[发明专利]谐振负载电力转换装置和用于谐振负载电力转换装置的时间分割操作方法

摘要

本发明提供了能够减小各开关元件的开关频率并减小主电路导体的数量的谐振负载电力转换装置。谐振负载电力转换装置具有单相逆变器，该单相逆变器的DC输入侧(Vdc)被连接到DC电压源并且该单相逆变器的输出侧(Vout)连接到谐振负载，并且该单相逆变器以谐振频率输出矩形波电压。谐振负载电力转换装置包括：连接到单相逆变器的输入和输出侧的相应上臂和下臂并且被配置成使得各自具有2个开关元件的N(N＝2以上的整数)个串联体被通过主电路导体并联连接的开关组电路100U、100V、100X、100Y，以及通过1/(M×N)的时间分割开关开关组电路100U、100V、100X、100Y的各开关元件(U11至U32、V11至V32、X11至X32、Y11至Y32)的控制器。

主权项

1.一种具有单相逆变器的谐振负载电力转换装置，所述单相逆变器的DC输入侧被连接到DC电压源并且所述单相逆变器的输出侧被连接到谐振负载，并且所述单相逆变器以谐振频率输出矩形波电压，所述谐振负载电力转换装置包括：开关组电路，连接到所述单相逆变器的一相和所述单相逆变器的另一相的相应上臂和下臂，所述开关组电路中的每一个开关组电路被配置成使得各自具有M(M＝2以上的整数)个开关元件的N(N＝2以上的整数)个串联体通过主电路导体并联连接，并且其中，作为所述单相逆变器的所述一相的上臂的开关组电路具有第一串联体、第二串联体和第三串联体，在第一串联体中两个开关元件U11和U12串联连接，在第二串联体中两个开关元件U21和U22串联连接，在第三串联体中两个开关元件U31和U32串联连接，并且该开关组电路被配置成使得第一串联体至第三串联体的三个串联体通过所述主电路导体并联连接，作为所述单相逆变器的所述一相的下臂的开关组电路具有第一串联体、第二串联体和第三串联体，在第一串联体中两个开关元件X11和X12串联连接，在第二串联体中两个开关元件X21和X22串联连接，在第三串联体中两个开关元件X31和X32串联连接，并且该开关组电路被配置成使得第一串联体至第三串联体的三个串联体通过所述主电路导体并联连接，作为所述单相逆变器的所述另一相的上臂的开关组电路具有第一串联体、第二串联体和第三串联体，在第一串联体中两个开关元件V11和V12串联连接，在第二串联体中两个开关元件V21和V22串联连接，在第三串联体中两个开关元件V31和V32串联连接，并且该开关组电路被配置成使得第一串联体至第三串联体的三个串联体通过所述主电路导体并联连接，并且作为所述单相逆变器的所述另一相的下臂的开关组电路具有第一串联体、第二串联体和第三串联体，在第一串联体中两个开关元件Y11和Y12串联连接，在第二串联体中两个开关元件Y21和Y22串联连接，在第三串联体中两个开关元件Y31和Y32串联连接，并且该开关组电路被配置成使得第一串联体至第三串联体的三个串联体通过所述主电路导体并联连接；以及控制器，通过1/(M×N)的时间分割对所述单相逆变器的所述开关组电路的各开关元件执行开关控制，并且所述控制器具有门控命令生成器，所述门控命令生成器生成：时钟，以所述单相逆变器的输出电压命令的ON和OFF作为触发器，开关元件U11和Y11门控命令信号，以(2×2(＝串联连接的数量M)×3(＝并联连接的数量N))个时钟作为一个周期，并且对于(2×3(＝并联连接的数量N)×1(＝串联连接的数量M‑1)+1)个时钟的时段输出ON信号而对于[(2×2(＝串联连接的数量M)×3(＝并联连接的数量N))‑(2×3(＝并联连接的数量N)×1(＝串联连接的数量M‑1)+1)]个时钟的时段输出OFF信号，开关元件X11和V11门控命令信号，相对于开关元件U11和Y11门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件U11和Y11门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件U21和Y21门控命令信号，相对于开关元件X11和V11门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件X11和V11门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件X21和V21门控命令信号，相对于开关元件U21和Y21门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件U21和Y21门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件U31和Y31门控命令信号，相对于开关元件X21和V21门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件X21和V21门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件X31和V31门控命令信号，相对于开关元件U31和Y31门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件U31和Y31门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件U12和Y12门控命令信号，相对于开关元件X31和V31门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件X31和V31门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件X12和V12门控命令信号，相对于开关元件U12和Y12门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件U12和Y12门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件U22和Y22门控命令信号，相对于开关元件X12和V12门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件X12和V12门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件X22和V22门控命令信号，相对于开关元件U22和Y22门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件U22和Y22门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，开关元件U32和Y32门控命令信号，相对于开关元件X22和V22门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件X22和V22门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，以及开关元件X32和V32门控命令信号，相对于开关元件U32和Y32门控命令信号延迟1个时钟并且具有与开关元件U32和Y32门控命令信号的ON和OFF时段相同的ON和OFF时段，并且其中由各个生成的门控命令信号来对各个开关元件进行ON/OFF控制。