專利名稱：用于控制單相dc/ac轉(zhuǎn)換器的方法和轉(zhuǎn)換器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制單相DC/AC轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換器裝置。
背景技術(shù)：
隔離轉(zhuǎn)換器可以用于在轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出之間提供電流隔離。例如，在由光電 板產(chǎn)生的DC電壓被轉(zhuǎn)換為AC電壓并被給送到AC供電網(wǎng)絡(luò)的光電(PV)應(yīng)用中，這種電流 隔離可能是必須的。非隔離轉(zhuǎn)換器的使用會引起由于光電模塊的寄生電容導(dǎo)致的漏電流， 這可能引起特別是在薄膜光電模塊中的劣化。此外，缺少隔離會危害設(shè)備的安全。實(shí)際上， 某些國家的國家規(guī)定要求光電板和AC供電網(wǎng)絡(luò)之間的電流隔離。電流隔離可以通過使用與轉(zhuǎn)換器連接的隔離變壓器來實(shí)現(xiàn)。低頻變壓器通常龐大 并且笨重，因此將優(yōu)選地使用高頻變壓器，以便使得系統(tǒng)更加緊湊并且潛在地更便宜。轉(zhuǎn)換 器中高頻變壓器的使用要求為變壓器供電的轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率也較高。換言之，一般慢的 開關(guān)速度要求較大的部件值，而較快的開關(guān)速度使得能夠在轉(zhuǎn)換器中使用更小更便宜的無 源部件(例如，變壓器、電感器和電容器)。然而，盡管較高的開關(guān)頻率將是所期望的，但是開關(guān)部件(諸如IGBT(絕緣柵雙極 型晶體管)和FET(場效應(yīng)晶體管))的特性會給可以使用的開關(guān)頻率設(shè)置限制。當(dāng)開關(guān)頻 率增加時(shí)，開關(guān)損耗通常也增加。結(jié)果，轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率的增加可能是不可行的或者甚至 不可能超過特定限值。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法以及用于實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備，以便解決或者 至少緩解以上問題。使用其特征在于獨(dú)立權(quán)利要求中所聲明內(nèi)容的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明基于如下思想將兩個(gè)或者更多個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出與彼此以及與 隔離變壓器的輸入級聯(lián)，并且控制單相DC/AC轉(zhuǎn)換器，以輪流將電力從它們的輸入傳遞到 它們的輸出，即，使得單相DC/AC轉(zhuǎn)換器按照連續(xù)的次序一個(gè)接一個(gè)地將電力傳遞到變壓本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于隔離變壓器的等效頻率被增加到在單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中使用 的開關(guān)頻率的多倍。換言之，可以在不增加單獨(dú)DC/AC轉(zhuǎn)換器中使用的開關(guān)頻率的情況下， 增加變壓器中的頻率。所得到的頻率的增加使得能夠減小變壓器和其它這種無源部件的大 小，因此，也降低了它們的成本。另外，可以減小并且有效改進(jìn)整體轉(zhuǎn)換器的體積。本發(fā)明 可以與利用DC/AC轉(zhuǎn)換器和隔離變壓器的任何應(yīng)用結(jié)合使用。


在下文中，將參照附圖，結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的框圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電路圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的框圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的框圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電路圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器控制脈沖的圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器開關(guān)控制脈沖的圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓和電流圖；以及 圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓和電流圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的應(yīng)用不限于任何特定系統(tǒng)，而是可以與各種電氣系統(tǒng)結(jié)合使用。另外，本 發(fā)明的使用不限于采用任何特定基頻或者任何特定電壓水平的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 兩個(gè)或者更多個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出與彼此以及與隔離變壓器的輸入級聯(lián)連接。圖1 示出根據(jù)某些可能實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器裝置的簡化框圖。該圖僅示出了對理解本發(fā)明必要的 部件。圖1的示例性裝置示出了三個(gè)連接的DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN。DC/AC轉(zhuǎn)換器11、 12和IN的輸出與彼此以及與隔離變壓器T的輸入10級聯(lián)，即串聯(lián)連接。如圖1中的示例 所示，隔離變壓器T可以進(jìn)一步例如經(jīng)由AC/AC轉(zhuǎn)換器(即，在該示例中，通過具有DC鏈電 容器C2的DC鏈連接在一起的AC/DC轉(zhuǎn)換器30和DC/AC轉(zhuǎn)換器40的組合)連接到AC網(wǎng) 絡(luò)50。盡管在該圖中僅示出了兩相連接，但是這種到AC網(wǎng)絡(luò)50的連接可以是兩相或者三 相連接。到單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN的供電可來自任何適當(dāng)?shù)碾娫?。在圖1的示例 性裝置中，每個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器通過一個(gè)或更多個(gè)光電池PVl、PV2和PV3供電。光電池 PVU PV2和PV3優(yōu)選地經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器21,22和2N連接到單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12禾口 1N，其中DC/DC轉(zhuǎn)換器21、22和2N通過具有DC鏈電容器C11、C12和ClN的DC鏈連接到單 相DC/AC轉(zhuǎn)換器。此外，優(yōu)選地在光電池PV1、PV2和PV3與DC/DC轉(zhuǎn)換器21、22和2N之間 使用輸入濾波器FI1、FI2和FIN。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN被控制成輪流將電力從它們 的輸入傳遞到它們的輸出。DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN的控制可由適當(dāng)?shù)目刂蒲b置60 (諸如 一個(gè)或更多個(gè)控制單元或器件)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施例，至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn) 換器11、12和IN中的每個(gè)被控制成在傳遞周期(delivery period)將電力從其輸入傳遞 到其輸出，使得至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中的每個(gè)在預(yù)定開關(guān)周期期間具有一個(gè)傳遞周 期，其中，當(dāng)至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的數(shù)量是N時(shí)，一個(gè)這種傳遞周期的長度是預(yù)定開 關(guān)周期的100% /2N，并且兩個(gè)不同的單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)連續(xù)傳遞周期的起始時(shí)間間 隔預(yù)定開關(guān)周期的100% /N。換言之，在給定的開關(guān)周期期間，至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器 中的每個(gè)在被輪到時(shí)在這樣一個(gè)周期將電力從其輸入傳遞到其輸出該周期的長度是開關(guān) 周期的100% /2N,并且具有連續(xù)次序的不同單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的這種周期的起始時(shí)間間隔 預(yù)定開關(guān)周期的100% /N。以上實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)即至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中 的每個(gè)具有相等的占空比。然而，也可能單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN具有不相等的占空 比，例如，使得一個(gè)轉(zhuǎn)換器在預(yù)定開關(guān)周期期間具有兩個(gè)傳遞周期，而其它的僅具有一個(gè)傳 遞周期。
圖6例示了示出在包括兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12、1N的裝置中的轉(zhuǎn)換器控制 脈沖的圖。第一轉(zhuǎn)換器的控制脈沖以粗線繪制，而第二轉(zhuǎn)換器的控制脈沖以虛線繪制。根 據(jù)上述實(shí)施例，當(dāng)預(yù)定開關(guān)周期具有長度tl時(shí)，第一和第二轉(zhuǎn)換器在開關(guān)周期tl期間均具 有一個(gè)傳遞周期，使得傳遞周期t3的長度是開關(guān)周期的100% /2N, g卩，由于N = 2，所以為 1/4女tl。另外，傳遞周期間隔周期t2，周期t2是預(yù)定開關(guān)周期的100%/N，S卩，如所示那 樣為1/2 * tl。由于兩個(gè)級聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器的這種交織調(diào)制，因此通過轉(zhuǎn)換器的輸出極并 因而通過隔離變壓器T的電流與其電壓相比時(shí)具有N倍的頻率(即當(dāng)N = 2時(shí)為兩倍)。 例如，當(dāng)在兩個(gè)級聯(lián)的轉(zhuǎn)換器情況下的轉(zhuǎn)換器均在15kHz運(yùn)行時(shí)，所得到的隔離變壓器T內(nèi) 的等效頻率(equivalent frequency)是30kHz。以相似方式，在三個(gè)級聯(lián)轉(zhuǎn)換器的情況下， 每個(gè)轉(zhuǎn)換器均在15kHz的頻率運(yùn)行，所得到的隔離變壓器T內(nèi)的等效頻率將是45kHz。然 而，應(yīng)注意的是，本發(fā)明不限于任何特定的頻率，但是級聯(lián)的轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行頻率取決于使用 的特定構(gòu)造。圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電路圖。該電路圖示出可如何實(shí)現(xiàn)圖1的裝置的示 例。單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN可被實(shí)現(xiàn)為半橋逆變器，每個(gè)半橋逆變器分別包括一對 可控開關(guān)Sll和S21、S12和S22以及SlN和S2N。開關(guān)可以是例如晶閘管或者晶體管(諸 如IGBT或者FET)。開關(guān)優(yōu)選地具有分別與開關(guān)Sll、S21、S12、S22和SlN反并聯(lián)連接的、 所謂的無功反饋二極管Dll、D21、D12、D22、DlN和D2N。因此該構(gòu)造中的每個(gè)單相DC/AC 轉(zhuǎn)換器的輸出極通過該轉(zhuǎn)換器的負(fù)DC極和該轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)可控開關(guān)的連接點(diǎn)形成。至少 兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN的控制可以通過控制各開關(guān)來執(zhí)行。到開關(guān)S11、S21、 S12、S22和SlN的控制信號優(yōu)選地來自控制裝置60。為了清楚起見，圖2中沒有示出控制 裝置60和開關(guān)之間的連接。當(dāng)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN中的每個(gè)包括連接到轉(zhuǎn)換器 的正DC極的第一開關(guān)S11、S12、S1N以及連接到轉(zhuǎn)換器的負(fù)DC極的第二開關(guān)S21、S22、S2N 時(shí)，根據(jù)實(shí)施例，通過控制至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN中每個(gè)的第一開關(guān)S11、 S12、SlN在其所屬的DC/AC轉(zhuǎn)換器的傳遞周期 導(dǎo)通，并且通過控制至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn) 換器中每個(gè)的第二開關(guān)S21、S22、S2N在同一 DC/AC轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)Sll、S12、SlN不導(dǎo) 通時(shí)導(dǎo)通，執(zhí)行開關(guān)控制。換言之，例如，當(dāng)例如轉(zhuǎn)換器11具有其傳遞周期時(shí)，通過向開關(guān) Sll的控制輸入(即，在IGBT或者FET的情況下為柵極)施加適當(dāng)?shù)目刂泼}沖來控制開關(guān) Sll導(dǎo)通。在轉(zhuǎn)換器11的傳遞周期之外，通過向開關(guān)S21的控制輸入施加適當(dāng)?shù)目刂泼}沖 來控制開關(guān)S21導(dǎo)通。因此，每個(gè)轉(zhuǎn)換器11、12和IN的第二開關(guān)S21、S22、S2N相對于同 一轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)Sll、S12、SlN互補(bǔ)整流。這在圖7中被示出，圖7以粗線示出了施加 到第一開關(guān)的控制脈沖，并且以虛線示出了施加到轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)第二開關(guān)的控制脈沖。在 圖7中，在每個(gè)給定的開關(guān)周期tl期間，第一開關(guān)被控制成在周期t3導(dǎo)通，并且第二開關(guān) 被控制成在剩余的周期，即tl-t3 = t4導(dǎo)通。可選DC/DC轉(zhuǎn)換器21、22和2N可被實(shí)現(xiàn)為DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，每個(gè)DC/DC升壓轉(zhuǎn) 換器包括開關(guān)S31、S32、S3N、無功反饋二極管D31、D32、D3N以及二極管D81、D82、D8N。DC/ AC轉(zhuǎn)換器30可被實(shí)現(xiàn)為包括四個(gè)二極管DlOl、D102、D103和D104的單相橋整流器。而 DC/AC轉(zhuǎn)換器40從而可被實(shí)現(xiàn)為橋逆變器，在到AC網(wǎng)絡(luò)50的兩相輸出的情況下，該橋逆 變器包括四個(gè)開關(guān)S4、S5、S6和S7、以及優(yōu)選地與所述開關(guān)反并聯(lián)連接的無功反饋二極管 D4、D5、D6和D7。另外，DC/AC轉(zhuǎn)換器40優(yōu)選地包括適當(dāng)?shù)妮敵鰹V波器F0。例如，在到AC網(wǎng)絡(luò)50的三相輸出的情況下，DC/AC轉(zhuǎn)換器40可以被實(shí)現(xiàn)為在三個(gè)臂中包括六個(gè)開關(guān)的 橋逆變器。根據(jù)實(shí)施例，至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器21、22和2N以及隔離變壓器T以諧振模 式運(yùn)行。可以使用各種諧振拓?fù)?，以便?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器器件的軟開關(guān)條件以及由此的整流損耗 的降低。特別地，由于ZVS (零電壓開關(guān))和ZCS (零電流開關(guān))操作，軟開關(guān)允許半導(dǎo)體開 關(guān)損耗減小到幾乎為零。諧振現(xiàn)象可以通過不同的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)。典型的構(gòu)造包括LC和LLC 諧振回路(resonant tank)。LC和LLC諧振回路之間的選擇取決于特定的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。也 可以結(jié)合本發(fā)明利用諧振現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)施例，如圖1和圖2所示，至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換 器經(jīng)由一個(gè)或者更多個(gè)電容器形式的諧振電容器Cr連接到隔離變壓器T。另外，圖1和圖 2的示例性構(gòu)造包括電感器Lm和Lr，電感器Lm和Lr與電容器Cr 一起形成“T” LLC電路， 以實(shí)現(xiàn)諧振。應(yīng)注意的是，電感器Lm和Lr可以是分離的部件，例如，一個(gè)或者更多個(gè)電感 器，或者可被實(shí)現(xiàn)為集成在隔離變壓器T的漏電感和勵(lì)磁電感中。然而，這對本發(fā)明沒有意 義。諧振電容器Cr以及電感器Lm和Lr的值應(yīng)該被選擇為使得它們在一起諧振。諧振電 路的詳細(xì)設(shè)計(jì)(諸如要使用的特定的部件值) 取決于特定的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，因此為了簡潔起 見，在此不更詳細(xì)地說明。圖8示出如下裝置中的開關(guān)S21和S12的電壓(粗線)和電流(虛線)該裝置 對應(yīng)于圖1和2的構(gòu)造，但是僅包括兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11和12。當(dāng)使用如上結(jié)合圖6 或圖7所述的交織調(diào)制時(shí)，當(dāng)與可以在圖中看出的電壓相比時(shí)，通過開關(guān)S21和S12以及由 此通過隔離變壓器T的電流具有雙倍的頻率。在沒有諧振電路從而沒有諧振現(xiàn)象的情況下，也可以使用圖1的構(gòu)造。圖3示出 如下轉(zhuǎn)換器裝置的框圖該轉(zhuǎn)換器裝置對應(yīng)于圖1的裝置，但是缺少諧振電容器Cr和電感 器Lm，并且優(yōu)選地包括在該裝置的次級側(cè)的附加電感器Ls，以便減小輸出側(cè)的電流紋波并 且降低二極管反向恢復(fù)期間的系統(tǒng)的整流損耗。圖3的裝置另外可以以與圖2的電路圖所 示的方式類似的方式來實(shí)現(xiàn)。在沒有諧振電路的情況下，轉(zhuǎn)換器以硬開關(guān)模式運(yùn)行。要以 圖3的構(gòu)造使用的調(diào)制技術(shù)可以與如上已經(jīng)結(jié)合圖1和圖2的構(gòu)造描述的交織調(diào)制相同。 因此，本發(fā)明所提出的交織調(diào)制既可以與諧振也可以與非諧振轉(zhuǎn)換器結(jié)合使用。因而，控制 裝置60對于諧振和非諧振轉(zhuǎn)換器構(gòu)造可以是相同的。圖9示出如下裝置中的開關(guān)S21和 S12的電壓(粗線)和電流(虛線)該裝置對應(yīng)于圖3的構(gòu)造，但是僅包括兩個(gè)單相DC/ AC轉(zhuǎn)換器11和12。如可以從圖9看出的那樣，硬開關(guān)模式中的操作導(dǎo)致與軟開關(guān)模式中 不同的電流形式，但是，當(dāng)與電壓相比時(shí)，通過轉(zhuǎn)換器的輸出極以及由此通過隔離變壓器T 的電流具有N倍的頻率，S卩，當(dāng)N = 2時(shí)為雙倍。圖4和5示出根據(jù)實(shí)施例的另一可替選構(gòu)造的框圖和電路圖。在該可替選構(gòu)造中， 通過在單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN中分別使用與諧振電感器Lr和變壓器T 一起諧振的 兩個(gè)電容器Crll和Cr21、Crl2和Cr22、以及CrlN和Cr2N來引起諧振現(xiàn)象。因此，諧振現(xiàn) 象在DC鏈級已經(jīng)被引入。在圖5的構(gòu)造中，至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中每個(gè)的輸出極通 過兩個(gè)電容器的連接點(diǎn)以及轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)可控開關(guān)的連接點(diǎn)而形成。要以圖4和5的構(gòu)造 使用的調(diào)制技術(shù)優(yōu)選地與如上已經(jīng)結(jié)合圖1和2的構(gòu)造描述的交織調(diào)制相同。如下裝置中 的開關(guān)S21和S12的電壓和電流對應(yīng)于圖8所示的電壓和電流該裝置對應(yīng)于圖4和5的 構(gòu)造，但是僅包括兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11和12。
根據(jù)以上實(shí)施例中的任何一個(gè)或者其組合來控制單相DC/AC轉(zhuǎn)換器11、12和IN 的控制裝置60，其可被實(shí)現(xiàn)為被配置成實(shí)現(xiàn)各個(gè)實(shí)施例的功能的一個(gè)單元或者兩個(gè)或更多 個(gè)分離的單元。這里術(shù)語“單元”一般指的是物理或者邏輯實(shí)體，諸如物理設(shè)備或者其部分 或者軟件例程。例如，根據(jù)任何一個(gè)實(shí)施例的控制裝置60可至少部分借助于一個(gè)或者更多 個(gè)計(jì)算機(jī)或者設(shè)置有適當(dāng)軟件的相應(yīng)的數(shù)字信號處理(DSP)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。這種計(jì)算機(jī)或者 數(shù)字信號處理設(shè)備優(yōu)選地至少包括提供用于數(shù)學(xué)運(yùn)算的存儲區(qū)域的工作存儲器(RAM)， 以及諸如通用數(shù)字信號處理器的中央處理單元(CPU)。CPU可包括寄存器集合、算術(shù)邏輯單 元以及控制單元。CPU控制單元由從RAM傳送到CPU的程序指令序列進(jìn)行控制。CPU控制 單元可包含多個(gè)用于基本操作的微指令。微指令的實(shí)現(xiàn)可取決于CPU設(shè)計(jì)而變化。程序指 令可通過編程語言進(jìn)行編碼，編程語言可以是高級編程語言(諸如C、Java等)或者低級編 程語言(諸如機(jī)器語言或者匯編程序)。計(jì)算機(jī)還可具有操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)可向?qū)懹谐绦?指令的計(jì)算機(jī)程序提供系統(tǒng)服務(wù)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)或者其它設(shè)備或者其部分還可包括 適當(dāng)?shù)挠糜诮邮绽鐪y量和/或控制數(shù)據(jù)的輸入裝置以及用于輸出例如控制數(shù)據(jù)的輸出 裝置。也可以使用用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)任何一個(gè)實(shí)施例的功能的特定集成電路或者分立電部件和器件。如果本發(fā)明的功能的至少部分通過軟件來實(shí)現(xiàn)，則這種軟件可以被提供作為包括 計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序代碼當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)或 者相應(yīng)的裝置執(zhí)行如上所述的根據(jù)本發(fā)明的功能。這種計(jì)算機(jī)程序代碼可被存儲在或者一 般被實(shí)施于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如適當(dāng)?shù)拇鎯ζ鳎缈觳翆懘鎯ζ骰蛘吖獯鎯ζ?上，其 中該計(jì)算機(jī)程序代碼可從該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)被載入到執(zhí)行該程序代碼的單元。另外，例如， 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這種計(jì)算機(jī)程序代碼可經(jīng)由適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)被載入到執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序代 碼的單元，并且其可替代或者更新可能現(xiàn)有的程序代碼。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，隨著技術(shù)前進(jìn)，可以以多種方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基 本思想。因此，本發(fā)明及其實(shí)施例不限于以上示例，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
一種轉(zhuǎn)換器裝置，包括至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)；控制裝置(60)，配置為控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器；以及隔離變壓器(T)，其中所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)的輸出與彼此以及與所述隔離變壓器(T)的輸入級聯(lián)連接；并且所述控制裝置(60)配置為控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)，以輪流將電力從它們的輸入傳遞到它們的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制裝置(60)配置為控制所述至少兩個(gè)單 相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)中的每個(gè)，以在傳遞周期將電力從其輸入傳遞到其輸出，使得 所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中的每個(gè)在預(yù)定開關(guān)周期期間具有一個(gè)傳遞周期，其中， 當(dāng)所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的數(shù)量是N時(shí)，一個(gè)這種傳遞周期的長度是所述預(yù)定開 關(guān)周期的100% ΛΝ，并且兩個(gè)不同的單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)連續(xù)的傳遞周期的起始時(shí)間 間隔所述預(yù)定開關(guān)周期的100% /N。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)均 包括具有兩個(gè)可控開關(guān)(sil，S21，S12，S22，SIN, S2N)的半橋，并且所述控制裝置(60)配 置為通過控制所述開關(guān)來控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述兩個(gè)可控開關(guān)(S11，S21，S12，S22，S1N，S2N) 包括連接到所述轉(zhuǎn)換器的正DC極的第一開關(guān)(S11，S12，S1N)以及連接到所述轉(zhuǎn)換器的負(fù) DC極的第二開關(guān)(S21，S22，S2N)，所述控制裝置(60)配置為控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC 轉(zhuǎn)換器中每個(gè)的所述第一開關(guān)在其所屬的DC/AC轉(zhuǎn)換器的傳遞周期導(dǎo)通，并且控制所述至 少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中每個(gè)的所述第二開關(guān)在同一 DC/AC轉(zhuǎn)換器的所述第一開關(guān)不導(dǎo) 通時(shí)導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)中 每個(gè)的兩個(gè)輸出極由所述轉(zhuǎn)換器的負(fù)DC極和所述兩個(gè)可控開關(guān)(Sll，S21，S12，S22，SlN, S2N)的連接點(diǎn)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)中 每個(gè)的兩個(gè)輸出極由兩個(gè)相互串聯(lián)連接的電容器(Crll，Cr21，Crl2，Cr22，CrlN, Cr2N)的 連接點(diǎn)以及所述兩個(gè)可控開關(guān)的連接點(diǎn)形成，其中所述兩個(gè)相互串聯(lián)連接的電容器與所述 兩個(gè)可控開關(guān)(Sll，S21，S12，S22，SIN, S2N)并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器 (11，12，1N)和所述隔離變壓器⑴以諧振模式操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求5和7所述的裝置，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N) 經(jīng)由諧振電容器(Cr)連接到所述隔離變壓器(T)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的裝置，其中，所述兩個(gè)相互串聯(lián)連接的電容器(Crll， Cr21，Crl2，Cr22，CrlN, Cr2N)配置為作為諧振電容器操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置還包括由所述隔離變壓 器(T)供電的AC/AC轉(zhuǎn)換器(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置還包括用于通過一個(gè)或者更多個(gè)光電池(PV1，PV2，PVN)為所述單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)中的每個(gè)供電的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，用于通過一個(gè)或者更多個(gè)光電池為所述單相 DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)供電的所述裝置包括DC/DC轉(zhuǎn)換器(21，22，2N)。
13.一種用于控制這樣裝置中的單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的方法，所述裝置包括至少兩個(gè)單 相DC/AC轉(zhuǎn)換器(21，22，2N)和隔離變壓器(T)，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(21， 22, 2N)的輸出與彼此以及與所述隔離變壓器(T)的輸入級聯(lián)連接，所述方法包括輪流控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(21，22，2N)中的每個(gè)，以在傳遞周期中將電 力從其輸入傳遞到其輸出，使得所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器中的每個(gè)在預(yù)定開關(guān)周期 期間具有一個(gè)傳遞周期，其中，當(dāng)所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的數(shù)量是N時(shí)，一個(gè)這種 傳遞周期的長度是所述預(yù)定開關(guān)周期的100% /2N，并且兩個(gè)不同的單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的兩 個(gè)連續(xù)的傳遞周期的起始時(shí)間間隔所述預(yù)定開關(guān)周期的100% /N。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(21，22，2N) 均包括具有兩個(gè)可控開關(guān)(S11，S21，S12，S22，S1N，S2N)的半橋，其中通過控制所述開關(guān)來 執(zhí)行所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述兩個(gè)可控開關(guān)包括連接到所述轉(zhuǎn)換器的 正DC極的第一開關(guān)(Sll，S12，SlN)以及連接到所述轉(zhuǎn)換器的負(fù)DC極的第二開關(guān)(S21， S22，S2N)，其中所述開關(guān)的控制包括控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(21，22，2N)中每個(gè)的所述第一開關(guān)在其所屬的 DC/AC轉(zhuǎn)換器的傳遞周期導(dǎo)通；以及控制所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(21，22，2N)中每個(gè)的所述第二開關(guān)在同一DC/AC 轉(zhuǎn)換器的所述第一開關(guān)不導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通。
16.一種包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述程序代碼在計(jì)算機(jī)中的執(zhí) 行使所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行根據(jù)權(quán)利要求13到15中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于控制單相DC/AC轉(zhuǎn)換器的方法和轉(zhuǎn)換器裝置，其中所述轉(zhuǎn)換器裝置包括至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)；控制裝置(60)，配置為控制至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器；以及隔離變壓器(T)，其中所述至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)的輸出與彼此以及與隔離變壓器(T)的輸入級聯(lián)連接，并且控制裝置(60)配置為控制至少兩個(gè)單相DC/AC轉(zhuǎn)換器(11，12，1N)，以輪流將電力從它們的輸入傳遞到它們的輸出。
文檔編號H02M7/12GK101847939SQ20101014193
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者安東尼奧·科恰, 弗朗西斯科·卡納萊斯, 米科·帕基寧, 萊昂納多-奧古斯托·塞爾帕 申請人:Abb研究有限公司