CN104205605A - 逆变器装置 - Google Patents

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Abstract

利用逆变器电路(20)将对直流电压Vin进行升压以及平滑的有源滤波器电路(10)的输出电压(Vout1)变换成交流电压。有源滤波器电路(10)具备连接在输入输出部之间的电容器(Cdc)以及整流元件(11S)。此外，具有：一端与输入部连接、且另一端经由整流元件(11S)而与输出部连接的电感器(L1)；连接在该另一端与低电位侧线之间的开关元件(12S)；和第1控制电路(30)。电感器(L1)在开关元件(12S)导通时蓄积能量，在开关元件(12S)切断时释放能量。整流元件(11S)在电感器(L1)的蓄积能量的释放方向上导通。由此，提供一种不利用大电容的平滑电容器便能充分地抑制逆变器电路的输入电压的脉动的逆变器装置。

Description

逆变器装置
技术领域
本发明涉及将被输入的直流电压变换成交流电压进行输出的逆变器装置。
背景技术
在专利文献1中公开了具备两个逆变器电路的交流电源装置。专利文献1所记载的交流电源装置分别交替地驱动两个逆变器电路来形成正弦波的半波电压，从一个逆变器电路输出正电压，从另一个逆变器电路输出负电压，来输出交流电压。换言之，专利文献1所记载的交流电源装置使用两个逆变器电路来生成所输出的交流电压的正的半周期和负的半周期。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-251480号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在还包含专利文献1所记载的交流电源装置在内的一般的逆变器装置中，在逆变器电路的前级(输入侧)设有平滑电容器。经由逆变器电路而流向交流负载的电流成为商用电源频率的2倍的频率的全波整流波形，伴随于此，在向逆变器电路输入的输入电压中将发生所述频率的纹波。如果输入电压发生变动，则不仅仅导致难以控制逆变器电路，当交流负载为电力系统(grid：电网)的情况下，在电力系统中将无法传输正弦波电流，成为发生电压波形失真的原因。所述平滑电容器是为了抑制输入电压的纹波而设置的。越想要抑制该输入电压的纹波则越需要大电容的电容器，例如用到电解电容器。然而，电解电容器由于寿命短，因此存在装置的寿命也受到限制这样的问题。为此，期望不使用大电容的电容器、例如电解电容器，而将老化缓慢的例如薄膜电容器等的小电容的电容器作为平滑用的电容器来使用。但是，即便将薄膜电容器等的小电容的电容器作为平滑电容器来使用，也无法获得充分的纹波抑制效果。
因而，本发明的目的在于提供不使用大电容的平滑电容器便能充分地抑制逆变器电路的输入电压的纹波(ripple)这样的逆变器装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的逆变器装置，其特征在于，具备：有源滤波器电路，对输入电源的直流电压进行升压以及平滑；和逆变器电路，将所述有源滤波器电路进行了升压以及平滑的直流电压变换成交流电压，所述有源滤波器电路具有：缓冲电容器，连接在输入部与输出部之间；整流元件；电感器，第1端与所述输入部连接，第2端经由整流元件而与所述输出部连接；开关元件，连接在所述电感器的所述第2端与低电位侧线之间；和所述开关元件的开关控制电路，所述电感器在所述开关元件导通时蓄积能量，在所述开关元件切断时释放能量，所述整流元件在释放所述电感器的蓄积能量的方向上导通。
根据该构成，即便是从逆变器装置输出的交流电压为零附近的期间，也可通过开关元件的开关而使电感器蓄积能量，并将其作为缓冲电容器的充电电压来进行输入电源的直流电压的充电。而且，当从逆变器装置输出的交流电压为最大值附近的期间时，电容器的电荷被放电。通过该有源滤波器的作用，可减少向逆变器电路输入的输入电压的纹波，因此能够减小连接在有源滤波器电路的前级(输入侧)的平滑电容器的电容。因此，无需大电容的平滑电容器，例如能够使用老化慢的例如薄膜电容器等，而不是使用电解电容器。此外，即便是交流负载中流动的电流为零附近的期间，也能从输入电源输入电流，在交流负载中流动的电流为最大值附近的期间内，从缓冲电容器经由逆变器电路而向交流负载输出电流。因此，能从输入电源有效地取出直流电力。
所述开关控制电路优选通过所述开关元件的PWM控制来控制所述缓冲电容器的充电电压，使得所述有源滤波器电路的输出电压的电压纹波被抑制。
虽然在有源滤波器电路的输入部所设置的平滑电容器的电压随着从有源滤波器电路经由逆变器电路供给至交流负载的电流而变动，但是通过PWM控制来接通/断开所述开关元件，从而可抑制有源滤波器电路的输出电压、即向逆变器电路输入的输入电压变动。
如果所述整流元件为二极管，则无需开关控制，所以可简化电路构成。
如果所述整流元件为MOSFET或者IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor；绝缘栅双极晶体管)，则能够减少导通损耗。
如果所述开关元件为MOSFET或者IGBT，则能够减少导通损耗。尤其是，通过使用IGBT，从而可以实现高速动作，由于击穿耐量大，因此能实现高可靠性。
如果所述整流元件以及所述开关元件是内置于IPM(Intelligent PowerModule；智能功率模块)中的多个电力开关元件的一部分，则安装部件个数变少，且部件成本下降，所以可谋求小型、低成本化。
如果所述逆变器电路具备被桥式连接的4个开关元件，这些开关元件是内置于所述IPM的电力开关元件，则进一步使得安装部件个数变少，且部件成本下降，所以可谋求进一步的小型、低成本化。
也可以在所述有源滤波器电路与所述输入电源之间具备绝缘型DC-DC转换器。通过该构成，从而能使输入电源和逆变器电路绝缘。
发明效果
根据本发明，通过有源滤波器的作用可减少向逆变器电路输入的输入电压的纹波，因此能够减小连接在有源滤波器电路的前级(输入侧)的平滑电容器的电容。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的逆变器装置的电路图。
图2是第1控制电路的构成图。
图3是第2控制电路的构成图。
图4是表示逆变器装置的输出电压的波形的图。
图5是表示输出电压的相位角为0°处的各开关的选通信号波形的图。
图6是表示输出电压的相位角为45°处的各开关的选通信号波形的图。
图7是表示输出电压的相位角为90°处的各开关的选通信号波形的图。
图8是表示模拟条件以及结果的数值的图。
图9A是条件(1)的模拟结果的电流波形图。
图9B是条件(1)的模拟结果的电压波形图。
图10A是条件(2)的模拟结果的电流波形图。
图10B是条件(2)的模拟结果的电压波形图。
图11A是条件(3)的模拟结果的电流波形图。
图11B是条件(3)的模拟结果的电压波形图。
图12是实施方式2所涉及的逆变器装置的电路图。
图13是实施方式3所涉及的逆变器装置的电路图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是实施方式1所涉及的逆变器装置的电路图。本实施方式所涉及的逆变器装置1例如被用在太阳能发电系统中。逆变器装置1的输出端子P0(+)、P0(-)例如与系统负载连接。逆变器装置1将从太阳能变换得到的直流电力变换为交流电力后输出给交流负载。本实施方式所涉及的逆变器装置1将频率50Hz的200V的交流电压输出给交流负载。
逆变器装置1具备有源滤波器电路10以及逆变器电路20。在有源滤波器电路10的前级(输入侧)连接了直流电源Vdc以及平滑电容器C1。直流电源Vdc例如为太阳能电池面板。以下，用Vin来表征从直流电源Vdc向有源滤波器电路10输入的输入电压。电容器C1对Vin进行平滑。
有源滤波器电路10具备连接在输入部与输出部之间的缓冲电容器Cdc(以下简单称作电容器Cdc。)、和整流元件11S。在此，输入部是指直流电源Vdc和有源滤波器电路10的高电位侧的连接点，输出部是有源滤波器电路10和逆变器电路20的高电位侧的连接点。此外，具备：电感器L1，第1端与输入部连接、第2端经由整流元件11S而与输出部连接；开关元件12S，连接在电感器L1的第2端与地线之间；和第1控制电路30，是开关元件12S的开关控制电路。
本实施方式所涉及的整流元件11S以及开关元件12S为IGBT，分别具有体二极管。在电容器Cdc的输出侧连接着整流元件11S的集电极。电感器L1与电容器Cdc的输入侧以及整流元件11S的发射极连接。开关元件12S的集电极与整流元件11S的发射极连接，发射极与有源滤波器电路10的低电位侧线连接。低电位侧线是指与直流电源Vdc的低电位侧连接的线。整流元件11S以及开关元件12S通过第1控制电路30来进行PWM(Pulse Width Modulation；脉冲宽度调制)控制。
整流元件11S以及开关元件12S通过第1控制电路30而被交替地(互补地)接通/断开。在开关元件12S为接通、整流元件11S为断开的情况下，在电感器L1以及开关元件12S的路径中流经电流I11。通过该电流I11，在电感器L1中蓄积能量。如果开关元件12S变为断开、整流元件11S变为接通，则在电感器L1、整流元件11S以及电容器Cdc的闭环中流经电流I12。通过该电流I12，电容器Cdc被充电。如果用Vcdc表征电容器Cdc的充电电压、用Vout1表征有源滤波器电路10的输出电压，则输出电压Vout1为在输入电压Vin上相加了充电电压Vcdc而得到的电压。
逆变器电路20连接在有源滤波器电路10的后级(输出侧)，根据来自有源滤波器电路10的输出电压Vout1来生成并输出交流电压的正的半周期和负的半周期。逆变器电路20中，开关元件21S以及开关元件22S的串联电路、和开关元件23S以及开关元件24S的串联电路被并联连接。而且，这些串联电路按照开关元件21S、23S成为高侧、开关元件22S、24S成为低侧的方式连接在高电位侧线与低电位侧线之间。开关元件21S、22S、23S、24S分别通过第2控制电路40来进行PWM控制。此外，开关元件21S、22S、23S、24S分别具有体二极管。
此外，开关元件21S、22S的连接点经由电感器L2而与输出端子P0(+)连接。开关元件23S、24S与输出端子P0(-)连接。在输出端子P0(+)、P0(-)连接着交流负载，从逆变器装置1输出的交流电压被施加给交流负载。
逆变器电路20将来自有源滤波器电路10的输出电压Vout1作为电源电压，对开关元件21S以及开关元件24S进行接通断开，此外对开关元件22S以及开关元件23S进行接通断开，由此来输出正负的交流电压。具体而言，在开关元件21S以及开关元件24S为接通、开关元件22S以及开关元件23S为断开时，在交流负载中流动电流I2+。在开关元件22S以及开关元件23S为接通、开关元件21S以及开关元件24S为断开时，在交流负载中流动电流I2-。
以下，关于第1控制电路30以及第2控制电路40进行说明。
图2是第1控制电路30的构成图。以下，电感器L1中流动的电流设为IL1。第1控制电路30以频率10kHz对整流元件11S以及开关元件12S进行PWM控制，使得电容器Cdc的充电电压Vcdc成为指令电压(目标电压)Vcdc*。
减法器31计算电容器Cdc的充电电压Vcdc和指令电压Vcdc*的误差。PI控制器32通过基于减法器31计算出的误差的PI控制(比例积分控制)，来计算电感器L1中应流动的指令电流IL1*。减法器33计算目标电流IL1*和电感器L1中流动的电流IL1的误差。PI控制器34通过基于减法器33计算出的误差的PI控制，来计算电感器L1中应施加的指令电压VL1*。比较器35比较PI控制器34的结果、和频率10kHz的三角波，输出PWM波。在整流元件11S中输入比较器35所输出的PWM波。在开关元件12S中输入比较器35所输出的PWM波通过反相器36反相后的PWM波。
图3是第2控制电路40的构成图。第2控制电路40以5kHz的频率对开关元件21S、22S、23S、24S进行PWM控制，使得逆变器电路20的输出电流Iout2成为指令电流(目标电流)Iout2*。
乘法器41将指令电流Iout2*、和应设定的频率(在本实施方式中为交流负载的频率50Hz)相乘，并向减法器42输出。减法器42计算乘法器41的输出、和来自逆变器电路20的输出电流Iout2的误差，并向PI控制器43输出。PI控制器43通过基于该误差的PI控制来求出指令电流IL2*。指令电流IL2*是电感器L2中要流动的电流。
比较器44输出用于生成交流电压的正的半周期的PWM波。比较器44比较PI控制器43的输出、和频率5kHz的三角波来生成PWM波。在开关元件21S中被输入比较器44所输出的PWM波。在开关元件24S中被输入比较器44所输出的PWM波通过反相器45反相后的PWM波。
比较器47输出PWM波。乘法器46将PI控制器43的输出和-1相乘，并向比较器47输出。因此，在比较器47中被输入乘法器46的输出信号。而且，比较器47比较乘法器46的输出信号、和频率5kHz的三角波从而生成PWM波。在开关元件23S中被输入比较器47所输出的PWM波。在开关元件22S中被输入比较器47所输出的PWM波通过反相器48反相后的PWM波。
以下，关于第1控制电路30向整流元件11S以及开关元件12S输出的选通信号、以及第2控制电路40向开关元件21S、22S、23S、24S输出的选通信号进行说明。
图4是逆变器装置1的输出电压Vout2的波形图。在本实施方式中，第1控制电路30以及第2控制电路40进行因电压Vout2的相位角的不同而不同的占空比的PWM控制。以下，对图4所示的电压Vout2的波形的相位角为0°、45°、90°的各附近处的PWM控制进行说明。
图5是表示输出电压Vout2的相位角为0°附近处的各开关元件的选通信号波形的图。图6是表示输出电压Vout2的相位角为45°附近处的各开关元件的选通信号波形的图。图7是表示输出电压Vout2的相位角为90°附近处的各开关元件的选通信号波形的图。在图5、图6以及图7中，纵轴为向栅极施加的电压，横轴为时间。
如上所述，第1控制电路30向整流元件11S以及开关元件12S输出的选通信号(PWM波)，占空比随着指令电压Vcdc*以及输入电压Vin而变化。在图5、图6以及图7所示的波形中，指令电压Vcdc*的振幅(Peakto Peak)被设定为95.5[V]。在该模拟中，将输入电压Vin设为恒定，确认输入电流Iin的纹波的程度。实际上，Vin随着输入电源的内部电阻、平滑电容器C1的电容以及输入电流Iin而变动，但是通过抑制输入电流Iin的纹波，从而能确认输入电压Vin的变动的抑制效果。在该模拟中，因为如上所述将输入电压Vin设为恒定，所以与指令电压Vcdc*相应的占空比的变化量少，成为大致相同的占空比。因而，图5、图6以及图7所示的送往整流元件11S以及开关元件12S的选通信号电压波形大致相同。
此外，在相位角附近的情况下，逆变器电路20的开关元件21S、23S的接通占空比、和开关元件22S、24S的接通占空比大致相同。伴随着相位角变大为45°、90°，逆变器电路20的开关元件21S、23S的接通占空比变得大于开关元件22S、24S的接通占空比。
其次，说明如上述那样构成的各开关元件被进行了PWM控制的逆变器装置1的电流波形以及电压波形。以下，示出利用逆变器装置1所进行的模拟的结果。作为模拟的条件，设定：有源滤波器电路10的输出电压Vout1成为平均400[V]，逆变器电路20的输出电压Vout2成为频率50[Hz]的交流电压240[V]。此外，将图1的电容器C1设为100[μF]，将电容器Cdc设为50[μF]，将电感器L1设为6[mH]，将电感器L2设为36[mH]。而且，以频率10kHz对整流元件11S以及开关元件12S分别进行PWM控制，以频率5kHz对开关元件21S、22S、23S、24S分别进行PWM控制。
图8是表示模拟条件以及结果的数值的图。在图8中，示出条件(1)、条件(2)、条件(3)的各个条件的情况下的模拟条件以及结果的数值。图9A是条件(1)的模拟结果的电流波形图，图9B是条件(1)的模拟结果的电压波形图。图10A是条件(2)的模拟结果的电流波形图，图10B是条件(2)的模拟结果的电压波形图。图11A是条件(3)的模拟结果的电流波形图，图11B是条件(3)的模拟结果的电压波形图。
在图8中，作为模拟条件，提供了输入电压Vin、电容器Cdc的充电电压Vcdc的平均值Vcdcave、电容器Cdc的充电电压Vcdc的振幅(PeakTo Peak)ΔVcdc、有源滤波器电路10的输出电力Pout[W]。作为模拟结果，Icdc[A]为流经电容器Cdc的电流，IL1为流经电感器L1的电流。图9、图10以及图11的各图表的横轴为时间[s]。
在条件(1)下，150[V]的输入电压Vin被输入至有源滤波器电路10。在此情况下，向有源滤波器电路10输入的输入电流Iin成为设为平均2.0[A]的包含纹波的电流。此外，整流元件11S以及开关元件12S被接通断开控制，从而电流Icdc、电流IL1以及输出电流Iout1分别成为包含纹波的电流。电流Icdc为最大1.26[A](参照图8)的电流，通过开关元件12S的开关而流动包含纹波的电流。电流IL1最大约4.1[A](参照图8)，始终在相同方向流动。电流Iout1与电流Icdc相同，最大约1.26[A]。此外，通过被接通断开控制的开关元件21S、22S、23S、24S，根据有源滤波器电路10的输出来生成由正的半周期以及负的半周期构成的交流电流，从逆变器电路20输出电流Iout2。
此外，在条件(1)下，向电感器L1施加从-150[V]至约200[V]为止的电压。向电容器Cdc施加约250[V]的电压Vcdc。具体而言，电压Vcdc成为以250[V]设为中心而设振幅76.4[V](参照图8)的交流波形。有源滤波器电路10的输出电压Vout1成为电压Vin和电压Vcdc相加所得的电压。即，电压Vout1成为约400[V]。此外，通过被接通断开控制的开关元件21S、22S、23S、24S，根据有源滤波器电路10的输出来生成由正的半周期以及负的半周期构成的交流电压，从逆变器电路20输出电压Vout2。
在条件(2)下，200[V]的输入电压Vin被输入至有源滤波器电路10。在此情况下，向有源滤波器电路10输入的输入电流Iin成为设为平均1.5[A]的包含纹波的电流。此外，整流元件11S以及开关元件12S被接通断开控制，从而电流Icdc、电流IL1以及输出电流Iout1分别成为包含纹波的电流。电流Icdc为最大1.5[A](参照图8)的电流，通过开关元件12S的开关而流动包含纹波的电流。电流IL1最大约4.0[A](参照图8)，始终在相同方向流动。电流Iout1与电流Icdc相同，最大约1.5[A]。此外，被接通断开控制的开关元件21S、22S、23S、24S，根据有源滤波器电路10的输出来生成由正的半周期以及负的半周期构成的交流电流，从逆变器电路20输出电流Iout2。
此外，在条件(2)下，向电感器L1施加从-200[V]至约200[V]为止的电压。向电容器Cdc施加约200[V]的电压Vcdc。具体而言，电压Vcdc成为以200[V]设为中心而设振幅95.5[V](参照图8)的交流波形。有源滤波器电路10的输出电压Vout1成为电压Vin和电压Vcdc相加所得的电压。即，电压Vout1成为约400[V]。此外，通过被接通断开控制的开关元件21S、22S、23S、24S，根据有源滤波器电路10的输出来生成由正的半周期以及负的半周期构成的交流电压，从逆变器电路20输出电压Vout2。
在条件(3)下，250[V]的输入电压Vin被输入至有源滤波器电路10。在此情况下，向有源滤波器电路10输入的输入电流Iin成为设为平均1.25[A]的包含纹波的电流。整流元件11S以及开关元件12S被接通断开控制，从而电流Icdc、电流IL1以及输出电流Iout1分别成为包含纹波的电流。电流Icdc为最大1.6[A](参照图8)的电流，通过开关元件12S的开关而流动包含纹波的电流。电流IL1最大约3.7[A](参照图8)，始终在相同方向流动。电流Iout1与电流Icdc相同，最大约1.6[A]。此外，被接通断开控制的开关元件21S、22S、23S、24S，根据有源滤波器电路10的输出来生成由正的半周期以及负的半周期构成的交流电流，从逆变器电路20输出电流Iout2。
此外，在条件(3)下，向电感器L1施加从-250[V]至约200[V]为止的电压。向电容器Cdc施加约150[V]的电压Vcdc。具体而言，电压Vcdc成为以150[V]设为中心而设振幅127.32[V](参照图8)的交流波形。有源滤波器电路10的输出电压Vout1成为电压Vin和电压Vcdc相加所得的电压。即，电压Vout1成为约400[V]。此外，通过被接通断开控制的开关元件21S、22S、23S、24S，根据有源滤波器电路10的输出来生成由正的半周期以及负的半周期构成的交流电压，从逆变器电路20输出电压Vout2。
如根据以上的模拟结果的各波形判断出的那样，通过适当地控制有源滤波器电路10的电容器Cdc的电压，从而减少了输入电流Iin的纹波。这是基于有源滤波器电路10的电感器L1以及电容器Cdc中的能量的移动(缓冲作用)。因此，由于减少了被输入至有源滤波器电路10的直流电流的纹波，因此无需增大平滑电容器C1的电容。此外，因为即便是Iout1为0附近的相位角也会流动Iin，所以可从直流电源Vdc有效地取出电力。即，在直流电源Vdc为太阳能电池面板的情况下，能够从太阳能有效地利用直流电力。
另外，在本实施方式中，能够使用6个IGBT构成为一个模块的IPM(Intelligent Power Module；智能功率模块)。即，能够将6个IGBT之中4个作为逆变器电路的开关元件21S、22S、23S、24S来使用，将剩余2个作为有源滤波器电路的整流元件11S和开关元件12S来使用。
(实施方式2)
以下，关于本发明的实施方式2进行说明。实施方式2在由二极管构成了实施方式1所涉及的整流元件11S的方面、以及由MOSFET构成了各开关元件的方面不同。
图12是实施方式2所涉及的逆变器装置的电路图。实施方式2所涉及的逆变器装置1A具备有源滤波器电路11以及逆变器电路21。有源滤波器电路11具备电容器Cdc、电感器L1、二极管(本发明的整流元件)D1以及开关元件3S。电容器Cdc与有源滤波器电路10的高电位侧线串联连接。在电容器Cdc的输出侧连接着二极管D1的阴极。电感器L1连接在电容器Cdc的输入侧以及二极管D1的阳极之间。开关元件3S的漏极与二极管D1的阳极连接，源极与有源滤波器电路10的低电位侧线连接。开关元件3S通过第1控制电路31进行PWM控制。
开关元件3S的接通断开控制与实施方式1所涉及的开关元件12S相同。开关元件3S通过第1控制电路31进行PWM控制，从而电容器Cdc被充电。在开关元件3S为接通的情况下，在电感器L1以及开关元件3S的路径中流经电流I11。通过该电流I11，在电感器L1中蓄积电能。当开关元件3S变为断开时，在电感器L1、二极管D1以及电容器Cdc的闭环路径中流经电流I12。在电流I12上相加从蓄积了电能的电感器L1所输出的电流。通过该电流I12，电容器Cdc被充电。
逆变器电路21中，被串联连接的开关元件41S以及开关元件42S、和被串联连接的开关元件43S以及开关元件44S进行并联连接。详细而言，开关元件41S的漏极与逆变器电路20的高电位侧线连接，源极与开关元件42S的漏极连接。开关元件42S的源极与逆变器电路20的低电位侧线连接。此外，开关元件43S的漏极与逆变器电路20的高电位侧线连接，源极与开关元件44S的漏极连接。开关元件44S的源极与逆变器电路20的低电位侧线连接。开关元件41S、开关元件42S、开关元件43S以及开关元件44S分别通过第2控制电路41进行PWM控制。各开关元件41S、42S、43S、44S的接通断开控制与实施方式1所涉及的开关元件21S、22S、23S、24S相同。
这样，即便开关元件中使用MOSFET，也可得到与实施方式1相同的效果。此外，因为整流元件中使用二极管D1，从而无需其开关控制，所以能简化电路构成。
另外，在本实施方式中，也可以取代二极管D1而使用MOSFET。在该情况下，能够使用由6个MOSFET的元件构成为一个模块的IPM(Intelligent Power Module；智能功率模块)。即，能够将6个MOSFET的4个用于逆变器电路的开关元件，将剩余的2个作为有源滤波器电路的整流元件和开关元件来使用。
(实施方式3)
以下，关于本发明的实施方式3进行说明。本实施方式所涉及的逆变器装置在实施方式2的平滑电容器C1的前级(输入侧)与直流电源Vcd之间设有绝缘型DC-DC转换器。
图13是实施方式3所涉及的逆变器装置的电路图。逆变器装置1B所具备的有源滤波器电路11以及逆变器电路21与实施方式2相同。另外，逆变器装置1B也可以是具备实施方式1所涉及的有源滤波器电路10以及逆变器电路20的构成。
在绝缘型DC-DC转换器13的初级侧，由基于MOSFET的开关元件51S、52S、53S、54S构成了全桥电路。在各开关元件51S、52S、53S、54S的栅极连接着控制电路，被进行PWM控制。
在全桥电路的输出，经由电容器C3而连接着绝缘变压器T的初级绕组np。由该电容器C3和初级绕组np构成了谐振电路。在绝缘变压器T的次级侧连接着二极管D11、D12、D13、D14所构成的二极管桥式整流电路。由此一来，构成了谐振型全桥转换器。而且，在该绝缘型DC-DC转换器13的后级连接着电感器L3、平滑电容器C1以及有源滤波器电路11。
在该逆变器装置1B中，全桥电路的开关元件51S、54S的组合以及开关元件53S、52S的组合的一方同时变为接通、另一方同时变为断开的状态被反复，从而由电容器C3等构成的谐振电路的谐振电流流至绝缘变压器T的初级绕组np。如果电流流至绝缘变压器T的初级绕组np，则在绝缘变压器T的次级绕组ns中产生电动势，向绝缘变压器T的次级侧传递电力。被传递至次级侧的电力通过二极管桥式整流电路被整流，并向平滑电容器C1输出。有源滤波器电路11以及逆变器电路21的动作与实施方式1、2相同。
在本实施方式中，直流电源Vdc的输出电压经由绝缘型DC-DC转换器13而向电容器C1输入，从而较之在电容器C1直接连接了直流电源Vdc的情况，可以向有源滤波器电路11供给稳定的电压。
使绝缘型DC-DC转换器(谐振型全桥转换器)13在无控制下进行动作、也就是隔着死区时间而以占空比50％来驱动开关元件，从而能够实现最大电力控制(MPPT控制：Max Power Point Tracking)。即，在输入电源为太阳能电池面板的情况下，为了从太阳能电池取出最大电力，需要控制电压以使电流与电压之积变为最大。由于该I-V(电流-电压)特性根据日照强度、模块温度而变化，因此为了获得最大电力，始终自动地追踪最佳电压尤为重要。因而，绝缘型DC-DC转换器13进行最大电力控制(MPPT控制)，由此能够从太阳能电池取出最大电力。
另外，上述的各实施方式所涉及的逆变器装置的具体构成等可适当地进行设计变更，例如若为多等级，则可采取中间电压钳位方式、飞跨电容方式、级联方法等多种形态。上述的实施方式所记载的作用以及效果只不过列举了根据本发明产生的最佳的作用以及效果，但是本发明的作用以及效果并不限定于上述的实施方式所记载的内容。
符号说明
1-逆变器装置
10-有源滤波器电路
11S-整流元件
12S-开关元件
21S、22S、23S、24S-开关元件
20-逆变器电路
30-第1控制电路
40-第2控制电路
C1-平滑电容器
Cdc-电容器
D1-二极管
L1、L2-电感器
Vdc-直流电源
P0(+)、P0(-)-输出端子

Claims (8)

1.一种逆变器装置，具备：
有源滤波器电路，对输入电源的直流电压进行升压以及平滑；和
逆变器电路，将所述有源滤波器电路进行了升压以及平滑的直流电压变换成交流电压，
所述有源滤波器电路具有：
缓冲电容器，其连接在输入部与输出部之间；
整流元件；
电感器，其第1端与所述输入部连接，第2端经由整流元件而与所述输出部连接；
开关元件，连接在所述电感器的所述第2端与低电位侧线之间；和
所述开关元件的开关控制电路，
所述电感器在所述开关元件导通时蓄积能量，在所述开关元件切断时释放能量，所述整流元件在释放所述电感器的蓄积能量的方向上导通。
2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其中，
所述开关控制电路通过所述开关元件的PWM控制来控制所述缓冲电容器的充电电压，使得所述有源滤波器电路的输出电压的电压纹波被抑制。
3.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其中，
所述整流元件是二极管。
4.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其中，
所述整流元件是MOSFET或者绝缘栅双极晶体管IGBT，所述开关控制电路互补地驱动所述整流元件和所述开关元件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的逆变器装置，其中，
所述开关元件是MOSFET或者绝缘栅双极晶体管IGBT。
6.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其中，
所述整流元件以及所述开关元件是内置在智能功率模块IPM中的多个电力开关元件的一部分。
7.根据权利要求6所述的逆变器装置，其中，
所述逆变器电路具备被桥式连接的4个开关元件，这些开关元件是内置在所述智能功率模块IPM中的电力开关元件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的逆变器装置，其中，
所述逆变器装置还具备：绝缘型DC-DC转换器，其连接在所述有源滤波器电路与所述输入电源之间。
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