双降式直流转交流转换系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双降式直流转交流转换系统及其操作方法，该转换系统主要包含输入电容组、第一转换电路、第二转换电路、续流二极管以及控制电路。输入电容组包含第一电容与第二电容，第一电容与第二电容连接中性点，并且接收直流输入电压。第一转换电路与第二转换电路并联输入电容组。续流二极管连接第一转换电路与第二转换电路。控制电路产生多个控制信号，分别控制第一转换电路与第二转换电路，以降低直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。本发明专利技术通过第一滤波电路、第二滤波电路与输入直流侧的该中性点连接，大大地降低寄生电容电压所造成漏电流的影响，并且解决零交越点时发生短路导通的误动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种双降式直流转交流转换系统及其操作方法，尤指一种应用于太阳能光伏电源转换系统的双降式直流转交流转换系统及其操作方法。
技术介绍
请参阅图1为先前技术双降压式逆变器(dual-buckinverter)的电路图。该双降压式逆变器接收一直流输入电压Vdc，并且转换该直流输入电压Vdc为一交流输出电压Vac。该双降压式逆变器包含两组降压电路，分别为一第一降压电路BC1与一第二降压电路BC2。其中，该第一降压电路BC1主要包含一第一桥臂Lg1a与一第二桥臂Lg2a，并且该第一桥臂Lg1a包含一第一开关S1a与串联该第一开关S1a的一第一二极管D1a；该第二桥臂Lg2a包含一第二开关S2a与串联该第二开关S2a的一第二二极管D2a。该第二降压电路BC2主要包含一第三桥臂Lg3a与一第四桥臂Lg4a，并且该第三桥臂Lg3a包含一第三开关S3a与串联该第三开关S3a的一第三二极管D3a；该第四桥臂Lg4a包含一第四开关S4a与串联该第四开关S4a的一第四二极管D4a。此外，该第一降压电路BC1与该第二降压电路BC2并联连接一输入电容C1a。配合参阅图2为先前技术双降压式逆变器的驱动信号的波形示意图。通过一驱动信号产生电路(未图示)产生对应控制该第一开关S1a、该第二开关S2a、该第三开关S3a以及该第四开关S4a的多个控制信号，分别为一第一控制信号Sca1、一第二控制信号Sca2、一第三控制信号Sca3以及一第四控制信号Sca4。该第一控制信号Sca1与该第二控制信号Sca2为一互补低频信号对。当该交流输出电压Vac为正半周时(时间t0～t1区间)，该第一控制信号Sca1为高电平导通该第一开关S1a，该第二控制信号Sca2为低电平截止该第二开关S2a。该第三控制信号Sca3为低电平截止该第三开关S3a，该第四控制信号Sca4为高频切换该第四开关S4a。当该交流输出电压Vac为负半周时(时间t1～t2区间)，该第一控制信号Sca1为低电平截止该第一开关S1a，该第二控制信号Sca2为高电平导通该第二开关S2a。该第三控制信号Sca3为高频切换该第三开关S3a，该第四控制信号Sca4为低电平截止该第四开关S4a。然而，在此双降压式逆变器架构下，由于该交流输出电压Vac变化大，因此，造成寄生电容Cp1,Cp2上的电压变化较大，而产生快速变化的漏电流Icp1,Icp2，亦即，寄生电容电压变化越大，漏电流越增加。再者，传统双降压式逆变器架构容易在零交越点时发生短路导通(shortthrough)的误动作。因此，如何设计出一种双降式直流转交流转换系统及其操作方法，通过双降式逆变器(dual-buckinverter)架构，实现输出电感的储能与释能操作。并且提供续流二极管以提供正、负半周操作的续流路径。再者，通过将滤波电路与输入直流侧的该中性点连接，大大地降低寄生电容电压所造成漏电流的影响，并且解决零交越点时发生短路导通(shortthrough)的误动作，乃为本发明的专利技术人所欲以克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种双降式直流转交流转换系统，以克服熟知技术的问题。因此本专利技术双降式直流转交流转换系统是以转换一直流输入电压为一交流输出电压。该双降式直流转交流转换系统包含一输入电容组、一第一转换电路、一第二转换电路、一续流二极管、一第一滤波电路、一第二滤波电路以及一控制电路。该输入电容组包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接一中性点，并且接收该直流输入电压。该第一转换电路并联该输入电容组。该第二转换电路并联该输入电容组。该续流二极管连接该第一转换电路与该第二转换电路。该第一滤波电路连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点。该第二滤波电路连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点。该控制电路产生多个控制信号，分别控制该第一转换电路与该第二转换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。本专利技术的另一目的在于提供一种双降式直流转交流转换系统的操作方法，以克服熟知技术的问题。因此本专利技术该双降式直流转交流转换系统是以转换一直流输入电压为一交流输出电压。该操作方法包含下列步骤：(a)提供一输入电容组，接收该直流输入电压，该输入电容组包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接一中性点；(b)提供一第一转换电路与一第二转换电路，分别并联该输入电容组；(c)提供一续流二极管，连接该第一转换电路与该第二转换电路；(d)提供一第一滤波电路，连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点；(e)提供一第二滤波电路，连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点；及(f)提供一控制电路，产生多个控制信号，分别控制该第一转换电路与该第二转换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。本专利技术通过第一滤波电路、第二滤波电路与输入直流侧的该中性点连接，大大地降低寄生电容电压所造成漏电流的影响，并且解决零交越点时发生短路导通(shortthrough)的误动作。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1为先前技术双降压式逆变器(dual-buckinverter)的电路图；图2为先前技术双降压式逆变器的驱动信号的波形示意图；图3为本专利技术双降式直流转交流转换系统较佳实施例的电路图；图4为本专利技术双降式直流转交流转换系统的控制电路的电路示意图；图5为本专利技术双降式直流转交流转换系统的开关控制信号的波形示意图；图6为本专利技术双降式直流转交流转换系统较佳实施例为正半周储能操作时的电路图；图7为本专利技术双降式直流转交流转换系统较佳实施例为正半周释能操作时的电路图；图8为本专利技术双降式直流转交流转换系统较佳实施例为负半周储能操作时的电路图；图9为本专利技术双降式直流转交流转换系统较佳实施例为负半周释能操作时的电路图；及图10为本专利技术双降式直流转交流转换系统操作方法的流程图。其中，附图标记说明如下：﹝先前技术﹞Vdc直流输入电压Vac交流输出电压<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双降式直流转交流转换系统，以转换一直流输入电压为一交流输出电压，其特征在于，该双降式直流转交流转换系统包含：一输入电容组，包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接于一中性点，并且接收该直流输入电压；一第一转换电路，并联该输入电容组；一第二转换电路，并联该输入电容组；一续流二极管，连接该第一转换电路与该第二转换电路；一第一滤波电路，连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点；一第二滤波电路，连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点；及一控制电路，产生多个控制信号，分别控制该第一转换电路与该第二转换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。

【技术特征摘要】
1.一种双降式直流转交流转换系统，以转换一直流输入电压为一交流输
出电压，其特征在于，该双降式直流转交流转换系统包含：
一输入电容组，包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电
容连接于一中性点，并且接收该直流输入电压；
一第一转换电路，并联该输入电容组；
一第二转换电路，并联该输入电容组；
一续流二极管，连接该第一转换电路与该第二转换电路；
一第一滤波电路，连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第一
滤波电路的输出侧连接该中性点；
一第二滤波电路，连接该第一转换电路与该第二转换电路，并且该第二
滤波电路的输出侧连接该中性点；及
一控制电路，产生多个控制信号，分别控制该第一转换电路与该第二转
换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。
2.如权利要求1所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
该第一转换电路包含：
一第一功率开关，包含一第一端与一第二端；该第一功率开关的该第一
端连接该第一电容；
一第一辅助功率开关，包含一第一端与一第二端；该第一辅助功率开关
的该第一端连接该第一功率开关的该第二端；
一第二辅助功率开关，包含一第一端与一第二端；该第二辅助功率开关
的该第一端连接该第一功率开关的该第二端；
一第一二极管，包含一阳极与一阴极；该第一二极管的该阴极连接该第
一辅助功率开关的该第二端；及
一第二二极管，包含一阳极与一阴极；该第二二极管的该阴极连接该第
二辅助功率开关的该第二端；该第一二极管的该阳极与该第二二极管的该阳
极连接该第二电容。
3.如权利要求2所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
该第二转换电路包含：
一第二功率开关，包含一第一端与一第二端；该第二功率开关的该第一

\t端连接该第二电容；
一第三辅助功率开关，包含一第一端与一第二端；该第三辅助功率开关
的该第一端连接该第二功率开关的该第二端；
一第四辅助功率开关，包含一第一端与一第二端；该第四辅助功率开关
的该第一端连接该第二功率开关的该第二端；
一第三二极管，包含一阳极与一阴极；该第三二极管的该阳极连接该第
三辅助功率开关的该第二端；及
一第四二极管，包含一阳极与一阴极；该第四二极管的该阳极连接该第
四辅助功率开关的该第二端；该第三二极管的该阴极与该第四二极管的该阴
极连接该第一电容。
4.如权利要求3所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
该第一滤波电路包含一第一输出电感、一第二输出电感以及一第一输出电容；
该第一输出电感的一端连接该第二输出电感的一端，再与该第一输出电容的
一端连接；该第一输出电感的另一端连接该第一辅助功率开关的该第二端，
该第二输出电感的另一端连接该第四辅助功率开关的该第二端，并且该第一
输出电容的另一端连接该中性点；该第二滤波电路包含一第三输出电感、一
第四输出电感以及一第二输出电容；该第三输出电感的一端连接该第四输出
电感的一端，再与该第二输出电容的一端连接；该第三输出电感的另一端连
接该第二辅助功率开关的该第二端，该第四输出电感的另一端连接该第三辅
助功率开关的该第二端，并且该第二输出电容的另一端连接该中性点。
5.如权利要求4所述的双降式直流转交流转换系统，其中该控制电路包
含：
一信号绝对值单元，接收一交流电压信号，以转换该交流电压信号为一
正值电压信号；
一第一比较单元，具有一反相输入端、一非反相输入端以及一第一输出
端；该第一比较单元的该非反相输入端接收该正值电压信号，该第一比较单
元的该反相输入端接收一三角载波信号；该第一输出端输出一输出控制信号；
其中该三角载波信号为一高频载波信号；
一第二比较单元，具有一反相输入端、一非反相输入端以及一第二输出
端；该第二比较单元的该非反相输入端接收该交流电压信号，该第二比较单

\t元的该反相输入端接地；该第二输出端输出一第一辅助输出控制信号；及
一反相单元，接收该第一辅助输出控制信号，以反相该第一辅助输出控
制信号为一第二辅助输出控制信号。
6.如权利要求5所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
当该交流输出电压为正半周时，该输出控制信号为一高频切换信号、该第一
辅助输出控制信号为一低频高电平信号以及该第二辅助输出控制信号为一低
频低电平信号；其中当该交流输出电压为负半周时，该输出控制信号为一高
频切换信号、该第一辅助输出控制信号为一低频低电平信号以及该第二辅助
输出控制信号为一低频高电平信号。
7.如权利要求6所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
当该交流输出电压为正半周时，该输出控制信号高频切换导通该第一功率开
关与该第二功率开关，该第一辅助输出控制信号低频高电平导通该第一辅助
功率开关与该第三辅助功率开关，并且该第二辅助输出控制信号低频低电平
截止该第二辅助功率开关与该第四辅助功率开关时，该第一输出电感与该第
四输出电感为储能操作，此时，该双降式直流转交流转换系统提供一正半周
储能回路，依序包括该直流输入电压、该第一功率开关、该第一辅助功率开
关、该第一输出电感、该交流输出电压、该第四输出电感、该第三辅助功率
开关以及该第二功率开关。
8.如权利要求6所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
当该交流输出电压为正半周时，该输出控制信号高频切换截止该第一功率开
关与该第二功率开关，该第一辅助输出控制信号低频高电平导通该第一辅助
功率开关与该第三辅助功率开关，并且该第二辅助输出控制信号低频低电平
截止该第二辅助功率开关与该第四辅助功率开关时，该第一输出电感与该第
四输出电感为释能操作，此时，该双降式直流转交流转换系统提供一正半周
释能回路，依序包括该第一输出电感、该交流输出电压、该第四输出电感、
该第三辅助功率开关、该续流二极管以及该第一辅助功率开关。
9.如权利要求6所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其中
当该交流输出电压为负半周时，该输出控制信号高频切换导通该第一功率开
关与该第二功率开关，该第一辅助输出控制信号低频低电平截止该第一辅助
功率开关与该第三辅助功率开关，并且该第二辅助输出控制信号低频高电平

\t导通该第二辅助功率开关与该第四辅助功率开关时，该第二输出电感与该第
三输出电感为储能操作，此时，该双降式直流转交流转换系统提供一负半周
储能回路，依序包括该直流输入电压、该第一功率开关、该第二辅助功率开
关、该第三输出电感、该交流输出电压、该第二输出电感、该第四辅助功率
开关以及该第二功率开关。
10.如权利要求6所述的双降式直流转交流转换系统，其特征在于，其
中当该交流输出电压为负半周时，该输出控制信号高频切换截止该第一功率
开关与该第二功率开关，该第一辅助输出控制信号低频低电平截止该第一辅
助功率开关与该第三辅助功率开关，并且该第二辅助输出控制信号低频高电
平导通该第二辅助功率开关与该第四辅助功率开关时，该第二输出电感与该
第三输出电感为释能操作，此时，该双降式直流转交流转换系统提供一负半
周释能回路，依序包括该第三输出电感、该交流输出电压、该第一输出电感、
该第四辅助功率开关、该续流二极管以及该第二辅助功率开关。
11.一种双降式直流转交流转换系统的操作方法，该双降式直流转交流
转换系统以转换一直流输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振维，辛伟纶，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71