[发明专利]带有多馈机载供电装置的功率逆变器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年3月3日提出的名为“Wechselrichter mit mehrfach versorgtem Bordnetz”的共同待决的欧洲专利申请No.EP 10155355.0的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于将电能从DC电源馈送到AC电网的功率逆变器。更特别地，本发明涉及一种包括控制器和机载（on-board）供电装置的功率逆变器，该控制器例如以协同方式控制逆变器中逆变器桥的切换，该机载供电装置向该控制器以及其他辅助设备供应电能。

DC电源特别可以是光伏发生器或风电场。AC电网可以是公共电网或孤网。AC电网中负载的数量并不重要。因此，功率逆变器可以用于向单个负载供应来自电源的电能。

背景技术

在用于将电能从DC电源馈送到AC电网的功率逆变器中，已知的是借助DC/DC变换器将AC电网与DC电源电隔离。这样的DC/DC变换器连接在逆变器中DC/AC变换器的上游，并且借助例如高频变压器或借助带有电隔离电容器的高频AC电压链路，将在该DC/DC变换器输入端处的DC电压链路与DC/DC变换器和DC/AC变换器之间的DC电压链路进行电隔离。可以在DC电源和DC/DC变换器输入端处的DC电压链路之间提供另外的变换器级（例如升压变换器或降压变换器）。典型地，电隔离DC/DC变换器输入端处的DC电压链路的电容小于电隔离DC/DC变换器和DC/AC变换器之间的DC电压链路的电容，这是因为，与向DC/AC变换器的逆变器桥供电相比，更小的缓冲电容足够用来向DC/DC变换器的高频AC电压链路供电。然而，当逆变器被关断时，为了安全原因，DC/DC变换器和DC/AC变换器之间的DC电压链路的大电容要以受控方式在限定的时间间隔内进行放电。

为了对包括有上述逆变器的功率逆变器的机载电压轨（voltage rail）进行馈电，已知的是具有机载供电单元，该机载供电单元经由反激变换器（flyback converter）从逆变器的DC电压链路上存在的DC电压中生成所需的辅助电压。优选的是，甚至在启动逆变器之前，就从已经由连接的DC电源充电的DC电压链路对机载电压轨进行馈电。同样已知的是使用连接的AC电网的AC电压作为用于机载供电装置的替代电源。

EP 1107438 A2公开了一种用于功率逆变器的DC电压链路中串联连接的两个局部电容的平衡电路。在该平衡电路中，局部电容上的局部电压每个都用来对反激变换器的一个初级绕组进行馈电，该反激变换器被用作对逆变器中的机载电压轨进行馈电的机载供电单元。

EP 2058921 A1公开了一种用于将电能从DC电源馈送到AC电网的功率逆变器。在此，在功率逆变器的DC/AC变换器输入端处的DC电压链路和蓄电池之间设置了充电器/放电器电路，以在需要时，从DC电压链路中对该蓄电池进行充电并且从该蓄电池中对该DC电压链路进行预充电。此外，蓄电池用作该已知逆变器的机载供电装置的副电源。

仍然需要一种用于将电能从DC电源馈送到AC电网的包括优化的机载供电装置的功率逆变器。

发明内容

本发明涉及一种用于将电能从至少一个DC电源馈送到AC电网的功率逆变器，该逆变器包括：DC/AC变换器，其被配置为并且适合于连接到AC电网；至少一个DC/DC变换器，其被设置在该DC/AC变换器的上游，并且在其输入端和输出端之间提供电隔离；第一DC电压链路，其被设置在该至少一个DC/DC变换器的输入端，并且被配置为和适合于连接到该至少一个DC电源；至少一个另外的DC电压链路，其被设置在该DC/DC变换器和该DC/AC变换器之间，并且该至少一个另外的DC电压链路通过该DC/DC变换器与第一DC电压链路电隔离；控制器；机载电压轨，其被配置为并且适合于向该控制器供应电能；以及机载供电单元，其被配置为并且适合于将电能馈送到机载电压轨；其中，机载供电单元被配置为并且适合于馈送该第一DC电压链路中以及该至少一个另外的DC电压链路中的电能。

附图说明

参考下面的附图可以更好地理解本发明，在附图中重点在于清楚地举例说明本发明的原理。在附图中，相同的附图标记标明了几幅图中对应的部分。

图1举例说明了功率逆变器的第一实施例。

图2示出了根据图1的功率逆变器，其具有该功率逆变器的机载供电装置的进一步细节。

图3示出了根据图1和图2的功率逆变器的机载供电装置的电压控制器的示例；以及

图4举例说明了功率逆变器的第二实施例。

具体实施方式