[发明专利]功率转换器

说明书

一种DC/DC功率转换器100，具有输入端111、输出端112和接地端113。所述DC/DC功率转换器100包括：在输出端112和接地端113之间串联的两个电容器121和122；升压转换器130，具有连接至输入端111的第一升压转换器端131、连接至输出端112的第二升压转换器端132以及连接至电容器121和122之间的连接点123的第三升压转换器端133；升压模块140，具有连接至接地端113的第一升压模块端141、连接至输出端112的第二升压模块端142和连接至连接点123的第三升压模块端143。

技术领域

本发明涉及一种功率转换器，尤其涉及一种用于可再生能源设备例如光伏设备或风能设备的功率转换器。

背景技术

太阳能系统是用于将太阳的辐射能转化为电能的系统。在一些应用中，电能直接由本地负载使用，而在另一些应用中，将产生的电能泵送回电网。太阳能转换系统包括从太阳能产生DC电压/电流的光伏板和将生成的DC电压/电流转换为适用于驱动本地负载或泵送回电网的AC电压/电流的功率转换器。

太阳能转换系统最重要的要求之一是收集和效率。本文的收集是指在特定情况下从光伏板提取尽可能多的能量。效率是提供给负载或电网的能量与从光伏板提取的能量之比。目前，市场上最好的产品的效率低于98.8％。

这种功率转换的常用方法是单次转换。这意味着在单个步骤中将光伏板产生的DC电压或电流转换成AC电压或电流。图3示出了这种具有单次转换的传统DC/AC功率转换器的示意框图。

在传统的DC/AC功率转换器1100中，光伏板1110连接到三相DC/AC功率转换器1130的输入端。例如，三相PWM逆变器可用作DC/AC功率转换器1130。总线电容器1140与DC/AC功率转换器1130的输入端并联。DC/AC功率转换器1130的输出端连接到三相电网1150。

DC/AC功率转换器1130将光伏板1110提供的DC电压转换成馈送至电网1150的三相AC电压。但是，光伏板1110提供的DC电压随时间变化，因此DC/AC功率转换器1130的输入端的DC总线电压Vbus也随时间变化。

这种方法的主要缺点包括：

·光伏板不能以最佳的方式运行，这导致整个系统的收集率低；

·如果采用互连式变压器，输出电压降低，产生270V至330V之间的电压；

·在并网无变压器应用的情况下，不可能降低输出电压；

·造成高传导损耗。

为了避免这些缺点，通常使用双转换。这意味着在第一步中，将光伏板产生的DC电压或电流转换成另一个DC电压或电流，然后在第二步中将该DC电压或电流转换成AC电压或电流。图4示出了这种具有双转换和恒定中间DC链路电压的传统DC/AC功率转换器的示意框图。

在传统的DC/AC功率转换器1200中，光伏板1210连接到DC/DC功率转换器1220的输入端。例如，升压DC/DC转换器可以用作DC/DC功率转换器1220。DC/DC功率转换器1120的输出端与三相DC/AC功率转换器1230的输入端相连。例如，三相PWM逆变器可以用作DC/AC功率转换器1230。总线电容器1240与DC/AC功率转换器1230的输入端并联。DC/AC功率转换器1230的输出端连接到三相电网1250。

所述DC/DC功率转换器1120将光伏板1210提供的DC电压转换为另一个DC电压。在本示例中，即使光伏板1210提供的DC电压随时间变化，DC/DC功率转换器1120的输出端以及DC/AC功率转换器1230的输入端处的DC总线电压Vbus恒定。然后DC/AC功率转换器1230将该恒定DC总线电压Vbus转换成三相AC电压，并馈送至电网1250。

这种方法的主要缺点包括：

·需要大的输入电感器；