CN113114061A - 变换器及抑制变换器的环流干扰的方法 - Google Patents

变换器及抑制变换器的环流干扰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种变换器及抑制变换器的环流干扰的方法。变换器包括第一开关组和第二开关组，第一开关组与第二开关组相互连接；第一开关组包括多个第一开关器件，多个第一开关器件的第一端相互连接，多个第一开关器件的第二端相互连接；第二开关组包括多个第二开关器件，多个第二开关器件的第一端相互连接，多个第二开关器件的第二端相互连接；其中，多个第二开关器件被配置为在多个第一开关器件关断后的一第一时间内开通，使多个第二开关器件的每一者在第一时间内给电流提供通路，以减小多个第二开关器件的至少一者的第一端与多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差。本发明可有效避免干扰的发生。

Description

变换器及抑制变换器的环流干扰的方法
技术领域
本发明涉及电力电子变换器领域，特别涉及一种变换器及抑制变换器的环流干扰的方法。
背景技术
随着电力电子器件技术、信息和控制技术的日益进步，市场对大功率变流器的需求与日剧增。由于目前全控型大功率电力电子器件存在通流能力限制，直接实现变流器大容量的要求比较困难，而且成本较高。因此，可以通过电力电子器件并联来实现。
在大容量变流器中，电力电子器件并联已成为一种主流方式。例如，电力电子器件可通过并联排进行连接。假设电力电子器件与并联排之间的连接点记为a、b、c…，存在这样一种情况，即电流经并联连接的电力电子器件的反并联二极管，且二极管上电流截止时间不一致。此时，若将电流先截止的电力电子器件与并联排的连接点记为a点，将电流未截止的电力电子器件与并联排的连接点记为b点，由于并联器件之间的并联排不可避免地存在寄生电感，导致a点、b点之间此时会存在一定的电压差。
由于a点、b点之间这种电压差的存在，会使与之连接的其他器件受到干扰。这种干扰可以是对其它器件的电压采样电路的干扰、其他器件绝缘水平的影响、其它并联器件采用集中驱动(Central Drive，即并联器件只配置一组驱动模块)方式下驱动信号的干扰、以及系统的电磁干扰(Electro-Magnetic Interference，EMI)的问题等等。
因此，对电力电子器件反并联二极管电流截止时间不一致导致的a点、b点的电压差的抑制是解决干扰的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变换器及抑制变换器的环流干扰的方法，可以解决现有技术的一或多个缺陷。
为了实现上述目的，依据本发明的一实施例，本发明提供一种变换器，其包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组与所述第二开关组相互连接；所述第一开关组包括多个第一开关器件，所述多个第一开关器件的第一端相互连接，所述多个第一开关器件的第二端相互连接；所述第二开关组包括多个第二开关器件，所述多个第二开关器件的第一端相互连接，所述多个第二开关器件的第二端相互连接；其中，所述多个第二开关器件被配置为在所述多个第一开关器件关断后的一第一时间内开通，使所述多个第二开关器件的每一者在所述第一时间内给电流提供通路，以减小所述多个第二开关器件的至少一者的第一端与所述多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差。
在本发明的一实施例中，所述电位差为0。
在本发明的一实施例中，所述第二开关器件包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联连接。
在本发明的一实施例中，所述第一开关和所述第二开关其中一者为电子开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为半导体开关；或者所述第一开关和所述第二开关其中一者为半导体开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为二极管，其中所述半导体开关的第一端连接所述二极管的阴极，所述半导体开关的第二端连接所述二极管的阳极。
在本发明的一实施例中，所述多个第二开关器件的所述至少一者上流过的电流的方向与所述多个第二开关器件的所述其余者上流过的电流的方向相反。
在本发明的一实施例中，所述多个第二开关器件所述至少一者上流过的电流的电流值与所述多个第二开关器件所述其余者上流过的电流的电流值不相同。
在本发明的一实施例中，所述变换器为两电平变换器，所述两电平变换器包括所述第一开关组和所述第二开关组，所述第一开关组和所述第二开关组串联连接构成所述两电平变换器的桥臂。
在本发明的一实施例中，所述多个第二开关器件被配置为在所述多个第一开关器件关断后延迟一第二时间后开通，其中所述第二时间在所述第一时间之前且所述第一时间为所述第二时间的延续。
在本发明的一实施例中，所述变换器为中性点钳位变换器；所述中性点钳位变换器包括所述第一开关组、所述第二开关组、第三开关组、第四开关组、第五开关组和第六开关组；所述第一开关组、所述第三开关组、所述第四开关组和所述第五开关组依次串联连接，所述第二开关组的一端连接所述第一开关组与所述第三开关组的连接点，所述第二开关组的第二端连接所述第六开关组的第一端，所述第六开关组的第二端连接所述第四开关组与所述第五开关组的连接点。
在本发明的一实施例中，所述第一时间为自所述第三开关组被关断时刻起的一段时间。
在本发明的一实施例中，所述变换器还包括集中驱动模块，分别与所述多个第一开关器件耦接，用于驱动所述多个第一开关器件导通或关断。
为了实现上述目的，本发明另提供一种抑制变换器的环流干扰的方法，包括：
提供一变换器，其包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组与所述第二开关组相互连接；所述第一开关组包括多个第一开关器件，所述多个第一开关器件的第一端相互连接，所述多个第一开关器件的第二端相互连接；所述第二开关组包括多个第二开关器件，所述多个第二开关器件的第一端相互连接，所述多个第二开关器件的第二端相互连接；
配置所述多个第二开关器件在所述多个第一开关器件关断后的一第一时间内开通，使所述多个第二开关器件的每一者在所述第一时间内给电流提供通路，以减小所述多个第二开关器件的至少一者的第一端与所述多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差。
在本发明的另一实施例中，所述电位差为0。
在本发明的另一实施例中，所述第二开关器件包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联连接。
在本发明的另一实施例中，所述第一开关和所述第二开关其中一者为电子开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为半导体开关；或者所述第一开关和所述第二开关其中一者为半导体开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为二极管，其中所述半导体开关的第一端连接所述二极管的阴极，所述半导体开关的第二端连接所述二极管的阳极。
在本发明的另一实施例中，所述多个第二开关器件的所述至少一者上流过的电流的方向与所述多个第二开关器件的所述其余者上流过的电流的方向相反。
在本发明的另一实施例中，所述多个第二开关器件所述至少一者上流过的电流的电流值与所述多个第二开关器件所述其余者上流过的电流的电流值不相同。
在本发明的另一实施例中，所述变换器为两电平变换器，所述两电平变换器包括所述第一开关组和所述第二开关组，所述第一开关组和所述第二开关组串联连接构成所述两电平变换器的桥臂。
在本发明的另一实施例中，所述多个第二开关器件被配置为在所述多个第一开关器件关断后延迟一第二时间后开通，其中所述第二时间在所述第一时间之前且所述第一时间为所述第二时间的延续。
在本发明的另一实施例中，所述变换器为中性点钳位变换器；所述中性点钳位变换器包括所述第一开关组、所述第二开关组、第三开关组、第四开关组、第五开关组和第六开关组；所述第一开关组、所述第三开关组、所述第四开关组和所述第五开关组依次串联连接，所述第二开关组的一端连接所述第一开关组与所述第三开关组的连接点，所述第二开关组的第二端连接所述第六开关组的第一端，所述第六开关组的第二端连接所述第四开关组与所述第五开关组的连接点。
在本发明的另一实施例中，所述第一时间为自所述第三开关组被关断时刻起的一段时间。
在本发明的另一实施例中，所述变换器还包括集中驱动模块，分别与所述多个第一开关器件耦接，用于驱动所述多个第一开关器件导通或关断。
本发明通过在多个第一开关器件关断后的第一时间内开通多个第二开关器件，可使多个第二开关器件的每一者在第一时间内给电流提供通路，以减小多个第二开关器件的至少一者的第一端与多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差，例如使其电位基本保持一致，从而避免了干扰的发生。利用本发明可以抑制对其它器件电压采样电路的干扰、避免对其他器件绝缘水平的影响、抑制其它并联器件采用集中驱动(即并联器件只配置一组驱动模块)方式下驱动信号的干扰、解决系统EMI的问题等等。
本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1A为本发明的变换器的一较佳实施例的电路结构示意图；
图1B为图1A所示的电路结构的开关器件的驱动信号示意图；
图2为本发明的变换器采用集中驱动方式的应用实施例的电路结构示意图；
图3A为并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑在双脉冲实验条件下的开关逻辑示意图；
图3B为并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑在图3A所示的t1～t2时间的工作状态示意图；
图3C为并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑在图3A所示的t3～t4时间的工作状态示意图；
图3D为在图3A所示的t4时刻，开关器件Q5a、Q5b、Q5c通过反并联二极管续流的工作状态示意图；
图3E为在图3A所示的t4时刻下的实验波形示意图；
图3F为图3D中节点a、b之间电势差增大时，开关器件Q1a、Q1b的驱动电压受干扰的波形示意图；
图4A为采用本发明的并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑的开关逻辑示意图，其中在t4时刻后，开关组Q5延时第一时间关断；
图4B为采用本发明后的并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑的节点a、b之间电压基本保持一致，抑制驱动环流以及对开关器件Q1a、Q1b的驱动造成干扰的电路原理示意图；
图4C为采用本发明后的并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑在双脉冲实验条件下，在t4时刻后开关组Q5延时3微秒(μs)关断的实验波形示意图；
图4D为采用本发明后的并联的三电平有源中点钳位(ANPC)电路拓扑在双脉冲实验条件下，在t4时刻后开关组Q5延时10微秒(μs)关断的实验波形示意图；
图5为本发明应用于ANPC抑制环流干扰的电路拓扑结构示意图；
图6A为本发明应用于NPC(二极管钳位)电路拓扑的电路工作状态示意图，其中钳位二极管组D5处于续流状态；
图6B为本发明在NPC电路拓扑的钳位二极管上并联半导体开关的电路工作状态示意图，其中钳位二极管组D5处于续流状态；
图6C为本发明应用于NPC电路拓扑的开关逻辑示意图，其中在开关组Q2关断时刻开通半导体开关组S5；
图6D为本发明应用的NPC电路拓扑在开关组Q2关断时刻开通半导体开关S5a、S5b、……、S5n为电流提供双向通路的等效电路示意图；
图7A为本发明应用于并联型半桥电路的电路拓扑结构图；
图7B为本发明应用于并联型半桥电路的开关逻辑示意图，其中开关组Q22延时第一时间T1关断；
图7C为本发明应用的并联型半桥电路中开关器件Q22a、Q22b、……、Q22n延时关断为电流提供双向通道的等效电路示意图；
图8为本发明的抑制变换器的环流干扰的方法示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”以描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”侧的组件将会成为在“下”侧的组件。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
如图1A和图1B所示，本发明提供一种变换器100，其可包括第一开关组10和第二开关组20，所述第一开关组10与所述第二开关组20相互连接。所述第一开关组10包括有多个第一开关器件11，所述多个第一开关器件11的第一端相互连接，所述多个第一开关器件11的第二端相互连接。所述第二开关组20包括有多个第二开关器件21，所述多个第二开关器件21的第一端相互连接，所述多个第二开关器件21的第二端相互连接。例如，在图1A所示的实施例中，所述第一开关组10中的多个第一开关器件11可包括开关器件Q11a、Q11b、……、Q11c，这些开关器件Q11a、Q11b、……、Q11c是并联，其第一端例如可相互连接于节点N1，其第二端例如可分别连接至节点a、b、……、c且这些节点a、b、……、c相互连接。所述第二开关组20中的多个第一开关器件21可包括开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c，这些开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c是并联，其第一端例如可分别连接至节点a、b、……、c且这些节点a、b、……、c相互连接，其第二端例如可相互连接于节点N2。
如图1B所示，其中Q11对应的波形是所述第一开关组10中各个开关器件Q11a、Q11b、……、Q11c的波形，Q12对应的波形是所述第二开关组20中各个开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c的波形。结合参考图1A，在本发明中，所述多个第二开关器件21是被配置为在所述多个第一开关器件11关断后的一第一时间T1内开通，使所述多个第二开关器件21的每一者在所述第一时间T1内给流经第二开关器件21的电流例如续流电流提供通路，以减小所述多个第二开关器件21的至少一者的第一端与所述多个第二开关器件21的其余者的第一端之间的电位差，从而避免干扰的发生。较佳地，例如可使所述电位差为0，即可使节点a、b、……、c的电位保持一致。
在本发明中，所述多个第二开关器件21的至少一者上流过的电流的方向与其余者上流过的电流的方向相反，例如，在图1A所示的实施例中，开关器件Q12b上流过的电流的方向(向下)与其余开关器件Q12a、……、Q12c上流过的电流的方向(向上)相反。
在本发明中，所述多个第二开关器件21的至少一者上流过的电流的电流值与其余者上流过的电流的电流值不相同。当然，可以理解的是，在其它实施例中，所述多个第二开关器件21的至少一者上流过的电流的电流值与其余者上流过的电流的电流值也可相同，这并不作为对本发明的限制。
在本发明中，所述第二开关器件21可包括第一开关211和第二开关212，且所述第一开关211与所述第二开关212是并联连接。其中，所述第一开关211可为电子开关，所述第二开关212可为半导体开关；或者第一开关211可为半导体开关，所述第二开关212可为电子开关；或者，所述第一开关211可为半导体开关，所述第二开关212可为二极管；或者，所述第一开关211可为二极管，所述第二开关212可为半导体开关，其中半导体开关的第一端可连接二极管的阴极，半导体开关的第二端可连接二极管的阳极。例如，在图1A所示的实施例中，所述第二开关器件21例如可为一IGBT模块，其可包括IGBT和与IGBT反向并联的体二极管。在图1A所示的实施例中，所述第一开关器件11也可为一IGBT模块。
结合参考图1A和图1B所示，在本发明中，当所述第一开关组10关断后，所述第二开关组20可延时一预设时间Tdelay关断。当开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c在时刻t关断时，流过开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c的反并联二极管上的电流不均，使Q12a、Q12b、……、Q12c的反并联二极管上的电流过零点不一致，从而导致电流先过零点的反并联二极管对应的节点的电位与其他反并联二极管对应的节点的电位之间存在电位差，产生干扰，例如对其它器件电压采样电路的干扰、对其他器件绝缘水平的影响、对其它并联器件采用集中驱动方式下驱动信号的干扰以及系统EMI的问题等等。为了解决上述问题，将第二开关组20的关断时间延长预设时间Tdelay，即在时刻t之后在预设时间Tdelay内继续保持开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c开通，从而使各个开关器件Q12a、Q12b、……、Q12c可提供电流流通的双向通道，以抑制节点a、b、……、c之间产生电位差，避免干扰产生。这样还可以抑制对其它器件电压采样的干扰、避免对其他器件绝缘水平的影响、抑制其它并联器件采用集中驱动(即并联器件只配置一组驱动模块)方式下驱动信号的干扰、解决系统EMI的问题等等。
如图2所示，即示出了本发明的变换器采用集中驱动方式的应用实施例的电路结构200，其中变换器的结构例如采用如图1A所示的结构，其中其它并联器件，例如开关器件Q11a、Q11b、……、Q11c只配置一组驱动模块201。换言之，本发明的变换器还可包括集中驱动模块201，分别与所述多个第一开关器件(Q11a、Q11b、……、Q11c)耦接，用于驱动所述多个第一开关器件同时导通或同时关断，即采用集中驱动方式进行驱动。
针对并联器件采用集中驱动方式下，本发明对驱动信号干扰的抑制作用将进行详细说明。
实施例一：
如图3A～3C所示，对于三电平有源中点钳位(Active Neutral Point Clamped，ANPC)电路拓扑，在双脉冲实验条件下，其开关逻辑和电路工作状态如图3A、图3B、图3C所示。其中，为使电路简明，在本实施例的电路拓扑中，在图3B和图3C所示的电路结构中仅示出了其中一相的电路。本发明的三电平有源中点钳位，其例如可包括第一开关组Q1、第二开关组Q5、第三开关组Q2、第四开关组Q3、第五开关组Q4和第六开关组Q6，其中第一～第六开关组中各个开关组可包括n个开关器件(例如可为IGBT模块)，其中n可大于等于2。并且，所述第一开关组Q1、所述第三开关组Q2、所述第四开关组Q3和所述第五开关组Q4依次串联连接，所述第二开关组Q5的一端连接所述第一开关组Q1与所述第三开关组Q2的连接点，所述第二开关组Q5的第二端连接所述第六开关组Q6的第一端，所述第六开关组Q6的第二端连接所述第四开关组Q3与所述第五开关组Q4的连接点。实际上图中各个开关组所对应的开关器件的数量可以为2个以上，例如3个，4个，或5个。例如，图3B和图3C中的开关组Q1、Q5即可分别对应于图1A所示中的第一开关组10、第二开关组20，且开关组Q1、Q5之间具有相互连接的节点N25。图3B和图3C所示的开关组均由多个开关器件并联连接而成。在后文的描述中，开关组Q5所对应的IGBT模块，例如为如图3D所示的开关器件Q5a、Q5b、Q5c，其中这些开关器件Q5a、Q5b、Q5c的第一端分别连接于节点a、b、c，这些节点a、b、c相互连接，并对应连接至开关组Q1中的IGBT模块，其中开关组Q1由多个开关器件Q1a、Q1b、Q1c(图中未示出)并联连接而成。
结合图3A，如图3B所示，在t1～t2时间，此时电路工作状态为开关组Q1、Q2开通，开关组Q5关断。如图3C所示，在t3～t4时间，此时电路工作状态为开关组Q2、Q5开通，开关组Q1关断。
在t4时刻，开关组Q2、Q5关断，开关组Q5对应的开关器件Q5a、Q5b以及Q5c的反并联二极管续流，开关器件Q5a、Q5b、Q5c的反并联二极管上的电流的过零点不一致，导致电流先过零点的反并联二极管对应的节点的电位与其他反并联二极管对应的节点的电位之间存在电位差，从而对开关组Q1对应的开关器件Q1a、Q1b、Q1c的驱动信号产生干扰。此t4时刻下的实验波形(例如母线电压为1480V，其中母线电压为图3B和3C中P和N之间的电压，开关器件Q5a、Q5b、Q5c的单管电流910A)如图3E所示，从实验波形中可以发现，流过开关器件Q5a、Q5b的反并联二极管的电流不均。流过开关器件Q5b的反并联二极管的电流先过零后，节点a、b之间的电势差Eab增大，使得节点a、b与开关器件Q1a、Q1b的驱动之间构成环路，形成环路电流，导致开关器件Q1a、Q1b的驱动电压受到干扰，进而使开关组Q1误导通或者开关器件Q1a、Q1b的损坏。如图3F所示，其示出了开关器件Q1a、Q1b的驱动电压受干扰的波形，其具体表现例如为开关器件Q1a、Q1b的驱动电压(例如开关器件的门极电压)受干扰后驱动电压发生跳变，使开关器件Q1a的驱动电压超过门槛电压而导致开关器件Q1a误开通，开关器件Q1b的驱动电压超过负向门限而导致开关器件Q1b损坏。
但是，在采用本发明后，如图4A所示，在t4时刻，开关组Q2关断，使得电流减小，通过将开关组Q5延时一预设时间Tdelay关断，即可为流过开关组Q5的电流提供双向通道。如图4B所示，在开关器件Q2a、Q2b关断后，通过将开关器件Q5a、Q5b开通一预设时间Tdelay，例如在t4时刻后将开关器件Q5a、Q5b延时一预设时间Tdelay关断，可使节点a、b之间电压基本保持一致，从而抑制干扰信号的产生。
在采用本发明后，如图4C所示，其示出了在双脉冲实验条件(例如母线电压为1480V，开关器件Q5a、Q5b的单管电流910A)下，在t4时刻后开关器件Q5a、Q5b延时3微秒(μs)关断的实验波形，由图中可以看出，开关器件Q5a、Q5b延长导通3μs，节点a、b之间的电势差Eab降低40％(例如由图3E中的-11.5V变为图4C中的-7V)，开关器件Q1a、Q1b的驱动电压跳变降低50％。
如图4D所示，其示出了在双脉冲实验条件(例如母线电压为1480V，开关器件Q5a、Q5b的单管电流910A)下，在t4时刻后开关器件Q5a、Q5b延时10微秒(μs)关断的实验波形，由图中可以看出，开关器件Q5a、Q5b延长导通10μs，节点a、b之间的电势差Eab降低70％(例如由图3E中的-11.5V变为图4D中的-3.6V)，开关器件Q1a、Q1b的驱动电压跳变降低82％。
实施例二：
本发明的变换器可为中性点钳位变换器，其例如可包括第一开关组、第二开关组、第三开关组、第四开关组、第五开关组和第六开关组，其中第一～第六开关组中各个开关组可包括n个开关器件(例如可为IGBT模块)，其中n可大于等于2。并且，所述第一开关组、所述第三开关组、所述第四开关组和所述第五开关组依次串联连接，所述第二开关组的一端连接所述第一开关组与所述第三开关组的连接点，所述第二开关组的第二端连接所述第六开关组的第一端，所述第六开关组的第二端连接所述第四开关组与所述第五开关组的连接点。
例如，如图5所示，其示出了本发明的变换器为有源中点钳位(ANPC)电路拓扑的结构。在本实施例的电路拓扑中示出了三相电路。其中，第一相电路可包括第一开关组Q1U、第二开关组Q5U、第三开关组Q2U、第四开关组Q3U、第五开关组Q4U和第六开关组Q6U；第二相电路可包括第一开关组Q1V、第二开关组Q5V、第三开关组Q2V、第四开关组Q3V、第五开关组Q4V和第六开关组Q6V；第三相电路可包括第一开关组Q1W、第二开关组Q5W、第三开关组Q2W、第四开关组Q3W、第五开关组Q4W和第六开关组Q6W。每一相电路中开关组的连接关系与图3B相类似，故在此不再赘述。实际上图中各个开关组所对应的开关器件的数量可以为2个以上。
在本实施例中，在换流时刻，通过将所述第二开关组Q5U和所述第六开关组Q6V、Q6W延时关断，可为三相电路中的电流提供双向通道，如图5所示，从而抑制环流干扰。
实施例三：
如图6A～6D所示，本发明可应用于NPC(二极管钳位)电路拓扑中。其中，为使电路简明，在本实施例的电路拓扑中，在图6A和图6B所示的电路结构中仅示出了其中一相的电路，实际上图中各个开关组所对应的开关器件的数量n≥2。
其中，图6A示出了其中开关组为钳位二极管组D5，此时钳位二极管组处于续流状态的电路工作状态。本发明将图6A所示的NPC电路拓扑的钳位二极管组D5与半导体开关组S5并联连接，即钳位二极管组D5中的每一个钳位二极管上分别并联半导体开关，将钳位二极管组D6与半导体开关组S6并联连接，即钳位二极管组D6中的每一个钳位二极管上分别并联半导体开关，如图6B所示，其中还示出了钳位二极管组D5处于续流状态的电路工作状态。其中，在开关组Q2的关断时刻，可开通半导体开关组S5，例如开通第一时间T1，如图6C所示。如图6D所示，开通半导体开关组S5，例如半导体开关S5a、S5b、……、S5n，从而可为电流提供双向通路，进而可抑制节点a、b、……、n的电压跳变以及对开关组Q1造成的驱动信号干扰。在一些实施例中，上述的半导体开关可以是电子开关。
实施例四：
本发明的变换器例如可为两电平变换器，其可包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组和所述第二开关组串联连接构成所述两电平变换器的桥臂。并且，所述第一开关组可包括n个第一开关器件，所述第二开关组可包括n个第二开关器件，n≥2。如图7A所示，为使电路简明，在本实施例的电路拓扑中仅示出了其中一相的电路，该相电路包括第一开关组Q21和第二开关组Q22，开关组Q21、Q22串联连接形成该相电路的桥臂。实际上图中各个开关组所对应的开关器件的数量n可大于等于2，例如3。
如图7B所示，针对两电平拓扑，通过将开关组Q22延时关断一预设时间Tdelay，可为电流提供双向通道。如图7C所示，例如，通过延时关断开关组Q22，包括开关器件Q22a、Q22b、……、Q22n，可抑制节点a、b、……、n的电压跳变对上管(即开关器件Q21)造成驱动信号的干扰。
在本发明中，如图7B所示，这些第二开关器件可被配置为在第一开关器件关断后延迟一第二时间T2后开通，其中所述第二时间T2在第一时间T1之前且所述第一时间T1为所述第二时间T2的延续。
如图8所示，在本发明中，还提供一种抑制变换器的环流干扰的方法800，其包括：
步骤S801、提供一变换器，其包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组与所述第二开关组相互连接；所述第一开关组包括多个第一开关器件，所述多个第一开关器件的第一端相互连接，所述多个第一开关器件的第二端相互连接；所述第二开关组包括多个第二开关器件，所述多个第二开关器件的第一端相互连接，所述多个第二开关器件的第二端相互连接；
步骤S802、配置所述多个第二开关器件在所述多个第一开关器件关断后的一第一时间内开通，使所述多个第二开关器件的每一者在所述第一时间内给电流提供通路，以减小所述多个第二开关器件的至少一者的第一端与所述多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差。
本发明提出了一种可降低器件并联环流干扰的装置和方法，通过在多个第一开关器件关断后的第一时间内开通多个第二开关器件，可使多个第二开关器件的每一者在第一时间内给电流提供通路，以减小多个第二开关器件的至少一者的第一端与多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差，例如使其电位基本保持一致，从而避免了干扰的发生。利用本发明可以抑制对其它器件电压采样的干扰、避免对其他器件绝缘水平的影响、抑制其它并联器件采用集中驱动(即并联器件只配置一组驱动模块)方式下驱动信号的干扰、解决系统EMI的问题等等。
本发明可广泛适用于两电平、多电平拓扑(器件并联)等电路拓扑中，并提高了集中驱动方式在器件并联中的可靠性。本发明实现简单，没有增加额外的成本，且有助于提高系统电磁兼容性。
通过本发明，可降低汇流排结构复杂度，以及降低器件参数一致性要求，有利于降低成本。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (22)

1.一种变换器，其特征在于，包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组与所述第二开关组相互连接；所述第一开关组包括多个第一开关器件，所述多个第一开关器件的第一端相互连接，所述多个第一开关器件的第二端相互连接；所述第二开关组包括多个第二开关器件，所述多个第二开关器件的第一端相互连接，所述多个第二开关器件的第二端相互连接；其中，所述多个第二开关器件被配置为在所述多个第一开关器件关断后的一第一时间内开通，使所述多个第二开关器件的每一者在所述第一时间内给电流提供通路，以减小所述多个第二开关器件的至少一者的第一端与所述多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差。
2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述电位差为0。
3.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述第二开关器件包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联连接。
4.根据权利要求3所述的变换器，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关其中一者为电子开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为半导体开关；或者
所述第一开关和所述第二开关其中一者为半导体开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为二极管，其中所述半导体开关的第一端连接所述二极管的阴极，所述半导体开关的第二端连接所述二极管的阳极。
5.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述多个第二开关器件的所述至少一者上流过的电流的方向与所述多个第二开关器件的所述其余者上流过的电流的方向相反。
6.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述多个第二开关器件所述至少一者上流过的电流的电流值与所述多个第二开关器件所述其余者上流过的电流的电流值不相同。
7.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述变换器为两电平变换器，所述两电平变换器包括所述第一开关组和所述第二开关组，所述第一开关组和所述第二开关组串联连接构成所述两电平变换器的桥臂。
8.根据权利要求7所述的变换器，其特征在于，所述多个第二开关器件被配置为在所述多个第一开关器件关断后延迟一第二时间后开通，其中所述第二时间在所述第一时间之前且所述第一时间为所述第二时间的延续。
9.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述变换器为中性点钳位变换器；所述中性点钳位变换器包括所述第一开关组、所述第二开关组、第三开关组、第四开关组、第五开关组和第六开关组；所述第一开关组、所述第三开关组、所述第四开关组和所述第五开关组依次串联连接，所述第二开关组的一端连接所述第一开关组与所述第三开关组的连接点，所述第二开关组的第二端连接所述第六开关组的第一端，所述第六开关组的第二端连接所述第四开关组与所述第五开关组的连接点。
10.根据权利要求9所述的变换器，其特征在于，所述第一时间为自所述第三开关组被关断时刻起的一段时间。
11.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，还包括集中驱动模块，分别与所述多个第一开关器件耦接，用于驱动所述多个第一开关器件导通或关断。
12.一种抑制变换器的环流干扰的方法，其特征在于，包括：
提供一变换器，其包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组与所述第二开关组相互连接；所述第一开关组包括多个第一开关器件，所述多个第一开关器件的第一端相互连接，所述多个第一开关器件的第二端相互连接；所述第二开关组包括多个第二开关器件，所述多个第二开关器件的第一端相互连接，所述多个第二开关器件的第二端相互连接；
配置所述多个第二开关器件在所述多个第一开关器件关断后的一第一时间内开通，使所述多个第二开关器件的每一者在所述第一时间内给电流提供通路，以减小所述多个第二开关器件的至少一者的第一端与所述多个第二开关器件的其余者的第一端之间的电位差。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电位差为0。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二开关器件包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联连接。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关其中一者为电子开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为半导体开关；或者
所述第一开关和所述第二开关其中一者为半导体开关，所述第一开关和所述第二开关其中另一者为二极管，其中所述半导体开关的第一端连接所述二极管的阴极，所述半导体开关的第二端连接所述二极管的阳极。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个第二开关器件的所述至少一者上流过的电流的方向与所述多个第二开关器件的所述其余者上流过的电流的方向相反。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个第二开关器件所述至少一者上流过的电流的电流值与所述多个第二开关器件所述其余者上流过的电流的电流值不相同。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述变换器为两电平变换器，所述两电平变换器包括所述第一开关组和所述第二开关组，所述第一开关组和所述第二开关组串联连接构成所述两电平变换器的桥臂。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述多个第二开关器件被配置为在所述多个第一开关器件关断后延迟一第二时间后开通，其中所述第二时间在所述第一时间之前且所述第一时间为所述第二时间的延续。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述变换器为中性点钳位变换器；所述中性点钳位变换器包括所述第一开关组、所述第二开关组、第三开关组、第四开关组、第五开关组和第六开关组；所述第一开关组、所述第三开关组、所述第四开关组和所述第五开关组依次串联连接，所述第二开关组的一端连接所述第一开关组与所述第三开关组的连接点，所述第二开关组的第二端连接所述第六开关组的第一端，所述第六开关组的第二端连接所述第四开关组与所述第五开关组的连接点。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一时间为自所述第三开关组被关断时刻起的一段时间。
22.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述变换器还包括集中驱动模块，分别与所述多个第一开关器件耦接，用于驱动所述多个第一开关器件导通或关断。
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