[實(shí)用新型]包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和一個(gè)減載電容器的升壓轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320813466.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203851024U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·福爾克;拉斐爾·諾克;阿爾喬姆·格魯伯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 艾思瑪太陽(yáng)能技術(shù)股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/155
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/155
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;王漪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種升壓轉(zhuǎn)換器，包括設(shè)置在一條并聯(lián)支路中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)。?

例如，這種升壓轉(zhuǎn)換器可用于在一個(gè)光伏發(fā)電機(jī)所提供的電壓和一個(gè)逆變器的輸入中間電路的較高電壓之間進(jìn)行匹配，該輸入中間電路將電能從該光伏發(fā)電機(jī)送入一個(gè)交流電網(wǎng)。在這種情況下，可提供該升壓轉(zhuǎn)換器，以調(diào)整該光伏發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)以達(dá)到恒定的中間電路電壓，從而使得該光伏發(fā)電機(jī)在當(dāng)前的工作條件下提供一個(gè)最大電功率。?

背景技術(shù)

在一個(gè)常規(guī)升壓轉(zhuǎn)換器中，一個(gè)轉(zhuǎn)換器電感器與一個(gè)轉(zhuǎn)換器二極管串聯(lián)連接在連接到一個(gè)直流電壓源上的兩條線路之一中。一個(gè)中間電路電容器連接在這條線路和另一條線路之間的該轉(zhuǎn)換器二極管的下游，其中不提供電氣組件，并且與其輸入電壓相比輸出電壓存在于已經(jīng)由該升壓轉(zhuǎn)換器升壓的所述中間電路電容器上。一條并聯(lián)支路在該轉(zhuǎn)換器電感器和該轉(zhuǎn)換器二極管之間從一條線路通向另一條線路，并且該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述并聯(lián)支路中。通過(guò)閉合該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，該轉(zhuǎn)換器電感器由流過(guò)該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的電流通電。通過(guò)斷開(kāi)該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，這種能量通過(guò)該轉(zhuǎn)換器二極管輸出到該中間電路電容器上。?

從DE?101?03?633?A1中了解到的一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器中，提供了多個(gè)平行的部分升壓轉(zhuǎn)換器。這些部分升壓轉(zhuǎn)換器給一個(gè)公共中間電路電容器充?電，并且每個(gè)部分升壓轉(zhuǎn)換器具有一個(gè)串聯(lián)電路(包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器電感器和一個(gè)轉(zhuǎn)換器二極管)和一條并聯(lián)支路，在所述轉(zhuǎn)換器電感器和所述轉(zhuǎn)換器二極管之間分出來(lái)，包括一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)每個(gè)單獨(dú)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)以便對(duì)流過(guò)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器電感器的電流進(jìn)行間歇操作(也被稱(chēng)為間歇模式)。這意味著當(dāng)閉合相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)時(shí)通過(guò)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換器電感器的電流為零，并且在再次斷開(kāi)相關(guān)聯(lián)的升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)后，再次閉合相關(guān)聯(lián)的升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)前，電流再次歸零。在這種間歇操作期間，IGBT半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)形式的轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的接通損耗以及轉(zhuǎn)換器二極管的斷開(kāi)損耗被有利地最小化。然而，由于在間歇模式中通過(guò)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)高電流，因此轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)中發(fā)生相對(duì)高的斷開(kāi)損耗，即使所述斷開(kāi)損耗沒(méi)有否定其他切換損耗的所述最小化程度。在該已知升壓轉(zhuǎn)換器中，通過(guò)交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)連接的部分升壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)來(lái)減小電流紋波。也就是說(shuō)，盡管單獨(dú)的部分升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行間歇操作，但進(jìn)入該中間電路電容器的充電電流沒(méi)有歸零。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型基于提供一種升壓轉(zhuǎn)換器的問(wèn)題，即，間歇操作期間該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)損耗問(wèn)題，該升壓轉(zhuǎn)換器包括設(shè)置在一條并聯(lián)支路中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)且具有被進(jìn)一步優(yōu)化的效率。?

根據(jù)本實(shí)用新型的升壓轉(zhuǎn)換器包括設(shè)置在一條并聯(lián)支路中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，并且具有設(shè)置在一條并聯(lián)支路中的用于其至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的一個(gè)減載電容器，所述減載電容器與平行于該并聯(lián)支路的一條減載路徑中的一個(gè)二極管串聯(lián)連接，并且為所述減載電容器提供一個(gè)可驅(qū)動(dòng)的放電電路。?

舉例來(lái)說(shuō)，如果在下文中只提到設(shè)置在該并聯(lián)支路中的該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，這并不意味著根據(jù)本實(shí)用新型的升壓轉(zhuǎn)換器不具有一個(gè)轉(zhuǎn)換器電感器或?一個(gè)轉(zhuǎn)換器二極管。這些組成部分以其常規(guī)布局被提供在根據(jù)本實(shí)用新型的升壓轉(zhuǎn)換器中，并且因此似乎沒(méi)有必要總是特別地定義它們。?

當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)同時(shí)高電流流過(guò)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換器電感器時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型的升壓轉(zhuǎn)換器的該減載電容器限制該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)兩端的壓升。這種高電流反而能夠通過(guò)該減載支路中的該二極管流至該減載電容器持續(xù)一定時(shí)間，直到該減載電容器的充電電壓與該升壓轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)中間電路電容器相同。這一時(shí)間足以大大減少該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)中的斷開(kāi)損耗。然而，這一時(shí)間僅當(dāng)該減載電容器之前已經(jīng)被放電時(shí)才可用。為了給該減載電容器放電，提供該放電電路。這種放電電路是可驅(qū)動(dòng)的，以便當(dāng)高效可能時(shí)執(zhí)行該減載電容器的放電。這是斷開(kāi)電流前該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)在其間閉合的時(shí)間段，因?yàn)檗D(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)接著使該減載路徑短路，其結(jié)果是，在所述轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)兩端沒(méi)有降壓。相反，即使當(dāng)經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換器電感器的電流已經(jīng)歸零，并且只要該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，至少該升壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓在該減載路徑兩端提供降壓。?

與該減載電容器串聯(lián)連接的該二極管的正向與經(jīng)過(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的電流的正常流向完全相同。因此，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)不能再流過(guò)該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的電流能夠流經(jīng)該二極管至該減載電容器。優(yōu)選地，當(dāng)從該轉(zhuǎn)換器二極管觀察時(shí)，該二極管設(shè)置在該減載電容器的上游。?

經(jīng)過(guò)該至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的電流的正常流向是在該升壓轉(zhuǎn)換器正常運(yùn)行期間通過(guò)斷開(kāi)該轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)的電流流動(dòng)的流向。?