[发明专利]逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变电路，尤其涉及一种可提升转换效率，减少生产成本，并防止漏电流产生的逆变电路。

背景技术

目前人类使用的主要能源为石油，通过燃烧石油产生所需的动力或电能，例如汽车或燃油式发电机(厂)，然而，石油燃烧过程中产生的高温与废气除了会造成空气品质恶化外，更会使全球温室效应恶化。此外，根据全世界石油生产统计，石油产量将于十年内达到高峰，尔后产量将逐年降低，这不仅意味着油价(包括电价)将不再便宜，也可能导致真正石油危机的到来，间接引发全球经济风暴。

有鉴于此，将再生能源(renewable energy)有效且经济地转换为一般民生供电或机械动力，已成为先进科技国家兼顾环保与发电的重要产业发展政策。于太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物废料能等再生能源中，利用太阳能发电的再生能源发电系统，由于具有环保、易于安装、商品化技术的成熟以及国家计划性的辅助推动，已成为先进国家发展分散式电源系统的主要选择。

请参阅图1，其为公知逆变电路的电路示意图。如图1所示，公知逆变电路1应用于太阳光并网系统，因此也可称为光伏逆变器(Photovoltaic Inverter，PV inverter)，逆变电路1为非隔离且全桥式的电路架构，主要由一输入滤波电路10、一全桥式切换电路11以及一输出滤波电路12所构成，其中输入滤波电路10由一第一电容C₁所构成，用以接收由太阳能板所产生的直流输入电压V_DC，并对直流输入电压V_DC进行滤波。全桥式切换电路11则与输出滤波电路12电性连接，且由第一至第四开关元件S₁-S₄所构成，第一开关元件S₁及第二开关元件S₂串联电性连接，第三开关元件S₃以及第四开关元件S₄也串联电性连接，借此组成二桥臂式的全桥架构，第一至第四开关元件S₁-S₄通过一控制单元(未图示)的控制而进行导通或截止的切换运行，借此使全桥式切换电路11将滤波后的直流输入电压V_DC转换为交流调制电压V_T。输出滤波电路12则与全桥式切换电路11电性连接，且由一第一电感L₁、一第二电感L₂以及一第二滤波电容C₂所构成，输出滤波电路12用以滤除交流调制电压V_T的高频成份，进而输出一交流输出电压Vo至电力网路(Grid)G。

一般而言，全桥式切换电路11的第一至第四开关元件S₁-S₄以脉冲宽度调制方式运行，且依第一至第四开关元件S₁-S₄工作模式的不同还可分为双极性切换(Bipolar)或是单极性切换(Unipolar)，其中，全桥式切换电路11采用单极性的切换工作模式运行时，由于每次开关切换时仅具有单一桥臂所包含的两个开关元件在进行高频切换的动作，使得交流调制电压V_T仅在0至正值的直流输入电压V_DC之间或是在0至负值的直流输入电压V_DC之间做变动，因此相较于采用双极性切换工作模式运行时，第一至第四开关元件S₁-S₄高频进行切换的动作，使得交流调制电压V_T于正半周或负半周时，在正值的直流输入电压V_DC至负值的直流输入电压V_DC之间做变动，全桥式切换电路11采用单极性的切换工作模式所具有的切换损失比采用双极性切换工作模式少，换言之，即效率较高，因此较为符合目前对电器设备节能的严格规范，然而当全桥式切换电路11采用单极性的切换工作模式运行时，由于全桥式切换电路11的正输出端及负输出端对于逆变电路1内的任意一点的相对电压在任一切换时间点的相加平均值并无法维持一固定值，导致产生直流输入电压V_DC的太阳能板对地之间所存在的寄生电容Cp产生明显的电压变化量，进而产生漏电流而危害人体及设备。