[发明专利]可分配输入功率的换流器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换流器及其操作方法，尤其涉及一种控制方法简单、能量转换次数少以及转换效率高等优点的换流器及其操作方法。

背景技术

目前一般而言，换流器可将直流电源的输入功率转换成交流功率，并输出交流功率至负载或市电。如果耦接于换流器的负载或市电的电压及电流同相位，则交流功率的频率是负载或市电的电压及电流的频率的两倍，且交流功率可能会逆向影响直流电源，并在直流电源上产生低频涟波。如果直流电源是再生能源(如太阳能或风力能等)，则含有低频涟波的直流电源就会降低再生能源的最大功率输出的效能。因此，如何设计一个可减少负载或市电的交流功率对直流电源影响的换流器，成为换流器设计者的重要课题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种可分配输入功率的换流器，可减少负载或市电的交流功率对直流电源的影响。

本发明提供了一种可分配输入功率的换流器，其包含控制器、输入单元、调变单元及换相器。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；输入单元用以耦接于直流电源，并根据该第一脉冲宽度调变控制讯号，储存以及传递该直流电源的输入功率；调变单元耦接于该输入单元，用以根据该第二脉冲宽度调变控制讯号，接收该输入功率的部分，以及根据该输入功率的部分，产生并输出全波整流的弦波电流；换相器耦接于该调变单元，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，其中该开关控制讯号和该反相开关控制讯号的频率和该负载的频率相同；其中该控制器是根据该弦波电流，控制该第二脉冲宽度调变控制讯号的致能时间，以及该第一脉冲宽度调变控制讯号的致能时间比该第二脉冲宽度调变控制讯号的致能时间长。

较佳的，在所述的换流器中，该直流电源为太阳能板或直流电源。

较佳的，在所述的换流器中，该输入单元具有最大功率追踪(maximum power point tracking)的功能。

较佳的，在所述的换流器中，该输入单元包含第一开关、第一线圈、激磁电感、第二线圈及第一电容。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直流电源的第一端，该第一开关第二端用以接收该第一脉冲宽度调变控制讯号，其中该第一开关是根据该第一脉冲宽度调变控制讯号开启(ON)与关闭(OFF)；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第一开关的第三端，该第一线圈第二端耦接于第一地端；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第一开关的第三端，该激磁电感第二端耦接于该第一地端；第二线圈具有第一端及第二端，该第二线圈第二端耦接于第二地端，其中该第二线圈是用以磁耦合该第一线圈；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线圈的第一端，该第一电容第二端耦接于该调变单元；

或者，该输入单元包含第一开关、激磁电感及第一电容。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直流电源的第一端，该第一开关第二端用以接收该第一脉冲宽度调变控制讯号，其中该第一开关是根据该第一脉冲宽度调变控制讯号开启与关闭；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第一开关的第三端，该激磁电感第二端耦接于第一地端；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一开关的第三端，该第一电容第二端耦接于该调变单元。

较佳的，在所述的换流器中，该调变单元包含第二开关、第一二极管、第一电感及第二电容。第二开关具有第一端、第二端及第三端，该第二开关第一端耦接于该第一电容的第二端，该第二开关第二端用以接收该第二脉冲宽度调变控制讯号，其中该第二开关是根据该第二脉冲宽度调变控制讯号开启与关闭；第一二极管具有第一端及第二端，该第一二极管第一端耦接于该第二地端，该第一二极管第二端耦接于该第二开关的第三端；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；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第二地端。