[发明专利]用于控制单相DC/AC转换器的方法和转换器装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制单相DC/AC转换器和转换器装置。

背景技术

隔离转换器可以用于在转换器的输入和输出之间提供电流隔离。例如，在由光电板产生的DC电压被转换为AC电压并被给送到AC供电网络的光电(PV)应用中，这种电流隔离可能是必须的。非隔离转换器的使用会引起由于光电模块的寄生电容导致的漏电流，这可能引起特别是在薄膜光电模块中的劣化。此外，缺少隔离会危害设备的安全。实际上，某些国家的国家规定要求光电板和AC供电网络之间的电流隔离。

电流隔离可以通过使用与转换器连接的隔离变压器来实现。低频变压器通常庞大并且笨重，因此将优选地使用高频变压器，以便使得系统更加紧凑并且潜在地更便宜。转换器中高频变压器的使用要求为变压器供电的转换器的开关频率也较高。换言之，一般慢的开关速度要求较大的部件值，而较快的开关速度使得能够在转换器中使用更小更便宜的无源部件(例如，变压器、电感器和电容器)。

然而，尽管较高的开关频率将是所期望的，但是开关部件(诸如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和FET(场效应晶体管))的特性会给可以使用的开关频率设置限制。当开关频率增加时，开关损耗通常也增加。结果，转换器的开关频率的增加可能是不可行的或者甚至不可能超过特定限值。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法以及用于实现该方法的设备，以便解决或者至少缓解以上问题。使用其特征在于独立权利要求中所声明内容的装置、方法和计算机程序产品实现本发明的目的。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。

本发明基于如下思想：将两个或者更多个单相DC/AC转换器的输出与彼此以及与隔离变压器的输入级联，并且控制单相DC/AC转换器，以轮流将电力从它们的输入传递到它们的输出，即，使得单相DC/AC转换器按照连续的次序一个接一个地将电力传递到变压器。

本发明的优点在于隔离变压器的等效频率被增加到在单相DC/AC转换器中使用的开关频率的多倍。换言之，可以在不增加单独DC/AC转换器中使用的开关频率的情况下，增加变压器中的频率。所得到的频率的增加使得能够减小变压器和其它这种无源部件的大小，因此，也降低了它们的成本。另外，可以减小并且有效改进整体转换器的体积。本发明可以与利用DC/AC转换器和隔离变压器的任何应用结合使用。

附图说明

在下文中，将参照附图，结合优选实施例更详细地描述本发明，其中

图1示出根据本发明实施例的框图；

图2示出根据本发明实施例的电路图；

图3示出根据本发明实施例的框图；

图4示出根据本发明实施例的框图；

图5示出根据本发明实施例的电路图；

图6示出根据本发明实施例的转换器控制脉冲的图；

图7示出根据本发明实施例的转换器开关控制脉冲的图；

图8示出根据本发明实施例的电压和电流图；以及

图9示出根据本发明实施例的电压和电流图。

具体实施方式

本发明的应用不限于任何特定系统，而是可以与各种电气系统结合使用。另外，本发明的使用不限于采用任何特定基频或者任何特定电压水平的系统。根据本发明实施例，两个或者更多个单相DC/AC转换器的输出与彼此以及与隔离变压器的输入级联连接。图1示出根据某些可能实施例的转换器装置的简化框图。该图仅示出了对理解本发明必要的部件。图1的示例性装置示出了三个连接的DC/AC转换器11、12和1N。DC/AC转换器11、12和1N的输出与彼此以及与隔离变压器T的输入10级联，即串联连接。如图1中的示例所示，隔离变压器T可以进一步例如经由AC/AC转换器(即，在该示例中，通过具有DC链电容器C2的DC链连接在一起的AC/DC转换器30和DC/AC转换器40的组合)连接到AC网络50。尽管在该图中仅示出了两相连接，但是这种到AC网络50的连接可以是两相或者三相连接。到单相DC/AC转换器11、12和1N的供电可来自任何适当的电源。在图1的示例性装置中，每个单相DC/AC转换器通过一个或更多个光电池PV1、PV2和PV3供电。光电池PV1、PV2和PV3优选地经由DC/DC转换器21、22和2N连接到单相DC/AC转换器11、12和1N，其中DC/DC转换器21、22和2N通过具有DC链电容器C11、C12和C1N的DC链连接到单相DC/AC转换器。此外，优选地在光电池PV1、PV2和PV3与DC/DC转换器21、22和2N之间使用输入滤波器FI1、FI2和FIN。