[發明專利]三埠單相單級換流器及其操作方法

有效

• 申請號: 201310000816.X
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103066875A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 陳耀銘;廖建堯;林文勛;周政彥;相理;古孝治
• 申請（專利權）人: 蘇州達方電子有限公司;達方電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種三埠單相單級換流器及其操作方法。

背景技術

一般而言，換流器的輸入埠必須具有最大功率追蹤(maximum?power?pointtracking，MPPT)的功能以汲取太陽能板的最大功率(maximum?power?point，MPP)。換流器的輸入埠將太陽能板能量吸收后，換流器的調變埠會輸出全波整流的弦波電流。然后，低頻切換的換相器轉換全波整流的弦波電流成為交流電流，并傳送至市電。在現有技術中，換流器是利用高容值電解電容以調和太陽能板的直流輸入功率及換相器的交流輸出功率。亦即當太陽能板的輸入功率大于換相器的輸出功率時，高容值電解電容吸收太陽能板的輸入功率和換相器的輸出功率的差值；當太陽能板的輸入功率小于換相器的輸出功率時，高容值電解電容通過換相器釋出差值至市電。但是高容值電解電容具有較大體積、較短壽命及較低可靠度等缺點。

發明內容

本發明提供一種控制方法簡單、能量轉換次數少以及轉換效率高的三埠單相單級換流器及其操作方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種三埠單相單級換流器，該換流器包含：輸入埠、調變埠、控制器、換相器及主動功率解耦電路埠。所述輸入埠，用以耦接于直流電源，并接收及傳遞該直流電源的輸入功率；所述調變埠，用以磁耦合該輸入埠，并根據該輸入功率，產生并輸出全波整流的弦波電流；所述控制器，用以產生開關控制訊號、反相開關控制訊號、第一脈沖寬度調變控制訊號及第二脈沖寬度調變控制訊號；所述換相器，耦接于該調變埠，用以根據該開關控制訊號和該反相開關控制訊號，轉換該全波整流的弦波電流成為交流電流，并輸出該交流電流至負載或市電，其中該開關控制訊號和該反相開關控制訊號的頻率和該市電的頻率相同。

其中該調變埠根據該第一脈沖寬度調變控制訊號，輸出該全波整流的弦波電流至該換相器，該主動功率解耦電路埠根據該第二脈沖寬度調變控制訊號，儲存該輸入功率與該輸出功率的差值，當該第二脈沖寬度調變控制訊號去能時，該主動功率解耦電路埠通過該調變埠輸出該差值至該換相器，以及該控制器根據該輸出功率，控制該第一脈沖寬度調變控制訊號的致能時間。

較佳的，在所述的三埠單相單級換流器中，該直流電源為太陽能板。

較佳的，在所述的三埠單相單級換流器中，該輸入埠具有最大功率追蹤的功能。

較佳的，在所述的三埠單相單級換流器中，該輸入埠包含：第一線圈、激磁電感以及第一開關。所述第一線圈具有第一端及第二端，該第一線圈第一端耦接于該直流電源的第一端，其中該直流電源的第二端耦接于地端；所述激磁電感具有第一端及第二端，該激磁電感第一端耦接于該直流電源的第一端，該激磁電感第二端耦接于該第一線圈的第二端；所述第一開關具有第一端、第二端及第三端，該第一開關第一端耦接于該第一線圈的第二端，該第一開關第二端用以接收控制訊號，該第一開關第三端耦接于該地端，其中該第一開關根據該控制訊號開啟與關閉。

較佳的，在所述的三埠單相單級換流器中，該調變埠包含：第二線圈、第二開關、第一二極管、第一電感及第二電容。所述第二線圈具有第一端及第二端，該第二線圈第二端耦接于該地端；所述第二開關具有第一端、第二端及第三端，該第二開關第二端用以接收該第一脈沖寬度調變控制訊號，其中該第二開關根據該第一脈沖寬度調變控制訊號開啟與關閉；所述第一二極管具有第一端及第二端，該第一二極管耦接于該地端，該第一二極管第二端耦接于該第二開關的第三端；所述第一電感具有第一端及第二端，該第一電感第一端耦接于該第一二極管的第二端；所述第二電容具有第一端及第二端，該第二電容第一端耦接于該第一電感的第二端，該第二電容第二端耦接于該地端。

較佳的，在所述的三埠單相單級換流器中，該主動功率解耦電路埠包含：第三線圈、第二二極管、第三開關、第二電感、第三二極管及第一電容。所述第三線圈具有第一端及第二端；所述第二二極管具有第一端及第二端，該第二二極管第一端耦接于該第三線圈的第二端；所述第三開關具有第一端、第二端及第三端，該第三開關第一端耦接于該第二二極管的第二端，該第三開關第二端用以接收該第二脈沖寬度調變控制訊號，其中該第三開關根據該第二脈沖寬度調變控制訊號開啟與關閉；所述第二電感具有第一端及第二端，該第二電感第一端耦接于該第三線圈的第一端，該第二電感第二端耦接于該第三開關的第三端；所述第三二極管具有第一端及第二端，該第三二極管第一端耦接于該第三線圈的第一端；所述第一電容具有第一端及第二端，該第一電容第一端耦接于該第二電感的第二端，該第一電容第二端耦接于該第三二極管的第二端。