功率调节器制造技术

在对串联连接的一对开关元件的导通截止中设置了死区时间期间的方式的电路中，抑制由于该死区时间期间中其中一个开关元件成为有效导通而生成的正弦波电压的波形的一部分中的失真。本功率调节器具备第1、第2组，该第1、第2组包含各自反并联连接了二极管且相互串联连接的两个开关元件。本功率调节器将第1组的两个开关元件以规定的斩波频率交替地进行导通截止，将第2组的两个开关元件以高于斩波频率的PWM频率交替地进行导通截止。进而，本功率调节器在对各组的两个开关元件的导通截止定时中设置死区时间期间而进行控制时，通过第1组的各开关元件的死区时间期间中的各二极管，与一个开关元件中的有效导通驱动相对应地，对第2组的开关元件的导通截止占空进行调整控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在对直流电力进行斩波(chopping)从而变换为交流电力的斩波器 (chopper)式的电力变换装置中使用的功率调节器(Power Conditioner)。
技术介绍
近年来，从地球环境保护的观点出发，活跃地进行基于对环境的影响少的太阳电池、燃料电池等的发电系统的开发。这样的发电系统中有的发电系统将来自太阳电池等进行发电的直流电力源的直流电力通过功率调节器而变换为与系统互连的商用频率的交流电力。变换后的交流电力被提供给与商用电力系统连接的家庭内负载。另一方面，当直流电力源产生的电力超过家庭内负载的耗电时，剩余电力反向流动到系统测。用于这样的发电系统的功率调节器一般包括将通过太阳电池等发电的直流电力变换为交流电力的逆变器、以及用于系统互连的保护装置。并且，在该功率调节器中，有通过绝缘变压器将直流部和交流部电绝缘的绝缘型和不使用绝缘变压器的非绝缘型。比较该两个类型，后者的非绝缘型在电力变换效率上优于前者，因此使用更多。(例如，参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2002-10496号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题图9表示具备了非绝缘型的功率调节器的太阳光发电系统的构成例。该功率调节器36与商用电源2互连运行。功率调节器36包括平滑电容器33、PWM控制的逆变器34、 由电抗器和电容器组成的滤波器35、未图示的控制电路。平滑电容器33对来自太阳电池面板I的发电输出进行平滑化。逆变器34通过由反并联连接了二极管的4个MOSFET等组成的开关元件37 40构成。并且，通过进行以18kHz前后的高频率使逆变器34内的开关元件 37^40导通/截止的开关控制，从而通过平滑电容器33平滑化后的太阳电池面板I的发电输出被变换输出为与商用电力系统同步的交流电力。然后，功率调节器36将这样变换的交流电力经由滤波器35提供给未图示的负载，或者反向流动到系统侧。该功率调节器36具备的PWM控制的逆变器34需要以上述的18kHz前后的高频率使开关元件37 40进行开关动作，从而将来自太阳电池面板I的例如800V左右的高的直流电力变换为交流电力。因此，在具备以往的功率调节器36的电力变换装置中，是在功率调节器36内的电力变换时产生大的开关损耗的结构，作为其结果，存在电力的变换效率低的课题。为了解决上述课题，本专利技术人们申请了平成21年3月13日的特愿2009-61915号“电力变换装置、功率调节器、以及发电系统”。但是，在该申请的功率调节器中具有以下课 题，即在生成的正弦波电压的波形的一部分中产生失真的可能性高。因此，本专利技术的目的在于改良所述前申请的专利技术的功率调节器，提供一种抑制了 正弦波电压波形的一部分中的所述失真的发生的功率调节器。用于解决课题的方案本专利技术的第I观点的功率调节器，至少包括第I组、第2组、以及控制部件。第I 组包含两个开关元件，该两个开关元件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管，并且 该两个开关元件以规定斩波频率被交替地导通截止。第2组包含两个开关元件，该两个开 关元件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管，并且该两个开关元件以高于斩波频率 的PWM频率被交替地导通截止。控制部件设置死区时间期间从而对各组的开关元件进行导 通截止控制。并且，控制部件通过对于第I组内的各个开关元件而言其死区时间期间中的 各二极管，与一个开关元件中的有效导通驱动相对应地，对第2组内的各开关元件的导通 截止占空进行调整控制。本专利技术的第2观点的功率调节器是至少具有第I组以及第2组、电容器、控制部件 的功率调节器。相互并联的第I组以及第2组包含两个开关元件，该两个开关元件相互串 联连接并且各自反并联连接了二极管。电容器与第I以及第2组并联连接。控制部件将第 I组的两个开关元件以规定的斩波频率交替地进行导通截止，将第2组的两个开关元件以 高于斩波频率的PWM频率交替地进行导通截止，并且在这些各个组的两个开关元件的导通 截止定时中设置死区时间期间而进行控制。控制部件在第I组的开关元件的第I串联连接 部中形成以正弦波形式变化的脉冲电压串，在第2组的开关元件的第2串联连接部中形成 与脉冲电压串和正弦波电压的差分相应的差电压。控制部件进行控制以便通过控制第2组 的两个开关元件的导通截止占空从而获得向正负两侧变化的正弦波电压。并且，该功率调 节器的控制部件通过第I组的各个开关元件的死区时间期间中的各二极管，与一个开关元 件中的有效导通驱动相对应地，对第2组中的各开关元件的导通截止占空进行调整控制。本专利技术的第3观点的功率调节器包括第I至第3斩波器电路、控制部件。第I斩 波器电路包含由两个第I以及第2开关元件组成的第I开关电路，该第I以及第2开关元 件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管。第I以及第2开关元件以第I斩波频率被 交替地导通截止，从而生成相对于第I基准电位为正侧的电压的第I脉冲电压串。第2斩 波器电路包含第2电容器和第2开关电路的并联连接电路。并联连接电路的并联连接一侧 与第I以及第2开关元件的串联连接部连接。第2开关电路由两个第3以及第4开关元件 组成，该第3以及第4开关元件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管。第3以及第 4开关元件以高于第I频率的第2斩波频率被交替地导通截止，以第I脉冲电压串的电位 为第2基准电位，生成电压电平与第I脉冲电压串相比为低电压且相对于第2基准电位成 为负侧的电压V2的第2脉冲电压串。进而，第3以及第4开关元件相加第I以及第2脉冲 电压串的电压，从而形成相对于第I基准电位向其正负两侧交替地以正弦波形式变化的第 3脉冲电压串。第3斩波器电路包含由相互串联连接并且各自反并联连接了二极管的第5 以及第6开关元件组成的第3开关电路；相互串联连接并且各自反并联连接了二极管的第 7以及第8开关元件；以及与第5以及第6开关元件、第7以及第8开关元件并联连接的电 容器。第5以及第6开关元件的串联连接部与第3以及第4开关元件的串联连接部连接。第5以及第6开关元件以高于第2斩波频率的第3斩波频率被交替地导通截止，从而生成第 3脉冲电压串与正弦波电压的差电压。第7以及第8开关元件以高于第3斩波频率的PWM 频率进行导通截止，并且进行控制以便在它们的串联连接部上获得正弦波电压。并且，控制 部件通过在第I至第3斩波器电路内的上下开关元件上反并联连接的各二极管，与上下开 关元件的死区时间期间中的一个开关元件的导通驱动相对应地，控制第7以及第8开关元 件的导通截止占空。另外，“向正负两侧交替地以正弦波形式变化”是指，相对于基准电位，正(一方)侧 的脉冲电压和负(另一方)侧的脉冲电压交替地以一定的周期呈现，优选脉冲的周期和正弦波的周期一致。另外，用于获得与脉冲电压串的差分的正弦波电压优选为成为电力变换的目标的 正弦波电压、即正弦波电压的目标值(指令值)。另外,本专利技术可包含对直流电力进行斩波从而变换为交流电力的电力变换装置。 即，本专利技术的名称虽然是功率调节器，但在该功率调节器中可包含电力变换装置。另外，在将通过直流电力源发电的直流电力通过所述功率调节器变换为交流电力 从而与商用电源互连的发电系统中，本专利技术能够应用于该功率调节器。其中，直流电力源可 包含太阳电池、燃料电池、风力发电等产生直流电力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.13 JP 2010-2043181.一种功率调节器，其特征在于，至少包括第I组，包含两个开关元件，该两个开关元件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管，并且该两个开关元件以规定斩波频率被交替地导通截止；第2组，包含两个开关元件，该两个开关元件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管，并且该两个开关元件以高于所述斩波频率的PWM频率被交替地导通截止；以及控制部件，设置死区时间期间对所述第I以及第2组的开关元件进行导通截止控制，所述控制部件通过对于所述第I组内的各个开关元件而言其死区时间期间中的所述各二极管，与一个开关元件中的有效导通驱动相对应地，对所述第2组内的各开关元件的导通截止占空进行调整控制。2.—种功率调节器，至少具有相互并联的第I组以及第2组，该第I组以及第2组分别包含两个开关元件，该两个开关元件相互串联连接并且各自反并联连接了二极管；电容器，与所述第I组以及第2组并联；以及控制部件，将所述第I组的两个开关元件以规定的斩波频率交替地进行导通截止，将所述第2组的两个开关元件以高于所述斩波频率的PWM频率交替地进行导通截止，并且在这些各个组的两个开关元件的导通截止定时中设置死区时间期间而进行控制，所述控制部件在所述第I组的开关元件的第I串联连接部中形成脉冲电压串，在所述第2组的开关元件的第2串联连接部中形成与所述脉冲电压串和正弦波电压的差分相应的差电压，并且进行控制以便通过控制所述第2组的两个开关元件的导通截止占空从而获得向正负两侧变化的正弦波电压，该功率调节器的特征在于，所述控制部件通过所述第I组内的各个开关元件的死区时间期间中的所述各二极管， 与一个开关元件中的有效导通驱动相对应地，对所述第2组中的各开关元件的导通截止占空进行调整控制。3.—种功率调节器，其特征在于，包括第I至第3斩波器电路；以及控制部件，所述第I斩波...

【专利技术属性】
技术研发人员：马渕雅夫，今村和由，坪田康弘，沟上恭生，田边胜隆，中村耕太郎，前田辉幸，丰浦信行，山田美绪，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：
国别省市：