[發明專利]直流-交流轉換電路

有效

• 申請號: 201110190951.6
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102255537A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 顧振維;李雷鳴;黃河
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M7/46
• 分類號: H02M7/46
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;鄭特強

技術領域

本發明涉及一種轉換電路，且特別涉及一種直流-交流轉換電路。

背景技術

目前人類使用的主要能源為石油，通過燃燒石油產生所需的動力或電能，例如汽車或燃油式發電機(廠)，然而，石油燃燒過程中產生的高溫與廢氣除了會造成空氣質量惡化外，還會使全球溫室效應惡化。此外，根據全世界石油生產統計，石油產量將于十年內達到高峰，爾后產量將逐年降低，這不僅意味著油價(包括電價)將不再便宜，也可能導致真正石油危機的到來，間接引發全球經濟風暴。

有鑒于此，將再生能源(renewable?energy)有效且經濟地轉換為一般民生供電或機械動力，已成為先進科技國家兼顧環保與發電的重要產業發展政策。在太陽能、風能、潮汐能、地熱能、生物廢料能等再生能源中，利用太陽能發電的再生能源發電系統，由于具環保、易于安裝、商品化技術的成熟以及國家計劃性的輔助推動，已成為先進國家發展分散式電源系統的主要選擇。

請參閱圖1，其為現有直流-交流轉換電路的電路示意圖。如圖1所示，現有直流-交流轉換電路1應用于太陽光并網系統，因此也可稱為光伏逆變器(Photovoltaic?Inverter，PV?inverter)，直流-交流轉換電路1為非隔離且全橋式的電路架構，主要由一輸入濾波電路10、一全橋式切換電路11以及一輸出濾波電路12所構成，其中輸入濾波電路10由一第一電容C₁所構成，用以接收由太陽能板所產生的直流輸入電壓V_DC，并對直流輸入電壓V_DC進行濾波。全橋式切換電路11則與輸出濾波電路12電性連接，且由第一至第四開關元件S₁-S₄所構成，第一開關元件S₁及第二開關元件S₂是串聯電性連接，第三開關元件S₃以及第四開關元件S₄也串聯電性連接，由此組成二橋臂式的全橋架構，第一至第四開關元件S₁-S₄通過一控制單元(未圖示)的控制而進行導通或截止的切換運作，由此使全橋式切換電路11將濾波后的直流輸入電壓V_DC轉換為交流調變電壓V_T。輸出濾波電路12則與全橋式切換電路11電性連接，且由一第一電感L₁、一第二電感L₂以及一第二濾波電容C₂所構成，輸出濾波電路1₂用以濾除交流調變電壓V_T的高頻成份，進而輸出一交流輸出電壓Vo至電力網絡(Grid)G。

一般而言，全橋式切換電路11的第一至第四開關元件S₁-S₄是以脈沖寬度調變方式運作，且依第一至第四開關元件S₁-S₄工作模式的不同還可分為雙極性切換(Bipolar)或是單極性切換(Unipolar)。請圖2及圖3，其中圖2為圖1所示的全橋式切換電路在雙極性切換的工作模式時，其所輸出的調變電壓的波形圖，圖3為圖1所示的全橋式切換電路輸出的調變電壓在單極性切換的工作模式時，其所輸出的調變電壓的波形圖。如圖1至圖3所示，當在雙極性的切換工作模式下，第一至第四開關元件S₁-S₄進行高頻切換的動作，使全橋式切換電路11所輸出的交流調變電壓V_T于正半周或負半周時，在正值的直流輸入電壓V_DC至負值的直流輸入電壓V_DC之間做變動，也即如圖2所示，當在單極性的切換工作模式下，則為每半周內開關切換時只有單一橋臂在進行高頻切換的動作，另一橋臂則維持固定開關狀態，也即只有構成其中的一橋臂的第一開關元件S₁與第二開關元件S₂或是構成另一橋臂的第三開關元件S₃與第四開關元件S₄在以交互導通的方式運作，使全橋式切換電路11所輸出的交流調變電壓V_T在正半周是在0至正值的直流輸入電壓VDC之間做變動，而在負半周則是在0至負值的直流輸入電壓VDC之間做變動，也即如圖3所示。