專利名稱：電力轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、充電電池能量?jī)?chǔ)蓄系統(tǒng)等中的、從直流電力輸出交流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置及從交流電力輸出直流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
一般在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，利用電力轉(zhuǎn)換裝置將由太陽(yáng)能電池發(fā)電得到的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并連接到電力系統(tǒng)、配電系統(tǒng)，或提供給負(fù)載。由于太陽(yáng)能電池的特性因日照、溫度條件而發(fā)生變化，因此，通常為了得到最大電力而采用最大功率點(diǎn)跟蹤控制(Maximum Power Point Tracking)方式。例如如專利文獻(xiàn)5所揭示的那樣,將太陽(yáng)能電池的電壓及電流控制在隨日照、溫度條件而變化的最佳點(diǎn)。另一方面，對(duì)于電力轉(zhuǎn)換裝置的電路形式，如專利文獻(xiàn)1、3、4所示那樣，通過(guò)采用以三電平逆變器為代表的多電平的轉(zhuǎn)換電路，從而抑制輸入、輸出的高次諧波電流，并實(shí)現(xiàn)使設(shè)置于輸入、輸出的濾波器小型化、以及使裝置的效率有所提高。此外，在專利文獻(xiàn)2中，記載有對(duì)三電平逆變器及兩電平逆變器中的導(dǎo)通損耗和開關(guān)(SW)損耗進(jìn)行的比較?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2002 - 218762專利文獻(xiàn)2 :TO2010 / 013322A1專利文獻(xiàn)3 日本專利特開2002 - 247862專利文獻(xiàn)4 :日本專利特開2006-304530專利文獻(xiàn)5 :日本專利特開平8-137563號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在上述專利文獻(xiàn)1、3、4中，利用三電平逆變器(中性點(diǎn)鉗位方式、AC開關(guān)方式)電路，實(shí)現(xiàn)了濾波器的小型化、總損耗的降低，但可推測(cè)其是以在直流電壓一定、輸出一定的條件下進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)為前提的，而對(duì)于直流電壓可變、功率可變的情況并未特別提及，對(duì)于因三電平逆變器(包含其他電平)結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致使用元件數(shù)增加，導(dǎo)通損耗增大，從而在SW損耗脈動(dòng)的影響較小的低直流電壓時(shí)(高輸出時(shí))所產(chǎn)生的缺點(diǎn)，并未示出對(duì)此的具體解決方法。本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于直流電壓可變、或交流輸出可變及這兩種情況的電力轉(zhuǎn)換器，在該電力轉(zhuǎn)換器中，即使該直流電壓、交流輸出發(fā)生變化，也能使損耗較小、效率有所提聞。解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
為了達(dá)到所述目的，與權(quán)利要求1對(duì)應(yīng)的發(fā)明為一種電力轉(zhuǎn)換裝置，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括:串聯(lián)連接的第I及第2直流電源；以及電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)，所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件(日文^ ；英文:Valve Device)串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作，并且該電力轉(zhuǎn)換裝置包括:比較電路，該比較電路將與所述電力轉(zhuǎn)換器中的損耗相關(guān)聯(lián)的判斷要素與切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在兩者發(fā)生差異時(shí)，輸出判斷指令； 判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，判斷所述判斷要素與所述切換基準(zhǔn)值的大小，并在所述判斷要素為切換基準(zhǔn)值以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令 '及切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。為了達(dá)到所述目的，與權(quán)利要求5對(duì)應(yīng)的發(fā)明為一種電力轉(zhuǎn)換裝置，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括:輸入來(lái)自太陽(yáng)能電池的直流能量且串聯(lián)連接的第I及第2直流電源；電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)，所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作，并且該電力轉(zhuǎn)換裝置包括:比較電路，該比較電路將由日照量所產(chǎn)生的所述太陽(yáng)能電池的直流電流與額定電流進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出運(yùn)作判斷指令；判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，在所述太陽(yáng)能電池的直流電流為所述額定電流為50%以上時(shí)，輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。發(fā)明效果

本發(fā)明可提供一種應(yīng)用于直流電壓可變、或交流輸出可變及這兩種情況的電力轉(zhuǎn)換裝置，在該電力轉(zhuǎn)換裝置中，通過(guò)選擇最佳的運(yùn)作方式(兩電平/三電平)，從而即使該直流電壓、交流輸出發(fā)生變化，也能使損耗較小、使效率有所提高。


圖1是表示本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的主電路的簡(jiǎn)圖。圖2是用于說(shuō)明圖1的PWM切換電路的第I例的圖。圖3是用于說(shuō)明圖2的動(dòng)作的圖。圖4是用于說(shuō)明圖2的判斷電路的第I例的流程圖。圖5A是用于說(shuō)明圖2的比較電路的第I例的圖。圖5B是用于說(shuō)明圖2的比較電路的第2例的圖。圖5C是用于說(shuō)明圖2的比較電路的第3例的圖。圖6是用于說(shuō)明圖2的判斷電路的第2例的流程圖。圖7是用于說(shuō)明圖2的判斷電路的第3例的流程圖。圖8A是用于說(shuō)明圖1的PWM切換電路的第2例的圖。 圖8B是用于說(shuō)明圖1的PWM切換電路的第3例的圖。圖9A是用于說(shuō)明圖1的中性點(diǎn)AC開關(guān)的第2例的圖。圖9B是用于說(shuō)明圖1的中性點(diǎn)AC開關(guān)的第3例的圖。圖9C是用于說(shuō)明圖1的中性點(diǎn)AC開關(guān)的第4例的圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的主電路圖，該主電路圖構(gòu)成為利用電力轉(zhuǎn)換器例如三相逆變器2將直流電源例如太陽(yáng)能電池I的直流電力、轉(zhuǎn)換成交流電力，并利用變壓器3對(duì)該轉(zhuǎn)換出的交流電力進(jìn)行升壓、并經(jīng)由電容器4、電抗器5、開關(guān)6提供給交流電力系統(tǒng)7。逆變器2將6個(gè)由半導(dǎo)體元件例如IGBT元件及與其反向并聯(lián)連接的二極管組成的閥器件SW進(jìn)行橋式連接，并利用SWl - Sff4, SW5 - Sff8, SW9 一 Sff12分別構(gòu)成三相的橋臂，在作為其輸入側(cè)的太陽(yáng)能電池I 一側(cè)，并聯(lián)連接有將電容器Vd/2、Vd/2串聯(lián)連接的回路，并且與電容器的中點(diǎn)及各橋臂的器件連接點(diǎn)相連的例如由IGBT元件及與其反向并聯(lián)連接的二極管組成的閥器件SW由6個(gè)串聯(lián)連接的閥器件群SW2 - SW3、SW6 — SW7,SfflO 一Sffll構(gòu)成。利用該閥器件群來(lái)實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)AC開關(guān)方式。在該圖1中，例如若將閥器件SW2及SW3、SW6及SW7、SW10及SWll關(guān)斷(0FF)，則等同于一般的兩電平逆變器，此外，通過(guò)將SWl SW4、SW5 SW8、SW9 SWl2任意開關(guān)，從而可以作為三電平逆變器進(jìn)行動(dòng)作。本發(fā)明將后述的比較電路9、判斷電路11、PMW切換電路12重新組合到上述結(jié)構(gòu)中。作為比較電路9的第I例，利用直流電流檢測(cè)器10對(duì)作為判斷要素的從太陽(yáng)能電池I流動(dòng)到逆變器2的直流電流進(jìn)行檢測(cè)，將該檢測(cè)電流獲取到比較電路9的一個(gè)輸入端子中，并將其與輸入到另一輸入端子的切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。此處，切換基準(zhǔn)值可通過(guò)預(yù)先將過(guò)去的數(shù)據(jù)獲取到數(shù)據(jù)庫(kù)等中、使某些要素固定并改變其他要素來(lái)求出，或者利用計(jì)算結(jié)果或仿真等來(lái)求出。
判斷電路11將比較電路9的比較結(jié)果輸入，作為第I例，如圖4所示那樣進(jìn)行SI的判斷，即判斷與電力轉(zhuǎn)換器的損耗相關(guān)聯(lián)的判斷要素例如由直流電流檢測(cè)器10檢測(cè)出的直流電流是否為切換基準(zhǔn)值以上(直流電流是否小于切換基準(zhǔn)值)，在判斷為直流電流在切換基準(zhǔn)值以上的情況下，在S2中設(shè)成兩電平運(yùn)作，而在判斷為直流電流小于切換基準(zhǔn)值的情況下，在S3中設(shè)定成三電平運(yùn)作。作為第I例，如圖2所示那樣，PMW切換電路12由2個(gè)比較器13、14、3端子輸入的邏輯與電路15、及反相器16、17組成，對(duì)比較器13、14的正側(cè)的輸入端子輸入正弦波(信號(hào)波)，對(duì)比較器13、14的負(fù)側(cè)的輸入端子輸入載波(調(diào)制波)，分別經(jīng)由反相器16、17將邏輯與電路15的2個(gè)輸入端子與比較器13、14的輸出端子相連，對(duì)邏輯與電路15的I個(gè)輸入端子輸入切換信號(hào)，將來(lái)自邏輯與電路15的輸出端子的信號(hào)提供給閥器件SW2及SW3，將比較器13的輸出提供給閥器件SW1，將比較器14的輸出提供給閥器件SM。圖3表示圖2的切換信號(hào)和圖2的輸出信號(hào)。如上所述的PMW切換電路12用于主電路的其中I個(gè)橋臂(I相),用于主電路的其他2個(gè)橋臂(2相)的PMW切換電路也采用同樣的結(jié)構(gòu)。對(duì)以上所述的實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。利用電流檢測(cè)器10檢測(cè)出作為太陽(yáng)能電池I的輸出電流的直流電流，該檢測(cè)電流被輸入到比較電路9，在比較電路9中與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，若兩者有差異，則在判斷電路11中，判斷圖4的SI所示的判斷要素與切換基準(zhǔn)值的大小，以圖5A的交點(diǎn)為界判斷進(jìn)行兩電平運(yùn)作還是三電平運(yùn)作。該判斷電路11的判斷結(jié)果被輸入到PWM切換電路12，此處，對(duì)閥器件SWl 12提供圖3所示的接通“I”、關(guān)斷“0”，在構(gòu)成中性點(diǎn)AC開關(guān)的閥器件群SW2 - Sff3, SW6 一 SW1、SfflO 一 Sffll接通時(shí)，進(jìn)行三電平運(yùn)作，在閥器件群SW2 - SW3、SW6 - SW7、SW10 — Sffll關(guān)斷時(shí)，進(jìn)行兩電平運(yùn)作。其結(jié)果是，由于在直流電流為切換基準(zhǔn)值以下時(shí)、進(jìn)行三電平運(yùn)作，而在直流電流超過(guò)切換基準(zhǔn)值時(shí)、進(jìn)行兩電平運(yùn)作，因此，選擇三電平運(yùn)作及兩電平運(yùn)作中轉(zhuǎn)換效率較高的一方、進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。此處，對(duì)兩電平運(yùn)作及三電平運(yùn)作中的電力轉(zhuǎn)換器的損耗、具體而言對(duì)導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗(SW損耗)進(jìn)行說(shuō)明。導(dǎo)通損耗是在電力轉(zhuǎn)換器中將閥器件接通(導(dǎo)通)期間產(chǎn)生的損耗，其依賴于同一閥器件的通電電流(直流電流)的大小。將兩電平運(yùn)作與三電平運(yùn)作相比，對(duì)于導(dǎo)通損耗，在I個(gè)橋臂中的閥器件數(shù)量較少的兩電平運(yùn)作較為有利。開關(guān)損耗(SW損耗)是在電力轉(zhuǎn)換器中將閥器件接通(turn on)時(shí)及關(guān)斷(turnoff)時(shí)產(chǎn)生的損耗，對(duì)于同一閥器件而言依賴于所施加的電壓(直流電壓)的大小。將兩電平運(yùn)作與三電平運(yùn)作相比，對(duì)于開關(guān)損耗，各閥器件的開關(guān)次數(shù)較少的三電平運(yùn)作較為有利。根據(jù)以上所述的實(shí)施方式，可提供一種應(yīng)用于直流電壓可變、或交流輸出可變及這兩種情況的電力轉(zhuǎn)換器，在該電力轉(zhuǎn)換器中，即使該直流電壓、交流輸出發(fā)生變化，通過(guò)選擇最佳的運(yùn)作方式(兩電平/三電平)，也能使損耗較小、效率提高。接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2。在上述實(shí)施方式中，作為圖4的判斷要素，使用由直流電流檢測(cè)器10檢測(cè)出的直流電流，但在實(shí)施方式2中，如圖5B所示、使用直流功率來(lái)取而代之，該直流功率基于由直流電壓檢測(cè)器(未圖示)檢測(cè)出的直流電壓和由圖1的直流電流檢測(cè)器10檢測(cè)出的直流電流而求出。
說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3。在上述實(shí)施方式中，作為圖4的判斷要素，使用由直流電流檢測(cè)器10檢測(cè)出的直流電流，但在實(shí)施方式3的情況下，如圖5C所示、利用由直流電壓檢測(cè)器(未圖示)檢測(cè)出的直流電壓來(lái)取而代之。進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4。在上述實(shí)施方式中，作為圖4的判斷要素，使用由直流電流檢測(cè)器10檢測(cè)出的直流電流，但在實(shí)施方式4的情況下，利用交流功率來(lái)取而代之。在該情況下，利用電流檢測(cè)器(未圖示)檢測(cè)出逆變器的交流電流，利用電壓檢測(cè)器(未圖示)檢測(cè)出電容器4的交流電壓，利用電流檢測(cè)器(未圖示)等檢測(cè)出輸入到電力系統(tǒng)7的電流，并基于這些檢測(cè)值，通過(guò)運(yùn)算來(lái)求出交流功率，從逆變器的輸入側(cè)直流功率減去該交流功率后得到損耗，利用與該損耗相當(dāng)?shù)闹底鳛榕袛嘁?。在這些情況下，與上述實(shí)施方式相同，判斷電路11以圖4那樣的流程圖來(lái)進(jìn)行處理。圖5B是表示兩電平運(yùn)作狀態(tài)和三電平運(yùn)作狀態(tài)下的直流功率與總損耗的關(guān)系的圖，圖5C是表示兩電平運(yùn)作狀態(tài)和三電平運(yùn)作狀態(tài)下的直流電壓與總損耗的關(guān)系的圖。此外，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式5。在上述實(shí)施方式中，作為圖4的判斷要素，使用由直流電流檢測(cè)器10檢測(cè)出的直流電流，但在實(shí)施方式5中，取而代之，使用上述直流電流作為判斷要素1，并使用上述直流電壓作為判斷要素2，判斷電路11進(jìn)行圖6的流程圖那樣的處理。在圖6的SI中，在判斷要素I >切換基準(zhǔn)值時(shí)、前進(jìn)至S4，在S4中判斷要素2 >切換基準(zhǔn)值時(shí)進(jìn)行兩電平運(yùn)作(S2)，在S4中并非判斷要素2 >切換基準(zhǔn)值時(shí)、進(jìn)行三電平運(yùn)作(S3)。在SI中，在并非判斷要素I >切換基準(zhǔn)值時(shí)、前進(jìn)至S5，在S5中判斷要素2 >切換基準(zhǔn)值時(shí)、進(jìn)行兩電平運(yùn)作(S6)，在S5中并非判斷要素2 >切換基準(zhǔn)值時(shí)、進(jìn)行三電平運(yùn)作(S7)。另外，在SI中記載有“或者判斷要素I <切換基準(zhǔn)值”是指，滿足該條件時(shí)前進(jìn)至S5，且在不滿足該條件時(shí)前進(jìn)至S4。在S4中記載有“或者判斷要素2 <切換基準(zhǔn)值”是指，滿足該條件時(shí)前進(jìn)至S3，且在不滿足該條件時(shí)前進(jìn)至S2。在S5中記載有“或者判斷要素2 <切換基準(zhǔn)值”是指，在滿足該條件時(shí)前進(jìn)至S7，且在不滿足該條件時(shí)前進(jìn)至S6。此外，作為判斷要素1、判斷要素2，可以選擇直流電流、直流電壓、直流功率、交流功率中的任意2種。接下來(lái)，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式6，參照?qǐng)D7的判斷電路11中的流程圖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖7是圖1所示的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)換器(功率調(diào)節(jié)器)的情況下的圖。Sll判斷由日照量所產(chǎn)生的太陽(yáng)能電池I的直流電流是否比額定電流50%以上。在Sll中進(jìn)行如下判斷在判斷為直流電流比額定電流50%以上的情況下、進(jìn)行兩電平運(yùn)作，而在判斷為直流電流比額定電流不到50%的情況下、進(jìn)行三電平運(yùn)作。在此情況下，計(jì)算閥器件的通電損耗及開關(guān)損耗，以進(jìn)行兩電平運(yùn)作和三電平運(yùn)作的切換。此外，也可以與此不同，在判斷為電力轉(zhuǎn)換器(功率調(diào)節(jié)器)的輸入功率為例如額定的50%以上的情況下、進(jìn)行兩電平運(yùn)作，而在判斷為輸入功率小于例如額定的50%的情況下、進(jìn)行三電平運(yùn)作。圖8A、圖8B表示與圖2不同的PWM切換電路，其中，圖8A是表示兩電平PWM開關(guān)電路的示例，由比較器19和反相器20組成。圖8B是表示三電平PWM開關(guān)電路的示例，由比較器13、14、反相器16、17、及邏輯與電路18組成。它們的功能與圖2相同。對(duì)于構(gòu)成上述中性點(diǎn)AC開關(guān)的閥器件群，舉出IGBT元件的共發(fā)射極方式的示例來(lái)進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以像以下那樣。圖9A是將2個(gè)IGBT元件Q3x、Q4x的集電極彼此連接的共集電極方式，將二極管D3x、D4x與IGBT元件Q3x、Q4x反向并聯(lián)連接，可將連接Q3x的發(fā)射極與D3x的陽(yáng)極的端子NI連接到例如圖1的中性點(diǎn)，并將連接Q4x的發(fā)射極與D4x的陽(yáng)極的端子N2連接到例如圖1的Swl與Sw4的連接點(diǎn)。圖9B采用將2個(gè)IGBT元件Q3x、Q4x的發(fā)射極及集電極彼此連接的反向阻斷方式，并且采用在IGBT元件Q3x、Q4x的發(fā)射極及集電極的連接點(diǎn)連接二極管D3x、D4x的變形反向阻斷方式，并且可將連接Q3x的發(fā)射極與D3x的陽(yáng)極的端子NI連接到例如圖1的中性點(diǎn)，并將連接Q4x的發(fā)射極與D4x的陽(yáng)極的端子N2連接到例如圖1的Swl與Sw4的連接點(diǎn)。圖9C利用2個(gè)IGBT元件Q5x、Q6x，可將連接Q5x的集電極與Q6x的發(fā)射極的端子NI連接到例如圖1的中性點(diǎn)，并將連接Q5x的發(fā)射極與Q6x的集電極的端子N2連接到例如圖1的Swl與Sw4的連接點(diǎn)。在上述實(shí)施方式中，作為電力轉(zhuǎn)換器、舉出逆變器的情況作為示例，但并不局限于此，在將整流器作為電力轉(zhuǎn)換器的情況下、也可同樣實(shí)施。標(biāo)號(hào)說(shuō)明I…太陽(yáng)能電池,2…三相逆變器,3…變壓器,4...電容器,5…電抗器,6...開關(guān),7...交流電力系統(tǒng)，9...比較電路，10...直流電流檢測(cè)器，11...判斷電路，12 "PMW切換電路，口…比較器，14…比較器，15…邏輯與電路，16、17...反相器，18…邏輯與電路，19…比較器,20…
反相器。`
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括: 串聯(lián)連接的第I及第2直流電源；及 電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)， 所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作， 其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括: 比較電路，該比較電路將與所述電力轉(zhuǎn)換器中的損耗相關(guān)聯(lián)的判斷要素與切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出判斷指令； 判斷電路，該判斷電 路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，判斷所述判斷要素與所述切換基準(zhǔn)值的大小，并在所述判斷要素為切換基準(zhǔn)值以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及 切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
2.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括: 串聯(lián)連接的第I及第2直流電源；及 電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)， 所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作， 其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括: 比較電路，該比較電路將輸入到所述電力轉(zhuǎn)換器的直流電流設(shè)為判斷要素，并將其與切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出判斷指令； 判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，判斷所述判斷要素與所述切換基準(zhǔn)值的大小，并在所述判斷要素為切換基準(zhǔn)值以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及 切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
3.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括: 串聯(lián)連接的第I及第2直流電源；及 電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)， 所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作， 其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括: 比較電路，該比較電路將施加于所述電力轉(zhuǎn)換器的直流電壓設(shè)為判斷要素，并將其與切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出判斷指令； 判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，判斷所述判斷要素與所述切換基準(zhǔn)值的大小，并在所述判斷要素為切換基準(zhǔn)值以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及 切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將 所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
4.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括: 串聯(lián)連接的第I及第2直流電源；及 電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)， 所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作， 其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括: 比較電路，該比較電路將提供給所述電力轉(zhuǎn)換器的直流電源的直流功率設(shè)為判斷要素，并將其與切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出判斷指令； 判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，判斷所述判斷要素與所述切換基準(zhǔn)值的大小，并在所述判斷要素為切換基準(zhǔn)值以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及 切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
5.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括: 輸入來(lái)自太陽(yáng)能電池的直流能量、且串聯(lián)連接的第I及第2直流電源； 電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)， 所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作， 其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括: 比較電路，該比較電路將由日照量所產(chǎn)生的所述太陽(yáng)能電池的直流電流與額定電流進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出運(yùn)作判斷指令； 判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，在所述太陽(yáng)能電池的直流電流為所述額定電流為50%以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及 切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
6.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括: 輸入來(lái)自太陽(yáng)能電池的直流能量、且串聯(lián)連接的第I及第2直流電源； 電力轉(zhuǎn)換器，該電力轉(zhuǎn)換器將所述各直流電源的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并將其提供給交流電力系統(tǒng)， 所述電力轉(zhuǎn)換器至少將2個(gè)由半導(dǎo)體元件組成的閥器件串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成I個(gè)橋臂，并至少并聯(lián)連接這樣的 3個(gè)橋臂，在各橋臂的所述閥器件彼此的連接點(diǎn)與所述直流電源彼此的連接點(diǎn)之間分別連接有交流開關(guān)，該交流開關(guān)至少將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，通過(guò)將所述各交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能使所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作， 其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括: 比較電路，該比較電路將由日照量所產(chǎn)生的所述太陽(yáng)能電池的直流功率與額定直流功率進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出運(yùn)作判斷指令； 判斷電路，該判斷電路在輸入有來(lái)自所述比較電路的判斷指令時(shí)，在所述太陽(yáng)能電池的直流功率為所述額定功率為50%以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及 切換電路，該切換電路在輸入有來(lái)自所述判斷電路的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將所述交流開關(guān)關(guān)斷，并將所述橋臂的閥器件依次接通，從而使所述電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力轉(zhuǎn)換裝置，該電力轉(zhuǎn)換裝置的電力轉(zhuǎn)換器通過(guò)在各橋臂的閥器件彼此的連接點(diǎn)、與直流電源彼此的連接點(diǎn)之間，將交流開關(guān)接通或關(guān)斷，從而能進(jìn)行三電平運(yùn)作或兩電平運(yùn)作，該交流開關(guān)將由半導(dǎo)體元件及與半導(dǎo)體元件反向并聯(lián)連接的二極管組成的2個(gè)閥器件串聯(lián)連接從而構(gòu)成，其中，該電力轉(zhuǎn)換裝置包括比較電路(9)，該比較電路(9)將輸入到電力轉(zhuǎn)換器的直流電流設(shè)為判斷要素，并將其與切換基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在兩者產(chǎn)生差異時(shí)、輸出判斷指令；判斷電路(11)，該判斷電路(11)在輸入有來(lái)自比較電路(9)的判斷指令時(shí)，判斷判斷要素與切換基準(zhǔn)值的大小，在判斷要素為切換基準(zhǔn)值以上時(shí)、輸出兩電平運(yùn)作的切換指令；及切換電路(12)，該切換電路(12)在輸入有來(lái)自判斷電路(11)的兩電平運(yùn)作的切換指令時(shí)，將交流開關(guān)關(guān)斷，并將橋臂的閥器件依次接通，從而使電力轉(zhuǎn)換器為兩電平運(yùn)作狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02M7/487GK103081333SQ20108006871
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者藤井洋介, 井川英一, 安保達(dá)明 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社