[发明专利]直流电压转交流电压的换流器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电压转交流电压的换流器，尤指一种换流器的第一半周期的电流路径和第二半周期的电流路径为各自独立之直流电压转交流电压的换流器。

背景技术

直流电压转交流电压的换流器用以转换直流电能至交流电源。请参照图1，图1为现有技术说明H桥式(H-bridge)换流器100的示意图。换流器100包含二开关T1、T2，二调变开关T3、T4和二电感L1、L2，其中D1-D4为开关T1、T2和调变开关T3、T4的寄生二极管，其中电感L1、L2，开关T1、调变开关T4，和开关T2、调变开关T3形成互相交替切换的切换对。另外，在图1中，一直流电源102用以提供一直流电压VIN，一稳压电容C用以稳定直流电压VIN。

换流器100通过电感L1、L2，开关T1、调变开关T4和开关T2、调变开关T3形成的切换对将直流电源102的直流电压VIN转换成交流电源AC的交流电压。在自由飞轮状态(free-wheeling state)，换流器100利用寄生二极管D1-D4维持直流电流的方向。由于在自由飞轮状态，换流器100利用寄生二极管D1-D4维持直流电流的方向，以及换流器100的的调变开关T3、T4可能会因误操作同时开启造成短路，所以将会影响换流器100的效率和降低换流器100的可靠度。

综上所述，本发明所提供的一种直流电压转交流电压的换流器及其方法，利用换流器中不会同时开启的第一半周期电路和第二半周期电路分别根据第一时钟与反相的第一时钟交替运作，而将直流电源提供的直流电压通过单方向的电流传递至交流电源。另外，本发明可通过选用适当的开关材料和自由飞轮二极管的材料以降低导通与切换的损耗。因此，相较于现有技术，本发明所提供的换流器具有更好的转换效率以及更高的可靠性。

发明内容

本发明的一实施例提供一种直流电压转交流电压的换流器。该换流器包含一第一半周期电路、一第二半周期电路、一第一电感及一第二电感。该第一半周期电路具有一第一端，耦接于一直流电源的第一端，一第二端，用以接收一第二时钟，一第三端，一第四端，耦接于一交流电源的第二端，一第五端，用以接收一第一时钟，及一第六端，耦接于该直流电源的第二端，其中该第一半周期电路根据该第一时钟于该交流电源的第一半周期时开启根据该第一时钟于该交流电源的第一半周期时开启，并将该直流电源提供的直流电压转换成该交流电源的交流电压的第一半周期，以及根据该第二时钟，调变该交流电压的第一半周期的波形；该第二半周期电路具有一第一端，耦接于该直流电源的第一端，一第二端，用以接收一反相的第一时钟，一第三端，耦接于该第一半周期电路的第四端，一第四端，一第五端，用以接收一第三时钟，及一第六端，耦接于该直流电源的第二端，其中该第二半周期电路根据该反相的第一时钟于该交流电源的第二半周期时开启并将该直流电压转换成该交流电压的第二半周期，且根据该第三时钟，调变该交流电压的第二半周期的波形；该第一电感具有一第一端，耦接于该第一半周期电路的第三端，及一第二端，耦接于该交流电源的第一端，其中该第一电感用以降低该交流电源的交流电流的谐波；及该第二电感具有一第一端，耦接于该第二半周期电路的第四端，及一第二端，耦接于该交流电源的第一端，其中该第二电感用以降低该交流电源的交流电流的谐波；其中该第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第一死区时间(dead time)，以及该反相的第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第二死区时间，其中该第一死区时间与该第二死区时间用以避免该第一半周期电路与该第二半周期电路同时开启，其中当该第二半周期电路开启期间，该第二时钟为关闭，且当该第一半周期电路开启期间，该第三时钟为关闭。