專利名稱：五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，尤其是一種具有簡化電路設(shè)計及電 子零件成本的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路。
背景技術(shù)：
能源開發(fā)及應(yīng)用向來是全球關(guān)注的焦點，各國無不致力于新能源開發(fā)或?qū)ふ姨娲?能源，以應(yīng)對石油耗竭來臨之日。配合目前環(huán)保議題，常見替代能源不外乎太陽能、風(fēng)力、水 力等等，主要利用大自然本身能量轉(zhuǎn)換為電能，供人類使用，實現(xiàn)該些能量轉(zhuǎn)換電能的裝置 中，直流轉(zhuǎn)交流電源電路即是不可或缺的必要裝置。
由于全球建構(gòu)電力網(wǎng)的電源形式為交流電源，因此通過直流轉(zhuǎn)交流電源電路，即 能順利地將各種能量發(fā)電裝置所輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，再饋入電力網(wǎng)中，達到 供電目的。一般來說，直流轉(zhuǎn)交流電源電路早期以半橋式電能轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)二階式直流轉(zhuǎn)交 流電源電路，進而改變成以全橋式電能轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)三階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，再到現(xiàn)今 發(fā)展出的多階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，形態(tài)不盡相同。
請參閱圖4所示，是以二極管箝位式電能轉(zhuǎn)換器為實現(xiàn)一種單相三階式直流轉(zhuǎn)交 流電源電路，包含有
二個串聯(lián)儲能電容50、51，其二端連接一直流總線52，提供V+、V—端點連接一外部 直流電源 '及
二個串聯(lián)半橋開關(guān)電路53、54，連接于該直流總線52，其中各半橋開關(guān)電路53、54 的串聯(lián)節(jié)點通過一逆向二極管55、56連接至二個電容50、51的串聯(lián)節(jié)點；其中二個半橋開 關(guān)電路53、54的串聯(lián)節(jié)點及該二個電容串聯(lián)節(jié)點連接一交流電源輸出插口 57。
上述單相三階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路是通過控制二個半橋開關(guān)電路53、54的電 力電子開關(guān)交替切換，將二個串聯(lián)儲能電容50、51的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓后輸出；其 中每次電力電子開關(guān)切換所造成的電壓變化均為一儲能電容50、51的電壓，令輸出的交流 電源的電壓電平有三階變化，但由于輕載時二個儲能電容50、51的電壓并不容易達到相 等，故此種二極管箝位式電能轉(zhuǎn)換器在輕載狀態(tài)下控制電力電子開關(guān)時，必須考慮二個儲 能電容50、51的電壓的均等，才能穩(wěn)定輸出交流電源。
請再參閱圖5所示，為另一種單相三階飛輪電容式電能轉(zhuǎn)換器所實現(xiàn)一種單相三 階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，主要也是由二個串聯(lián)儲能電容60、61及二個串聯(lián)半橋開關(guān)電路 62、63組成，但二個半橋開關(guān)電路60、61的串聯(lián)節(jié)點之間連接另一個儲能電容64 ;其動作原 理與上述二極管箝位式電能轉(zhuǎn)換器大致相同，但是控制二個半橋開關(guān)電路62、63時，為達 到輸出交流電壓的穩(wěn)定，必須考慮儲能電容60、61及64電壓的充電時間與放電時間，整體 而言，控制二個半橋開關(guān)電路62、63的電子開關(guān)較為復(fù)雜。
想當(dāng)然的，越高階的直流轉(zhuǎn)交流電源電路其電路及控制電力電子切換方式越復(fù) 雜。請參閱圖6所示，一種五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路包含有
二個儲能電容70、71，分別連接二個直流總線701、702，提供VI+、Vl_/V2+、V2_端點連接二組直流電源；及
二個全橋開關(guān)電路72、73，分別與對應(yīng)的儲能電容70、71并聯(lián)，其中二個全橋開關(guān) 電路72、73的二個輸出節(jié)點相互連接，而另二個輸出節(jié)點則連接一交流電源輸出插口 74。
由上述電路架構(gòu)可知，為了輸出五階電壓電平變化的交流電源，除了采用二個全 橋開關(guān)電路72、73外，各儲能電容70、71必須各自連接一直流電源至Vl+、Vr/V2+、V2_端點； 簡言之，此一五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路必須使用二個全橋開關(guān)電路72、73共計包含八個 電子開關(guān)，除電路設(shè)計復(fù)雜且成本高以外，同樣基于儲能電容70、71電壓的均壓及穩(wěn)壓考 量，使得控制二個全橋開關(guān)電路的電子開關(guān)切換的控制變得更為復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述現(xiàn)有五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路的技術(shù)缺點，本發(fā)明主要目的是提供 一種具有簡化電路及電子元件的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，并兼具儲能電容的電壓的均 等功效。
欲達上述目的所使用的主要技術(shù)手段是令該五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路包含 有
一串/并聯(lián)電容器組，其包含二個儲能電容、一個電子開關(guān)及二個二極管，該二個 儲能電容通過該電子開關(guān)串聯(lián)連接，再連接于一直流總線的正極及負(fù)極之間，其中一個二 極管的陽極連接至該電子開關(guān)與其中一儲能電容的串聯(lián)節(jié)點，而陰極則連接至該直流總線 的正極；另一個二極管的陽極連接至該直流總線的負(fù)極，而陰極則連至該電子開關(guān)與另一 儲能電容的串聯(lián)節(jié)點；
一全橋開關(guān)電路，連接于該直流總線的正極及負(fù)極之間，并包含二個并聯(lián)的第一 半橋開關(guān)電路及第二半橋開關(guān)電路，該第一半橋開關(guān)電路及第二半橋開關(guān)電路均由一上臂 電子開關(guān)及一下臂電子開關(guān)串聯(lián)組成，其中該第一及第二半橋開關(guān)電路的上臂及下臂電子 開關(guān)串聯(lián)節(jié)點是連接至一交流電源輸出插口 ；及
一控制器，是連接該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)及該全橋開關(guān)電路的電子開 關(guān)，控制該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)的啟閉，令二個儲存電容配合該二個二極管為 等效并聯(lián)或串聯(lián)，提供兩階電壓給該全橋開關(guān)電路，控制該全橋開關(guān)電路的電子開關(guān)再將 該兩階電壓轉(zhuǎn)換成含五階電壓電平的輸出電壓。
換言之，該五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路包含有
一串/并聯(lián)電容器組，其包含二個儲能電容、一電子開關(guān)及二個二極管，該二個儲 能電容再通過該電子開關(guān)串聯(lián)連接，再連接于一直流總線的正極及負(fù)極之間，其中一個二 極管的陽極是連接至該電子開關(guān)與其中一儲能電容的串聯(lián)節(jié)點，而陰極則連接至該直流總 線的正極；另一個二極管的陽極是連接至該直流總線的負(fù)極，而陰極則連至該電子開關(guān)與 另一儲能電容的串聯(lián)節(jié)點，該二個儲能電容的兩端亦各別連接至一電源電路，該電源電路 連接一直流電源；一全橋開關(guān)電路，連接于該直流總線的正極及負(fù)極之間，并包含二個并聯(lián) 的第一半橋開關(guān)電路及第二半橋開關(guān)電路，該第一半橋開關(guān)電路及第二半橋開關(guān)電路均由 兩個電子開關(guān)串聯(lián)組成，其中第一及第二半橋開關(guān)電路的電子開關(guān)串聯(lián)節(jié)點連接至一交流 電源輸出插口 ；及
一控制器，是連接上述該串/并聯(lián)電容器組及該全橋開關(guān)電路的電子開關(guān)，并于交流電源的各半周期內(nèi)依序切換該串/并聯(lián)電容器組及該全橋開關(guān)電路的電子開關(guān)，使該五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路于交流電源的各半周期在該交流電源輸出插口產(chǎn)生含有三階電壓電平(含零電壓電平)變化的電壓。
上述本發(fā)明主要控制該串/并聯(lián)電容器組的電子開關(guān)的啟閉，令二個儲存電容配合該兩個二極管為等效并聯(lián)或串聯(lián)，提供兩個電壓電平，再依據(jù)正半周或負(fù)半周控制該全橋開關(guān)電路的第一及第二半橋開關(guān)電路的其中一對應(yīng)電子開關(guān)開啟導(dǎo)通，讓交流電源輸出插口交替輸出正半周的三階式電壓電平(含零電壓電平)及負(fù)半周的三階式電位準(zhǔn)位(含零電壓電平)的交流電壓；因此，本發(fā)明的控制器確實只要控制五個開關(guān)即能將直流電源轉(zhuǎn)換為五階式電壓電平變化的交流電源后輸出，不僅電路精簡、成本低，且較容易達到儲能電容電壓均等的功效。


圖1 :是本發(fā)明詳細電路圖。
圖2A :是本發(fā)明濾波電路的一詳細電路圖。
圖2B :是本發(fā)明濾波電路的另一詳細電路圖。
圖3:是本發(fā)明時序波形圖。
圖4 :是一現(xiàn)有技術(shù)的單相三階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路的詳細電路圖。
圖5 :是另一現(xiàn)有技術(shù)的單相三階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路的詳細電路圖。
圖6 :是五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路的詳細電路圖。
主要元件符號說明
I串/并聯(lián)電容器組
10、11儲能電容12電子開關(guān)
13直流總線131正極
132負(fù)極14、15 二極管
20全橋開關(guān)電路21第一半橋開關(guān)電路
211上臂電子開關(guān)212下臂電子開關(guān)
22第二半橋開關(guān)電路221上臂電子開關(guān)
222下臂電子開關(guān)23、23a濾波電路
24控制器25交流電源輸出插口
50、51儲能電容52直流總線
53、54半橋開關(guān)電路55、56逆向二極管
57交流電源輸出插口
60,61儲能電容62、63半橋開關(guān)電路
64儲能電容
70、71儲能電容701第一直流總線
711第一直流總線
72、73全橋開關(guān)電路74交流電源輸出插口。
具體實施方式
首先請參閱圖1所示，為本發(fā)明五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路的詳細電路圖，其包 含有
一串/并聯(lián)電容器組1，其包含二個儲能電容10、11、一電子開關(guān)12及二個二極管 14、15，二個儲能電容10、11，是通過一電子開關(guān)12串聯(lián)連接，再連接于一直流總線13的正 極131及負(fù)極132，該二個儲能電容10、11的兩端亦各別連接至一電源電路，該電源電路連 接一直流電源，該電源電路供應(yīng)電能給該二個儲能電容10、11 ;于本實施例中，此二個儲能 電容10、11的電容值相同，而電子開關(guān)12為一 IGBT或MOSFET等的電晶體元件；一個二極 管14的陽極連接至該電子開關(guān)12與其中一儲能電容11的串聯(lián)節(jié)點，而陰極則連接至該直 流總線的正極131 ;另一個二極管15的陽極連接至該直流總線的負(fù)極132，而陰極則連至該 電子開關(guān)12與另一儲能電容10的串聯(lián)節(jié)點；
一全橋開關(guān)電路20，是連接于該直流總線13的正極131及負(fù)極132之間，并包含 二個并聯(lián)的第一半橋開關(guān)電路21及第二半橋開關(guān)電路22，該第一半橋開關(guān)電路21由兩電 子開關(guān)211、212串聯(lián)組成，該第二半橋開關(guān)電路22由兩電子開關(guān)221、222串聯(lián)組成，其中 第一及第二半橋開關(guān)電路21、22的兩電子開關(guān)串聯(lián)節(jié)點是可通過一濾波電路23連接至一 交流電源輸出插口 25 ;請參閱圖2A所示，該濾波電路23為一階低通濾波器，亦可如圖2B所 示，該濾波電路23a亦可采用二階低通濾波器；此外，各電子開關(guān)為IGBT或MOSFET等的電 晶體元件，且各電晶體元件并聯(lián)一附屬二極管Dl D4 ;及
一控制器24，是連接該串/并聯(lián)電容器組I的電子開關(guān)12的控制端Q5及第一與 第二半橋開關(guān)電路21、22的電子開關(guān)211、212、221、222的控制端Ql Q4，并于交流電源的 各半周期內(nèi)產(chǎn)生有三階電壓電平(含零電壓電平)變化。
請配合參閱圖3所示，為上述控制器24分別于正半周及負(fù)半周執(zhí)行的時序圖；以 下謹(jǐn)進一步說明本發(fā)明輸出一個完整交流電壓Vs周期的控制過程，假設(shè)二個儲能電容10、 11的電壓均趨近于一直流電壓Vds。
1.交流電源Vs的正半周控制時序
于交流電源Vs正半周，本發(fā)明的全橋開關(guān)電路20應(yīng)輸出三階電壓電平變化的正 電位電壓波形(含零電壓)；于交流電源Vs正半周時，控制器24令該第一半橋開關(guān)電路21 的下臂電子開關(guān)212及該第二半橋開關(guān)電路22的上臂電子開關(guān)221持續(xù)關(guān)閉。
當(dāng)交流電源Vs小于Vds時，令電子開關(guān)12持續(xù)關(guān)閉不導(dǎo)通，此時二個儲能電容10、 11因電子開關(guān)12不導(dǎo)通而不再串聯(lián)，但卻通過二個二極管14、15構(gòu)成并聯(lián)連接，而對全橋 開關(guān)電路20提供一倍直流電壓Vds。在此同時，控制器24輸出高頻脈寬調(diào)變信號(PWM)至 該第一半橋開關(guān)電路21的上臂電子開關(guān)211，使該上臂電子開關(guān)211進行導(dǎo)通與截止，并令 第二半橋開關(guān)電路22的下臂電子開關(guān)222持續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)上臂電子開關(guān)211導(dǎo)通時，該全橋 開關(guān)電路20輸出一倍正電位的直流電壓+Vds ;而當(dāng)上臂電子開關(guān)211截止時，由于該濾波 電路23含電感器，其電流將使該第一半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)212的二極管D2導(dǎo)通， 使得該全橋開關(guān)電路20輸出零電壓。
當(dāng)交流電源Vs小于Vds時，亦可為另一種操作方式，該控制器24輸出高頻脈寬調(diào) 變信號(PWM)至該第二半橋開關(guān)電路22的下臂電子開關(guān)222，使該下臂電子開關(guān)222進行 導(dǎo)通與截止，并令第一半橋開關(guān)電路21的上臂電子開關(guān)211持續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)下臂電子開關(guān)222 導(dǎo)通時，該全橋開關(guān)電路20輸出一倍正電位的直流電壓+Vds ;而當(dāng)下臂電子開關(guān)222截止時，由于該濾波電路23含電感器，其電流將使該上臂電子開關(guān)221的二極管D3導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路20將輸出零電壓。綜合以上所述，當(dāng)交流電源Vs正半周且小于Vds時，該全橋開關(guān)電路20輸出電壓將于電壓電平+Vds與零之間切換。
接著當(dāng)交流電源Vs大于Vds時，該控制器24輸出一高頻脈寬調(diào)變信號(PWM)控制該電子開關(guān)12，使該電子開關(guān)12進行導(dǎo)通與截止，控制器24并令該第一半橋開關(guān)電路21 的上臂電子開關(guān)211及第該二半橋開關(guān)電路22的下臂電子開關(guān)222持續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)該電子開關(guān)12導(dǎo)通時，讓二個儲能電容10、11串聯(lián)連接，以對全橋開關(guān)電路20提供兩倍直流電壓 2Vds,該全橋開關(guān)電路20將輸出一兩倍正電位的直流電壓+2Vds ;而當(dāng)該電子開關(guān)12截止時，該二個儲能電容10、11經(jīng)由該二個二極管14、15并聯(lián)以對全橋開關(guān)電路20提供一倍直流電壓Vds，而該全橋開關(guān)電路20將輸出一倍正電位的直流電壓+Vds。因此，當(dāng)交流電源Vs 正半周且大于Vds時,該全橋開關(guān)電路20輸出電壓將于電壓電平+2Vds與+Vds之間切換。
綜合以上所述，當(dāng)交流電源Vs正半周時，該全橋開關(guān)電路20將隨著交流電源Vs的大小，輸出含三階電壓電平(+2￥&、+￥(13與0)變化的電壓波形。
2.交流電源Vs的負(fù)半周控制時序
于交流電源Vs負(fù)半周，本發(fā)明的全橋開關(guān)電路20應(yīng)輸出三階電壓電平變化(含零電壓)的負(fù)電位電壓波形；于交流電源％負(fù)半周時，控制器24令該第一半橋開關(guān)電路21 的上臂電子開關(guān)211及該第二半橋開關(guān)電路22的下臂電子開關(guān)222持續(xù)關(guān)閉。
當(dāng)交流電源Vs的絶對值小于Vds時，令電子開關(guān)12持續(xù)關(guān)閉不導(dǎo)通，此時二個儲能電容10、11因電子開關(guān)12不導(dǎo)通而不再串聯(lián)，但卻通過二個二極管14、15構(gòu)成并聯(lián)連接， 而對全橋開關(guān)電路20提供一倍直流電壓Vds。在此同時，控制器24輸出高頻脈寬調(diào)變信號 (PWM)至該第一半橋開關(guān)電路21的下臂電子開關(guān)212，使該下臂電子開關(guān)212進行導(dǎo)通與截止，并令第二半橋開關(guān)電路22的上臂電子開關(guān)221持續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)上臂電子開關(guān)212導(dǎo)通時，該全橋開關(guān)電路20輸出一倍負(fù)電位的直流電壓-Vds ;而當(dāng)下臂電子開關(guān)212截止時，由于該濾波電路23含電感器，其電流將使該上臂電子開關(guān)211的二極管Dl導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路20將輸出零電壓。
當(dāng)交流電源Vs的絶對值小于Vds時，亦可為另一種操作方式，控制器24輸出高頻脈寬調(diào)變信號(PWM)至該第二半橋開關(guān)電路22的上臂電子開關(guān)221，使該電子開關(guān)221進行導(dǎo)通與截止，并令第一半橋開關(guān)電路21的下臂電子開關(guān)212持續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)電子開關(guān)221導(dǎo)通時，該全橋開關(guān)電路20輸出一倍負(fù)電位的直流電壓-Vds ;而當(dāng)上臂電子開關(guān)221截止時， 由于該濾波電路23含電感器，其電流將使該下臂電子開關(guān)222的二極管D4導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路20將輸出零電壓。綜合以上所述，當(dāng)交流電源Vs負(fù)半周且其絶對值小于Vds時，該全橋開關(guān)電路20輸出電壓將于電壓電平-Vds與零之間切換。
接著當(dāng)交流電源Vs的絶對值大于Vds時，該控制器24輸出一高頻脈寬調(diào)變信號 (PWM)控制該電子開關(guān)12，使該電子開關(guān)12進行導(dǎo)通與截止，控制器24并令該第一半橋開關(guān)電路21的下臂電子開關(guān)212及第該二半橋開關(guān)電路22的上臂電子開關(guān)221持續(xù)導(dǎo)通， 當(dāng)該電子開關(guān)12導(dǎo)通時，讓二個儲能電容10、11串聯(lián)連接，以對全橋開關(guān)電路20提供兩倍直流電壓2Vds，而該全橋開關(guān)電路20將輸出一兩倍負(fù)電位的直流電壓_2Vds ;而當(dāng)該電子開關(guān)12截止時，該二個儲能電容10、11經(jīng)由該二極管14及15并聯(lián)而輸出一倍 直流電壓Vds， 而該全橋開關(guān)電路20將輸出一倍負(fù)電位的直流電壓_Vds。因此，當(dāng)交流電源Vs負(fù)半周且其絶對值大于Vds時，該全橋開關(guān)電路20輸出電壓將于電壓電平_2Vds與-Vds之間切換。
綜合以上所述，當(dāng)交流電源Vs負(fù)半周時，該全橋開關(guān)電路20將隨著交流電源Vs的大小，輸出含三階電壓電平(_2￥(13、-￥(13與0)變化的電壓波形。
綜合以上正、負(fù)半周控制時序所述，本發(fā)明五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路主要控制該串/并聯(lián)電容器組I的該電子開關(guān)12的啟閉，令二個儲存電容10、11配合二個二極管 14、15為等效并聯(lián)或串聯(lián)，提供兩階電壓給全橋開關(guān)電路20，而該全橋開關(guān)電路20再將其轉(zhuǎn)換成含五階電壓(2￥&、￥(13、0、；(13與-2￥(13)的輸出電壓，經(jīng)適當(dāng)控制，該全橋開關(guān)電路20 輸出的五階電壓經(jīng)該濾波電路23可產(chǎn)生一弦波輸出電流注入交流電源Vs。當(dāng)二個儲存電容10、11配合二個二極管14、15為等效并聯(lián)供應(yīng)該全橋開關(guān)電路20時，若二個儲存電容 IOUl的電壓不相等，則該二個儲存電容10、11中僅有較高電壓者將提供電能，而較低電壓者則不提供電能，這將使得較高電壓的儲存電容的電壓下降，使得二個儲存電容10、11自動達成電壓均等的效能，不須額外控制電路，相比于其它多階直流轉(zhuǎn)交流電源電路要控制其儲存電容電壓的均等，本發(fā)明五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路有其進步性，且相比于其它五階直流轉(zhuǎn)交流電源電路，本發(fā)明五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路只使用兩個二極管及五個電子開關(guān)，可有效簡化電力電路，降低制造成本，本發(fā)明的控制器確實只要控制五個開關(guān)即能將直流電源轉(zhuǎn)換為五階式電壓電平變化的交流電源后輸出，不僅電路精簡成本低 ，整體的控制方法亦不復(fù)雜，且較容易達到均壓的功效。
權(quán)利要求
1.一種五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，包含有一串/并聯(lián)電容器組，其包含二個儲能電容、一個電子開關(guān)及二個二極管，該二個儲能電容通過該電子開關(guān)串聯(lián)連接，再連接于一直流總線的正極及負(fù)極之間，其中一個二極管的陽極連接至該電子開關(guān)與其中一儲能電容的串聯(lián)節(jié)點，而該其中一個二極管的陰極則連接至該直流總線的正極；另一個二極管的陽極連接至該直流總線的負(fù)極，而該另一個二極管的陰極則連至該電子開關(guān)與另一儲能電容的串聯(lián)節(jié)點；一全橋開關(guān)電路，連接于該直流總線的正極及負(fù)極之間，并包含二個并聯(lián)的第一半橋開關(guān)電路及第二半橋開關(guān)電路，該第一半橋開關(guān)電路及第二半橋開關(guān)電路均由一上臂電子開關(guān)及一下臂電子開關(guān)串聯(lián)組成，其中該第一及第二半橋開關(guān)電路的上臂及下臂電子開關(guān)串聯(lián)節(jié)點是連接至一交流電源輸出插口 ；及一控制器，是連接該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)及該全橋開關(guān)電路的電子開關(guān)， 控制該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)的啟閉，并且令二個儲存電容配合該二個二極管為等效并聯(lián)或串聯(lián)，提供兩階電壓給該全橋開關(guān)電路，控制該全橋開關(guān)電路的電子開關(guān)再將該兩階電壓轉(zhuǎn)換成含五階電壓電平的輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，該第一及第二半橋開關(guān)電路的串聯(lián)節(jié)點是通過一濾波電路連接至該交流電源輸出插口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，該濾波電路為一階低通濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，該濾波電路為二階低通濾波 器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，各該電子開關(guān)為一 IGBT或MOSFET等的電晶體元件并聯(lián)一附屬二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，該二個儲能電容的電容值相同，且該每一個儲能電容提供一倍直流電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，當(dāng)交流電源為正半周，該第一半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)及該第二半橋開關(guān)電路的上臂電子開關(guān)持續(xù)關(guān)閉，當(dāng)交流電源小于一倍直流電壓時，令該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)持續(xù)關(guān)閉不導(dǎo)通，該二個儲能電容通過該二個二極管構(gòu)成并聯(lián)連接，而對全橋開關(guān)電路提供一倍直流電壓，而該第一半橋開關(guān)電路的上臂電子開關(guān)及第二半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)中之一進行脈寬調(diào)變切換，而另一個則持續(xù)導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路的輸出電壓將于一倍直流電壓及零電壓間切換；接著當(dāng)交流電源大于一倍直流電壓時，該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)進行脈寬調(diào)變切換，而該第一半橋開關(guān)電路的上臂電子開關(guān)及第該二半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)持續(xù)導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路輸出電壓將于兩倍直流電壓與一倍直流電壓之間切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，當(dāng)交流電源為負(fù)半周，該第一半橋開關(guān)電路的上臂電子開關(guān)及該第二半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)持續(xù)關(guān)閉，當(dāng)交流電源的絶對值小于一倍直流電壓時，令該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)持續(xù)關(guān)閉不導(dǎo)通， 該二個儲能電容通過該二個二極管構(gòu)成并聯(lián)連接，而對全橋開關(guān)電路提供一倍直流電壓， 而該第一半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)及第二半橋開關(guān)電路的上臂電子開關(guān)中之一進行脈寬調(diào)變切換，而另一個則持續(xù)導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路的輸出電壓將于負(fù)的一倍直流電壓及零電 壓間切換；接著當(dāng)交流電源的絶對值大于一倍直流電壓時，該串/并聯(lián)電容器組的該電子開關(guān)進行脈寬調(diào)變切換，而該第一半橋開關(guān)電路的下臂電子開關(guān)及第該二半橋開關(guān)電路的上臂電子開關(guān)持續(xù)導(dǎo)通，該全橋開關(guān)電路輸出電壓將于負(fù)的兩倍直流電壓與負(fù)的一倍直流電壓之間切換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種五階式直流轉(zhuǎn)交流電源電路，主要包含有串/并聯(lián)電容器組及一全橋開關(guān)電路，該串/并聯(lián)電容器組包含二個儲能電容，該兩個儲能電容是通過一電子開關(guān)串聯(lián)連接后與一直流電源電路連接，再以二個二極管分別將此二個儲能電容的另一端連接至該直流電源的正極及負(fù)載；當(dāng)該電子開關(guān)在啟閉不同狀態(tài)下，二個儲能電容分別為串聯(lián)及并聯(lián)連接，分別提供該全橋開關(guān)電路兩倍直流電壓及一倍直流電壓，此時全橋開關(guān)電路再依據(jù)正半周或負(fù)半周建立不同放電路徑，交替輸出正半周的三階式電壓電平及負(fù)半周的三階式電壓電平的交流電壓，實現(xiàn)以五個電子開關(guān)將直流電源轉(zhuǎn)換為五階式電壓電平變化的交流電源后輸出，不僅電路精簡、成本低。
文檔編號H02M7/483GK103001516SQ20111026705
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者吳晉昌, 麥明斌, 蔣文榮, 周佳緯, 何茂彰 申請人:盈正豫順電子股份有限公司