[發(fā)明專利]電力轉(zhuǎn)換裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680006053.8
• 申請日: 2006-02-21
• 公開（公告）號: CN101128973A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巖田明彥;瀨戶誠;山田正樹;原田茂樹;伊藤寬;川上知之
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M3/155
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王永剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置，特別涉及在將分散電源與系統(tǒng)連接的功率調(diào)節(jié)器等中使用的電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

在以往的功率調(diào)節(jié)器中，例如在太陽能功率調(diào)節(jié)器中所示，使用斬波器(chopper)從作為太陽能電池的分散電源升壓，在其后級上插入PWM控制的反相器(inverter)，發(fā)生作為輸出的交流電壓。

以下表示這種以往的功率調(diào)節(jié)器的基本的動(dòng)作。從太陽能電池輸出的直流電力驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)器的內(nèi)部控制電源，內(nèi)部電路可以工作。內(nèi)部電路具備斬波器電路和反相器部，斬波器電路將太陽能電池的電壓升壓至與系統(tǒng)連接所需要的電壓。反相器部含有4個(gè)開關(guān)，為了成為與系統(tǒng)電壓同步的相位的輸出電流而進(jìn)行PWM切換。這樣在輸出中輸出長條形的波形，通過改變輸出的時(shí)間比率來控制輸出的平均電壓，輸出的電壓用設(shè)置在輸出一側(cè)上的平滑濾波器進(jìn)行平均化，向系統(tǒng)輸出交流電力(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。

非專利文獻(xiàn)1：“太陽能功率調(diào)節(jié)器型KP40F的開發(fā)”O(jiān)MRONTECHNICS?Vol.42?No.2(通卷142號)2002年

在將太陽能電壓與系統(tǒng)連接的以往的功率調(diào)節(jié)器中，反相器的輸出電壓的最大值由根據(jù)斬波器的升壓電壓的大小來決定。因此，例如在輸出200V的交流電壓的情況下，經(jīng)過升壓的直流電壓需要大于等于282V，一般根據(jù)裕量設(shè)定得更高。太陽能電壓的輸出電壓一般是200V左右，或者小于它，如上所述需要升壓到282V及以上。如果升壓率高，則斬波器部的損失增大，功率調(diào)節(jié)器整體的效率降低。

此外，因?yàn)槭褂梅聪嗥鞑康腜WM切換動(dòng)作在輸出中發(fā)生正弦波的電流或電壓，所以在輸出一側(cè)需要大型的平滑濾波器，難以實(shí)現(xiàn)裝置構(gòu)成的小型化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了解決上述那樣的問題而提出的，其目的在于，在將來自直流電源的電力轉(zhuǎn)換為交流而輸出到系統(tǒng)或負(fù)載的電力轉(zhuǎn)換裝置中，得到降低各部的損失且提高轉(zhuǎn)換效率，而且促進(jìn)了裝置構(gòu)成的小型化的電力轉(zhuǎn)換裝置。

本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置串聯(lián)連接多個(gè)將直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的單相反相器的交流一側(cè)，用從上述多個(gè)單相反相器中選擇出的規(guī)定的組合產(chǎn)生的各發(fā)生電壓的總和，來控制輸出電壓。在上述多個(gè)單相反相器中交流一側(cè)相互相鄰連接的成為第1、第2單相反相器的輸入的第1、第2直流電源經(jīng)由DC/DC變換器相互連接。而后，上述DC/DC變換器從電壓大的一方的上述第1直流電源向電壓小的一方的上述第2直流電源經(jīng)由上述第1、第2單相反相器內(nèi)的切換元件供給電力。

在這種電力轉(zhuǎn)換裝置中，能夠通過各單相反相器的電壓的組合得到高精度且平滑的輸出電壓波形，能夠使輸出一側(cè)的濾波器小型化或者省略它，能夠使裝置構(gòu)成小型化以及便宜。此外，在成為各單相反相器的輸入的直流電源之間，從第1直流電源向第2直流電源提供電力，因?yàn)橐愿鲉蜗喾聪嗥鞯碾妷旱目偤洼敵觯钥梢栽谵D(zhuǎn)換效率高，損失小的情況下輸出高的電壓。此外，因?yàn)橛肈C/DC變換器從第1直流電源經(jīng)由第1、第2單相反相器內(nèi)的切換元件向第2直流電源提供電力，所以能夠以效率高的電力傳送提供電力。由此，轉(zhuǎn)換效率提高，能夠得到小型便宜地構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)換裝置。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率調(diào)節(jié)器的示意構(gòu)成圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率調(diào)節(jié)器的電路構(gòu)成的圖。

圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施方式1的DC/DC變換器的動(dòng)作的圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的功率調(diào)節(jié)器的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的DC/DC變換器的例子的圖。

圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施方式2的DC/DC變換器的動(dòng)作的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的DC/DC變換器的另一例子的圖。

圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的功率調(diào)節(jié)器的電路構(gòu)成的圖。

圖9是說明本發(fā)明的實(shí)施方式3的DC/DC變換器的動(dòng)作的圖。

圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的雙向DC/DC變換器的圖。

圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的另一例子的雙向DC/DC變換器的圖。

圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的第2個(gè)另一例子的雙向DC/DC變換器的圖。

圖13是說明本發(fā)明的實(shí)施方式5的輸出脈沖調(diào)整的圖。

圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的功率調(diào)節(jié)器的示意構(gòu)成圖。

圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式7的旁路電路的構(gòu)成圖。

圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式7的旁路電路的另一例子的構(gòu)成圖。