反用换流器制造技术

本发明专利技术涉及一种反用换流器（２），特别用于光电太阳能设备，至少由一个直流－直流转换器（３）、一个中间回路（４）和一个直流－交流转换器（５）组成，在反用换流器上可连接能量源（６）或能量发生器，特别是太阳能模块（７），和／或电池，并且可与交流电网（８）和／或一个或多个负载（９）相连接。直流－直流转换器（３）的变压器（１２）在初级侧具有多个用于不同输入电压范围的初级绕组（１７，１８）。初级绕组（１７，１８）对应于所施加的输入电压值，通过至少一个开关装置（１１）以可选择的方式串联连接，从而将变压器（１２）调节为不同的变压比。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种反用换流器，一种直流-直流转换器和用于调节反用换流器和/或直流-直流转换器的方法，如权利要求1、2和8的前序部分所述。反用换流器是已知的，其中在直流-直流转换器上连接有一个能量源，尤其是太阳能模块。直流-直流转换器与由一个或多个电容器所组成的中间环路相连接。在中间环路上连接有一个直流-交流转换器，其中直流-交流转换器的输出端与一个用于馈送能量的交流电网相连，或者至少与一个负载相连。直流-直流转换器用于传送直流电，而直流-交流转换器用于传送交流电。此外，由桥式电路、变压器和整流器组成的直流-直流转换器是已知的。这里，桥式电路由调节器或控制装置以脉宽调制的方式控制，以在直流-直流转换器的输出端提供近似恒定的输出电压。在反用换流器或直流-直流转换器中，设置了具有一定变压比的变压器，其中这一变压比是为能量源的最小输入电压而选择的。然而如果输入电压在反用换流器或直流-直流转换器处发生改变，特别是输入电压升高的话，变压器在预先给出的固定变压比情况下就不能很好地工作了。因此用于接在前面的桥式电路的脉宽调制占空比变得更小，这会使得变压器的利用率不高，从而导致了很差的效率。另一方面，反用换流器处的峰值输出电压变得很高，这对元件的负载能力提出了更高的要求，从而使得超大尺寸的元件、尤其是后接的整流二极管的价格非常高。本专利技术的目的在于，提供一种反用换流器和/或直流-直流转换器，以及一种用于调节反用换流器和/或直流-直流转换器的方法，其中直流-直流转换器和变压器与所施加的电压相匹配，特别是与输入电压相匹配。本专利技术的任务这样来解决直流-直流转换器的变压器在初级侧具有多个用于不同输入电压范围的初级绕组，根据所施加的输入电压值，初级绕组可通过至少一个开关装置串联连接，由此可调整到不同的变压比。其中具有优点的是，反用换流器或直流-直流转换器可以覆盖很宽的输入电压范围，而没有很大的缺点，因为变压器的变压比能够与所施加的输入电压相匹配。这样还确保了在变压器前面接入的桥式电路始终以最佳的方式工作。另外一个非常重要的优点在于，后接的元件在尺寸上可以大大减小，因为可以始终通过匹配的变压比与施加的输入电压无关地从直流-直流转换器、特别是从变压器的输出端提供相同的电压，因此元件不必再根据变压器预定的固定变压比而期望得到的最大电压值来确定尺寸。其他具有优点的措施在权利要求3至8中做了说明。所得到的优点从说明中可以看出。下面通过实施例更详细地说明本专利技术。如图所示附图说明图1用于太阳能设备的反用换流器框图，带有基本元件，特别是直流-直流转换器，用简化的示意图来表示；图2用于太阳能设备的反用换流器框图的另一种实施例，带有基本元件，特别是直流-直流转换器，用简化的示意图来表示。首先说明一下，在所描述的不同实施方式中，相同的部件用相同的附图标记或相同的元件标记来表示，其中通过用相同的附图标记或相同的元件标记来表示相同的部件可以使整个说明书中所包含的公开内容能够很好地表达出来。在说明书中所选用的位置用语，例如上部、下部、侧面等，是相对于所描述的附图而言的，在位置改变时可以有意义地转换为新的位置。此外，从所示出的和所说明的不同实施例中得到的各自的特征或特征组合也可以表示出独立的、具有创造性的解决方案。在图1和图2中表示出了一种带有反用换流器2(用点划线围起来的部分)的反用换流器系统1的常见结构，特别是以框图的形式表示。因为反用换流器系统1的单个元件或元件组、以及功能都是已知的，对这些方面不再进行详细说明。反用换流器2例如具有一个直流-直流转换器3(用短划虚线围起来的部分)、一个中间回路4和一个直流-交流转换器5。在直流-直流转换器3上连接有一个能量源6或能量发生器，它例如可以由一个或多个并联和/或串联连接的太阳能模块7(这些太阳能模块被描述为太阳能发生器)或者电池(没有表示出来)构成。直流-交流转换器5的输出端例如与一个交流电网8和/或一个或多个负载9相连接，负载例如为冰箱、无线电装置等。最好直流-直流转换器3至少由桥式电路10(特别是由整桥或半桥构成的桥式电路)、开关装置11、变压器12和整流器13构成。中间回路4由一个或多个电容器组成。为了可以为交流电网8或负载9产生所希望的交流电压，直流-交流转换器5由相应的反相器构成，这个反相器将直流电转换为交流电。其他的元件或元件组，例如滤波器、滤波电容等，在所示实施例中没有表示出来。另外，反用换流器2具有一个调节器或控制装置14，它例如可以由微处理器、微控制器或计算机构成。通过控制装置14，可以对各个元件组，特别是设置在其中的开关元件，进行相应的控制。为此在控制装置14中，各个调节或控制过程通过相应的软件程序和/或数据或者特征曲线来进行存储。此外，控制装置14还设置有一个或多个测量系统15，用于获取反用换流器系统1的不同测量点处的电流和电压。在根据本专利技术的解决方案中采用了一种特殊的直流-直流转换器3，其中变压器12在初级侧具有多个用于不同输入电压范围的初级绕组17、18，并且初级绕组17、18可根据引入的输入电压值通过至少一个开关装置11串联连接，由此可以调整为不同的变压比。这里变压器12具有至少两个初级绕组17、18，或者带有至少一个(没有表示出来的)中间抽头的初级绕组17，其中在变压器12的次级侧19上可以只设置一个单个的次级绕组20，或者也可以设置多个次级绕组20。很显然，可以提供任意数目的初级绕组17、18，其中只需要保证通过前面接入的开关装置11，每个分别设置的初级绕组17、18可以激活到另一个初级绕组17、18、21上。例如在图2中表示了一个带有三个初级绕组17、18、21的实施例，其中在前面接入的开关装置11可以这样来改变使得每个单个的初级绕组17、18、21可以被重复激活，并且这些初级绕组可以串联连接。变压器的初级绕组18、18以及21被这样连接在一起初级绕组17的一个接头(例如绕组末端)与第二个初级绕组18的一个接头(例如绕组的起始处)相连接，也可以使第二个初级绕组18的另一个接头(例如绕组末端)与另一个初级绕组21的一个接头(例如绕组的起始处)相连接。为了通过控制装置14有选择性地激活各个初级绕组17、18、21，开关装置11这样连接到初级绕组17、18、21使得在由各个开关单元22组成的开关装置11切换或激活时，初级绕组17、18、21可形成串联电路，并由此改变变压器12的变压比。也可以不是像上面所述的那样使各个初级绕组17、18、21通过硬件方式连接，而是使初级绕组17、18、21只通过开关装置11以电子技术的方式连接在一起。在图1中所示的实施例中，开关单元22设置在第二个初级绕组18的接头之间。这样可以在通常的输入电压情况下，例如为200V直流电压的情况下，为了产生一个输出电压，例如为380V直流电压，只激活一个初级绕组17，这正如通过开关单元22以短划虚线所表示的情况，也就是说，电流流动只通过初级绕组17来实现，因为第二个初级绕组18的其他接头与前面接入的桥式电路10之间没有电气连接。如果输入电压升高，超出了一个限定值，例如升高到400V直流电压，这种情况由控制装置14通过测量系统15来识别，这时可以使变压器12的变压比与新的输入电压相匹配。为此，控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】
反用换流器，特别用于光电太阳能设备，至少由一个直流－直流转换器、一个中间回路和一个直流－交流转换器构成，在反用换流器上可连接能量源或能量发生器，特别是太阳能模块，和／或电池，并且可与交流电网和／或一个或多个负载相连接，其特征在于，直流－直流转换器（３）的变压器（１２）在初级侧（１６）具有多个用于不同输入电压范围的初级绕组（１７，１８，２１），并且初级绕组（１７，１８，２１）根据所施加的输入电压值，通过至少一个开关装置（１１）以可选择的方式串联连接，由此可将变压器（１２）调节为不同的变压比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗潘胡博尔，格尔哈德瑞普勒尔，
申请(专利权)人：弗罗纽斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]