直流电压转交流电压的换流器及其方法技术

本发明专利技术公开了换流器包含一第一半周期电路、一第二半周期电路、一第一电感及一第二电感。一直流电源用以提供一直流电压；该第一半周期电路和该第一电感的回路用以将该直流电压转换成一交流电源的交流电压的第一半周期，且根据一第二时钟，调变该交流电压的第一半周期的波形；该第二半周期电路和该第二电感的回路用以将该直流电压转换成该交流电压的第二半周期，且根据第三时钟，调变该交流电压的第二半周期的波形。本发明专利技术可通过选用适当的开关材料和自由飞轮二极管的材料以降低导通与切换的损耗。因此，相较于现有技术，本发明专利技术所提供的换流器具有更好的转换效率以及更高的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流电压转交流电压的换流器，尤指一种换流器的第一半周期的电流路径和第二半周期的电流路径为各自独立之直流电压转交流电压的换流器。
技术介绍
直流电压转交流电压的换流器用以转换直流电能至交流电源。请参照图1，图I为现有技术说明H桥式(H-bridge)换流器100的示意图。换流器100包含二开关T1、T2，二调变开关Τ3、Τ4和二电感LI、L2，其中D1-D4为开关Tl、Τ2和调变开关Τ3、Τ4的寄生二极管，其中电感LI、L2，开关Tl、调变开关Τ4，和开关Τ2、调变开关Τ3形成互相交替切换的切换对。另外，在图I中，一直流电源102用以提供一直流电压VIN，一稳压电容C用以稳定直 流电压VIN。换流器100通过电感L1、L2，开关Tl、调变开关T4和开关T2、调变开关T3形成的切换对将直流电源102的直流电压VIN转换成交流电源AC的交流电压。在自由飞轮状态(free-wheeling state),换流器100利用寄生二极管D1-D4维持直流电流的方向。由于在自由飞轮状态，换流器100利用寄生二极管D1-D4维持直流电流的方向，以及换流器100的的调变开关T3、T4可能会因误操作同时开启造成短路，所以将会影响换流器100的效率和降低换流器100的可靠度。综上所述，本专利技术所提供的一种，利用换流器中不会同时开启的第一半周期电路和第二半周期电路分别根据第一时钟与反相的第一时钟交替运作，而将直流电源提供的直流电压通过单方向的电流传递至交流电源。另外，本专利技术可通过选用适当的开关材料和自由飞轮二极管的材料以降低导通与切换的损耗。因此，相较于现有技术，本专利技术所提供的换流器具有更好的转换效率以及更高的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的一实施例提供一种直流电压转交流电压的换流器。该换流器包含一第一半周期电路、一第二半周期电路、一第一电感及一第二电感。该第一半周期电路具有一第一端，I禹接于一直流电源的第一端，一第二端，用以接收一第二时钟，一第三端，一第四端，率禹接于一交流电源的第二端，一第五端，用以接收一第一时钟，及一第六端，稱接于该直流电源的第二端，其中该第一半周期电路根据该第一时钟于该交流电源的第一半周期时开启根据该第一时钟于该交流电源的第一半周期时开启，并将该直流电源提供的直流电压转换成该交流电源的交流电压的第一半周期，以及根据该第二时钟，调变该交流电压的第一半周期的波形；该第二半周期电路具有一第一端，耦接于该直流电源的第一端，一第二端，用以接收一反相的第一时钟，一第三端，耦接于该第一半周期电路的第四端，一第四端，一第五端，用以接收一第三时钟，及一第六端，耦接于该直流电源的第二端，其中该第二半周期电路根据该反相的第一时钟于该交流电源的第二半周期时开启并将该直流电压转换成该交流电压的第二半周期，且根据该第三时钟，调变该交流电压的第二半周期的波形；该第一电感具有一第一端，耦接于该第一半周期电路的第三端，及一第二端，耦接于该交流电源的第一端，其中该第一电感用以降低该交流电源的交流电流的谐波；及该第二电感具有一第一端，耦接于该第二半周期电路的第四端，及一第二端，耦接于该交流电源的第一端，其中该第二电感用以降低该交流电源的交流电流的谐波；其中该第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第一死区时间(dead time)，以及该反相的第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第二死区时间，其中该第一死区时间与该第二死区时间用以避免该第一半周期电路与该第二半周期电路同时开启，其中当该第二半周期电路开启期间，该第二时钟为关闭，且当该第一半周期电路开启期间，该第三时钟为关闭。本专利技术的一实施例提供一种直流电压转交流电压的方法。该方法包含提供一直流电压；根据一第一时钟，开启一第一半周期电路的第一半周期开关，和根据一反相的第一时钟关闭一第二半周期电路的第二半周期开关；该第一半周期电路的第一半周期调变开关根据一第二时钟，调变一交流电源的第一半周期的波形；当根据该第二时钟关闭该第一半周期调变开关时，利用一第一自由飞轮二极管、该第一半周期开关、该交流电源和一第一电感，形成该第一电感释放电能的回路；根据该第一时钟，关闭该第一半周期电路的第一半周 期开关，和根据该反相的第一时钟，开启该第二半周期电路的第二半周期开关；该第二半周期电路的第二半周期调变开关根据一第三时钟，调变该交流电源的第二半周期的波形；及当根据该第三时钟关闭该第二半周期调变开关时，利用一第二自由飞轮二极管、该第二半周期开关、该交流电源和一第二电感，形成该第二电感释放电能的回路；其中该第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第一死区时间(dead time)，以及该反相的第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第二死区时间，其中该第一死区时间与该第二死区时间用以避免该第一半周期电路与该第二半周期电路同时开启，其中当该第二半周期电路开启期间，该第二时钟为关闭，且当该第一半周期电路开启期间，该第三时钟为关闭。本专利技术提供一种，利用该换流器中不会同时开启的第一半周期电路和第二半周期电路分别根据一第一时钟与一反相的第一时钟交替运作，而将一直流电源提供的直流电压通过单方向的电流传递至一交流电源。另外，该换流器在该交流电源的第一半周期的电流路径和该交流电源的第二半周期的电流路径各自独立，且在该交流电源的第一半周期的自由飞轮状态时，利用一第一自由飞轮二极管、一第一电感、该交流电源及一第一半周期开关构成的回路，形成该第一电感释放电能的回路；而在该交流电源的第二半周期的自由飞轮状态，利用一第二自由飞轮二极管、一第二电感、该交流电源及一第二半周期开关构成的回路，形成该第二电感释放电能的回路。因为不像现有技术利用该第一调变开关与该第二调变开关的寄生二极管构成自由飞轮状态的电流路径，且本专利技术在该交流电源的第一半周期的电流路径和该交流电源的第二半周期的电流路径为各自独立，所以本专利技术可避免该交流电源的第一半周期与该交流电源的第二半周期的自由飞轮状态的电流对第一调变开关与第二调变开关频繁的冲击以及避免因误操作造成该换流器的第一调变开关与第二调变开关同时开启。另外，本专利技术可通过选用适当的开关材料和自由飞轮二极管的材料以降低导通与切换的损耗。因此，相较于现有技术，本专利技术所提供的换流器具有更好的转换效率以及更高的可靠性。附图说明图I为现有技术说明H桥式换流器的示意图。图2为本专利技术的一实施例说明一种直流电压转交流电压的换流器的示意图。图3A为说明当交流电源于第一半周期时，第一半周期电路的负载电流路径的示意图。图3B为说明当第一半周期调变开关根据第二时钟关闭时，第一半周期电路的负载电流路径的不意图。图4A为说明当交流电源于第二半周期时，第二半周期电路的负载电流路径的示意图。图4B为说明当第二半周期调变开关根据第二时钟关闭时，第二半周期电路的负 载电流路径的不意图。图5为本专利技术的另一实施例说明直流电压转交流电压的方法之流程图。其中，附图标记说明如下100、200 换流器102、202 直流电源204、C稳压电容206第一半周期电路208第二半周期电路210 第一电感212 第二电感214、AC交流电源2062第一半周期开关2064第一半周期调变开关2066第一自由飞轮二极管2082第二半周期开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.21 TW 1001095261.ー种直流电压转交流电压的换流器，其特征是，包含 一第一半周期电路，具有一第一端，稱接于一直流电源的第一端，一第二端，用以接收一第二时钟，一第三端，一第四端，I禹接于一交流电源的第二端，一第五端，用以接收一第一时钟，及一第六端，耦接于该直流电源的第二端，其中该第一半周期电路根据该第一时钟于该交流电源的第一半周期时开启，并将该直流电源提供的直流电压转换成该交流电源的交流电压的第一半周期，以及根据该第二时钟，调变该交流电压的第一半周期的波形； 一第二半周期电路，具有一第一端，耦接于该直流电源的第一端，一第二端，用以接收一反相的第一时钟，一第三端，I禹接于该第一半周期电路的第四端，一第四端，一第五端，用以接收一第三时钟，及一第六端，耦接于该直流电源的第二端，其中该第二半周期电路根据该反相的第一时钟于该交流电源的第二半周期时开启，并将该直流电压转换成该交流电压的第二半周期，且根据该第三时钟，调变该交流电压的第二半周期的波形； 一第一电感，具有一第一端，耦接于该第一半周期电路的第三端，及一第二端，耦接于该交流电源的第一端，其中该第一电感用以降低该交流电源的交流电流的谐波；及一第二电感，具有一第一端，耦接于该第二半周期电路的第四端，及一第二端，耦接于该交流电源的第一端，其中该第二电感用以降低该交流电源的交流电流的谐波； 其中该第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第一死区时间，以及该反相的第一时钟的第一半周期和第二半周期之间，具有一第二死区时间，其中该第一死区时间与该第二死区时间用以避免该第一半周期电路与该第二半周期电路同时开启，其中当该第ニ半周期电路开启期间，该第二时钟为关闭，且当该第一半周期电路开启期间，该第三时钟为关闭。2.如权利要求I所述的换流器，其特征是，该第一半周期电路包含 一第一半周期开关，具有一第一端，耦接于该第一半周期电路的第四端，一第二端，耦接于该第一半周期电路的第五端，用以接收该第一时钟，及一第三端，耦接于该第一半周期电路的的第六端，其中该第一半周期开关根据该第一时钟于该交流电源的第一半周期时开启; 一第一半周期调变开关，具有一第一端，耦接于该第一半周期电路的第一端，一第二端，耦接于该第一半周期电路的第二端，用以接收该第二时钟，及一第三端，耦接于该第一半周期电路的第三端，其中该第一半周期调变开关根据该第二时钟调变该交流电压的第一半周期的波形；及 一第一自由飞轮ニ极管，具有一第一端，耦接于该第一半周期电路的第三端，及一第二端，耦接于该第一半周期电路的第六端，其中该第一自由飞轮ニ极管用以于该交流电源的第一半周期时，根据该第二时钟调变，以补偿该第一半周期调变开关。3.如权利要求I所述的换流器，其特征是，该第二半周期电路包含 一第二半周期开关，具有一第一端，耦接于该第二半周期电路的第一端，一第二端，耦接于该第二半周期电路的第二端，用以接收该反相的第一时钟，及一第三端，耦接于该第二半周期电路的第三端，其中该第二半周期开关根据该反相的第一时钟于该交流电源的第二半周期时开启； 一第二半周期调变开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永祥，朱郭鑫，吴旭晋，
申请(专利权)人：茂迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：