電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其操作方法，尤其涉及一種具有雙降壓式逆變器的太陽能光伏電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]請(qǐng)參閱圖1為現(xiàn)有技術(shù)雙降壓式逆變器(dual-buck inverter)的電路圖。該雙降壓式逆變器接收一直流輸入電壓Vdc，并且轉(zhuǎn)換該直流輸入電壓Vdc為一交流輸出電壓Vac。該雙降壓式逆變器包含兩組降壓電路，分別為一第一降壓電路BCl與一第二降壓電路BC2。其中，該第一降壓電路BCl主要包含一第一橋臂Lgla與一第二橋臂Lg2a,并且該第一橋臂Lgla包含一第一開關(guān)Sla與串聯(lián)該第一開關(guān)Sla的一第一二極管Dla ;該第二橋臂Lg2a包含一第二開關(guān)S2a與串聯(lián)該第二開關(guān)S2a的一第二二極管D2a。該第二降壓電路BC2主要包含一第三橋臂Lg3a與一第四橋臂Lg4a，并且該第三橋臂Lg3a包含一第三開關(guān)S3a與串聯(lián)該第三開關(guān)S3a的一第三二極管D3a ;該第四橋臂Lg4a包含一第四開關(guān)S4a與串聯(lián)該第四開關(guān)S4a的一第四二極管D4a。此外，該第一降壓電路BCl與該第二降壓電路BC2并聯(lián)連接一輸入電容Cla。
[0003]配合參閱圖2為現(xiàn)有技術(shù)雙降壓式逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形示意圖。通過一驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路(未圖示)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)控制該第一開關(guān)Sla、該第二開關(guān)S2a、該第三開關(guān)S3a以及該第四開關(guān)S4a的多個(gè)控制信號(hào)，分別為一第一控制信號(hào)Seal、一第二控制信號(hào)Sca2、一第三控制信號(hào)Sca3以及一第四控制信號(hào)Sca4。
[0004]該第一控制信號(hào)Scal與該第二控制信號(hào)Sca2為一互補(bǔ)低頻信號(hào)對(duì)。當(dāng)該交流輸出電壓Vac為正半周時(shí)(時(shí)間t0?tl區(qū)間)，該第一控制信號(hào)Scal為高電平導(dǎo)通該第一開關(guān)Sla，該第二控制信號(hào)Sca2為低電平截止該第二開關(guān)S2a。該第三控制信號(hào)Sca3為低電平截止該第三開關(guān)S3a，該第四控制信號(hào)Sca4為高頻切換該第四開關(guān)S4a。當(dāng)該交流輸出電壓Vac為負(fù)半周時(shí)(時(shí)間tl?t2區(qū)間)，該第一控制信號(hào)Scal為低電平截止該第一開關(guān)Sla，該第二控制信號(hào)Sca2為高電平導(dǎo)通該第二開關(guān)S2a。該第三控制信號(hào)Sca3為高頻切換該第三開關(guān)S3a，該第四控制信號(hào)Sca4為低電平截止該第四開關(guān)S4a。
[0005]然而，在此雙降壓式逆變器架構(gòu)下，由于該交流輸出電壓Vac變化大，因此，造成寄生電容Cpl，Cp2上的電壓變化較大，而產(chǎn)生快速變化的漏電流Icpl，Icp2，亦即，寄生電容電壓變化越大，漏電流越增加。
[0006]因此，如何設(shè)計(jì)出一種電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其操作方法，通過兩轉(zhuǎn)換電路電路與兩濾波電路所組成的雙降壓式逆變器(dual-buck inverter)架構(gòu),提供儲(chǔ)能元件的儲(chǔ)能與釋能路徑，并且濾波電路與輸入直流側(cè)的中性點(diǎn)連接，大大地降低寄生電容電壓所造成漏電流的影響，乃為本發(fā)明創(chuàng)作人所欲行克服并加以解決的一大課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的一目的在于提供一種電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的問題。因此本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以轉(zhuǎn)換一直流輸入電壓為一交流輸出電壓。該電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含一輸入電容組、一第一轉(zhuǎn)換電路、一第二轉(zhuǎn)換電路、一第一濾波電路、一第二濾波電路以及一控制電路。該輸入電容組包含一第一電容與一第二電容，該第一電容與該第二電容系連接一中性點(diǎn)，并且接收該直流輸入電壓。該第一轉(zhuǎn)換電路并聯(lián)該輸入電容組；該第二轉(zhuǎn)換電路并聯(lián)該輸入電容組。該第一濾波電路連接該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，并且該第一濾波電路的輸出側(cè)連接該中性點(diǎn)。該第二濾波電路連接該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，并且該第二濾波電路的輸出側(cè)系連接該中性點(diǎn)。該控制電路產(chǎn)生多個(gè)控制信號(hào)，分別控制該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路，以降低該直流輸入電壓的寄生電容效應(yīng)所造成的漏電流。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的操作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的問題。因此本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以轉(zhuǎn)換一直流輸入電壓為一交流輸出電壓。該操作方法包含下列步驟:(a)提供一輸入電容組,接收該直流輸入電壓,該輸入電容組包含一第一電容與一第二電容，該第一電容與該第二電容連接一中性點(diǎn)；(b)提供一第一轉(zhuǎn)換電路，并聯(lián)該輸入電容組；(C)提供一第二轉(zhuǎn)換電路，并聯(lián)該輸入電容組；(d)提供一第一濾波電路，連接該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，并且該第一濾波電路的輸出側(cè)系連接該中性點(diǎn)；(e)提供一第二濾波電路，連接該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，并且該第二濾波電路的輸出側(cè)系連接該中性點(diǎn)；以及(f)提供一控制電路，產(chǎn)生多個(gè)控制信號(hào)，分別控制該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路，以降低該直流輸入電壓的寄生電容效應(yīng)所造成的漏電流。
[0009]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明之目的、特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得一深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制者。
【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)雙降壓式逆變器(dual-buck inverter)的電路圖；
[0011]圖2為現(xiàn)有技術(shù)雙降壓式逆變器之驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一實(shí)施例的電路圖；
[0013]圖4為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之控制電路額電路示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之開關(guān)控制信號(hào)的波形示意圖；
[0015]圖6為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一實(shí)施例為正半周儲(chǔ)能操作時(shí)的電路圖；
[0016]圖7為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一實(shí)施例為正半周釋能操作時(shí)的電路圖；
[0017]圖8為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一實(shí)施例為負(fù)半周儲(chǔ)能操作時(shí)的電路圖；
[0018]圖9為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一實(shí)施例為負(fù)半周釋能操作時(shí)的電路圖；
[0019]圖10為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第二實(shí)施例的電路圖；
[0020]圖11為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第三實(shí)施例的電路圖；及
[0021]圖12為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)操作方法的流程圖。
[0022]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0023]〔現(xiàn)有技術(shù)〕
[0024]Vdc直流輸入電壓
[0025]Vac交流輸出電壓
[0026]BCl第一降壓電路
[0027]BC2第二降壓電路
[0028]Lgla 第一橋臂
[0029]Lg2a 第二橋臂
[0030]Lg3a第三橋臂
[0031]Lg4a第四橋臂
[0032]Sla 第一開關(guān)
[0033]S2a 第二開關(guān)
[0034]S3a第三開關(guān)
[0035]S4a第四開關(guān)
[0036]Dla 第一二極管
[0037]D2a 第二二極管
[0038]D3a第三二極管
[0039]Ma第四二極管
[0040]Cla輸入電容
[0041]Scal第一控制信號(hào)
[0042]Sca2第二控制信號(hào)
[0043]Sca3第三控制信號(hào)
[0044]Sca4第四控制信號(hào)
[0045]Cpl, Cp2 寄生電容
[0046]Icpl, Icp2 漏電流
[0047]t0, tl, t2 時(shí)間
[0048]〔本發(fā)明〕
[0049]Vdc直流輸入電壓
[0050]Vac交流輸出電壓
[0051]10輸入電容組
[0052]11第一轉(zhuǎn)換電路
[0053]12第二轉(zhuǎn)換電路
[0054]21第一濾波電路
[0055]22第二濾波電路
[0056]30控制電路
[0057]301第一比較單元
[0058]302第二比較單元
[0059]303第三比較單元
[0060]304信號(hào)反向單元
[0061]305第一與門單元
[0062]306第二與門單元
[0063]307非門單元
[006