TW201427248A - 再生能源換流器 - Google Patents
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Abstract
一種再生能源換流器，其包含一轉換模組、一換流模組及一微控制模組，該轉換模組包含一第一電感、一第一切換單元、一第二切換單元及一能量儲存/釋放單元，該換流模組具有一橋式換流單元、一第二電感及一儲能電容，該微控制模組電性連接該轉換模組及該換流模組，該再生能源換流器可供予一交流負載所需之穩定交流電力。
Description
本發明係有關於一種再生能源換流器，特別係有關於一種可供應給交流負載穩定電力之再生能源換流器。
近年來，接收太陽光之太陽能板或接收風力之風力發電機為普及使用之再生能源接收裝置，當太陽能或風能實際使用於電力儲存時，太陽能板及風力發電機的輸出功率常受到環境因素的影響而無法穩定地供電給儲電裝置，如太陽能電池即受到照度及溫度的影響，而風力發電機則受到風速及風向的影響，當環境因素變動劇烈時，再生能源接收裝置所輸出之電力無法有效率地儲存於電力儲存裝置，因此無法應用於負載端。
本發明之主要目的係在於提供一種再生能源換流器，其可提供一交流負載所需之穩定電力，該再生能源換流器包含一轉換模組、一換流模組及一微控制模組，該轉換模組包含一第一電感、一第一切換單元、一第二切換單元及一能量儲存/釋放單元，該第一電感具有一第一端及一第二端，該第一切換單元具有一第一電容及一第一控制開關，該第一電容電性連接該第一端，該第一控制開關電性連接該第二端，該第二切換單元具有一第二電容、一第二控制開關及一第一二極體，該第二電容電性連接該第一端，該第二控制開關及該第一二極體電性連接該第二端，該能量儲存/釋放單元具有一第二二極體及一第三電容，該第二二極體電性連接該第一電感之該第二端，該第三電容電性連接該第二二極體，該換流模組係電性連接該能量儲存/釋放單元之該第三電容，該換流模組具有一橋式換流單元、一第二電感及一儲能電容，該第二電感及該儲能電容電性連接該橋式換流單元，該微控制模組係電性連接該轉換模組及該換流模組，本發明中所接收之電力源如太陽能板及風力發電機皆為不穩定之電力系統，該再生能源換流器係藉由該微控制模組調變該些切換單元之控制開關的截止/導通狀態，使得接收非穩定電力之該儲電裝置可藉由該轉換模組之該第一電感、第一切換單元及該第二切換單元之電路作動而產生一穩定之電力，此外，本發明藉由該微控制模組調變該橋式換流單元之內部電晶體的截止/導通狀態，使得該能量儲存/釋放單元之該第三電容的能量可經由該橋式換流單元進行直/交流轉換而傳輸至該儲能電容，因此連接該儲能電容之該交流負載可獲得穩定之交流電力供應，另外，該換流模組可操作於降壓模式，藉由上述操作模式，該儲電裝置能因應再生能源於不同的外在環境變動下，仍提供給該交流負載穩定、高效率的交流電力。
請參閱第1及6圖，其係本發明之一實施例，一種再生能源換流器100，其可與一電力源P及一電性連接該電力源P之儲電裝置S結合，以提供一交流負載L所需之穩定交流電力，在本實施例中，該電力源P可為接收太陽光之太陽能板、接收風力之風力發電機等再生能源或一般市電，該再生能源換流器100包含一轉換模組110、一換流模組120及一微控制模組130，該轉換模組110包含一第一電感111、一第一切換單元112、一第二切換單元113及一能量儲存/釋放單元114，該第一電感111具有一第一端111a及一第二端111b，該第一切換單元112具有一第一電容112a及一第一控制開關112b，該第二切換單元113具有一第二電容113a、一第二控制開關113b及一第一二極體113e，該能量儲存/釋放單元114具有一第二二極體114a及一電性連接該第二二極體114a之第三電容114d，該第一電感111之該第一端111a電性連接該第一電容112a及該第二電容113a，該第一電感111之該第二端111b電性連接該第一控制開關112b、該第二控制開關113b、該第一二極體113e及該第二二極體114a，此外，該換流模組120係電性連接該能量儲存/釋放單元114之該第三電容114d，該換流模組120具有一橋式換流單元121、一第二電感126及一儲能電容127，該第二電感126及該儲能電容127電性連接該橋式換流單元121，該儲能電容127與該交流負載L並聯，且該微控制模組130電性連接該轉換模組110及該換流模組120。
請再參閱第1圖，該橋式換流單元121具有一第一MOS電晶體122、一第二MOS電晶體123、一第三MOS電晶體124及一第四MOS電晶體125，該第二電感126具有一第三端126a及一第四端126b，該第三電容114d之一端電性連接該第一MOS電晶體122之ㄧ汲極端122a及該第三MOS電晶體124之ㄧ汲極端124a，該第二電感126之該第三端126a電性連接該第一MOS電晶體122之ㄧ源極端122b及該第二MOS電晶體123之ㄧ汲極端123a，該儲能電容127之ㄧ端電性連接該第三MOS電晶體124之ㄧ源極端124b及該第四MOS電晶體125之ㄧ汲極端125a，該第二電感126之該第四端126b電性連接該儲能電容127之另一端及該交流負載L，該能量儲存/釋放單元114之該第三電容114d之另一端電性連接該第二MOS電晶體123之ㄧ源極端123b及該第四MOS電晶體125之ㄧ源極端125b，另外，在本實施例中，該轉換模組110之該第一控制開關112b及該第二控制開關113b係為MOS電晶體，該第一電感111之該第二端111b電性連接該第一控制開關112b之ㄧ源極端112c、該第二控制開關113b之ㄧ汲極端113c、該第一二極體113e之ㄧ陰極端113f及該第二二極體114a之ㄧ陽極端114b，太陽能板及風力發電機皆為不穩定之電力系統，本發明藉由該微控制模組130調變該些切換單元之控制開關的截止/導通狀態，使得接收非穩定電力之該儲電裝置S可藉由該轉換模組110之該第一電感111、第一切換單元112及該第二切換單元113之電路作動而產生一穩定之直流電力，此外，本發明藉由該微控制模組130調變該橋式換流單元121之內部電晶體的截止/導通狀態，使得該能量儲存/釋放單元114之該第三電容112的能量可經由該橋式換流單元121進行直/交流轉換而傳輸至該儲能電容127，因此並聯於該儲能電容127之該交流負載L可獲得穩定之交流電力供應，另外，該換流模組120可操作於降壓模式，藉由上述操作模式，該儲電裝置S能因應再生能源於不同的外在環境變動下，仍提供給該交流負載L穩定、高效率的交流電力，該轉換模組110另包含有一電性連接該電力源P與該儲電裝置S之第三控制開關115，第三控制開關115可選擇性地切換該些電力源P，故可同時以太陽能板及風力發電機提供給該儲電裝置S電力，再採用市電當備用電源，以提高系統的可靠度。
請參閱第6圖，該微控制模組130包含一微控制器131及至少一訊號轉換電路132，該訊號轉換電路132電性連接該微控制器131，該訊號轉換電路132包含一數位/類比轉換器組133、一運算放大器134、一斜波產生器135、一電壓控制震盪器136、一比較器137及一正反器138，該運算放大器134、該斜波產生器135及該電壓控制震盪器136電性連接該數位/類比轉換器組133，該比較器137電性連接該運算放大器134及該斜波產生器135，該正反器138電性連接該比較器137及該電壓控制震盪器136，在本實施例中，該數位/類比轉換器組133具有一第一數位/類比轉換器133a、一第二數位/類比轉換器133d、一第三數位/類比轉換器133g及一第四數位/類比轉換器133j，各該數位/類比轉換器之ㄧ輸入端133b,133e,133h,133k電性連接該微控制器131，該微控制器131分別輸送8位元數位資料至該第一數位/類比轉換器133a之該輸入端133b及該第二數位/類比轉換器133d之該輸入端133e，該微控制器131分別輸送4位元數位資料至該第三數位/類比轉換器133g之該輸入端133h及第四數位/類比轉換器133j之該輸入端133k，該運算放大器134具有一第一正極端134a、一第一負極端134b及一第一輸送端134c，該第一正極端134a電性連接該第一數位/類比轉換器133a之ㄧ輸出端133c，該第一負極端134b電性連接該第二數位/類比轉換器133d之ㄧ輸出端133f，該斜波產生器135之ㄧ輸入端135a電性連接該第三數位/類比轉換器133g之ㄧ輸出端133i，該電壓控制震盪器136之ㄧ輸入端136a電性連接該第四數位/類比轉換器133j之ㄧ輸出端133l，此外，在本實施例中，該正反器138為一R/S正反器，該正反器138具有一第一狀態端138a、第二狀態端138b及一輸出狀態端138c，該比較器137具有一第二正極端137a、一第二負極端137b及一第二輸送端137c，該第二負極端137b電性連接該運算放大器134之該第一輸送端134c，該第二正極端137a電性連接該斜波產生器135之ㄧ輸出端135b，該第二輸送端137c電性連接該第一狀態端138a，該電壓控制震盪器136之ㄧ輸出端136b電性連接該第二狀態端138b，該輸出狀態端138c電性連接該橋式換流單元121之該些MOS電晶體之閘極端，該再生能源換流器100可藉由該微控制模組130之該訊號轉換電路132之該正反器138輸出一脈波寬度調變(Pulse-width modulation, PWM)訊號以控制該些控制開關及該橋式換流單元121之該些MOS電晶體的導通及截止時間，較佳地，該第一控制開關112b之ㄧ閘極端112d、該第二控制開關113b之ㄧ閘極端113d、該第一MOS電晶體122之ㄧ閘極端122c、該第二MOS電晶體123之ㄧ閘極端123c、該第三MOS電晶體124之ㄧ閘極端124c及該第四MOS電晶體125之ㄧ閘極端125c皆電性連接至該微控制模組130之該訊號轉換電路132。
請參閱第2至5圖，其係本發明之電路作動圖，首先，請參閱第2圖，該微控制模組130係輸出脈波寬度調變訊號，以控制該第一控制開關112b導通、該第二控制開關113b截止、該橋式換流單元121之該些MOS電晶體截止，以使該轉換模組110操作於升降壓模式，此時該電力源P、該第一控制開關112b及該第一電感111構成一迴路，且該第一電容112a及該第一電感111構成一LC電路，該第一電感111係進行儲電動作，同時，該儲電裝置S、該第一二極體113e及該第一電感111構成另一迴路，因此該第一電感111所儲存之電力可放電至該儲電裝置S，在本實施例中，該第一電感111可分別與該第一電容112a及該第二電容113a構成一諧振電路，由於該電力源P為再生能源，輸出電壓並不穩定，當該轉換模組110操作於升降壓模式時，能有效適應電源側電壓的電壓高低變化情況，穩定地提供直流電力給該儲電裝置S，接著，請參閱第3圖，該微控制模組130係控制該第一控制開關112b截止、該橋式換流單元121之該些MOS電晶體維持截止，並選擇性地控制該第二控制開關113b之導通或截止狀態，以使該轉換模組110操作於升壓模式，當該第二控制開關113b導通時，該儲電裝置S、該第一電感111及該第二控制開關113b構成一迴路，該第二電容113a及該第一電感111構成一諧振電路，此時該第一電感111係接收該儲電裝置S第一次釋放的電力，當該第二控制開關113b截止時，該儲電裝置S、該第一電感111、該第二二極體114a及該第三電容114d構成另一迴路，此時該儲電裝置S係第二次釋放電力，當該轉換模組110操作於升壓模式時，能提供穩定電力予一直流負載(圖未繪出)，在本實施例中，該第一電感111可分別與該第二電容113a及第三電容114d構成一LC電路，之後，請參閱第4圖，該微控制模組130可控制該第一控制開關112b截止、該第二控制開關113b截止、該橋式換流單元121之該第一及第四MOS電晶體122,125導通、該橋式換流單元121之該第二及第三MOS電晶體123,124截止，該第三電容114d、該第一MOS電晶體122、該第二電感126、該儲能電容127及該第四MOS電晶體125係構成一迴路，此時該換流模組120可供給該交流負載L一正半週之弦波電壓，當該第二MOS電晶體123切換為導通狀態時，該換流模組120操作於全橋降壓模式(full-bridge buck operation mode)以使該儲能電容127之跨壓降至零伏，或者，請參閱第5圖，該微控制模組130可控制該第一控制開關112b截止、該第二控制開關113b截止、該橋式換流單元121之該第二及第三MOS電晶體123,124導通、該橋式換流單元121之該第一及第四MOS電晶體122,125截止，該第三電容114d、該第二MOS電晶體123、該第二電感126、該儲能電容127及該第三MOS電晶體124係構成一迴路，此時該換流模組120可供給該交流負載L一負半週之弦波電壓，此外，當該第四MOS電晶體125切換為導通狀態時，該換流模組120操作於全橋降壓模式，以使該儲能電容127之跨壓降至零伏。
該換流模組120有兩種運作模式，一種為市電併聯模式，另一種為獨立運轉模式，在市電併聯模式中，該換流模組120係輸出交流電流至市電端，在獨立運轉模式中，該換流模組120係輸出交流電壓至該交流負載L，在市電併聯模式中，市電之線電壓vac、線電流iac、橋式換流單元121之責任週期D與斜波電壓vr之峰值vm之間的關係式為kvac=Rsiac+vmD，其中k為電網電壓比，Rs為感測電流阻抗，kvac係藉由該微控制器131運算求出，再經由該第一數位/類比轉換器133a及該第二數位/類比轉換器133d轉換成類比量，vr為該微控制器131運算求出之斜波電壓，再經由該第三數位/類比轉換器133g轉換成類比量，該第四數位/類比轉換器133j用以提供可變切換頻率，請參閱第7圖，斜波電壓vr之峰值vm將被改變，以控制線電流iac而提高或降低再生能源輸出功率，以獲得一與線電壓vac同相位之正弦波輸出電流，且線電流iac將追隨線電壓vac，以獲得單位功因輸出，在獨立運轉模式中，參考正弦波電壓與kvac係藉由該微控制器131運算求出，再經由該第一數位/類比轉換器133a及該第二數位/類比轉換器133d轉換成類比量，同時，vr為該微控制器131運算求出之斜波電壓，再經由該第三數位/類比轉換器133g轉換成類比量，該第四數位/類比轉換器133j用以提供可變切換頻率，該換流模組120在此模式中係輸出正弦波電壓，換流器所輸出之輸出電壓為正弦波，總諧波失真為3.09％，因此本發明實具有優越之供電穩定性。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
請再參閱第1圖，該橋式換流單元121具有一第一MOS電晶體122、一第二MOS電晶體123、一第三MOS電晶體124及一第四MOS電晶體125，該第二電感126具有一第三端126a及一第四端126b，該第三電容114d之一端電性連接該第一MOS電晶體122之ㄧ汲極端122a及該第三MOS電晶體124之ㄧ汲極端124a，該第二電感126之該第三端126a電性連接該第一MOS電晶體122之ㄧ源極端122b及該第二MOS電晶體123之ㄧ汲極端123a，該儲能電容127之ㄧ端電性連接該第三MOS電晶體124之ㄧ源極端124b及該第四MOS電晶體125之ㄧ汲極端125a，該第二電感126之該第四端126b電性連接該儲能電容127之另一端及該交流負載L，該能量儲存/釋放單元114之該第三電容114d之另一端電性連接該第二MOS電晶體123之ㄧ源極端123b及該第四MOS電晶體125之ㄧ源極端125b，另外，在本實施例中，該轉換模組110之該第一控制開關112b及該第二控制開關113b係為MOS電晶體，該第一電感111之該第二端111b電性連接該第一控制開關112b之ㄧ源極端112c、該第二控制開關113b之ㄧ汲極端113c、該第一二極體113e之ㄧ陰極端113f及該第二二極體114a之ㄧ陽極端114b，太陽能板及風力發電機皆為不穩定之電力系統，本發明藉由該微控制模組130調變該些切換單元之控制開關的截止/導通狀態，使得接收非穩定電力之該儲電裝置S可藉由該轉換模組110之該第一電感111、第一切換單元112及該第二切換單元113之電路作動而產生一穩定之直流電力，此外，本發明藉由該微控制模組130調變該橋式換流單元121之內部電晶體的截止/導通狀態，使得該能量儲存/釋放單元114之該第三電容112的能量可經由該橋式換流單元121進行直/交流轉換而傳輸至該儲能電容127，因此並聯於該儲能電容127之該交流負載L可獲得穩定之交流電力供應，另外，該換流模組120可操作於降壓模式，藉由上述操作模式，該儲電裝置S能因應再生能源於不同的外在環境變動下，仍提供給該交流負載L穩定、高效率的交流電力，該轉換模組110另包含有一電性連接該電力源P與該儲電裝置S之第三控制開關115，第三控制開關115可選擇性地切換該些電力源P，故可同時以太陽能板及風力發電機提供給該儲電裝置S電力，再採用市電當備用電源，以提高系統的可靠度。
請參閱第6圖，該微控制模組130包含一微控制器131及至少一訊號轉換電路132，該訊號轉換電路132電性連接該微控制器131，該訊號轉換電路132包含一數位/類比轉換器組133、一運算放大器134、一斜波產生器135、一電壓控制震盪器136、一比較器137及一正反器138，該運算放大器134、該斜波產生器135及該電壓控制震盪器136電性連接該數位/類比轉換器組133，該比較器137電性連接該運算放大器134及該斜波產生器135，該正反器138電性連接該比較器137及該電壓控制震盪器136，在本實施例中，該數位/類比轉換器組133具有一第一數位/類比轉換器133a、一第二數位/類比轉換器133d、一第三數位/類比轉換器133g及一第四數位/類比轉換器133j，各該數位/類比轉換器之ㄧ輸入端133b,133e,133h,133k電性連接該微控制器131，該微控制器131分別輸送8位元數位資料至該第一數位/類比轉換器133a之該輸入端133b及該第二數位/類比轉換器133d之該輸入端133e，該微控制器131分別輸送4位元數位資料至該第三數位/類比轉換器133g之該輸入端133h及第四數位/類比轉換器133j之該輸入端133k，該運算放大器134具有一第一正極端134a、一第一負極端134b及一第一輸送端134c，該第一正極端134a電性連接該第一數位/類比轉換器133a之ㄧ輸出端133c，該第一負極端134b電性連接該第二數位/類比轉換器133d之ㄧ輸出端133f，該斜波產生器135之ㄧ輸入端135a電性連接該第三數位/類比轉換器133g之ㄧ輸出端133i，該電壓控制震盪器136之ㄧ輸入端136a電性連接該第四數位/類比轉換器133j之ㄧ輸出端133l，此外，在本實施例中，該正反器138為一R/S正反器，該正反器138具有一第一狀態端138a、第二狀態端138b及一輸出狀態端138c，該比較器137具有一第二正極端137a、一第二負極端137b及一第二輸送端137c，該第二負極端137b電性連接該運算放大器134之該第一輸送端134c，該第二正極端137a電性連接該斜波產生器135之ㄧ輸出端135b，該第二輸送端137c電性連接該第一狀態端138a，該電壓控制震盪器136之ㄧ輸出端136b電性連接該第二狀態端138b，該輸出狀態端138c電性連接該橋式換流單元121之該些MOS電晶體之閘極端，該再生能源換流器100可藉由該微控制模組130之該訊號轉換電路132之該正反器138輸出一脈波寬度調變(Pulse-width modulation, PWM)訊號以控制該些控制開關及該橋式換流單元121之該些MOS電晶體的導通及截止時間，較佳地，該第一控制開關112b之ㄧ閘極端112d、該第二控制開關113b之ㄧ閘極端113d、該第一MOS電晶體122之ㄧ閘極端122c、該第二MOS電晶體123之ㄧ閘極端123c、該第三MOS電晶體124之ㄧ閘極端124c及該第四MOS電晶體125之ㄧ閘極端125c皆電性連接至該微控制模組130之該訊號轉換電路132。
請參閱第2至5圖，其係本發明之電路作動圖，首先，請參閱第2圖，該微控制模組130係輸出脈波寬度調變訊號，以控制該第一控制開關112b導通、該第二控制開關113b截止、該橋式換流單元121之該些MOS電晶體截止，以使該轉換模組110操作於升降壓模式，此時該電力源P、該第一控制開關112b及該第一電感111構成一迴路，且該第一電容112a及該第一電感111構成一LC電路，該第一電感111係進行儲電動作，同時，該儲電裝置S、該第一二極體113e及該第一電感111構成另一迴路，因此該第一電感111所儲存之電力可放電至該儲電裝置S，在本實施例中，該第一電感111可分別與該第一電容112a及該第二電容113a構成一諧振電路，由於該電力源P為再生能源，輸出電壓並不穩定，當該轉換模組110操作於升降壓模式時，能有效適應電源側電壓的電壓高低變化情況，穩定地提供直流電力給該儲電裝置S，接著，請參閱第3圖，該微控制模組130係控制該第一控制開關112b截止、該橋式換流單元121之該些MOS電晶體維持截止，並選擇性地控制該第二控制開關113b之導通或截止狀態，以使該轉換模組110操作於升壓模式，當該第二控制開關113b導通時，該儲電裝置S、該第一電感111及該第二控制開關113b構成一迴路，該第二電容113a及該第一電感111構成一諧振電路，此時該第一電感111係接收該儲電裝置S第一次釋放的電力，當該第二控制開關113b截止時，該儲電裝置S、該第一電感111、該第二二極體114a及該第三電容114d構成另一迴路，此時該儲電裝置S係第二次釋放電力，當該轉換模組110操作於升壓模式時，能提供穩定電力予一直流負載(圖未繪出)，在本實施例中，該第一電感111可分別與該第二電容113a及第三電容114d構成一LC電路，之後，請參閱第4圖，該微控制模組130可控制該第一控制開關112b截止、該第二控制開關113b截止、該橋式換流單元121之該第一及第四MOS電晶體122,125導通、該橋式換流單元121之該第二及第三MOS電晶體123,124截止，該第三電容114d、該第一MOS電晶體122、該第二電感126、該儲能電容127及該第四MOS電晶體125係構成一迴路，此時該換流模組120可供給該交流負載L一正半週之弦波電壓，當該第二MOS電晶體123切換為導通狀態時，該換流模組120操作於全橋降壓模式(full-bridge buck operation mode)以使該儲能電容127之跨壓降至零伏，或者，請參閱第5圖，該微控制模組130可控制該第一控制開關112b截止、該第二控制開關113b截止、該橋式換流單元121之該第二及第三MOS電晶體123,124導通、該橋式換流單元121之該第一及第四MOS電晶體122,125截止，該第三電容114d、該第二MOS電晶體123、該第二電感126、該儲能電容127及該第三MOS電晶體124係構成一迴路，此時該換流模組120可供給該交流負載L一負半週之弦波電壓，此外，當該第四MOS電晶體125切換為導通狀態時，該換流模組120操作於全橋降壓模式，以使該儲能電容127之跨壓降至零伏。
該換流模組120有兩種運作模式，一種為市電併聯模式，另一種為獨立運轉模式，在市電併聯模式中，該換流模組120係輸出交流電流至市電端，在獨立運轉模式中，該換流模組120係輸出交流電壓至該交流負載L，在市電併聯模式中，市電之線電壓vac、線電流iac、橋式換流單元121之責任週期D與斜波電壓vr之峰值vm之間的關係式為kvac=Rsiac+vmD，其中k為電網電壓比，Rs為感測電流阻抗，kvac係藉由該微控制器131運算求出，再經由該第一數位/類比轉換器133a及該第二數位/類比轉換器133d轉換成類比量，vr為該微控制器131運算求出之斜波電壓，再經由該第三數位/類比轉換器133g轉換成類比量，該第四數位/類比轉換器133j用以提供可變切換頻率，請參閱第7圖，斜波電壓vr之峰值vm將被改變，以控制線電流iac而提高或降低再生能源輸出功率，以獲得一與線電壓vac同相位之正弦波輸出電流，且線電流iac將追隨線電壓vac，以獲得單位功因輸出，在獨立運轉模式中，參考正弦波電壓與kvac係藉由該微控制器131運算求出，再經由該第一數位/類比轉換器133a及該第二數位/類比轉換器133d轉換成類比量，同時，vr為該微控制器131運算求出之斜波電壓，再經由該第三數位/類比轉換器133g轉換成類比量，該第四數位/類比轉換器133j用以提供可變切換頻率，該換流模組120在此模式中係輸出正弦波電壓，換流器所輸出之輸出電壓為正弦波，總諧波失真為3.09％，因此本發明實具有優越之供電穩定性。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100．．．再生能源換流器
110．．．轉換模組
111．．．第一電感
111a．．．第一端
111b．．．第二端
112．．．第一切換單元
112a．．．第一電容
112b．．．第一控制開關
112c．．．源極端
112d．．．閘極端
113．．．第二切換單元
113a．．．第二電容
113b．．．第二控制開關
113c．．．汲極端
113d．．．閘極端
113e．．．第一二極體
113f．．．陰極端
114．．．能量儲存/釋放單元
114a．．．第二二極體
114b．．．陽極端
114c．．．陰極端
114d．．．第三電容
115．．．第三控制開關
120．．．換流模組
121．．．橋式換流單元
122．．．第一MOS電晶體
122a．．．汲極端
122b．．．源極端
122c．．．閘極端
123．．．第二MOS電晶體
123a．．．汲極端
123b．．．源極端
123c．．．閘極端
124．．．第三MOS電晶體
124a．．．汲極端
124b．．．源極端
124c．．．閘極端
125．．．第四MOS電晶體
125a．．．汲極端
125b．．．源極端
125c．．．閘極端
126．．．第二電感
126a．．．第三端
126b．．．第四端
127．．．儲能電容
130．．．微控制模組
131．．．微控制器
132．．．訊號轉換電路
133．．．數位/類比轉換器組
133a．．．第一數位/類比轉換器
133b．．．輸入端
133c．．．輸出端
133d．．．第二數位/類比轉換器
133e．．．輸入端
133f．．．輸出端
133g．．．第三數位/類比轉換器
133h．．．輸入端
133i．．．輸出端
133j．．．第四數位/類比轉換器
133k．．．輸入端
133l．．．輸出端
134．．．運算放大器
134a．．．第一正極端
134b．．．第一負極端
134c．．．第一輸送端
135．．．斜波產生器
135a．．．輸入端
135b．．．輸出端
136．．．電壓控制震盪器
136a．．．輸入端
136b．．．輸出端
137．．．比較器
137a．．．第二正極端
137b．．．第二負極端
137c．．．第二輸送端
138．．．正反器
138a．．．第一狀態端
138b．．．第二狀態端
138c．．．輸出狀態端
P．．．電力源
S．．．儲電裝置
L．．．交流負載
第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種再生能源換流器之電路示意圖。
第2圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第一作動圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第二作動圖。
第4圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第三作動圖。
第5圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第四作動圖。
第6圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之微控制模組之電路圖。
第7圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之交流負載之輸出電流追隨市電電壓之波形圖。
第2圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第一作動圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第二作動圖。
第4圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第三作動圖。
第5圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之第四作動圖。
第6圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之微控制模組之電路圖。
第7圖：依據本發明之一較佳實施例，該再生能源換流器之交流負載之輸出電流追隨市電電壓之波形圖。
100．．．再生能源換流器
110．．．轉換模組
111．．．第一電感
111a．．．第一端
111b．．．第二端
112．．．第一切換單元
112a．．．第一電容
112b．．．第一控制開關
112c．．．源極端
112d．．．閘極端
113．．．第二切換單元
113a．．．第二電容
113b．．．第二控制開關
113c．．．汲極端
113d．．．閘極端
113e．．．第一二極體
113f．．．陰極端
114．．．能量儲存/釋放單元
114a．．．第二二極體
114b．．．陽極端
114c．．．陰極端
114d．．．第三電容
115．．．第三控制開關
120．．．換流模組
121．．．橋式換流單元
122．．．第一MOS電晶體
122a．．．汲極端
122b．．．源極端
122c．．．閘極端
123．．．第二MOS電晶體
123a．．．汲極端
123b．．．源極端
123c．．．閘極端
124．．．第三MOS電晶體
124a．．．汲極端
124b．．．源極端
124c．．．閘極端
125．．．第四MOS電晶體
125a．．．汲極端
125b．．．源極端
125c．．．閘極端
126．．．第二電感
126a．．．第三端
126b．．．第四端
127．．．儲能電容
130．．．微控制模組
P．．．電力源
S．．．儲電裝置
L．．．交流負載
Claims (9)
- 一種再生能源換流器，其包含：
一轉換模組，其包含：
一第一電感，其具有一第一端及一第二端；
一第一切換單元，其具有一第一電容及一第一控制開關，該第一電容電性連接該第一端，該第一控制開關電性連接該第二端；
一第二切換單元，其具有一第二電容、一第二控制開關及一第一二極體，該第二電容電性連接該第一端，該第二控制開關及該第一二極體電性連接該第二端；以及
一能量儲存/釋放單元，其具有一第二二極體及一第三電容，該第二二極體電性連接該第一電感之該第二端，該第三電容電性連接該第二二極體；
一換流模組，其電性連接該能量儲存/釋放單元之該第三電容，該換流模組具有一橋式換流單元、一第二電感及一儲能電容，該第二電感及該儲能電容電性連接該橋式換流單元；以及
一微控制模組，其係電性連接該轉換模組及該換流模組。 - 如申請專利範圍第1項所述之再生能源換流器，其中該橋式換流單元具有一第一MOS電晶體、一第二MOS電晶體、一第三MOS電晶體及一第四MOS電晶體，該第二電感具有一第三端及一第四端，該第三電容之一端電性連接該第一電晶體之ㄧ汲極端及該第三MOS電晶體之ㄧ汲極端，該第二電感之該第三端電性連接該第一MOS電晶體之ㄧ源極端及該第二MOS電晶體之ㄧ汲極端，該儲能電容之ㄧ端電性連接該第三MOS電晶體之ㄧ源極端及該第四MOS電晶體之ㄧ汲極端。
- 如申請專利範圍第2項所述之再生能源換流器，其中該第二電感之該第四端電性連接該儲能電容之另一端，且該第三電容之另一端電性連接該第二MOS電晶體之ㄧ源極端及該第四MOS電晶體之ㄧ源極端。
- 如申請專利範圍第1項所述之再生能源換流器，其中該第一控制開關及該第二控制開關係為MOS電晶體，該第一電感之該第二端電性連接該第一控制開關之ㄧ源極端、該第二控制開關之ㄧ汲極端、該第一二極體之ㄧ陰極端及該第二二極體之ㄧ陽極端。
- 如申請專利範圍第4項所述之再生能源換流器，其中該第二二極體之ㄧ陰極端電性連接該第三電容。
- 如申請專利範圍第1項所述之再生能源換流器，其中該微控制模組係包含：
一微控制器；以及
至少一訊號轉換電路，其係電性連接該微控制器，該訊號轉換電路包含一數位/類比轉換器組、一運算放大器、一斜波產生器、一電壓控制震盪器、一比較器及一正反器，該運算放大器、該斜波產生器及該電壓控制震盪器電性連接該數位/類比轉換器組，該比較器電性連接該運算放大器及該斜波產生器，該正反器電性連接該比較器及該電壓控制震盪器。 - 如申請專利範圍第6項所述之再生能源換流器，其中該數位/類比轉換器組具有一第一數位/類比轉換器、一第二數位/類比轉換器、一第三數位/類比轉換器及一第四數位/類比轉換器，該運算放大器具有一第一正極端、一第一負極端及一第一輸送端，各該數位/類比轉換器之ㄧ輸入端電性連接該微控制器，該第一正極端電性連接該第一數位/類比轉換器之ㄧ輸出端，該第一負極端電性連接該第二數位/類比轉換器之ㄧ輸出端，該斜波產生器之ㄧ輸入端電性連接該第三數位/類比轉換器之ㄧ輸出端，該電壓控制震盪器之ㄧ輸入端電性連接該第四數位/類比轉換器之ㄧ輸出端。
- 如申請專利範圍第7項所述之再生能源換流器，其中該正反器為一R/S正反器，該比較器具有一第二正極端、一第二負極端及一第二輸送端，該正反器具有一第一狀態端、一第二狀態端及一輸出狀態端，該第二負極端電性連接該運算放大器之該第一輸送端，該第二正極端電性連接該斜波產生器之ㄧ輸出端，該第二輸送端電性連接該第一狀態端，且該電壓控制震盪器之ㄧ輸出端電性連接該第二狀態端，該輸出狀態端電性連接該換流模組。
- 如申請專利範圍第7項所述之再生能源換流器，其中該微控制器係分別輸送8位元數位資料至該第一及第二數位/類比轉換器之該輸入端，該微控制器係分別輸送4位元數位資料至該第三及第四數位/類比轉換器之該輸入端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101149657A TW201427248A (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 再生能源換流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101149657A TW201427248A (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 再生能源換流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201427248A true TW201427248A (zh) | 2014-07-01 |
Family
ID=51725757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101149657A TW201427248A (zh) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 再生能源換流器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW201427248A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI708472B (zh) * | 2020-03-31 | 2020-10-21 | 義守大學 | 換流裝置 |
| US10903760B2 (en) | 2019-03-05 | 2021-01-26 | Omron Corporation | Power conditioner |
| TWI788991B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-01-01 | 義守大學 | 換流裝置 |
-
2012
- 2012-12-25 TW TW101149657A patent/TW201427248A/zh unknown
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10903760B2 (en) | 2019-03-05 | 2021-01-26 | Omron Corporation | Power conditioner |
| TWI732452B (zh) * | 2019-03-05 | 2021-07-01 | 日商歐姆龍股份有限公司 | 電源調節器 |
| TWI708472B (zh) * | 2020-03-31 | 2020-10-21 | 義守大學 | 換流裝置 |
| TWI788991B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-01-01 | 義守大學 | 換流裝置 |
| US11817782B2 (en) | 2021-09-02 | 2023-11-14 | I Shou University | Inverter having converters with coupled inductors |
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