[发明专利]DC‑AC功率转换器

说明书

技术领域

本发明涉及DC-AC功率转换器。通常，这种DC-AC功率转换器具有主DC输入端和主AC输出端，并且能够将主DC输入端处的DC电压转换并适配(adapt)成在主AC输出端处的正弦AC电压，并且能够在主AC输出端处输送额定电流。它包括串联的DC-DC转换器和跟在其后的双向电压型DC-AC转换器。槽路电容器(tank capacitor)并联连接到DC-DC转换器的DC输出端。

背景技术

DC-AC功率转换器是本领域技术人员已知的，并且通常用在电信行业中。由于历史原因，这个行业中的负载通常需要AC输入电压，而能量常常是由提供DC电压的电池输送的，而作为能源供应者的电池常常在低功率应用中被选择。

图1示出了本领域技术人员已知的DC-AC功率转换器1的示例。这种转换器能够将其主输入端10处的DC电压转换成其主AC输出端20处的AC电压。如图1中图示的，本领域技术人员已知的DC-AC功率转换器通常包括第一DC-DC转换器30，其通常具有两个功能：首先，适配(例如，增加)由连接在主DC输入端10处的电池提供的DC电压；其次，流电隔离这个低电压电池并因此保护其免受来自主AC输出端20的扰动或故障的影响。为了实现这第二个功能，必须隔离第一DC-DC转换器30(参见双划线(double strike))。槽路电容器40通常连接在第一DC-DC转换器30和DC-AC转换器50之间。这第二个转换器50在主AC输出端20处提供所需的正弦AC电压。

DC-AC功率转换器(诸如图1中所示的)存在不同的损耗。因此，这种转换器的效率不是最佳。

文献JP 11 206133 A公开了一种配备有电流型功率转换器和电压型功率转换器的AC-AC功率转换器。在电流型功率转换器中，从将AC输出转换成DC电流的整流器输出的DC电流由电抗器平滑并被供给逆变器。通过由半导体元件构成的逆变器的开关元件的开-关控制，DC电流被逆变器转换成120°电流流方波型AC电流。因此，逆变器电路向负载供给主电流，诸如到感应马达的三相AC电流。电压型功率转换器经由电抗器与电流型功率转换器的AC输出端子连接，通过由半导体元件构成的逆变器的开关元件的开-关控制将从输入侧电容器获得的DC电压转换成AC电压，并且控制从电流型功率转换器供给负载的电流，以便获得正弦波。电流型功率转换器的输出电流相位由电压型功率转换器的相间电压切换。所解决的问题是减少构成逆变器电路的半导体元件中的功率损耗以及在负载快速变化时的电流增加。

文献EP 2 770 624 A1公开了一种用于从DC电压输入产生到三相输出端的三相电流的方法和装置。该方法包括通过使用开关转换器产生正电流、负电流和中间电流。所产生的正电流在给定时间遵循正弦三相信号的最高相位的路径，所产生的负电流在给定时间遵循三相信号的最低相位的路径，并且所产生的中间电流在给定时间遵循最高相位和最低相位之间的三相信号的相位的路径。所产生的电流依次切换到三相输出端的每个相导体，使得在输出导体中形成三相电流的相电流。

发明内容

本发明的目的

本发明意在提供一种给出比现有技术更高效率的DC-AC功率转换器。

发明概述

根据本发明的DC-AC功率转换器具有主DC输入端和主单相AC输出端，能够将所述主DC输入端处的DC电压转换并适配成在所述主AC输出端处的具有基频f₀的正弦AC电压VoutAC，并且能够在所述主AC输出端处输送额定功率。DC-AC功率转换器包括：

-第一DC-DC转换器，具有作为输入端的所述主DC输入端并具有第一DC输出端；

-双向电压型DC-AC转换器，具有并联连接到第一DC输出端的第一DC输入-输出端和并联连接到主AC输出端的第一AC输出-输入端；

-槽路电容器，并联连接到所述第一DC输出端；

其中所述主DC输入端具有第一端子和第二端子。

在一些应用中，正弦AC输出电压可以例如由梯形AC输出电压代替。具有这种输出的DC-AC功率转换器也在本发明的范围内。

DC-AC转换器的特征在于它还包括：

-电流型DC-AC转换器，具有第一DC输入端和第一AC输出端，所述第一DC输入端并联连接到所述主DC输入端，并且所述第一AC输出端并联连接到所述主AC输出端；及

-控制装置，用于：

-控制所述双向电压型DC-AC转换器，用于在所述第一AC输出-输入端处输送具有所述基频f₀的正弦AC电压；