[發明專利]用于控制單相DC/AC轉換器的方法和轉換器裝置

有效

• 申請號: 201010141935.3
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN101847939A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 安東尼奧·科恰;弗朗西斯科·卡納萊斯;萊昂納多-奧古斯托·塞爾帕;米科·帕基寧
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M3/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

技術領域

本發明涉及控制單相DC/AC轉換器和轉換器裝置。

背景技術

隔離轉換器可以用于在轉換器的輸入和輸出之間提供電流隔離。例如，在由光電板產生的DC電壓被轉換為AC電壓并被給送到AC供電網絡的光電(PV)應用中，這種電流隔離可能是必須的。非隔離轉換器的使用會引起由于光電模塊的寄生電容導致的漏電流，這可能引起特別是在薄膜光電模塊中的劣化。此外，缺少隔離會危害設備的安全。實際上，某些國家的國家規定要求光電板和AC供電網絡之間的電流隔離。

電流隔離可以通過使用與轉換器連接的隔離變壓器來實現。低頻變壓器通常龐大并且笨重，因此將優選地使用高頻變壓器，以便使得系統更加緊湊并且潛在地更便宜。轉換器中高頻變壓器的使用要求為變壓器供電的轉換器的開關頻率也較高。換言之，一般慢的開關速度要求較大的部件值，而較快的開關速度使得能夠在轉換器中使用更小更便宜的無源部件(例如，變壓器、電感器和電容器)。

然而，盡管較高的開關頻率將是所期望的，但是開關部件(諸如IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)和FET(場效應晶體管))的特性會給可以使用的開關頻率設置限制。當開關頻率增加時，開關損耗通常也增加。結果，轉換器的開關頻率的增加可能是不可行的或者甚至不可能超過特定限值。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種方法以及用于實現該方法的設備，以便解決或者至少緩解以上問題。使用其特征在于獨立權利要求中所聲明內容的裝置、方法和計算機程序產品實現本發明的目的。在從屬權利要求中描述了本發明的優選實施例。

本發明基于如下思想：將兩個或者更多個單相DC/AC轉換器的輸出與彼此以及與隔離變壓器的輸入級聯，并且控制單相DC/AC轉換器，以輪流將電力從它們的輸入傳遞到它們的輸出，即，使得單相DC/AC轉換器按照連續的次序一個接一個地將電力傳遞到變壓器。

本發明的優點在于隔離變壓器的等效頻率被增加到在單相DC/AC轉換器中使用的開關頻率的多倍。換言之，可以在不增加單獨DC/AC轉換器中使用的開關頻率的情況下，增加變壓器中的頻率。所得到的頻率的增加使得能夠減小變壓器和其它這種無源部件的大小，因此，也降低了它們的成本。另外，可以減小并且有效改進整體轉換器的體積。本發明可以與利用DC/AC轉換器和隔離變壓器的任何應用結合使用。

附圖說明

在下文中，將參照附圖，結合優選實施例更詳細地描述本發明，其中

圖1示出根據本發明實施例的框圖；

圖2示出根據本發明實施例的電路圖；

圖3示出根據本發明實施例的框圖；

圖4示出根據本發明實施例的框圖；

圖5示出根據本發明實施例的電路圖；

圖6示出根據本發明實施例的轉換器控制脈沖的圖；

圖7示出根據本發明實施例的轉換器開關控制脈沖的圖；

圖8示出根據本發明實施例的電壓和電流圖；以及

圖9示出根據本發明實施例的電壓和電流圖。

具體實施方式

本發明的應用不限于任何特定系統，而是可以與各種電氣系統結合使用。另外，本發明的使用不限于采用任何特定基頻或者任何特定電壓水平的系統。根據本發明實施例，兩個或者更多個單相DC/AC轉換器的輸出與彼此以及與隔離變壓器的輸入級聯連接。圖1示出根據某些可能實施例的轉換器裝置的簡化框圖。該圖僅示出了對理解本發明必要的部件。圖1的示例性裝置示出了三個連接的DC/AC轉換器11、12和1N。DC/AC轉換器11、12和1N的輸出與彼此以及與隔離變壓器T的輸入10級聯，即串聯連接。如圖1中的示例所示，隔離變壓器T可以進一步例如經由AC/AC轉換器(即，在該示例中，通過具有DC鏈電容器C2的DC鏈連接在一起的AC/DC轉換器30和DC/AC轉換器40的組合)連接到AC網絡50。盡管在該圖中僅示出了兩相連接，但是這種到AC網絡50的連接可以是兩相或者三相連接。到單相DC/AC轉換器11、12和1N的供電可來自任何適當的電源。在圖1的示例性裝置中，每個單相DC/AC轉換器通過一個或更多個光電池PV1、PV2和PV3供電。光電池PV1、PV2和PV3優選地經由DC/DC轉換器21、22和2N連接到單相DC/AC轉換器11、12和1N，其中DC/DC轉換器21、22和2N通過具有DC鏈電容器C11、C12和C1N的DC鏈連接到單相DC/AC轉換器。此外，優選地在光電池PV1、PV2和PV3與DC/DC轉換器21、22和2N之間使用輸入濾波器FI1、FI2和FIN。