TWI436574B - 直流交流轉換器 - Google Patents

直流交流轉換器 Download PDF

Info

Publication number
TWI436574B
TWI436574B TW100124760A TW100124760A TWI436574B TW I436574 B TWI436574 B TW I436574B TW 100124760 A TW100124760 A TW 100124760A TW 100124760 A TW100124760 A TW 100124760A TW I436574 B TWI436574 B TW I436574B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
switch
signal
capacitor
electrically coupled
bridge inverter
Prior art date
Application number
TW100124760A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201304383A (zh
Inventor
Wester Ku
Raymond Lee
Original Assignee
Delta Electronics Inc
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 Delta Electronics Inc filed Critical Delta Electronics Inc
Priority to TW100124760A priority Critical patent/TWI436574B/zh
Priority to US13/351,233 priority patent/US8988915B2/en
Priority to EP12155312.7A priority patent/EP2546973B1/en
Priority to ES12155312T priority patent/ES2823799T3/es
Publication of TW201304383A publication Critical patent/TW201304383A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI436574B publication Critical patent/TWI436574B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/5388Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with asymmetrical configuration of switches

Description

直流交流轉換器
本發明係有關於一種轉換器,且特別是有關於一種直流交流轉換器。
近年來由於工商發達、社會進步,相對提供之產品亦主要針對便利、確實、經濟實惠為主旨,因此,當前開發之產品亦比以往更加進步,而得以貢獻社會。
將傳統全橋逆變器應用於非隔離型太陽光並網系統中,在全橋逆變器的PWM調變方式上存在若干缺點:逆變器之PWM調變方式若採用雙極性切換(bipolar),則存在切換損失較大,逆變器效率差的缺點;此外,逆變器之PWM調變方式若採用單極性切換(unipolar),則存在漏電流較大的缺點。
由此可見,上述現有的方式,顯然仍存在不便與缺陷,而有待加以進一步改進。為了解決上述問題,相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道,但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此,如何能避免逆變器採用雙極性切換時,切換損失較大與效率差的問題,以及如何能避免逆變器採用單極性切換時,漏電流較大的問題,實屬當前重要研發課題之一,亦成為當前相關領域亟需改進的目標。
本發明內容之一目的是在提供一種直流交流轉換器,藉以改善逆變器採用雙極性切換時,切換損失較大與效率差的問題,以及改善逆變器採用單極性切換時,漏電流較大的問題。
為達上述目的,本發明內容之一技術態樣係關於一種直流交流轉換器。直流交流轉換器包含第一開關、第二開關、第一半橋逆變器以及第二半橋逆變器。第一開關包含第一端與第二端。第二開關包含第一端與第二端,第一開關之第一端與第二開關之第一端之間用以接收直流電源。第一半橋逆變器包含第一端、第二端以及輸出端,其中第一半橋逆變器之第一端電性耦接於第一開關之第二端,第一半橋逆變器之第二端電性耦接於第二開關之第二端。第二半橋逆變器包含第一端、第二端以及輸出端,其中第二半橋逆變器之第一端電性耦接於第一開關之第二端,第二半橋逆變器之第二端電性耦接於第二開關之第二端,其中第一半橋逆變器之輸出端與第二半橋逆變器之輸出端之間用以輸出交流電源。
根據本發明一實施例,第一半橋逆變器包含第三開關以及第四開關。第三開關包含第一端與第二端,其中第三開關之第一端為第一半橋逆變器之第一端。第四開關包含第一端與第二端,其中第四開關之第一端電性耦接於第三開關之第二端,第四開關之第二端為第一半橋逆變器之第二端。其中第三開關之第二端與第四開關之第一端交接在第一節點,第一節點為第一半橋逆變器之輸出端。
根據本發明另一實施例,第二半橋逆變器包含第五開關以及第六開關。第五開關包含第一端與第二端,其中第五開關之第一端為 第二半橋逆變器之第一端。第六開關包含第一端與第二端,其中第六開關之第一端電性耦接於第五開關之第二端,第六開關之第二端為第二半橋逆變器之第二端。其中第五開關之第二端與第六開關之第一端交接在第二節點,第二節點為第二半橋逆變器之輸出端。
根據本發明再一實施例,直流交流轉換器更包含第一電容以及第二電容。第一電容包含第一端與第二端,其中第一電容之第一端電性耦接於第一開關之第一端。第二電容包含第一端與第二端,其中第二電容之第一端電性耦接於第一電容之第二端,第二電容之第二端電性耦接於第二開關之第一端。
根據本發明又一實施例,直流交流轉換器更包含第一電感以及第二電感。第一電感包含第一端與第二端,其中第一電感之第一端電性耦接於第一半橋逆變器之輸出端。第二電感包含第一端與第二端,其中第二電感之第一端電性耦接於第二半橋逆變器之輸出端。
根據本發明另再一實施例,直流交流轉換器更包含第三電容以及第四電容。第三電容包含第一端與第二端,其中第三電容之第一端電性耦接於第一電感之第二端,第三電容之第二端電性耦接於第一電容之該第二端。第四電容包含第一端與第二端,其中第四電容之第一端電性耦接於第二電容之第一端,第四電容之第二端電性耦接於第二電感之第二端。其中第一電感之第二端與第三電容之第一端交接於第三節點,而第二電感之第二端與第四電容之第二端交接於第四節點,藉使第三節點與第四節點之間輸出交流電源。
根據本發明另又一實施例,第一開關用以接收第一開關信號,第二開關用以接收第二開關信號,第一開關與第二開關分別受第一開關信號與第二開關信號的控制而同時開啟或關閉。
根據本發明再另一實施例,第三開關用以接收第三開關信號,第四開關用以接收第四開關信號,第三開關與第四開關分別受第三開關信號與第四開關信號的控制,使得第三開關開啟時,第四開關關閉。
根據本發明再又一實施例,第一開關信號、第二開關信號與第三開關信號由第一參考電壓與三角波比較所產生,當第一參考電壓處於正半週時,第一開關、第二開關與第三開關分別受第一開關信號、第二開關信號與第三開關信號的控制而同時開啟或關閉。
根據本發明又另一實施例,第五開關用以接收第五開關信號,第六開關用以接收第六開關信號,第五開關與第六開關分別受第五開關信號與第六開關信號的控制,使得第五開關開啟時,第六開關關閉。
根據本發明又再一實施例,第五開關信號由第二參考電壓與三角波比較所產生,第二參考電壓與第一參考電壓之相位相差180度,當第一參考電壓處於負半週時,第一開關、第二開關與第五開關分別受第一開關信號、第二開關信號與第五開關信號的控制而同時開啟或關閉。
為達上述目的,本發明內容之一技術態樣係關於一種直流交流轉換器。直流交流轉換器包含第一開關、第二開關、第一半橋逆變器以及第二半橋逆變器。第一開關用以接收第一開關信號以進行 切換。第二開關用以接收第二開關信號以進行切換。第一半橋逆變器用以將直流電源轉換為輸出電源,並提供輸出電源予交流電源。第二半橋逆變器用以將直流電源轉換為輸出電源,並提供輸出電源予交流電源。
此外,第一半橋逆變器包含第三開關、第四開關以及第一輸出端。第三開關電性耦接於第一開關,並用以接收第三開關信號以進行切換。第四開關電性耦接於第三開關以及第二開關,並與第三開關交接於第一節點,第四開關用以接收第四開關信號以進行切換。第一輸出端電性耦接於第一節點,並用以輸出輸出電源。第二半橋逆變器包含第五開關、第六開關以及第二輸出端。第五開關電性耦接於第一開關,並用以接收第五開關信號以進行切換。第六開關電性耦接於第五開關以及第二開關,並與第五開關交接於第二節點,第六開關用以接收第六開關信號以進行切換。第二輸出端電性耦接於第二節點,並用以輸出輸出電源。
根據本發明一實施例,第一開關與第二開關分別受第一開關信號與第二開關信號的控制而同時開啟或關閉。
根據本發明另一實施例,第三開關與第四開關分別受第三開關信號與第四開關信號的控制,使得第三開關開啟時,第四開關關閉。
根據本發明再一實施例,第一開關信號、第二開關信號與第三開關信號由第一參考電壓與三角波比較所產生,當第一參考電壓處於正半週時,第一開關、第二開關與三開關分別受第一開關信號、第二開關信號與三開關信號的控制而同時開啟或關閉。
根據本發明又一實施例,第五開關與第六開關分別受第五開關信號與第六開關信號的控制,使得第五開關開啟時,第六開關關閉。
根據本發明另再一實施例,第五開關信號由第二參考電壓與三角波比較所產生,第二參考電壓與第一參考電壓之相位相差180度,當第一參考電壓處於負半週時,第一開關、第二開關與第五開關分別受第一開關信號、第二開關信號與第五開關信號的控制而同時開啟或關閉。
根據本發明另又一實施例,直流交流轉換器更包含第一電感電容濾波電路。第一電感電容濾波電路電性耦接於第一輸出端,並用以對輸出電源進行濾波。
根據本發明再另一實施例,直流交流轉換器更包含第二電感電容濾波電路。第二電感電容濾波電路電性耦接於第二輸出端,並用以對輸出電源進行濾波。
因此,根據本發明之技術內容,本發明實施例藉由提供一種直流交流轉換器,藉以改善逆變器採用雙極性切換時,切換損失較大與效率差的問題,以及改善逆變器採用單極性切換時,漏電流較大的的問題。
100‧‧‧直流交流轉換器
112‧‧‧第一開關之第一端、第一電容之第一端
114‧‧‧第一電容之第二端、第二電容之第一端、第三電容之第二端、第四電容之第一端
116‧‧‧第二電容之第二端、第二開關之第一端
118‧‧‧第一開關之第二端、第三開關之第一端、第五開關之第一端
122‧‧‧第二開關之第二端、第四開關之第二端、第六開關之第二端
130‧‧‧第一半橋逆變器
140‧‧‧第二半橋逆變器
150‧‧‧第一電感電容濾波電路
160‧‧‧第二電感電容濾波電路
200‧‧‧直流交流轉換器
300‧‧‧驅動信號架構
310‧‧‧第一比較器
320‧‧‧第二比較器
330‧‧‧第三比較器
340‧‧‧絕對值編碼器
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖係繪示依照本發明一實施例的一種直流交流轉換器之電路示意圖。
第2圖係繪示依照本發明另一實施例的一種直流交流轉換器之電路示意圖。
第3圖係繪示依照本發明再一實施例的一種驅動信號架構之示意圖。
第4圖係繪示依照本發明第3圖的一種開關信號的波形示意圖。
為了使本揭示內容之敘述更加詳盡與完備,可參照所附之圖式及以下所述各種實施例,圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍,而結構運作之描述非用以限制其執行之順序,任何由元件重新組合之結構,所產生具有均等功效的裝置,皆為本發明所涵蓋的範圍。
其中圖式僅以說明為目的,並未依照原尺寸作圖。另一方面,眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中,以避免對本發明造成不必要的限制。
第1圖係依照本發明一實施例繪示一種直流交流轉換器100的電路示意圖。
如第1圖所示,直流交流轉換器100包含第一開關S1、第二開關S2、第一半橋逆變器130以及第二半橋逆變器140。第一開關S1包含第一端112與第二端118。第二開關S2包含第一端116與第二端122,第一開關S1之第一端112與第二開關之第一端116之間用以接收直流電源DC。
在此需說明的是,為求簡潔各元件之端點會出現兩元件共用同一端點的狀況。當單看一個元件時,前述元件之兩端點分別以不同 標號來標示;惟就兩交接之元件而言,第一個元件與第二個元件的交接點,會發生標號共用的狀況。例如單看第一電容C1時,其具有第一端點112與第二端點114,而就交接之第一電容C1與第一開關S1而言,第一電容C1與第一開關S1交接之端點為端點112,在此端點112可表示為第一電容C1之第一端點,且端點112亦可表示為第一開關S1之第一端點,然其只是在表述上有所不同,並不會造成理解各原件連接關係上的歧異,而能為所屬技術領域中具有通常之事者所理解。
在本實施例中,第一半橋逆變器130包含第一端118、第二端122以及輸出端node 1,其中第一半橋逆變器130之第一端118電性耦接於第一開關S1之第二端118,第一半橋逆變器130之第二端122電性耦接於第二開關之第二端122。
此外,第二半橋逆變器140包含第一端118、第二端122以及輸出端node 2,其中第二半橋逆變器140之第一端118電性耦接於第一開關S1之第二端118,第二半橋逆變器140之第二端122電性耦接於第二開關S2之第二端122,其中第一半橋逆變器130之輸出端node 1與第二半橋逆變器140之輸出端node 2之間用以輸出交流電源。
於操作上,第一半橋逆變器130可用以將直流電源DC轉換為輸出電源,並由第一半橋逆變器130之輸出端node 1提供輸出電源予交流電源。第二半橋逆變器140可用以將直流電源DC轉換為輸出電源,並由第二半橋逆變器140之輸出端node 2提供輸出電源予交流電源。
在另一實施例中,第一半橋逆變器130包含第三開關S3以及第四開關S4。第三開關S3包含第一端118與第二端node 1,其中第三開關S3之第一端118為第一半橋逆變器130之第一端118。第四開關S4包含第一端node 1與第二端122,其中第四開關S4之第一端node 1電性耦接於第三開關S3之第二端node 1,第四開關S4之第二端122為第一半橋逆變器130之第二端122。其中第三開關S3之第二端node 1與第四開關S4之第一端node 1交接在第一節點node 1,第一節點node 1為第一半橋逆變器130之輸出端node 1。
在任選的一實施例中,第二半橋逆變器140包含第五開關S5以及第六開關S6。第五開關S5包含第一端118與第二端node 2,其中第五開關S5之第一端118為第二半橋逆變器140之第一端118。第六開關S6包含第一端node 2與第二端122,其中第六開關S6之第一端node 2電性耦接於第五開關S5之第二端node 2,第六開關S6之第二端122為第二半橋逆變器140之第二端122。其中第五開關S5之第二端node 2與第六開關S6之第一端node 2交接在第二節點node 2,第二節點node 2為第二半橋逆變器140之輸出端node 2。
於再一實施例中,直流交流轉換器100更包含第一電容C1以及第二電容C2。第一電容C1包含第一端112與第二端114,其中第一電容C1之第一端112電性耦接於第一開關S1之第一端112。第二電容C2包含第一端114與第二端116,其中第二電容C2之第一端114電性耦接於第一電容C1之第二端114,第二電容C2之第二端116電性耦接於第二開關S2之第一端116。
在又一實施例中,直流交流轉換器100更包含第一電感L1以及第 二電感L2。第一電感L1包含第一端node 1與第二端node 3,其中第一電感L1之第一端node 1電性耦接於第一半橋逆變器130之輸出端node 1。第二電感L2包含第一端node 2與第二端node 4,其中第二電感L2之第一端node 2電性耦接於第二半橋逆變器140之輸出端node 2。
在另再一實施例中,直流交流轉換器100更包含第三電容C3以及第四電容C4。第三電容C3包含第一端node 3與第二端114,其中第三電容C3之第一端node 3電性耦接於第一電感L1之第二端node 3,第三電容C3之第二端114電性耦接於第一電容C1之第二端114。第四電容C4包含第一端114與第二端node 4,其中第四電容C4之第一端114電性耦接於第二電容C2之第一端114,第四電容C4之第二端node 4電性耦接於第二電感L2之第二端node 4。其中第一電感L1之第二端node 3與第三電容C3之第一端node 3交接於第三節點node 3,而第二電感L2之第二端node 4與第四電容C4之第二端node 4交接於第四節點node 4,藉使第三節點node 3與第四節點node 之間輸出交流電源。
於操作上,第一電感L1與第三電容C3組成第一電感電容濾波電路150。第一電感電容濾波電路150電性耦接於第一半橋逆變器130之輸出端node 1,並用以對第一半橋逆變器130之輸出端node 1所輸出之輸出電源進行濾波。
此外,第二電感L2與第四電容C4組成第二電感電容濾波電路160。第二電感電容濾波電路160電性耦接於第二半橋逆變器140之輸出端node 2,並用以對第二半橋逆變器140之輸出端node 2所輸出之輸出電源進行濾波。
第2圖係依照本發明另一實施例繪示一種直流交流轉換器200的電路示意圖。由第2圖可知,本發明實施例之第一至第六開關S1~S6可採用功率開關,例如雙極性電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)、金氧半場效應電晶體(MOS Field-Effect Transistor,MOSFET)、絕緣柵雙極型電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)……等,然本發明實施例並不以此為限,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可選擇性地採用適當的元件來作為開關元件。
在此需說明的是,在第1圖與第2圖中皆使用將第一半橋逆變器130與第二半橋逆變器140串聯的方式,來形成直流交流轉換器100、200。這是由於單獨使用一個半橋逆變器來進行直流交流的轉換的話,則半橋逆變器的輸出電壓僅為其輸入電壓的一半,因此,需要使用兩個半橋逆變器串聯,透過兩個半橋逆變器一同來進行直流交流的轉換,而輸出完整的電壓。
第3圖係依照本發明再一實施例繪示一種驅動信號架構300示意圖。
請參照第3圖,驅動信號架構300包含第一比較器310、第二比較器320、第三比較器330以及一絕對值編碼器340。第一比較器310之非反相端透過絕對值編碼器340電性耦接於第一參考電壓源Vref1,第一比較器310之反相端用以接收三角波Vtri,並經由第一比較器310進行比較後輸出第一開關信號Signal 1與第二開關信號Signal 2。
此外,第二比較器320之非反相端電性耦接於第一參考電壓源 Vref1,第二比較器320之反相端用以接收三角波Vtri,並經由第二比較器320進行比較後輸出一第一輸出信號為第三開關信號Signal 3,前述第一輸出信號經由反相器後輸出第四開關信號Signal 4。
再者,第三比較器330之非反相端電性耦接於第二參考電壓源Vref2,第三比較器330之反相端用以接收三角波Vtri,並經由第三比較器330進行比較後輸出一第二輸出信號為第五開關信號Signal 5,前述第二輸出信號經由反相器後輸出第六開關信號Signal 6。其中第二參考電壓源Vref2所提供之第二參考電壓Vsin2與第一參考電壓源Vref1所提供之第一參考電壓Vsin1之相位相差180度。
於操作上,第3圖中驅動信號架構300所輸出之第一至第六開關信號Signal 1~Signal 6的波形如第4圖所示。本發明第1圖與第2圖中的直流交流轉換器100、200中的第一至第六開關S1~S6即由第一至第六開關信號Signal 1~Signal 6所控制。
請一併參考第1圖與第4圖,在任選的一實施例中,第一開關S1用以接收第一開關信號Signal 1以進行切換,第二開關S2用以接收第二開關信號Signal 2以進行切換,第一開關S1與第二開關S2分別受第一開關信號Signal 1與第二開關信號Signal 2的控制而同時開啟或關閉。
在另又一實施例中,第三開關S3用以接收第三開關信號Signal 3以進行切換,第四開關S4用以接收第四開關信號Signal 4以進行切換,第三開關S3與第四開關S4分別受第三開關信號Signal 3與 第四開關信號Signal 4的控制,使得第三開關S3開啟時,第四開關S4關閉,而第三開關S3關閉時,第四開關S4開啟。
於再另一實施例中,第一開關信號Signal 1、第二開關信號Signal 2與第三開關信號Signal 3由第一參考電壓Vsin1與三角波Vtri比較所產生,當第一參考電壓Vsin1處於正半週時,第一開關S1、第二開關S2與第三開關S3分別受第一開關信號Signal 1、第二開關信號Signal 2與第三開關信號Signal 3的控制而同時開啟或關閉。
於再又一實施例中,第五開關S5用以接收第五開關信號Signal 5以進行切換,第六開關S6用以接收第六開關信號Signal 6以進行切換,第五開關S5與第六開關S6分別受第五開關信號Signal 5與第六開關信號Signal 6的控制,使得第五開關S5開啟時,第六開關S6關閉,而第五開關S5關閉時,第六開關S6開啟。
在任選的一實施例中,第五開關信號Signal 5由第二參考電壓Vsin2與三角波Vtri比較所產生,當第一參考電壓Vsin1處於負半週時,第一開關S1、第二開關S2與第五開關S5分別受第一開關信號Signal 1、第二開關信號Signal 2與第五開關信號Signal 5的控制而同時開啟或關閉。
藉由上述本發明實施例的驅動方式,直流交流轉換器100、200的工作模式如下所述:當第一參考電壓Vsin1處於正半週時,第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3以及第六開關S6導通,此時第一電感L1與第二電感L2進行儲能,並將輸入端的能量傳送至輸出端;當第一開關S1、第二開關S2以及第三開關S3截止時,電感電 流會流經第四開關S4(若第四開關S4為IGBT,則電感電流流經其體二極體)以及第六開關S6,而持續將輸入端的能量傳送至輸出端。
再者,當第一參考電壓Vsin1處於負半週時,第一開關S1、第二開關S2、第四開關S4以及第五開關S5導通,此時第一電感L1與第二電感L2進行儲能,並將輸入端的能量傳送至輸出端;當第一開關S1、第二開關S2以及第五開關S5截止時,電感電流會流經第六開關S6(若第六開關S6為IGBT,則電感電流流經其體二極體)以及第四開關S4,而持續將輸入端的能量傳送至輸出端。
請參照第1圖,直流交流轉換器100、200使用上述驅動方式可得以下結果:經測試第1圖所示之Van與Vbn,可得Van與Vbn的數值相加為零,因此,產生漏電流的準位維持在一定值,不會隨著驅動方式的改變而有所變動,如此一來,即可減少漏電流的產生。此外,直流交流轉換器100、200使用兩個半橋逆變器各自以180度的相位移做PWM調變,並配合各自旁路開關(第一半橋逆變器130的旁路開關為第一開關S1,而第二半橋逆變器140的旁路開關為第二開關S2)來降低逆變器的切換損失。
由上述本發明實施方式可知,應用本發明具有下列優點。本發明實施例藉由提供一種直流交流轉換器,藉以改善逆變器採用雙極性切換時,切換損失較大與效率差的問題,以及改善逆變器採用單極性切換時,漏電流較大的問題。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各 種之更動與潤飾,因此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。
100‧‧‧直流交流轉換器
112‧‧‧第一開關之第一端、第一電容之第一端
114‧‧‧第一電容之第二端、第二電容之第一端、第三電容之第二端、第四電容之第一端
116‧‧‧第二電容之第二端、第二開關之第一端
118‧‧‧第一開關之第二端、第三開關之第一端、第五開關之第一端
122‧‧‧第二開關之第二端、第四開關之第二端、第六開關之第二端
130‧‧‧第一半橋逆變器
140‧‧‧第二半橋逆變器
150‧‧‧第一電感電容濾波電路
160‧‧‧第二電感電容濾波電路

Claims (19)

  1. 一種直流交流轉換器,包含:一第一開關,包含一第一端與一第二端;一第二開關,包含一第一端與一第二端,該第一開關之該第一端與該第二開關之該第一端之間用以接收一直流電源;一第一半橋逆變器,包含一第一端、一第二端以及一輸出端,其中該第一半橋逆變器之該第一端電性耦接於該第一開關之該第二端,該第一半橋逆變器之該第二端電性耦接於該第二開關之該第二端;以及一第二半橋逆變器,包含一第一端、一第二端以及一輸出端,其中該第二半橋逆變器之該第一端電性耦接於該第一開關之該第二端,該第二半橋逆變器之該第二端電性耦接於該第二開關之該第二端,其中該第一半橋逆變器之該輸出端與該第二半橋逆變器之該輸出端之間用以輸出一交流電源。
  2. 如請求項1所述之直流交流轉換器,其中該第一半橋逆變器包含:一第三開關,包含一第一端與一第二端,其中該第三開關之該第一端為該第一半橋逆變器之該第一端;以及一第四開關,包含一第一端與一第二端,其中該第四開關之該第一端電性耦接於該第三開關之該第二端,該第四開關之該第二端為該第一半橋逆變器之該第二端,其中該第三開關之該第二端與該第四開關之該第一端交接在一第 一節點,該第一節點為該第一半橋逆變器之該輸出端。
  3. 如請求項2所述之直流交流轉換器,其中該第二半橋逆變器包含:一第五開關,包含一第一端與一第二端,其中該第五開關之該第一端為該第二半橋逆變器之該第一端;以及一第六開關,包含一第一端與一第二端,其中該第六開關之該第一端電性耦接於該第五開關之該第二端,該第六開關之該第二端為該第二半橋逆變器之該第二端,其中該第五開關之該第二端與該第六開關之該第一端交接在一第二節點,該第二節點為該第二半橋逆變器之該輸出端。
  4. 如請求項1所述之直流交流轉換器,更包含:一第一電容,包含一第一端與一第二端,其中該第一電容之該第一端電性耦接於該第一開關之該第一端;以及一第二電容,包含一第一端與一第二端,其中該第二電容之該第一端電性耦接於該第一電容之該第二端,該第二電容之該第二端電性耦接於該第二開關之該第一端。
  5. 如請求項4所述之直流交流轉換器,更包含:一第一電感,包含一第一端與一第二端,其中該第一電感之該第一端電性耦接於該第一半橋逆變器之該輸出端;以及一第二電感,包含一第一端與一第二端,其中該第二電感之該第一端電性耦接於該第二半橋逆變器之該輸出端。
  6. 如請求項5所述之直流交流轉換器,更包含:一第三電容,包含一第一端與一第二端,其中該第三電容之該第一端電性耦接於該第一電感之該第二端,該第三電容之該第二端電性耦接於該第一電容之該第二端;以及 一第四電容,包含一第一端與一第二端,其中該第四電容之該第一端電性耦接於該第二電容之該第一端,該第四電容之該第二端電性耦接於該第二電感之該第二端,其中該第一電感之該第二端與該第三電容之該第一端交接於一第三節點,而該第二電感之該第二端與該第四電容之該第二端交接於一第四節點,藉使該第三節點與該第四節點之間輸出該交流電源。
  7. 如請求項3所述之直流交流轉換器,其中該第一開關用以接收一第一開關信號,該第二開關用以接收一第二開關信號,該第一開關與該第二開關分別受該第一開關信號與該第二開關信號的控制而同時開啟或關閉。
  8. 如請求項7所述之直流交流轉換器,其中該第三開關用以接收一第三開關信號,該第四開關用以接收一第四開關信號,該第三開關與該第四開關分別受該第三開關信號與該第四開關信號的控制,使得該第三開關開啟時,該第四開關關閉。
  9. 如請求項8所述之直流交流轉換器,其中該第一開關信號、該第二開關信號與該第三開關信號由一第一參考電壓與一三角波比較所產生,當該第一參考電壓處於正半週時,該第一開關、該第二開關與該第三開關分別受該第一開關信號、該第二開關信號與該第三開關信號的控制而同時開啟或關閉。
  10. 如請求項9所述之直流交流轉換器,其中該第五開關用以接收一第五開關信號,該第六開關用以接收一第六開關信號,該第五開關與該第六開關分別受該第五開關信號與該第六開關信號的控制,使得該第五開關開啟時,該第六開關關閉。
  11. 如請求項10所述之直流交流轉換器,其中該第五開關信號由一第 二參考電壓與該三角波比較所產生,該第二參考電壓與該第一參考電壓之相位相差180度,當該第一參考電壓處於負半週時,該第一開關、該第二開關與該第五開關分別受該第一開關信號、該第二開關信號與該第五開關信號的控制而同時開啟或關閉。
  12. 一種直流交流轉換器,包含:一第一開關,用以接收一第一開關信號以進行切換;一第二開關,用以接收一第二開關信號以進行切換;一第一半橋逆變器,用以將一直流電源轉換為一輸出電源,並提供該輸出電源予一交流電源,包含:一第三開關,電性耦接於該第一開關,並用以接收一第三開關信號以進行切換;一第四開關,電性耦接於該第三開關以及該第二開關,並與該第三開關交接於一第一節點,該第四開關用以接收一第四開關信號以進行切換;以及一第一輸出端,電性耦接於該第一節點,並用以輸出該輸出電源;以及一第二半橋逆變器,用以將該直流電源轉換為該輸出電源,並提供該輸出電源予該交流電源,包含:一第五開關,電性耦接於該第一開關,並用以接收一第五開關信號以進行切換;一第六開關,電性耦接於該第五開關以及該第二開關,並與該第五開關交接於一第二節點,該第六開關用以接收一第六開關信號以進行切換;以及一第二輸出端,電性耦接於該第二節點,並用以輸出該輸出電源。
  13. 如請求項12所述之直流交流轉換器,其中該第一開關與該第二開關分別受該第一開關信號與該第二開關信號的控制而同時開啟或關閉。
  14. 如請求項13所述之直流交流轉換器,其中該第三開關與該第四開關分別受該第三開關信號與該第四開關信號的控制,使得該第三開關開啟時,該第四開關關閉。
  15. 如請求項14所述之直流交流轉換器,其中該第一開關信號、該第二開關信號與該第三開關信號由一第一參考電壓與一三角波比較所產生,當該第一參考電壓處於正半週時,該第一開關、該第二開關與該三開關分別受該第一開關信號、該第二開關信號與該三開關信號的控制而同時開啟或關閉。
  16. 如請求項15所述之直流交流轉換器,其中該第五開關與該第六開關分別受該第五開關信號與該第六開關信號的控制,使得該第五開關開啟時,該第六開關關閉。
  17. 如請求項16所述之直流交流轉換器,其中該第五開關信號由一第二參考電壓與該三角波比較所產生,該第二參考電壓與該第一參考電壓之相位相差180度,當該第一參考電壓處於負半週時,該第一開關、該第二開關與該第五開關分別受該第一開關信號、該第二開關信號與該第五開關信號的控制而同時開啟或關閉。
  18. 如請求項12所述之直流交流轉換器,更包含:一第一電感電容濾波電路,電性耦接於該第一半橋逆變器之該第一輸出端,並用以對該輸出電源進行濾波。
  19. 如請求項12所述之直流交流轉換器,更包含:一第二電感電容濾波電路,電性耦接於該第二半橋逆變器之該第二輸出端,並用以對該輸出電源進行濾波。
TW100124760A 2011-07-13 2011-07-13 直流交流轉換器 TWI436574B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100124760A TWI436574B (zh) 2011-07-13 2011-07-13 直流交流轉換器
US13/351,233 US8988915B2 (en) 2011-07-13 2012-01-17 DC to AC converter
EP12155312.7A EP2546973B1 (en) 2011-07-13 2012-02-14 DC to AC converter
ES12155312T ES2823799T3 (es) 2011-07-13 2012-02-14 Convertidor de CC a CA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100124760A TWI436574B (zh) 2011-07-13 2011-07-13 直流交流轉換器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201304383A TW201304383A (zh) 2013-01-16
TWI436574B true TWI436574B (zh) 2014-05-01

Family

ID=45566940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100124760A TWI436574B (zh) 2011-07-13 2011-07-13 直流交流轉換器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8988915B2 (zh)
EP (1) EP2546973B1 (zh)
ES (1) ES2823799T3 (zh)
TW (1) TWI436574B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9048756B2 (en) * 2012-03-07 2015-06-02 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. DC-side leakage current reduction for single phase full-bridge power converter/inverter
JP5963531B2 (ja) * 2012-05-15 2016-08-03 オムロン株式会社 インバータ装置および太陽光発電システム
CN104578852B (zh) * 2013-10-11 2017-05-10 台达电子工业股份有限公司 太阳能光伏电源转换系统及其操作方法
TWI508424B (zh) * 2013-10-11 2015-11-11 Delta Electronics Inc 太陽能光伏電源轉換系統及其操作方法
JP2015084622A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 スイッチング素子の駆動装置及び駆動方法並びに車両用空調装置
AU2013407118B2 (en) * 2013-12-04 2016-05-19 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Five level inverter
CN103701345B (zh) * 2013-12-30 2016-05-25 阳光电源股份有限公司 一种五电平逆变器
CN105991058B (zh) * 2015-01-29 2019-01-04 台达电子工业股份有限公司 直流交流转换装置及其操作方法
CA2990141C (en) * 2015-06-23 2018-08-14 Nissan Motor Co., Ltd. Inverter with charging capability
US9871462B2 (en) 2015-12-11 2018-01-16 Phase Technologies, Llc Regenerative variable frequency drive with auxiliary power supply
US10191531B2 (en) * 2015-12-29 2019-01-29 General Electric Company Hybrid converter system
TWI614982B (zh) * 2016-08-25 2018-02-11 台達電子工業股份有限公司 電源轉換系統及其操作方法
DE102016116630A1 (de) * 2016-09-06 2018-03-08 Sma Solar Technology Ag Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters und Wechselrichter
US10038393B1 (en) * 2017-11-02 2018-07-31 National Chung-Shan Institute Of Science & Technology Single-phase non-isolated inverter
US10256729B1 (en) * 2018-03-06 2019-04-09 Infineon Technologies Austria Ag Switched-capacitor converter with interleaved half bridge
US10263516B1 (en) * 2018-03-06 2019-04-16 Infineon Technologies Austria Ag Cascaded voltage converter with inter-stage magnetic power coupling
CN110535365B (zh) * 2019-08-30 2021-07-20 合肥工业大学 三相共模电流与开关损耗协同抑制的逆变系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3325030B2 (ja) 1991-06-06 2002-09-17 三菱電機株式会社 3レベルインバータ装置
US5260864A (en) 1992-06-10 1993-11-09 Digital Equipment Corporation Configurable inverter for 120 VAC or 240 VAC output
CA2360652C (en) * 2001-10-31 2005-08-02 Global Thermoelectric Inc. Transformerless two phase inverter
US6608401B1 (en) 2002-02-15 2003-08-19 Black & Decker Inc. Alternator/inverter with dual H-bridge
US7046534B2 (en) * 2004-02-09 2006-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. DC/AC converter to convert direct electric voltage into alternating voltage or into alternating current
DE102004030912B3 (de) * 2004-06-25 2006-01-19 Sma Technologie Ag Verfahren zum Umwandeln einer elektrischen Gleichspannung einer Gleichspannungsquelle, insbesondere einer Photovoltaik-Gleichspannungsquelle in eine Wechselspannung
CN100384072C (zh) 2004-07-01 2008-04-23 南京航空航天大学 双输出双降压式半桥逆变器及控制、调制方法
US7872887B2 (en) * 2006-02-27 2011-01-18 Mitsubishi Electric Corporation DC-AC inverter powering a single phase commercial power system
ES2541772T3 (es) * 2006-07-31 2015-07-24 Ingeteam Power Technology, S.A. Circuito inversor monofásico para acondicionar y convertir energía eléctrica de corriente continua en energía eléctrica de corriente alterna
JP4898899B2 (ja) * 2007-02-22 2012-03-21 三菱電機株式会社 電力変換装置
TWI337443B (en) 2007-04-23 2011-02-11 Univ Nat Taiwan Science Tech Digital inverter and method for signal compensation thereof
CN101420127B (zh) 2007-10-23 2011-03-02 上海久隆电力科技有限公司 具有无功补偿的谐波治理装置
DE102008048841B8 (de) * 2008-09-25 2010-06-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Trennschaltung für Wechselrichter
JP5279911B2 (ja) * 2009-07-30 2013-09-04 三菱電機株式会社 系統連系インバータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2823799T3 (es) 2021-05-10
EP2546973A3 (en) 2017-10-04
EP2546973B1 (en) 2020-08-05
TW201304383A (zh) 2013-01-16
US8988915B2 (en) 2015-03-24
US20130016543A1 (en) 2013-01-17
EP2546973A2 (en) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI436574B (zh) 直流交流轉換器
Kummari et al. An isolated high-frequency link microinverter operated with secondary-side modulation for efficiency improvement
TWI517545B (zh) 雙向直流變換器
US8488350B2 (en) DC-AC inverters
CN108028607B (zh) 基于空间矢量调制的三相整流转换器pwm方案
WO2012119451A1 (zh) 一种单相三电平逆变器
JP6008185B2 (ja) 3レベル電力変換装置及びその制御方法
TW201304381A (zh) 電源電路及電源電路的控制方法
EP2846453B1 (en) Single-phase inverter and three-phase inverter
JP2018166389A (ja) 電力変換装置
CN109921653B (zh) 一种单相电力电子变压器拓扑结构及其控制方法
US10148196B2 (en) Inverter and control method thereof
JP2016103970A (ja) 電力変換装置
CN103618336A (zh) 整流式高频链并网逆变器的输出数字调制电路及控制系统
CN114499247A (zh) 一种周波变换型高频链逆变器的调制系统及方法
CN102882398B (zh) 直流交流转换器
Mishima et al. Three-level phase-shift ZVS-PWM DC-DC converter with high frequency transformer for high performance arc welding machines
JP6467524B2 (ja) 電力変換装置および鉄道車両
JP2012235557A (ja) 直流−交流変換回路及びこれを用いた電力変換装置
Naayagi et al. Performance verification of dual active bridge DC-DC converter
Kim et al. Single power-conversion DAB microinverter with safe commutation and high efficiency for PV power applications
Xie et al. A novel high power density dual-buck inverter with coupled filter inductors
Mazumder et al. Impact of DC link pulse coding on the harmonic distortion of the high-frequency-link inverter
TWI816719B (zh) 雙向dc-ac變換器及其控制方法
TWI509975B (zh) 單相三階轉換器之調變方法