直流交流逆变器制造技术

公开了一种操作ＤＣ－ＡＣ逆变器以产生具有交替的正半周期和负半周期的ＡＣ功率的方法。该逆变器包括连接到ＤＣ电源的输入、输出、耦合在输入和输出之间的第一降压变换器以及耦合在输入和输出之间的第二降压变换器。该方法包括交替地操作第一降压变换器和第二降压变换器以在输出交替地产生正半周期和负半周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及DC-AC逆变器。
技术介绍
本部分提供涉及本公开的背景信息，这些信息并不一定是现有技术。一些电源变换器将直流电(DC)转换成交流电(AC)。这种DC-AC变换器通常被称 为逆变器。逆变器可以具有很多工业和商业用途，例如包括，将电池或光伏电源的DC电能 转换成用于负载的AC电能。逆变器还可用于向电力网络供应AC电能。图1至图6示出若干已知逆变器。图1示出包括使用对称双极开关的半桥拓扑的 逆变器。图2示出采用具有对称单极开关的全桥变换器的已知逆变器。图3示出包括使用 非对称单极开关的全桥变换器的另一已知逆变器。图4示出包括由降压变换器前端供电的 全桥变换器的另一已知逆变器。图5中示出包括降压变换器的修改版本的另一已知逆变 器。图6中示出三级半桥逆变器。
技术实现思路
本部分提供本公开的综述，且并不是本专利技术全部范围和所有特征的综合公开。根据本公开的一个方面，公开了一种操作DC-AC逆变器以产生具有交替的正半周 期和负半周期的AC功率的方法。该逆变器具有连接到DC电源的输入、输出、耦合在输入和 输出之间的第一降压变换器，以及耦合在输入和输出之间的第二降压变换器。该方法包括 交替地操作第一降压变换器和第二降压变换器以在输出交替地产生正半周期和负半周期。根据本公开的另一方面，用于将DC功率输入转换成AC功率输出的DC-AC逆变器 包括用于连接到DC电源的输入以及包括第一输出端和第二输出端的输出。第一降压变换 器耦合在输入和输出之间，且第二降压变换器耦合在输入和输出之间。该逆变器还包括用 于交替地操作第一降压变换器和第二降压变换器以在输出产生AC功率的控制器。根据本公开的又一方面，DC-AC逆变器包括用于连接到DC电源的输入以及包括第 一输出端和第二输出端的输出。该逆变器还包括具有第一端和第二端的第一电源开关以及 具有第一端和第二端的第二电源开关。该逆变器还包括具有第一端和第二端的第一电感器 以及具有第一端和第二端的第二电感器。该逆变器还包括第一接地开关和第二接地开关。 第一电源开关的第一端和第二电源开关的第一端耦合到输入。第一电源开关的第二端耦合 到第一电感器的第一端。第二电源开关的第二端耦合到第二电感器的第一端。第一电感器 的第二端耦合到第一输出端。第二电感器的第二端耦合到第二输出端。第一接地开关耦合 在第一输出端和参考电压之间，且第二接地开关耦合在第二输出端和参考电压之间。根据此处提供的描述，其他应用性领域将变得显而易见。应理解，本公开的各个方 面可以独立地实施，也可与一个或多个其他方面组合起来实施。还应理解，本概述中的描述 和特定示例仅用于说明目的，且并不限制本公开的范围。附图说明此处描述的附图仅用于说明所选实施例而非说明全部可能实施例，且并不旨在限 制本公开的范围。图1-图6是说明根据现有技术的各种逆变器设计的电路图。图7是根据本公开的一个示例性实施例的DC-AC逆变器的电路图。图8是图7的逆变器在正半周期的等效电路图。图9是图7的逆变器在负半周期的等效电路图。图10是图7的逆变器在正半周期的简化电路图。图11是耦合到400伏特DC电源输入的图7的逆变器的模拟波形的曲线图。图12是图7的逆变器的等效电路图，示出了共模噪声耦合路径。图13是当电源开关导通时图12的电路的等效电路图。图14是在空转时期中图12的电路的等效电路图。图15是用于图12的电路的模拟电压波形的曲线图。图16是放大到较小的时间标度的图15的模拟电压波形图的一部分。图17是图7的逆变器在其输出耦合到电力网络时的电路图。图18是根据本公开的另一示例性实施例的示例性DC-AC逆变器的电路图。图19是根据本公开的示例性实施例包括两个钳位器(clamp)的示例性DC-AC逆 变器的电路图。图20是根据本公开的另一示例性实施例包括两个钳位器的示例性DC-AC逆变器 的电路图。在附图的若干视图中，相应的参考标号表示相应的部件。具体实施方式现在将参考附图更充分地描述示例性实施例。提供示例性实施例是为了使得本公开将被本领域技术人员彻底理解，且向本领域 技术人员传达本专利技术的范围。提出诸如特定部件、装置和方法的示例这样的很多特定细节， 是为了提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员而言，很明显，不必采用特 定细节，示例性实施例可以以很多不同形式实施且并不应理解为限制了本公开的范围。在 一些示例性实施例中，并不详细描述公知的处理、公知的装置结构和公知的技术。此处使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，而并不表示限制。当在此使用时， 除非上下文明确指明，否则表示单数形式的词语“一”、“一个”和“该”可以包括复数形式。 术语“包含”、“包括”以及“具有”是包含性的，且因此说明陈述的特征、整体、步骤、操作、元 素和/或部件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、部件和/或它 们的组合的存在或附加。此处描述的方法步骤、处理和操作不应理解成必须要求它们以讨 论或示意的特定顺序来执行，除非明确指定为执行顺序。还应当理解可以采用附加或备选 步骤。当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”，“接合到”、“连接到”或“耦合到”另一 元件或层时，它可以直接位于其他元件或层上，接合、连接或耦合到其他元件或层，或者可 以存在中间元件和/或层。相反，当元件被称为为“直接位于”另一元件或层“上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。用于描述元 件之间的关系的其他词汇应以类似的方式理解(例如“在...之间”与“直接在...之间”， “相邻”与“直接相邻”等)。当在此使用时，术语“和/或”包括一个或更多相关列举项的任 意和所有组合。尽管此处术语第一、第二、第三等可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部 分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个 元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。除非上下文明确指 明，此处使用的诸如“第一”、“第二”的术语和其他数字术语并不暗示序列或顺序。因而，下 面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以命名为第二元件、部件、区域、层或部分，而不 背离示例性实施例的教导。根据本公开的一个方面，公开了一种操作DC-AC逆变器以产生具有交替的正半周 期和负半周期的AC功率的方法。逆变器具有连接到DC电源的输入、输出、耦合在输入和输 出之间的第一降压变换器以及耦合在输入和输出之间的第二降压变换器。该方法包括交 替地操作该第一降压变换器和该第二降压变换器，以在输出交替地产生正半周期和负半周 期。交替地操作该第一降压变换器和该第二降压变换器可以包括在第二降压变换器 工作时不操作第一降压变换器。类似地，它可以包括在第一降压变换器工作时不操作第二 降压变换器。逆变器输出可以包括第一和第二输出端，第一降压变换器连接到第一输出端，且 第二降压变换器连接到第二输出端。以这种方式，如果每个降压变换器都可操作以产生通 过其相关电感器的正电流，则耦合跨接在第一和第二输出端的负载将在逆变器输出经历交 替的正半周期和负半周期(即，AC功率)。逆变器的输入可以耦合到任意合适的DC电源，例如包括电池、光伏电源、提供DC 功率的电源变换器等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将ＤＣ功率输入转换成ＡＣ功率输出的ＤＣ－ＡＣ逆变器，该逆变器包括：输入，用于连接到ＤＣ电源；输出，包括第一输出端和第二输出端；第一降压变换器，耦合在所述输入和所述输出之间；第二降压变换器，耦合在所述输入和所述输出之间；以及控制器，用于交替地操作所述第一降压变换器和所述第二降压变换器以在所述输出产生ＡＣ功率。

【技术特征摘要】
US 2009-9-25 12/567,2191.一种用于将DC功率输入转换成AC功率输出的DC-AC逆变器，该逆变器包括 输入，用于连接到DC电源；输出，包括第一输出端和第二输出端； 第一降压变换器，耦合在所述输入和所述输出之间； 第二降压变换器，耦合在所述输入和所述输出之间；以及控制器，用于交替地操作所述第一降压变换器和所述第二降压变换器以在所述输出产 生AC功率。2.根据权利要求1所述的逆变器，其中所述AC功率包括交替的正半周期和负半周期， 所述控制器配置成操作所述第一降压变换器，产生所述正半周期，和操作所述第二降压变 换器，产生所述负半周期。3.根据权利要求2所述的逆变器，其中所述控制器配置成在所述第二降压变换器工作 时不操作所述第一降压变换器，且在所述第一降压变换器工作时不操作所述第二降压变换ο4.根据权利要求2所述的逆变器，其中所述第一降压变换器的输出耦合到所述第一输 出端，所述第二降压变换器的输出耦合到所述第二输出端。5.根据权利要求4所述的逆变器，还包括耦合在所述第一输出端和参考电压端之间的 第一开关，和耦合在所述第二输出端与所述参考电压端之间的第二开关。6.根据权利要求5所述的逆变器，其中所述控制器配置成，在操作所述第二降压变换 器时，经由所述第一开关将所述第一输出端连接到所述参考电压端，和配置成，在操作所述 第一降压变换器时，经由所述第二开关将所述第二输出端连接到所述参考电压端。7.根据权利要求6所述的逆变器，其中所述输入包括DC+端和DC-端，所述DC-端是所 述参考电压端。8.根据权利要求1所述的逆变器，其中所述第一降压变换器包括与所述第二降压变换 器共用的输出电容器。9.一种DC-AC逆变器，包括 输入，连接到DC电源；输出，包括第一输出端和第二输出端，该输出用于从所述逆变器输出AC功率；第一电源开关，具有第一端和第二端；第二电源开关，具有第一端和第二端；第一电感器，具有第一端和第二端；和第二电感器，具有第一端和第二端；第一接地开关；第二接地开关；并且所述第一电源开关的第一端和所述第二电源开关的第一端耦合到所述输入，所述第一 电源开关的第二端耦合到所述第一电感器的第一端，所述第二电源开关的第二端耦合到所 述第二电感器的第一端，所述第一电感器的第二端耦合到所述第一输出端，所述第二电感 器的第二端耦合到所述第二输出端，所述第一接地开关耦合在所述第一输出端和参考电压 端之间，且所述第二接地开关耦合在所述第二输出端和所述参考电压端之间。10.根据权利要求9所述的逆变器，还包括耦合在所述第一电源开关的第二端和所述参考电压端之间的第一二极管，和耦合在所述第二电源开关的第二端和所述参考电压端之 间的第二二极管。11.根据权利要求10所述的逆变器，还包括控制器，该控制器配置成控制所述第一电 源开关、所述第二电源开关、所述第一接地开关和所述第二接地开关，以在所述输出产生AC功率。12.根据权利要求11所述的逆变器，还包括电压传感器，耦合到所述控制器，提供代表 横跨所述第一输出端和第二输出端的电压的信号。13.根据权利要求11所述的逆变器，还包括耦合到所述控制器的电流传感器，提供代 表所述逆变器的输出电流的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯西加马尼，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]