直流/交流變流器的製作方法

2023-05-03 17:05:16

專利名稱：直流/交流變流器的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種直流/交流變流器，尤指一種可降低切換損失及提高系統效 率，且其直流電源輸入埠的負輸入端可直接與一單相交流市電系統的一中性線連接的直流 /交流變流器。
背景技術：
由於近來人類大量開採、使用非再生能源，如石油、煤等，雖然帶動全球的經濟與 科技的發展、提高人類的生活質量，卻也明顯造成全球氣候暖化、地理環境汙染等問題。此 外，非再生能源其可應用量有限的情況下，其價格日漸高漲；各國政府紛紛發展替代性綠色 能源，以提高能源的使用效率、降低環境汙染。所以，發展綠色能源以替代非再生能源已成 為全球發展的趨勢，例如太陽能發電、風力發電、燃料電池等發展，市電並聯型太陽能系統 與風力發電系統為目前較具經濟效益的綠色電能發電系統。就市電並聯型太陽能發電系統而言，其架構主要包含一前級輸入直流/直流轉換 器、一後級直流/交流變流器以及一作為控制核心的數字訊號處理器。其動作原理是先利 用該直流/直流轉換器將太陽能產生的電能經過調整後，再利用該直流/交流變流器將直 流電能轉換為交流電能並傳送至市電系統。因此，良好的電路架構設計有助於提高整體發 電系統效率、縮小體積、降低成本。隨著科技時代的進步、半導體元件的日新月異，許多高切換頻率的功率開關元件 被發展出來，並應用在電能轉換設備上，然而這些功率開關元件於切換時將產生切換損失， 造成效率的降低，如何設計可以降低電能轉換設備切換損失的電路架構，提高電能轉換設 備的效率，在綠色能源發電系統使用上非常重要。直流/交流變流器的設計在綠色能源發電系統中十分重要，市電並聯型綠色能源 發電系統中，其直流/交流變流器是用以將直流電能轉換為交流電能並傳送至市電系統， 直流/交流變流器必須產生一與市電系統電壓同相位的弦波電流注入市電系統。一般直流 /交流變流器的電路可區分為半橋式(Half-Bridge)和全橋式(Full-Bridge)兩種架構，請 參考圖1所示，為現有半橋式變流器的主電路架構，由圖可見，主要包含一第一功率開關τΑ+ 和一第二功率開關Ta-及兩個等值直流電容器。當該第一功率開關TA+導通且該第二功率開
關7載止時，該變流器的輸出電壓&二相反地，當該第二功率開關T導通且該第一
Α"ΣΑ_
功率開關Τα+截止時，該變流器的輸出電壓^O 。所以，藉由控制第一功率開關Τα+與第
二功率開關Ta-的導通與截止，即可控制該變流器輸出一交流電壓，進而控制該變流器輸出 一期望的交流電流。為達此目的，其中Vd/2必須大於市電系統電壓的振幅。請參考圖2所示，為一現有全橋式變流器，主要包含一第一功率開關TA+、一第二功 率開關Ta-、一第三功率開關Tb+及一第四功率開關Tb-。其基本動作原理為當該第一功率開 關TA+及該第四功率開關Tb-導通，該第二功率開關TA_及該第三功率開關TB+截止，該變流器的輸出電壓\ = +Vd ；相反地，當該第二功率開關Ta-和該第三功率開關TB+導通，且該第一功 率開關TA+和該第四功率開關TB-截止，此時該變流器的輸出電壓\ = -Vd ；而當該第一功率 開關TA+和該第三功率開關TB+導通及該第二功率開關TA_和該第四功率開關TB_截止，或當該 第二功率開關TA- 和該第四功率開關Tb-導通及該第一功率開關TA+和該第三功率開關Tb+截 止，此時該變流器的輸出電壓1 = 0，一般而言Vd必須大於市電系統電壓的振幅。所以，借 由控制該第一功率開關TA+、該第二功率開關Ta-、該第三功率開關Tb+與該第四功率開關Tb_ 的導通與截止，即可控制該變流器輸出一交流電壓，進而控制該變流器輸出一期望的交流 電流。然而不論全橋式變流器或半橋式變流器電路，在動作時，至少必須同時有兩個功 率開關作高頻切換，因此有相當高的切換損失。而單相市電系統，其中一條電力線為中性 線，在一些綠色能源發電系統應用中，例如應用於薄膜太陽能電池的發電系統，綠色能源的 輸出直接連接到變流器的直流電源輸入埠，在應用中必須將變流器直流電源輸入埠的負輸 入端連接至市電系統的中性線，由圖1與圖2的半橋式變流器或全橋式變流器電路中，其直 流側的負端不能直接連接至市電系統的中性線，因此半橋式變流器或全橋式變流器電路應 用於部分綠色能源發電系統時，其必須額外再利用一變壓器作電氣隔離才能使用，這將造 成成本和體積的增加，並降低效率。因此發展高效率且直流電源輸入埠的負輸入端可直接 連接至該市電系統的中性線的變流器將非常重要。

發明內容
本發明所要解決的主要技術問題在於，克服現有技術存在的上述缺陷，而提供一 種直流/交流變流器，共能提高轉換效率、減少切換損失、且直流電源輸入埠的負輸入端可 直接連接至一市電系統的中性線。為達成前述目的，本發明直流/交流變流器包含有一直流電源輸入埠，其包含一正輸入端及一負輸入端，連接至一直流電源；一降壓式轉換器，包含一降壓式轉換電路及一輸入端、一輸出端與一共用端，其輸 入端及共用端是分別連接至該直流電源輸入埠的正輸入端及負輸入端；一升/降壓式轉換器，包含一升/降壓式轉換電路及一輸入端、一輸出端與一共 用端，且其輸入端、共用端及輸出端是分別與該降壓式轉換器的輸入端、共用端及輸出端連 接；一輸出濾波器，包含一濾波器電路、一輸入端、一輸出端與一共用端，其輸入端是 連接至該降壓式轉換器的輸出端，其共用端是連接至該降壓式轉換器的共用端，其用以濾 除該降壓式轉換器與該升/降壓式轉換器產生的高頻諧波；一交流輸出埠，包含一輸出端及一共用端，其輸出端及共用端是分別連接至該輸 出濾波器的輸出端與共用端，該交流輸出埠用以作為該直流/交流變流器的輸出，其連接 至一單相交流市電系統，且交流輸出端的共用端是連接至該單相交流市電系統的一中性 線。該降壓式轉換器及該升/降壓式轉換器兩者是交替運作，以產生一交流弦波電流 由該交流輸出埠輸出至該單相交流市電系統，其中，該降壓式轉換器負責在該單相交流市 電系 統正半周時產生該交流弦波電流的正半周信號，該升/降壓式轉換器負責在該單相交流市電系統負半周時產生該交流弦波電流的負半周信號。無論於該單相交流市電系統正半 周或負半周時段，僅使用單一顆的功率開關進行高頻切換，故可有效減少切換損失以提高 能量轉換效率，且直流電源輸入埠的負輸入端是直接經交流輸出埠的共用端連接至該單相 交流市電系統的中性線。前述直流/交流變流器，其中輸出濾波器的該濾波器電路由一電容及一電感組 成，其用以濾除該降壓式轉換器與該升/降壓式轉換器產生的高頻諧波，該電容的兩端分 別連接在該輸出濾波器的該輸入端與該共用端之間，該電感的兩端分別連接在該輸出濾波 器的該輸入端與該輸出端間。前述直流/交流變流器，其中降壓式轉換器的該降壓式轉換電路及該升/降壓式 轉換器的該升/降壓式轉換電路，其包含有一第一功率開關、一第二功率開關、一第三功率 開關、一第四功率開關、一二極體及一儲能電感，其中；該第一功率開關的第一端連接該直 流電源輸入埠的該正輸入端，該第一功率開關的第二端連接該第二功率開關的第一端、該 二極體的第二端及該儲能電感的第一端；該第二功率開關的第二端與該二極體的第一端連 接後再共同連接至該直流電源輸入埠的該負輸入端；該第三功率開關的第一端連接該直流 電源輸入埠的該正輸入端，該第三功率開關的第二端連接該儲能電感的第二端及該第四功 率開關的第一端；該第四功率開關的第二端連接該輸出濾波器的輸入端。前述直流/交流變流器，其中第一功率開關、該第二功率開關及該第三功率開關 是由一電力電子開關構成，該第四功率開關由一電力電子開關及一二極體並接而成。前述直流/交流變流器，其中當所述第二功率開關及該第三功率開關恆維持截 止，僅控制該第一功率開關高頻交替地導通/截止，且該第四功率開關維持導通時，構成該 降壓式轉換器；反之，當該第一功率開關及該第四功率開關恆維持截止，僅控制該第三功率 開關高頻交替地導通/截止，且該第二功率開關維持導通時，構成該升/降壓式轉換器。前述直流/交流變流器，其中降壓式轉換器的該降壓式轉換電路及該升/降壓式 轉換器的該升/降壓式轉換電路，其包含有一第一功率開關、一第二功率開關、一第三功率 開關、一第四功率開關、一第一儲能電感及一第二儲能電感，其中該第一功率開關的第一 端連接該直流電源輸入埠的該正輸入端，其第二端連接該第四功率開關的第二端與該第一 儲能電感的第一端；該第四功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該負輸入端；該第 三功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該正輸入端，該第三功率開關的第二端連接 該第二儲能電感的第一端及該第二功率開關的第二端，該第二儲能電感的第二端是連接該 直流電源輸入埠的該負輸入端；該第二功率開關的第一端連接該第一儲能電感的第二端及 該輸出濾波器的輸入端。前述直流/交流變流器，其中第一功率開關及該第三功率開關是由一電力電子開 關構成，該第二功率開關及該第四功率開關是由一電力電子開關及一二極體串接而成。前述直流/交流變流器，其中當所述第二功率開關及該第三功率開關恆維持截 止，僅控制該第一功率開關高頻交替地導通/截止，且該第四功率開關維持導通時，是構成 該降壓式轉換器；反之，當該第一功率開關及該第四功率開關恆維持截止，僅控制該第三功 率開關高頻交替地導通/截止，且該第二功率開關維持導通時，是構成該升/降壓式轉換
ο前述直流/交流變流器，其中第一功率開關及該第三功率開關分別在該單相交流市電系統電壓的正半周及負半周採用高頻脈衝寬度調變技術加以控制，同一時間只有一功 率開關作高頻脈衝寬度調變，該第二功率開關及該第四功率開關則以與該單相交流市電系 統同步的方波加以控制。本發明的有益效果是，


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是一現有半橋式變流器的電路圖。圖2是一現有全橋式變流器的電路圖。圖3是本發明的電路方塊圖。圖4是本發明第一實施例的詳細電路圖。圖5A是本發明第一實施例操作於降壓式轉換器(Buck converter)的電路動作 圖。圖5B是本發明第一實施例操作於升/降壓式轉換器(Buck/Boostconverter)的 電路動作圖。圖6是本發明第二實施例的詳細電路圖。圖7A是本發明第二實施例操作於降壓式轉換器(Buck converter)的電路動作 圖。圖7B是本發明第二實施例操作於升/降壓式轉換器(Buck/Boostconverter)的 電路動作圖。主要元件符號說明10直流電源輸入埠20降壓式轉換器30升/降壓式轉換器40輸出濾波器401 電容402 電感50交流輸出埠Sl第一功率開關S2第二功率開關S3第三功率開關S4第四功率開關C 電容L儲能電感Ll第一儲能電感L2第二儲能電感TA+第一功率開關TA_第二功率開關TB+第三 功率開關
Tb-第四功率開關
具體實施例方式請參考圖3所示，為本發明直流/交流變流器的電路方塊圖，包含有一直流電源 輸入埠、一降壓式轉換器、一升/降壓式轉換器、一輸出濾波器及一交流輸出埠。該直流電源輸入埠10，包含一正輸入端及一負輸入端，連接至一直流電源；該降壓式轉換器20 (Buck converter)，包含一降壓式轉換電路及一輸入端、一輸 出端及一共用端，其輸入端及共用端是分別連接至該直流電源輸入埠10的正輸入端及負 輸入端；該升/降壓式轉換器30 (Buck/Boost Converter)，包含一升/降壓式轉換電路及 一輸入端、一輸出端及一共用端，且其輸入端、共用端及輸出端是分別與該降壓式轉換器20 的輸入端、共用端及輸出端連接；該輸出濾波器40，包含一濾波器電路、一輸入端、一輸出端及一共用端，其輸入端 是連接至該降壓式轉換器20的輸出端，其共用端是連接至該降壓式轉換器20的共用端，其 用以濾除該降壓式轉換器20與該升/降壓式轉換器30產生的高頻諧波；該交流輸出埠50，包含一輸出端及一共用端，其輸出端及共用端是分別連接至該 輸出濾波器40的輸出端與共用端，該交流輸出埠用以作為該直流/交流變流器的輸出，其 連接至一單相交流市電系統，且該交流輸出埠的共用端是連接至該單相交流市電系統的一 中性線N。該降壓式轉換器20及該升/降壓式轉換器30兩者是交替運作，以產生一交流弦 波電流由該交流輸出埠50輸出至該單相交流市電系統，其中，該降壓式轉換器20負責在該 單相交流市電系統正半周時產生該交流弦波電流的正半周信號，該升/降壓式轉換器30負 責在該單相交流市電系統負半周時產生該交流弦波電流的負半周信號。該輸出濾波器40 的濾波器電路是由一電容401及一電感402所組成，該電容401的兩端是分別連接在該輸 出濾波器40的輸入端與共用端之間，該電感402的兩端分別連接在該輸出濾波器40的輸 入端與輸出端間。請再參考圖3所示，本發明的直流/交流變流器中，該單相交流市電系統 的中性線N是與該直流電源的負端直接連接。請參考圖4所示為本發明第一實施例直流/交流變流器的具體電路圖，構成該降 壓式轉換器20的降壓式轉換電路及該升/降壓式轉換器30的升/降壓式轉換電路的元件 包含有第一功率開關Sl 第四功率開關S4、一二極體D及一儲能電感L。該第一功率開關 Si、第二功率開關S2及第三功率開關S3是由一電力電子開關構成，該第四功率開關S4是 由一電力電子開關及一二極體並接而成，該儲能電感L是由該降壓式轉換器20及該升/降 壓式轉換器30所共用。該第一功率開關Sl的第一端是與該直流電源輸入埠10的正輸入端相連接，該第 一功率開關Sl的第二端是與該第二功率開關S2的第一端、該二極體D的第二端及該儲能 電感L的第一端相連接，該第二功率開關S2的第二端與該二極體D的第一端連接後再共同 連接至該直流電源輸入埠10的負輸入端，該第三功率開關S3的第一端是連接至該直流電 源輸入埠10的正輸入端，該第三功率開關S3的第二端是與該儲能電感L的第二端及該第 四功率開關S4的第一端相連接，該第四功率開關S4的第二端是連接至該輸出濾波器40的輸入端，該輸出濾波器40的共用端是連接至該直流電源輸入埠10的負輸入端，該輸出濾波 器40的輸出端及共用端是連接至該交流輸出埠50，該交流輸出埠50是經兩電力線連接至 該單相交流市電系統，該單相交流市電系統的兩電力線其中一條為中性線N，其在單相交流 市電系統處接至地電位，參考圖4所示本發明第一實施例的直流/交流變流器中，該單相交 流市電系統的中性線是直接電性連接至該直流電源的負端，即在本發明第一實施例的直流 /交流變流器中該直流電源的負端與該單相交流市電系統的中性線是等電位的。藉由適當地控制該第一功率開關Sl 第四功率開關S4的導通/截止時序，可使 電路形成該降壓式轉換器20及該升/降壓式轉換器30的架構，並將該直流電源輸出的直 流電能轉換成交流電能注入該單相交流市電系統，該注入的交流電能是以一與該單相交流 市電系統電壓同相位的弦波電流送入該單相交流市電系統。於本實施例中，該第一功率開 關Sl及該第三功率開關S3是分別在該單相交流市電系統電壓的正半周及負半周採用高頻 脈衝寬度調變(PWM)技術加以控制，同一時間只有一功率開關作高頻脈衝寬度調變，該第 二功率開關S2及該第四功率開關S4則以與該單相交流市電系統同步的方波加以控制，以 下針對兩種電路模式的動作加以詳細說明。A、降壓式轉換器請參考圖5A所示，在該單相交流市電系統正半周時，是令該第二功率開關S2及第 三功率開關S3維持截止而等同開路，第四功率開關S4維持導通而等同短路，使該直流/交 流變流器構成如圖5A所示的降壓式轉換器20操作，請參考圖5A，控制該第一功率開關Sl 交替地導通/截止，當該第一功率開關Sl導通時，該二極體D因反向偏壓而開路，由於該直 流電源的電壓恆大於該單相交流市電系統電壓的振幅，因此該直流電源將提供能量給該儲 能電感L儲存能量，並供應該單相交流市電系統，該儲能電感L的電流上升；當該第一功率 開關Sl截止時，該二極體D因順向偏壓而短路，該儲能電感L釋放能量經該二極體D以繼 續供給該單相交流市電系統，該儲能電感L的電流下降。因此採用高頻脈衝寬度調變技術 控制該第一功率開關Si，即可控制在該單相交流市電系統正半周時產生一正半周的交流弦 波電流注入該單相交流市電系統。B、升/降壓式轉換器請參考圖5B所示，在該單相交流市電系統負半周時，是令該第一功率開關Sl及第 四功率開關S4維持截止，而該第四功率開關S4內的二極體仍可發揮作用，而第二功率開關 S2持續維持導通而等同短路，使該直流/交流變流器構成如圖5B所示的升/降壓式轉換器 30操作。該第三功率開關S3是控制為高頻交替地導通/截止；當該第三功率開關S3導通 時，由該直流電源提供能量給該儲能電感L以儲存能量，該儲能電感L電流的大小上升；當 該第三功率開關S3截止時，由於儲能電感L的電流流向的關係，使得該第四功率開關S4內 的二極體呈現導通狀態，由儲能電感L釋放能量經該第四功率開關S4內的二極體以供給該 單相交流市電系統，該儲能電感L電流的大小下降，由於儲能電感L的電流流向的關係，使 得流入該單相交流市電系統的電流為負。因此採用高頻脈衝寬度調變技術控制該第三功率 開關S3，即可控制在該單相交流市電系統負半周時產生一負半周的交流弦波電流注入該單 相交流市電系統。請參考圖6所示，為本發明第二實施例直流/交流變流器的具體電路圖，構成該降 壓式轉換器20的降壓式轉換電路，及構成該升/降壓式轉換器30的升/降壓式轉換電路的元件包含第一功率開關Sl 第四功率開關S4、一第一儲能電感Ll及一第二儲能電感 L2，其中第二功率開關S2及第四功率開關S4是由一電力電子開關及一二極體串接而成。該第一功率開關Sl的第一端連接該直流電源輸入埠10的正輸入端，其第二端連 接該第四功率開關S4的第二端與該第一儲能電感Ll的第一端；該第四功率開關S4的第 一端連接該直流電源輸入埠10的負輸入端；該第三功率開關S3的第一端是連接該直流電 源輸入埠10的正輸入端，該第三功率開關S3的第二端連接該第二儲能電感L2的第一端及 該第二功率開關S2的第二端，該第二儲能電感L2的第二端連接該直流電源輸入埠10的負 輸入端，該第二功率開關S2的第一端連接該第一儲能電感Ll的第二端及該輸出濾波器40 的輸入端，該輸出濾波器40的中性端連接該直流電源輸入埠10的負輸入端，該輸出濾波器 40的輸出端與中性端連接至該交流輸出埠50，該交流輸出埠50經兩電力線連接至該單相 交流市電系統，該單相交流市電系統的兩電力線其中一條為中性線，其在單相交流市電系 統處接至地電位，參考圖6所示，本發明第二實施例的直流/交流變流器中，該單相交流市 電系統的中性線直接電性連接至該直流電源的負端，即在本發明第一實施例的直流/交流 變流器中，該直流電源的負端與該單相交流市電系統的中性線是等電位的。第二實施例藉由適當地控制該第一功率開關Sl 第四功率開關S4的導通/截止 時序，可使電路形成該降壓式轉換器20及該升/降壓式轉換器30的架構，並將該直流電源 輸出的直流電能轉換成交流電能注入該單相交流市電系統，該注入的交流電能是以一與該 單相交流市電系統電壓同相位的弦波電流的型式送入該單相交流市電系統。於本實施例 中，該第一功率開關Sl及該第三功率開關S3是分別在該單相交流市電系統電壓的正半周 及負半周時採用高頻脈衝寬度調變(PWM)技術加以控制，同一時間只有一功率開關作高頻 脈衝寬度調變，該第二功率開關S2及該第四功率開關S4則以與該單相交流市電系統同步 的方波加以控制，以下針對兩種電路模式的動作加以詳細說明。A、降壓式轉換器請參考圖7A所示，在該單相交流市電系統正半周時，是令該第二功率開關S2及第 三功率開關S3維持截止而等同開路，第四功率開關S4內的電力電子開關維持導通，使該直 流/交流變流器構成如圖7A所示的降壓式轉換器20操作。請參考圖7A，控制該第一功率 開關Sl高頻交替地導通/截止，當該第一功率開關Sl導通時，該第四功率開關S4內部二 極管因反向偏壓而開路，由於該直流電源的電壓恆大於該單相交流市電系統電壓的振幅， 因此該直流電源將提供能量給該第一儲能電感Ll儲存能量，並供應該單相交流市電系統， 該第一儲能電感Ll的電流上升；當該第一功率開關Sl截止時，該第四功率開關S4內部二 極管因順向偏壓而短路，該第一儲能電感Ll釋放能量經該第四功率開關S4以繼續供給該 單相交流市電系統，該第一儲能電感Ll的電流下降。因此採用高頻脈衝寬度調變技術控制 該第一功率開關Si，即可控制在該單相交流市電系統正半周時產生一正半周的交流弦波電 流注入該單相交流市電系統。B、升/降壓式轉換器請參考圖7B所示，在該單相交流市電系統負半周時，是令該第一功率開關Sl及第 四功率開關S4維持截止，而等同開路，而第二功率開關S2內的電力電子開關維持導通，使 該直流/交流變流器構成如圖7B所示的升/降壓式轉換器30操作。該第三功率開關S3是 控制為高頻交替地導通/截止；當該第三功率開關S3導通時，該第二功率開關S2內部二極
10管因反向偏壓而開路，由該直流電源提供能量給該第二儲能電感L2以儲存能量，該第二儲 能電感L2電流的大小上升；當該第三功率開關S3截止時，該第二功率開關S2內部二極體 因順向偏壓而短路，由第二儲能電感L2釋放能量經該第二功率開關S2以供給該單相交流 市電系統，該第二儲能電感L2電流的大小下降，由於第二儲能電感L2的電流流向的關係， 使得流入該單相交流市電系統的電流為負。因此採用高頻脈衝寬度調變技術控制該第三功 率開關S3，即可控制在該單相交流市電系統負半周時產生一負半周的交流弦波電流注入該 單相交流市電系統。
權利要求
一種直流/交流變流器，其特徵在於，包括一直流電源輸入埠，包含一正輸入端及一負輸入端，其連接至一直流電源；一降壓式轉換器，包含一降壓式轉換電路、一輸入端、一共用端與一輸出端，該輸入端及共用端連接至該直流電源輸入埠的該正輸入端及該負輸入端；一升/降壓式轉換器，包含一升/降壓式轉換電路、一輸入端、一共用端與一輸出端，且該輸入端、該共用端及該輸出端分別與該降壓式轉換器的該輸入端、該共用端及該輸出端連接；一輸出濾波器，包含一濾波器電路、一輸入端、一輸出端及一共用端，該輸出濾波器的該輸入端連接至該降壓式轉換器的該輸出端，該輸出濾波器的該共用端連接至該降壓式轉換器的該共用端；一交流輸出埠，包含一輸出端及一共用端，該交流輸出埠的該輸出端及該共用端分別連接至該輸出濾波器的該輸出端與該共用端，該交流輸出埠用以作為該直流/交流變流器的輸出，其連接至一單相交流市電系統，且該交流輸出埠的該共用端連接至該單相交流市電系統的一中性線；該降壓式轉換器及該升/降壓式轉換器兩者交替運作，以產生一交流弦波電流由該交流輸出埠輸出至該單相交流市電系統，其中，該降壓式轉換器負責在該單相交流市電系統正半周時產生該交流弦波電流的正半周信號，該升/降壓式轉換器負責在該單相交流市電系統負半周時產生該交流弦波電流的負半周信號。
2.根據權利要求1所述直流/交流變流器，其特徵在於所述輸出濾波器的該濾波器 電路由一電容及一電感組成，其用以濾除該降壓式轉換器與該升/降壓式轉換器產生的高 頻諧波，該電容的兩端分別連接在該輸出濾波器的該輸入端與該共用端之間，該電感的兩 端分別連接在該輸出濾波器的該輸入端與該輸出端間。
3.根據權利要求1所述直流/交流變流器，其特徵在於所述降壓式轉換器的該降壓 式轉換電路及該升/降壓式轉換器的該升/降壓式轉換電路，其包含有一第一功率開關、一 第二功率開關、一第三功率開關、一第四功率開關、一二極體及一儲能電感，其中；該第一功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該正輸入端，該第一功率開關的第 二端連接該第二功率開關的第一端、該二極體的第二端及該儲能電感的第一端；該第二功率開關的第二端與該二極體的第一端連接後再共同連接至該直流電源輸入 埠的該負輸入端；該第三功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該正輸入端，該第三功率開關的第 二端連接該儲能電感的第二端及該第四功率開關的第一端；該第四功率開關的第二端連接該輸出濾波器的輸入端。
4.根據權利要求3所述直流/交流變流器，其特徵在於所述第一功率開關、該第二功 率開關及該第三功率開關是由一電力電子開關構成，該第四功率開關由一電力電子開關及 一二極體並接而成。
5.根據權利要求3所述直流/交流變流器，其特徵在於當所述第二功率開關及該第 三功率開關恆維持截止，僅控制該第一功率開關高頻交替地導通/截止，且該第四功率開 關維持導通時，構成該降壓式轉換器；反之，當該第一功率開關及該第四功率開關恆維持截 止，僅控制該第三功率開關高頻交替地導通/截止，且該第二功率開關維持導通時，構成該升/降壓式轉換器。
6.根據權利要求1所述直流/交流變流器，其特徵在於所述降壓式轉換器的該降壓 式轉換電路及該升/降壓式轉換器的該升/降壓式轉換電路，其包含有一第一功率開關、一 第二功率開關、一第三功率開關、一第四功率開關、一第一儲能電感及一第二儲能電感，其 中該第一功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該正輸入端，其第二端連接該第四 功率開關的第二端與該第一儲能電感的第一端；該第四功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該負輸入端；該第三功率開關的第一端連接該直流電源輸入埠的該正輸入端，該第三功率開關的第 二端連接該第二儲能電感的第一端及該第二功率開關的第二端，該第二儲能電感的第二端 是連接該直流電源輸入埠的該負輸入端；該第二功率開關的第一端連接該第一儲能電感的第二端及該輸出濾波器的輸入端。
7.根據權利要求6所述直流/交流變流器，其特徵在於所述第一功率開關及該第三 功率開關是由一電力電子開關構成，該第二功率開關及該第四功率開關是由一電力電子開 關及一二極體串接而成。
8.根據權利要求6所述直流/交流變流器，其特徵在於當所述第二功率開關及該第 三功率開關恆維持截止，僅控制該第一功率開關高頻交替地導通/截止，且該第四功率開 關維持導通時，是構成該降壓式轉換器；反之，當該第一功率開關及該第四功率開關恆維持 截止，僅控制該第三功率開關高頻交替地導通/截止，且該第二功率開關維持導通時，是構 成該升/降壓式轉換器。
9.根據權利要求3或6所述直流/交流變流器，其特徵在於所述第一功率開關及該 第三功率開關分別在該單相交流市電系統電壓的正半周及負半周採用高頻脈衝寬度調變 技術加以控制，同一時間只有一功率開關作高頻脈衝寬度調變，該第二功率開關及該第四 功率開關則以與該單相交流市電系統同步的方波加以控制。
全文摘要
一種直流/交流變流器，包含有一直流電源輸入埠、一降壓式轉換器、一升/降壓式轉換器、一輸出濾波器及一交流輸出埠；直流/交流變流器的直流電源輸入埠具有一正輸入端及負輸入端連接至一直流電源，交流輸出埠連接至一單相交流市電系統，當單相交流市電系統正半周時，降壓式轉換器動作以產生一交流弦波電流的正半周信號，當單相交流市電系統負半周時，升/降壓式轉換器動作以產生一交流弦波電流的負半周信號，無論於單相交流市電系統正、負半周時段，該直流/交流變流器皆僅控制單顆功率開關進行高頻交替導通/截止動作，故可有效降低切換損失，且直流/交流變流器的直流電源輸入埠的負輸入端可直接與單相交流市電系統的一中性線相連接。
文檔編號H02M1/12GK101882883SQ200910136590
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月8日 優先權日2009年5月8日
發明者馮雅聰, 吳晉昌, 賴立祥, 陳俊翰, 高明聖 申請人:盈正豫順電子股份有限公司