[发明专利]三埠单相单级换流器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三埠单相单级换流器及其操作方法。

背景技术

一般而言，换流器的输入埠必须具有最大功率追踪(maximum power pointtracking，MPPT)的功能以汲取太阳能板的最大功率(maximum power point，MPP)。换流器的输入埠将太阳能板能量吸收后，换流器的调变埠会输出全波整流的弦波电流。然后，低频切换的换相器转换全波整流的弦波电流成为交流电流，并传送至市电。在现有技术中，换流器是利用高容值电解电容以调和太阳能板的直流输入功率及换相器的交流输出功率。亦即当太阳能板的输入功率大于换相器的输出功率时，高容值电解电容吸收太阳能板的输入功率和换相器的输出功率的差值；当太阳能板的输入功率小于换相器的输出功率时，高容值电解电容通过换相器释出差值至市电。但是高容值电解电容具有较大体积、较短寿命及较低可靠度等缺点。

发明内容

本发明提供一种控制方法简单、能量转换次数少以及转换效率高的三埠单相单级换流器及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种三埠单相单级换流器，该换流器包含：输入埠、调变埠、控制器、换相器及主动功率解耦电路埠。所述输入埠，用以耦接于直流电源，并接收及传递该直流电源的输入功率；所述调变埠，用以磁耦合该输入埠，并根据该输入功率，产生并输出全波整流的弦波电流；所述控制器，用以产生开关控制讯号、反相开关控制讯号、第一脉冲宽度调变控制讯号及第二脉冲宽度调变控制讯号；所述换相器，耦接于该调变埠，用以根据该开关控制讯号和该反相开关控制讯号，转换该全波整流的弦波电流成为交流电流，并输出该交流电流至负载或市电，其中该开关控制讯号和该反相开关控制讯号的频率和该市电的频率相同。

其中该调变埠根据该第一脉冲宽度调变控制讯号，输出该全波整流的弦波电流至该换相器，该主动功率解耦电路埠根据该第二脉冲宽度调变控制讯号，储存该输入功率与该输出功率的差值，当该第二脉冲宽度调变控制讯号去能时，该主动功率解耦电路埠通过该调变埠输出该差值至该换相器，以及该控制器根据该输出功率，控制该第一脉冲宽度调变控制讯号的致能时间。

较佳的，在所述的三埠单相单级换流器中，该直流电源为太阳能板。

较佳的，在所述的三埠单相单级换流器中，该输入埠具有最大功率追踪的功能。

较佳的，在所述的三埠单相单级换流器中，该输入埠包含：第一线圈、激磁电感以及第一开关。所述第一线圈具有第一端及第二端，该第一线圈第一端耦接于该直流电源的第一端，其中该直流电源的第二端耦接于地端；所述激磁电感具有第一端及第二端，该激磁电感第一端耦接于该直流电源的第一端，该激磁电感第二端耦接于该第一线圈的第二端；所述第一开关具有第一端、第二端及第三端，该第一开关第一端耦接于该第一线圈的第二端，该第一开关第二端用以接收控制讯号，该第一开关第三端耦接于该地端，其中该第一开关根据该控制讯号开启与关闭。

较佳的，在所述的三埠单相单级换流器中，该调变埠包含：第二线圈、第二开关、第一二极管、第一电感及第二电容。所述第二线圈具有第一端及第二端，该第二线圈第二端耦接于该地端；所述第二开关具有第一端、第二端及第三端，该第二开关第二端用以接收该第一脉冲宽度调变控制讯号，其中该第二开关根据该第一脉冲宽度调变控制讯号开启与关闭；所述第一二极管具有第一端及第二端，该第一二极管耦接于该地端，该第一二极管第二端耦接于该第二开关的第三端；所述第一电感具有第一端及第二端，该第一电感第一端耦接于该第一二极管的第二端；所述第二电容具有第一端及第二端，该第二电容第一端耦接于该第一电感的第二端，该第二电容第二端耦接于该地端。

较佳的，在所述的三埠单相单级换流器中，该主动功率解耦电路埠包含：第三线圈、第二二极管、第三开关、第二电感、第三二极管及第一电容。所述第三线圈具有第一端及第二端；所述第二二极管具有第一端及第二端，该第二二极管第一端耦接于该第三线圈的第二端；所述第三开关具有第一端、第二端及第三端，该第三开关第一端耦接于该第二二极管的第二端，该第三开关第二端用以接收该第二脉冲宽度调变控制讯号，其中该第三开关根据该第二脉冲宽度调变控制讯号开启与关闭；所述第二电感具有第一端及第二端，该第二电感第一端耦接于该第三线圈的第一端，该第二电感第二端耦接于该第三开关的第三端；所述第三二极管具有第一端及第二端，该第三二极管第一端耦接于该第三线圈的第一端；所述第一电容具有第一端及第二端，该第一电容第一端耦接于该第二电感的第二端，该第一电容第二端耦接于该第三二极管的第二端。