[發明專利]太陽能轉換裝置

有效

• 申請號: 201210189259.6
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102820800A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 吳昇勛
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/38
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;鄧玉婷

相關申請的交叉引用

本申請根據美國法典第35篇119條和365條要求申請號為10-2011-0055338的韓國專利申請（提交日期為2011年6月8日）的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開涉及一種太陽能轉換裝置，更特別地，涉及一種使用中性點箝位多電平方法作為混合方法并且與相關技術的太陽能轉換裝置相比具有更高的輸出電平且更低失真的太陽能轉換裝置。

背景技術

太陽能轉換裝置是用于將太陽電池中生成的直流電轉換為交流電并將交流電傳輸到電網的裝置。在太陽能轉換中主要使用全橋式硬件。然而，因為電能質量差和效率低，最近關于多電平能量轉換產品的研究和需求日益增加。

因為太陽能轉換效率低且全部陣列用作一個輸入，相關技術的太陽能轉換裝置的能量轉換效率低。此外，因為通常以兩個或三個輸出電平運行，所以相關技術的太陽能轉換裝置可能存在一些問題，例如無變化的功率電平、電能質量低和無法模塊化。

為了解決上述這些問題，已經開發了多電平電能轉換裝置。與全橋式裝置相比，多電平電能轉換裝置具有更好的效率和更穩定的質量。目前有三種多電平電能轉換裝置拓撲結構：H橋、中性點箝位和快速電容器。

但是，這種多電平式裝置也具有稍高的失真和低的功率電平。

發明內容

本公開的實施例提供了一種使用多電平的太陽能轉換裝置，更特別地，提供一種通過使用中性點箝位多電平方法而具有比相關技術的太陽能轉換裝置更低的失真和更高的輸出電平的太陽能轉換裝置。

此外，本公開的實施例還提供了一種具有高效率的太陽能轉換裝置，其通過將生成電能的兩個太陽電池連接至作為太陽能轉換單元的模塊來提高效率。

在一個實施例中，太陽能轉換裝置包括：至少一個太陽電池陣列，其用于接收光并且生成直流電；轉換器單元，其用于轉換生成的直流電的振幅；多電平逆變器單元，其用于接收來自所述轉換器單元的直流電以輸出具有多電平的交流電，并且所述多電平逆變器單元包括多個多電平逆變器；交流濾波器，其用于使所述逆變器單元與電網絕緣；以及控制單元，其用于將控制信號施加到所述轉換器單元和所述多電平逆變器。

此外，所述轉換器單元可以包括與至少一個所述太陽電池陣列的數量相對應且分別連接至所述太陽電池陣列的至少一個轉換器。

此外，所述多電平逆變器可以包括相應地連接至多個所述轉換器的至少一個多電平逆變器。

此外，所述多電平逆變器可以包括：多個切換元件；連接在所述切換元件之間的多個箝位二極管；以及多個總線電容器。

此外，所述多電平逆變器單元可以包括(m-1)x2個切換元件，其中m表示輸出電平的數量。

此外，所述多電平逆變器單元可以包括(m-1)個箝位二極管，其中m表示輸出電平的數量。

此外，所述多電平逆變器單元可以包括(m-1)/2個直流電容器，所述直流電容器用于限制直流電的波動。

此外，在有多個多電平逆變器的情況下，每個多電平逆變器可以輸出五個電平的功率，而如果多電平逆變器串聯連接，則所述多電平逆變器可以輸出九個電平的功率。

此外，所述控制單元可以包括：轉換器門控單元，其用于施加門控信號以對所述轉換器進行MPPT（最大功率點跟蹤）控制；以及逆變器門控單元，其用于施加門控信號以控制所述逆變器。

在附圖和下面描述中，將闡明一個或多個實施例的詳細信息。通過描述、附圖和權利要求，其他特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1為示出了根據一個實施例的太陽能轉換裝置的示意性框圖。

圖2為詳細地示出了根據所述實施例的太陽能轉換裝置的圖。

圖3為示出了根據所述實施例的太陽電池陣列、DC-DC轉換器和多電平逆變器的一種運行方式的圖。

圖4為示出了與所述實施例的每個輸出電平對應的逆變器中的切換元件的狀態的圖。

圖5為示出了根據所述實施例的逆變器中切換元件的切換順序的圖。

圖6為示出了根據所述實施例的太陽能轉換裝置的輸出信號的圖。

具體實施方式

現在將詳細參照本公開的實施例，在附圖中示出了實施例的示例。

應該理解的是，說明書和隨附的權利要求書中使用的術語和詞語不應被理解為僅限于一般含義和詞典含義，而應該根據允許發明人定義最適合說明本發明的術語的原則，基于與本發明的技術方案相對應的含義和概念進行解釋。