[发明专利]逆变装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源转换技术，尤其涉及一种操作于边界传导模式的逆变装置。

背景技术

对于一般直流转交流的逆变装置而言，通常会应用许多主动组件的架构，从而通过切换主动组件的方式来实现电源转换。然而，主动组件在切换时除了会造成输入电流失真，进而产生大量谐波之外。一般硬切换的控制方式也会造成主动组件在切换期间产生较大的切换损失，从而造成逆变装置整体的转换效率难以提升。

在现行的技术下，设计者可藉由利用柔性切换(soft-switching)的控制方式来使主动开关的切换损失得以降低。举例来说，一般常用的柔性开关方式可分为零电压切换导通(zero voltage switching-on，ZVS)及零电流切换导通(zero current switching-on，ZCS)等两种。无论是零电压切换导通或零电流切换导通的控制方式，其皆可实质上地使主动组件在切换期间内不会产生能量损失。

然而，为了实现上述柔性切换的控制机制，一般通常必需在逆变电路中增加额外的辅助电路或减震电路，而上述额外的电路皆会使得逆变电路的设计复杂度与成本提升。

因此，需要一种逆变装置来解决上述存在问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逆变装置，该逆变装置可利用简单的电路架构实现主动组件的零电压切换导通并且使逆变装置操作于边界传导模式，从而提高逆变装置的转换效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种逆变装置，包括：

一逆变电路，具有一第一桥臂单元、一第二桥臂单元及一能量充放单元，所述能量充放单元耦接于所述第一桥臂单元与所述第二桥臂单元之间，并且所述能量充放单元与一电网并联，藉以提供一交流输出电压，其中所述第一桥臂单元与所述第二桥臂单元接收一直流输入电压，所述第一桥臂单元受控于一第一控制信号与一第二控制信号而切换，所述第二桥臂单元受控于一第三控制信号与一第四控制信号切换，从而将所述直流输入电压转换为所述交流输出电压；以及

一控制电路，耦接所述逆变电路，用以提供所述第一至所述第四控制信号来控制所述逆变电路的电源转换，

其中，所述控制电路取样流经所述第一桥臂单元的一第一激磁电流与流经所述第二桥臂单元的一第二激磁电流，并且依据所述第一激磁电流及所述第二激磁电流调整所述第一至所述第四控制信号的切换时间点，藉以使所述逆变电路操作于一边界传导模式。

较佳地，所述控制电路判断所述第一激磁电流与所述第二激磁电流是否分别达到一预设逆电流峰值与一预设正电流峰值，藉以作为调整所述第一至所述第四控制信号的切换时间点的基础。

较佳地，所述逆变电路包括：

一第一晶体管，所述第一晶体管的第一端接收所述直流输入电压，且所述第一晶体管的控制端接收所述第一控制信号；

一第二晶体管，所述第二晶体管的第一端耦接所述第一晶体管的第二端，且所述第二晶体管的控制端接收所述第二控制信号；

一第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接所述第二晶体管的第二端，且所述第一电阻的第二端耦接一接地端，其中所述第一晶体管、所述第二晶体管及所述第一电阻组成所述第一桥臂单元，并且流经所述第一电阻的电流定义为所述第一激磁电流；

一第三晶体管，所述第三晶体管的第一端接收所述直流输入电压，且所述第三晶体管的控制端接收所述第三控制信号；

一第四晶体管，所述第四晶体管的第一端耦接所述第三晶体管的第二端，且所述第四晶体管的控制端接收所述第四控制信号；

一第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接所述第四晶体管的第二端，且所述第二电阻的第二端耦接所述接地端，其中所述第三晶体管、所述第四晶体管及所述第二电阻组成所述第二桥臂单元，并且流经所述第二电阻的电流定义为所述第二激磁电流；

一激磁电感，所述激磁电感的第一端耦接所述第一晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端；以及

一储能电容，所述储能电容的第一端耦接所述激磁电感的第二端，且所述储能电容的第二端耦接所述第三晶体管的第二端与所述第四晶体管的第一端，其中所述激磁电感与所述储能电容组成所述能量充放单元，

其中，所述第一至所述第四晶体管分别反应于所接收的所述第一至所述第四控制信号而切换导通状态，从而使所述激磁电感与所述储能电容反应于所述第一至所述第四晶体管的切换而储存或释放电能，并且于所述储能电容的两端产生所述交流输出电压。

较佳地，所述控制电路包括：