本發(fā)明屬于電力電子設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及從三相交流(AC)輸入到單個(gè)隔離直流(DC)輸出的電力轉(zhuǎn)換及其控制。

背景技術(shù)：

在三相電力轉(zhuǎn)換中，期望從全部三個(gè)相相等地提取電力，以從AC電源得到最大輸出和得到AC電源中的最小損耗。雖然存在許多可以考慮的三相電力轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，但吸引人的是，考慮使用享有高效率、高可靠性、低噪聲和低成本的三個(gè)單相AC到DC轉(zhuǎn)換器。這些單相轉(zhuǎn)換器在其部件的額定值方面是針對(duì)相電壓(phase to neutral voltage)優(yōu)化的，所以通常不能相至相連接這些單相轉(zhuǎn)換器(在這種情況下出現(xiàn)該電壓的1.7倍)。可以簡(jiǎn)單地以星形配置在中性點(diǎn)和每個(gè)相之間連接這些轉(zhuǎn)換器并且并聯(lián)其輸出，以實(shí)現(xiàn)平衡相功率的目的，但是對(duì)此實(shí)踐存在一些反對(duì)。

在一些方面中，中性點(diǎn)連接是不可靠的，并且如果發(fā)生中性點(diǎn)斷開，則單相轉(zhuǎn)換器由于AC過(guò)電壓或欠電壓將很有可能關(guān)閉，并且很可能故障。而且在一些實(shí)例中，中性點(diǎn)沒(méi)有被用電線連接到設(shè)備的連接點(diǎn)，并且有時(shí)由于三角形連接的次級(jí)繞組而不能從干線電源變壓器得到中性點(diǎn)。

因?yàn)橐陨显?，許多用戶不想要在他們的三相電力轉(zhuǎn)換器中的中性點(diǎn)連接。

存在允許在不具有中性點(diǎn)連接的情況下以星形方式使用三個(gè)單相轉(zhuǎn)換器的各種方案。在被標(biāo)識(shí)為D1至D3的以下參考文獻(xiàn)中描述了三個(gè)示例，通過(guò)交叉引用將每個(gè)參考文獻(xiàn)整體合并到本公開內(nèi)容中。

在參考文獻(xiàn)D1(1986年INTELEC上Gauger等人的“A Three Phase Off-Line Switching Power Supply with Unity Power Factor and Low TIF”)中，對(duì)全部三個(gè)升壓級(jí)的共同控制導(dǎo)致具有或不具有所連接的中性點(diǎn)的穩(wěn)定星點(diǎn)。使用滯后控制來(lái)控制驅(qū)動(dòng)DCDC轉(zhuǎn)換器前面的很小的存儲(chǔ)電容器的升壓功率因數(shù)校正級(jí)的輸出，其中DCDC轉(zhuǎn)換器導(dǎo)致每個(gè)單相轉(zhuǎn)換 器攜帶100Hz的脈動(dòng)功率，其降低效率并對(duì)輸出產(chǎn)生噪聲，此外輸出環(huán)路的低寬帶對(duì)減弱所產(chǎn)生的300Hz輸出紋波幾乎沒(méi)有作用。該參考文獻(xiàn)教導(dǎo)使用對(duì)升壓級(jí)的共同控制能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定星點(diǎn)，但是不在輸出上實(shí)現(xiàn)低噪聲，并且需要必須針對(duì)兩倍于平均功率的峰值功率設(shè)置每個(gè)DCDC轉(zhuǎn)換器的大小，這具有顯著的成本損失。

在參考文獻(xiàn)D2(US 5757637中Tuch等人的“Power Converter with Star Configured Modules”)中，額外電路將星點(diǎn)與由三個(gè)電阻器形成的理想中性點(diǎn)進(jìn)行比較，并且給每個(gè)升壓級(jí)提供快速校正電路。未分析該布置的穩(wěn)定性。復(fù)雜性較高。這個(gè)參考文獻(xiàn)提供了對(duì)實(shí)現(xiàn)星點(diǎn)穩(wěn)定性的參考文獻(xiàn)1的替代方法，該可替選方法不需要任何DCDC轉(zhuǎn)換器中的脈動(dòng)功率，但是具有相當(dāng)大的復(fù)雜性和不確定的性能。

在參考文獻(xiàn)D3(1999年的PESC上Heldwein等人的“A Simple Control Strategy Applied to Three-Phase Rectifier Units for Telecommunication Applications Using Single-Phase Rectifier Modules”)中，向?qū)е碌洼敵鲈肼暤娜咳齻€(gè)DCDC級(jí)供給單個(gè)電流需求，但是留下升壓級(jí)自我調(diào)節(jié)。除非連接了中性點(diǎn)，否則此布置在高功率下不穩(wěn)定。

發(fā)明人期望在不以任何方式犧牲轉(zhuǎn)換器的性能的情況下在三相配置中使用單相兩級(jí)轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有設(shè)計(jì)。為了此目的而開發(fā)了新的控制方法和電路，并在下面描述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種在沒(méi)有中性點(diǎn)連接的情況下工作的三相AC到DC電力轉(zhuǎn)換器，該三相AC到DC電力轉(zhuǎn)換器包括：

a)三個(gè)單相電力轉(zhuǎn)換器模塊，每個(gè)單相電力轉(zhuǎn)換器模塊包括：

功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)，該功率因數(shù)校正級(jí)被配置成提取由其輸入電壓乘以可控輸入需求信號(hào)而確定的輸入電流；

儲(chǔ)能電容器，該儲(chǔ)能電容器連接到PFC級(jí)的輸出；以及

DC到DC轉(zhuǎn)換器(DCDC)級(jí)，該DC到DC轉(zhuǎn)換器級(jí)連接到儲(chǔ)能電容器，并且具有能夠被輸出需求信號(hào)控制的輸出，

其中，三個(gè)單相電力轉(zhuǎn)換器模塊在其輸入處星形連接并且在其輸出處并聯(lián)連接；以及

b)控制電路，該控制電路用于確定輸入需求信號(hào)以及輸出需求信號(hào)，使得在使用時(shí)：

通過(guò)由三個(gè)儲(chǔ)能電容器上的平均電壓確定的相等的輸入需求信號(hào)一起控制全部三個(gè)PFC級(jí)；并且

通過(guò)輸出需求信號(hào)單獨(dú)控制每個(gè)DCDC級(jí)，該輸出需求信號(hào)包括：

基于連接到三相電力轉(zhuǎn)換器的負(fù)載所需要的總輸出電流的共用輸出需求電流，以及

對(duì)相應(yīng)模塊的相關(guān)儲(chǔ)能電容器上的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)所需要的校正量。

本發(fā)明的另一方面提供了一種控制在沒(méi)有中性點(diǎn)連接的情況下工作的三相AC到DC電力轉(zhuǎn)換器的方法，該轉(zhuǎn)換器包括：

三個(gè)單相電力轉(zhuǎn)換器模塊，每個(gè)單相電力轉(zhuǎn)換器模塊包括：

功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)，該功率因數(shù)校正級(jí)被配置成提取由其輸入電壓乘以可控輸入需求信號(hào)而確定的輸入電流；

儲(chǔ)能電容器，該儲(chǔ)能電容器連接到功率因數(shù)校正級(jí)的輸出；以及

DC到DC轉(zhuǎn)換器級(jí)(DCDC)，該DC到DC轉(zhuǎn)換器級(jí)連接到儲(chǔ)能電容器，并且具有能夠被輸出需求信號(hào)控制的輸出，

其中，三個(gè)單相電力轉(zhuǎn)換器模塊在其輸入處星形連接并且在其輸出處并聯(lián)連接，并且

該方法包括以下步驟：

測(cè)量每個(gè)儲(chǔ)能電容器上的電壓；

確定三個(gè)儲(chǔ)能電容器上的平均電容器電壓；

生成調(diào)節(jié)平均電容器電壓的輸入需求信號(hào)；

通過(guò)應(yīng)用相等的輸入需求信號(hào)來(lái)一起控制全部三個(gè)功率因數(shù)校正級(jí)；

測(cè)量來(lái)自每個(gè)模塊的DCDC級(jí)的電流輸出；以及

針對(duì)每個(gè)DCDC級(jí)生成輸出需求信號(hào)，該輸出需求信號(hào)包括：

基于連接到三相電力轉(zhuǎn)換器的負(fù)載在設(shè)定輸出電壓下所需要的總輸出電流的共用輸出需求電流，以及

對(duì)相應(yīng)模塊的相關(guān)儲(chǔ)能電容器上的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)所需要的校正 量；以及

基于相應(yīng)輸出需求信號(hào)控制每個(gè)DCDC級(jí)。

本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選特征可以為如所附權(quán)利要求中所概括的特征，通過(guò)交叉引用將所附權(quán)利要求合并到本文中作為本公開內(nèi)容的一部分。

到三個(gè)PFC級(jí)的相等輸入需求信號(hào)使得PFC級(jí)的輸入阻抗中的每個(gè)表現(xiàn)得如同具有相等值的電阻器，并且這在無(wú)需連接中性點(diǎn)導(dǎo)體的情況下使星點(diǎn)穩(wěn)定。

調(diào)節(jié)三個(gè)儲(chǔ)能電容器的平均電壓而不是它們的各個(gè)值，這允許要發(fā)送至PFC級(jí)的相等的輸入需求信號(hào)以及要維持的星點(diǎn)穩(wěn)定性，而不管相不平衡或瞬態(tài)狀況。在優(yōu)選實(shí)施例中，正如在單相兩級(jí)AC-DC電力轉(zhuǎn)換器中通常發(fā)生的，可以使控制環(huán)路的閉環(huán)帶寬較低(例如，5Hz)，這允許在沒(méi)有穩(wěn)定性問(wèn)題的情況下連接高阻抗源，例如電動(dòng)發(fā)電機(jī)組。

優(yōu)選地設(shè)置每個(gè)儲(chǔ)能電容器的大小以在全功率下具有小的紋波電壓，從而每個(gè)DCDC級(jí)經(jīng)歷幾乎恒定的轉(zhuǎn)換率。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓環(huán)路放大器將三個(gè)DCDC級(jí)的輸出電壓與基準(zhǔn)進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生單個(gè)共用DCDC輸出電流需求信號(hào)，從而在輸出處抑制任何殘余100Hz和300Hz紋波(假設(shè)50Hz電源)。此放大器保證輸出上的低噪聲和良好的瞬態(tài)響應(yīng)。

優(yōu)選地將共用DCDC輸出需求信號(hào)饋送到三個(gè)單獨(dú)的輸出電流環(huán)路放大器中，這些輸出電流環(huán)路放大器將各個(gè)DCDC級(jí)的三個(gè)輸出電流與共用需求進(jìn)行比較，并且控制每個(gè)DCDC級(jí)以實(shí)現(xiàn)所需要的輸出電流并抑制每個(gè)DCDC輸出處出現(xiàn)的100Hz紋波。三個(gè)DCDC級(jí)由于其并聯(lián)連接而實(shí)現(xiàn)相等的輸出電流且有相等的輸出電壓，從而傳送相等的輸出功率。

在優(yōu)選實(shí)施例中，使用具有適度DC增益的環(huán)路放大器將每個(gè)儲(chǔ)能電容器電壓與平均儲(chǔ)能電容器電壓進(jìn)行比較，并且其輸出被加到來(lái)自每個(gè)DCDC級(jí)的當(dāng)前反饋信號(hào)，或者被從來(lái)自每個(gè)DCDC級(jí)的當(dāng)前反饋信號(hào)減去，使得能夠進(jìn)行對(duì)各個(gè)儲(chǔ)能電容器電壓的控制。有益的是，這些環(huán)路具有低閉環(huán)帶寬(例如4Hz)，或者100Hz紋波將被施加到DCDC級(jí)的輸出電流上。優(yōu)選地使環(huán)路放大器的DC增益足以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電容器電壓的可接受匹配但不更高，使得避免環(huán)路放大器的飽和并且來(lái)自三個(gè)環(huán)路放大器的平均輸出為零，從而儲(chǔ)能電容器控制的存在對(duì)電壓環(huán)路放大器的輸出幾 乎沒(méi)有影響。

當(dāng)包括(comprises/comprising)及其語(yǔ)法變化被用在本說(shuō)明書中時(shí)，應(yīng)被當(dāng)作說(shuō)明所陳述的特征、整體、步驟或部件或它們的組的存在，但是不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整體、步驟、部件或者它們的組合。

附圖說(shuō)明

圖1示出了具有儲(chǔ)能電容器C的現(xiàn)有技術(shù)單相兩級(jí)AC到DC轉(zhuǎn)換器的框圖。

圖2示出了如圖1中所示的三個(gè)單相轉(zhuǎn)換器，這三個(gè)單相轉(zhuǎn)換器在其輸入處星形連接并且在沒(méi)有中性點(diǎn)的情況下連接到三相電源，并且輸出并聯(lián)。

圖3以理想形式示出了利用圖1和圖2中示出的電路的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

圖4示出了可以在本發(fā)明中使用的類型的單相轉(zhuǎn)換器的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)。該轉(zhuǎn)換器包括二極管橋、升壓電路、電容器C以及隔離LLC諧振級(jí)。升壓控制器包括使表觀輸入電阻隨控制電壓變化的乘法器。

圖5示出了使星點(diǎn)穩(wěn)定并保持三個(gè)儲(chǔ)能電容器上的平均DC電壓的布置的實(shí)現(xiàn)。

圖6示出了包含圖5的穩(wěn)定星點(diǎn)布置和各個(gè)輸出電流和輸出電壓的感測(cè)以及至DCDC級(jí)的隔離控制信號(hào)的本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的控制方案的實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參考附圖，圖1示出了具有兩個(gè)電力轉(zhuǎn)換級(jí)的單相轉(zhuǎn)換器。功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)包含整流裝置和電流控制裝置，使得PFC級(jí)能夠提取與輸入電壓成比例的電流，并且將能量傳送至儲(chǔ)能電容器C。因?yàn)锳C輸入電壓是在比如說(shuō)50Hz(取決于電源頻率)處的正弦波，所以被傳送至電容器C的電流將以兩倍輸入頻率或100Hz從零變化到兩倍平均值。電容器C的大小必須被設(shè)置成承受100Hz紋波電流，并且還允許100Hz處 的電壓紋波可接受地小。

通常在單相轉(zhuǎn)換器中，通過(guò)調(diào)節(jié)電容器C上的電壓來(lái)確定輸入電流需求并且該調(diào)節(jié)的帶寬較低(比如說(shuō)5Hz)，使得電容器上出現(xiàn)的紋波電壓不明顯干擾輸入電流需求(這會(huì)導(dǎo)致輸入電流失真以及減小的功率因數(shù))。通常由PFC級(jí)實(shí)現(xiàn)的功率因數(shù)接近1(通常為0.98-0.99)，并且輸入電流失真在5％以下。

存在包括升壓級(jí)之前的橋形整流器的功率因數(shù)校正級(jí)的許多可能實(shí)現(xiàn)，無(wú)橋升壓包括兩個(gè)升壓級(jí)和兩個(gè)二極管、具有兩個(gè)二極管的相分支輸入、全橋輸入以及其它，所有這些實(shí)現(xiàn)與輸入電壓成比例的輸入電流，從而表現(xiàn)得如電阻器一樣，從而提供功率因數(shù)校正。

隨后的DCDC級(jí)包括隔離裝置并且通常包含具有環(huán)路放大器的調(diào)節(jié)裝置以將輸出噪聲減小到C上的每單位紋波的輸出噪聲以下。也存在包括對(duì)高效率有用的移相全橋和LLC諧振的隔離DC-DC級(jí)的許多可能實(shí)現(xiàn)。

圖2示出了三個(gè)單相兩級(jí)轉(zhuǎn)換器的輸入處的星形(或Y形)連接以及其輸出的并聯(lián)連接。

圖3以理想形式示出了利用圖1和圖2中示出的電路布置的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。將PFC級(jí)建模成提取與輸入電壓AC in成比例的電流的輸入電阻器Ri1、Ri2、Ri3，以及在電壓VC1、VC2、VC3下將電流傳送到電容器C1、C2、C3中的輸出電流源I1、I2、I3，每個(gè)輸出電流源傳送與輸入電阻器提取的功率相同的功率。

由輸入需求信號(hào)PFCdem1、PFCdem2、PFCdem3來(lái)設(shè)定每個(gè)輸入電阻器Ri1、Ri2、Ri3的值，其中，使輸入需求信號(hào)PFCdem1、PFCdem2、PFCdem3相等，所以輸入電阻器具有相等的值。

將DCDC級(jí)建模成從PFC級(jí)的輸出提取功率的電流吸收器Ii1、Ii2、Ii3以及將功率傳送至輸出DC out的電流源Io1、Io2、Io3，并且由輸出需求信號(hào)DCDCdem1、DCDCdem2、DCDCdem3來(lái)確定DC out的值。在電容器電壓VC1、VC2、VC3下由每個(gè)DCDC輸入電流吸收器Ii1、Ii2、Ii3提取的功率等于在輸出電壓Vout下由每個(gè)輸出電流源Io1、Io2、Io3傳送的功率。

為了控制該布置，通過(guò)環(huán)路放大器G7來(lái)控制平均電容器電壓，在環(huán)路放大器G7處對(duì)各個(gè)電容器電壓Vc1、Vc2、Vc3取平均以形成VCave 并與基準(zhǔn)VCaveref進(jìn)行比較，誤差信號(hào)被增益G7放大并且被作為相等的輸入需求信號(hào)PFCdem1、PFCdem2、PFCdem3相等地發(fā)送以控制每個(gè)PFC級(jí)。這些相等的輸入需求信號(hào)由于相等的輸入電阻值而保證了來(lái)自每個(gè)級(jí)的相等的功率消耗以及穩(wěn)定的星點(diǎn)。根據(jù)該控制，僅控制了平均電容器電壓VCave，所以各個(gè)電容器能夠具有與平均值不同的電壓。

由環(huán)路放大器G8調(diào)節(jié)輸出電壓Vout，在環(huán)路放大器G8處將測(cè)量的輸出電壓Vout與基準(zhǔn)Voutref進(jìn)行比較，并且由增益G8來(lái)放大誤差以形成被用作針對(duì)全部三個(gè)DCDC級(jí)的輸出電流需求的共用輸出電流需求Ioutdem。由各個(gè)輸出電流環(huán)路放大器G4、G5、G6控制每個(gè)輸出電流，在各個(gè)輸出電流環(huán)路放大器G4、G5、G6處將每個(gè)輸出電流Io1、Io2、Io3與共用輸出電流需求Ioutdem進(jìn)行比較，并且由增益G4、G5、G6來(lái)放大誤差信號(hào)以形成輸出電流需求信號(hào)DCDCdem1、DCDCdem2、DCDCdem3。

因?yàn)樵谠摬贾弥休敵鲭娏飨嗟?，所以?lái)自每個(gè)級(jí)的功率輸出相等。但是隨后附加控制變化這些輸出電流以通過(guò)將三個(gè)誤差信號(hào)VCe1、VCe2、VCe3添加到輸出電流Io1、Io2、Io3來(lái)調(diào)節(jié)每個(gè)電容器電壓。由各個(gè)電容器電壓環(huán)路放大器G1、G2、G3來(lái)生成這些電容器電壓誤差信號(hào)VCe1、VCe2、VCe3，其中，各個(gè)電容器電壓環(huán)路放大器G1、G2、G3將平均電容器電壓VCave與各個(gè)電壓VC1、VC2、VC3進(jìn)行比較，然后由增益G1、G2、G3來(lái)放大誤差信號(hào)。因此，如果任何電容器電壓VC1、VC2、VC3與平均值不同，則對(duì)輸出電流進(jìn)行修正以修復(fù)該電壓。

通過(guò)限制各個(gè)電容器電壓環(huán)路放大器G1、G2、G3的DC增益，三個(gè)控制信號(hào)(即電容器電壓誤差信號(hào)VCe1、VCe2、VCe3)具有為零的平均值，所以即使各個(gè)輸出電流可能大于或小于由共用輸出電流需求Ioutdem所設(shè)定的它們的平均值，也能維持平均輸出電流。通過(guò)單獨(dú)調(diào)整輸出電流實(shí)現(xiàn)了對(duì)全部三個(gè)電容器電壓的控制。

圖4示出了單相兩級(jí)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)可能拓?fù)洹C輸入電壓AC in被二極管橋整流，然后被升壓電路處理，升壓電路由升壓電感器LB、升壓開關(guān)SWB以及升壓二極管DB構(gòu)成，該升壓電路將電力傳送到儲(chǔ)能電容器C中。通過(guò)使用脈沖寬度調(diào)制器(PWM)控制升壓開關(guān)SWB使得輸入電流的大小等于輸入電壓的大小乘以需求信號(hào)PFCdem，該級(jí)表現(xiàn)得如同AC輸入的電阻器，并且實(shí)現(xiàn)了接近1的功率因數(shù)。

由開關(guān)SW1和SW2，諧振元件LR、CR1、CR2，以及變壓器Tx 的磁化電感，以及連接到變壓器Tx的次級(jí)的二極管橋組成隔離LLC DCDC級(jí)。通過(guò)按差不多50％占空比控制開關(guān)反相，以及使用頻率調(diào)制器(FM)來(lái)變化頻率，能夠使用諧振網(wǎng)絡(luò)的特性由需求信號(hào)DCDCdem實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓和電流的控制。

圖5示出了根據(jù)圖2組合的三個(gè)單相PFC級(jí)，使得其輸入星形(或Y形)連接，并且為了清楚的目的省略了DCDC級(jí)，并且圖3中示出了穩(wěn)定星點(diǎn)的控制電路。每個(gè)PFC的控制電路(例如，如圖4中所示出的)保證了所提取的輸入電流與輸入電壓乘以要求值成比例，從而形成表觀輸入電阻。通過(guò)變化需求，將提取變化的輸入功率。

在單相轉(zhuǎn)換器中，變化需求以調(diào)節(jié)單個(gè)儲(chǔ)能電容器電壓，但是這里沒(méi)有那樣做。每個(gè)PFC級(jí)輸入需求信號(hào)PFCdem1、PFCdem2、PFCdem3相同，并且被單個(gè)環(huán)路放大器A7控制，環(huán)路放大器A7將作為通過(guò)R1、R2、R3的三個(gè)電容器電壓Vc1、Vc2、Vc3的平均值的平均電容器電壓VCave控制成等于基準(zhǔn)VCaveref。

使用單個(gè)控制信號(hào)的原因是為了保證全部三個(gè)電路的需求是相同的，所以全部三個(gè)電路的表觀輸入電阻是相同的。這即使在AC不平衡的情況下也保證了星點(diǎn)的穩(wěn)定性。平均電容器電壓環(huán)路放大器A7的閉環(huán)帶寬較低(比如說(shuō)5Hz)，使得其輸出處的需求信號(hào)在電源頻率周期期間基本上恒定，從而允許低失真以及對(duì)AC高線路阻抗的高抗擾度，具有與典型單相控制電路相似的性能。

各個(gè)PFC控制電路的增益應(yīng)當(dāng)在控制范圍上良好地匹配(比如說(shuō)+/-5％)，以針對(duì)每個(gè)級(jí)實(shí)現(xiàn)相似的表觀輸入電阻值以及相等的AC輸入電壓。任何增益失配由于不相等的表觀電阻而導(dǎo)致不相等的AC電壓，并且雖然不期望，但是該情況因?yàn)楸碛^電阻恒定而穩(wěn)定。

當(dāng)控制全部三個(gè)電容器的平均電容器電壓VCave時(shí)，各個(gè)電容器電壓Vc1、Vc2、Vc3可以彼此有少量或大量的不同并仍滿足平均值要求。這種不同是不期望的并且可以導(dǎo)致故障。所以解決了星點(diǎn)穩(wěn)定性但是出現(xiàn)了新問(wèn)題。

參考圖6，根據(jù)圖1、圖2和圖5組合了三個(gè)單相轉(zhuǎn)換器，使得它們的輸入星形連接并且它們的輸出并聯(lián)連接。與隔離DCDC控制信號(hào)一起示出輸出電流和電壓的感測(cè)點(diǎn)，并且在圖7中示出了控制DCDC級(jí)的電路。

參考圖7，輸出電壓環(huán)路放大器A8將經(jīng)由R13的輸出電壓Vout與基準(zhǔn)Voutref進(jìn)行比較，并且具有高閉環(huán)帶寬(比如說(shuō)2kHz)以抵制噪聲并準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)電壓輸出。其輸出是被相等地饋送到各個(gè)輸出電流環(huán)路放大器A4、A5、A6的共用輸出需求電流Ioutdem。如下面將描述的，由環(huán)路放大器A4、A5、A6控制各個(gè)DCDC級(jí)，并且該單獨(dú)控制使得能夠解決以上概述的電容器不平衡問(wèn)題。

每個(gè)輸出電流環(huán)路放大器A4、A5、A6將經(jīng)由R4、R5、R6的輸出電流Iout1、Iout2、Iout3與來(lái)自輸出電壓環(huán)路放大器A8的需求電流Ioutdem進(jìn)行比較，并且以高閉環(huán)帶寬(比如5kHz)調(diào)節(jié)每個(gè)DCDC級(jí)以實(shí)現(xiàn)所要求的電流并抑制出現(xiàn)在儲(chǔ)能電容器上的任何100Hz紋波(假設(shè)50Hz線頻率)。調(diào)制器Mod 1、Mod 2、Mod 3被示出在隔離級(jí)DCDCdem1、DCDCdem2、DCDCdem3之前的環(huán)路放大器的輸出處，但是同樣它們可以被放置在具有相同功能的隔離級(jí)之后。

由于輸出的并聯(lián)連接而實(shí)現(xiàn)相等的輸出電流以及相等的輸出電壓的結(jié)果是相等的輸出功率以及因此得到的來(lái)自三個(gè)單相轉(zhuǎn)換器的相等的輸入功率，因此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器之間的功率的相等共用。但是如下所述有時(shí)不期望相等的功率。

考慮三個(gè)轉(zhuǎn)換器的表觀輸入電阻器的匹配有缺陷或者三個(gè)輸出電流的感測(cè)有缺陷的情況。任何一種情況都將導(dǎo)致儲(chǔ)能電容器持續(xù)損失或持續(xù)獲得能量，從而失控至零或者很高的電壓，以及保護(hù)電路的開啟或轉(zhuǎn)換器很可能故障。期望調(diào)節(jié)各個(gè)電容器電壓以使此情況減輕。

考慮AC相不平衡的情況，在該情況下，與其它兩相電壓相比一個(gè)相電壓較低。PFC級(jí)會(huì)繼續(xù)將三個(gè)相等電容器呈現(xiàn)給在星點(diǎn)處連接在一起的AC輸入。因?yàn)檩斎腚妷狠^小，所以低相中被提取到的電流會(huì)會(huì)較小，所以由連接到該相的PFC級(jí)提取的平均功率會(huì)較小。

為了實(shí)現(xiàn)平衡，DCDC級(jí)必須消耗與PFC級(jí)一樣的平均功率，否則電容器電壓將會(huì)穩(wěn)定下降或升高。通過(guò)變化DCDC功率消耗而調(diào)節(jié)每個(gè)電容器電壓，使得每個(gè)DCDC中的功率與由PFC級(jí)提供的功率匹配。

各個(gè)電容器電壓環(huán)路放大器A1、A2、A3通過(guò)改變輸出電流Iout1、Iout2、Iout3來(lái)實(shí)現(xiàn)電容器電壓調(diào)節(jié)。它們將經(jīng)由R10、R11、R12的各個(gè)電容器電壓與平均電容器電壓VCave進(jìn)行比較，并且經(jīng)由環(huán)路放大器A4、A5、A6的輸入節(jié)點(diǎn)處的R7、R8、R9將校正信號(hào)VCe1、VCe2、 VCe3提供到輸出電流中的每個(gè)。

各個(gè)電容器電壓環(huán)路放大器A1、A2、A3的閉環(huán)帶寬較低(比如說(shuō)4Hz)，使得電容器電壓Vc1、Vc2、Vc3上的100Hz處出現(xiàn)的紋波基本不出現(xiàn)在電容器電壓環(huán)路放大器A1、A2、A3的輸出上，并且由各個(gè)輸出電流環(huán)路放大器A4、A5、A6控制的DCDC級(jí)基本不攜帶100Hz紋波。各個(gè)電容器電壓環(huán)路放大器A1、A2、A3的DC增益可以被有益地限制到足以實(shí)現(xiàn)電容器電壓的可接受匹配的值(比如說(shuō)2％內(nèi))，并且具有以下好處：避免這些放大器A1、A2、A3的限幅(clipping)，以及電容器誤差電壓VCe1、VCe2、VCe3的平均值為零，因此輸出電壓環(huán)路放大器A8的行為基本上不被電容器電壓調(diào)節(jié)所影響。

當(dāng)在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中使用所有以上控制時(shí)，星點(diǎn)是穩(wěn)定的，并且輸入電流享有與單相轉(zhuǎn)換器相似的低失真，控制了電容器電壓，DCDC級(jí)中的100Hz紋波低，除了相不平衡的情況之外，三個(gè)轉(zhuǎn)換器均衡地共用功率，并且輸出享有與單相轉(zhuǎn)換器類似的低噪聲。

最后，雖然在本文中已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，其它實(shí)施例是可能的，并且這樣的實(shí)施例被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，如圖7中所示，可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)附圖中示出的控制電路，或者可以完全地或部分地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，控制電路的軟件實(shí)現(xiàn)將完全在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的能力內(nèi)，因此在本文中不需要詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)認(rèn)為這樣的實(shí)現(xiàn)落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。