一种电功率转换器包含一种电路，该电路具有单开关晶体管，该单开关晶体管电连接到直流电源，第一电感器-电容器(LC)电路，其电连接到所述单开关晶体管，第二LC电路，其电连接到所述第一LC电路以及被配置为向负载提供输出信号。控制器可操作地连接到单开关晶体管。控制器识别该电路的输出信号与参考信号之间的误差，以及调整脉宽调制(PWM)切换信号的占空比，以使用所调整的占空比在预定频率来切断所述单开关晶体管，以减少所识别的误差。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电功率转换器包含一种电路，该电路具有单开关晶体管，该单开关晶体管电连接到直流电源，第一电感器-电容器(LC)电路，其电连接到所述单开关晶体管，第二LC电路，其电连接到所述第一LC电路以及被配置为向负载提供输出信号。控制器可操作地连接到单开关晶体管。控制器识别该电路的输出信号与参考信号之间的误差，以及调整脉宽调制(PWM)切换信号的占空比，以使用所调整的占空比在预定频率来切断所述单开关晶体管，以减少所识别的误差。【专利说明】单开关无限级电力逆变器 优先权要求 本申请要求于2012年3月20日提交，名称为"单开关逆变器"，申请号为 61/613, 372的美国临时申请的优先权。本申请还要求于2012年6月4日提交，名称为"单相 位和三相位单开关晶体管逆变器"，申请号为61/655, 271的美国临时申请的优先权。本申请 还要求于2012年7月25日提交，名称为"具有隔离的单开关逆变器"，申请号为61/675, 618 的美国临时申请的优先权。本申请还要求于2012年8月30日提交，名称为"具有和不具有 隔离的同步单开关逆变器"，申请号为61/695, 175的美国临时申请的优先权。本申请还要 求于2012年12月28日提交，名称为"具有最大电流和功率限制器和并行操作的同步单开 关逆变器"，申请号为61/746, 924的美国临时申请的优先权。
本说明书一般涉及电功率转换系统，该电功率转换系统包含将第一直流（DC)转 换到第二DC以及将DC转换到期望的交流电（AC)的系统。该逆变器使用同步极性选择电 路。该逆变器能够与任何源同步以及与其它电源并行操作。
技术介绍
通过电流供电的许多设备使用直流（DC)功率或交流电（AC)功率进行操作。各种 设备将来自电源的AC电流转换成DC电流，以及将DC电流转换成AC电流。电力逆变器是使 用DC输入信号作为源来生成AC输出功率信号的设备的一个示例。在两种常见的配置中， 逆变器生成具有正弦波形的AC信号，该AC信号具有约120伏的输出电压和60Hz的频率以 符合美国和其它国家的电网，或具有约240伏的输出电压和50Hz的频率以符合欧洲和亚洲 的电网。 在典型的逆变器设计中，以高速来切换4个晶体管以从输入DC波形生成正弦波AC 波形。晶体管反复地接通和断开，以在正电压值和负电压值之间反转DC信号源，以便输出 信号近似AC正弦波信号。典型地，高频开关晶体管以比AC输出信号的频率高的多的频率 接通和断开。每当4个晶体管中的一个晶体管在接通状态和断开状态之间切换时，来自DC 信号源的输入能量的一部分会损耗。随着AC输出信号的期望频率增加，由于开关晶体管的 切换损耗也增加，因为晶体管以更高的频率切换以生成AC信号。另外，现有的逆变器典型 地被配置为接受来自稳定的DC电源的功率，该DC电源基本上不随着时间变化以及向具有 基本上恒定阻抗的负载提供AC功率输出。如果在操作期间，DC功率输入或负载输出阻抗变 化，则现有逆变器可能变得不稳定以及产生偏离于期望的AC输出波形的输出功率信号。因 此，针对更高效地操作并且提供稳定的AC功率信号的DC至AC逆变器的改进将是有益的。
技术实现思路
在一个实施例中，一种电力电子转换器包含电路，该电路具有单开关晶体管，该单 开关晶体管电连接到具有第一电压电平的直流OC)电源，第一电感器-电容器电路，其电 连接到所述单开关晶体管的输出以及被配置为响应于所述开关晶体管被接通，接收通过所 述单开关晶体管的来自所述DC电源的电功率，以及第二电感器-电容器电路，其电连接第 一电感器-电容器电路以及被配置为向负载提供输出电压。所述电力转换器还包含控制 器，该控制器可操作地连接到所述单开关晶体管。所述控制器被配置为识别所述电路的输 出信号与参考信号之间的误差，所述参考信号的电压在不同于所述第一电压电平的第二电 压电平处，以及调整脉宽调制（PWM)切换信号的占空比，以使用所调整的占空比以预定的 频率来切换所述单开关晶体管，以降低所识别的误差。 在另一个实施例中，电功率调节系统包含电路，该电路具有单开关晶体管，该单开 关晶体管电连接到直流（DC)电源，以及电开关设备，所述电开关设备具有电连接到所述单 开关晶体管的输出的输入以及被配置为以第一预定频率进行切换以从由所述DC电源供应 的DC输入生成输出信号。所述电功率调节系统还包含：参考信号生成器，其被配置为生成 具有对应于针对外部AC信号生成器的预定信号的所述第一预定频率的AC参考信号波形， 信号传感器，所述信号传感器被配置为测量来自所述外部AC生成器的外部AC信号和所述 电路的所述输出信号的组合，所述外部AC信号包含噪声成分，以及控制器，该控制器可操 作地连接到所述单开关晶体管、所述参考信号生成器以及所述信号传感器。所述控制器被 配置为识别所述AC参考信号与具有所述噪声成分的所述外部AC信号和所述输出信号的组 合之间的误差，以及调整脉宽调制（PWM)切换信号的占空比，以使用所调整的占空比以第 二预定频率来切换所述单开关晶体管，以降低或消除所述外部AC信号和所述输出信号的 组合中的所述噪声成分。 在另一个实施例中，一种电逆变器系统被配置为限制交流电（AC)输出的幅度。所 述逆变器系统包含逆变器电路，该逆变器电路具有被配置为电连接到直流OC)电源的单 开关晶体管，电开关设备，该电开关设备具有电连接到所述单开关晶体管的输出的输入以 及被配置为以预定频率进行切换以从由所述DC电源供应的DC输入生成交流电（AC)输出， 电流传感器，所述电流传感器被配置为生成对应于AC输出的幅度的信号，旁路开关，所述 旁路开关电连接到所述单开关晶体管。所述逆变器系统还包含：控制器，所述控制器可操作 地连接到所述单开关晶体管、所述电流传感器以及所述旁路开关。所述控制器被配置为参 考从所述电流传感器接收的信号来识别所述AC输出的电流幅度，响应于所述AC输出的所 识别的电流幅度大于预定阈值，操作所述旁路开关以从第一配置改变到第二配置，在所述 第二配置中的所述旁路开关被配置为向所述单开关晶体管发送控制信号以防止DC电流流 过所述单开关晶体管，仅响应于所述旁路开关在所述第一配置中生成脉宽调制（PWM)切换 信号以便以预定频率切换所述单开关晶体管，仅响应于所述旁路开关在所述第一配置中识 别AC参考信号的电压电平和来自所述逆变器电路的输出信号的测量的电压电平之间的误 差，以及仅响应于所述旁路开关在所述第一配置中设置所述PWM切换信号的占空比以降低 所识别的误差。 在另一个实施例中，已经开发了一种电逆变器系统。所述系统包含：第一逆变器电 路和第二逆变器电路。所述第一逆变器电路包含第一单开关晶体管，所述第一单开关晶体 管被配置为电连接到第一直流OC)电源，参考信号生成器，所述参考信号生成器被配置为 生成对应于针对所述第一逆变器电路的输出AC的交流电（AC)信号，第一电开关设备，所述 第一电开关设备具有电连接到所述DC电源的输入以及被配置为以第一预定频率进行切换 以从由所述第一DC电源供应的DC输入生成第一交流电（AC)输出，以及第一控制器，所述 第一控制器可操作地连接到所述第一单开关晶体管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力转换器，包括：一种电路，该电路包括：单开关晶体管，其电连接到具有第一电压电平的直流(DC)电源；第一电感器‑电容器电路，其电连接到所述单开关晶体管的输出以及被配置为响应于所述开关晶体管被接通，接收通过所述单开关晶体管的来自所述DC电源的电功率；以及第二电感器‑电容器电路，其电连接第一电感器‑电容器电路以及被配置为向负载提供输出信号；以及控制器，其可操作地连接到所述单开关晶体管，所述控制器被配置为：识别所述电路的输出信号与参考信号之间的误差，所述参考信号的电压在不同于所述第一电压电平的第二电压电平处；以及调整脉宽调制(PWM)切换信号的占空比，以使用所调整的占空比以预定的频率来切换所述单开关晶体管，以降低所识别的误差。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·伊扎迪恩，
申请(专利权)人：印第安纳大学研究与技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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