与其连接的电感组件相对于等效电感的比值，以及逆变器加权平均输出电压有关，不仅受单个逆变器的输出电压的幅值和相位的影响，即电感组件相对于等效电感的比值，将决定逆变器输出电流的均流程度。

本实施例提供的均流电路通过在逆变器输出端串联电感组件，抑制各个逆变器间产生环流现象，提高了均流度。并且通过在公共并联点后串联电容组件，使得该均流电路在运行的过程中，电感组件的等效电感与该电容组件发生串联谐振，进而抵消电感组件上产生的压降，消除电感组件产生压降的问题。该均流电路解决了多个逆变器并联时存在不均流的问题。进而可以保证各个逆变器热量分布均匀，降低维护成本，提高了功率密度以及整体工作效率。

上述实施例提供均流电路中的电感组件具体可以为电感，电容组件具体可以为电容，当电感组件具体为电感、电容组件具体为电容时，本申请实施例提供的均流电路可以有以下三种实现方式：

第一种实现方式，每个电感组件均包括两个电感，其中，一个电感连接在逆变器的正输出端和正公共并联点之间，另一个电感连接在逆变器的负输出端和负公共并联点之间。电容组件中包括两个电容，两个电容分别连接在正公共并联点、负公共并联点与后级设备之间。每个电感组件均包括两个电感，电容组件中也可以仅包括一个电容，该电容可以连接在正或负公共并联点与后级设备之间。

第二种实现方式，每个电感组件中仅包括一个电感，且每个电感均连接在逆变器的正输出端和正公共并联点之间。电容组件中包括两个电容，两个电容分别连接在正公共并联点、负公共并联点与后级设备之间。电容组件中也仅包括一个电容，该电容连接在正或负公共并联点与后级设备之间。

第三种实现方式，每个电感组件中仅包括一个电感，且每个电感均连接在逆变器的负输出端和负公共并联点之间。电容组件中包括两个电容，两个电容分别连接在正公共并联点、负公共并联点与后级设备之间。电容组件中也可以仅包括一个电容，该电容连接在正或负公共并联点与后级设备之间。

下面分别对以上三种实现方法进行具体介绍，首先对第一种实现方式中的均流电路进行介绍。

实施例二

参见图3，为本实施例提供的另一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图。

如图3所示，公共并联点包括正公共并联点a和负公共并联点b。

第一电感组件包括：第一电感l11和第二电感l12。

第一电感l11连接在第一逆变器的正输出端和正公共并联点a之间；第二电感l12连接在第一逆变器的负输出端和负公共并联点b之间。

第二电感组件包括：第三电感l21和第四电感l22。

第三电感l21连接在第二逆变器的正输出端和正公共并联点a之间；第四电感l22连接在第二逆变器的负输出端和负公共并联点b之间。

电容组件包括：第一电容c1和第二电容c2。

第一电容c1连接在正公共并联点a和逆变器后级连接的设备之间；第二电容c2连接在负公共并联点b和逆变器后级连接的设备之间。

本实施例提供的均流电路的工作原理，与实施例一提供的均流电路的工作原理相同。具体地，本实施例提供的均流电路，利用第一电感组件中的第一电感l11和第二电感l12以及第二电感组件中的第三电感l21和第四电感l22，对各个逆变器输出的电流进行抑制，使得第一逆变器输出的电流与第二逆变器输出的电流达到均流的效果。

第一电感l11和第二电感l12以及第二电感组件中的第三电感l21和第四电感l22并联后，形成等效电感，具体地，第一电感l11和第二电感l12串联后得到第一等效电感(l11+l12)，第二电感组件中的第三电感l21和第四电感l22串联后得到第二等效电感(l21+l22)，第一等效电感与第二等效电感并联后形成等效电感。

第一电容c1和第二电容c2串联得到等效电容，与等效电感能够构成串联谐振，通过等效电感与等效电容之间的串联谐振，抵消在各个电感上产生的压降。保证达到均流效果的同时逆变器的输出电压保持不变。

此外，本实施例提供的均流电路所应用的逆变器可以为全桥结构，具体如图4a所示。

每个逆变器输入端连接独立的直流源。每个逆变器的结构相同，各个逆变器均为由开关管s1-s4构成的全桥结构，具体地，由开关管s1和s2构成第一桥臂，开关管s3和s4构成第二桥臂。在第一逆变器201中，u1a为第一桥臂的中点，u1b为第二桥臂的中点。在第二逆变器202中，u2a为第一桥臂的中点，u2b为第二桥臂的中点。

第一电感l11的一端连接于第一逆变器201中的第一桥臂中点u1a，另一端连接于正公共并联点a，第二电感l12的一端连接于第一逆变器201中的第二桥臂中点u1b，另一端连接于负公共并联点b。相类似的，第三电感l21的一端连接于第二逆变器202中的第一桥臂中点u2a，另一端连接于正公共并联点a，第四电感l22的一端连接于第二逆变器202中的第二桥臂中点u2b，另一端连接于负公共并联点b。

此外，如图4b所示，电容组件也可以仅包括一个电容：第一电容c1，该第一电容c1连接在正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

此外，如图4c所示，电容组件还可以仅包括第二电容c2，该第二电容c2连接在负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

本实施例提供的均流电路也可以应用于输出端并联在一起的大于两个的逆变器，例如，三个、四个或五个等。同样地，每个逆变器的正输出端和正公共并联点之间，以及每个逆变器的负输出端和负公共并联点之间各连接一个电感，以实现逆变器高频并联时达到均流效果。

本实施例提供的均流电路中的电感和电容均采用对称连接方式，在达到均流的同时提高电路的抗干扰能力，例如增强emi性能。本实施例提供的均流电路解决了多个逆变器高频并联时存在的不均流问题，进而可以保证各个逆变器热量均匀分布，降低维护成本，提高功率密度以及整体工作效率。

下面对上述第二种实现方式中的均流电路进行介绍。

实施例三

参见图5，为本实施例提供的又一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图。

其中，公共并联点包括正公共并联点a和负公共并联点b。

第一电感组件包括：第一电感l1。

第一电感l1连接在第一逆变器的正输出端和正公共并联点a之间。

第二电感组件包括：第三电感l3。

第三电感l3连接在第二逆变器的正输出端和正公共并联点a之间。

电容组件包括：第一电容c1。

第一电容c1连接在正公共并联点a和逆变器后级连接的设备之间。

本实施例提供的均流电路与实施例二提供的均流电路相比，减少了电路中电子器件，但是仍可以达到各个逆变器高频并联时实现均流的效果。

本实施例提供的均流电路的工作原理，与实施例一提供的均流电路的工作原理相同。具体地，本实施例提供的均流电路，利用第一电感组件中的第一电感l1以及第二电感组件中的第三电感l3，对各个逆变器输出的电流进行抑制，使得第一逆变器输出的电流与第二逆变器输出的电流达到均流的效果。

第一电感l1和第三电感l3并联后，形成等效电感。该等效电感与第一电容c1能够形成串联谐振，通过等效电感与第一电容之间的串联谐振，抵消在各个电感上产生的压降，保证达到均流效果的同时逆变器的输出电压保持不变。

此外，本实施例提供的均流电路所应用的逆变器可以为全桥结构，具体如图6a所示。

每个逆变器输入端连接独立的电源，每个逆变器的结构相同，各个逆变器均为由开关管s1-s4构成的全桥结构，具体地，由开关管s1和s2构成第一桥臂，开关管s3和s4构成第二桥臂。在第一逆变器201中，u1a为第一桥臂的中点，u1b为第二桥臂的中点。在第二逆变器202中，u2a为第一桥臂的中点，u2b为第二桥臂的中点。

第一电感l1的一端与第一逆变器201中的u1a相连，第一电感l1的另一端连接于正公共并联点a。相类似的，第三电感l3的一端与第二逆变器202中的u2a相连，第三电感l3的另一端连接于正公共并联点a。

此外，如图6b所示，电容组件也可以仅包括：第二电容c2，该第二电容c2连接在负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

此外，如图6c所示，电容组件还可以包括两个电容：第一电容c1和第二电容c2，其中，第一电容c1连接在正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间，第二电容c2连接在负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

本实施例提供的均流电路也可以应用于输出端并联在一起的更多个逆变器，例如，三个、四个或五个等。同样地，每个逆变器的正输出端和正公共并联点之间连接一个电感，以实现逆变器高频并联时达到均流效果。

本实施例提供的均流电路减少了电感器件的数量，进而，简化了均流电路的电路结构，在大批量生产该均流电路的生产过程中时，可降低生产成本。并且，本实施例提供的均流电路解决了多个逆变器高频并联时存在的不均流问题，进而可以保证各个逆变器热量均匀分布，降低维护成本，提高功率密度以及整体工作效率。

下面对上述第三种实现方式中的均流电路进行介绍。

实施例四

参见图7，为本实施例提供的再一种逆变器高频并联时的均流电路的电路图。

公共并联点包括正公共并联点a和负公共并联点b。

第一电感组件包括：第二电感l2。

第二电感l2连接在第一逆变器201的负输出端和负公共并联点b之间。

第二电感组件包括：第四电感l4。

第四电感l4连接在第二逆变器202的负输出端和负公共并联点b之间。

电容组件包括：第二电容c2。

第二电容c2连接在负公共并联点b和逆变器后级连接的设备之间。

本实施例与实施例三的均流电路结构相对应，将电感及电容均连接在负公共并联点上，该均流电路与实施例二提供的均流电路相比，均流电路中包含的电子器件较少，但是仍可以达到各个逆变器高频并联时实现均流的效果。

本实施例提供的均流电路的工作原理，与实施例一提供的均流电路的工作原理相同。具体地，本实施例提供的均流电路，利用第一电感组件中的第二电感l2以及第二电感组件中的第四电感l4，对各个逆变器输出的电流进行抑制，使得第一逆变器输出的电流与第二逆变器输出的电流达到均流的效果。

第二电感l2和第四电感l4并联后，形成等效电感。该等效电感与第二电容c2能够形成串联谐振，通过等效电感与第二电容之间的串联谐振，抵消在各个电感上产生的压降，保证达到均流效果的同时逆变器的输出电压保持不变。

此外，本实施例提供的均流电路所应用的逆变器可以为全桥结构，如图8a所示。

每个逆变器输入端连接独立的电源，每个逆变器的结构相同，各个逆变器均为由开关管s1-s4构成的全桥结构，具体地，由开关管s1和s2构成第一桥臂，开关管s3和s4构成第二桥臂。在第一逆变器201中，u1a为第一桥臂的中点，u1b为第二桥臂的中点。在第二逆变器202中，u2a为第一桥臂的中点，u2b为第二桥臂的中点。

第二电感l2的一端与第一逆变器201中的u1b相连，第二电感l2的另一端连接于负公共并联点b。相类似的，第四电感l4的一端与第二逆变器202中的u2b相连，第四电感l4的另一端连接于负公共并联点b。

此外，如图8b所示，电容组件也可以仅包括：第一电容c1，该第一电容c1连接在正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

此外，如图8c所示，电容组件还可以包括两个电容：第一电容c1和第二电容c2，其中，第一电容c1连接在正公共并联点和逆变器后级连接的设备之间，第二电容c2连接在负公共并联点和逆变器后级连接的设备之间。

本实施例提供的均流电路也可以应用于输出端并联在一起的大于两个逆变器，例如，三个、四个或五个等。同样地，每个逆变器的负输出端和负公共并联点之间连接一个电感，以实现逆变器高频并联时达到均流效果。

本实施例提供的均流电路减少了电感器件的数量，进而，简化了均流电路的电路结构，在大批量生产该均流电路的生产过程中时，可降低生产成本。并且，本实施例提供的均流电路解决了多个逆变器高频并联时存在的不均流问题，进而可以保证各个逆变器热量均匀分布，降低维护成本，提高功率密度以及整体工作效率。

需要说明的是，实施例一到实施例四所提供的各个逆变器的输入端可以分别连接不同的直流源，即第一逆变器的输入端连接于第一直流源，第二逆变器的输入端连接第二直流源。各个逆变器的输入端也可以均连接同一个直流源，如图9所示。

此外，实施例一至实施例四所提供的逆变器高频并联时的均流电路，所应用的逆变器的电平数可以为大于或等于2的整数，例如适用于两电平逆变器、三电平逆变器、四电平逆变器、五电平逆变器或七电平逆变器等。

为了能够提供更大的功率，一般需要将多个逆变器高频并联起来，如图10所示，将n个逆变器1-n的输出端并联在一起，以为负载提供更大的功率。图10为应用于无线充电领域的多个逆变器输出端并联在一起，例如为电动汽车进行大功率的充电。

为了更好地体现以上实施例提供的均流电路的均流效果，下面对比均流前与均流后的仿真波形图进行介绍。

图11-14中上半部分的波形为逆变器的输出电压波形，下半部分的波形为逆变器的输出电流波形。

其中，图11与图12中的波形1均为与第一逆变器对应的波形，波形2均为与第二逆变器对应的波形。

如图11所示，为没有经过均流电路处理过的逆变器输出电压和输出电流的波形。

其中，逆变器1的输入电压为760v的电压，逆变器2的输入电压为380v的电压。

如图12所示，为经过上述实施例中的均流电路处理后得到的逆变器输出电压和输出电流的波形，同样的，逆变器1的输入电压为760v的电压，逆变器2的输入电压为380v的电压。

通过对比可以发现，经上述实施例提供的均流电路处理后得到的两个输入电压不同的逆变器的输出电流偏差很小，基本接近相同。

图13与图14中的波形1均为与没有相移的三个逆变器对应的波形，波形2均为另一个相对于其他三个逆变器输出电压有30°相移的逆变器对应的波形。

如图13所示，为四个逆变器高频并联时，得到的逆变器输出电压和输出电流的波形，其中三个逆变器的输出电压间没有相移，另外一个逆变器的输出电压与其他三个逆变器的输出电压间有30°的相移，四个逆变器的输入电压均为760v。

如图14所示，为经过上述实施例提供的均流电路处理后得到的，同样的四个逆变器的输出电压和电流的波形。

通过对比发现，不同相位的电压源并联，未经均流电路处理得到的逆变器间的环流非常大，分别为5400a和1840a。而经过上述实施例中的均流电路处理后的逆变器输出电流的偏差仅为20a左右，可见，本申请实施例提供的均流电路的均流效果很好。

基于上述实施例提供的逆变器高频并联时的均流电路，本申请实施例还提供了一种逆变器高频并联时的均流系统，下面结合附图对其工作原理进行详细的介绍。

实施例五

参见图15，为本实施例提供的逆变器高频并联时的均流系统结构图。

本实施例提供的逆变器高频并联时的均流系统，包括上述实施例中的逆变器高频并联时的均流电路，还包括发射电路1503和至少以下两个逆变器：第一逆变器201和第二逆变器202。

逆变器，用于将直流源提供的直流电逆变为交流电。

发射电路1503，用于将交流电发射出去给负载充电。

其中，该均流系统可用于无线充电领域，例如用于为电动汽车充电时，可以为，负载可以为电动汽车的蓄电池。当该均流系统应用于感应加热领域时，负载可以为需要加热的设备，例如各种型材需要加热融化或变形。具体可以为铝质设备的铸造等。

如图15所示，第一逆变器201与直流电源vdc1连接，用于将直流电源vdc1输出的直流电逆变为交流电，第二逆变器202与直流电源vdc2连接，用于将直流电源vdc2输出的直流电逆变为交流电。

需要说明的是，本实施例提供的均流系统中可包含的逆变器的个数可以为任意大于或等于2的数，即该均流系统至少包含两个逆变器，每个逆变器可以分别连接一个直流电源，当然，每个逆变器也可以均连接于同一个直流电源。

发射电路1403将均流电路输出的交流电发射出去，以便给负载充电。

本实施例提供的均流系统，采用了上述实施例中的逆变器高频并联时的均流电路，抑制各个逆变器间产生环流现象，提高了均流度。并且通过在公共并联点后串联电容组件，使得该均流电路在运行的过程中，电感组件的等效电感与该电容组件发生串联谐振，进而抵消电感组件上产生的压降，消除电感组件产生压降的问题。该无线充电系统解决了多个逆变器并联时存在不均流的问题。进而可以保证各个逆变器热量分布均匀，降低维护成本，提高了功率密度以及整体工作效率。

基于实施例五所提供的均流系统，本实施例提供的均流系统发射网络进一步具体包括有发射补偿网络，由于发射补偿网络中一般包括电容组件，因此，可以直接利用发射补偿网络中的电容组件，实现与等效电感构成串联谐振。

实施例六

参见图16，为本实施例提供的另一种均流系统的结构图。

本实施例提供的均流系统的发射电路中包括发射补偿网络1601和发射线圈。

由于发射补偿网络1601中包括电容，因此，均流电路中的电容组件可以与发射补偿网络集成在一起。

如图17所示，为发射补偿网络1601的1、2、3、4端口中常见的电容、电感连接结构，若从a和b点向右侧看，通过等效方法得到的各个电容器件的等效电容，与均流电路中各电感器件形成的等效电感能够产生串联谐振，则说明该等效电容能够抵消各个电感上产生的压降。上述电容器件可以为在电路中增设的电容器件，也可以为发射补偿网络中含有的电容器件。

如图16所示，发射电路可以以电感耦合的方式将交流电发射出去。如图18所示，发射电路也可以以变压器的形式将交流电发射出去。

现结合图16，对本实施例提供的均流系统的工作原理进行介绍：

发射端通过各个逆变器，将直流电源的直流电源转换为高频交流电压，高频交流电压通过发射端的发射补偿网络和发射线圈，在发射线圈上产生交变的电流，交变电流进而产生交变磁场。

接收端的接收线圈，通过电磁感应在接收线圈的两端感应出电压，由此，在接收端中产生电流，通过接收补偿网络1602和整流电路1603将接收到的电压转换为负载需要的电压，若接收补偿网络和整流电路无法将接收到的电压转换为负载所需要的电压，还可以进一步在整流电路和负载间增设电压变换电路1604，以得到负载所需要的电压。

本实施例提供的均流系统中，采用了上述实施例中的逆变器高频并联时的均流电路，使得该系统中的各个逆变器输出的电流能够达到均流的效果，进而使得系统内部的热量分布均匀，降低系统的维护成本，提高系统的整体工作效率。将该均流系统应用于电动汽车无线充电领域，电动汽车通过电磁感应进行充电，并且由于该系统中可以包含多个逆变模块，进而可以实现对电动汽车进行大功率无线快充。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。