太阳能光伏电源转换系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能光伏电源转换系统及其操作方法，转换一直流输入电压为一交流输出电压。该太阳能光伏电源转换系统包含一输入电容组、一第一切换电路、一第二切换电路、一第一滤波电路、一第二滤波电路以及一控制电路。该第一切换电路包含一第一功率开关与一第二功率开关。该第二切换电路包含一第三功率开关与一第四功率开关。该控制电路产生一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号以及一第四控制信号分别对应控制该第一功率开关、该第二功率开关、该第三功率开关以及该第四功率开关，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。

【技术实现步骤摘要】
太阳能光伏电源转换系统及其操作方法
本专利技术有关一种太阳能光伏电源转换系统及其操作方法，尤指一种降低寄生电容电压所造成漏电流影响的太阳能光伏电源转换系统及其操作方法。
技术介绍
请参见图1为现有技术双降压式逆变器(dual-buckinverter)的电路图。该双降压式逆变器接收一直流输入电压Vdc，并且转换该直流输入电压Vdc为一交流输出电压Vac。该双降压式逆变器包含两组降压电路，分别为一第一降压电路BC1与一第二降压电路BC2。其中，该第一降压电路BC1主要包含一第一桥臂Lg1a与一第二桥臂Lg2a，并且该第一桥臂Lg1a包含一第一开关S1a与串联该第一开关S1a的一第一二极管D1a；该第二桥臂Lg2a包含一第二开关S2a与串联该第二开关S2a的一第二二极管D2a。该第二降压电路BC2主要包含一第三桥臂Lg3a与一第四桥臂Lg4a，并且该第三桥臂Lg3a包含一第三开关S3a与串联该第三开关S3a的一第三二极管D3a；该第四桥臂Lg4a包含一第四开关S4a与串联该第四开关S4a的一第四二极管D4a。此外，该第一降压电路BC1与该第二降压电路BC2并联连接一输入电容C1a。配合参见图2为现有技术双降压式逆变器的驱动信号的波形示意图。通过一驱动信号产生电路(未图示)产生对应控制该第一开关S1a、该第二开关S2a、该第三开关S3a以及该第四开关S4a的多个控制信号，分别为一第一控制信号Sca1、一第二控制信号Sca2、一第三控制信号Sca3以及一第四控制信号Sca4。该第一控制信号Sca1与该第二控制信号Sca2为一互补低频信号对。当该交流输出电压Vac为正半周时(时间t0～t1区间)，该第一控制信号Sca1为高电平导通该第一开关S1a，该第二控制信号Sca2为低电平截止该第二开关S2a。该第三控制信号Sca3为低电平截止该第三开关S3a，该第四控制信号Sca4为高频切换该第四开关S4a。当该交流输出电压Vac为负半周时(时间t1～t2区间)，该第一控制信号Sca1为低电平截止该第一开关S1a，该第二控制信号Sca2为高电平导通该第二开关S2a。该第三控制信号Sca3为高频切换该第三开关S3a，该第四控制信号Sca4为低电平截止该第四开关S4a。然而，在此双降压式逆变器架构下，由于该交流输出电压Vac变化大，因此，造成寄生电容Cp1,Cp2上的电压变化较大，而产生快速变化的漏电流Icp1,Icp2，亦即，寄生电容电压变化越大，漏电流越增加。因此，如何设计出一种太阳能光伏电源转换系统及其操作方法，通过两切换电路与两滤波电路所组成的双降压式逆变器(dual-buckinverter)架构，提供储能元件的储能与释能路径，并且滤波电路与输入直流侧的中性点连接，大大地降低寄生电容电压所造成漏电流的影响，乃为本案专利技术人所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种直流转交流电源转换系统，以克服现有技术的问题。因此本专利技术太阳能光伏电源转换系统以转换一直流输入电压为一交流输出电压。该太阳能光伏电源转换系统包含一输入电容组、一第一切换电路、一第二切换电路、一第一滤波电路、一第二滤波电路以及一控制电路。该输入电容组包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接一中性点，并且接收该直流输入电压。该第一切换电路并联该输入电容组，包含并联的一第一桥臂及一第二桥臂。该第二切换电路并联该输入电容组，包含并联的一第三桥臂及一第四桥臂。该第一滤波电路连接该第一切换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点。该第二滤波电路连接该第二切换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点。该控制电路产生多个控制信号，分别控制该第一切换电路与该第二切换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。本专利技术的另一目的在于提供一种太阳能光伏电源转换系统的操作方法，以克服现有技术的问题。因此本专利技术太阳能光伏电源转换系统以转换一直流输入电压为一交流输出电压。该操作方法包含下列步骤：(a)提供一输入电容组，接收该直流输入电压，该输入电容组包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接一中性点；(b)提供一第一切换电路，并联该输入电容组，包含并联的一第一桥臂及一第二桥臂；(c)提供一第二切换电路，并联该输入电容组，包含并联的一第三桥臂及一第四桥臂；(d)提供一第一滤波电路，连接该第一切换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点；(e)提供一第二滤波电路，连接该第二切换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点；以及(f)提供一控制电路，产生多个控制信号，分别控制该第一切换电路与该第二切换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。附图说明图1为现有技术双降压式逆变器(dual-buckinverter)的电路图；图2为现有技术双降压式逆变器的驱动信号的波形示意图；图3为本专利技术太阳能光伏电源转换系统的电路图；图4为本专利技术太阳能光伏电源转换系统的控制电路的电路示意图；图5为本专利技术太阳能光伏电源转换系统的开关控制信号的波形示意图；图6为本专利技术太阳能光伏电源转换系统为正半周储能操作时的电路图；图7为本专利技术太阳能光伏电源转换系统为正半周释能操作时的电路图；图8为本专利技术太阳能光伏电源转换系统为负半周储能操作时的电路图；图9为本专利技术太阳能光伏电源转换系统为负半周释能操作时的电路图；及图10为本专利技术太阳能光伏电源转换系统操作方法的流程图。其中，附图标记说明如下：﹝现有技术﹞Vdc直流输入电压Vac交流输出电压BC1第一降压电路BC2第二降压电路Lg1a第一桥臂Lg2a第二桥臂Lg3a第三桥臂Lg4a第四桥臂S1a第一开关S2a第二开关S3a第三开关S4a第四开关D1a第一二极管D2a第二二极管D3a第三二极管D4a第四二极管C1a输入电容Sca1第一控制信号Sca2第二控制信号Sca3第三控制信号Sca4第四控制信号Cp1,Cp2寄生电容Icp1,Icp2漏电流t0,t1,t2时间﹝本专利技术﹞Vdc直流输入电压Vac交流输出电压10输入电容组101第一电容102第二电容11第一切换电路Lg1第一桥臂Lg2第二桥臂S1第一功率开关D1第一二极管S2第二功率开关D2第二二极管12第二切换电路Lg3第三桥臂Lg4第四桥臂S3第三功率开关D3第三二极管S4第四功率开关D4第四二极管21第一滤波电路L1第一输出电感L2第二输出电感C1第一输出电容22第二滤波电路L3第三输出电感L4第四输出电感C2第二输出电容Sc1第一控制信号Sc2第二控制信号Sc3第三控制信号Sc4第四控制信号30控制电路301第一比较单元302第二比较单元303信号反向单元311第一非门单元312第二非门单元Po中性点Lps正半周储能回路Lpr正半周释能回路Lns负半周储能回路Lnr负半周释能回路Sac交流输出电压信号Sac-反向交流输出电压信号Stri三角载波信号t0,t1,t2时间S10～S60步骤Icp1,Icp2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏电源转换系统，以转换一直流输入电压为一交流输出电压；该太阳能光伏电源转换系统包含：一输入电容组，包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接一中性点，并且接收该直流输入电压；一第一切换电路，并联该输入电容组，包含并联的一第一桥臂及一第二桥臂；一第二切换电路，并联该输入电容组，包含并联的一第三桥臂及一第四桥臂；一第一滤波电路，连接该第一切换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点；一第二滤波电路，连接该第二切换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点；及一控制电路，产生多个控制信号，分别控制该第一切换电路与该第二切换电路，以降低该直流输入电压的寄生电容效应所造成的漏电流。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏电源转换系统，以转换一直流输入电压为一交流输出电压；该太阳能光伏电源转换系统包含：一输入电容组，包含一第一电容与一第二电容，该第一电容与该第二电容连接一中性点，并且接收该直流输入电压；一第一切换电路，并联该输入电容组，包含并联的一第一桥臂及一第二桥臂，其中该第一桥臂由一第一功率开关与一第一二极管串联形成，该第二桥臂由一第二功率开关与一第二二极管串联形成；一第二切换电路，并联该输入电容组，包含并联的一第三桥臂及一第四桥臂，其中该第三桥臂由一第三功率开关与一第三二极管串联形成，该第四桥臂由一第四功率开关与一第四二极管串联形成；一第一滤波电路，连接该第一切换电路，并且该第一滤波电路的输出侧连接该中性点；一第二滤波电路，连接该第二切换电路，并且该第二滤波电路的输出侧连接该中性点；及一控制电路，产生一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号以及一第四控制信号；其中，当该太阳能光伏电源转换系统提供一正半周储能操作时，该第一控制信号高频切换导通该第一功率开关，并且该第四控制信号低频高电平导通该第四功率开关；当该太阳能光伏电源转换系统提供一正半周释能操作时，该第一控制信号高频切换截止该第一功率开关，并且该第四控制信号低频高电平导通该第四功率开关；当该太阳能光伏电源转换系统提供一负半周储能操作时，该第三控制信号高频切换导通该第三功率开关，并且该第二控制信号低频高电平导通该第二功率开关；当该太阳能光伏电源转换系统提供一负半周释能操作时，该第三控制信号高频切换截止该第三功率开关，并且该第二控制信号低频高电平导通该第二功率开关。2.如权利要求1所述的太阳能光伏电源转换系统，其中该第一控制信号、该第二控制信号、该第三控制信号以及该第四控制信号分别对应控制该第一功率开关、该第二功率开关、该第三功率开关以及该第四功率开关。3.如权利要求2所述的太阳能光伏电源转换系统，其中该第一滤波电路包含一第一输出电感、一第二输出电感以及一第一输出电容，该第一输出电感的一端连接该第二输出电感的一端，再与该第一输出电容的一端连接，该第一输出电感的另一端连接该第一功率开关与该第一二极管，该第二输出电感的另一端连接该第二功率开关与该第二二极管，并且该第一输出电容的另一端连接该中性点；该第二滤波电路包含一第三输出电感、一第四输出电感以及一第二输出电容，该第三输出电感的一端连接该第四输出电感的一端，再与该第二输出电容的一端连接，该第三输出电感的另一端连接该第三功率开关与该第三二极管，该第四输出电感的另一端连接该第四功率开关与该第四二极管，并且该第二输出电容的另一端连接该中性点。4.如权利要求3所述的太阳能光伏电源转换系统，其中该控制电路包含：一信号反向单元；一第一非门单元；一第二非门单元；一第一比较单元，具有一反相输入端、一非反相输入端以及一输出端；该非反相输入端接收该交流输出电压所提供的一交流输出电压信号，该反相输入端接收一三角载波信号；该输出端输出该第一控制信号，并且该输出端连接该第一非门单元以输出该第二控制信号；其中该三角载波信号为一高频载波信号；及一第二比较单元，具有一反相输入端、一非反相输入端以及一输出端；该非反相输入端连接该信号反向单元再接收该交流输出电压信号，该反相输入端接收该三角载波信号；该输出端输出该第三控制信号，并且该输出端连接该第二非门单元以输出该第四控制信号。5.如权利要求4所述的太阳能光伏电源转换系统，其中当该交流输出电压为正半周时，该第一控制信号与该第二控制信号为一互补高频切换信号对，该第三控制信号与该第四控制信号为一互补低频信号对；当该交流输出电压为负半周时，该第一控制信号与该第二控制信号为一互补低频信号对，该第三控制信号与该第四控制信号为一互补高频切换信号对。6.如权利要求4所述的太阳能光伏电源转换系统，其中当该太阳能光伏电源转换系统为正半周储能操作时，该第一输出电感与该第四输出电感为储能操作，且正半周储能回路依序为该直流输入电压、该第一功率开关、该第一输出电感、该交流输出电压、该第四输出电感以及该第四功率开关所构成。7.如权利要求4所述的太阳能光伏电源转换系统，其中当该太阳能光伏电源转换系统为正半周释能操作时，该第一输出电感与该第四输出电感为释能操作，且正半周释能回路依序为该第一输出电感、该交流输出电压、该第四输出电感、该第四功率开关以及该第一二极管所构成。8.如权利要求4所述的太阳能光伏电源转换系统，其中当该太阳能光伏电源转换系统为负半周储能操作时，该第三输出电感与该第二输出电感为储能操作，且负半周储能回路依序为该直流输入电压、该第三功率开关、该第三输出电感、该交流输出电压、该第二输出电感以及该第二功率开关所构成。9.如权利要求4所述的太阳能光伏电源转换系统，其中当该太阳能光伏电源转换系统为负半周释能操作时，该第三输出电感与该第二输出电感为释能操作，且负半周释能回路依序为该第三输出电感、该交流输出电压、该第二输出电感、该第二功率开关以及该第三二极管所构成。10.如权利要求1所述的太阳能光伏电源转换系统，其中该第一电容与该第二电容连接于该中性点，以维持该第一电容与第二电容的跨压分别等于该直流输入电压的一半。11.如权利要求3所述的太阳能光伏电源转换系统，其中该交流输出电压输出于该第一输...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振维，辛伟纶，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71