[发明专利]功率转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率转换装置。

背景技术

一般，为了降低由半导体元件所构成的功率转换电路中的损耗，已知有各种各样的方法。

例如，公开有以下方法：对在交流侧设有电抗器来作为滤波器的功率转换装置，使用三电平逆变器，由此来将开关损耗降得比双电平逆变器要低，以降低功率变换装置的整体损耗(例如参照专利文献1)。

半导体元件的损耗包括稳态损耗和开关损耗。开关损耗随着开关频率的提高而增大。另一方面，稳态损耗几乎不受到开关频率的影响。于是，为了降低功率转换电路的整体损耗，已知有降低开关频率的方法。

然而，功率转换电路通常在交流侧为了进行滤波而设置电抗器或变压器等具有电感的设备。在这样的功率转换装置中，由这些设备所产生的损耗会导致降低开关频率并不一定会使功率转换装置的整体损耗降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2010/044164A1号刊物

发明内容

本发明的目的在于，提供一种功率转换装置，该功率转换装置即使在交流侧设有具有电感的设备，也能有效降低整体损耗。

根据本发明观点的功率转换装置包括：功率转换电路，该功率转换电路由开关元件构成；设置于所述功率转换电路的交流侧的具有电感的设备；输出量测定单元，该输出量测定单元对从功率转换电路输出的输出量进行测定；以及开关频率决定单元，该开关频率决定单元基于由所述输出量测定单元所测得的输出量，来决定对所述开关元件进行开关的开关频率，以降低包含所述设备所引起的损耗在内的损耗。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的功率转换装置的结构的结构图。

图2是表示实施方式所涉及的开关频率决定部的结构的结构图。

图3是表示实施方式所涉及的频率决定表格的表格数据的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式)

图1是表示本发明的实施方式所涉及的功率转换装置10的结构的结构图。另外，对图中的相同部分标注相同标号并省略其详细说明，主要针对不同部分进行阐述。

功率转换装置10包括逆变器1、控制装置2、直流电源3、滤波电容器4、交流滤波器5、绝缘变压器6、交流电流检测器11、交流电压检测器12、直流电压检测器13及直流电流检测器14。功率转换装置10与交流功率系统7相连接。

直流电源3向逆变器1提供直流功率。直流电源3只要能向逆变器1提供直流功率即可，可为任意电源。直流电源3例如为太阳能电池、充电电池、或燃料电池等。

逆变器1是进行PWM(脉宽调制，pulse width modulation)控制的逆变器。逆变器1将由直流电源3所提供的直流功率转换为与交流功率系统7同步的交流功率。逆变器1将交流功率经由绝缘变压器6提供给交流功率系统7。逆变器1的功率转换电路(逆变器电路)由开关元件构成。

开关元件是半导体元件。开关元件例如是IGBT(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)。利用从控制装置2输出的栅极信号Gt来对开关元件进行驱动。由此，逆变器1进行功率转换。

滤波电容器4设置于逆变器1的直流侧。滤波电容器4对由直流电源3提供给逆变器1的直流功率进行滤波。

交流滤波器5具备电抗器51及电容器52。交流滤波器5对从逆变器1输出的高频进行去除。

交流电流检测器11是用于对逆变器1的输出电流Iiv进行测量的检测器。交流电流检测器11将所检测到的输出电流Iiv作为检测信号输出至控制装置2。

交流电压检测器12是用于对交流功率系统7的系统电压Vr进行测量的检测器。交流电压检测器12将所检测到的系统电压Vr作为检测信号输出至控制装置2。

直流电压检测器13是用于对施加于逆变器1的直流侧的直流电压Vdc进行测量的检测器。直流電圧检测器13将所检测到的直流电压Vdc作为检测信号输出至控制装置2。

直流电流检测器14是用于对输入至逆变器1的直流侧的直流电流Idc进行测量的检测器。直流电流检测器14将所检测到的直流电流Idc作为检测信号输出至控制装置2。

控制装置2包括功率指令运算部21、电流控制部22、栅极信号生成部23、开关频率决定部24及载波产生部25。