[发明专利]有源式电力调节装置

说明书

技术领域

本发明关于一种有源式电力调节装置，特别是关于利用三组电力电子开关元件串联电路，其中的一组电力电子开关元件串联电路进行高频切换，而另两组电力电子开关元件串联电路进行低频切换，以解决因供电系统电压不稳定所造成的负载电力质量下降问题的有源式电力调节装置。

背景技术

随着高科技产业快速的发展，许多精密仪器设备广泛的应用在高科技产业的上，这些精密仪器设备均有赖高质量的电力供应以维持正常运转，另一方面，随着计算机设备大量的使用，高质量的电力也是维持计算机设备正常运作的先决条件，因此电力质量问题的解决，诸如欠压、高压、电压突波及电压失真等已成为电力公司及用户的一项非常重要的研究课题。为解决欠压及高压问题，现有技术利用一可变接头的自耦变压器，将其设置于一电源与一负载间，借由该可变接头的自耦变压器的接头变换，提供一较稳定的电压以供给该负载，然而其存在着电压为步阶式调整、体积庞大及无法解决电压失真等问题。

近年来，一些用以解决因供电系统电压不稳定所造成的负载电力质量下降的有源式电力调节装置，例如美国公告第US6,940,188号《电力转换装置》专利，请参照图1所示，其包含一电源7、一电力转换装置8及一负载9。该电力转换装置8设置于该电源7及负载9之间，以便转换该电源7提供的未调节的电压成为一高质量的调节电压供给该负载9。

请再参照图1所示，该电力转换装置8设有一第一组电力电子开关元件串联电路81、一第二组电力电子开关元件串联电路82、一第三组电力电子开关元件串联电路83、一输入滤波器84、一输出滤波器85及一直流电容器86。该第二组电力电子开关元件串联电路82与该第三组电力电子开关元件串联电路83操作成一串联电力转换器，该第二组电力电子开关元件串联电路82另与该第一组电力电子开关元件串联电路81操作成一并联电力转换器，该直流电容器86并联于该串联电力转换器与该并联电力转换器间，而该输入滤波器84连接在该电源7与该并联电力转换器间，该输出滤波器85连接在该串联电力转换器与该负载9间。

请再参照图1所示，该直流电容器86提供一稳定直流电压供该串联电力转换器与该并联电力转换器正常操作，该串联电力转换器串联在该电源7与该负载9之间以补偿该电源7的电压变动，进而提供负载一稳定电源。另外，该并联电力转换器与该电源7并联，以稳定该直流电容器86上的直流电压，该输入滤波器84及该输出滤波器85分别用来滤除该并联电力转换器与该串联电力转换器的高频切换谐波。

请再参照图1所示，当该电源7电压发生变动时，该直流电容器86的直流电压借由该串联电力转换器转换成一交流电压，以补偿该电源7电压的变动，进而达到稳定该负载9电压的目的。

上述现有有源式电力调节装置具有下列缺点，例如：该串联电力转换器用以作稳压时必须吸入或产生一能量而造成该直流电容器86电压的变化，该并联电力转换器必须从该电源7以充电或放电的方式补偿该直流电容器86的直流电压变动，以提供该串联电力转换器补偿该电源7电压变动时所需的能量，由于其操作方式是将该电源7的能量经该并联电力转换器转换成直流电源并在该直流电容器86建立一稳定直流电压后，再以串联电力转换器产生一补偿电压与该电源7的电压串联提供负载，故在上，该直流电容器86须选用一较大电容值的直流电容器以建立一稳定的直流电压，该较大电容值的直流电容器86将导致装置成本与体积增加，并降低可靠度，且该现有电力转换装置的并联及串联电力转换器的电路连接方式在任何时间至少必须有四个电力电子开关作高频切换，造成较大的功率损失，因而降低效率。基于上述原因，有必要进一步改良上述现有有源式电力调节装置所存在的缺点。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有源式电力调节装置，其借由一电力电子开关元件组成的有源式电力调节装置与一负载串联连接后与一电源并联连接，其利用该有源式电力调节装置的部分电力电子开关元件作高频切换及部分电力电子开关元件作低频切换，于该电源电压变动时能维持该负载两端点电压的稳定。该有源式电力调节装置因同时作高频切换的电力电子开关元件数目较少，且不需要装设一直流电容器作直流稳压，使得本发明具有降低装置的体积与成本，并提高装置的效率、可靠度及使用寿命的功效。