[發明專利]共振型逆變裝置

有效

• 申請號: 200910167380.7
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101662229A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 末廣豐
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/537
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許 靜

技術領域

本發明涉及一種與需要高效的電力變換器的太陽能發電用系統相關聯的 逆變器、以及與燃料電池用系統相關聯的逆變器等的共振型逆變裝置。

背景技術

作為降低開關損失的共振型逆變裝置的具有代表性的電路，具有切斷DC 鏈路電壓(直流鏈路電壓)進行共振的方式以及不切斷DC鏈路電壓地進行共 振的方式。

圖11表示有關的切斷DC鏈路電壓方式的共振型逆變裝置的一例。該共 振型逆變裝置具有：由構成全橋的MOSFET組成的開關Q1～Q4、電容器 C1～C4、電抗器L1和L2、電容器C5、DC鏈路電壓切斷用開關Q6、共振用 開關Q5、共振用電抗器L3、維持共振用電壓的電容器C6。作為相關聯的專 利文獻，例如有日本專利公開公報特開平10-178785號。

圖12表示相關聯的不切斷DC鏈路電壓的方式的共振型逆變裝置的一例。 該共振型逆變裝置具有：構成全橋的開關Q1～Q4、電容器C1～C4、電抗器L1 和L2、電容器C7、共振用電抗器L3和L4、共振用開關Q5～Q8、用于生成直 流電源VDC的電壓的1/2的電壓的電容器C5和C6。作為相關聯的專利文獻， 例如有日本專利公開公報特開平11-341831號。

發明內容

圖11以及圖12所示的共振型逆變裝置通過電抗器L3、L4以及與開關 Q1～Q4并列連接的電容器C1～C4的共振動作，進行開關Q1～Q4的軟開關，可 以降低開關損失。但是，在各個共振電路中產生了損失。

在圖11所示的電路結構中，為了進行共振動作需要進行切斷DC鏈路電 壓的動作，必須將切斷用開關Q6與DC供電線連接。因此，因為始終在開關 Q6中流過了直流電流，所以產生了大的導通損失。

此外，共振電流的周期成為正弦波1周期，所以有效電流增大，并且因為 在共振動作中在一定期間內不能使電壓上升，所以電壓利用率降低。

此外，在圖12所示的電路方式中，因為在DC鏈路中沒有圖11所示的切 斷用開關Q6，所以可以降低該部分的損失。但是，為了進行共振動作設置4 個共振用開關Q5～Q8和2個電抗器L3、L4，所以共振電路的損失和成本增加， 部件占空間增大。因此，在共振電路的損失降低以及小型化方面存在限制。

根據本發明，可以提供一種降低共振電路的損失和成本，并且可以小型化 的共振型逆變裝置。

為了解決上述課題，根據本發明的第一方式，共振型逆變裝置具備：與所 述直流電源的兩端連接，由第一電容器和第二電容器構成的第1串聯電路；與 所述直流電源的兩端連接，由第一開關和第二開關構成的第二串聯電路；與所 述第一開關并列連接的第三電容器；與所述第二開關并列連接的第四電容器； 與所述直流電源的兩端連接，由第三開關和第四開關構成的第三串聯電路；與 所述第一開關和所述第二開關的連接點、所述第三開關和第四開關的連接點連 接，除去高頻成分來生成正弦波電壓的、由電抗器和電容器構成的濾波電路； 連接在所述第一電容器和所述第二電容器的連接點與所述第一開關和所述第 二開關的連接點之間，由雙向開關和共振用電抗器構成的第四串聯電路；以及 對所述第一開關和所述第二開關進行PWM控制，并且交替地使所述第三開關 和所述第四開關接通180度的期間，在所述第一開關以及所述第二開關關斷的 期間，使所述雙向開關導通，并且通過所述第三電容器和所述第四電容器與所 述共振用電抗器的共振動作，進行零電壓開關的控制電路。

根據本發明的第二方式，在第一方式的共振型逆變裝置中，在所述濾波電 路的電容器的輸出端連接商用電力系統，所述控制電路在所述商用電力系統的 正弦波電壓為正電壓的期間，持續所述第四開關的導通，在所述商用電力系統 的正弦波電壓為負電壓的期間，持續所述第三開關的導通，根據所述第三開關 以及所述第四開關的開關模式圖，生成所述第一開關以及所述第二開關的開關 模式圖，以便輸出與所述商用電力系統的正弦波電壓的相位為相同相位的正弦 波電流。