專(zhuān)利名稱(chēng)：直流-交流轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換電路，且特別涉及一種直流-交流轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
目前人類(lèi)使用的主要能源為石油，通過(guò)燃燒石油產(chǎn)生所需的動(dòng)力或電能，例如汽車(chē)或燃油式發(fā)電機(jī)(廠)，然而，石油燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的高溫與廢氣除了會(huì)造成空氣質(zhì)量惡化外，還會(huì)使全球溫室效應(yīng)惡化。此外，根據(jù)全世界石油生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，石油產(chǎn)量將于十年內(nèi)達(dá)到高峰，爾后產(chǎn)量將逐年降低，這不僅意味著油價(jià)(包括電價(jià))將不再便宜，也可能導(dǎo)致真正石油危機(jī)的到來(lái)，間接引發(fā)全球經(jīng)濟(jì)風(fēng)暴。有鑒于此，將再生能源(renewable energy)有效且經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)換為一般民生供電或機(jī)械動(dòng)力，已成為先進(jìn)科技國(guó)家兼顧環(huán)保與發(fā)電的重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。在太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、生物廢料能等再生能源中，利用太陽(yáng)能發(fā)電的再生能源發(fā)電系統(tǒng)，由于具環(huán)保、易于安裝、商品化技術(shù)的成熟以及國(guó)家計(jì)劃性的輔助推動(dòng)，已成為先進(jìn)國(guó)家發(fā)展分散式電源系統(tǒng)的主要選擇。請(qǐng)參閱圖1，其為現(xiàn)有直流-交流轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有直流-交流轉(zhuǎn)換電路1應(yīng)用于太陽(yáng)光并網(wǎng)系統(tǒng)，因此也可稱(chēng)為光伏逆變器(Wiotovoltaic Inverter, PV inverter)，直流-交流轉(zhuǎn)換電路1為非隔離且全橋式的電路架構(gòu)，主要由一輸入濾波電路10、一全橋式切換電路11以及一輸出濾波電路12所構(gòu)成，其中輸入濾波電路 10由一第一電容C1所構(gòu)成，用以接收由太陽(yáng)能板所產(chǎn)生的直流輸入電壓vD。，并對(duì)直流輸入電壓VD。進(jìn)行濾波。全橋式切換電路11則與輸出濾波電路12電性連接，且由第一至第四開(kāi)關(guān)元件S1-S4所構(gòu)成，第一開(kāi)關(guān)元件S1及第二開(kāi)關(guān)元件&是串聯(lián)電性連接，第三開(kāi)關(guān)元件& 以及第四開(kāi)關(guān)元件、也串聯(lián)電性連接，由此組成二橋臂式的全橋架構(gòu)，第一至第四開(kāi)關(guān)元件S1I4通過(guò)一控制單元(未圖示)的控制而進(jìn)行導(dǎo)通或截止的切換運(yùn)作，由此使全橋式切換電路11將濾波后的直流輸入電壓VD。轉(zhuǎn)換為交流調(diào)變電壓VT。輸出濾波電路12則與全橋式切換電路11電性連接，且由一第一電感L1、一第二電感L2以及一第二濾波電容C2所構(gòu)成，輸出濾波電路I2用以濾除交流調(diào)變電壓Vt的高頻成份，進(jìn)而輸出一交流輸出電壓Vo至電力網(wǎng)絡(luò)(Grid)G。一般而言，全橋式切換電路11的第一至第四開(kāi)關(guān)元件S1-S4是以脈沖寬度調(diào)變方式運(yùn)作，且依第一至第四開(kāi)關(guān)元件S1I4工作模式的不同還可分為雙極性切換(Bipolar)或是單極性切換(Unipolar)。請(qǐng)圖2及圖3，其中圖2為圖1所示的全橋式切換電路在雙極性切換的工作模式時(shí)，其所輸出的調(diào)變電壓的波形圖，圖3為圖1所示的全橋式切換電路輸出的調(diào)變電壓在單極性切換的工作模式時(shí)，其所輸出的調(diào)變電壓的波形圖。如圖1至圖 3所示，當(dāng)在雙極性的切換工作模式下，第一至第四開(kāi)關(guān)元件S1I4進(jìn)行高頻切換的動(dòng)作，使全橋式切換電路11所輸出的交流調(diào)變電壓Vt于正半周或負(fù)半周時(shí)，在正值的直流輸入電壓VD。至負(fù)值的直流輸入電壓VD。之間做變動(dòng)，也即如圖2所示，當(dāng)在單極性的切換工作模式下，則為每半周內(nèi)開(kāi)關(guān)切換時(shí)只有單一橋臂在進(jìn)行高頻切換的動(dòng)作，另一橋臂則維持固定開(kāi)關(guān)狀態(tài)，也即只有構(gòu)成其中的一橋臂的第一開(kāi)關(guān)元件S1與第二開(kāi)關(guān)元件&或是構(gòu)成另一橋臂的第三開(kāi)關(guān)元件&與第四開(kāi)關(guān)元件、在以交互導(dǎo)通的方式運(yùn)作，使全橋式切換電路11 所輸出的交流調(diào)變電壓Vt在正半周是在0至正值的直流輸入電壓VDC之間做變動(dòng)，而在負(fù)半周則是在0至負(fù)值的直流輸入電壓VDC之間做變動(dòng)，也即如圖3所示。當(dāng)全橋式切換電路11采用單極性的切換工作模式運(yùn)作，會(huì)因?yàn)槊看伍_(kāi)關(guān)切換時(shí)僅具有單一橋臂所包括的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件在進(jìn)行高頻切換的動(dòng)作，而非如采用雙極性切換工作模式運(yùn)作時(shí)，第一至第四開(kāi)關(guān)元件S1I4是高頻進(jìn)行切換的動(dòng)作，是以交流調(diào)變電壓Vt僅在0至正值的直流輸入電壓Vdc之間或是在0至負(fù)值的直流輸入電壓Vdc之間做變動(dòng)，故全橋式切換電路11采用單極性的切換工作模式所具有的切換損失比采用雙極性切換工作模式少，換言之，即效率較高。然而由于產(chǎn)生直流輸入電壓Vdc的太陽(yáng)能板對(duì)地之間會(huì)存在著寄生電容CP，如第1圖所示，當(dāng)全橋式切換電路11采用單極性的切換工作模式運(yùn)作時(shí)，全橋式切換電路11所輸出的調(diào)變電壓Vt具有高頻的成份存在，故全橋式切換電路11的第一輸出端A’對(duì)于直流-交流轉(zhuǎn)換電路1內(nèi)的任意一點(diǎn)的相對(duì)電壓，例如與寄生電容Cp電性連接的共接點(diǎn)N’的相對(duì)電壓，及第二輸出端B’對(duì)于共接點(diǎn)N’的相對(duì)電壓，兩者在任一切換時(shí)間點(diǎn)的相加平均值并無(wú)法維持一固定值，導(dǎo)致寄生電容Cp上產(chǎn)生明顯的電壓變化量，進(jìn)而產(chǎn)生漏電流而危害人體及設(shè)備，反觀全橋式切換電路11采用雙極性的切換工作模式運(yùn)作則具有可避免漏電流的產(chǎn)生的功效。因此如何發(fā)展一種可改善上述現(xiàn)有技術(shù)缺失，且可同時(shí)提升效率并降低漏電流產(chǎn)生的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，實(shí)為目前迫切需要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種直流-交流轉(zhuǎn)換電路，以解決現(xiàn)有直流-交流轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用于太陽(yáng)光并網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，并無(wú)法同時(shí)達(dá)到效率高以及減少漏電流產(chǎn)生的缺失。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的較佳實(shí)施例為提供一種直流-交流轉(zhuǎn)換電路，包括切換電路，架構(gòu)于接收直流電能，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而于第一輸出端及第二輸出端間輸出交流調(diào)變電壓，且包括第一開(kāi)關(guān)支路，包括依序串聯(lián)電性連接的第一開(kāi)關(guān)元件以及第二開(kāi)關(guān)元件，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件之間電性連接第一輸出端；第二開(kāi)關(guān)支路，與第一開(kāi)關(guān)支路并聯(lián)電性連接，且包括依序串聯(lián)電性連接的第三開(kāi)關(guān)元件、第四開(kāi)關(guān)元件以及第五開(kāi)關(guān)元件， 第四開(kāi)關(guān)元件及第五開(kāi)關(guān)元件之間電性連接第二輸出端；以及第六開(kāi)關(guān)元件，其一端電性連接于第三開(kāi)關(guān)元件以及第四開(kāi)關(guān)元件之間，另一端電性連接于第一開(kāi)關(guān)元件以及第二開(kāi)關(guān)元件之間并與第一輸出端電性連接；其中，在正半周時(shí)，該第一開(kāi)關(guān)元件以及該第五開(kāi)關(guān)元件同時(shí)且持續(xù)地導(dǎo)通或截止切換，該第六開(kāi)關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)，在負(fù)半周時(shí)，改由該第二開(kāi)關(guān)元件與該第三開(kāi)關(guān)元件同時(shí)且持續(xù)地導(dǎo)通或截止切換，該第四開(kāi)關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)。


圖1為現(xiàn)有直流-交流轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。圖2為圖1所示的全橋式切換電路在雙極性切換的工作模式時(shí)，其所輸出的交流調(diào)變電壓的波形圖。圖3為圖1所示的全橋式切換電路在單極性切換的工作模式時(shí)，其所輸出的交流調(diào)變電壓的波形圖.

圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的直流-交流轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖< 圖5A為圖4的電壓與控制信號(hào)的時(shí)序示意圖。 圖5B為圖4的交流調(diào)變電壓的波形圖。 圖6A為圖4所示的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6B為圖6A所示的電壓與控制信號(hào)的時(shí)序示意圖。 圖7A為圖4所示的控制單元的另一變化例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7B為圖7A所示的電壓與控制信號(hào)的時(shí)序示意圖。 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
1、4:直流-交流轉(zhuǎn)換電路 11:全橋式切換電路； 41 切換電路； 412 第二開(kāi)關(guān)支路； 430 432 第一 第 433,733 非門(mén)； 736 整流裝置； 9 交流負(fù)載； C2:第二電容； L1:第一電感； Vo 交流輸出電壓； VT 交流調(diào)變電壓； V1 V2 第一 第
10,40 輸入濾波電路； 12,42 輸出濾波電路； 411:第一開(kāi)關(guān)支路； 43 控制單元； 比較器；730 732 第 734 735 第一 8 直流裝置； C1:第一電容； CP:寄生電容； L2:第二電感; Vdc 直流輸入電壓；
第三比較器； 第二與門(mén)；
Vci Vc6 第
弦波信號(hào)；νΜ Vbn 第
-至第六控制信號(hào)； - 第二相對(duì)電壓；
V3 弦波信號(hào)； Vtei 三角波信號(hào)； G 電力網(wǎng)絡(luò)； A’、A:第一輸出端；
N’、N:共接點(diǎn)；
D1 D6 第一體二極管-
V4 整流弦波信號(hào)； Vr 特定電壓值；
S1 & 第一至第六開(kāi)關(guān)元件； B’、B:第二輸出端； T1 T2 第一 第二時(shí)間； y第六體二極管。
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的方式上具有各種的變化，然其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說(shuō)明及圖式在本質(zhì)上當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的直流-交流轉(zhuǎn)換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，直流-交流轉(zhuǎn)換電路4可為但不限于應(yīng)用于太陽(yáng)光并網(wǎng)系統(tǒng)，且為非隔離式的電路架構(gòu)，其接收一直流裝置8，例如太陽(yáng)能板，所產(chǎn)生的直流輸入電壓VD。，并轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓Vo，以提供至一交流負(fù)載9，例如交流電器設(shè)備或市電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。直流-交流轉(zhuǎn)換電路4主要包括一輸入濾波電路40、一切換電路41、一輸出濾波電路42以及一控制單元43。其中輸入濾波電路40分別與直流裝置8的正端及負(fù)端電性連接而接收直流輸入電壓其用以對(duì)直流輸入電壓VD。進(jìn)行濾波，在本實(shí)施例中，輸入濾波電路40可為但不限于由一第一電容C1所構(gòu)成。切換電路41與輸入濾波電路40電性連接，且包括第一至第六開(kāi)關(guān)元件S1-S6JJ 換電路41通過(guò)第一至第六開(kāi)關(guān)元件S1-S6導(dǎo)通或截止的切換運(yùn)作而將濾波后的直流輸入電壓Vdc轉(zhuǎn)換，而在一第一輸出端A以及一第二輸出端B之間輸出一交流調(diào)變電壓VT。在本實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)元件S1以及第二開(kāi)關(guān)元件&依序串聯(lián)電性連接而構(gòu)成第一開(kāi)關(guān)支路411，且第一開(kāi)關(guān)元件S1的一端與直流裝置8的正端及輸入濾波電路40的正端電性連接，第二開(kāi)關(guān)元件&的一端與直流裝置8的負(fù)端及輸入濾波電路40的負(fù)端電性連接。第三開(kāi)關(guān)元件&、第四開(kāi)關(guān)元件、以及第五開(kāi)關(guān)元件&依序串聯(lián)電性連接而構(gòu)成與第一開(kāi)關(guān)支路411并聯(lián)電性連接的第二開(kāi)關(guān)支路412，且第三開(kāi)關(guān)元件&的一端與直流裝置 8的正端及輸入濾波電路40的正端電性連接，第五開(kāi)關(guān)元件&的一端則與直流裝置8的負(fù)端及及輸入濾波電路40的負(fù)端電性連接。第六開(kāi)關(guān)元件&的一端電性連接于第二開(kāi)關(guān)支路412的第三開(kāi)關(guān)元件&以及第四開(kāi)關(guān)元件、間，另一端則電性連接于第一開(kāi)關(guān)支路411 的第一開(kāi)關(guān)元件S1以及第二開(kāi)關(guān)元件&間，且與第一輸出端A電性連接。在一些實(shí)施例中，第一至第六開(kāi)關(guān)元件S1I6可為但不限于由金氧半場(chǎng)效晶體管 (Metal-Oxide-SemiConduCtor Field-EffeCt Transistor,M0SFET)所構(gòu)成，且第一至第六開(kāi)關(guān)元件S1I6各自有對(duì)應(yīng)的體二極管(body diode)，如圖4所示的第一至第六體二極管 D1-D6，其中第一體二極管D1及第二體二極管&的導(dǎo)通方向?yàn)橛傻诙_(kāi)關(guān)元件&至第一開(kāi)關(guān)元件S1的方向，第三體二極管D3、第四體二極管D4及第五體二極管D5的導(dǎo)通方向?yàn)橛傻谖彘_(kāi)關(guān)元件&至第一開(kāi)關(guān)元件S1的方向，第六體二極管D6的導(dǎo)通方向?yàn)橛傻谝婚_(kāi)關(guān)支路 411至第二開(kāi)關(guān)支路412的方向?？刂茊卧?3與第一至第六開(kāi)關(guān)元件S1I6的控制端電性連接，其產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)變形式的第一至第六控制信號(hào)Va Vre來(lái)分別控制第一至第六開(kāi)關(guān)元件S1-S6導(dǎo)通或截止。輸出濾波電路42與切換電路41的第一輸出端A以及第二輸出端B電性連接，且與交流負(fù)載9電性連接，用以接收交流調(diào)變電壓VT，并濾除交流調(diào)變電壓Vt的高頻成份，以輸出交流輸出電壓Vo至交流負(fù)載9。于本實(shí)施例中，輸出濾波電路4由一第一電感L1、一第二電感L2以及一第二電容C2所構(gòu)成，其中第一電感L1的一端與第一輸出端A電性連接， 第二電感L2的一端與第二輸出端B電性連接，第二電容C2與第一電感L1、第二電感L2及交流負(fù)載9電性連接。以下將示范性地說(shuō)明本發(fā)明的直流-交流轉(zhuǎn)換電路4的動(dòng)作方式。請(qǐng)參閱圖5A及圖5B，并配合圖4，其中圖5A及圖5B分別為圖4的電壓與控制信號(hào)的時(shí)序示意圖及交流調(diào)變電壓的波形圖。如圖4、圖5A及圖5B所示，當(dāng)在正半周時(shí)，例如在O 第一時(shí)間1\之間，第一控制信號(hào)Va以及第五控制信號(hào)V。5以脈沖寬度調(diào)變的方式變化，即禁能電平(disabled) 及致能電平(eanbled)的交互變化，故第一開(kāi)關(guān)元件S1以及第五開(kāi)關(guān)元件&同時(shí)且持續(xù)地進(jìn)行導(dǎo)通或截止切換，此外，第二控制信號(hào)V。2、第三控制信號(hào)Vra以及第四控制信號(hào)V。4則持續(xù)維持為禁能電平，故第二開(kāi)關(guān)元件&、第三開(kāi)關(guān)元件&與第四開(kāi)關(guān)元件、為截止?fàn)顟B(tài)，再者，第六控制信號(hào)Vra則持續(xù)維持為致能電平，故第六開(kāi)關(guān)元件&為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，當(dāng)于正半周而第一開(kāi)關(guān)元件S1以及第五開(kāi)關(guān)元件&為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，直流裝置8所輸出的電流依序流經(jīng)第一開(kāi)關(guān)元件S1、第一電感L1、第二電容C2、第二電感L2及第五開(kāi)關(guān)元件&，故直流裝置8所輸出的直流形式的電能便可通過(guò)直流-交流轉(zhuǎn)換電路4的轉(zhuǎn)換及濾波而以交流形式傳送至交流負(fù)載9，同時(shí)第一電感L1以及第二電感L2進(jìn)行儲(chǔ)能，當(dāng)在正半周而第一開(kāi)關(guān)元件S1以及第五開(kāi)關(guān)元件&切換為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于電感的電流連續(xù)特性，故第一電感L1以及第二電感L2所儲(chǔ)存的能量便會(huì)以電流的方式依序流經(jīng)為截止?fàn)顟B(tài)的第四開(kāi)關(guān)元件、的第四體二極管D4以及為導(dǎo)通狀態(tài)的第六開(kāi)關(guān)元件&，故交流負(fù)載9也可持續(xù)地接收到直流裝置8所輸出的電能。當(dāng)在負(fù)半周時(shí)，例如在第一時(shí)間T1 第二時(shí)間T2之間，第二控制信號(hào)\2以及第三控制信號(hào)Vra以脈沖寬度調(diào)變的方式變化，即禁能電平及致能電平的交互變化，故第二開(kāi)關(guān)元件&以及第三開(kāi)關(guān)元件&同時(shí)且持續(xù)地進(jìn)行導(dǎo)通或截止切換，此外，第一控制信號(hào)να、 第五控制信號(hào)V。5以及第六控制信號(hào)Vre則改由持續(xù)維持在禁能電平，故第一開(kāi)關(guān)元件S1、第五開(kāi)關(guān)元件&與第六開(kāi)關(guān)元件&為截止?fàn)顟B(tài)，再者，第四控制信號(hào)ν。4則改由持續(xù)維持在致能電平，故第四開(kāi)關(guān)元件、為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，當(dāng)在負(fù)半周而第二開(kāi)關(guān)元件&以及第三開(kāi)關(guān)元件&為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，直流裝置8所輸出的電流依序流經(jīng)第三開(kāi)關(guān)元件S3、第四開(kāi)關(guān)元件S4、第二電感L2、第二電容C2、第一電感L1及第二開(kāi)關(guān)元件&，故直流裝置8所輸出的直流形式的電能便可通過(guò)直流-交流轉(zhuǎn)換電路4的轉(zhuǎn)換及濾波而以交流形式傳送至交流負(fù)載9，同時(shí)第一電感L1以及第二電感 L2進(jìn)行儲(chǔ)能，當(dāng)于負(fù)半周而第二開(kāi)關(guān)元件&以及第三開(kāi)關(guān)元件&切換為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于電感的電流連續(xù)特性，故第一電感L1以及第二電感1^2所儲(chǔ)存的能量便會(huì)以電流的方式依序流經(jīng)為截止?fàn)顟B(tài)的第六開(kāi)關(guān)元件&的第六體二極管D6以及導(dǎo)通狀態(tài)的第四開(kāi)關(guān)元件、，故交流負(fù)載9也可持續(xù)地接收到直流裝置8所輸出的電能。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D5Β，通過(guò)第四開(kāi)關(guān)元件、以及第六開(kāi)關(guān)元件&的設(shè)置，使得切換電路 41所輸出的交流調(diào)變電壓Vt是在正半周時(shí)在0至正值的一特定電壓值Vr之間做變動(dòng)，而在負(fù)半周則是在0至負(fù)值的特定電壓值Vr之間做變動(dòng)，故切換電路41實(shí)際上的動(dòng)作方式與圖1所示的現(xiàn)有直流-交流轉(zhuǎn)換電路1的全橋式切換電路11采用單極性的切換工作模式運(yùn)作類(lèi)似，因此本發(fā)明直流-交流轉(zhuǎn)換電路4的可減少切換電路41內(nèi)部的該些開(kāi)關(guān)元件的切換損失，進(jìn)而提升效率，此外，由圖可知，切換電路41的第一輸出端A及第二輸出端B分別對(duì)于直流-交流轉(zhuǎn)換電路4內(nèi)部電路的一特定點(diǎn)的相對(duì)電壓，例如對(duì)于與直流裝置8所產(chǎn)生的寄生電容Cp(如圖4所示)電性連接的共接點(diǎn)N的第一相對(duì)電壓Van及第二相對(duì)電壓Vbn，兩者在任一切換時(shí)間點(diǎn)的相加平均值是維持一固定值，故寄生電容Cp上并不會(huì)產(chǎn)生明顯的電壓變化量，如此一來(lái)，便可減少漏電流的產(chǎn)生，進(jìn)而降低危害人體及設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。在上述實(shí)施例中，第一控制信號(hào)Va、第二控制信號(hào)Ve2、第三控制信號(hào)Ve3及第五控制信號(hào)V。5為高頻的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)，第四控制信號(hào)&4及第六控制信號(hào)Vre則為低頻的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)。以下將簡(jiǎn)略說(shuō)明圖4所示的控制單元43的電路結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參閱圖6A及圖6B，其中圖6A為圖4所示的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖6B為圖6A所示的電壓與控制信號(hào)的時(shí)序示意圖，控制單元43包括一第一比較器430、一第二比較器431、一第三比較器432以及一非門(mén)433，其中第一比較器430的正輸入端接收一第一弦波信號(hào)V1，第一比較器430的負(fù)輸入端則接地，第一比較器430的輸出端電性連接第六開(kāi)關(guān)元件&的控制端且輸出第六控制信號(hào)Vre，第二比較器431的正輸入端接收第一弦波信號(hào)V1，第二比較器431的負(fù)輸入端則接收一三角波信號(hào)Vtki，第二比較器431的輸出端電性連接第一開(kāi)關(guān)元件S1的控制端及第五開(kāi)關(guān)元件&的控制端且輸出第一控制信號(hào)Va以及第五控制信號(hào)Vc5，第三比較器432 的正輸入端接收一第二弦波信號(hào)V2,該第一弦波信號(hào)V1及第二弦波信號(hào)V2的相位差是180 度，第三比較器432的負(fù)輸入端接收三角波信號(hào)Vtki，第三比較器432的輸出端則電性連接第二開(kāi)關(guān)元件&的控制端以及第三開(kāi)關(guān)元件&的控制端且輸出第二控制信號(hào)Vc2以及第三控制信號(hào)Vc3，非門(mén)433的輸入端電性連接于第一比較器430的輸出端，非門(mén)433的輸出端電性連接于第四開(kāi)關(guān)元件、的控制端，非門(mén)433將第六控制信號(hào)Vre反向，以輸出第四控制信號(hào)Vc4。當(dāng)然，控制單元43并不局限于如上所述的電路結(jié)構(gòu)，于一些實(shí)施例中，如圖7A及圖7B所示，控制單元43也可包括一第一比較器730、一第二比較器731、一第三比較器732、 一非門(mén)733、一第一與門(mén)734、第二與門(mén)735以及整流裝置736，其中整流裝置736接收一弦波信號(hào)V3,并將其整流成一整流弦波信號(hào)V4。第一比較器730的正輸入端與整流裝置736電性連接而接收整流弦波信號(hào)V4，第一比較器730的負(fù)輸入端則接收三角波信號(hào)Vtki，第一比較器730的輸出端電性連接于第一與門(mén)734的第一輸入端。第二比較器731的正輸入端接收弦波信號(hào)V3，第二比較器731的負(fù)輸入端接地，第二比較器731的輸出端與第六開(kāi)關(guān)元件&的控制端電性連接且輸出第六控制信號(hào)Vra。第三比較器732的正輸入端與整流裝置736電性連接而接收整流弦波信號(hào) V4，第三比較器732的負(fù)輸入端接收三角波信號(hào)Vtki，第三比較器732的輸出端電性連接于第二與門(mén)735的一第一輸入端。非門(mén)733的輸入端電性連接于第二比較器731的輸出端而接收第六控制信號(hào)Vra， 非門(mén)733的輸出端電性連接第四開(kāi)關(guān)元件S4,非門(mén)733將第六控制信號(hào)Vra反向，以于非門(mén) 733的輸出端輸出第四控制信號(hào)V。4。第一與門(mén)734的第二輸入端電性連接于第二比較器 731的輸出端而接收第六控制信號(hào)Vre，第一與門(mén)734的輸出端電性連接第一開(kāi)關(guān)元件S1的控制端及第五開(kāi)關(guān)元件&的控制端且輸出第一控制信號(hào)Va及第五控制信號(hào)V。5，第二與門(mén) 735的第二輸入端與非門(mén)733的輸出端電性連接而接收第四控制信號(hào)Vw，第二與門(mén)735的輸出端電性連接第二開(kāi)關(guān)元件&的控制端及第三開(kāi)關(guān)元件&的控制端且輸出第二控制信號(hào)Vc2以及第三控制信號(hào)VC3。綜上所述，本發(fā)明的直流-交流轉(zhuǎn)換電路通過(guò)設(shè)置第四開(kāi)關(guān)元件以及第六開(kāi)關(guān)元件，使得切換電路內(nèi)部的該些開(kāi)關(guān)元件的切換損失可減少，進(jìn)而提升效率，同時(shí)，由于直流裝置對(duì)地所形成的寄生電容上并不會(huì)產(chǎn)生明顯的電壓變化量，故可減少漏電流的產(chǎn)生，進(jìn)而降低危害人體及設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明得由熟知此技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所欲保護(hù)者。
權(quán)利要求
1.一種直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括一切換電路，架構(gòu)于接收直流電能，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而在一第一輸出端及一第二輸出端間輸出一交流調(diào)變電壓，且包括一第一開(kāi)關(guān)支路，包括依序串聯(lián)電性連接的一第一開(kāi)關(guān)元件以及一第二開(kāi)關(guān)元件，該第一開(kāi)關(guān)元件及該第二開(kāi)關(guān)元件之間電性連接該第一輸出端；以及一第二開(kāi)關(guān)支路，與該第一開(kāi)關(guān)支路并聯(lián)電性連接，且包括依序串聯(lián)電性連接的一第三開(kāi)關(guān)元件、一第四開(kāi)關(guān)元件以及一第五開(kāi)關(guān)元件，該第四開(kāi)關(guān)元件及該第五開(kāi)關(guān)元件之間電性連接該第二輸出端；以及一第六開(kāi)關(guān)元件，其一端電性連接于該第三開(kāi)關(guān)元件以及該第四開(kāi)關(guān)元件之間，另一端電性連接于該第一開(kāi)關(guān)元件以及該第二開(kāi)關(guān)元件之間并與該第一輸出端電性連接；其中，在正半周時(shí)，該第一開(kāi)關(guān)元件以及該第五開(kāi)關(guān)元件同時(shí)且持續(xù)地導(dǎo)通或截止切換，該第六開(kāi)關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)，在負(fù)半周時(shí)，改由該第二開(kāi)關(guān)元件與該第三開(kāi)關(guān)元件同時(shí)且持續(xù)地導(dǎo)通或截止切換，該第四開(kāi)關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，在正半周時(shí)，該第二開(kāi)關(guān)元件、該第三開(kāi)關(guān)元件與該第四開(kāi)關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)，在負(fù)半周時(shí)，該第一開(kāi)關(guān)元件、該第五開(kāi)關(guān)元件與該第六開(kāi)關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還具有一控制單元，與該第一開(kāi)關(guān)元件至該第六開(kāi)關(guān)元件電性連接，架構(gòu)于分別控制該第一開(kāi)關(guān)元件至該第六開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通或截止的動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該控制單元包括一第一比較器，該第一比較器的正輸入端接收一第一弦波信號(hào)，該第一比較器的負(fù)輸入端接地，該第一比較器的輸出端電性連接該第六開(kāi)關(guān)元件的控制端；一第二比較器，該第二比較器的正輸入端接收該第一弦波信號(hào)，該第二比較器的負(fù)輸入端接收一三角波信號(hào)，該第二比較器的輸出端電性連接該第一開(kāi)關(guān)元件的控制端及該第五開(kāi)關(guān)元件的控制端；一第三比較器，該第三比較器的正輸入端接收一第二弦波信號(hào)，該第三比較器的負(fù)輸入端接收該三角波信號(hào)，該第三比較器的輸出端電性連接該第二開(kāi)關(guān)元件的控制端及該第三開(kāi)關(guān)元件的控制端；以及一非門(mén)，該非門(mén)的輸入端電性連接于該第一比較器的輸出端，該非門(mén)的輸出端電性連接于該第四開(kāi)關(guān)元件的控制端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該第一弦波信號(hào)及該第二弦波信號(hào)的相位差為180度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該控制單元包括 一整流裝置，接收一弦波信號(hào)，并整流成一整流弦波信號(hào)；一第一比較器，該第一比較器的正輸入端電性連接該整流裝置，該第一比較器的負(fù)輸入端接收一三角波信號(hào)；一第二比較器，該第二比較器的正輸入端接收該弦波信號(hào)，該第二比較器的負(fù)輸入端接地，該第二比較器的輸出端電性連接該第六開(kāi)關(guān)元件的控制端；一第三比較器，該第三比較器的正輸入端電性連接該整流裝置，該第三比較器的負(fù)輸入端接收該三角波信號(hào)；一非門(mén)，該非門(mén)的輸入端電性連接該第二比較器的輸出端，該非門(mén)的輸出端電性連接該第四開(kāi)關(guān)元件的控制端；一第一與門(mén)，該第一與門(mén)的第一輸入端電性連接該第一比較器的輸出端，該第一與門(mén)的第二輸入端電性連接該第二比較器的輸出端，該第一與門(mén)的輸出端電性連接該第一開(kāi)關(guān)元件的控制端以及該第五開(kāi)關(guān)元件的控制端；以及一第二與門(mén)，該第二與門(mén)的第一輸入端電性連接該非門(mén)的輸出端，該第二與門(mén)的第二輸入端電性連接該第三比較器的輸出端，該第二與門(mén)的輸出端電性連接該第二開(kāi)關(guān)元件的控制端以及該第三開(kāi)關(guān)元件的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該第一開(kāi)關(guān)元件、該第二開(kāi)關(guān)元件、該第三開(kāi)關(guān)元件、該第四開(kāi)關(guān)元件、該第五開(kāi)關(guān)元件以及該第六開(kāi)關(guān)元件以脈沖寬度調(diào)變的方式運(yùn)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該第一開(kāi)關(guān)元件、該第二開(kāi)關(guān)元件、該第三開(kāi)關(guān)元件以及該第五開(kāi)關(guān)元件以高頻的方式進(jìn)行導(dǎo)通或截止切換，該第四開(kāi)關(guān)元件以及該第六開(kāi)關(guān)元件以低頻的方式進(jìn)行導(dǎo)通或截止切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該直流-交流轉(zhuǎn)換電路為非隔離型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該直流-交流轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用于太陽(yáng)光并網(wǎng)系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該第一至第六開(kāi)關(guān)元件由金氧半場(chǎng)效晶體管構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該第一至第六開(kāi)關(guān)元件各自具有一體二極管，且該第二開(kāi)關(guān)元件以及該第一開(kāi)關(guān)元件所具有的該些體二極管的導(dǎo)通方向?yàn)橛稍摰诙_(kāi)關(guān)元件至該第一開(kāi)關(guān)元件的方向，該第三開(kāi)關(guān)元件、該第四開(kāi)關(guān)元件以及該第五開(kāi)關(guān)元件所具有的該些體二極管的導(dǎo)通方向?yàn)橛稍摰谖彘_(kāi)關(guān)元件至該第一開(kāi)關(guān)元件的方向，該第六開(kāi)關(guān)元件所具有的該體二極管的導(dǎo)通方向?yàn)橛稍摰谝婚_(kāi)關(guān)支路至該第二開(kāi)關(guān)支路的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該切換電路的該第一輸出端對(duì)該直流-交流轉(zhuǎn)換電路內(nèi)的一共接點(diǎn)的一第一相對(duì)電壓以及該切換電路的該第二輸出端對(duì)該共接點(diǎn)的一第二相對(duì)電壓的相加平均值維持在一固定值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該直流-交流轉(zhuǎn)換電路還具有一輸入濾波電路，與該切換電路電性連接，架構(gòu)于接收一直流輸入電壓，并對(duì)該直流輸入電壓進(jìn)行濾波，以輸出濾波后的該直流輸入電壓至該切換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該直流-交流轉(zhuǎn)換電路還具有一輸出濾波電路，與該切換電路電性連接，架構(gòu)于濾除該交流調(diào)變電壓的高頻成份， 以輸出一交流輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種直流-交流轉(zhuǎn)換電路，包括切換電路，接收直流電能并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以于第一及第二輸出端間輸出交流調(diào)變電壓，且包括第一開(kāi)關(guān)支路，由依序串聯(lián)電性連接的第一及第二開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，第一及第二開(kāi)關(guān)元件間電性連接第一輸出端；第二開(kāi)關(guān)支路，由依序串聯(lián)電性連接的第三至第五開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，第四及第五開(kāi)關(guān)元件間電性連接第二輸出端；第六開(kāi)關(guān)元件，其一端電性連接于第三及第四開(kāi)關(guān)元件間，另一端電性連接于第一及第二開(kāi)關(guān)元件間；其中，第一至第六開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通或截止的動(dòng)作，使直流-交流轉(zhuǎn)換電路提升效率并降低漏電流的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H02M7/46GK102255537SQ20111019095
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者李雷鳴, 顧振維, 黃河 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司