[發(fā)明專利]功率轉(zhuǎn)換器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210274775.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102916593A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.卡萊蒂;A.皮杜蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/12
• 分類號(hào): H02M7/12;H02M3/155;H02M7/48;H02M1/42
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換器電路，特別地涉及一種帶有AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC轉(zhuǎn)換器或者帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器電路。

背景技術(shù)

帶有AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器電路能夠被配置為接收AC輸入電壓并且向負(fù)載提供DC輸出電壓。很多電子裝置，諸如計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等或者必須被充電的蓄電池，要求DC電壓作為輸入電壓，而可從電力網(wǎng)獲得的電源電壓是AC電壓。在這些情形中，要求將AC輸入電壓轉(zhuǎn)換成DC輸出電壓的AC/DC轉(zhuǎn)換。特別地在其中負(fù)載的功耗高于幾十W的那些情形中，除了功率轉(zhuǎn)換，還要求功率因數(shù)校正。功率因數(shù)校正用于最小化無(wú)功功率并且最大化從電網(wǎng)獲取的有功功率。

提供功率因數(shù)校正的功率轉(zhuǎn)換器電路包括功率因數(shù)校正器（PFC）和被耦合到PFC的DC/DC轉(zhuǎn)換器。PFC用作AC/DC轉(zhuǎn)換器并且通常是從AC輸入電壓產(chǎn)生高于AC輸入電壓的幅值（峰值）的DC電壓的升壓轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器將由PFC提供的DC電壓轉(zhuǎn)換成被供應(yīng)到負(fù)載電壓的DC輸出電壓。PFC的輸入電壓和輸入電流具有正弦波形。當(dāng)PFC的功率因數(shù)接近1，諸如在0.97和1之間時(shí)，輸入電壓和輸入電流是幾乎同相的，從而PFC的輸入功率具有引起PFC輸出電壓的紋波的正弦平方（sin²）波形。為了減小那些紋波的幅值，在PFC的輸出端子之間連接了還被稱作DC鏈電容器的電容器。

DC鏈電容器可以具有多達(dá)幾個(gè)mF（毫法）的電容并且通常作為電解電容器實(shí)現(xiàn)。然而，電解電容器具有相對(duì)短的壽命、具有高泄漏電流，并且是昂貴的。

帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器能夠被配置為從電壓源諸如太陽(yáng)能電池板、蓄電池等接收DC輸入電壓并且產(chǎn)生可以被供應(yīng)到電力網(wǎng)的AC輸出電壓。在那些應(yīng)用中，通常作為產(chǎn)生高于所期AC輸出電壓的峰值電壓的DC輸出電壓的升壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器。DC/AC轉(zhuǎn)換器（逆變器）將DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC輸出電壓轉(zhuǎn)換成AC輸出電壓。DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和輸出電流具有正弦波形。當(dāng)輸出電壓和輸出電流是同相的時(shí)，DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出功率具有正弦平方（sin²）波形，而在DC/DC轉(zhuǎn)換器的給定輸入功率下，它從DC/DC轉(zhuǎn)換器接收的輸入功率是恒定的。為了減小可以不利地影響DC/DC轉(zhuǎn)換器的功能的、DC/AC轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓的紋波，在DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端子之間連接了電容器。

這個(gè)電容器可以具有多達(dá)幾個(gè)mF（毫法）的電容并且通常作為電解電容器實(shí)現(xiàn)。然而，電解電容器具有相對(duì)短的壽命，具有高泄漏電流，并且是昂貴的。

因此，需要提供一種帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器電路，其中能夠減小在DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端子之間連接的電容器的尺寸而不降低功率轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

第一實(shí)施例涉及一種包括帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換電路。DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用于接收DC輸入電壓的輸入端子和用于提供DC輸出電壓的輸出端子。DC/AC轉(zhuǎn)換器包括被耦合到DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端子的輸入端子和用于提供AC輸出電壓的輸出端子。DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括被配置為控制依賴于基準(zhǔn)信號(hào)的DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流的控制電路，該基準(zhǔn)信號(hào)具有依賴于AC輸出電壓的頻率的頻率。

第二實(shí)施例涉及一種功率轉(zhuǎn)換器。該功率轉(zhuǎn)換器包括第一端子、第二端子和第三端子。DC/DC轉(zhuǎn)換器被連接在第一端子和第三端子之間，并且逆變器被連接在第三端子和第二端子之間。第一控制電路被配置為控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的操作，并且第二控制電路被配置為控制逆變器的操作。功率轉(zhuǎn)換器被配置為操作在其中從在第一端子處的DC電壓在第二端子處提供AC電壓的DC/AC模式中或者在其中從在第二端子處的AC電壓在第一端子處提供DC電壓的AC/DC模式中。在DC/AC模式中的第一控制電路被配置為操作DC/DC轉(zhuǎn)換器從而由DC/DC轉(zhuǎn)換器提供給逆變器的電流依賴于基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)具有依賴于在第二端子處的AC電壓的頻率的頻率。在AC/DC模式中，第一控制電路被配置為操作DC/DC轉(zhuǎn)換器從而由DC/DC轉(zhuǎn)換器從逆變器接收的電流依賴于基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)具有依賴于在第二端子處的AC電壓的頻率的頻率。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該指出，這些實(shí)施例用于示意基本原理，從而僅僅示意了對(duì)于理解基本原理而言有必要的那些特征。附圖未按照比例。此外，在全部的附圖中類似的參考字符表示類似的特征。