[發(fā)明專利]逆變器裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380015701.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN104205605B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 植木浩一;伊東淳一;大沼喜也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社村田制作所
• 主分類號(hào): H02M1/15
• 分類號(hào): H02M1/15;H02M1/32;H02M7/48
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 齊秀鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將被輸入的直流電壓變換成交流電壓進(jìn)行輸出的逆變器裝置。

背景技術(shù)

在專利文獻(xiàn)1中公開了具備兩個(gè)逆變器電路的交流電源裝置。專利文獻(xiàn)1所記載的交流電源裝置分別交替地驅(qū)動(dòng)兩個(gè)逆變器電路來(lái)形成正弦波的半波電壓，從一個(gè)逆變器電路輸出正電壓，從另一個(gè)逆變器電路輸出負(fù)電壓，來(lái)輸出交流電壓。換言之，專利文獻(xiàn)1所記載的交流電源裝置使用兩個(gè)逆變器電路來(lái)生成所輸出的交流電壓的正的半周期和負(fù)的半周期。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開昭61-251480號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

但是，在還包含專利文獻(xiàn)1所記載的交流電源裝置在內(nèi)的一般的逆變器裝置中，在逆變器電路的前級(jí)(輸入側(cè))設(shè)有平滑電容器。經(jīng)由逆變器電路而流向交流負(fù)載的電流成為商用電源頻率的2倍的頻率的全波整流波形，伴隨于此，在向逆變器電路輸入的輸入電壓中將發(fā)生所述頻率的紋波。如果輸入電壓發(fā)生變動(dòng)，則不僅僅導(dǎo)致難以控制逆變器電路，當(dāng)交流負(fù)載為電力系統(tǒng)(grid：電網(wǎng))的情況下，在電力系統(tǒng)中將無(wú)法傳輸正弦波電流，成為發(fā)生電壓波形失真的原因。所述平滑電容器是為了抑制輸入電壓的紋波而設(shè)置的。越想要抑制該輸入電壓的紋波則越需要大電容的電容器，例如用到電解電容器。然而，電解電容器由于壽命短，因此存在裝置的壽命也受到限制這樣的問題。為此，期望不使用大電容的電容器、例如電解電容器，而將老化緩慢的例如薄膜電容器等的小電容的電容器作為平滑用的電容器來(lái)使用。但是，即便將薄膜電容器等的小電容的電容器作為平滑電容器來(lái)使用，也無(wú)法獲得充分的紋波抑制效果。

因而，本發(fā)明的目的在于提供不使用大電容的平滑電容器便能充分地抑制逆變器電路的輸入電壓的紋波(ripple)這樣的逆變器裝置。

用于解決課題的手段

本發(fā)明所涉及的逆變器裝置，其特征在于，具備：有源濾波器電路，對(duì)輸入電源的直流電壓進(jìn)行升壓以及平滑；和逆變器電路，將所述有源濾波器電路進(jìn)行了升壓以及平滑的直流電壓變換成交流電壓，所述有源濾波器電路具有：緩沖電容器，連接在輸入部與輸出部之間；整流元件；電感器，第1端與所述輸入部連接，第2端經(jīng)由整流元件而與所述輸出部連接；開關(guān)元件，連接在所述電感器的所述第2端與低電位側(cè)線之間；和所述開關(guān)元件的開關(guān)控制電路，所述電感器在所述開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)蓄積能量，在所述開關(guān)元件切斷時(shí)釋放能量，所述整流元件在釋放所述電感器的蓄積能量的方向上導(dǎo)通。

根據(jù)該構(gòu)成，即便是從逆變器裝置輸出的交流電壓為零附近的期間，也可通過(guò)開關(guān)元件的開關(guān)而使電感器蓄積能量，并將其作為緩沖電容器的充電電壓來(lái)進(jìn)行輸入電源的直流電壓的充電。而且，當(dāng)從逆變器裝置輸出的交流電壓為最大值附近的期間時(shí)，電容器的電荷被放電。通過(guò)該有源濾波器的作用，可減少向逆變器電路輸入的輸入電壓的紋波，因此能夠減小連接在有源濾波器電路的前級(jí)(輸入側(cè))的平滑電容器的電容。因此，無(wú)需大電容的平滑電容器，例如能夠使用老化慢的例如薄膜電容器等，而不是使用電解電容器。此外，即便是交流負(fù)載中流動(dòng)的電流為零附近的期間，也能從輸入電源輸入電流，在交流負(fù)載中流動(dòng)的電流為最大值附近的期間內(nèi)，從緩沖電容器經(jīng)由逆變器電路而向交流負(fù)載輸出電流。因此，能從輸入電源有效地取出直流電力。

所述開關(guān)控制電路優(yōu)選通過(guò)所述開關(guān)元件的PWM控制來(lái)控制所述緩沖電容器的充電電壓，使得所述有源濾波器電路的輸出電壓的電壓紋波被抑制。

雖然在有源濾波器電路的輸入部所設(shè)置的平滑電容器的電壓隨著從有源濾波器電路經(jīng)由逆變器電路供給至交流負(fù)載的電流而變動(dòng)，但是通過(guò)PWM控制來(lái)接通/斷開所述開關(guān)元件，從而可抑制有源濾波器電路的輸出電壓、即向逆變器電路輸入的輸入電壓變動(dòng)。

如果所述整流元件為二極管，則無(wú)需開關(guān)控制，所以可簡(jiǎn)化電路構(gòu)成。

如果所述整流元件為MOSFET或者IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor；絕緣柵雙極晶體管)，則能夠減少導(dǎo)通損耗。

如果所述開關(guān)元件為MOSFET或者IGBT，則能夠減少導(dǎo)通損耗。尤其是，通過(guò)使用IGBT，從而可以實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)作，由于擊穿耐量大，因此能實(shí)現(xiàn)高可靠性。

如果所述整流元件以及所述開關(guān)元件是內(nèi)置于IPM(Intelligent Power Module；智能功率模塊)中的多個(gè)電力開關(guān)元件的一部分，則安裝部件個(gè)數(shù)變少，且部件成本下降，所以可謀求小型、低成本化。