TWI502875B - 應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置 - Google Patents
應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI502875B TWI502875B TW102141406A TW102141406A TWI502875B TW I502875 B TWI502875 B TW I502875B TW 102141406 A TW102141406 A TW 102141406A TW 102141406 A TW102141406 A TW 102141406A TW I502875 B TWI502875 B TW I502875B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- active switching
- switching element
- coupled
- side coil
- secondary side
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 25
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 19
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 15
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 210000004508 polar body Anatomy 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
本發明係有關於一種應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置,且特別有關於將太陽光電模組的直流電源轉換為交流電源並饋入電網之直流轉交流轉換裝置。
基於石化能源短缺問題以及對環境保護的認知提高,再生能源為近年來積極發展的技術領域,其中太陽能電池(solar cell)因理論效率較高且技術發展較成熟,為許多國家積極發展的重要產業。除此之外,在太陽能發電技術方面,小容量化及模組化的太陽能發電裝置具有提升系統發電效率、加快使用者成本回收速度、使用者安裝容易等特點,成為現今再生能源的主流。
太陽能光電模組主要是透過太陽能板進行光電轉換進而產生直流電源,再藉由轉換器將直流電源轉換成交流電源以供負載使用或饋入電網,與電網同步並聯運轉。一般太陽能光電模組所使用的轉換器電路架構多採用兩級切換模式。如一低頻隔離型直流轉交流轉換器中,後級交流轉換電路的輸出電壓是經低頻變壓器的升降壓後得到負載所需的交流電源,但低頻變壓器的體積較大且重量較重,且輸出功率受限於低頻變壓器的功率大小。
又如一高頻隔離型直流轉交流轉換器中,前級大多以直流轉換器控制直流鏈輸出端的電壓大小,然後藉由高頻切換將電能經高頻變壓器傳遞至二次側,高頻變壓器的二次側輸出端與電容器並聯,以作為電路濾波及儲能之用。此高頻轉換器雖然體積及輸出功率不會受變壓器的影響,但卻會因運作於高頻切換,切換損失也隨著切換頻率的增加而增加,使得電路的轉換效率不易提高。除此之外,後級交流轉換器電路之輸入端利用上述與高頻變壓器之二次側輸出端並聯的電容器作為電路間的能量緩衝,因此該電容器之電容大小會隨著轉換器功率的增加而增加,電路體積與成本也隨之增加。再者,高容值之電容器通常是使用電解質電容器,會降低系統的可靠度。
有鑑於此,本揭露提供一種應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置,將太陽光電模組所輸出的直流電源轉換為交流電源並饋入電網,運作在高頻模式下,且能降低切換損耗,並避免變壓器飽和,以提高轉換效率及提高系統的可靠度。
本揭露一實施例提供一種應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置,包括:一隔離式單端初級電感轉換電路,包括具有三組線圈的一隔離變壓器,用以將太陽光電模組所輸出的一直流電壓轉換為一交流電壓;以及一角度與相位控制電路,接收該交流電壓並控制該交流電壓的輸出功率角度以及相位,並將該交流電壓饋入一電網。
a、b‧‧‧輸入端
Ca
‧‧‧直流隔離電容
Cin
‧‧‧電容
Da
、Db
‧‧‧被動二極體元件
iac
‧‧‧輸出交流電流
iS1
、iDa
、iDb
‧‧‧電流
L1
‧‧‧儲能電感
S1
、Sa
、Sb
、Sa1
、Sb1
‧‧‧主動開關元件
T‧‧‧變壓器
Tp
‧‧‧一次側線圈
Tsa
、Tsb
‧‧‧二次側線圈
VGS1
、VGSa
、VGSb
‧‧‧控制訊號
第1圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的方塊示意圖。
第2圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的電路示意圖。
第3圖為第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的訊號時序圖。
第4A至4B圖為第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置在電網正半週期的操作示意圖。
第5A至5B圖為第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置在電網負半週期的操作示意圖。
第6圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。
第7圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。
第8圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。
第9圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。
以下說明為本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明一般性的原則,不應視為本發明之限制,本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
值得注意的是,以下所揭露的內容可提供多個用
以實踐本發明之不同特點的實施例或範例。以下所述之特殊的元件範例與安排僅用以簡單扼要地闡述本發明之精神,並非用以限定本發明之範圍。此外,以下說明書可能在多個範例中重複使用相同的元件符號或文字。然而,重複使用的目的僅為了提供簡化並清楚的說明,並非用以限定多個以下所討論之實施例以及/或配置之間的關係。此外,以下說明書所述之一個特徵連接至、耦接至、以及/或形成於另一特徵之上等的描述,實際可包含多個不同的實施例,包括該等特徵直接接觸,或者包含其它額外的特徵形成於該等特徵之間等等,使得該等特徵並非直接接觸。
第1圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組10的直流轉交流轉換裝置20的方塊示意圖,用以將太陽光電模組10所輸出的直流電壓轉換為交流電壓並饋入電網CG。直流轉交流轉換裝置20包括一隔離式單端初級電感轉換(Single Ended Primary Inductor Converter,SEPIC)電路200以及一角度與相位控制電路300。隔離式單端初級電感轉換電路200將上述直流電壓轉換為一交流電壓,包括一隔離變壓器T。角度與相位控制電路300接收隔離式單端初級電感轉換電路200之交流電壓並控制隔離式單端初級電感轉換電路200之交流電壓的輸出功率角度以及相位,然後將交流電流饋入至電網CG。
第2圖為根據本發明一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的電路示意圖。如第2圖所示,隔離式單端初級電感轉換電路200包括輸入端a和b、電容Cin
、儲能電感L1
、直流隔離電容Ca
、主動開關元件S1
以及隔離變壓器
T。輸入端a和b接收太陽光電模組所輸出的直流電壓,其中輸入端a耦接至直流電壓的正端,輸入端b耦接至直流電壓的負端。電容Cin
耦接於輸入端a和b之間,儲能電感L1
的第一端耦接至輸入端a,儲能電感L1
的第二端耦接至直流隔離電容Ca
的第一端以及主動開關元件S1
的第一端,主動開關元件S1
的第二端耦接至輸入端b,主動開關元件S1
的控制端(閘極端)耦接至一控制電路(圖中未示)。隔離變壓器T為一三線圈組的隔離變壓器,包括一次側線圈Tp
以及二次側線圈Tsa
和Tsb
,其中一次側線圈Tp
的第一端耦接至直流隔離電容Ca
的第二端,一次側線圈Tp
的第二端耦接至輸入端b,且一次側線圈Tp
的第一端和二次側線圈Tsa
的第一端以及二次側線圈Tsb
的第一端具有相同極性(如圖中黑點所示)。二次側線圈Tsa
的第二端和二次側線圈Tsb
的第一端耦接至電網CG的第二端。在本揭露中,電網CG泛指供電之交流匯流排。
角度與相位控制電路300包括主動開關元件Sa
和Sb
以及被動二極體元件Da
和Db
。主動開關元件Sa
為正半週期的主動開關元件,其第一端耦接至二次側線圈Tsa
的第一端,其第二端耦接至被動二極體元件Da
的陽極端。被動二極體元件Da
的陰極端耦接至電網CG的第一端。主動開關元件Sb
為負半週期的主動開關元件,其第一端耦接至電網CG的第一端,其第二端耦接至被動二極體元件Db
的陽極端。被動二極體元件的陰極端耦接至二次側線圈Tsb
的第二端。主動開關元件Sa
和Sb
的控制端耦接至上述控制電路(圖中未示),上述控制電路可為一類比或數位的積體電路,用以控制主動開關元件S1
、Sa
和Sb
的導通與截
止。
當電網CG的弦波處於正半週期時,正半週期主動開關元件Sa
和被動二極體Da
為導通,變壓器T的輸出電流iDa
透過導通的主動開關元件Sa
和被動二極體Da
傳送至電網CG,且此時負半週期主動開關元件Sb
和被動二極體Db
為不導通;當電網CG的弦波處於負半週期時,負半週期主動開關元件Sb
和被動二極體Db
為導通,變壓器T的輸出電流iDb
透過導通的主動開關元件Sb
和被動二極體Db
傳送至電網CG,且此時正半週期主動開關元件Sa
和被動二極體Da
為不導通。
第3圖為第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的訊號時序圖,以下將配合第4A至4B圖以及第5A至5B圖說明第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的操作,其中第4A至4B圖為第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置在電網正半週期的操作示意圖,而第5A至5B圖為第2圖之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置在電網負半週期的操作示意圖。
當電網CG的弦波處於正半週期時,若控制電路藉由控制訊號VGS1
導通主動開關元件S1
(也就是控制主動開關元件S1
的第一端和第二端之間為通路),如第4A圖所示,則儲能電感L1
開始儲存電能,直流隔離電容Ca
對一次側線圈Tp
釋放能量,因此一次側電流iS1
開始線性增加。當電網CG的弦波處於正半週期時,若控制電路在主動開關元件S1
導通一預定時間後截止主動開關元件S1
,如第4B圖所示,則儲能電感L1
對直流隔離電容Ca
釋放能量,同時一次側線圈Tp
將能量傳送至二次側線
圈Tsa
,此時由於當電網CG的弦波處於正半週期時,控制電路藉由控制訊號VGSa
導通正半週期主動開關元件Sa
(如第2圖控制訊號VGSa
所示),因此二次側線圈Tsa
透過角度與相位控制電路中導通的正半週期主動開關元件Sa
以及被動二極體元件Da
將能量饋入至電網CG,如第4B圖所示。每次當控制電路偵測到儲能電感L1
的釋能電流為零時,控制電路就會導通主動開關元件S1
,並於一預定時間後截止主動開關元件S1
,當主動開關元件S1
截止時,儲能電感L1釋放能量至釋能電流為零,然後當控制電路偵測到儲能電感L1
的釋能電流為零時便重複上列步驟。因此,如第3圖中控制訊號VGS1
的圖形所示,主動開關元件S1
不斷重覆地導通一預定時間後截止,主動開關元件S1
導通與截止時的操作如上列所述,不再複述。
當電網CG的弦波處於負半週期時,若控制電路藉由控制訊號VGS1
導通主動開關元件S1
,如第5A圖所示,則儲能電感L1
開始儲存電能,直流隔離電容Ca
對一次側線圈Tp
釋放能量,因此一次側電流iS1
開始線性增加。當電網CG的弦波處於正半週期時,若控制電路在主動開關元件S1
導通一預定時間後截止主動開關元件S1
,如第5B圖所示,則儲能電感L1
對直流隔離電容Ca
釋放能量,同時一次側線圈Tp
將能量傳送至二次側線圈Tsb
,此時由於當電網CG的弦波處於負半週期時,控制電路藉由控制訊號VGSb
導通負半週期主動開關元件Sb
(如第2圖控制訊號VGSb
所示),因此二次側線圈Tsb
透過角度與相位控制電路中導通的負半週期主動開關元件Sb
以及被動二極體元件Db
將能量饋入至電網CG,如第5B圖所示。每次當控制電路偵測到
儲能電感L1
的釋能電流為零時,控制電路就會導通主動開關元件S1
,並於一預定時間後截止主動開關元件S1
,當主動開關元件S1
截止時,儲能電感L1釋放能量至釋能電流為零,然後當控制電路偵測到儲能電感L1
的釋能電流為零時便重複上列步驟。因此,如第3圖中控制訊號VGS1
的圖形所示,主動開關元件S1
不斷重覆地導通一預定時間後截止,主動開關元件S1
導通與截止時的操作如上列所述,不再複述。在本揭露中,主動開關元件可為電晶體,例如金氧半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)或絕緣閘雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT),也可為矽控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)或閘極關閉元件(Gate Turn Off,GTF)。
透過上列所述之直流轉交流轉換裝置,可將太陽光電模組所輸出的直流電源轉換為交流電源並饋入至電網CG,如第3圖的輸出交流電流iac
所示。上述實施例之直流轉交流轉換裝置中的隔離式單端初級電感轉換電路具有電流源特性,可降低輸入側的電流鏈波,並採用邊界導通技術,每次激磁電感電流(即儲能電感L1
的釋能電流)為零時控制主動開關元件S1
為導通,因此主動開關元件S1
具有零電壓導通(Zero Voltage Switching,ZVS)的特性,可減少開關元件的切換損失。除此之外,藉由控制電路控制主動開關元件S1
的導通時間可控制輸出功率。
由於主動開關元件S1
處於高頻切換模式下且變壓器T為隔離變壓器,因此隔離式單端初級電感轉換電路在電路
設計上可縮小體積。另外,隔離式單端初級電感轉換電路中的直流隔離電容可去除變壓器T的直流成份,因此可以利用薄膜電容取代電解電容,提高系統的可靠度。隔離式單端初級電感轉換電路的二次側線圈電性耦接至角度與相位控制電路,角度與相位控制電路透過與電網CG頻率同步切換的主動開關元件Sa
和Sb
以及被動二極體元件Da
和Db
控制交流電源的輸出功率角度與相位,達到與電網同步的併網效果,且由於主動開關元件Sa
和Sb
的切換頻率與電網CG的頻率(例如60Hz)同步,因此開關元件的切換損失很低。另外,由於本實施例之直流轉交流轉換裝置所需的電路元件數目相較於先前技術較少,可以降低系統成本。
以下實施例與第2圖之實施例的差異主要在於角度與相位控制電路,因此以下主要針對角度與相位控制電路的差異進行說明,其餘相似部份如上列所述,不再複述。
第6圖為根據本發明另一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。第6圖之角度與相位控制電路包括主動開關元件Sa
和Sb
以及被動二極體元件Da
和Db
。主動開關元件Sa
為正半週期主動開關元件,其第一端耦接至電網CG的第二端,其第二端耦接至二次側線圈Tsa
的第二端。被動二極體元件Da
的陽極端耦接至二次側線圈Tsa
的第一端,其陰極端耦接至電網CG的第一端。主動開關元件Sb
為負半週期主動開關元件,其第一端耦接至二次側線圈Tsb
的第一端,其第二端耦接至電網CG的第二端。被動二極體元件Db
的陰極端耦接至二次側線圈Tsb
的第二端,其陽極端耦接至電網CG的
第一端。主動開關元件Sa
和Sb
由上述控制電路控制導通與截止,當電網CG的弦波處於正半週期時,正半週期主動開關元件Sa
和被動二極體Da
為導通,變壓器T的輸出電流iDa
透過導通的主動開關元件Sa
和被動二極體Da
傳送至電網CG,且此時負半週期主動開關元件Sb
和被動二極體Db
為不導通;當電網CG的弦波處於負半週期時,負半週期主動開關元件Sb
和被動二極體Db
為導通,變壓器T的輸出電流iDb
透過導通的主動開關元件Sb
和被動二極體Db
傳送至電網CG,且此時正半週期主動開關元件Sa
和被動二極體Da
為不導通。
第7圖為根據本發明另一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。第7圖之角度與相位控制電路包括主動開關元件Sa
、Sa1
、Sb
和Sb1
。主動開關元件Sa
和Sa1
為正半週期主動開關元件,主動開關元件Sa
的第一端耦接至電網CG的第二端,主動開關元件Sa
的第二端耦接至二次側線圈Tsa
的第二端,主動開關元件Sa1
的第一端耦接至電網CG的第一端,主動開關元件Sa1
的第二端耦接至二次側線圈Tsa
的第一端。主動開關元件Sb
和Sb1
為負半週期主動開關元件,主動開關元件Sb
的第一端耦接至二次側線圈Tsb
的第一端,主動開關元件Sb
的第二端耦接至電網CG的第二端,主動開關元件Sb1
的第一端耦接至二次側線圈Tsb
的第二端,主動開關元件Sb1
的第二端耦接至電網CG的第一端。主動開關元件Sa
、Sa1
、Sb
和Sb1
由上述控制電路控制導通與截止,當電網CG的弦波處於正半週期時,正半週期主動開關元件Sa
和Sa1
為導通,輸出電流iDa
透過導通的主動開關元件Sa
和Sa1
傳送至電網CG,且此時負半週期
主動開關元件Sb
和Sb1
為不導通;當電網CG的弦波處於負半週期時,負半週期主動開關元件Sb
和Sb1
為導通,輸出電流iDb
透過導通的主動開關元件Sb
和Sb1
傳送至電網CG,且此時正半週期主動開關元件Sa
和Sa1
為不導通。
第8圖為根據本發明另一實施例之應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。第8圖之角度與相位控制電路包括主動開關元件Sa
和Sb
以及被動二極體元件Da
和Db
。主動開關元件Sa
為正半週期主動開關元件,其第一端耦接至二次側線圈Tsa
的第一端,其第二端耦接至電網CG的第一端。被動二極體元件Da
的陽極端耦接至電網CG的第二端,其陰極端耦接至二次側線圈Tsa
的第二端。主動開關元件Sb
為負半週期主動開關元件,其第一端耦接至電網CG的第一端,其第二端耦接至二次側線圈Tsb
的第二端。被動二極體元件Db
的陽極端耦接至二次側線圈Tsb
的第一端,其陰極端耦接至電網CG的第二端。主動開關元件Sa
和Sb
由上述控制電路控制導通與截止,當電網CG的弦波處於正半週期時,正半週期主動開關元件Sa
和被動二極體Da
為導通,輸出電流iDa
透過導通的主動開關元件Sa
和被動二極體Da
傳送至電網CG,且此時負半週期主動開關元件Sb
和被動二極體Db
為不導通;當電網CG的弦波處於負半週期時,負半週期主動開關元件Sb
和被動二極體Db
為導通,輸出電流iDb
透過導通的主動開關元件Sb
和被動二極體Db
傳送至電網CG,且此時正半週期主動開關元件Sa
和正半週期被動二極體Da
為不導通。
第9圖為根據本發明另一實施例之應用於太陽光
電模組的直流轉交流轉換裝置的示意圖。第9圖之角度與相位控制電路包括主動開關元件Sa
、Sa1
、Sb
和Sb1
。主動開關元件Sa
和Sa1
為正半週期主動開關元件,主動開關元件Sa
的第一端耦接至二次側線圈Tsa
的第一端,主動開關元件Sa
的第二端耦接至主動開關元件Sa1
的第二端,因此主動開關元件Sa
和Sa1
為背接式,主動開關元件Sa1
的第一端耦接至電網CG的第一端。主動開關元件Sb
和Sb1
為負半週期主動開關元件,主動開關元件Sb
的第一端耦接至電網CG的第一端,主動開關元件Sb
的第二端耦接至主動開關元件Sb1
的第二端,主動開關元件Sb1
的第一端耦接至二次側線圈Tsb
的第二端。主動開關元件Sa
、Sa1
、Sb
和Sb1
由上述控制電路控制導通與截止,當電網CG的弦波處於正半週期時,正半週期主動開關元件Sa
和Sa1
為導通,輸出電流iDa
透過導通的主動開關元件Sa
和Sa1
傳送至電網CG,且此時負半週期主動開關元件Sb
和Sb1
為不導通;當電網CG的弦波處於負半週期時,負半週期主動開關元件Sb
和Sb1
為導通,輸出電流iDb
透過導通的主動開關元件Sb
和Sb1
傳送至電網CG,且此時正半週期主動開關元件Sa
和Sa1
為不導通。
以上所述為實施例的概述特徵。所屬技術領域中具有通常知識者應可以輕而易舉地利用本發明為基礎設計或調整以實行相同的目的和/或達成此處介紹的實施例的相同優點。所屬技術領域中具有通常知識者也應了解相同的配置不應背離本創作的精神與範圍,在不背離本創作的精神與範圍下他們可做出各種改變、取代和交替。說明性的方法僅表示示範性的步驟,但這些步驟並不一定要以所表示的順序執行。可另外
加入、取代、改變順序和/或消除步驟以視情況而作調整,並與所揭露的實施例精神和範圍一致。
a、b‧‧‧輸入端
Ca
‧‧‧直流隔離電容
Cin
‧‧‧電容
Da
、Db
‧‧‧二極體
iS1
、iDa
、iDb
、iac
‧‧‧電流
L1
‧‧‧儲能電感
CG‧‧‧電網
S1
、Sa
、Sb
‧‧‧主動開關元件
T‧‧‧變壓器
Tp
‧‧‧一次側線圈
Tsa
、Tsb
‧‧‧二次側線圈
Claims (12)
- 一種應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置,包括:一隔離式單端初級電感轉換電路,包括具有三組線圈的一隔離變壓器,用以將太陽光電模組所輸出的一直流電壓轉換為一交流電壓;以及一角度與相位控制電路,接收該交流電壓並控制該交流電壓的輸出功率角度以及相位,並將該交流電壓饋入一電網;其中該三組線圈包括一次側線圈、第一二次側線圈以及第二二次側線圈,該隔離式單端初級電感轉換電路更包括耦接至該一次側線圈的一主動開關元件,該角度與相位控制電路包括耦接至該第一二次側線圈和該電網的一第一主動開關元件以及耦接至該第二二次側線圈和該電網的一第二主動開關元件;其中該隔離式單端初級電感轉換電路更包括:一第一輸入端,耦接至該直流電壓的正端;一第二輸入端,耦接至該直流電壓的負端;一儲能電感,其中該儲能電感的第一端耦接至該第一輸入端,該儲能電感的第二端耦接至該主動開關元件的第一端;以及一直流隔離電容,其中該直流隔離電容的第一端耦接至該主動開關元件的第一端,該直流隔離電容的第二端耦接至該一次側線圈的第一端;其中該一次側線圈的第二端以及該主動開關元件的第二端耦接至該第二輸入端,且該一次側線圈的第一端和 該第一二次側線圈的第一端以及第二二次側線圈的第一端具有相同的極性。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,更包括:一控制電路,耦接至該主動開關元件的控制端、該第一主動開關元件的控制端以及該第二主動開關元件的控制端,用以控制該主動開關元件、該第一主動開關元件以及該第二主動開關元件的導通與截止。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該隔離式單端初級電感轉換電路更包括:一電容,耦接於該第一輸入端以及該第二輸入端之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中:在該電網的弦波處於正半週期時,該第一主動開關元件導通,該第二主動開關元件截止,且該主動開關元件不斷重覆地導通一預定時間後截止,當該主動開關元件導時該儲能電感儲存電能,當該主動開關元件截止時該儲能電感釋能至電流為零;以及在該電網的弦波處於負半週期時,該第二主動開關元件導通,該第一主動開關元件截止,且該主動開關元件不斷重覆地導通一預設時間後截止,當該主動開關元件導通時,該儲能電感儲存電能,當該主動開關元件截止時,該儲能電感釋能至電流為零。
- 如申請專利範圍第4項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第一主動開關元件的第一端耦接至該第一二次側線圈的第一端,該第二主動開關元件的第一端耦接至該電網的第一端,該第一二次側線圈的第二端以及該第二二次側線圈的第一端耦接至該電網的第二端,且該角度與相位控制電路更包括:一第一被動二極體元件,其中該第一被動二極體元件的陽極端耦接至該第一主動開關元件的第二端,該第一被動二極體元件的陰極端耦接至該電網的第一端;以及一第二被動二極體元件,其中該第二被動二極體元件的陽極端耦接至該第二主動開關元件的第二端,該第二被動二極體元件的陰極端耦接至該第二二次側線圈的第二端。
- 如申請專利範圍第4項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第一主動開關元件的第一端耦接至該電網的第二端,該第一主動開關元件的第二端耦接至該第一二次側線圈的第二端,該第二主動開關元件的第一端耦接至該第二二次側線圈的第一端,該第二主動開關元件的第二端耦接至該電網的第二端,且該角度與相位控制電路更包括:一第一被動二極體元件,其中該第一被動二極體元件的陽極端耦接至該第一二次側線圈的第一端,該第一被動二極體元件的陰極端耦接至該電網的第一端;以及一第二被動二極體元件,其中該第二被動二極體元件的陰極端耦接至該第二二次側線圈的第二端,該第二被動二極體元件的陽極端耦接至該電網的第一端。
- 如申請專利範圍第4項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第一主動開關元件的第一端耦接至該電網的第二端,該第一主動開關元件的第二端耦接至該第一二次側線圈的第二端,該第二主動開關元件的第一端耦接至該第二二次側線圈的第一端,該第二主動開關元件的第二端耦接至該電網的第二端,且該角度與相位控制電路更包括:一第三主動開關元件,其中該第三主動開關元件的第一端耦接至該電網的第一端,該第三主動開關元件的第二端耦接至該第一二次側線圈的第一端;以及一第四主動開關元件,其中該第四主動開關元件的第一端耦接至該第二二次側線圈的第二端,該第四主動開關元件的第二端耦接至該電網的第一端。
- 如申請專利範圍第4項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第一主動開關元件的第一端耦接至該第一二次側線圈的第一端,該第一主動開關元件的第二端耦接至該電網的第一端,該第二主動開關元件的第一端耦接至該該電網的第一端,該第二主動開關元件的第二端耦接至第二二次側線圈的第二端,且該角度與相位控制電路更包括:一第一被動二極體元件,其中該第一被動二極體元件的陽極端耦接至該電網的第二端,該第一被動二極體元件的陰極端耦接至該第一二次側線圈的第二端;以及一第二被動二極體元件,其中該第二被動二極體元件的陽極端耦接至該第二二次側線圈的第一端,該第二被動二極體元件的陰極端耦接至該電網的第二端。
- 如申請專利範圍第4項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第一主動開關元件的第一端耦接至該第一二次側線圈的第一端,該第二主動開關元件的第一端耦接至該電網的第一端,該第一二次側線圈的第二端以及該第二二次側線圈的第一端耦接至該電網的第二端,且該角度與相位控制電路更包括:一第三主動開關元件,其中該第三主動開關元件的第一端耦接至該電網的第一端,該第三主動開關元件的第二端耦接至該第一主動開關元件的第二端;以及一第四主動開關元件,其中該第四主動開關元件的第一端耦接至該第二二次側線圈的第二端,該第四主動開關元件的第二端耦接至該第二主動開關元件的第二端。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該主動開關元件、該第一主動開關元件和該第二主動開關元件為金氧半導體場效電晶體、絕緣閘雙極性電晶體、矽控整流器或閘極關閉元件。
- 如申請專利範圍第7項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第三主動開關元件和該第四主動開關元件為金氧半導體場效電晶體、絕緣閘雙極性電晶體、矽控整流器或閘極關閉元件。
- 如申請專利範圍第9項所述之應用於太陽光電模組之直流轉交流轉換裝置,其中該第三主動開關元件和該第四主動開關元件為金氧半導體場效電晶體、絕緣閘雙極性電晶體、矽控整流器或閘極關閉元件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW102141406A TWI502875B (zh) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | 應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW102141406A TWI502875B (zh) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | 應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201519570A TW201519570A (zh) | 2015-05-16 |
| TWI502875B true TWI502875B (zh) | 2015-10-01 |
Family
ID=53721095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW102141406A TWI502875B (zh) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | 應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI502875B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201216605A (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-16 | Ind Tech Res Inst | Circuit module for DC-AC converter adapted solar power AC units |
| CN102832838A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-12-19 | 燕山大学 | 基于磁集成的隔离型单级双Sepic逆变器 |
| TWM449407U (zh) * | 2012-10-25 | 2013-03-21 | Chicony Power Tech Co Ltd | 電源轉換裝置 |
| TW201325057A (zh) * | 2011-12-06 | 2013-06-16 | Ind Tech Res Inst | 一種直流轉直流的電壓調節裝置及其操作方法 |
| TW201328161A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-01 | Nat Univ Tsing Hua | 二級式隔離型直流/交流轉換電路架構 |
-
2013
- 2013-11-14 TW TW102141406A patent/TWI502875B/zh active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201216605A (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-16 | Ind Tech Res Inst | Circuit module for DC-AC converter adapted solar power AC units |
| TW201325057A (zh) * | 2011-12-06 | 2013-06-16 | Ind Tech Res Inst | 一種直流轉直流的電壓調節裝置及其操作方法 |
| TW201328161A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-01 | Nat Univ Tsing Hua | 二級式隔離型直流/交流轉換電路架構 |
| CN102832838A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-12-19 | 燕山大学 | 基于磁集成的隔离型单级双Sepic逆变器 |
| TWM449407U (zh) * | 2012-10-25 | 2013-03-21 | Chicony Power Tech Co Ltd | 電源轉換裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201519570A (zh) | 2015-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8432709B2 (en) | DC-to-AC power inverting apparatus for photovoltaic modules | |
| CN103001526B (zh) | 一种非隔离型逆变器及其控制方法 | |
| Gui et al. | A high voltage-gain LLC micro-converter with high efficiency in wide input range for PV applications | |
| WO2009043257A1 (en) | Wide input voltage power supply module | |
| US20140177299A1 (en) | Inverter and grid-connected power generation system | |
| CN106685242B (zh) | 单级交流至直流转换器 | |
| CN102075092A (zh) | 反激变换器漏感吸收及软开关控制 | |
| TW201601436A (zh) | 直流電壓轉換裝置及適用於直流電壓轉換裝置的箝位電路 | |
| RU2014108749A (ru) | Устройство прямого электрического нагрева, содержащее силовой электронный преобразователь | |
| CN103095114B (zh) | 一种适用于Boost变换器的无损缓冲电路 | |
| CN102088252B (zh) | 一种开关电容实现无变压器型逆变器及应用 | |
| CN102447396A (zh) | 高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统 | |
| TWI481180B (zh) | 直流交流轉換器及直流交流轉換電路 | |
| WO2015078093A1 (zh) | 交交流电源转换装置及其转换方法 | |
| TWI530074B (zh) | 具功因修正之轉換器電路 | |
| CN203883678U (zh) | 一种全桥dc-dc变换器 | |
| CN107276393B (zh) | 一种高压电源电路 | |
| CN115208229A (zh) | 一种电感储能脉冲发生器 | |
| TWI502875B (zh) | 應用於太陽光電模組的直流轉交流轉換裝置 | |
| CN107482944A (zh) | 一种输出脉冲多参数可调的全固态高压电源 | |
| CN105071663A (zh) | 一种有源箝位升压隔离串联型微型变换器控制方法和装置 | |
| CN103973129A (zh) | 软开关电力电子变压器 | |
| Wang et al. | An auxiliary link based on flyback circuit with voltage spike suppression for single-phase isolated full-bridge boost PFC | |
| CN101702590B (zh) | 一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路 | |
| TWI504124B (zh) | AC - to - AC power conversion device and its conversion method |