TW201735521A - 換流裝置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種換流裝置包括一第一級電路、一第二級電路及一控制模組。第一級電路包括一第一開關模組及一充放電模組。第二級電路包括一第二開關模組及一濾波模組。控制模組輸出一第一控制訊號，以控制第一開關模組的導通或截止；以及輸出一第二控制訊號以控制第二開關模組的導通或截止。其中，控制模組取得一流入第一級電路的輸入電流，控制模組根據一預設電流值以調整輸入電流，且控制單元取得一自交流輸出端輸出的輸出功率，控制單元根據一預設輸出功率與輸出功率，以調整第一控制訊號的責任週期。

Description

換流裝置及其控制方法
本發明有關於一種換流裝置及其控制方法，且特別是有關於電性連接直流電源之換流裝置及其控制方法。
隨著環保議題及綠色能源的發展與進步，各國家、學校、機關、團體或家庭往往會設置綠色能源發電裝置，例如太陽能發電、風力、水力、潮汐或其他自然能源發電等，藉此提高能源的利用性。其中，一般換流裝置係用以將直流電源轉換為交流電源。因此，於綠色能源發電裝置中，一般換流裝置佔據相當重要的角色。
然而，一般換流裝置往往會佔據較大的空間，例如2KVA的換流裝置需透過變壓器(Transformer)以進行直流-交流轉換，因此2KVA的換流裝置往往會佔據如馬克杯大小或一般室內有線電話機大小的空間，藉此造成使用空間的浪費。再者，一般換流裝置的直流側往往會產生120Hz的漣波電流，藉此影響或干擾一般換流裝置的運作，甚至損毀前端之直流電源之裝置或設置。因此，於使用上一般換流裝置往往會造成不便性。
本發明在於提供一種換流裝置，透過高頻柔性切換的第一級電路及第二級電路之設計，藉此提升換流裝置的使用方便性。
本發明提出一種換流裝置，電性連接一直流電源。換流裝置包括一第一級電路、一第二級電路及一控制模組。第一級電路電性連接直流電源，第一級電路包括一第一開關模組及一充放電模組，第一開關模組電性連接充放電模組。第二級電路電性連接第 一級電路及一交流輸出端，第二級電路包括一第二開關模組及一濾波模組，第二開關模組電性連接濾波模組。控制模組電性連接第一開關模組及第二開關模組，控制模組輸出一第一控制訊號，以控制第一開關模組的導通或截止，以及輸出一第二控制訊號以控制第二開關模組的導通或截止。其中，控制模組取得一流入第一級電路的輸入電流，控制模組根據一預設電流值以調整輸入電流，且控制單元取得一自交流輸出端輸出的輸出功率，控制單元根據一預設輸出功率與輸出功率，以調整第一控制訊號的責任週期。
本發明提出一種換流裝置的控制方法，換流裝置包括一第一級電路、一第二級電路及一控制模組，第一級電路電性連接一直流電源與第二級電路，第二級電路電性連接第二級電路與一交流輸出端，控制模組電性連接第一級電路及第二級電路，第一級電路包括一第一開關模組及一充放電模組，第一開關模組電性連接充放電模組，第二級電路包括一第二開關模組及一濾波模組，第二開關模組電性連接濾波模組，而控制方法包括：控制模組取得一流入第一級電路的輸入電流，控制模組根據一預設電流值以調整輸入電流；及控制模組取得一自交流輸出端輸出的輸出功率，控制模組根據一預設輸出功率與輸出功率，以調整第一控制訊號的責任週期。
本發明的具體手段為利用一種換流裝置，透過第一級電路以消除第二級電路所產生的漣波電流。其中，控制模組根據輸出功率以控制流進第一級電路中的充放電模組的功率。再者，控制模組取得充放電模組中的一電壓，並根據該電壓以調整預設電流值，致使輸入電流接近預設電流值，藉此控制流入充放電模組的電容的電流大小。此外，本發明透過更小的電容以克服120Hz的漣波電流問題，藉此確實縮小體積並提升換流裝置的使用方便性。
以上之概述與接下來的實施例，皆是為了進一步說明本發明 之技術手段與達成功效，然所敘述之實施例與圖式僅提供參考說明用，並非用來對本發明加以限制者。
1‧‧‧換流裝置
10‧‧‧第一級電路
S1‧‧‧第一開關模組
SF1、SF2‧‧‧開關
100‧‧‧充放電模組
L1‧‧‧電感
C1‧‧‧電容
Vc1‧‧‧電容電壓
12‧‧‧第二級電路
S2‧‧‧第二開關模組
SS1、SS2、SS3、SS4‧‧‧開關
120‧‧‧濾波模組
L21、L22‧‧‧電感
C2‧‧‧電容
14‧‧‧控制模組
Po‧‧‧交流輸出端
DS‧‧‧直流電源
GND‧‧‧接地端
PWM1‧‧‧第一控制訊號
PWM2‧‧‧第二控制訊號
Iin‧‧‧輸入電流
Paco‧‧‧輸出功率
A1~A4、B0~B5‧‧‧運作方塊
S501~S511‧‧‧流程步驟
圖1為本發明一實施例之換流裝置之功能方塊示意圖。
圖2為根據圖1之本發明另一實施例之換流裝置之電路圖。
圖3為本發明另一實施例之換流裝置之控制模組之示意圖。
圖4為本發明另一實施例之換流裝置之運作方塊圖。
圖5為本發明另一實施例之換流裝置的控制方法之流程圖。
圖1為本發明一實施例之換流裝置之功能方塊示意圖。請參閱圖1。一種換流裝置1，電性連接一直流電源DS。換流裝置1包括一第一級電路10、一第二級電路12及一控制模組14。在實務上，直流電源DS例如為太陽能板光伏發電、風力、水力或自然能源發電或其他發電之直流電源。直流電源DS例如為供應450V的直流電。本實施例不限制直流電源DS的態樣。其中，換流裝置1例如為換流器或2KVA之逆變器(inverter)，用以將上述直流電源DS逆變為交流電。其中換流裝置1的功率密度達到超過50W/in3。本實施例不限制換流裝置1的態樣。
第一級電路10電性連接直流電源DS。在實務上，第一級電路10包括一第一開關模組S1及一充放電模組100。第一開關模組S1電性連接充放電模組100。在實務上，第一級電路10例如為直流-直流轉換電路。其中，直流-直流轉換電路例如透過降壓電路(buck circuit)、升壓電路(boost circuit)或升降壓電路(buck-boost circuit)來實現。也就是，第一級電路10例如為一降壓電路、一升壓電路或一升降壓電路。本實施例不限制第一級電路10的態樣。
第一開關模組S1例如透過一個或複數個以上的功率電晶體、 閘極電晶體或場效電晶體來實現。其中，第一開關模組S1受控於控制模組14所輸出的控制訊號或脈衝寬度調變訊號。另充放電模組100例如透過一個或複數個以上的電感及電容來實現。其中，本實施例係透過量測第一級電路10之輸入端的輸入電流，以控制第一開關模組S1的導通或截止，藉此控制流入充放電模組100的電流量。本實施例不限制第一開關模組S1及充放電模組100的態樣。
第二級電路12電性連接第一級電路10及一交流輸出端Po。第二級電路12包括一第二開關模組S2及一濾波模組120。第二開關模組S2電性連接濾波模組120。在實務上，第二級電路12例如為直流-交流轉換電路。其中，直流-交流轉換電路例如為一橋式逆變電路。橋式逆變電路例如透過全橋式逆變電路或半橋式逆變電路來實現。本實施例不限制第二級電路12的態樣。
第二開關模組S2例如透過一個或複數個以上的功率電晶體、閘極電晶體或場效電晶體來實現。另濾波模組120例如透過至少一電感與至少一電容所組合的LCL、LLC或LCC電路來實現。其中，第二開關模組S2受控於控制模組14所輸出的控制訊號或脈衝寬度調變訊號，藉此控制第二級電路12的逆變輸出與換相作業。本實施例不限制第二開關模組S2及濾波模組120的態樣。
控制模組14電性連接第一開關模組S1及第二開關模組S2。控制模組14輸出一第一控制訊號，以控制第一開關模組S1的導通或截止，以及輸出一第二控制訊號以控制第二開關模組S2的導通或截止。在實務上，控制模組14例如為中央處理單元(CPU)、微處理單元(MCU)或數位訊號處理器(Digital Signal Processor)，用以執行換流裝置1內的訊號運算與處理。本實施例不限制控制模組14的態樣。
詳細來說，控制模組14控制第一開關模組S1高頻切換並操作於零電壓切換，以及控制模組14控制第二開關模組S2高頻切 換並操作於零電壓切換。簡單來說，本實施例透過柔性高頻切換的運作方式。因此，本實施例不需具有變壓器(Transformer)，亦不需要進行電氣隔離。所以，本實施例可達到輸出相同的輸出功率，並壓縮原本的體積至約一平板電腦大小的體積。
值得注意的是，控制模組14取得一流入第一級電路10的輸入電流。控制模組14根據一預設電流值以調整輸入電流，且控制模組14取得一自交流輸出端Po輸出的輸出功率，控制模組14根據一預設輸出功率與輸出功率，以調整第一控制訊號的責任週期(duty cycle)。
於輸出功率大於預設輸出功率時，控制模組14調整增加第一控制訊號的責任週期。反之，於輸出功率小於預設輸出功率時，控制模組14調整降低第一控制訊號的責任週期。簡單來說，控制模組14可對每個責任週期的占空比進行調節，藉此增加或減少部分輸入電流流入充放電模組100。
舉例來說，當輸出功率超過預設輸出功率時，控制模組14透過較高的責任週期的占空比(例如90%)以控制第一開關模組S1的切換運作，藉此增加流入充放電模組100的電流。反之，當輸出功率低於預設輸出功率時，控制模組14透過較低的責任週期的占空比(例如70%)以控制第一開關模組S1的切換運作，藉此減少流入充放電模組100的電流。
換句話說，第二級電路12抽取不完全部的輸入電流，第一級電路10會幫忙抽取部分輸入電流。因此，輸入電流部分會經由第一開關模組S1而流入充放電模組100。反之，第二級電路12要抽取較多的輸入電流時，第一級電路10會透過充放電模組100放電補給第二級電路12。
值得一提的是，由於太陽能發電係根據太陽光日照量多寡，以決定輸入電流的大小。例如太陽光日照量強大時，藉此產生較多的輸入電流至第一級電路10。其中，預設電流值例如為預設輸 入電流的參考值。也就是，本實施例之輸入電流要控制達到的目標值。
換流裝置1具有兩種操作模式，包括一併網模式以及一獨立模式。於併網模式下，預設電流值係由最大功率追蹤控制器(或MPPT控制器)產生，本實施例可跟任意的最大功率追蹤控制器一起工作，例如於最大功率追蹤控制器上設定一預設電流值，而本實施例之換流裝置1將根據預設電流值運作。另於獨立模式下，預設電流值係由輸出功率決定，例如本案圖4中從輸出功率跟充放電模組100的電壓來導出預設電流值(即為目標的輸入電流值)。此外，最大功率追蹤控制器亦可整合至控制模組14。所屬技術領域具有通常知識者可自由設計預設電流值。
此外，控制模組14根據充放電模組100的平均電壓以調整預設電流值。在實務上，充放電模組100的狀態將影響輸入電流的流入量。例如，充放電模組100處於電力飽和狀態時，輸入電流並無法流入充放電模組100。因此，本實施例透過取得充放電模組100的電壓，以控制輸入電流流入充放電模組100的量，藉此使充放電模組100的電壓不會波動至飽和電壓(上限值)或波動至零電壓(下限值)。
圖2為根據圖1之本發明另一實施例之換流裝置之電路圖。請參閱圖2。為了方便說明，本實施例之第一級電路10係以雙向同步柔性切換的降壓轉換電路來說明。以及第二級電路12係以全橋式電路來說明。本實施例不限制第一級電路10及第二級電路12的態樣。
在實務上，充放電模組100例如包括一電感L1及一電容C1。電感L1電性連接於第一開關模組S1與電容C1之間。電容C1電性連接電感L1及接地端之間，如圖2所繪示。濾波模組120例如包括二個電感L21、L22與一電容C2所組成的LCL電路。其中， 電感L21電性連接第二開關模組S2之開關SS1、SS2、電感L22及電容C2之間。電容C2電性連接二個電感L21、L22、第二開關模組S2之開關SS3、SS4及交流輸出端Po之間。本實施例不限制充放電模組100及濾波模組120的態樣。
接著，一般逆變器的直流側會產生120Hz的漣波電流(current ripple)。因此，本實施例透過第一級電路10以消除第二級電路12所產生的漣波電流。例如導通第一開關模組S1的開關SF1，以使輸入電流Iin流入電容C1中；或是電容C1將所儲能的電力經由開關SF1以流至第二級電路12，藉此以消除120Hz的漣波電流。簡單來說，電容C1的充放電運作將可抑制120Hz的漣波電流。
詳細來說，預設輸出功率例如為控制模組14計算出的平均輸出功率。將實際上的輸出功率減去平均輸出功率將等於功率的漣波。因此，控制模組14得知上述功率的漣波，控制模組14根據功率的漣波以控制流進電容C1的功率。也就是說，控制流進電容C1之功率等於功率的漣波時，第一級電路10可達到抑制120Hz的漣波電流之功效。
簡單來說，第一級電路10用以抑制一自第二級電路12反向流入第一級電路10的漣波電流(ripple current)。其中，控制模組14係根據輸出功率及預設輸出功率，以調整第一開關模組S1的責任週期。此外，控制模組14根據電容電壓Vc1以調整預設電流值，而讓輸入電流Iin接近預設電流值，藉此由控制流入充放電模組100的一電容C1的電流來達成。也就是說，本實施例透過電容電壓Vc1的控制方式，以決定出輸入電流Iin的大小，藉此使輸入電流Iin趨近於預設電流值。
值得一提的是，為解決120Hz的漣波電流，於一般逆變器的電路上係使用較大的電容之設計，以用被動的方式來弭平120Hz的漣波電流。其中，被動電容的大小約一個馬克杯大小，往往造成一般逆變器的電路上可運用空間的浪費。然而，本實施例透過 更小體積的積層電容(Multi-laycr Ccramic Capacitor，MLCC)以克服120Hz的漣波電流問題，藉此達到縮小換流裝置1的體積。
第二級電路12中的電感L21的電感值相較於電感L22的電感值小。其中，控制模組14係以高速切換頻率以切換第二開關模組S2的開關SS1、SS2運作，以及高速切換頻率以切換第二開關模組S2之開關SS3、SS4以進行換相運作。因此，交流輸出端Po例如可輸出240V、60Hz的交流電。其中，第二級電路12中的電感L21的電感值特別小，並電性連接於高速頻率切換的第二開關模組S2的開關SS1、SS2之間，藉此本實施例可縮小整體的體積達到約平板電腦的體積。
值得一提的是，第二開關模組S2之每一開關SS1、SS2之汲極與源極之間可並聯一蕭特基二極體(未繪示)或一寄生電容(未繪示)。例如，藉由開關SS1、SS2之汲極與源極之間的跨接的電容，藉此將提升開關SS1、SS2的輸出電容電壓(Coss)，因此增加開關SS1、SS2之汲極與源極之間的電壓之舉升時間。當開關SS1、SS2之汲極與源極之間的電壓之舉升時間大過於開關SS1、SS2之閘極與源極之間的電壓之下降時間時，於開關SS1、SS2在關閉的過程中之汲極流向閘極之電流為零。簡單來說，本實施例可達到無損失的零電壓切換之功效。
圖3為本發明另一實施例之換流裝置之控制模組之示意圖。圖4為本發明另一實施例之換流裝置之運作方塊圖。請參閱圖3及圖4。圖3所繪示之控制模組14係透過第一控制訊號PWM1以控制第一開關模組的導通或截止之運作。控制模組14係透過第二控制訊號PWM2以控制第二開關模組的導通或截止之運作。也就是說，控制模組14係以個別獨立的控制方式以控制第一及第二開關模組的切換運作。其中，第一及第二控制訊號PWM1、PWM2分別為脈衝寬度調變訊號。
在實務上，控制模組14可取得輸入電流Iin、輸出功率Paco及電容電壓Vc1。其中，輸出功率Paco係自交流輸出端所輸出。輸入電流Iin係自直流電源與第一級電路之間的輸入端所輸入。電容電壓Vc1係透過量測充放電模組之電容的電壓來實現。例如控制模組14導通第一開關模組的開關，以使部分輸入電流Iin流進電容，藉此對電容充電；或是導通第一開關模組的開關，以使電容所儲存的電力流經第一開關模組的開關而流進第二級電路。
接下來，請參閱圖4。為了方便說明，圖4之實施例中之運作方塊B0~B5係為第一運作迴圈。運作方塊A1~A4係為第二運作迴圈。其中，第一運作迴圈係透過量測輸出功率Paco，以決定出控制第一級電路之第一開關模組的責任週期，藉此第一級電路用以作為功率的緩衝以及抑制120Hz的漣波電流(ripple current)。第二運作迴圈係透過量測電容電壓Vc1，以決定出輸入電流Iin的大小，藉此使輸入電流Iin趨近於預設電流值。
詳細來說，運作方塊B0中，流入第一級電路的預設電流值。另運作方塊B5中，取得換流裝置的輸入電流Iin。其中，將運作方塊B0之預設電流值與運作方塊B5之輸入電流Iin進行比較與處理作業，以輸出給運作方塊B2中之控制模組14。藉此控制模組14根據預設電流值以調整輸入電流Iin，致使輸入電流Iin趨近於預設電流值。
換句話說，控制模組14根據輸入電流Iin與預設電流值的差值，以調整輸入電流Iin的大小。若輸入電流Iin大於預設電流值時，控制模組14透過調降輸入電流Iin之控制方式運作。反之，若輸入電流Iin小於預設電流值時，控制模組14透過調升輸入電流Iin之控制方式運作。
接著，運作方塊B1中，取得一自交流輸出端輸出的輸出功率Paco。在實務上，於運作方塊B2中，控制模組14根據輸出功率Paco與預設輸出功率的差值，以調整第一控制訊號PWM1的責任 週期，並輸出給運作方塊B3中之第一級電路的第一開關模組。因此，於運作方塊B4中，控制流入充放電模組的一電容的電流。
舉例來說，預設輸出功率例如為控制模組14計算出的平均輸出功率。將輸出功率Paco減去平均輸出功率將等於功率的漣波。因此，控制模組14得知上述功率的漣波，控制模組14根據功率的漣波以控制流進充放電模組之電容的功率。也就是說，控制流進充放電模組的電容之功率等於功率的漣波時，第一級電路可達到抑制120Hz的漣波電流。
由此可知，控制模組14控制第一級電路之第一開關模組的切換運作，藉此決定流入電容的電流。基於能量守恆不變，假設電壓為定值常數的狀況下，同時決定抽取多少輸入電流Iin。也就是，本實施例以多少輸入電流Iin做為逆變轉換，以逆變轉換為於回授控制運用的輸出功率Paco。因此，若目標設定要抽取多少輸入電流Iin，致使輸入電流Iin趨近於所設定目標之電流。
接下來，運作方塊A2中，取得充放電模組的一電容的一電容電壓Vc1。運作方塊A3中，濾掉120Hz以取得電容電壓Vc1之平均值。在實務上，量測電容的電容電壓Vc1，此目標是為確保電壓波動不要往上限波動或往下限波動。也就是說，電容電壓Vc1不會操作於空的或飽和的狀態。假設輸入電流Iin太高了，則降低輸入電流Iin。反之，輸入電流Iin太低了，則提高輸入電流Iin。藉此第二運作迴圈決定了輸入電流Iin。
接下來，運作方塊A4中，充放電模組的電容之預設電容電壓值。在實務上，電容電壓Vc1不會操作於空的或飽和的狀態。因此，預設電容電壓值係為實際上之電容電壓Vc1的操作參考值或操作區間值。運作方塊A1中，控制模組14根據電容電壓Vc1以調整預設電流值。所屬技術領域具有通常知識者可自由設計預設電容電壓值。
值得一提的是，第一及第二控制訊號PWM1、PWM2分別為 脈衝寬度調變訊號。其中，脈衝寬度調變訊號的死區時間(Deadtime)是達到零點切換的關鍵。例如控制模組14所輸出的控制訊號PWM1、PWM2需具有正確的死區時間(Deadtime)，以避免損壞開關或其他器件。而此死區時間在不同的工作狀況下(一個週期的不同時間、不同的輸出電流、不同的輸出電壓等等)都會不一樣。本實施例係以預先產生死區時間之值，然後運作時由控制模組14直接查表的方式。在其他實施例中，死區時間可透過各種運算方式產生。本實施例不限制控制模組14產生死區時間(Deadtime)的方式。
圖5為本發明另一實施例之換流裝置的控制方法之流程圖。請參閱圖5。換流裝置包括一第一級電路、一第二級電路及一控制模組。第一級電路電性連接一直流電源與第二級電路。第二級電路電性連接第二級電路與一交流輸出端。控制模組電性連接第一級電路及第二級電路。第一級電路包括一第一開關模組及一充放電模組。第一開關模組電性連接充放電模組。第二級電路包括一第二開關模組及一濾波模組。第二開關模組電性連接濾波模組。一種換流裝置的控制方法，包括下列步驟：
於步驟S501中，控制模組取得一流入第一級電路的輸入電流，控制模組根據一預設電流值以調整輸入電流。在實務上，輸入電流可自第一級電路流入第二級電路，並作為第二級電路的直流側的輸入。其中，直流側的輸入將影響第二級電路的交流側的輸出。因此，控制模組根據預設電流值以調整輸入電流，藉此調整第二級電路的逆變轉換後的輸出功率。
於步驟S503中，控制模組取得充放電模組的一電容的一電容電壓，致使輸入電流接近預設電流值。在實務上，電容的儲能狀態將影響可流入電容的輸入電流大小。因此，控制單元根據電容電壓以調整預設電流值，致使輸入電流接近預設電流值，藉此控制流入充放電模組的電容的電流大小。
於步驟S505中，控制模組取得一自交流輸出端輸出的輸出功率，控制模組根據一預設輸出功率與輸出功率，以調整第一控制訊號的責任週期。在實務上，第一級電路例如為降壓轉換電路，其中提高第一控制訊號的責任週期，將增加電容的電壓，也就是增加輸入電流流入電容的電量。反之，降低第一控制訊號的責任週期，將減少電容的電壓，也就是降低輸入電流流入電容的電量。
於步驟S507中，判斷輸出功率是否大於預設輸出功率。若步驟S507的判斷結果為是，則進入步驟S509中，控制模組調整增加第一控制訊號的責任週期。反之，若步驟S507的判斷結果為否，則進入步驟S511中，控制模組調整降低第一控制訊號的責任週期。換句話說，於輸出功率大於預設輸出功率時，控制模組調整增加第一控制訊號的責任週期。於輸出功率小於預設輸出功率時，控制模組調整降低第一控制訊號的責任週期。
也就是說，於步驟S509及步驟S511中，增加或減少第一控制訊號的責任週期之值，與步驟S507中輸出功率與預設輸出功率等兩者的誤差值有關。具體來說，於圖5中的步驟S507、步驟S509及步驟S511，實際實作的方式是將預設輸出功率減去輸出功率，然後再通過一線性轉移函式運算。線性轉移函式例如為控制模組的功率補償函式，類似於低通濾波的補償函式。之後，經由線性轉移函式的運算結果再經過Saturation後，直接當成責任週期來使用。其中，Saturation係指實體電路的硬體元件之飽和區之上限及下限，所屬技術領域具有通常知識者可根據實體電路的硬體元件來設計Saturation之上限及下限。
簡單來說，在穩態狀況下，控制模組調整第一控制訊號的責任週期，如圖5所繪示。而在暫態狀況下，圖5中的步驟S507、步驟S509及步驟S511係根據上述實際實作的方式進行，基本上與步驟S507中輸出功率與預設輸出功率等兩者的誤差值有關。所屬技術領域具有通常知識者可根據本實施例之技術精神，以自由 設計調整責任週期的方式。本實施例之方法流程適用於前述實施例圖1~4之換流裝置。本實施例不限制圖5之方法流程。
綜上所述，本發明為一種換流裝置，透過第一級電路以消除第二級電路所產生的漣波電流。其中，控制模組根據輸出功率以計算出功率的漣波，藉此以控制流進第一級電路中的電容的功率。也就是說，控制模組控制流進電容之功率等於功率的漣波時，第一級電路可達到抑制一自第二級電路反向流入第一級電路的漣波電流之功效。再者，控制模組取得充放電模組中的電容的一電容電壓，並根據電容電壓以調整預設電流值，致使輸入電流接近預設電流值。此外，第二級電路中的電感的電感值特別小，並電性連接於高速頻率切換的第二開關模組，藉此達到柔性高頻切換以及壓縮整體的體積達到約平板電腦的體積之功效。如此一來，本實施例確實提升換流裝置的使用方便性。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
1‧‧‧換流裝置
DS‧‧‧直流電源
10‧‧‧第一級電路
S1‧‧‧第一開關模組
100‧‧‧充放電模組
12‧‧‧第二級電路
S2‧‧‧第二開關模組
120‧‧‧濾波模組
14‧‧‧控制模組
Po‧‧‧交流輸出端

Claims (10)

  1. 一種換流裝置，電性連接一直流電源，該換流裝置包括：一第一級電路，電性連接該直流電源，該第一級電路包括一第一開關模組及一充放電模組，該第一開關模組電性連接該充放電模組；一第二級電路，電性連接該第一級電路及一交流輸出端，該第二級電路包括一第二開關模組及一濾波模組，該第二開關模組電性連接該濾波模組；及一控制模組，電性連接該第一開關模組及該第二開關模組，該控制模組輸出一第一控制訊號，以控制該第一開關模組的導通或截止，以及輸出一第二控制訊號以控制該第二開關模組的導通或截止；其中，該控制模組取得一流入該第一級電路的輸入電流，該控制模組根據一預設電流值以調整該輸入電流，且該控制模組取得一自該交流輸出端輸出的輸出功率，該控制模組根據一預設輸出功率與該輸出功率，以調整該第一控制訊號的責任週期。
  2. 如請求項1所述之換流裝置，其中於該輸出功率大於該預設輸出功率時，該控制模組調整增加該第一控制訊號的責任週期，於該輸出功率小於該預設輸出功率時，該控制模組調整降低該第一控制訊號的責任週期。
  3. 如請求項1所述之換流裝置，其中該充放電模組為一電感與一電容，該電感電性連接該第一開關模組與該電容，該電容電性連接該電感及一接地端。
  4. 如請求項3所述之換流裝置，其中該控制模組取得該電容的一電容電壓，該控制模組根據該電容電壓以調整該預設電流值，致使該輸入電流接近該預設電流值。
  5. 如請求項1所述之換流裝置，其中該第一級電路為一直流-直 流轉換電路，該第二級電路為一直流-交流轉換電路，該直流-直流轉換電路為一降壓電路、一升壓電路或一升降壓電路，該直流-交流轉換電路為一橋式逆變電路。
  6. 如請求項1所述之換流裝置，其中該第一級電路用以抑制一自該第二級電路反向流入該第一級電路的漣波電流(ripple current)。
  7. 如請求項1至6其中之一所述之換流裝置，其中該控制模組控制該第一開關模組高頻切換並操作於零電壓切換，以及該控制模組控制該第二開關模組高頻切換並操作於零電壓切換，而該第二開關模組中的各開關之汲極與源極之間並聯一蕭特基二極體或一寄生電容。
  8. 一種換流裝置的控制方法，該換流裝置包括一第一級電路、一第二級電路及一控制模組，該第一級電路電性連接一直流電源與該第二級電路，該第二級電路電性連接該第二級電路與一交流輸出端，該控制模組電性連接該第一級電路及該第二級電路，該第一級電路包括一第一開關模組及一充放電模組，該第一開關模組電性連接該充放電模組，該第二級電路包括一第二開關模組及一濾波模組，該第二開關模組電性連接該濾波模組，而該控制方法包括：該控制模組取得一流入該第一級電路的輸入電流，該控制模組根據一預設電流值以調整該輸入電流；及該控制模組取得一自該交流輸出端輸出的輸出功率，該控制模組根據一預設輸出功率與該輸出功率，以調整該第一控制訊號的責任週期。
  9. 如請求項8所述之換流裝置的控制方法，其中於該控制模組根據一預設輸出功率與該輸出功率，以調整該第一控制訊號的責任週期之步驟中，更包括下列步驟：於該輸出功率大於該預設輸出功率時，該控制模組調整增 加該第一控制訊號的責任週期；及於該輸出功率小於該預設輸出功率時，該控制模組調整降低該第一控制訊號的責任週期。
  10. 如請求項8所述之換流裝置的控制方法，其中於該控制模組根據一預設電流值以調整該輸入電流之步驟中，更包括下列步驟：該控制模組取得該充放電模組的一電容的一電容電壓，該控制模組根據該電容電壓以調整該預設電流值，致使該輸入電流接近該預設電流值。
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