專利名稱：一種并聯(lián)均流電路及逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)均流電路，以及包括所述并聯(lián)均流電路的逆變器。
背景技術(shù)：
對于大功率逆變器(將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電的裝置)的設(shè)計，單個功率單元難以滿足輸出電流的要求，往往會采用多個功率單元并聯(lián)以提高輸出電流的方案。而采用多個功率單元并聯(lián)時，考慮到散熱、結(jié)構(gòu)等因素的制約，功率單元之間一般需要較大的間距，即布局要分散，使得與各功率單元相連的交流輸出銅排的長度一般比較長，且結(jié)構(gòu)上很難做到對稱，導(dǎo)致各個交流輸出銅排的阻抗不一致，從而引起并聯(lián)的各個功率單元之間的輸出電流不均流，并使得個別功率單元承受較大的電流(甚至過流)，這對逆變器的長期可靠運行而言是較大的安全隱患，所以應(yīng)該盡量避免并聯(lián)的各個功率單元之間的輸出電流不均流。目前，解決并聯(lián)的各個功率單元之間的輸出電流不均流問題的常用解決方案為采用均流電感，即與每個功率單元相連的交流輸出銅排均串聯(lián)一個均流電感，且均流電感的另一端并聯(lián)在一起作為最終的交流輸出端。采用均流電感這種方案時，均流電感往往需要較大的感值(電感值越大，阻抗值也越大)，以減弱各個交流輸出銅排因其阻抗不一致而對均流度造成的影響，但是，感值較大的均流電感的體積龐大，成本也高。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種能夠改善并聯(lián)功率單元之間的均流度且體積小、成本低的并聯(lián)均流電路，以及包括所述并聯(lián)均流電路的逆變器。解決本實用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:所述并聯(lián)均流電路包括多個并聯(lián)的功率單元和分別與之相連的多個交流輸出銅排，所述功率單元和交流輸出銅排的數(shù)量相等，所述多個交流輸出銅排并聯(lián)后形成一路交流輸出，其中，所述并聯(lián)均流電路還包括多個磁性單元，每個磁性單元均安裝在一個交流輸出銅排上，以增加該安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值，并使得各個交流輸出銅排的阻抗值均相等，從而達到交流輸出均流的目的。優(yōu)選地，所述磁性單元的數(shù)量與交流輸出銅排的數(shù)量相等，且每個安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值均等于參考阻抗值，所述參考阻抗值大于所述多個交流輸出銅排在未安裝有磁性單元時的最大阻抗值?；蛘?，所述磁性單元的數(shù)量少于交流輸出銅排的數(shù)量，所述多個交流輸出銅排在未安裝有磁性單元時的最大阻抗值作為參考阻抗值，所述多個交流輸出銅排中阻抗值小于參考阻抗值的交流輸出銅排上均安裝有磁性單元，且安裝有磁性單元的各個交流輸出銅排的阻抗值均等于所述參考阻抗值。[0010]優(yōu)選地,所述功率單元包括一個功率模塊,或者,所述功率單元包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的功率模塊；所述功率模塊包括功率半導(dǎo)體器件。優(yōu)選地，所述功率半導(dǎo)體器件采用絕緣柵雙極型晶體管或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。優(yōu)選地，所述磁性單元套設(shè)在交流輸出銅排上，且所述磁性單元的內(nèi)孔側(cè)壁不與交流輸出銅排的外表面接觸。優(yōu)選地，所述磁性單元上設(shè)置有氣隙?；蛘撸龃判詥卧喜辉O(shè)置氣隙。優(yōu)選地，所述磁性單元的內(nèi)孔形狀為圓形或多邊形。本實用新型還提供一種逆變器，其包括上述并聯(lián)均流電路。有益效果:I)本實用新型所述并聯(lián)均流電路只需在其中全部或部分交流輸出銅排上安裝磁性單元就可改善各個交流輸出銅排的阻抗匹配情況，并使各個功率單元輸出的電流達到均衡，從而改善并聯(lián)功率單元之間的均流度，而不需要對交流輸出銅排自身的結(jié)構(gòu)做出任何改進，故結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣；2)本實用新型所述并聯(lián)均流電路中各個交流輸出銅排的阻抗值小于參考阻抗值(所述參考阻抗值大于或等于所述多個交流輸出銅排在未安裝有磁性單元時的最大阻抗值)時，需安裝磁性單元以使得交流輸出銅排的阻抗值均等于參考阻抗值，也就是說，磁性單元的作用是，使得安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值均等于參考阻抗值，而各個交流輸出銅排在未安裝有磁性單元時的阻抗值相差并不大，故對磁性單元的要求較低，例如磁性單元采用磁環(huán)時，其單匝感抗值較小，使得采用上述結(jié)構(gòu)的并聯(lián)均流電路的體積小、成本比較低。

圖1為本實用新型實施例2中并聯(lián)均流電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例3中并聯(lián)均流電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型并聯(lián)均流電路，以及包括所述并聯(lián)均流電路的逆變器作進一步詳細描述。實施例1:本實施例提供一種并聯(lián)均流電路，其包括多個并聯(lián)的功率單元、多個交流輸出銅排以及多個磁性單元；所述功率單元和交流輸出銅排的數(shù)量相等，且每個功率單元均與一個交流輸出銅排相連；所述多個交流輸出銅排并聯(lián)后形成一路交流輸出，每個磁性單元均安裝在一個交流輸出銅排上，以增加該安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值，使得各個交流輸出銅排的阻抗值均相等，并使得各個并聯(lián)的功率單元輸出的電流相等，從而克服了由于各個交流輸出銅排的結(jié)構(gòu)不對稱而引起的輸出不均流問題，改善了并聯(lián)功率單元之間的均流度，且不需要對交流輸出銅排自身的結(jié)構(gòu)做出任何改進。[0025]優(yōu)選地,所述功率單元包括一個功率模塊,或者,所述功率單元包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的功率模塊；所述功率模塊包括功率半導(dǎo)體器件。優(yōu)選地，所述功率半導(dǎo)體器件采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET, Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor)。優(yōu)選地，所述磁性單元套設(shè)在交流輸出銅排上，且所述磁性單元的內(nèi)孔側(cè)壁不與交流輸出銅排的外表面接觸。為了防止磁飽和，優(yōu)選所述磁性單元上設(shè)置有氣隙。若不會出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，優(yōu)選所述磁性單元上不設(shè)置氣隙。優(yōu)選地，所述磁性單元的內(nèi)孔形狀為圓形或多邊形。例如，所述磁性單元采用磁環(huán)(即磁性單元的內(nèi)孔為圓形時)，所述磁環(huán)套設(shè)在交流輸出銅排上，即交流輸出銅排穿過磁環(huán)。所述磁環(huán)一般使用鐵氧體材料(鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體)或者其它高磁導(dǎo)率的材料制成。優(yōu)選地，所述交流輸出銅排采用硬質(zhì)銅或銅合金制成，或者采用軟電纜制成。本實施例還提供一種包括上述并聯(lián)均流電路的逆變器。實施例2:如圖1所示，本實施例中，所述磁性單元采用磁環(huán)，所述磁環(huán)套設(shè)在交流輸出銅排上。所述并聯(lián)均流電路包括N個功率單元、N個交流輸出銅排以及N個磁環(huán)，N為大于或等于2的正整數(shù)，即所述功率單元、交流輸出銅排以及磁環(huán)的數(shù)量均相等。圖1中，Zn表示第N個交流輸出銅排的阻抗值。其中，所述N個功率單元均與正負極直流輸入端DC+和DC-并聯(lián)，每個功率單元均與一個交流輸出銅排連接，且每個交流輸出銅排上均套設(shè)有一個磁環(huán)，所述N個交流輸出銅排并聯(lián)后形成一路交流輸出。為使各個并聯(lián)的功率單元輸出的電流相等，需使各個交流輸出銅排的阻抗值達到平衡，故使得每個套設(shè)有磁環(huán)的交流輸出銅排的阻抗值均等于參考阻抗值，所述參考阻抗值大于所述N個交流輸出銅排在未套設(shè)有磁環(huán)時的最大阻抗值。也就是說，所述參考阻抗值與交流輸出銅排未套設(shè)有磁環(huán)時的阻抗值之差即為該交流輸出銅排上套設(shè)磁環(huán)后所增加的阻抗值，而根據(jù)各個未套設(shè)有磁環(huán)的交流輸出銅排需增加的阻抗值即可確定需套設(shè)在交流輸出銅排上的磁環(huán)的單匝感抗值。至于參考阻抗值比所述N個交流輸出銅排在未套設(shè)有磁環(huán)時的最大阻抗值大多少可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際情況自行確定。本實施例還提供一種包括上述并聯(lián)均流電路的逆變器。本實施例中的其他結(jié)構(gòu)以及作用都與實施例1相同，這里不再贅述。實施例3:本實施例與實施例2的區(qū)別在于:所述磁環(huán)的數(shù)量少于交流輸出銅排的數(shù)量，即所述并聯(lián)均流電路包括N個功率單元、N個交流輸出銅排以及少于N個磁環(huán)，N為大于或等于2的正整數(shù)；所述N個交流輸出銅排在未套設(shè)有磁環(huán)時的最大阻抗值作為參考阻抗值，所述N個交流輸出銅排中阻抗值小于參考阻抗值的交流輸出銅排上均套設(shè)有磁環(huán)，且套設(shè)有磁環(huán)的交流輸出銅排的阻抗值均等于所述參考阻抗值。也就是說，所需磁環(huán)的數(shù)量由所述N個交流輸出銅排的阻抗值決定，而只有那些阻抗值小于參考阻抗值的交流輸出銅排上才需要套設(shè)磁環(huán)，且交流輸出銅排上套設(shè)磁環(huán)后增加的阻抗值即為參考阻抗值與該交流輸出銅排的阻抗值之差。如圖2所示，當N為2時，所述并聯(lián)均流電路包括兩個并聯(lián)的功率單元、分別與該兩個功率單元相連的兩個交流輸出銅排(該兩個交流輸出銅排自身的阻抗值不相等)、以及套設(shè)在其中一個交流輸出銅排上磁環(huán)；所述兩個交流輸出銅排的阻抗值分別為Z1和Z2 (可通過具體仿真軟件提取交流輸出銅排的阻抗值)，假設(shè)Z2 > Z1，設(shè)定參考阻抗值為Z2,磁環(huán)套設(shè)在阻抗值為Z1的交流輸出銅排上，且阻抗值為Z1的交流輸出銅排上套設(shè)該磁環(huán)后所增加的阻抗值為Z2-Z1，根據(jù)該增加的阻抗值即可確定該磁環(huán)的單匝感抗值。本實施例還提供一種包括上述并聯(lián)均流電路的逆變器。本實施例中的其他結(jié)構(gòu)以及作用都與實施例2相同，這里不再贅述。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種并聯(lián)均流電路，包括多個并聯(lián)的功率單元和分別與之相連的多個交流輸出銅排，所述功率單元和交流輸出銅排的數(shù)量相等，所述多個交流輸出銅排并聯(lián)后形成一路交流輸出，其特征在于，所述并聯(lián)均流電路還包括多個磁性單元，每個磁性單元均安裝在一個交流輸出銅排上，以增加該安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值，并使得各個交流輸出銅排的阻抗值均相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述磁性單元的數(shù)量與交流輸出銅排的數(shù)量相等，且每個安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值均等于參考阻抗值，所述參考阻抗值大于所述多個交流輸出銅排在未安裝有磁性單元時的最大阻抗值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述磁性單元的數(shù)量少于交流輸出銅排的數(shù)量，所述多個交流輸出銅排在未安裝有磁性單元時的最大阻抗值作為參考阻抗值，所述多個交流輸出銅排中阻抗值小于參考阻抗值的交流輸出銅排上均安裝有磁性單元，且安裝有磁性單元的各個交流輸出銅排的阻抗值均等于所述參考阻抗值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述功率單元包括一個功率模塊，或者，所述功率單元包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的功率模塊；所述功率模塊包括功率半導(dǎo)體器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述功率半導(dǎo)體器件采用絕緣柵雙極型晶體管或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述磁性單元套設(shè)在交流輸出銅排上，且所述磁性單元的內(nèi)孔側(cè)壁不與交流輸出銅排的外表面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述磁性單元上設(shè)置有氣隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述磁性單元上不設(shè)置氣隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)均流電路，其特征在于，所述磁性單元的內(nèi)孔形狀為圓形或多邊形。
10.一種逆變器，包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的并聯(lián)均流電路。
專利摘要本實用新型提供一種并聯(lián)均流電路，其包括多個并聯(lián)的功率單元和分別與之相連的多個交流輸出銅排，所述功率單元和交流輸出銅排的數(shù)量相等，所述多個交流輸出銅排并聯(lián)后形成一路交流輸出，其中，所述并聯(lián)均流電路還包括多個磁性單元，每個磁性單元均安裝在一個交流輸出銅排上，以增加該安裝有磁性單元的交流輸出銅排的阻抗值，并使得各個交流輸出銅排的阻抗值均相等。相應(yīng)地，提供一種包括上述并聯(lián)均流電路的逆變器。本實用新型所述并聯(lián)電路能夠改善并聯(lián)功率單元之間的均流度，且體積小、成本低、適用范圍廣。
文檔編號H02M1/12GK203014662SQ20122062226
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者楊笑宇, 馬超群, 張新濤, 張磊, 劉偉增 申請人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司