CN101882883B - 直流/交流变流器 - Google Patents

直流/交流变流器 Download PDF

Info

Publication number
CN101882883B
CN101882883B CN200910136590XA CN200910136590A CN101882883B CN 101882883 B CN101882883 B CN 101882883B CN 200910136590X A CN200910136590X A CN 200910136590XA CN 200910136590 A CN200910136590 A CN 200910136590A CN 101882883 B CN101882883 B CN 101882883B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power switch
alternating current
output
buck
direct current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200910136590XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101882883A (zh
Inventor
吴晋昌
陈俊翰
高明圣
赖立祥
冯雅聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YINGZHENG YUSHUN ELECTRONICS CO Ltd
UIS Abler Electronics Co Ltd
Original Assignee
YINGZHENG YUSHUN ELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YINGZHENG YUSHUN ELECTRONICS CO Ltd filed Critical YINGZHENG YUSHUN ELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN200910136590XA priority Critical patent/CN101882883B/zh
Publication of CN101882883A publication Critical patent/CN101882883A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101882883B publication Critical patent/CN101882883B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

一种直流/交流变流器,包含有一直流电源输入埠、一降压式转换器、一升/降压式转换器、一输出滤波器及一交流输出埠;直流/交流变流器的直流电源输入埠具有一正输入端及负输入端连接至一直流电源,交流输出埠连接至一单相交流市电系统,当单相交流市电系统正半周时,降压式转换器动作以产生一交流弦波电流的正半周信号,当单相交流市电系统负半周时,升/降压式转换器动作以产生一交流弦波电流的负半周信号,无论于单相交流市电系统正、负半周时段,该直流/交流变流器皆仅控制单颗功率开关进行高频交替导通/截止动作,故可有效降低切换损失,且直流/交流变流器的直流电源输入埠的负输入端可直接与单相交流市电系统的一中性线相连接。

Description

直流/交流变流器
技术领域
本发明是关于一种直流/交流变流器,尤指一种可降低切换损失及提高系统效率,且其直流电源输入埠的负输入端可直接与一单相交流市电系统的一中性线连接的直流/交流变流器。
背景技术
由于近来人类大量开采、使用非再生能源,如石油、煤等,虽然带动全球的经济与科技的发展、提高人类的生活质量,却也明显造成全球气候暖化、地理环境污染等问题。此外,非再生能源其可应用量有限的情况下,其价格日渐高涨;各国政府纷纷发展替代性绿色能源,以提高能源的使用效率、降低环境污染。所以,发展绿色能源以替代非再生能源已成为全球发展的趋势,例如太阳能发电、风力发电、燃料电池等发展,市电并联型太阳能系统与风力发电系统为目前较具经济效益的绿色电能发电系统。
就市电并联型太阳能发电系统而言,其架构主要包含一前级输入直流/直流转换器、一后级直流/交流变流器以及一作为控制核心的数字讯号处理器。其动作原理是先利用该直流/直流转换器将太阳能产生的电能经过调整后,再利用该直流/交流变流器将直流电能转换为交流电能并传送至市电系统。因此,良好的电路架构设计有助于提高整体发电系统效率、缩小体积、降低成本。
随着科技时代的进步、半导体元件的日新月异,许多高切换频率的功率开关元件被发展出来,并应用在电能转换设备上,然而这些功率开关元件于切换时将产生切换损失,造成效率的降低,如何设计可以降低电能转换设备切换损失的电路架构,提高电能转换设备的效率,在绿色能源发电系统使用上非常重要。
直流/交流变流器的设计在绿色能源发电系统中十分重要,市电并联型绿色能源发电系统中,其直流/交流变流器是用以将直流电能转换为交流电能并传送至市电系统,直流/交流变流器必须产生一与市电系统电压同相位的弦波电流注入市电系统。一般直流/交流变流器的电路可区分为半桥式(Half-Bridge)和全桥式(Full-Bridge)两种架构,请参考图1所示,为现有半桥式变流器的主电路架构,由图可见,主要包含一第一功率开关
Figure G200910136590XD00021
和一第二功率开关
Figure G200910136590XD00022
及两个等值直流电容器。当该第一功率开关
Figure G200910136590XD00023
导通且该第二功率开关
Figure G200910136590XD00024
截止时,该变流器的输出电压 V O = + V d 2 ; 相反地,当该第二功率开关
Figure G200910136590XD00026
导通且该第一功率开关
Figure G200910136590XD00027
截止时,该变流器的输出电压 V O = - V d 2 . 所以,借由控制第一功率开关
Figure G200910136590XD00029
与第二功率开关
Figure G200910136590XD000210
的导通与截止,即可控制该变流器输出一交流电压,进而控制该变流器输出一期望的交流电流。为达此目的,其中Vd/2必须大于市电系统电压的振幅。
请参考图2所示,为一现有全桥式变流器,主要包含一第一功率开关
Figure G200910136590XD000211
一第二功率开关
Figure G200910136590XD000212
一第三功率开关
Figure G200910136590XD000213
及一第四功率开关
Figure G200910136590XD000214
其基本动作原理为:当该第一功率开关
Figure G200910136590XD000215
及该第四功率开关导通,该第二功率开关
Figure G200910136590XD000217
及该第三功率开关
Figure G200910136590XD000218
截止,该变流器的输出电压VO=+Vd;相反地,当该第二功率开关和该第三功率开关
Figure G200910136590XD000220
导通,且该第一功率开关和该第四功率开关
Figure G200910136590XD000222
截止,此时该变流器的输出电压VO=-Vd;而当该第一功率开关
Figure G200910136590XD000223
和该第三功率开关
Figure G200910136590XD000224
导通及该第二功率开关
Figure G200910136590XD000225
和该第四功率开关
Figure G200910136590XD000226
载止,或当该第二功率开关
Figure G200910136590XD000227
和该第四功率开关导通及该第一功率开关
Figure G200910136590XD000229
和该第三功率开关
Figure G200910136590XD000230
截止,此时该变流器的输出电压VO=0,一般而言Vd必须大于市电系统电压的振幅。所以,借由控制该第一功率开关
Figure G200910136590XD000231
该第二功率开关
Figure G200910136590XD000232
该第三功率开关与该第四功率开关
Figure G200910136590XD000234
的导通与截止,即可控制该变流器输出一交流电压,进而控制该变流器输出一期望的交流电流。
然而不论全桥式变流器或半桥式变流器电路,在动作时,至少必须同时有两个功率开关作高频切换,因此有相当高的切换损失。而单相市电系统,其中一条电力线为中性线,在一些绿色能源发电系统应用中,例如应用于薄膜太阳能电池的发电系统,绿色能源的输出直接连接到变流器的直流电源输入埠,在应用中必须将变流器直流电源输入埠的负输入端连接至市电系统的中性线,由图1与图2的半桥式变流器或全桥式变流器电路中,其直流侧的负端不能直接连接至市电系统的中性线,因此半桥式变流器或全桥式变流器电路应用于部分绿色能源发电系统时,其必须额外再利用一变压器作电气隔离才能使用,这将造成成本和体积的增加,并降低效率。因此发展高效率且直流电源输入埠的负输入端可直接连接至该市电系统的中性线的变流器将非常重要。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于,克服现有技术存在的上述缺陷,而提供一种直流/交流变流器,共能提高转换效率、减少切换损失、且直流电源输入埠的负输入端可直接连接至一市电系统的中性线。
为达成前述目的,本发明直流/交流变流器包含有:
一直流电源输入埠,其包含一正输入端及一负输入端,连接至一直流电源;
一降压式转换器,包含一降压式转换电路及一输入端、一输出端与一共用端,其输入端及共用端是分别连接至该直流电源输入埠的正输入端及负输入端;
一升/降压式转换器,包含一升/降压式转换电路及一输入端、一输出端与一共用端,且其输入端、共用端及输出端是分别与该降压式转换器的输入端、共用端及输出端连接;
一输出滤波器,包含一滤波器电路、一输入端、一输出端与一共用端,其输入端是连接至该降压式转换器的输出端,其共用端是连接至该降压式转换器的共用端,其用以滤除该降压式转换器与该升/降压式转换器产生的高频谐波;
一交流输出埠,包含一输出端及一共用端,其输出端及共用端是分别连接至该输出滤波器的输出端与共用端,该交流输出埠用以作为该直流/交流变流器的输出,其连接至一单相交流市电系统,且交流输出端的共用端是连接至该单相交流市电系统的一中性线。
该降压式转换器及该升/降压式转换器两者是交替运作,以产生一交流弦波电流由该交流输出埠输出至该单相交流市电系统,其中,该降压式转换器负责在该单相交流市电系统正半周时产生该交流弦波电流的正半周信号,该升/降压式转换器负责在该单相交流市电系统负半周时产生该交流弦波电流的负半周信号。无论于该单相交流市电系统正半周或负半周时段,仅使用单一颗的功率开关进行高频切换,故可有效减少切换损失以提高能量转换效率,且直流电源输入埠的负输入端是直接经交流输出埠的共用端连接至该单相交流市电系统的中性线。
前述直流/交流变流器,其中输出滤波器的该滤波器电路由一电容及一电感组成,其用以滤除该降压式转换器与该升/降压式转换器产生的高频谐波,该电容的两端分别连接在该输出滤波器的该输入端与该共用端之间,该电感的两端分别连接在该输出滤波器的该输入端与该输出端间。
前述直流/交流变流器,其中降压式转换器的该降压式转换电路及该升/降压式转换器的该升/降压式转换电路,其包含有一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关、一第四功率开关、一二极管及一储能电感,其中;该第一功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,该第一功率开关的第二端连接该第二功率开关的第一端、该二极管的第二端及该储能电感的第一端;该第二功率开关的第二端与该二极管的第一端连接后再共同连接至该直流电源输入埠的该负输入端;该第三功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,该第三功率开关的第二端连接该储能电感的第二端及该第四功率开关的第一端;该第四功率开关的第二端连接该输出滤波器的输入端。
前述直流/交流变流器,其中第一功率开关、该第二功率开关及该第三功率开关是由一电力电子开关构成,该第四功率开关由一电力电子开关及一二极管并接而成。
前述直流/交流变流器,其中当所述第二功率开关及该第三功率开关恒维持截止,仅控制该第一功率开关高频交替地导通/截止,且该第四功率开关维持导通时,构成该降压式转换器;反之,当该第一功率开关及该第四功率开关恒维持截止,仅控制该第三功率开关高频交替地导通/截止,且该第二功率开关维持导通时,构成该升/降压式转换器。
前述直流/交流变流器,其中降压式转换器的该降压式转换电路及该升/降压式转换器的该升/降压式转换电路,其包含有一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关、一第四功率开关、一第一储能电感及一第二储能电感,其中:该第一功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,其第二端连接该第四功率开关的第二端与该第一储能电感的第一端;该第四功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该负输入端;该第三功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,该第三功率开关的第二端连接该第二储能电感的第一端及该第二功率开关的第二端,该第二储能电感的第二端是连接该直流电源输入埠的该负输入端;该第二功率开关的第一端连接该第一储能电感的第二端及该输出滤波器的输入端。
前述直流/交流变流器,其中第一功率开关及该第三功率开关是由一电力电子开关构成,该第二功率开关及该第四功率开关是由一电力电子开关及一二极管串接而成。
前述直流/交流变流器,其中当所述第二功率开关及该第三功率开关恒维持截止,仅控制该第一功率开关高频交替地导通/截止,且该第四功率开关维持导通时,是构成该降压式转换器;反之,当该第一功率开关及该第四功率开关恒维持截止,仅控制该第三功率开关高频交替地导通/截止,且该第二功率开关维持导通时,是构成该升/降压式转换器。
前述直流/交流变流器,其中第一功率开关及该第三功率开关分别在该单相交流市电系统电压的正半周及负半周采用高频脉冲宽度调变技术加以控制,同一时间只有一功率开关作高频脉冲宽度调变,该第二功率开关及该第四功率开关则以与该单相交流市电系统同步的方波加以控制。
本发明的有益效果是,
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一现有半桥式变流器的电路图。
图2是一现有全桥式变流器的电路图。
图3是本发明的电路方块图。
图4是本发明第一实施例的详细电路图。
图5A是本发明第一实施例操作于降压式转换器(Buck converter)的电路动作图。
图5B是本发明第一实施例操作于升/降压式转换器(Buck/Boostconverter)的电路动作图。
图6是本发明第二实施例的详细电路图。
图7A是本发明第二实施例操作于降压式转换器(Buck converter)的电路动作图。
图7B是本发明第二实施例操作于升/降压式转换器(Buck/Boostconverter)的电路动作图。
【主要元件符号说明】
10直流电源输入埠
20降压式转换器
30升/降压式转换器
40输出滤波器
401电容
402电感
50交流输出埠
S1第一功率开关
S2第二功率开关
S3第三功率开关
S4第四功率开关
C电容
L储能电感
L1第一储能电感
L2第二储能电感
Figure G200910136590XD00071
第一功率开关
Figure G200910136590XD00072
第二功率开关
Figure G200910136590XD00073
第三功率开关
Figure G200910136590XD00074
第四功率开关
具体实施方式
请参考图3所示,为本发明直流/交流变流器的电路方块图,包含有:一直流电源输入埠、一降压式转换器、一升/降压式转换器、一输出滤波器及一交流输出埠。
该直流电源输入埠10,包含一正输入端及一负输入端,连接至一直流电源;
该降压式转换器20(Buck converter),包含一降压式转换电路及一输入端、一输出端及一共用端,其输入端及共用端是分别连接至该直流电源输入埠10的正输入端及负输入端;
该升/降压式转换器30(Buck/Boost Converter),包含一升/降压式转换电路及一输入端、一输出端及一共用端,且其输入端、共用端及输出端是分别与该降压式转换器20的输入端、共用端及输出端连接;
该输出滤波器40,包含一滤波器电路、一输入端、一输出端及一共用端,其输入端是连接至该降压式转换器20的输出端,其共用端是连接至该降压式转换器20的共用端,其用以滤除该降压式转换器20与该升/降压式转换器30产生的高频谐波;
该交流输出埠50,包含一输出端及一共用端,其输出端及共用端是分别连接至该输出滤波器40的输出端与共用端,该交流输出埠用以作为该直流/交流变流器的输出,其连接至一单相交流市电系统,且该交流输出埠的共用端是连接至该单相交流市电系统的一中性线N。
该降压式转换器20及该升/降压式转换器30两者是交替运作,以产生一交流弦波电流由该交流输出埠50输出至该单相交流市电系统,其中,该降压式转换器20负责在该单相交流市电系统正半周时产生该交流弦波电流的正半周信号,该升/降压式转换器30负责在该单相交流市电系统负半周时产生该交流弦波电流的负半周信号。该输出滤波器40的滤波器电路是由一电容401及一电感402所组成,该电容401的两端是分别连接在该输出滤波器40的输入端与共用端之间,该电感402的两端分别连接在该输出滤波器40的输入端与输出端间。请再参考图3所示,本发明的直流/交流变流器中,该单相交流市电系统的中性线N是与该直流电源的负端直接连接。
请参考图4所示为本发明第一实施例直流/交流变流器的具体电路图,构成该降压式转换器20的降压式转换电路及该升/降压式转换器30的升/降压式转换电路的元件包含有第一功率开关S1~第四功率开关S4、一二极管D及一储能电感L。该第一功率开关S1、第二功率开关S2及第三功率开关S3是由一电力电子开关构成,该第四功率开关S4是由一电力电子开关及一二极管并接而成,该储能电感L是由该降压式转换器20及该升/降压式转换器30所共用。
该第一功率开关S1的第一端是与该直流电源输入埠10的正输入端相连接,该第一功率开关S1的第二端是与该第二功率开关S2的第一端、该二极管D的第二端及该储能电感L的第一端相连接,该第二功率开关S2的第二端与该二极管D的第一端连接后再共同连接至该直流电源输入埠10的负输入端,该第三功率开关S3的第一端是连接至该直流电源输入埠10的正输入端,该第三功率开关S3的第二端是与该储能电感L的第二端及该第四功率开关S4的第一端相连接,该第四功率开关S4的第二端是连接至该输出滤波器40的输入端,该输出滤波器40的共用端是连接至该直流电源输入埠10的负输入端,该输出滤波器40的输出端及共用端是连接至该交流输出埠50,该交流输出埠50是经两电力线连接至该单相交流市电系统,该单相交流市电系统的两电力线其中一条为中性线N,其在单相交流市电系统处接至地电位,参考图4所示本发明第一实施例的直流/交流变流器中,该单相交流市电系统的中性线是直接电性连接至该直流电源的负端,即在本发明第一实施例的直流/交流变流器中该直流电源的负端与该单相交流市电系统的中性线是等电位的。
借由适当地控制该第一功率开关S1~第四功率开关S4的导通/截止时序,可使电路形成该降压式转换器20及该升/降压式转换器30的架构,并将该直流电源输出的直流电能转换成交流电能注入该单相交流市电系统,该注入的交流电能是以一与该单相交流市电系统电压同相位的弦波电流送入该单相交流市电系统。于本实施例中,该第一功率开关S1及该第三功率开关S3是分别在该单相交流市电系统电压的正半周及负半周采用高频脉冲宽度调变(PWM)技术加以控制,同一时间只有一功率开关作高频脉冲宽度调变,该第二功率开关S2及该第四功率开关S4则以与该单相交流市电系统同步的方波加以控制,以下针对两种电路模式的动作加以详细说明。
A、降压式转换器
请参考图5A所示,在该单相交流市电系统正半周时,是令该第二功率开关S2及第三功率开关S3维持截止而等同开路,第四功率开关S4维持导通而等同短路,使该直流/交流变流器构成如图5A所示的降压式转换器20操作,请参考图5A,控制该第一功率开关S1交替地导通/截止,当该第一功率开关S1导通时,该二极管D因反向偏压而开路,由于该直流电源的电压恒大于该单相交流市电系统电压的振幅,因此该直流电源将提供能量给该储能电感L储存能量,并供应该单相交流市电系统,该储能电感L的电流上升;当该第一功率开关S1截止时,该二极管D因顺向偏压而短路,该储能电感L释放能量经该二极管D以继续供给该单相交流市电系统,该储能电感L的电流下降。因此采用高频脉冲宽度调变技术控制该第一功率开关S1,即可控制在该单相交流市电系统正半周时产生一正半周的交流弦波电流注入该单相交流市电系统。
B、升/降压式转换器
请参考图5B所示,在该单相交流市电系统负半周时,是令该第一功率开关S1及第四功率开关S4维持截止,而该第四功率开关S4内的二极管仍可发挥作用,而第二功率开关S2持续维持导通而等同短路,使该直流/交流变流器构成如图5B所示的升/降压式转换器30操作。该第三功率开关S3是控制为高频交替地导通/截止;当该第三功率开关S3导通时,由该直流电源提供能量给该储能电感L以储存能量,该储能电感L电流的大小上升;当该第三功率开关S3截止时,由于储能电感L的电流流向的关系,使得该第四功率开关S4内的二极管呈现导通状态,由储能电感L释放能量经该第四功率开关S4内的二极管以供给该单相交流市电系统,该储能电感L电流的大小下降,由于储能电感L的电流流向的关系,使得流入该单相交流市电系统的电流为负。因此采用高频脉冲宽度调变技术控制该第三功率开关S3,即可控制在该单相交流市电系统负半周时产生一负半周的交流弦波电流注入该单相交流市电系统。
请参考图6所示,为本发明第二实施例直流/交流变流器的具体电路图,构成该降压式转换器20的降压式转换电路,及构成该升/降压式转换器30的升/降压式转换电路的元件包含:第一功率开关S1~第四功率开关S4、一第一储能电感L1及一第二储能电感L2,其中第二功率开关S2及第四功率开关S4是由一电力电子开关及一二极管串接而成。
该第一功率开关S1的第一端连接该直流电源输入埠10的正输入端,其第二端连接该第四功率开关S4的第二端与该第一储能电感L1的第一端;该第四功率开关S4的第一端连接该直流电源输入埠10的负输入端;该第三功率开关S3的第一端是连接该直流电源输入埠10的正输入端,该第三功率开关S3的第二端连接该第二储能电感L2的第一端及该第二功率开关S2的第二端,该第二储能电感L2的第二端连接该直流电源输入埠10的负输入端,该第二功率开关S2的第一端连接该第一储能电感L1的第二端及该输出滤波器40的输入端,该输出滤波器40的中性端连接该直流电源输入埠10的负输入端,该输出滤波器40的输出端与中性端连接至该交流输出埠50,该交流输出埠50经两电力线连接至该单相交流市电系统,该单相交流市电系统的两电力线其中一条为中性线,其在单相交流市电系统处接至地电位,参考图6所示,本发明第二实施例的直流/交流变流器中,该单相交流市电系统的中性线直接电性连接至该直流电源的负端,即在本发明第一实施例的直流/交流变流器中,该直流电源的负端与该单相交流市电系统的中性线是等电位的。
第二实施例借由适当地控制该第一功率开关S1~第四功率开关S4的导通/截止时序,可使电路形成该降压式转换器20及该升/降压式转换器30的架构,并将该直流电源输出的直流电能转换成交流电能注入该单相交流市电系统,该注入的交流电能是以一与该单相交流市电系统电压同相位的弦波电流的型式送入该单相交流市电系统。于本实施例中,该第一功率开关S1及该第三功率开关S3是分别在该单相交流市电系统电压的正半周及负半周时采用高频脉冲宽度调变(PWM)技术加以控制,同一时间只有一功率开关作高频脉冲宽度调变,该第二功率开关S2及该第四功率开关S4则以与该单相交流市电系统同步的方波加以控制,以下针对两种电路模式的动作加以详细说明。
A、降压式转换器
请参考图7A所示,在该单相交流市电系统正半周时,是令该第二功率开关S2及第三功率开关S3维持截止而等同开路,第四功率开关S4内的电力电子开关维持导通,使该直流/交流变流器构成如图7A所示的降压式转换器20操作。请参考图7A,控制该第一功率开关S1高频交替地导通/截止,当该第一功率开关S1导通时,该第四功率开关S4内部二极管因反向偏压而开路,由于该直流电源的电压恒大于该单相交流市电系统电压的振幅,因此该直流电源将提供能量给该第一储能电感L1储存能量,并供应该单相交流市电系统,该第一储能电感L1的电流上升;当该第一功率开关S1截止时,该第四功率开关S4内部二极管因顺向偏压而短路,该第一储能电感L1释放能量经该第四功率开关S4以继续供给该单相交流市电系统,该第一储能电感L1的电流下降。因此采用高频脉冲宽度调变技术控制该第一功率开关S1,即可控制在该单相交流市电系统正半周时产生一正半周的交流弦波电流注入该单相交流市电系统。
B、升/降压式转换器
请参考图7B所示,在该单相交流市电系统负半周时,是令该第一功率开关S1及第四功率开关S4维持截止,而等同开路,而第二功率开关S2内的电力电子开关维持导通,使该直流/交流变流器构成如图7B所示的升/降压式转换器30操作。该第三功率开关S3是控制为高频交替地导通/截止;当该第三功率开关S3导通时,该第二功率开关S2内部二极管因反向偏压而开路,由该直流电源提供能量给该第二储能电感L2以储存能量,该第二储能电感L2电流的大小上升;当该第三功率开关S3截止时,该第二功率开关S2内部二极管因顺向偏压而短路,由第二储能电感L2释放能量经该第二功率开关S2以供给该单相交流市电系统,该第二储能电感L2电流的大小下降,由于第二储能电感L2的电流流向的关系,使得流入该单相交流市电系统的电流为负。因此采用高频脉冲宽度调变技术控制该第三功率开关S3,即可控制在该单相交流市电系统负半周时产生一负半周的交流弦波电流注入该单相交流市电系统。

Claims (9)

1.一种直流/交流变流器,其特征在于,包括:
一直流电源输入埠,包含一正输入端及一负输入端,其连接至一直流电源;
一降压式转换器,包含一降压式转换电路、一输入端、一共用端与一输出端,该输入端及共用端连接至该直流电源输入埠的该正输入端及该负输入端;
一升/降压式转换器,包含一升/降压式转换电路、一输入端、一共用端与一输出端,且该输入端、该共用端及该输出端分别与该降压式转换器的该输入端、该共用端及该输出端连接;
一输出滤波器,包含一滤波器电路、一输入端、一输出端及一共用端,该输出滤波器的该输入端连接至该降压式转换器的该输出端,该输出滤波器的该共用端连接至该降压式转换器的该共用端;
一交流输出埠,包含一输出端及一共用端,该交流输出埠的该输出端及该共用端分别连接至该输出滤波器的该输出端与该共用端,该交流输出埠用以作为该直流/交流变流器的输出,其连接至一单相交流市电系统,且该交流输出埠的该共用端连接至该单相交流市电系统的一中性线;
该降压式转换器及该升/降压式转换器两者交替运作,以产生一交流弦波电流由该交流输出埠输出至该单相交流市电系统,其中,该降压式转换器负责在该单相交流市电系统正半周时产生该交流弦波电流的正半周信号,该升/降压式转换器负责在该单相交流市电系统负半周时产生该交流弦波电流的负半周信号。
2.根据权利要求1所述直流/交流变流器,其特征在于:所述输出滤波器的该滤波器电路由一电容及一电感组成,其用以滤除该降压式转换器与该升/降压式转换器产生的高频谐波,该电容的两端分别连接在该输出滤波器的该输入端与该共用端之间,该电感的两端分别连接在该输出滤波器的该输入端与该输出端间。
3.根据权利要求1所述直流/交流变流器,其特征在于:所述降压式转换器的该降压式转换电路及该升/降压式转换器的该升/降压式转换电路,其包含有一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关、一第四功率开关、一二极管及一储能电感,其中;
该第一功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,该第一功率开关的第二端连接该第二功率开关的第一端、该二极管的第二端及该储能电感的第一端;
该第二功率开关的第二端与该二极管的第一端连接后再共同连接至该直流电源输入埠的该负输入端;
该第三功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,该第三功率开关的第二端连接该储能电感的第二端及该第四功率开关的第一端;
该第四功率开关的第二端连接该输出滤波器的输入端。
4.根据权利要求3所述直流/交流变流器,其特征在于:所述第一功率开关、该第二功率开关及该第三功率开关是由一电力电子开关构成,该第四功率开关由一电力电子开关及一二极管并接而成。
5.根据权利要求3所述直流/交流变流器,其特征在于:当所述第二功率开关及该第三功率开关恒维持截止,仅控制该第一功率开关高频交替地导通/截止,且该第四功率开关维持导通时,构成该降压式转换器;反之,当该第一功率开关及该第四功率开关恒维持截止,仅控制该第三功率开关高频交替地导通/截止,且该第二功率开关维持导通时,构成该升/降压式转换器。
6.根据权利要求1所述直流/交流变流器,其特征在于:所述降压式转换器的该降压式转换电路及该升/降压式转换器的该升/降压式转换电路,其包含有一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关、一第四功率开关、一第一储能电感及一第二储能电感,其中:
该第一功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,其第二端连接该第四功率开关的第二端与该第一储能电感的第一端;
该第四功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该负输入端;
该第三功率开关的第一端连接该直流电源输入埠的该正输入端,该第三功率开关的第二端连接该第二储能电感的第一端及该第二功率开关的第二端,该第二储能电感的第二端是连接该直流电源输入埠的该负输入端;
该第二功率开关的第一端连接该第一储能电感的第二端及该输出滤波器的输入端。
7.根据权利要求6所述直流/交流变流器,其特征在于:所述第一功率开关及该第三功率开关是由一电力电子开关构成,该第二功率开关及该第四功率开关是由一电力电子开关及一二极管串接而成。
8.根据权利要求6所述直流/交流变流器,其特征在于:当所述第二功率开关及该第三功率开关恒维持截止,仅控制该第一功率开关高频交替地导通/截止,且该第四功率开关维持导通时,是构成该降压式转换器;反之,当该第一功率开关及该第四功率开关恒维持截止,仅控制该第三功率开关高频交替地导通/截止,且该第二功率开关维持导通时,是构成该升/降压式转换器。
9.根据权利要求3或6所述直流/交流变流器,其特征在于:所述第一功率开关及该第三功率开关分别在该单相交流市电系统电压的正半周及负半周采用高频脉冲宽度调变技术加以控制,同一时间只有一功率开关作高频脉冲宽度调变,该第二功率开关及该第四功率开关则以与该单相交流市电系统同步的方波加以控制。
CN200910136590XA 2009-05-08 2009-05-08 直流/交流变流器 Expired - Fee Related CN101882883B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910136590XA CN101882883B (zh) 2009-05-08 2009-05-08 直流/交流变流器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910136590XA CN101882883B (zh) 2009-05-08 2009-05-08 直流/交流变流器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101882883A CN101882883A (zh) 2010-11-10
CN101882883B true CN101882883B (zh) 2012-11-14

Family

ID=43054804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910136590XA Expired - Fee Related CN101882883B (zh) 2009-05-08 2009-05-08 直流/交流变流器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101882883B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102255537B (zh) * 2011-07-08 2013-10-16 台达电子工业股份有限公司 直流-交流转换电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823247A (en) * 1987-06-26 1989-04-18 Yutaka Electric Mfg. Co., Ltd. Stabilized power supply unit
US6104624A (en) * 1999-03-15 2000-08-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha System connecting device
CN101278471A (zh) * 2005-09-28 2008-10-01 奥地利西门子公司 用于两个直流电源的逆变器以及用于运行该逆变器的方法
CN101331670A (zh) * 2005-12-16 2008-12-24 丰田自动车株式会社 电压变换装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823247A (en) * 1987-06-26 1989-04-18 Yutaka Electric Mfg. Co., Ltd. Stabilized power supply unit
US6104624A (en) * 1999-03-15 2000-08-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha System connecting device
CN101278471A (zh) * 2005-09-28 2008-10-01 奥地利西门子公司 用于两个直流电源的逆变器以及用于运行该逆变器的方法
CN101331670A (zh) * 2005-12-16 2008-12-24 丰田自动车株式会社 电压变换装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2009-095099A 2009.04.30

Also Published As

Publication number Publication date
CN101882883A (zh) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103944397B (zh) Boost型隔离DC/DC变换器及其控制方法
CN206211844U (zh) 新型交错并联双向dc/dc变换器
CN103187879B (zh) 基于导抗网络的双向直流变换器及其数字控制系统和方法
CN101610038B (zh) Boost与Buck级联的光伏并网逆变器及其控制方法
US8111528B2 (en) DC to AC inverter
CN109245589A (zh) 单级三相高增益升压型三端口集成逆变器
CN204089603U (zh) 一种基于boost隔离升压拓扑的太阳能并网变流器
CN204376517U (zh) 一种用于直流电网储能的双向dc-dc变换器
CN107134937A (zh) 一种三电平多脉冲输出无变压器型逆变电路
CN102723888A (zh) 一种三端口全桥逆变器及其控制方法
CN206865369U (zh) 三电平多脉冲输出无变压器型逆变电路
CN101635528B (zh) 一种正激式单级隔离逆变器
CN103312153A (zh) 一种并联式多输入耦合电感升降压变换器
CN101951155B (zh) 带耦合电感的软开关隔离型双向直流-直流变换器
CN107959435A (zh) 带储能设备的同时供电反激周波变换型单级多输入逆变器
CN203434860U (zh) 一种基于耦合电感和电压转移技术的高增益升压变换器
CN201134759Y (zh) 大功率双向直流变换器
CN110350816A (zh) 一种储能电感并联有源缓冲电路的单级单相电流型逆变器
CN202435291U (zh) 载波幅值可调的pfc升压电路
CN110086340A (zh) 一种新型耦合电感双向大变比dc-dc变换器
CN201797440U (zh) 一种耦合电感实现隔离型双向直流-直流变换器
CN109818494A (zh) 一种高增益电压型准y源直流-直流变换器
CN105226925A (zh) 一种反激式单相逆变器及其控制方法
CN101882883B (zh) 直流/交流变流器
CN203747650U (zh) 一种双向可升降压型直流变换器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121114

Termination date: 20200508