[发明专利]用于运行具有前置升压器的逆变器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于运行具有经过中间电路前置的升压器(Hochsetzer)的逆变器的方法，该升压器可以连接到具有可变的引出电流预定值的直流电源，其中逆变器和升压器分别具有一个特有的效率最佳的工作范围。此外本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。

背景技术

在将较低的直流电压转换为较高的交流电压的情况下使用具有逆变器和前置升压器的方法。在此升压器调节直流电源的输出电流并且提供一个直流电压作为中间电路电压，由逆变器把该直流电压转变为交流电压并且输出给负载或交流网络。在此通过逆变器调节中间电路电压。

这种方法例如用于把光电电池、燃料电池和类似的、具有可变引出电流预定值的直流电源连接到负载或交流网络。在此引出电流预定值理解为这样的引出电流，其例如由直流电源的内部调节器预先确定，以便输出由直流电源提供的能量。这样的直流电源通常具有依赖电流的电压特征曲线。通过外部的影响、例如在光电电池的情况下改变光照条件，可以改变引出电流。逆变器和升压器的调节必须考虑这样的动态运行状态。按照现有技术存在不同类型；例如在US2004/0207366或US2004/0165408中的类型。对此中间电路电压保持在几乎恒定的值。对于该值的确定直流电源的最大允许输出电压起决定作用，因为在包括该值之前不允许达到升压器的最大占空因数。否则升压器的电流调节不再能够调节引出电流或造成由电压引起的电流降低。

从恒定中间电路电压的预先给定中得出包括升压器和逆变器的单元的总效率的缺点。如果升压器运行于最大占空因数，则升压器具有最高的效率。可是在直流电源的稳定运行状态下占空因数明显低于最大占空因数，因为为了动态的引出电流升高还要设置足够的余地。

发明内容

因此本发明的任务是给出一种与现有技术相比改善的、用于运行具有前置升压器的逆变器的方法。

根据本发明，通过具有在权利要求1中提到的特征的方法解决该任务。因此得到这样的优点，即在直流电源的稳定运行状态下不仅逆变器而且升压器都在各自特有的效率最佳的工作范围内运行。

如果预先规定升压器的输入电压乘以升压器的变压比减去等于逆变器的平均输入电压范围值的大约30％的可靠值作为最佳的中间电路电压，如果逆变器(W)的最高输入电压范围值预先确定为中间电路电压(U_DCW)的上限值并且逆变器(W)的最低输入电压范围值预先确定为中间电路电压(U_DCW)的下限制，则特别有益地形成本发明。

此外如果中间电路电压的当前值高于这样的阈值一其为逆变器的效率最佳工作区域的电压上限值的90％，直流电源的引出电流预定值高于当前引出电流的125％并且当前的引出电流接近确定为直流电源内部电流限制的最大引出电流，则中间电路电压下降到当前值的大约90％是有益的。由此实现，尽管引出电流显著升高升压器仍然保持其调节动态性并且不会进入最大占空因数的状态。

如果通过升压器的再调节使得当前的引出电流重新与直流电源的引出电流预定值一致，则逐步地接近最佳的中间电路电压，在该电压下升压器工作在效率最佳的范围内。在此在每个近似步骤之后检查是否已经达到最佳的中间电路电压，以及是否不再因为还是动态的引出电流预定值而存在重新降低中间电路电压的上述条件。

为了实施用于调节中间电路电压的方法设置一个装置，在该装置中逆变器的输出端可以连接到负载或交流电压网络，并且其输入端经过一个升压器连接到直流电源。

该装置的一个有益结构是实施为电位分离的升压器，该升压器例如具有一个平面变压器。该升压器非常有益地适合于在输入电压和输出电压之间的高变压比。

该方法特别适合于将燃料电池、光电电池、电池组、蓄电池、直流发电机或类似电源连接到一个负载或交流电网。在该直流电源中引出电流可能变化很大并且在引出电流和电压之间存在明显的依赖关系。通过中间电路电压的根据本发明的调节，尽管在直流电源中存在这种动态变化过程仍然实现升压器-逆变器单元的较高效率。

此外推荐在该装置中集成一个控制单元，其用于调节逆变器和升压器，其中该控制单元具有一个微处理。对此例如使用一个DSP(Digital Signal Prozessor，数字信号处理器)，其从当前的电流和电压值中计算出用于调节升压器和逆变器的额定值。

附图说明

根据附图和实施例详细阐述本发明。附图例如示出：

图1：所述装置的示意图

图2：关于直流电源G的电压的最佳中间电路电压曲线