[发明专利]电流源换流器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电流源换流器及其控制方法，尤指一种控制方法简单、能量转换次数少以及转换效率高等优点的电流源换流器及其控制方法。

背景技术

一般而言，换流器可将直流电源的输入功率转换成交流功率，并输出交流功率至负载或市电。如果耦接于换流器的负载或市电的电压及电流同相位，则交流功率的频率是负载或市电的电压及电流的频率的两倍，且交流功率可能会逆向影响直流电源，并在直流电源上产生低频涟波。如果直流电源是再生能源(如太阳能或风力能等)，则含有低频涟波的直流电源就会降低再生能源的最大功率输出的效能。因此，如何设计一个可减少负载或市电的交流功率对直流电源影响的换流器，成为换流器设计者的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流源换流器及其控制方法，可减少负载或市电的交流功率对直流电源的影响。

为达到上述目的，本发明第一种技术方案提供了一种电流源换流器，包含：控制器，用以产生开关控制讯号、反相开关控制讯号、第一脉冲宽度调变控制讯号及第二脉冲宽度调变控制讯号；输入单元，用以耦接于直流电源，并根据该第一脉冲宽度调变控制讯号储存并传送该直流电源的输入功率；缓冲单元，耦接于该输入单元，用以接收并传送该输入功率；调变单元，耦接于该缓冲单元，用以根据该第二脉冲宽度调变控制讯号接收该输入功率以及根据该输入功率产生并输出全波整流的弦波电流；及换相器，耦接于该调变单元，用以根据该开关控制讯号和该反相开关控制讯号转换该全波整流的弦波电流成为交流电流，并输出该交流电流至负载，其中该开关控制讯号和该反相开关控制讯号的频率与该负载的频率相同；其中该控制器是根据该弦波电流控制该第二脉冲宽度调变控制讯号的致能时间，以及该第一脉冲宽度调变控制讯号的致能时间较该第二脉冲宽度调变控制讯号的致能时间长。

较佳的，该直流电源是为太阳能板或直流电压源。

较佳的，该输入单元具有最大功率追踪的功能。该输入单元包含：第一电感，具有第一端和第二端，该第一电感的第一端耦接于该直流电源的第一端；及第一开关，具有第一端、第二端和第三端，该第一开关的第一端耦接于该第一电感的第二端，该第一开关的第二端用以接收该第一脉冲宽度调变控制讯号，该第一开关的第三端耦接于第一地端，其中该第一开关是根据该第一脉冲宽度调变控制讯号进行开启与关闭。该缓冲单元包含：变压器；第一电容，具有第一端和第二端，该第一电容的第一端耦接于该第一电感的第二端，该第一电容的第二端耦接于该变压器；激磁电感，具有第一端和第二端，该激磁电感的第一端耦接于该第一电容的第二端和该变压器，该激磁电感的第二端耦接于该第一地端和该变压器；及第二电容，具有第一端和第二端，该第二电容的第一端耦接于该变压器，该第二电容的第二端耦接于该调变单元。该调变单元包含：第二开关，具有第一端、第二端和第三端，该第二开关的第一端耦接于该第二电容的第二端，该第二开关的第二端用以接收该第二脉冲宽度调变控制讯号，其中该第二开关是根据该第二脉冲宽度调变控制讯号进行开启与关闭；第一二极管，具有第一端和第二端，该第一二极管的第一端耦接于第二地端，该第一二极管的第二端耦接于该第二开关的第三端；第二电感，具有第一端和第二端，该第二电感的第一端耦接于该第一二极管的第二端；及第三电容，具有第一端和第二端，该第三电容的第一端耦接于该第二电感的第二端，该第三电容的第二端耦接于该第二地端。

较佳的，该缓冲单元包含：变压器；第一电容，具有第一端和第二端，该第一电容的第一端耦接于该第一电感的第二端，该第一电容的第二端耦接于该变压器；激磁电感，具有第一端和第二端，该激磁电感的第一端耦接于该第一电容的第二端和该变压器，该激磁电感的第二端耦接于该第一地端和该变压器；及第二电容，具有第一端和第二端，该第二电容的第一端耦接于该变压器，该第二电容的第二端耦接于该调变单元；及第一二极管，具有第一端和第二端，该第一二极管的第一端耦接于该第二电容的第二端，该第一二极管的第二端耦接于该第二地端。该调变单元包含：第二开关，具有第一端、第二端和第三端，该第二开关的第一端耦接于该第二电容的第二端，该第二开关的第二端用以接收该第二脉冲宽度调变控制讯号，其中该第二开关是根据该第二脉冲宽度调变控制讯号进行开启与关闭；第二电感，具有第一端和第二端，该第二电感的第一端耦接于该第二开关的第三端，该第二电感的第二端耦接于该第二地端；第二二极管，具有第一端和第二端，该第二二极管的第一端耦接于该第二开关的第三端；及第三电容，具有第一端和第二端，该第三电容的第一端耦接于该第二二极管的第二端，该第三电容的第二端耦接于该第二地端。