[发明专利]有源双向电力调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双向电力调节器，特别是涉及利用一双向直流/直流电力转换器及一直流/交流逆变器所组成的有源双向电力调节器。

背景技术

有源电力调节器常用来提高负载的电力品质及改善负载电力特性，例如有源电力调节器的直流端连接一蓄电池，以形成一离线式不间断电源系统，该离线式不间断电源系统当市电供电正常时，市电经由该离线式不间断电源系统内部的旁路路径，以供应电源予一负载，并且对该离线式不间断电源系统内部的蓄电池充电；当市电供电异常时，该离线式不间断电源系统将内部的蓄电池的直流电能，转换成为一交流电能，以便供给该负载，进而防止该负载受断电的影响。然而，由于成本及技术的原因，传统离线式不间断电源系统放电的输出电压波形多为方波，该方波输出电压对某些负载(例如：变压器)将造成危害，若该方波输出电压的离线式不间断电源系统连接至具有功率因子修正的电源供应器负载时，亦会导致该方波输出电压的离线式不间断电源系统发生过流保护，进而造成损害。

鉴于上述问题，许多的正弦波电压输出的离线式不间断电源系统装置被研制出来，现有技术中的正弦波电压输出的离线式不间断电源系统，如美国专利第5,625,539号，其公开了当市电供电正常时，由市电供应该负载所需的能量；当市电供电异常时，利用一单向直流/直流电力转换器将储存在蓄电池低电压直流电能升压转换成一较高电压的直流电能，并储存电能于一大电容值的直流电容器中，然后依靠高频切换全桥式的直流/交流逆变器将储存于该电容器的电能转换成正弦交流电压输出至该负载；另设有一组充电器，它是在市电供电正常时负责对蓄电池充电，此电路结构控制电路复杂，且二级转换器皆为高频切换，导致效率低落；此外，需要一大电容值的直流电容器作为二级电力转换器间的能量缓冲，不适合低成本的正弦波输出离线式不间断电源系统。

另一现有的正弦波输出的离线式不间断电源系统，如美国专利第6,094,363号，其公开了当市电供电正常时，由市电供应该负载所需的能量；当市电供电异常时，利用一单向直流/直流电力转换器将蓄电池直流电压升压转换成一类似全波整流的电压波形，然后依靠低频切换直流/交流逆变器，将该全波整流的电压波形转换成一正弦交流电压输出至该负载；另设有一组具能量回收功能的充电器，负责对蓄电池充电的工作或回收多余的能量到蓄电池，此电路结构不需要一大电容值的直流电容器作二级电力转换器间的能量缓冲，且只有一电力转换级作高频切换，因此具有控制电路简单及效率高的优点，但需要一组额外的充电器对蓄电池充电并回收多余的负载容量，将导致成本的增加。

此外，有源电力调节器的直流端亦可连接到一太阳能电池或其它再生能源，以作为该太阳能电池或其它再生能源与一配电系统的能量转换接口，传统的太阳能电池与该配电系统的能量转换接口包含两个电力转换级(一直流/直流转换器及一直流/交流逆变器)，如美国专利第6,914,418号，其利用该直流/直流转换器将太阳能电池产生的低压直流电能转换成高压直流电能，并储存电能于一大电容值的直流电容器中，然后依靠高频切换全桥式的直流/交流逆变器将储存于该直流电容器的电能转换成正弦交流电压输出至该负载或正弦交流电流送回该配电系统，然而该太阳能电池的能量转换接口的两个电力转换级均利用高频脉宽调制技术控制，此电路结构需要一大电容值的电容器作二级电力转换器间的能量缓冲，控制电路复杂，且该二级转换器皆为高频切换，致使其效率偏低。

发明内容

本发明的主要目的是解决上述现有技术中存在的问题，提供一种有源双向电力调节器。

根据本发明的有源双向电力调节器，其包含一直流端、一双向直流/直流电力转换器、一直流/交流逆变器及一交流端。其中，一个直流端，其连接至一个直流电源；一个双向直流/直流电力转换器，其连接至该直流端，该双向直流/直流电力转换器利用高频脉宽调制控制技术，可以产生一个预设的直流电压及直流电流其中之一的信号；一个直流/交流逆变器，其连接至该双向直流/直流电力转换器，该直流/交流逆变器作低频换向用以将该双向直流/直流电力转换器产生的预设的直流电压及直流电流其中之一的信号转换成一个预设的交流电压及交流电流其中之一的信号；及一个交流端，其连接至该直流/交流逆变器，该交流端连接至一个负载，并可选择连接至一个交流电源。