本发明涉及电路领域， 尤其是涉及一种耦合电感和功率变换器。 背景技术

目前， 多电平并联变换器得到广泛应用。 通过使用交错并联技术， 多电 平并联变换器可以降低输出的纹波电流、 提高输出的开关频率， 因此可以减 小输出的电感量， 进而降低电感的体积和成本。

例如， 以釆用两相耦合电感的五电平功率变换器为例 ， 当共模电流流过 辆合电感的两个磁柱上的线圈时， 由于两个磁柱上的线圈产生的磁通方向相 反， 因此， 上下磁轭中的共模磁通为零， 而两个磁柱中的磁通会产生很大的 共模磁势， 从而在空气中产生漏磁， 即共模电流引起的漏磁不能忽略。

由于通过较大的共模电流时， 耦合电感存在较大漏磁通， 漏磁通会在绕 组内产生涡流损耗， 并在绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时， 漏磁通还 会影响周围霍尔传感器、 电流互感器（ current transformer， CT )等磁元件的 正常工作。 因此， 如何减少耦合电感的漏磁是亟待解决的问题。 发明内容

本发明的实施例提出了一种耦合电感和功率变 换器， 能够减少耦合电感 的漏磁。

第一方面， 提出一种耦合电感， 包括： 至少两个输入端、 输出端、 公共 磁芯、 至少两个第一绕组以及至少两个第二绕组， 公共磁芯包括至少两个磁 柱， 至少两个磁柱与所述至少两个输入端的数量相 对应； 至少两个磁柱中的 每个磁柱上并行绕制一个第一绕组和一个第二 绕组， 至少两个磁柱上的第一 绕组和第二绕组相互连接在所述至少两个输入 端与所述输出端之间形成相 互耦合的电感， 并使得在流入所述至少两个输入端的电流相等 时， 所述每个 磁柱上的第一绕组和第二绕组产生相反的磁势 。

结合第一方面， 在第一种可能的实现方式下， 至少两个磁柱包括第一磁 柱和第二磁柱， 至少两个输入端包括第一输入端和第二输入端 ， 第一磁柱上 的第一绕组与第二磁柱上的第一绕组串联连接 在第二输入端与输出端之间， 第一磁柱上的第二绕组与第二磁柱上的第二绕 组串联连接在第一输入端与 输出端之间。

结合第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式下， 第一磁柱上 的第一绕组的第一端连接第二磁柱上的第一绕 组的第二端， 第一磁柱上的第 一绕组的第二端连接至输出端， 第一磁柱上的第二绕组的第一端连接至第二 磁柱上的第二绕组的第二端， 第一磁柱上的第二绕组的第二端连接第一输入 端， 第二磁柱上的第一绕组的第一端连接第二输入 端， 第二磁柱上的第二绕 组的第一端连接至输出端， 第一磁柱上的第一绕组的第一端和第二绕组的 第 一端的同名端为第二磁柱上的第一绕组的第一 端和第二绕组的第一端。

结合第一种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式下， 第一磁柱上 的第一绕组的第一端连接至输出端， 第一磁柱上的第一绕组的第二端连接第 二磁柱上的第一绕组的第二端， 第一磁柱上的第二绕组的第一端连接至第一 输入端， 第一磁柱上的第二绕组的第二端连接第二磁柱 上第二绕组的第二 端， 第二磁柱上的第一绕组的第一端连接第二输入 端， 第二磁柱上的第二绕 组的第一端连接至输出端， 第一磁柱上的第一绕组的第一端和第二绕组的 第 一端的同名端为第二磁柱上的第一绕组的第二 端和第二绕组的第二端。

结合第一方面， 在第四种可能的实现方式下， 至少两个磁柱包括第一磁 柱和第二磁柱， 至少两个输入端包括第一输入端和第二输入端 ， 第一磁柱上 的第一绕组与第二磁柱上的第一绕组并联连接 在第一输入端与输出端之间， 第一磁柱上的第二绕组与第二磁柱上的第二绕 组并联连接在第二输入端与 输出端之间。

结合第四种可能的实现方式， 在第五种可能的实现方式下， 第一磁柱上 的第一绕组的第一端和第二磁柱上的第一绕组 的第一端连接至第一输入端， 第一磁柱上的第二绕组的第二端和第二磁柱上 的第二绕组的第二端连接至 第二输入端， 第一磁柱上的第二绕组的第一端、 第二磁柱上的第二绕组的第 一端、第一磁柱上第一绕组的第二端和第二磁 柱上的第一绕组的第二端连接 至输出端， 第一磁柱上的第一绕组的第一端和第二绕组的 第一端的同名端为 第二磁柱上的第一绕组的第一端和第二绕组的 第一端。

结第一方面，在第六种可能的实现方式下，至 少两个磁柱包括 N个磁柱， 至少两个输入端包括 N个输入端，在 n为奇数时， 第 n个磁柱上的第一绕组 的第二端连接第 _n+ l个磁柱上的第一绕组的第二端，第 n个磁柱上的第一绕 组的第一端连接第 n个输入端， 在 n为偶数时， 第 n个磁柱上的第二绕组的 第二端连接第 n+l个磁柱上的第二绕组的第二端，第 n个磁柱上的第二绕组 的第一端连接第 n个输入端， 当 N为奇数时， 第 N个磁柱上的第一绕组的 第一端连接第 N个输入端， 第 N个磁柱上的第二绕组的第二端连接第 1个 磁柱上的第一绕组的第二端， 当 N为偶数时， 第 N个磁柱上的第二绕组的 第一端连接第 N个输入端， 第 N个磁柱上的第一绕组的第二端连接第 1个 磁柱上的第一绕组的第二端， N为整数， n = l， 2, 3， ...， N-l。

结合第六种可能的实现方式， 在第七种可能的实现方式下， N个磁柱中 包括第一磁柱、 第二磁柱和第三磁柱， 至少两个输入端包括第一输入端、 第 二输入端和第三输入端， 第一磁柱上的第一绕组的第一端连接至第一输 入 端， 第二磁柱上的第二绕组的第一端连接至第二输 入端， 第三磁柱上的第一 绕组的第一端连接至第三输入端， 第一磁柱上的第二绕组的第一端、 第二磁 柱上的第一绕组的第一端和第三磁柱上的第二 绕组的第一端连接至输出端， 第一磁柱上的第一绕组的第二端连接第二磁柱 上的第一绕组的第二端， 第二 磁柱上的第二绕组的第二端连接第三磁柱上的 第二绕组的第二端， 第三磁柱 上的第一绕组的第二端连接第一磁柱上的第二 绕组的第二端。

结合第一方面或上述任何一种可能的实现方式 下， 至少两个磁柱相互连 接， 至少两个磁柱中每个磁柱上的第一绕组和第二 绕组的缠绕方向相同。

结合第一方面或上述任何一种可能的实现方式 下， 第一绕组的匝数和第 二绕组的匝数相同。

第二方面， 提供了一种功率变换器， 包括： 输入端； 输出端； 如第一方 面的任一种可能的实现方式下的耦合电感，耦 合电感的输出端耦合至功率变 换器的输出端； 至少两路多电平桥臂， 分别与耦合电感的至少两个输入端相 连接， 用于以交错并联方式工作， 在至少两路多电平桥臂中的每路多电平桥 臂的交流电节点产生随时间变化的多个电平。

结合第二方面， 在第一种可能的实现方式下， 第二方面的功率变换器还 包括： 驱动电路， 用于产生驱动信号， 控制至少两路多电平桥臂以相位错开 的方式进行工作。

结合第二方面或第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式下， 第二方面的功率变换器还包括： 滤波电路， 与耦合电感的输出端相连接， 用 于对交流电进行滤波； 分压电路， 与功率变换器的输入端相连接， 用于对直 流电进行分压。

在本发明的实施例的技术方案中， 可以在耦合电感的每个磁柱上并行绕 制两个绕组， 每个磁柱上并行绕制的两个绕组与耦合电感的 至少两个输入 端和输出端的连接被设置成使得在流入输入端 的电流相等时， 每个磁柱上 的第一绕组和第二绕组产生相反的磁势， 这样， 电流产生的磁势相互抵消， 从而减少了漏磁。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对本发明实施例中 所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面所描述的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的 前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1是根据本发明的一个实施例的一种耦合电感� �结构的示意图。

图 2 是根据本发明的另一实施例的一种耦合电感的 等效电路图的示意 图。

图 3是图 2的实施例的耦合电感的结构示意图。

图 4 是根据本发明的又一实施例的一种耦合电感的 等效电路图的示意 图。

图 5是图 4的实施例的耦合电感的结构示意图。

图 6 是根据本发明的再一实施例的一种耦合电感的 等效电路图的示意 图。

图 7是图 6的实施例的耦合电感的结构示意图。

图 8是根据本发明的另一实施例的一种耦合电感� �结构的示意图。

图 9 是根据本发明的又一实施例的一种耦合电感的 等效电路图的示意 图。

图 10是图 9的实施例的耦合电感的结构示意图。

图 11是根据本发明的实施例的一种功率变换器的� ��构示意图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发 明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

图 1是根据本发明的一个实施例的一种耦合电感 100的结构的示意图。 耦合电感 100包括： 至少两个输入端 121、 122 12η, 输出端 130、 公共磁芯、至少两个第一绕组 Lll、 L21 L31和至少两个第二绕组 L12、

L22 L32。 公共磁芯包括至少两个磁柱 111、 112 lln, 至少两个 磁柱 111、 112 lln与至少两个输入端 121、 122 12η的数量相对 应。 至少两个磁柱 121、 122 12η中的每个磁柱上并行绕制一个第一绕 组和一个第二绕组， 至少两个磁柱上的第一绕组 Lll、 L21 Lnl和第二 绕组 L12、 L22 Ln2设置成相互连接在至少两个输入端 121、 122

12n与输出端 130之间形成相互辆合的电感， 并使得在流入至少两个输入端

121、 122 12η的电流相等时， 每个磁柱上的第一绕组 Lll、 L21

Lnl和第二绕组 L12、 L22 Ln2产生相反的磁势。

具体而言，耦合电感 100的至少两个输入端分别接收例如功率变换器 输 出的交流电作为输入，例如，耦合电感 100的第一输入端 121接收电压为 _Vl 、 电流为 的输入， 第二输入端 122接收电压为 v ₂ 、 电流为 1 ₂ 的输入， ...， 第 n输入端 12η接收电压为 ν 、 电流为 i的输入， 而辆合电感 100的输出端 130 将电压 _v 。、 电流 i。输出至负载。 公共磁芯包括的至少两个磁柱 111、 112 lln可以相互耦合， 使得每个磁柱上产生的磁通能够在各个磁柱 上流通。 第一输入端 121对应于第一磁柱 111 , 第一绕组 L11和第二绕组 L12缠绕在第一磁柱 111上， 第二输入端 122对应于第二磁柱 112, 第一绕 组 L21和第二绕组 L22缠绕在第二磁柱 112上， 依次类推， 第 n输入 12η 对应于第 η磁柱 lln, 第一绕组 Lnl和第二绕组 Ln2缠绕在第 n磁柱 lln 上。 第一绕组 Lll、 L21 Lnl和第二绕组 L12、 L22 Ln2辆合 在第一输入端 121、 第二输入端 122 第 n输入端 12η与输出端 130之 间。 例如， 每个磁柱上的第一绕组与另一磁柱上的第一绕 组串联或并联连 接在输入端与输出端之间， 每个磁柱上的第二绕组与另一磁柱上的第二绕 组串联或并联连接在输入端与输出端之间。。

根据本发明的实施例， 可以在耦合电感的每个磁柱上并行绕制两个绕 组， 每个磁柱上并行绕制的两个绕组与耦合电感的 至少两个输入端和输出 端的连接被设置成使得在流入输入端的电流相 等时， 每个磁柱上的第一绕 组和第二绕组产生相反的磁势， 这样， 共模电流产生的磁势相互抵消， 从 而减少了漏磁。

才艮据本发明的实施例， 上述至少两个磁柱 110相互连接， 至少两个磁柱 110中每个磁柱上的第一绕组 Lll、 L21 Lnl和第二绕组 L12、 L22

Ln2的缠绕方向相同。 例如， 可以釆用两个磁轭分别连接每个磁柱的两端， 从而形成相互连通的方框形结构，每个磁柱上 的两个绕组可以沿相同的方向 绕制， 这样可以简化绕组的绕制过程， 同时简化绕组的连接。 应理解， 本发 明的实施例的公共磁芯并不限于方框形结构， 也可以是其它形状的结构， 例 如， 多边形或圓形。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多地相互抵消， 从而 尽可能多地减少漏磁， 这样， 能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消 除绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、 CT等磁元件的正常工作。

应理解， 本发明的实施例提出的无漏感的交错并联耦合 电感的绕线形 式， 可以应用于两相、 三相以及多相耦合电感， 使得耦合电感内的共模磁势 相互抵消， 从而使得设计出的耦合电感的漏感很小， 解决了耦合电感漏感引 起的问题。

图 2是根据本发明的另一实施例的一种耦合电感 200的等效电路图的示 意图。 图 3是图 2的实施例的耦合电感 200的结构示意图。 耦合电感 200是 耦合电感 100的例子， 在此适当省略详细的描述。

根据本发明的实施例， 耦合电感 200的至少两个磁柱包括第一磁柱 211 和第二磁柱 212, 耦合电感 200的至少两个输入端包括第一输入端 221和第 二输入端 222， 第一磁柱 211上的第一绕组 LI 1与第二磁柱 212上的第一绕 组 L21串联连接在第二输入端 222与输出端 230之间，第一磁柱 211上的第 二绕组 L12与第二磁柱 212上的第二绕组 L22 串联连接在第一输入端 221 与输出端 230之间。 第一磁柱 211上的第一绕组 Lll、 第二绕组 L12以及 第二磁柱 212上的第一绕组 L21、 第二绕组 L22设置成在第一输入端 221和 第二输入端 222与输出端 230之间形成相互耦合的电感， 并使得在流入至少 第一输入端 221和第二输入端 222的电流相等时， 第一磁柱 211上的第一绕 组 L11和第二绕组 L12产生相反的磁势， 并且第二磁柱 212上的第一绕组 L21和第二绕组 L22产生相反的磁势。

具体而言， 第一磁柱上 211的第一绕组 L11的第一端连接第二磁柱 212 上的第一绕组 L21的第二端，第一磁柱 211上的第一绕组 L11的第二端连接 至输出端 230，第一磁柱 211上的第二绕组 L12的第一端连接至第二磁柱 212 上的第二绕组 L22的第二端，第一磁柱 211上的第二绕组 L12的第二端连接 第一输入端 221， 第二磁柱 212上的第一绕组 L21的第一端连接第二输入端 222, 第二磁柱 212上的第二绕组 L22的第一端连接至输出端 230， 第一磁 柱 211上的第一绕组 L11的第一端和第二绕组 L12的第一端的同名端为第二 磁柱 212上的第一绕组 L21的第一端和第二绕组 L22的第一端。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多地相互抵消， 从而 尽可能多地减少漏磁， 这样， 能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消 除绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、 CT等磁元件的正常工作。

图 4是根据本发明的又一实施例的一种耦合电感 400的等效电路图的示 意图。 图 5是图 4的实施例的耦合电感 400的结构示意图。 耦合电感 400是 耦合电感 100的例子， 在此适当省略详细的描述。

根据本发明的实施例， 耦合电感 400的至少两个磁柱包括第一磁柱 411 和第二磁柱 412, 至少两个输入端包括第一输入端 421和第二输入端 422， 第一磁柱 411上的第一绕组 LI 1与第二磁柱 412上的第一绕组 L21串联连接 在第二输入端 422与输出端 430之间，第一磁柱 411上的第二绕组 L12与第 二磁柱 412上的第二绕组 L22串联连接在第一输入端 421与输出端 430之间。 第一磁柱 411上的第一绕组 Lll、 第二绕组 L12以及第二磁柱 412上的第 一绕组 L21、 第二绕组 L22设置成在第一输入端 421和第二输入端 422与输 出端 430之间形成相互耦合的电感， 并使得在流入至少第一输入端 421和第 二输入端 422的电流相等时， 第一磁柱 411上的第一绕组 L11和第二绕组 L12产生相反的磁势， 并且第二磁柱 412上的第一绕组 L21和第二绕组 L22 产生相反的磁势。

具体而言，第一磁柱 411上的第一绕组 L11的第一端连接至输出端 430， 第一磁柱 411上的第一绕组 L11 的第二端连接第二磁柱 412上的第一绕组 L21的第二端， 第一磁柱 411上的第二绕组 L12的第一端连接至第一输入端

421 , 第一磁柱 411上的第二绕 L12组的第二端连接第二磁柱 412上第二绕 组 L22的第二端，第二磁柱 412上的第一绕组 L21的第一端连接第二输入端

422, 第二磁柱 412上的第二绕组 L22的第一端连接至输出端 430， 第一磁 柱 LI 1上的第一绕组 411的第一端和第二绕组 L12的第一端的同名端为第二 磁柱 412上的第一绕组 L21的第二端和第二绕组 L22的第二端。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多地相互抵消， 从而 尽可能多地减少漏磁， 这样， 能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消 除绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、 CT等磁元件的正常工作。

图 6是根据本发明的再一实施例的一种耦合电感 600的等效电路图的示 意图。 图 7是图 6的实施例的耦合电感 600的结构示意图。 耦合电感 600是 耦合电感 100的例子， 在此适当省略详细的描述。

根据本发明的实施例， 耦合电感 600的至少两个磁柱包括第一磁柱 611 和第二磁柱 612, 至少两个输入端包括第一输入端 621和第二输入端 622， 第一磁柱 611上的第一绕组 LI 1与第二磁柱 612上的第一绕组 L21并联连接 在第一输入端 621与输出端 630之间，第一磁柱 611上的第二绕组 L12与第 二磁柱 612上的第二绕组 L22并联连接在第二输入端 622与输出端 630之间。 第一磁柱 611上的第一绕组 Lll、 第二绕组 L12以及第二磁柱 612上的第 一绕组 L21、 第二绕组 L22设置成在第一输入端 621和第二输入端 622与输 出端 630之间形成相互耦合的电感， 并使得在流入至少第一输入端 621和第 二输入端 622的电流相等时， 第一磁柱 611上的第一绕组 L11和第二绕组 L12产生相反的磁势， 并且第二磁柱 612上的第二绕组 L21和第二绕组 L22 产生相反的磁势。

具体而言，第一磁柱 611上的第一绕组 L11的第一端和第二磁柱 612上 的第一绕组 L21的第一端连接至第一输入端 621， 第一磁柱 611上的第二绕 组 L12的第二端和第二磁柱 612上的第二绕组 L22的第二端连接至第二输入 端 622， 第一磁柱 611上的第二绕组 L12的第一端、 第二磁柱 612上的第二 绕组 L22的第一端、 第一磁柱 611上第一绕组 L11的第二端和第二磁柱 612 上的第一绕组 L21的第二端连接至输出端 630， 第一磁柱 611上的第一绕组 L11的第一端和第二绕组 L12的第一端的同名端为第二磁柱 612上的第一绕 组 L21的第一端和第二绕组 L22的第一端。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多地相互抵消， 从而 尽可能多地减少漏磁， 这样， 能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消 除绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、 CT等磁元件的正常工作。

图 8是根据本发明的另一实施例的一种耦合电感 800的结构的示意图。 耦合电感 800是辆合电感 100的例子， 在此适当省略详细的描述。

根据本发明的实施例，耦合电感 800的至少两个磁柱包括 N个磁柱， 至 少两个输入端包括 N个输入端， 例如， 接收输入 _Vl 、 v ₂ ， ，,,， ν ， 在 η为奇 数时，第 η个磁柱上的第一绕组的第二端连接第 η+1个磁柱上的第一绕组的 第二端， 第 η个磁柱上的第一绕组的第一端连接第 η个输入端， 在 η为偶数 时，第 η个磁柱上的第二绕组的第二端连接第 η+1个磁柱上的第二绕组的第 二端，第 η个磁柱上的第二绕组的第一端连接第 η个输入端，当 Ν为奇数时， 第 Ν个磁柱上的第一绕组的第一端连接第 Ν个输入端， 第 Ν个磁柱上的第 二绕组的第二端连接第 1个磁柱上的第一绕组的第二端， 当 Ν为偶数时， 第 Ν个磁柱上的第二绕组的第一端连接第 Ν个输入端， 第 Ν个磁柱上的第一 绕组的第二端连接第 1个磁柱上的第一绕组的第二端， Ν为整数， η = 1， 2, 3， ...， N-l。 上述至少两个磁柱上的所有绕组的缠绕方向可 以相同。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多地相互抵消， 从而 尽可能多地减少漏磁， 这样， 能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消 除绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、

CT等磁元件的正常工作。

图 9是根据本发明的又一实施例的一种耦合电感 900的等效电路图的示 意图。 图 10是图 9的实施例的耦合电感 900的结构示意图。 耦合电感 900 是辆合电感 100和耦合电感 800的例子， 在此适当省略详细的描述。

根据本发明的实施例， 耦合电感 900包括第一磁柱 911、 第二磁柱 912 和第三磁柱 913 , 至少两个输入端包括第一输入端 921、 第二输入端 922和 第三输入端 923，第一磁柱 911上的第一绕组 L11的第一端连接至第一输入 端 921， 第二磁柱 912上的第二绕组 L22的第一端连接至第二输入端 922， 第三磁柱 913上的第一绕组 L31的第一端连接至第三输入端 923， 第一磁 柱上的第二绕组 L12的第一端、 第二磁柱 912上的第一绕组 L21的第一端 和第三磁柱 913上的第二绕组 L32的第一端连接至输出端 930， 第一磁柱 911上的第一绕组 L11的第二端连接第二磁柱 912上的第一绕组 L21的第 二端， 第二磁柱 912上的第二绕组 L22的第二端连接第三磁柱 913上的第 二绕组 L32的第二端， 第三磁柱 913上的第一绕组 L31的第二端连接第一 磁柱 911上的第二绕组 L12的第二端。 第一磁柱 911上的第一绕组 Lll、 第二绕组 L12以及第二磁柱 912上的第一绕组 L21、 第二绕组 L22和第三 磁柱 913上的第一绕组 L31、 第二绕组 L32上设置成在第一输入端 921、 第二输入端 922和第二输入端 923与输出端 930之间形成相互耦合的电感， 并使得在流入至少第一输入端 921、第二输入端 922和第三输入端 923的电 流相等时， 第一磁柱 911上的第一绕组 L11和第二绕组 L12产生相反的磁 势， 第二磁柱 912上的第二绕组 L21和第二绕组 L22产生相反的磁势， 并 且第二磁柱 913上的第二绕组 L31和第二绕组 L32产生相反的磁势。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多地相互抵消， 从而 尽可能多地减少漏磁， 这样， 能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消 除绕组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、 CT等磁元件的正常工作。 图 11是根据本发明的实施例的一种功率变换器 1100的结构示意图。 功 率变换器 1100包括： 输入端、 输出端、 如上述实施例的耦合电感和至少两 路多电平桥臂。

耦合电感 1120的输出端耦合至功率变换器 1100的输出端； 至少两路多 电平桥臂 1110， 分别与耦合电感 1120的至少两个输入端相连接， 用于以交 错并联方式工作， 在至少两路多电平桥臂 1110 中的每路多电平桥臂的交流 电节点产生随时间变化的多个电平。

以两路多电平桥臂 1110为例， 每个多电平桥臂可以包括： 开关管 Tl、 二极管 Dl、 开关管 T2、 二极管 D2、 开关管 T3、 二极管 D3、 开关管 T4和 二极管 D4。

根据本发明的实施例，耦合电感可以被设置成 第一绕组的匝数与第二绕 组的匝数相同， 这样， 能够在两个绕组中产生大小相同， 方向相反的共模磁 势， 使得第一绕组和第二绕组中产生的共模磁势尽 可能多相互抵消， 从而尽 可能多地减少漏磁， 从而能够减小漏磁在绕组内产生的涡流损耗， 并消除绕 组外的金属部分产生杂散损耗， 同时确保耦合电感周围的霍尔传感器、 CT 等磁元件的正常工作。

图 11是以两路五电平桥臂为例进行说明， 本发明的实施例并不限于此， 本发明的实施例的耦合电感可以与多路多电平 桥臂连接，每路多电平桥臂对 应于耦合电感的一个输入端。

可选地， 作为另一实施例， 功率变换器 1100还包括： 驱动电路（未示 出）。 驱动电路用于产生驱动信号， 控制至少两路多电平桥臂以相位错开的 方式进行工作。 驱动电路可以与多电平桥臂的开关管的栅极相 连接， 用于驱 动开关管按照预设的开关周期导能和关断。

可选地， 作为另一实施例， 功率变换器 1100还包括： 滤波电路 1130和 分压电路 1140。 滤波电路 1130与耦合电感 1120的输出端相连接， 用于对交 流电进行滤波。 分压电路 1140与功率变换器 1100的输入端相连接， 用于对 直流电进行分压。

分压电路 1140包括并联连接的两个电容 C1和 C2， C1连接在正输入端 DC+与中点 DC-M之间， C2连接在负输入端 DC-与中点 DC-M之间。

滤波电路 1130包括电感 L。 可选地， 滤波电路 1130还可以包括与电感

L并联连接的电容。 本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、 或者计算机软件和电子硬件的结 合来实现。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行， 取决于技术方案的特 定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不 同方 法来实现所描述的功能， 但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和 方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可 以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到 另一个 系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间 的耦合或直接辆合或通信连接可以是通过一些 接口， 装置或单元的间接耦合 或通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理 单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据 实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成 在一个处理单元 中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一 个单元中。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 可轻易 想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护 范围应以权利要求的保护范围为准。