专利名称：逆变器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种具有桥接电路的逆变器，该桥接电路具有四个开 关元件，其中该桥接电路的两个相对的接线端子与该逆变器的直流电 压部分相连接，并且该桥接电路的另外两个接线端子与该逆变器的交 流电压部分相连接，其中根据权利要求1的前序部分，通过适当地控 制所述开关元件能够将直流电压和交流电压相互转换.背景技术逆变器广泛地应用在电工技术中、尤其是应用在替代的发电系统中，所述替代的发电系统譬如为燃料电池装置和光伏装置(所谓的 "静止系统")、或者风力发电装置(所谓的"旋转系统").静止系 统为了将功率馈入供电网络而需要一种将积累的DC功率转换成AC功 率并以适合于电网的方式馈入的逆变器.旋转系统产生AC功率，但是 该AC功率通常首先被转换成DC功率，并接着被转换回AC功率，这样 做一方面是为了能够扩展发电机在机械方面的工作范围(例如转速范 围)，而另一方面也是为了保证交流电压的对于电网馈入来说所需的 质量.在此，逆变器使得能够将馈入側的电参数与电网側的参数中的 比如频率和电压的那些参数分开，并且因此是馈入側与电网之间的中 央连接部分.在此，根据现有技术，通常使用具有桥接电路的逆变器，该桥接 电路具有四个开关元件，其中该桥接电路的两个相对的接线端子与该 逆变器的直流电压部分相连接，并且该桥接电路的另外两个接线端子 与该逆变器的交流电压部分相连接，其中通过适当地控制所述开关元 件能够将直流电压和交流电压相互转换.但是在此情况下，对于该桥 接电路的开关元件来说通常需要昂责的部件、譬如FRED (Fast Recovery Epitax. Diode (快速恢复外延二极管))-FET,因为有时 必须保证高的开关频率.这对传统电路装置的成本产生负面影响，并 且此外损害通常的逆变器的效率，因为不可避免的开关损耗与每个开关过程相关联. 发明内容因此，本发明的目的是通过结合部件的实际行为来优化逆变器 拓朴，在成本更低的情况下实现对效率和电流质重的提高.该目的通过权利要求1的特征来实现.权利要求1涉及一种具有 桥接电路的逆变器，该桥接电路具有四个开关元件，其中该桥接电路 的两个相对的接线端子与该逆变器的直流电压部分相连接，并且该桥 接电路的另外两个接线端子与该逆变器的交流电压部分相连接，其中 通过适当地控制所述开关元件能够将直流电压和交流电压相互转换， 在此，根据本发明规定在直流电压部分中，在正直流电压端子上耦 合有第一直流电压側开关元件，在该第一直流电压側开关元件之后布 置有电感和二极管，其中该电感被串联在第一开关元件与该桥接电路 的笫一接线端子之间.如还将进一步叙述的那样，这样的电路装置能 够实现更高的效率，因为该桥接电路的开关元件只需利用电网频率来 进行切换，而要馈入的电流可以利用直流电压部分中的被快速地定时 的开关元件来调节.因此仅在一个开关元件处产生开关损耗，这明显 提高根据本发明的逆变器的效率.权利要求2规定一种实施方式，该实施方式尤其是在直流电压側 的输入电压小于输出側电网电压的最大值时是有利的.为此，权利要 求2规定在一方面该电感和该二极管、以及另一方面该桥接电路的 第二接线端子之间的串联电路中接有第二直流电压側开关元件，该第 二直流电压側开关元件在闭合状态下将该电感与该桥接电路的笫二接 线端子相连接.由此，通过适当地切换第二开关元件，可以使直流电 压側的输入电压升高.此外，单个电感的使用允许进一步地节省成本.权利要求3至5描述根据本发明的逆变器的有利的改进方案.在 此，在交流电压部分中并且在直流电压部分中分别接有交流电压側平 滑电容器和直流电压側平滑电容器.此外提出所述直流电压側开关 元件是半导体开关元件、尤其是功率MOSFET或者IGBT.
接下来根据附困对本发明作更详细的阐述.在此困1以第一种表示方式示出根据本发明的逆变器的基本电路图，图2以第二种表示方式示出根据本发明的逆变器的基本电路图， 图3示出当能量流入根据本发明的逆变器的交流电压部分时所述 开关元件的电压和控制信号的时间变化.具体实施方式
首先根据图1和图2来阐述根据本发明的逆变器的一种实施方式 的基本电路困.根据本发明的逆变器具有桥接电路，该桥接电路具有 四个开关元件S3、 S4、 S5和S6，其中该桥接电路的两个相对的接线端 子l、 2与该逆变器的直流电压部分相连接，并且该桥接电路的另外两 个接线端子3、 4与该逆变器的交流电压部分相连接.在此，通过为全 桥的桥接电路中的四个开关元件S3、 S4、 S5和S6来进行从直流电压 到交流电压的转换，其中以本身公知的方式通过适当地控制开关元件53、 S4、 S5和S6能够将直流电压和交流电压相互转换. 在直流电压部分中，在正直流电压端子上輛合有笫一直流电压側开关元件Sl,在该笫一直流电压側开关元件Sl之后布置有电感Ll和 二极管D2，其中该电感Ll被串联在第一开关元件Sl与该桥接电路的 第一接线端子1之间.在一方面电感Ll和二极管D2、以及另一方面该 桥接电路的第二接线端子2之间的串联电路中连接有笫二直流电压側 开关元件S2,该第二直流电压側开关元件S2在闭合状态下将电感Ll 与该桥接电路的笫二接线端子2相连接，在此，二极管D2以导通方向 接在正直流电压端子与该桥接电路的笫一接线端子l之间.直流电压源U。位于直流电压部分中。负栽U",z位于交流电压部分中.此外，在交流电压部分中接有交流电压側平滑电容器C。，并且在 直流电压部分中接有直流电压側平滑电容器Ci.开关元件S1、 S2、 S3、54、 S5和S6优选地是半导体开关元件、尤其是功率MOSFET. 图2以替代的表示方式示出根据图1的实施方式. 接下来根据图3来阐述当能量从直流电压部分流入交流电压部分时用于控制开关元件S1、 S2、 S3、 S4、 S5和S6的开关顺序.图3首先阐述在根据图1的根据本发明的逆变器的情况下在正半 波时开关顺序的接通阶段，其中能量从直流电压部分流入交流电压部关元件的控制以及 尤其是对所述开关元件的定时(Taktung)的控制，如从图3中可以看 出，为了在交流电压部分的输出端子处产生正半波，开关元件S4和S6 总是保持闭合、即导通，而开关元件S3和S5总是保持断开、即不导 通.如从图3中可以看出，针对正半波的上升区域选择占空比，使得以 增大的接通持续时间来闭合第一直流电压側开关$件Sl，并且针对正 半波的下降区域选择占空比，使得以减小的接通持续时间来闭合第一 直流电压側开关元件Sl.因此，第一开关元件S1在直流电压側通过电 感Ll和二极管D2将电流用脉冲发送(takten)到电网中.如果电网 电压超过直流电压側的输入电压，则借助于第二直流电压側开关元件 S2使直流电压側的输入电压升高.为此，笫一开关元件S1保持闭合、 即导通，而通过对第二开关元件S2进行适当的定时来实现电压升高.此外，在直流电压部分中可以设置二极管Dl，该二极管Dl接在该 桥接电路的第二接线端子2与第一直流电压側开关元件Sl之间，其中 该二极管Dl在阳极側与该桥接电路的第二接线端子2相连接，且在阴 极側与第一开关元件S1相连接。因此，通过与该桥接电路的第一接线 端子1连接的二极管D2、交流电压側的负栽、和与该桥接电路的笫二 接线端子2连接的二极管D1进行电感L1的自振荡(Freilauf).为了在交流电压部分的输出端子处产生负半波，开关元件S3和S5 总是保持闭合、即导通，而开关元件S4和S6总是保持断开、即不导 通.如从图3中可以看出，针对负半波的下降区域选择占空比，使得以 增大的接通持续时间来闭合第一直流电压側开关元件Sl，并且针对负 半波的上升区域选择占空比，使得以减小的接通持续时间来闭合笫一 直流电压側开关元件Sl.第一开关元件Sl在直流电压側通过电感Ll 和二极管D2再次将电流用脉冲发送到电网中.如果电网电压超过直流 电压侧的输入电压，则再次借助于第二直流电压侧开关元件S2使直流 电压側的输入电压升高。为此，第一开关元件S1保持闭合、即导通， 而通过对笫二开关元件S2进行适当的定时来实现电压升高以产生负的 最大值.从图3中尤其可以看出，在根据本发明的逆变器拓朴中，该桥接 电路的开关元件S3、 S4、 S5和S6只需利用电网频率在过零点处进行 切换.为了馈入电流，仅需快速地对第一直流电压側开关元件S1进行6定时，以致仅还在该开关元件Sl处产生显著的开关损耗.由此可以在任何情况下决定性地提高根据本发明的逆变器的效率，更确切地说提高直至98%.如果直流电压側的输入电压小于电网电压，则可以使用 附加的第二开关元件S2.此外，也可以基于对该桥接电路的开关元件 S3、 S4、 S5和S6的较低要求而使用较低成本的部件，由此能够降低整 个电路的成本.
权利要求
1.一种逆变器，具有桥接电路，该桥接电路具有四个开关元件(S3，S4，S5，S6)，其中该桥接电路的两个相对的接线端子(1，2)与该逆变器的直流电压部分相连接，并且该桥接电路的另外两个接线端子(3，4)与该逆变器的交流电压部分相连接，其中通过适当地控制所述开关元件(S3，S4，S5，S6)能够将直流电压和交流电压相互转换，其特征在于，在直流电压部分中，在正直流电压端子上耦合有第一直流电压侧开关元件(S1)，在该第一直流电压侧开关元件(S1)之后布置有电感(L1)和二极管(D2)，其中该电感(L1)被串联在第一开关元件(S1)与该桥接电路的第一接线端子(1)之间。
2. 根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，在一方面所述电感 (Ll)与所述二极管(D2)、以及另一方面该桥接电路的第二接线端子(2)之间的串联电路中接有第二直流电压側开关元件(S2),该笫 二直流电压側开关元件(S2)在闭合状态下将所述电感(Ll)与该桥 接电路的笫二接线端子(2)相连接，
3. 根据权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，在交流电压部分 中接有交流电压側平滑电容器(C。)，
4. 根据权利要求1至3之一所述的逆变器，其特征在于，在直流电压 部分中接有直流电压側平滑电容器(Ci).
5. 根据权利要求1至4之一所述的逆变器，其特征在于，直流电压側 开关元件(S1， S2)是半导体开关元件、尤其是功率MOSFET或者IGBT.
全文摘要
一种逆变器，具有桥接电路，该桥接电路具有四个开关元件(S3，S4，S5，S6)，其中该桥接电路的两个相对的接线端子(1，2)与该逆变器的直流电压部分相连接，并且该桥接电路的另外两个接线端子(3，4)与该逆变器的交流电压部分相连接，其中通过适当地控制开关元件(S3，S4，S5，S6)能够将直流电压和交流电压相互转换。根据本发明规定在直流电压部分中，在正直流电压端子上耦合有第一直流电压侧开关元件(S1)，在该第一直流电压侧开关元件(S1)之后布置有电感(L1)和二极管(D2)，其中该电感(L1)被串联在第一开关元件(S1)与该桥接电路的第一接线端子(1)之间。在一方面电感(L1)与二极管(D2)、以及另一方面该桥接电路的第二接线端子(2)之间的串联电路中可以接有第二直流电压侧开关元件(S2)，该第二直流电压侧开关元件(S2)在闭合状态下将电感(L1)与该桥接电路的第二接线端子(2)相连接。
文档编号H02M7/48GK101669276SQ200880005176
公开日2010年3月10日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年2月16日
发明者S·雷谢诺尔 申请人:奥地利西门子公司