CN112567624A

CN112567624A - 电力变换***

Info

Publication number: CN112567624A
Application number: CN201980052003.0A
Authority: CN
Inventors: 野中贵文; 村田信二; 伊泽文仁; 铃木规央
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2021-03-26
Also published as: JPWO2020045008A1; JP6964788B2; WO2020045008A1

Abstract

电力变换***(100)具备：多个电力变换装置(1、2)，分别设置有通过被施加栅极电压而成为导通状态的开关元件(11、21)，并且以能够向同一负载供给交流电力的方式相互并联连接；以及栅极电压调整电路(3)，通过生成使施加到多个开关元件(11、21)中的至少1个的栅极电压的电平变化的反馈信号，进行使从多个电力变换装置(1、2)的各个电力变换装置输出的平均电力均等的调整。

Description

电力变换***

技术领域

本发明涉及具备多个电力变换装置的电力变换***。

背景技术

已知通过多个电力变换装置的并行运转，相比于使单独的电力变换装置运转的情况能够增大电力容量的电力变换***。多个电力变换装置以能够向同一负载输出交流电流的方式相互并联连接。电力变换***通过将交流电流临时变换为直流电流，进而用各电力变换装置将直流电流变换为交流电流，使交流电压的频率或者交流电压的电平变化。

在使多个电力变换装置并行运转的情况下，在每个电力变换装置的输出电压中产生差，从而多个电力变换装置中的任意电力变换装置的负载比其他电力变换装置的负载更高。另外，由于各电力变换装置的输出电压的差，有时产生作为在电力变换装置之间的环电路循环的电流的循环电流。循环电流还被称为横电流。横电流不对作为负载的装置的驱动作出贡献，所以电力变换***由于横电流的发生而电力变换的效率降低。

在专利文献1中，公开了能够实现各电力变换装置中的栅极信号的同步的电力变换***。栅极信号被输入到设置于各电力变换装置的开关元件的栅极。根据专利文献1，各电力变换装置通过与控制装置之间的通信，接收电压指令和用于栅极信号的同步的同步信号，生成栅极信号。电力变换***通过各电力变换装置中的栅极信号的同步，能够抑制通过各电力变换装置输出交流电流的定时的偏移，降低输出电压的差。电力变换***通过降低输出电压的差，能够使由各电力变换装置供给的平均电力均等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-228548号公报

发明内容

在上述专利文献1的以往的电力变换***中，除了具备与依照来自控制装置的栅极信号单独地运转的既存的电力变换装置同样的结构以外，还追加有用于同步信号的发送接收的通信功能和用于栅极信号的同步的处理功能。以往的电力变换***由于追加用于实现上述功能的结构，而需要从具备既存的电力变换装置的情况的结构大幅变更，存在结构变得复杂这样的问题。

本发明是鉴于上述完成的，其目的在于得到通过简易的结构，能够以使从各电力变换装置输出的平均电力变得均等的方式控制多个电力变换装置的电力变换***。

为了解决上述课题并达成目的，本发明所涉及的电力变换***具备：多个电力变换装置，分别设置有通过被施加栅极电压而成为导通状态的开关元件，并且以能够向同一负载供给交流电力的方式相互并联连接；以及栅极电压调整电路，通过生成使施加到多个开关元件中的至少1个的栅极电压的电平变化的反馈信号，进行使从多个电力变换装置的各个电力变换装置输出的平均电力均等的调整。

本发明的电力变换***通过简易的结构，起到能够以使从各电力变换装置输出的平均电力变得均等的方式控制多个电力变换装置这样的效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的电力变换***的图。

图2是示出由图1所示的电力变换***具有的控制装置生成的栅极信号的波形和由电力变换装置输出的输出电压的波形的图。

图3是示出图1所示的控制装置的功能通过专用的硬件实现的情况下的硬件结构的图。

图4是示出图1所示的控制装置的功能通过执行储存于存储器的程序的处理器实现的情况下的硬件结构的图。

图5是示出图1所示的电力变换***具有的开关元件中的集电极电流和集电极发射极间电压的关系的例子的图。

图6是示出本发明的实施方式2所涉及的栅极电压调整电路的图。

图7是示出本发明的实施方式3所涉及的电力变换***的图。

图8是示出图7所示的电力变换***具有的栅极电压调整电路的结构例的图。

图9是示出本发明的实施方式4所涉及的电力变换***的图。

(符号说明)

1、2：电力变换装置；3、33：栅极电压调整电路；4：控制装置；5：整流元件；6：商用电源；7：马达；8a、8b：P端子；8c：正端子；9a、9b：N端子；9c：负端子；10、10a、10b、10c、10d、17、20、20a、20b、20c、20d、27：栅极电压电路；11、11a、11b、11c、11d、21、21a、21b、21c、21d：开关元件；12、12a、12b、12c、12d、22、22a、22b、22c、22d：栅极驱动电路；13A、13B、23A、23B：电流传感器；14A、14B、24A、24B：连接点；15A、15B、25A、25B：输出线；16A、16B、26A、26B：电流检测电阻；31、32、34、35：比较器；36、37：运算电路；40：处理电路；41：处理器；42：存储器；100、101、102：电力变换***。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施方式所涉及的电力变换***。此外，本发明不限于该实施方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的电力变换***100的图。电力变换***100具备作为多个电力变换装置的电力变换装置1、2、调整栅极电压的栅极电压调整电路3、控制电力变换装置1、2的控制装置4、以及整流元件5。

电力变换***100将来自商用电源6的交流电流通过整流元件5临时变换为直流电流，进而通过各电力变换装置1、2将直流电流变换为交流电流。电力变换***100向作为负载装置的马达7供给变换后的交流电流。电力变换装置1、2以能够向作为同一负载的马达7供给交流电流的方式相互并联连接。设置于电力变换***100的电力变换装置不限于2个。电力变换***100也可以具备相互并联连接的3个以上的电力变换装置。

控制装置4生成作为用于以使电力变换***100的输出电压成为目标值的方式控制电力变换装置1、2的输出电压的共同的栅极信号的栅极信号G1、G2。控制装置4将生成的栅极信号G1送到电力变换装置1，并且将生成的栅极信号G2送到电力变换装置2。栅极信号G1、G2是脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation：PWM)信号。由于栅极信号G1、G2的脉冲宽度变化，施加到马达7的电流的电流值变化。具体而言，脉冲宽度越小，电流值变得越小，脉冲宽度越大，电流值变得越大。

整流元件5是二极管桥这样的半导体整流元件。整流元件5的正端子8c与电力变换装置1的P端子8a和电力变换装置2的P端子8b连接。整流元件5的负端子9c与电力变换装置1的N端子9a和电力变换装置2的N端子9b连接。整流元件5将来自商用电源6的交流电流变换为直流电流，向电力变换装置1和电力变换装置2供给直流电流。

电力变换装置1具有生成栅极电压的栅极电压电路10a、10b、10c、10d、开关元件11a、11b、11c、11d以及驱动开关元件11a、11b、11c、11d的栅极驱动电路12a、12b、12c、12d。栅极驱动电路12a、12b、12c、12d通过将由栅极电压电路10a、10b、10c、10d生成的栅极电压施加到开关元件11a、11b、11c、11d，驱动开关元件11a、11b、11c、11d。开关元件11a、11b、11c、11d通过被施加栅极电压而成为导通状态。此外，栅极电压电路10是指，不区分栅极电压电路10a、10b、10c、10d的各个栅极电压电路而总称。开关元件11是指，不区分开关元件11a、11b、11c、11d的各个开关元件而总称。栅极驱动电路12是指，不区分栅极驱动电路12a、12b、12c、12d的各个栅极驱动电路而总称。开关元件11是作为半导体元件的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)。开关元件11也可以是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或者晶体管。

栅极电压电路10a将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路12a。栅极电压电路10b将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路12b。栅极电压电路10c将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路12c。栅极电压电路10d将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路12d。各栅极电压电路10a、10b、10c、10d能够依照来自栅极电压调整电路3的反馈信号FB1，使栅极电压的电平的高低变化。

栅极驱动电路12在栅极信号G1的脉冲是导通的期间，输出栅极电压，在栅极信号G1的脉冲是截止的期间，停止栅极电压的输出。栅极驱动电路12依照栅极信号G1，切换栅极电压的输出和输出停止。栅极驱动电路12a向开关元件11a的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路12b向开关元件11b的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路12c向开关元件11c的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路12d向开关元件11d的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路12起到切换输出栅极电压的闭合状态和停止栅极电压的输出的打开状态的开关的功能。

开关元件11通过栅极电压的施加成为在集电极与发射极之间流过电流的导通状态，通过停止栅极电压的施加成为在集电极与发射极之间不流过电流的截止状态。

开关元件11a的集电极端子和开关元件11c的集电极端子与P端子8a连接。开关元件11b的发射极端子和开关元件11d的发射极端子与N端子9a连接。开关元件11a和开关元件11b在P端子8a与N端子9a之间串联地连接。开关元件11c和开关元件11d在P端子8a与N端子9a之间串联地连接。

开关元件11a的发射极端子和开关元件11b的集电极端子的连接点14A经由输出线15A与马达7连接。电流传感器13A检测在输出线15A流过的电流。开关元件11c的发射极端子和开关元件11d的集电极端子的连接点14B经由输出线15B与马达7连接。电流传感器13B检测在输出线15B流过的电流。电力变换装置1将作为连接点14A的电压L1A和连接点14B的电压L1B的差的输出电压施加给马达7。

与P端子8a连接的开关元件11a、11c是设置于电力变换装置1的开关元件11中的作为正侧的P侧的开关元件。与N端子9a连接的开关元件11b、11d是设置于电力变换装置1的开关元件11中的作为负侧的N侧的开关元件。电力变换装置1的结构被分成P侧的构成要素和N侧的构成要素。栅极电压电路10a、10c、开关元件11a、11c以及栅极驱动电路12a、12c是P侧的构成要素。栅极电压电路10b、10d、开关元件11b、11d以及栅极驱动电路12b、12d是N侧的构成要素。P侧是指P端子8a与N端子9a之间的电路中的比连接点14A、14B靠P端子8a侧的部分。N侧是指P端子8a与N端子9a之间的电路中的比连接点14A、14B靠N端子9a侧的部分。

另外，电力变换装置1的结构被分成P端子8a与N端子9a之间的电路中的作为施加电压L1A侧的第1相侧的构成要素、和P端子8a与N端子9a之间的电路中的作为施加电压L1B侧的第2相侧的构成要素。栅极电压电路10a、10b、开关元件11a、11b以及栅极驱动电路12a、12b是第1相侧的构成要素。栅极电压电路10c、10d、开关元件11c、11d以及栅极驱动电路12c、12d是第2相侧的构成要素。

电力变换装置2具备与电力变换装置1同样的结构。电力变换装置2具有生成栅极电压的栅极电压电路20a、20b、20c、20d、开关元件21a、21b、21c、21d以及驱动开关元件21a、21b、21c、21d的栅极驱动电路22a、22b、22c、22d。栅极驱动电路22a、22b、22c、22d通过将由栅极电压电路20a、20b、20c、20d生成的栅极电压施加给开关元件21a、21b、21c、21d，驱动开关元件21a、21b、21c、21d。开关元件21a、21b、21c、21d通过被施加栅极电压而成为导通状态。此外，栅极电压电路20是指，不区分栅极电压电路20a、20b、20c、20d的各个栅极电压电路而总称。开关元件21是指，不区分开关元件21a、21b、21c、21d的各个开关元件而总称。栅极驱动电路22是指，不区分栅极驱动电路22a、22b、22c、22d的各个栅极驱动电路而总称。开关元件21是作为半导体元件的IGBT。开关元件21也可以是MOSFET或者晶体管。

栅极电压电路20a将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路22a。栅极电压电路20b将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路22b。栅极电压电路20c将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路22c。栅极电压电路20d将生成的栅极电压输出给栅极驱动电路22d。各栅极电压电路20a、20b、20c、20d能够依照来自栅极电压调整电路3的反馈信号FB2，使栅极电压的电平的高低变化。

栅极驱动电路22在栅极信号G2的脉冲是导通的期间，输出栅极电压，在栅极信号G2的脉冲是截止的期间，停止栅极电压的输出。栅极驱动电路22依照栅极信号G2，切换栅极电压的输出和输出停止。栅极驱动电路22a向开关元件21a的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路22b向开关元件21b的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路22c向开关元件21c的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路22d向开关元件21d的栅电极输出栅极电压。栅极驱动电路22起到切换输出栅极电压的闭合状态和停止栅极电压的输出的打开状态的开关的功能。

开关元件21通过栅极电压的施加成为在集电极与发射极之间流过电流的导通状态，通过停止栅极电压的施加成为在集电极与发射极之间不流过电流的截止状态。

开关元件21a的集电极端子和开关元件21c的集电极端子与P端子8b连接。开关元件21b的发射极端子和开关元件21d的发射极端子与N端子9b连接。开关元件21a和开关元件21b在P端子8b与N端子9b之间串联地连接。开关元件21c和开关元件21d在P端子8b与N端子9b之间串联地连接。

开关元件21a的发射极端子和开关元件21b的集电极端子的连接点24A经由输出线25A与马达7连接。电流传感器23A检测在输出线25A流过的电流。开关元件21c的发射极端子和开关元件21d的集电极端子的连接点24B经由输出线25B与马达7连接。电流传感器23B检测在输出线25B流过的电流。电力变换装置2将作为连接点24A的电压L2A和连接点24B的电压L2B的差的输出电压施加给马达7。

与P端子8b连接的开关元件21a、21c是设置于电力变换装置2的开关元件21中的作为正侧的P侧的开关元件。与N端子9b连接的开关元件21b、21d是设置于电力变换装置2的开关元件21中的作为负侧的N侧的开关元件。电力变换装置2的结构被分成P侧的构成要素和N侧的构成要素。栅极电压电路20a、20c、开关元件21a、21c以及栅极驱动电路22a、22c是P侧的构成要素。栅极电压电路20b、20d、开关元件21b、21d以及栅极驱动电路22b、22d是N侧的构成要素。P侧是指P端子8b与N端子9b之间的电路中的比连接点24A、24B靠P端子8b侧的部分。N侧是指P端子8b与N端子9b之间的电路中的比连接点24A、24B靠N端子9b侧的部分。

另外，电力变换装置2的结构被分成P端子8b与N端子9b之间的电路中的作为施加电压L2A侧的第1相侧的构成要素、和P端子8b与N端子9b之间的电路中的作为施加电压L2B侧的第2相侧的构成要素。栅极电压电路20a、20b、开关元件21a、21b以及栅极驱动电路22a、22b是第1相侧的构成要素。栅极电压电路20c、20d、开关元件21c、21d以及栅极驱动电路22c、22d是第2相侧的构成要素。

栅极电压调整电路3通过生成使施加到电力变换装置1、2具有的开关元件11、21中的至少1个的栅极电压的电平变化的反馈信号FB1、FB2，进行使得电力变换装置1、2的输出电压成为由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电力的目标值的调整。

栅极电压调整电路3通过进行使各电力变换装置1、2的输出电压分别与目标值一致的调整，进行使从各电力变换装置1、2输出的平均电力均等的调整。平均电力是指，单位时间、例如每1秒钟的电力、且对电力电压的实效值和电流的实效值进行乘法而得到的电力。从各电力变换装置1、2输出的平均电力均等不限于从各电力变换装置1、2输出的平均电力相同的情况、即供给到马达7的电力中的各50％由各电力变换装置1、2负担的情况。即使在从各电力变换装置1、2输出的平均电力不同的情况下，在由电力变换装置1、2的各个电力变换装置负担的电力是供给到马达7的电力中的40％至60％的范围内的情况下，视为从各电力变换装置1、2输出的平均电力均等。

电流传感器13A测定在输出线15A流过的电流，将表示测定结果的电信号输出给控制装置4。电流传感器13B测定在输出线15B流过的电流，将表示测定结果的电信号输出给控制装置4。此外，在图1中，关于从电流传感器13A、13B向控制装置4输出电信号，图示省略。控制装置4根据电流传感器13A、13B中的测定结果，生成以使由电力变换装置1输出的输出电压成为目标值的方式调整脉冲宽度的栅极信号G1。控制装置4将生成的栅极信号G1送到栅极驱动电路12。另外，控制装置4将作为与栅极信号G1相同的栅极信号的栅极信号G2送到栅极驱动电路22。也可以在控制装置4设置通过使输出到电力变换装置1的栅极信号G1分支而能够向电力变换装置2输出栅极信号G2的连接器。通过向电力变换装置2输入作为与栅极信号G1相同的栅极信号的栅极信号G2，由电力变换装置2输出的输出电压的目标值成为与由电力变换装置1输出的输出电压的目标值相同的值。

图2是示出由图1所示的电力变换***100具有的控制装置4生成的栅极信号G1的波形和由电力变换装置1、2输出的输出电压的波形的图。作为栅极信号G1、G2的PWM信号是通过脉冲宽度的变化表示信号电平的矩形波。通过利用马达7的电感器分量对与上述PMW信号对应的电压进行平滑化，得到作为平滑的正弦波的输出电压。此外，图2所示的栅极信号G1的波形是示意性地示出的波形，包含于输出电压的周期的栅极信号G1的脉冲数任意。栅极信号G2的波形与栅极信号G1的波形相同。

在将栅极信号G1输入给电力变换装置1时，在栅极信号G1的脉冲是导通的期间，栅极驱动电路12输出栅极电压，在栅极信号G1的脉冲是截止的期间，栅极驱动电路12停止栅极电压的输出。在期间T1，P侧并且第1相侧的开关元件11a和N侧并且第2相侧的开关元件11d进行切换基于栅极电压的施加的导通状态和基于栅极电压的施加停止的截止状态的开关。另外，在期间T1，P侧并且第2相侧的开关元件11c和N侧并且第1相侧的开关元件11b停止开关。

在期间T1，在开关元件11a是导通状态时，从整流元件5供给的电流在开关元件11a的集电极与发射极之间流过。由此，对输出线15A施加P端子8a的电压，在马达7中流过电流。另外，在开关元件11d是导通状态时，从马达7流出的电流在开关元件11d的集电极与发射极之间流过。由此，对输出线15B施加N端子9a的电压，在马达7中流过电流。对马达7施加作为输出线15A的电压L1A和输出线15B的电压L2A的差的输出电压。这样，在期间T1，电力变换装置1通过开关元件11a和开关元件11d成为导通状态，对马达7施加输出电压。在期间T1，通过对马达7的两端施加输出电压，在马达7中流过电流。

在期间T1的接下来的期间T2，开关元件11b和开关元件11c进行开关，开关元件11a和开关元件11d停止开关。在期间T2，在开关元件11c是导通状态时，从整流元件5供给的电流在开关元件11c的集电极与发射极之间流过。由此，对输出线15B施加P端子8a的电压，在马达7中流过电流。另外，在开关元件11b是导通状态时，从马达7流出的电流在开关元件11b的集电极与发射极之间流过。由此，对输出线15A施加N端子9a的电压，在马达7中流过电流。对马达7施加作为输出线15A的电压L1A和输出线15B的电压L2A的差的输出电压。这样，在期间T2，电力变换装置1通过开关元件11b和开关元件11c成为导通状态，对马达7施加输出电压。在期间T2，也通过对马达7的两端施加输出电压，在马达7中流过电流。

在马达7的两端，电压L1A以及电压L2A的正负在期间T1和期间T2中相互相逆。与PMW信号对应的电压通过马达7的电感器分量平滑化。由此，电力变换装置1将作为正弦波的输出电压施加给马达7。控制装置4在期间T2以后，也交替反复进行开关元件11a、11d的开关的期间和进行开关元件11b、11c的开关的期间，控制电力变换装置1。

控制装置4与电力变换装置1同样地，控制电力变换装置2。在开关元件21a是导通状态时，对输出线25A施加P端子8b的电压。在开关元件21d是导通状态时，对输出线25B施加N端子9b的电压。另外，在开关元件21c是导通状态时，对输出线25B施加P端子8b的电压。在开关元件21b是导通状态时，对输出线25A施加N端子9b的电压。控制装置4交替反复进行开关元件21a、21d的开关的期间和进行开关元件21b、21c的开关的期间。对马达7施加作为输出线25A的电压L2A和输出线25B的电压L2B的差的输出电压。电力变换装置2与电力变换装置1同样地，将作为正弦波的输出电压施加给马达7。通过电力变换装置2对马达7的两端施加输出电压，在马达7中流过电流。

控制装置4的功能通过处理电路实现。处理电路是搭载于控制装置4的专用的硬件。处理电路也可以是执行储存于存储器的程序的处理器。

图3是示出图1所示的控制装置4的功能通过专用的硬件实现的情况下的硬件结构的图。作为专用的硬件的处理电路40是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者它们的组合。

图4是示出图1所示的控制装置4的功能通过执行储存于存储器42的程序的处理器41实现的情况下的硬件结构的图。处理器41以及存储器42可相互通信地连接。处理器41是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、处理装置、运算装置、微型处理器、微型计算机或者DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。控制装置4的功能通过处理器41以及软件、固件或者软件和固件的组合实现。软件或者固件被记述为程序，储存到存储器42。存储器42是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪速存储器、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，电可擦可编程只读存储器)等非易失性或者易失性的半导体存储器等内置存储器。

也可以控制装置4的功能的一部分通过专用的硬件实现，控制装置4的功能的其他部分通过软件或者固件实现。这样，控制装置4的功能能够通过硬件、软件、固件或者它们的组合实现。

在电力变换装置1的输出电压和电力变换装置2的输出电压中产生差的情况下，成为电力变换装置1、2中的输出电压高的一方比另一方向马达7供给更多的电流的状态。在以下的说明中，有时将上述状态称为负载失衡。由于负载失衡的发生，电力变换装置1、2中的某一个成为高负载。在电力变换装置1比电力变换装置2成为高负载的情况下，在由电力变换装置1输出的电力达到可供给的界限的电力的情况下，电力变换装置1无法供给超过上述电力的电力。在电力变换装置1中产生这样的电力限制的情况下，电力变换装置2通过与电力变换装置1相同的栅极信号控制，所以无法供给比在电力变换装置1中产生电力限制时供给的电力高的电力。

另外，由于在电力变换装置1的输出电压和电力变换装置2的输出电压中产生差，可能在电力变换装置1与电力变换装置2之间发生横电流。在电力变换装置1比电力变换装置2成为高负载的情况下，横电流从电力变换装置1流向电力变换装置2。举例来说，在电力变换装置1和电力变换装置2的输出都是10kW的情况下，将功率因数假设为100％，在电力变换***100中，如果在电力变换装置1、2的输出电压中未产生差，则能够向马达7供给20kW的电力。在产生4kW的横电流的情况下，能够供给到马达7的20kW的电力中的4kW在电力变换装置1、2之间消耗，供给到马达7的电力降低到16kW。这样，电力变换***100由于横电流的发生而电力变换的效率降低。

电力变换装置1的输出电压和电力变换装置2的输出电压的差可能由于开关元件11、21中的集电极发射极间饱和电压的差而产生。集电极发射极间饱和电压是开关元件11、21饱和的状态下的集电极与发射极之间的电压。电力变换装置1的输出电压和电力变换装置2的输出电压的差除了集电极发射极间饱和电压的差以外，还可能由于栅极驱动电路12、22的电压下降的差、栅极信号G1、G2的脉冲宽度的误差或者栅极电压的误差这样的主要原因而产生。

实施方式1的电力变换***100通过利用图1所示的栅极电压调整电路3，使施加到电力变换装置1、2中的至少1个的栅极电压的电平变化，进行使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。举例来说，在电力变换***100中，在将可通过电力变换装置1、2供给的电力的合计设为100％的情况下，电力变换装置1、2的各个电力变换装置负担50％的电力供给设为目标。在电力变换***100中，能够以使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置供给的电力供给的负担收敛于40％至60％程度的范围的方式，使电力供给的负担均匀。这样，电力变换***100能够以使从多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的平均电力变得均等的方式，控制多个电力变换装置1、2，驱动负载装置。

图5是示出图1所示的电力变换***100具有的开关元件11、21中的集电极电流和集电极发射极间电压的关系的例子的图。图5所示的图表的纵轴表示作为集电极电流的I_C。图表的横轴表示作为集电极发射极间电压的V_CE。在图5中，示出表示作为栅极电压的V_GE是8V、10V、12V、15V以及20V的情况下的I_C和V_CE的各关系的图表。

根据图5所示的图表，在开关元件11、21中，有随着V_GE变低，V_CE变高，并且随着V_GE变高，V_CE变低的特性。另外，在开关元件11、21中，有随着V_GE变低，I_C变低，并且随着V_GE变高，I_C变高的特性。栅极电压调整电路3利用上述特性，使开关元件11、21的栅极电压的电平变化，从而调整开关元件11、21的输出电压。

通常，电流传感器13A、13B、23A、23B测定电流的瞬时值，但在实施方式1中，为方便起见，说明为电流传感器13A、13B、23A、23B输出电流的实效值。在电流传感器13A、13B、23A、23B输出实效值作为测定结果的情况下，在电流传感器13A、13B、23A、23B设置用于从瞬时值变换为实效值的电路或者用于根据瞬时值计算实效值的运算单元。这样的电路以及运算单元也可以设置于栅极电压调整电路3或者控制装置4。实施方式1的电力变换***100以使得由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的平均电力变得均等的控制为目的。因此，进行使得电流的瞬时值一致的控制和进行使得电流的实效值一致的控制在结果上具有相同的意思。

电流传感器13A测定在输出线15A流过的输出电流的实效值。电流传感器13B测定在输出线15B流过的输出电流的实效值。由此，电流传感器13A、13B测定从电力变换装置1输出的输出电流I1的实效值，将表示测定结果的电信号输出给栅极电压调整电路3。

电流传感器23A测定在输出线25A流过的输出电流的实效值。电流传感器23B测定在输出线25B流过的输出电流的实效值。由此，电流传感器23A、23B测定从电力变换装置2输出的输出电流I2的实效值，将表示测定结果的电信号输出给栅极电压调整电路3。

栅极电压调整电路3求出输出电流I1的实效值和输出电流I2的实效值的差。栅极电压调整电路3根据求出的差，生成电力变换装置1的反馈信号FB1和电力变换装置2的反馈信号FB2。栅极电压调整电路3向电力变换装置1输出反馈信号FB1，向电力变换装置2输出反馈信号FB2。栅极电压调整电路3根据比较来自多个电力变换装置1、2的输出电流I1、I2而得到的结果，生成使栅极信号G1、G2的电平变化的反馈信号FB1、FB2，从而进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。由此，栅极电压调整电路3进行使从多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的平均电压均等的调整。此外，使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整是指，不仅包括使得电力变换装置1、2的每一个的输出电压的电压值变得相同的调整，而且还包括使得电力变换装置1、2的每一个的输出电压的电压值相互接近的调整。

在输出电流I1的实效值高于输出电流I2的实效值的情况下，电力变换装置1的输出电压高于电力变换装置2的输出电压。在该情况下，栅极电压调整电路3生成用于降低栅极电压电路10的栅极电压的电平的反馈信号FB1。栅极电压调整电路3将生成的反馈信号FB1输出给电力变换装置1的各栅极电压电路10。栅极电压电路10将栅极电压的电平降低与反馈信号FB1对应的电平的量。根据图5所示的关系，开关元件11通过栅极电压的电平降低，集电极电流减少。由于集电极电流的减少，由开关元件11输出的输出电压减少。由此，栅极电压调整电路3进行使电力变换装置1的输出电压的电平降低的调整。

或者，在输出电流I1的实效值高于输出电流I2的实效值的情况下，栅极电压调整电路3生成用于提高栅极电压电路20的栅极电压的电平的反馈信号FB2。由此，栅极电压调整电路3进行提高电力变换装置2的输出电压的电平的调整。

在输出电流I1的实效值低于输出电流I2的实效值的情况下，栅极电压调整电路3生成用于提高栅极电压电路10的栅极电压的电平的反馈信号FB1或者用于降低栅极电压电路20的栅极电压的电平的反馈信号FB2。这样，栅极电压调整电路3通过使电力变换装置1的栅极电压或者电力变换装置2的栅极电压变化，使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压的差降低。栅极电压调整电路3通过反复与比较输出电流I1的实效值和输出电流I2的实效值而得到的结果对应的栅极电压的变化，使电力变换装置1、2的输出电压的电平的差收敛。

栅极电压电路10a、10b、10c、10d的各个栅极电压电路根据反馈信号FB1，调整栅极电压。栅极电压电路20a、20b、20c、20d的各个栅极电压电路根据反馈信号FB2，调整栅极电压。由此，栅极电压调整电路3通过进行使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整，进行使从电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的平均电压均等的调整。

此外，栅极电压调整电路3在输出电流I1的实效值高于输出电流I2的实效值的情况或者输出电流I1的实效值低于输出电流I2的实效值的情况下，也可以生成使栅极电压电路10的栅极电压的电平变化的反馈信号FB1和使栅极电压电路20的栅极电压的电平变化的反馈信号FB2这双方。在该情况下，栅极电压调整电路3通过使电力变换装置1的输出电压和电力变换装置2的输出电压变化，使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压的差降低。由此，栅极电压调整电路3能够进行使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。

电力变换***100通过进行使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整，能够降低横电流的发生。电力变换***100通过降低横电流的发生，能够高效地进行电力变换。电力变换***100能够使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置供给的电力供给的负担均匀，所以能够降低电力变换装置1、2的一方成为过负载的事态。由此，电力变换***100能够抑制经年劣化集中到电力变换装置1、2中的一方。

电力变换***100除了具备栅极电压调整电路3，并且能够通过反馈信号FB1、FB2在栅极电压电路10、20中变更栅极电压的电平以外，能够留用与具备通过来自控制装置4的栅极信号单独地运转的既存的电力变换装置的情况同样的结构。无需对控制装置4的软件结构，实施用于调整电力变换装置1、2的每一个的输出电压的结构的追加或者变更。控制装置4除了能够向多个电力变换装置1、2输出栅极信号G1、G2以外，能够设为与控制既存的电力变换装置的情况同样的结构。电力变换装置1、2除了能够变更栅极电压的电平以外，能够设为与既存的电力变换装置同样的结构。这样，电力变换***100能够减少向既存的结构的追加和从既存的结构变更。电力变换***100通过减少向既存的结构的追加和从既存的结构变更，能够设为简易的结构，能够降低制造成本。

根据实施方式1，电力变换***100通过具备通过使栅极电压的电平变化而进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整的栅极电压调整电路3，能够通过简易的结构降低各电力变换装置1、2的输出电压的差。电力变换***100通过降低各电力变换装置1、2的输出电压的差，关于从各电力变换装置1、2流向负载装置的输出电流，也以使输出电流的值相互接近的方式调整，所以能够使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等。由此，电力变换***100通过简易的结构，起到能够以使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等的方式控制多个电力变换装置1、2这样的效果。

栅极电压调整电路3能够进行通过使施加到多个电力变换装置1、2中的至少1个的栅极电压的电平变化而使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整即可，能够设为任意的结构。在实施方式2中，说明栅极电压调整电路3的结构例。

实施方式2.

图6是示出本发明的实施方式2所涉及的的栅极电压调整电路3的图。对栅极电压调整电路3输入表示来自电力变换装置1的输出电流I1的实效值的电信号和表示来自电力变换装置2的输出电流I2的实效值的电信号。栅极电压调整电路3具有比较器31、32。

表示输出电流I1的实效值的电信号输入到比较器31的反转输入端子和比较器32的非反转输入端子。表示输出电流I2的实效值的电信号输入到比较器31的非反转输入端子和比较器32的反转输入端子。比较器31根据输出电流I1的实效值和输出电流I2的实效值的差，生成反馈信号FB1。比较器32根据输出电流I1的实效值和输出电流I2的实效值的差，生成反馈信号FB2。

栅极电压调整电路3向电力变换装置1输出反馈信号FB1，向电力变换装置2输出反馈信号FB2。由此，栅极电压调整电路3能够根据比较输出电流I1、I2的实效值而得到的结果，进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。

根据实施方式2，电力变换***100通过使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整，关于从各电力变换装置1、2流向负载装置的输出电流，也以使输出电流的值相互接近的方式调整，所以能够使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等。由此，电力变换***100通过简易的结构，起到能够以使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等的方式控制多个电力变换装置1、2这样的效果。

实施方式3.

图7是示出本发明的实施方式3的电力变换***101的图。电力变换***101的栅极电压调整电路33根据比较来自多个电力变换装置1、2的输出电压V1、V2而得到的结果，进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。在实施方式3中，对与上述实施方式1以及2相同的构成要素附加同一符号，主要说明与实施方式1以及2不同的结构。

电力变换装置1具有电流检测电阻16A、16B。电流检测电阻16A与输出线15A连接。电流检测电阻16B与输出线15B连接。电力变换装置2具有电流检测电阻26A、26B。电流检测电阻26A与输出线25A连接。电流检测电阻26B与输出线25B连接。

通过在电流检测电阻16A中流过电流，在电流检测电阻16A的两端发生电压下降。通过在电流检测电阻16B中流过电流，在电流检测电阻16B的两端发生电压下降。控制装置4根据在电流检测电阻16A、16B中发生的电压下降和电流检测电阻16A、16B的电阻值，测定在输出线15A、15B中流过的电流。控制装置4根据电流的测定结果，生成以使由电力变换装置1输出的输出电压成为目标值的方式调整脉冲宽度的栅极信号G1。控制装置4将生成的栅极信号G1送到栅极驱动电路12。另外，控制装置4将作为与栅极信号G1相同的栅极信号的栅极信号G2送到栅极驱动电路22。

电流检测电阻16A、16B的两端与栅极电压调整电路33连接。栅极电压调整电路33根据在电流检测电阻16A、16B中发生的电压下降，检测电力变换装置1的输出电压V1。另外，电流检测电阻26A、26B的两端与栅极电压调整电路33连接。栅极电压调整电路33根据在电流检测电阻26A、26B中发生的电压下降，检测电力变换装置2的输出电压V2。

栅极电压调整电路33通过使施加到多个电力变换装置1、2中的至少1个的栅极电压的电平变化而进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。栅极电压调整电路33能够进行上述调整即可，能够设为任意的结构。

图8是示出图7所示的电力变换***101具有的栅极电压调整电路33的结构例的图。栅极电压调整电路33具有比较器34、35和运算电路36、37。

运算电路36检测在电流检测电阻16A的两端发生的电压下降和在电流检测电阻16B的两端发生的电压下降。运算电路36根据在电流检测电阻16A、16B发生的电压下降，检测电力变换装置1的输出电压V1，求出输出电压V1的实效值。运算电路36输出表示输出电压V1的实效值的电信号。运算电路37检测在电流检测电阻26A的两端发生的电压下降和在电流检测电阻26B的两端发生的电压下降。运算电路37根据在电流检测电阻26A、26B发生的电压下降，检测电力变换装置2的输出电压V2，求出输出电压V2的实效值。运算电路37输出表示输出电压V2的实效值的电信号。

表示输出电压V1的实效值的电信号被输入到比较器34的反转输入端子和比较器35的非反转输入端子。表示输出电压V2的实效值的电信号被输入到比较器34的非反转输入端子和比较器35的反转输入端子。比较器34根据输出电压V1的实效值和输出电压V2的实效值的差，生成反馈信号FB1。比较器35根据输出电压V1的实效值和输出电压V2的实效值的差，生成反馈信号FB2。

栅极电压调整电路33向电力变换装置1输出反馈信号FB1，向电力变换装置2输出反馈信号FB2。由此，栅极电压调整电路33能够根据比较输出电压V1、V2的实效值而得到的结果，进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。

根据实施方式3，电力变换***101通过具备通过使栅极电压的电平变化而进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整的栅极电压调整电路33，能够通过简易的结构降低各电力变换装置1、2的输出电压的差。电力变换***101通过降低各电力变换装置1、2的输出电压的差，关于从各电力变换装置1、2流向负载装置的输出电流，也以使输出电流的值相互接近的方式调整，所以能够使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等。由此，电力变换***101通过简易的结构，起到能够以使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等的方式控制多个电力变换装置1、2这样的效果。

实施方式4.

图9是示出本发明的实施方式4的电力变换***102的图。电力变换***102具有栅极电压电路17、27。在实施方式4中，对与上述实施方式1至3相同的构成要素附加同一符号，主要说明与实施方式1至3不同的结构。

实施方式1的电力变换***100通过通过向栅极电压电路10a、10b、10c、10d的各个栅极电压电路输入反馈信号FB1来调整栅极电压的调整和通过向栅极电压电路20a、20b、20c、20d的各个栅极电压电路输入反馈信号FB2来调整栅极电压的调整，进行使由多个电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。在实施方式4中，在电力变换装置1中，代替栅极电压电路10a、10b、10c、10d，而设置有栅极电压电路17。在实施方式4中，在电力变换装置2中，代替栅极电压电路20a、20b、20c、20d，而设置有栅极电压电路27。

栅极电压电路17、27是多输出的开关电源。栅极电压电路17将依照反馈信号FB1生成的栅极电压输出给栅极驱动电路12a、12b、12c、12d。栅极电压电路27将依照反馈信号FB2生成的栅极电压输出给栅极驱动电路22a、22b、22c、22d。

栅极电压电路17、27将多输出中的1个输出作为控制对象，关于控制对象使栅极电压的电平变化。栅极电压电路17、27与关于控制对象的栅极电压的变化连动地，使关于多输出中的控制对象以外的输出的栅极电压变化。栅极电压电路17、27通过关于控制对象以外的各输出的结构与用于成为控制对象的输出的结构相同，例如通过设为变压器的匝数相同，使栅极电压与关于控制对象的栅极电压连动。此外，电力变换***102也可以具备与实施方式2同样的栅极电压调整电路3或者与实施方式3同样的栅极电压调整电路33。

根据实施方式4，电力变换***102通过栅极电压电路17、27依照反馈信号FB1、FB2使栅极电压变化，进行使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整。电力变换***102通过使由电力变换装置1、2的各个电力变换装置输出的输出电压一致的调整，关于从各电力变换装置1、2流向负载装置的输出电流，也以使输出电流的值相互接近的方式调整，所以能够使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等。由此，电力变换***102通过简易的结构，起到能够以使从各电力变换装置1、2输出的平均电力变得均等的方式控制多个电力变换装置1、2这样的效果。

以上的实施方式所示的结构是本发明的内容的一个例子，既能够与其他公知的技术组合，也能够在不脱离本发明的要旨的范围将结构的一部分省略、变更。

Claims

1.一种电力变换***，其特征在于，具备：

多个电力变换装置，分别设置有通过被施加栅极电压而成为导通状态的开关元件，并且以能够向同一负载供给交流电力的方式相互并联连接；以及

栅极电压调整电路，通过生成使施加到多个所述开关元件中的至少1个的所述栅极电压的电平变化的反馈信号，进行使从所述多个电力变换装置的各个电力变换装置输出的平均电力均等的调整。

2.根据权利要求1所述的电力变换***，其特征在于，

具备控制装置，该控制装置将用于控制所述栅极电压的共同的栅极信号送到多个所述开关元件的各个开关元件。

3.根据权利要求1或者2所述的电力变换***，其特征在于，

所述多个电力变换装置的各个电力变换装置具有栅极电压电路，该栅极电压电路使施加到多个所述开关元件的所述栅极电压的电平变化。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换***，其特征在于，

所述栅极电压调整电路根据比较来自所述多个电力变换装置的输出电流而得到的结果进行所述调整。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换***，其特征在于，

所述栅极电压调整电路根据比较来自所述多个电力变换装置的输出电压而得到的结果进行所述调整。