r>[0032]在一个实施例中，本发明的变换模块可以视为第一层结构，在第一层结构采用功率器件的直接并联方式。如图2所示，功率器件Tl-TN的集电极Cl-Cn使用导体联接、发射极El-En使用导体联接。并联数目η彡2。如图3、4所示，功率器件的驱动信号可以采用每个功率器件单独驱动信号的方式或者每个器件独立驱动信号方式。
[0033]为保证直接并联的有效性，直接并联功率器件的单独驱动信号之间需要保证足够好的一致性。共同的驱动信号为一路驱动信号驱动多个功率器件的方式，这种方式虽然要求驱动信号的功率、电流较大，但是比较容易实现驱动信号一致性。
[0034]采用直接并联的功率器件组合，在考虑驱动信号的有限不一致性和各器件之间有限的不均流性后，可以当做一个功率器件使用，这样功率器件的通流能力将大大提高。
[0035]本发明的电流变换子电路可视视为第二层结构。在第二层结构，采用功率器件采用交错并联的方式进行连接，交错并联的数目为N，建议交错并联各路的载波角度相位差为360° /No交错并联中为了保证每个交错并联支路电感对不同属性电流的抑制、滤波作用，建议电感设计中考虑充分互感的作用。
[0036]第一层器件和第二层器件都推荐选择相同型号。采用不同型号的功率器件时候，需要充分考虑不同型号带来的影响，这样也能带来一定的增加通流能力和减小谐波的效果，但此效果明显小于采用相同型号功率器件的情况。
[0037]第二层交错并联支路之间需要采用交错并联电感联接才能在第二层增加通流能力的同时实现输出谐波的减小。第二层的部分，亦可采用带电感的直接并联方式。这种变化仅仅在驱动信号层面作调整，主电路不用进行任何变化。这种直接并联方式也可以实现在第二层增加通流能力，不具备减小谐波的功能。
[0038]在应用中，直接并联的数目> 2即可，交错并联的数目> 2即可，可用于单相、三相DC/AC变换电路，图5本发明的基于功率器件混合并联的AC/DC变换电路基于三相交流源变换一个实施例的示意图，如图5所示，以三个直接并联以及两个交错并联的三相DC/AC变换电路。
[0039]电源为三相交流电源，有3个电流变换子电路，第一、第二、第三电流变换子电路分别与三相交流电源的第一、第二、第三输出端电连接；第一、第二、第三电流变换子电路相互并联的输出端电连接，用于输出直流电压；第一、第二、第三电流变换子电路包括2个交错并联的变换模块；其中变换模块包括3个直接并联的功率器件。
[0040]对于三相交流电源的每一项均设置一个电流变换子电路。以R相为例，第一电流变换子电路有2个交错并联的变换模块，第一变换模块包括直接并联的功率器件TA1、TA2、TA3，第二变换模块包括直接并联的功率器件TA4、TA5、TA6。每个功能器件都是由2个IGBT串联而成，可以由其它的功率元件串联而成。第一电流变换子电路对R相的电压进行变换，第一变换模块和第二变换模块的输入端分别连接输入电感LAl和输入电感LA2。在三相转换电压的输出端并联有直流母线电容。
[0041]本发明的基于功率器件混合并联的AC/DC变换电路，具有以下的有益效果:
[0042]1.在不增加单个器件通流能力的条件下可以大幅提高装置的电流输出能力。
[0043]2.同时可以使大电流输出的设计十分灵活，可以选用多种电流规格的器件实现。
[0044]3.使用多个器件实现大电流输出，使功率器件的散热设计难度大幅降低。
[0045]4.交错并联设计可以显著降低输出电流的高频成分。
[0046]本发明的基于功率器件混合并联的AC/DC变换电路，电流输出能力是通过器件直接并联和交错并联共同实现的，第一层为全控器件直接并联，本层通过直接并联的方式提高了电路的电流输出能力，第二层为全控器件交错并联，也就是通过电感进行并联，本层通过交错并联进一步提高了电路的电流输出能力，同时减小了输出谐波。
[0047]所属领域的普通技术人员应当理解:以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于功率器件混合并联的AC/DC变换电路，其特征在于，包括: 包括:多个电流变换子电路； 所述电流变换子电路包括多个交错并联的变换模块；所述变换模块包括多个直接并联的功率器件； 所述电源的各个输出端与所述多个电流变换子电路 对应电连接，输出转换电压。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于: 还包括:驱动控制器； 所述驱动控制器控制所述多个直接并联的功率器件运行，并控制多个交错并联的变换模块以预设的相位差运行。
3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于: 所述电流变换子电路包括N个交错并联的变换模块，各个变换模块的载波角度相位差为 360° /N ； N大于等于2。
4.如权利要求3所述的电路，其特征在于: 所述变换模块包括M个直接并联的功率器件，所述M大于等于2。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于: 所选功率器件在导通时的管压降Vce是导通电流Ic的单调递增函数:Vce = f (Ic)，其中，df (Ic) /die > O。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于: 通过M个功率器件的集电极使用导体联接、发射极使用导体联接，使M个功率器件直接并联。
7.如权利要求6所述的电路，其特征在于: 所述M个直接并联的功率器件采用每个功率器件独立驱动信号方式，或通过一路驱动信号驱动所述M个直接并联的功率器件。
8.如权利要求7所述的电路，其特征在于: 所述功率器件包括:门极可关断晶闸管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管。
9.如权利要求4所述的电路，其特征在于: 所述电源为三相交流电源，多个电流变换子电路的数量为3个； 第一、第二、第三电流变换子电路分别与所述三相交流电源的第一、第二、第三输出端电连接； 第一、第二、第三电流变换子电路输出端输出直流电压； 所述第一、第二、第三电流变换子电路包括2个交错并联的变换模块；其中所述变换模块包括3个直接并联的功率器件。
10.如权利要求9所述的电路，其特征在于: 每个交错并联的变换模块中设置一输入电感；输出直流电压的输出端并联有直流母线电容。
【专利摘要】本发明公开了一种基于功率器件混合并联的AC/DC变换电路，包括多个电流变换子电路；所述电流变换子电路包括多个交错并联的变换模块；所述变换模块包括多个直接并联的功率器件；所述电源的各个输出端与所述多个电流变换子电路一一对应电连接，输出转换电压。本发明的基于功率器件混合并联的AC/DC变换电路，通过功率器件的直接并联的方式提高了电路的电流输出能力，通过交错并联进一步提高了电路的电流输出能力，同时减小了输出谐波，在不增加单个器件通流能力的条件下可以大幅提高装置的电流输出能力，同时可以使大电流输出的设计十分灵活，可以选用多种电流规格的器件实现，并能够使功率器件的散热设计难度大幅降低。
【IPC分类】H02M7-02, H02M7-12, H02M1-14
【公开号】CN104539175
【申请号】CN201410853971
【发明人】张宇星
【申请人】中电博瑞技术（北京）有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日