用于直流電線與交流電線間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的電路的制作方法
【專利摘要】一種系統(tǒng)、方法、以及裝置用以在一直流電線與一單相位或一多重相位的交流電線之間單向或雙向進(jìn)行功率交換的接口被公開，其中當(dāng)該直流系統(tǒng)的極性與一交流系統(tǒng)的極性相符時，僅有任何指定相位的一半以及僅有一單一相位的該交流電線可與該直流電線進(jìn)行功率交換。一具有簡化、堅固、以及低成本要素的電路可進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，以及作為一可模擬一半波反流器/整流器的同步系統(tǒng)。
【專利說明】用于直流電線與交流電線間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的電路
[0001]優(yōu)先權(quán)主張
[0002]本申請案所主張的優(yōu)先權(quán)是以2012年6月26日于美國由D.Kevin Cameron所提出的第61/590，888號專利案為基礎(chǔ)，專利名稱為:CIRCUIT FOR TRANSFERRING POWERBETWEEN A DIRECT CURRENT LINE TO AN ALTERNATING-CURRENT LINE。上述所列的各專利參考文獻(xiàn)的全數(shù)內(nèi)容皆引用作為本說明書的揭示內(nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明所公開的大致上關(guān)于電力電子的【技術(shù)領(lǐng)域】，以及于一實施例中，本發(fā)明關(guān)于提供一種方法、裝置與系統(tǒng)用于在一直流電線與一交流電線之間進(jìn)行供率交換的一接□。

【背景技術(shù)】
[0004]再生能源,例如光伏(photovoltaic, PV)以及風(fēng)力發(fā)電在保存能源的全球性效應(yīng)上越來越普通，可擺脫石化燃料，提升自我依賴性，以及減低碳足跡。大部分的再生能源本質(zhì)上都屬于直流電源。然而，現(xiàn)代的商業(yè)、工業(yè)、以及民生用電完全都是交流電，包含輸送電力到消費者手上的電網(wǎng)。因此，與電網(wǎng)互動的反流器，或是與電網(wǎng)綁定的反流器(Grid-tieInverter, GTI)被用來將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。再生能源方案中一個重要的成本因素是與電網(wǎng)綁定的反流器，是將由光伏面板或是風(fēng)機提供的直流電能轉(zhuǎn)換成能被電網(wǎng)利用的交流電。當(dāng)光伏面板的價格降低時，反流器將成為整個再生能源生命周期成本中最重要的因素。此外，許多光伏系統(tǒng)是于高電壓下操作，隨之需要的是受訓(xùn)過的安裝人員以及熟悉高電壓危害的維護(hù)人員，因此在再生能源系統(tǒng)上增加了額外的成本。
[0005]某些反流器設(shè)計上使用了變壓器，而其他的反流器不使用變壓器(無變壓器)，并伴隨著重量的降低。高頻率的變壓器利用一種非傳統(tǒng)式的轉(zhuǎn)換模式將直流電轉(zhuǎn)換成高頻率的交流電后，再轉(zhuǎn)回直流電，最后才轉(zhuǎn)換成所需頻率的交流電。而無變壓器式反流器較少被采用，原因是直流電傳輸至交流電網(wǎng)時有故障的可能，繼而造成變電所與輸電系統(tǒng)出現(xiàn)問題。
[0006]大部分反流器使用最大功率點追蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)來排列電網(wǎng)上的電壓與電流，使其兩者的乘積，亦即功率最大化。否則，電壓與電流之間的誤排列可能造成一高電流與一低電壓相乘，或反之亦然，進(jìn)而導(dǎo)致整體電網(wǎng)的輸出功率降低。
[0007]在北美的民生用電利用一種分裂的單相位交流電(split single phase)或稱為單線三相式交流電，包含一中性線以及二條分別稱為一相位線(phase)以及一反相位線(antiphase),而相位線(phase)以及反相位線(antiphase)有時被誤稱為一二相位線。該分裂的單相位交流電具有一條120伏特的交流電線，是由一實際峰值電壓為170伏特相對于中性線取方均根而得，而該分裂的單相位交流電的峰對峰值(peak-to-peak)電壓為340伏特。傳統(tǒng)方法上包含了經(jīng)由電力半導(dǎo)體電子轉(zhuǎn)換直流電源以驅(qū)動相位線(Phase)以及反相位線(antiphase),以使相位線(phase)以及反相位線(antiphase)能承受電網(wǎng)系統(tǒng)峰值電壓。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種裝置、方法以及系統(tǒng)，用于一直流電線與一交流電網(wǎng)之間進(jìn)行功率接口轉(zhuǎn)換被公開。藉由一次僅驅(qū)動一交流電系統(tǒng)的一極性進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可使成本大幅降低且改善了轉(zhuǎn)換設(shè)備的耐用性。藉由本發(fā)明方法，可為一極性比對電路(Polarity MatchingCircuit, PMC)進(jìn)行使用元件的最優(yōu)化(optimized)。極性比對電路(PMC)用以為直流電線選擇一適當(dāng)?shù)臉O性，以及一功率調(diào)節(jié)電路(Power-Condit1ning Circuit, PCC)與極性比對電路(PMC)耦接，功率調(diào)節(jié)電路(PCC)用以控制直流電線上電流的塑造(Shape)。用以控制功率調(diào)節(jié)電路(PCC)的以數(shù)千赫茲頻率下操作的半導(dǎo)體裝置，可被評估使用(rated)于交流電峰值電壓的一低電壓水平(Rating)，當(dāng)半導(dǎo)體裝置僅暴露于一交流電相位的一極性下，而不是完全峰對峰值(Peak-to-peak)交流電壓下。例如，與直流電線相同極性的交流電相位波形的一半，而非兩種極性的全正弦波形。相較而言，雖然操作上緩慢但更能承受多種電壓水平(Rating)的半導(dǎo)體裝置可被用于操作頻率低于或等于一交流電線的相位選擇器(Phase selector)電路,例如操作頻率低于60赫茲。于一實施例中，描述了當(dāng)作一反流器(inverter操作的功率調(diào)節(jié)電路(PCC)操作于一分裂的單相位交流電(split singlephase)或一多重相位(二或至少二種相位)的交流電線與一公用電網(wǎng)間。于另一實施例中，功率調(diào)節(jié)電路(PCC)于功能上作為一整流器(rectifier)操作于分裂的單相位交流電(split single phase)或一多重相位的交流電線之間。功率調(diào)節(jié)電路(PCC)于功能上可作為一升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，以提高一直流電壓至一交流電壓水平，或于功能上作為一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，以降低一直流電壓至一交流電壓水平。
[0009]極性比對電路(PMC)包含一或至少一固態(tài)開關(guān)(Solid State Switches, SSSs)稱接于直流電線以及一相位選擇器(Phase selector)。該或該些固態(tài)開關(guān)之中每一開關(guān)為分別各自稱接一交流電線上一或至少一相位的每一相位。相位選擇器(Phase selector)適于控制該或該些開關(guān)，以使當(dāng)電力在直流電線與交流電線之間被轉(zhuǎn)換時，最多只有一個開關(guān)形成通路。極性比對電路(PMC)經(jīng)由固態(tài)開關(guān)(SSSs)以選擇性的使直流電線與交流電線上具有直流電線的極性相符的一交流電相位耦接。只有一交流電相位與直流電線耦接。舉例來說，當(dāng)電力在直流電線與交流電線之間被轉(zhuǎn)換時，最多只有一個耦接一交流電相位置一直流電線的開關(guān)為通路狀態(tài)，以避免短路。因此，當(dāng)交流電線導(dǎo)通電力至直流電線時，極性比對電路(PMC)于功能上作為一半波整流器模式操作；而當(dāng)直流電線導(dǎo)通電力至交流電線時，極性比對電路(PMC)于功能上作為一半波反流器模式操作。相位選擇器(Phaseselector)適于選擇性地稱接該或該些開關(guān)的每一開關(guān)至交流電線，以使交流電線上所有該或該些相位的最多每一相位的半數(shù)與直流電線通聯(lián)。不論電流以指定模式，于極性比對電路(PMC)內(nèi)，僅以單一方向流經(jīng)該或該些開關(guān)的每一開關(guān)。固態(tài)開關(guān)(SSSs)是自以下的開關(guān)種類所組成的群組中選擇:一娃控整流器(Silicon-controlled Rectifier, SCR)、一雙向娃控整流器(Triac)、一功率場效應(yīng)晶體管(Power Field Effect Transistor, powerFET)以及一絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)。一般來說，用于極性比對電路(PMC)內(nèi)的N個固態(tài)開關(guān)(SSSs)，是對應(yīng)交流電線中的N個相位。一相位選擇器(Phase selector)稱接該或該些開關(guān)的每一開關(guān)，以控制開關(guān)的功能,相位選擇器(Phase selector)并f禹接至該或該些開關(guān)的每一開關(guān)的一輸出端，以監(jiān)控會造成相位選擇器(Phase selector)無法作用的電壓過載現(xiàn)象發(fā)生與否，舉例來說，使所有的該或該些開關(guān)形成斷路，以阻止電壓過載而導(dǎo)致調(diào)節(jié)過程失效，額外造成或同時發(fā)生的功率調(diào)節(jié)電路(PCC)中一脈沖寬度調(diào)制(Pulse-width Modulated, PWM)控制器的停止作動，而停止產(chǎn)生電流。相位選擇器(Phase selector)在交流電相位中，與該或該些開關(guān)的每一開關(guān)的一指定開關(guān)耦接的一相位的極性，與直流電線的極性相反之前，使該指定開關(guān)形成斷路。若該開關(guān)為一娃控整流器(SCR)或是一雙向娃控整流器(Triac),該開關(guān)會在若非--關(guān)閉脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器、經(jīng)由一分流器(Shunt)使電流短路至中性(Neutral)、藉由使一第二開關(guān)與另一相位形成通路，從而使原為通路的一第一開關(guān)受到反向偏壓(reversebiasing)而關(guān)閉形成斷路，則是以藉由在多重相位系統(tǒng)中跳過一相位的方式來使該開關(guān)形成斷路。另外，若該開關(guān)為一功率場效應(yīng)晶體管(power FET)，則可與交流電線上的二個極性進(jìn)行通聯(lián)，以及可在導(dǎo)通電流的同時形成斷路。針對在直流電線與交流電線之間雙向流通的電流，該開關(guān)可為一場效應(yīng)晶體管(FET)，或是一對電流通路方向相反平行排列的硅控整流器。
[0010]功率調(diào)節(jié)電路(PCC)包含:一與直流電源耦接的輸入端，以及與直流電源耦接的一切換區(qū)塊。切換區(qū)塊包含:一脈沖寬度調(diào)制(Pulse-Width Modulated, PWM)晶體管，耦接脈沖寬度調(diào)制(Pulse-width Modulated, PWM)控制器且被其所控制，以取得一所需(Desired)電流。若來自該直流電線的一操作電壓水平高于該交流電線的峰值電壓時，功率調(diào)節(jié)電路(PCC)適于為一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器(Buck converter),或是若來自該交流電線的一操作電壓水平高于該直流電線的峰值電壓時，功率調(diào)節(jié)電路(PCC)適于為一升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器(Boost converter)。脈沖寬度調(diào)制(PWM)晶體管以及脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器是在低于交流電峰值電壓或是低于最大直流電壓的狀況下操作。由功率調(diào)節(jié)電路(PCC)產(chǎn)生的一電流可被塑造成用來傳輸一最適宜的(Optimum)功率因子(Power Factor, PF)的電流至交流電系統(tǒng),或是可被塑造成傳輸固定功率(ConstantPower, CP)至交流電系統(tǒng)。固定功率模式是藉由僅自直流電源抽取經(jīng)由直流電線上的一電流感測器量側(cè)的一固定電流至功率調(diào)節(jié)電路(PCC)。直流電線上的一固定電壓藉由可選擇地在直流電線上耦接或屏蔽一負(fù)載而被保持。根據(jù)能量守恒定律，藉由輸出所有接收的電力，功率調(diào)節(jié)電路(PCC)提供一電流分布，該電流分布固有地為交流電線的電壓水平的倒數(shù)(inverse)，至功率調(diào)節(jié)電路(PCC)正在驅(qū)動電流的該交流電線上，因而導(dǎo)致該電流分布與該電壓水平的一乘積為一常數(shù)。另一方面，最適宜的(Optimum)功率因子(PF)模式是自功率調(diào)節(jié)電路(PCC)塑造輸出電流而取得，藉由設(shè)置在功率調(diào)節(jié)電路(PCC)的一輸出端的一電流感測器量測輸出電流，再回授量測結(jié)果至脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器，以修正成符合所需的功率因子輸出電流。
[0011]本系統(tǒng)包含一直流電源耦接至直流電線，其中直流電源為自一電源群組中擇一，該群組是由:一光伏(photovoltaic, PV)直流電源、一風(fēng)力直流電源以及一再生能源(alternative energy)直流電源所組成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]各圖繪制的實施例僅為指出相似元素的參考范例，且不限于各圖所繪制的實施范例。其中:
[0013]圖1A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的在直流電線與交流電線之間雙向轉(zhuǎn)換功率的功能圖。
[0014]圖1B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的功率調(diào)節(jié)電路(PCC)，其具有自一直流電線輸入有一固定功率，以及一合成的(Resultant)固定功率輸出至一交流電線,或一合成電流分布。
[0015]圖2繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一用于直流電線與交流電線之間雙向傳輸功率的一系統(tǒng)的方塊圖。
[0016]圖3A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一分裂的單相位交流電(split singlephase)選擇性地耦接一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，從直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。
[0017]圖3B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一分裂的單相位交流電(split singlephase)選擇性地耦接一升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，從直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。
[0018]圖3C繪制了根據(jù)本案至少一實施例的透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，自一直流電線提供電力至一分裂的單相位交流電(split single phase)的電流隨時間的時變圖。
[0019]圖3D繪制了根據(jù)本案至少一實施例的半波反流器如何自一分裂的單相位交流電(split single phase)產(chǎn)出一用于公共電網(wǎng)的全波的變壓器示意圖。
[0020]圖4A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一三相交流電系統(tǒng)選擇性地耦接一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，透由正有電流流通的固態(tài)開關(guān)，以自直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。
[0021]圖4B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的直流電線透由以固定功率模式操作的固態(tài)開關(guān)，向交流電線輸出電力的電流隨時間變化的時變圖。
[0022]圖4C繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一三相交流電系統(tǒng)選擇性地耦合一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，以自直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。
[0023]圖4D繪制了根據(jù)本案至少一實施例的自一直流電線供應(yīng)電力至一交流電線上的三個相位中的每一相位，且透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，跳過某些相位形成相位錯置方式的相位排列，的電流隨時間變化的時變圖。
[0024]圖5A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一分裂的單相位交流電(split singlephase)，透由一可選擇的降壓式或升壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器耦接直流電線與交流電線，以在直流電線與交流電線間透由可進(jìn)行雙向電流流通能力的固態(tài)開關(guān)，以雙向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。
[0025]圖5B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的具有僅在零電流時關(guān)閉的一雙向?qū)ü虘B(tài)開關(guān)用于直流電線與交流電線之間進(jìn)行雙向供率轉(zhuǎn)換的示意圖。
[0026]圖5C繪制了根據(jù)本案至少一實施例的利用僅在零電流時關(guān)閉的開關(guān)進(jìn)行電流竊用的時變圖。
[0027]圖6A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的在直流電線與交流電線之間進(jìn)行獨立、功率調(diào)節(jié)、以及切換電力以進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的流程圖。
[0028]圖6B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的僅當(dāng)直流電線與交流電線的個別的極性相同時，選擇性地耦接直流電線與交流電線的流程圖。
[0029]本發(fā)明的其他實施例將在以下的說明書細(xì)節(jié)描述，以及伴隨的附圖中呈現(xiàn)。

【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明一種方法、裝置以及系統(tǒng)，用于在一將近定值或進(jìn)似定直電壓的直流電源與交流公共電網(wǎng)間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換在此被公開。在接下來的敘述中為了說明，有許多的特定細(xì)節(jié)為了更能了解本案所提出的各個不同的實施例。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可能可在除去前述特定細(xì)節(jié)以實施前述的實施例是顯而易見的。
[0031]功能方塊圖
[0032]請參閱圖1A，圖1A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一用于在一直流電線與一交流電線之間進(jìn)行雙向功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100-A的功能圖。一直流電壓(VDC)功能102可由一電源102-A，例如一再生能源提供。電源102-A可提供電力于與該電源102-A連接的元件，舉例來說，一電力儲功能(Power Sinking Funct1n) 102-B,以及/或一交流電線,舉例來說一交流電力儲功能(Power Sinking Funct1n) 124-B,例如一公共電網(wǎng)，用以補償能源信用(Energy Credit)。由一再生能源所提供的直流電壓(VDC)功能102的一電壓水平,可為一固定或變化值以提供一直流電線電力，以及使其他裝置于一固定或/且變化的電壓水平環(huán)境下操作。更甚者，直流電壓(VDC)功能102可由交流電線124所提供的電力優(yōu)先被提供，舉例來說，當(dāng)再生能源功能102-A已無法提供電力至交流電力儲功能124-B時。一選擇性采用的獨立功能區(qū)塊108處理直流電源提供的電力，以避免直流故障傳播進(jìn)入交流電線，否則將影響交流電系統(tǒng)的敏感相位時序，以及/或需求反應(yīng)(Demand-response)的平衡。功率調(diào)節(jié)功能112根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計，以單一方向，或是選擇性地以雙向來驅(qū)動電流，而驅(qū)動電流的電壓水平為升壓或降壓則根據(jù)直流電壓(VDC)功能102與相對的交流電壓(VAC)功能124的應(yīng)用方式以及設(shè)計規(guī)格。極性比對功能122僅在當(dāng)交流電壓(VAC)功能124與直流電壓(VDC)功能102兩者的極性相同時，才將二者耦接。于一實施例中，該極性為一固定極性，舉例來說，若非負(fù)極性就為正極性，但不會正負(fù)極性同時存在。因此，系統(tǒng)100-A表現(xiàn)的如同一半波整流器或是一半波反流器。交流電壓(VAC)功能124可為一電源124-A，例如一作用中的公共電網(wǎng)，或者固定的交流電壓(VAC)功能124可為一電儲124-B，例如一可接收電力的作用中的公共電網(wǎng)，或是需要電力的一節(jié)電中或是一缺電中的公共電網(wǎng)。雙向功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100-A的部分優(yōu)點為簡單，較便宜，以及更耐用的電力電子元件可用于建置(implement)功率調(diào)節(jié)功能112，以及極性比對功能122，因為電力功率僅當(dāng)交流電壓(VAC)功能124與直流電壓(VDC)功能102的極性相同時，在交流電壓(VAC)功能124與直流電壓(VDC)功能102之間轉(zhuǎn)換。前述的功能于圖1A，以及其后的附圖中是建置于結(jié)構(gòu)、過程、系統(tǒng)、以及其相似物。
[0033]現(xiàn)在請參閱圖1B，圖1B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)100-B，其具有自一直流電線輸入有一固定功率，以及一合成的(Resultant)固定功率輸出至一交流電線，或一合成電流分布(Profile)。尤其提供一固定電壓供應(yīng)器132-A，舉例來說，藉由一再生能源的電力管理，并透由可選擇的負(fù)載耦接和屏蔽來維持固定電壓。于一序號為61/489，263，申請于2011/5/24的前案，且與本案的發(fā)明人的美國專利申請案，其申請名稱為:System And Method For Integrating And Managing Demand/Response BetweenAlternative Energy Sources, Grid Power, And Loads,已提供了一如本案電路的實施例。上述所列的各專利參考文獻(xiàn)的全數(shù)內(nèi)容皆引用作為本說明書的揭示內(nèi)容。于一實施例中，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊142具有一功能可抽取一固定電流132-B，舉例來說，透由內(nèi)建的電流感測、回授、以及控制能力。輸入至功率調(diào)節(jié)區(qū)塊142的合成功率為定值的電壓供應(yīng)132-A輸入，乘上一定值的抽取電流132-B輸入所合成的一定值功率輸入132-C。于輸出端，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊142提供一電流分布功能144-C作為輸出144-A，以塑造電流分布使之符合交流電壓水平分布，以使取得一有益的功率因子(Power Factor, PF)，或是將電流分布功能144-C作為輸出144-B，以塑造電流分布為一該交流電壓水平分布的倒數(shù)，以輸出固定功率。于第一案例中，被一公共電網(wǎng)普遍所需的一最佳功率因子，用于提供符合成本效益的電力轉(zhuǎn)換。該第一案例不需要輸入一固定功率至功率調(diào)節(jié)區(qū)塊142。于下一案例中，能量守恒定律指出，若功率調(diào)節(jié)區(qū)塊142具有一無分流且損失忽略的固定功率輸入，則在任何電壓水平下提供最大電流的功能將導(dǎo)致一固定功率自功率調(diào)節(jié)區(qū)塊142輸出。于一電源中，一固定功率供應(yīng)為理想的具備性質(zhì)，由其當(dāng)接收方是一普遍需要維持供需平衡的公共電網(wǎng)時。更甚者，自直流電線抽取固定功率將使直流電線上的漣波(RiPPle)最小化，并減少一般由電容器進(jìn)行的短程儲存需求，而有造成故障的傾向。
[0034]系統(tǒng)概要
[0035]請參閱圖2，圖2繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一用于直流電線與交流電線之間雙向傳輸功率的一系統(tǒng)200的方塊圖。一直流系統(tǒng)202，亦即一直流/交流接口，可經(jīng)由系統(tǒng)200內(nèi)的一直流電線210，而為一直流再生能源。于本實施例中，該直流電源為特別控制來產(chǎn)出一將近定值的電壓水平，舉例來說，于一實施例中該電壓水平為小于2伏特；而于另一實施例中該電壓水平變化為小于5伏特，在超過或低于一藉由系統(tǒng)需求、裝備、以及負(fù)載敏感度所指定的電壓操作窄頻寬，有一伴隨的切斷(Cut out)電壓水平。選擇性裝配的獨立區(qū)塊203,當(dāng)于每配線碼(Wiring codes)被提供時，自直流系統(tǒng)接收電力功率并提供安全功能，以避免任何潛在的直流故障出現(xiàn)于傳輸電力功率至交流電線207時，并進(jìn)而影響交流系統(tǒng)250，舉例來說，一公共電網(wǎng)。獨立區(qū)塊203的一實施例為一 H橋開關(guān)式直流對直流轉(zhuǎn)換器(H-bridge switched-mode DC - DC converter)。
[0036]與選擇性裝配的獨立區(qū)塊203，以及極性比對區(qū)塊230耦接的功率調(diào)節(jié)電路212，經(jīng)由一切換區(qū)塊214耦接至一電感216以及一繼后的濾波器218以驅(qū)動電流，以一創(chuàng)造與交流系統(tǒng)250的該被選擇的相位符合的一電壓水平的速率。切換區(qū)塊214耦接于電壓輸出段205，以接收交流相位上一感測電壓水平于直流電線210的一高壓側(cè)204與一低壓側(cè)203，以及中性側(cè)206，以進(jìn)行回饋與控制的目的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，功率調(diào)節(jié)電路212可為一升壓式或一降壓式電路，亦或是結(jié)合前述二者。電感216與一雙重線圈操作于一馳返(Flyback)模式下亦可適于提供獨立功能，舉例而言，能量系轉(zhuǎn)換至一第一線圈并當(dāng)該第一線圈未被驅(qū)動時，能量自一第二線圈被轉(zhuǎn)換出來。若功率調(diào)節(jié)電路212與極性比對電路230具有電路元件，并控制升壓式以及降壓式轉(zhuǎn)換邏輯，以及具有雙向開關(guān)時，該系統(tǒng)功能上可作為一半波返流器或半波整流器，以適于提供一雙向電流213。
[0037]極性比對電路，或是相位選擇電路230具有一或至少一個開關(guān)，例如231-1至231-P，其中當(dāng)多個開關(guān)被使用時，P ^ 2，每一開關(guān)皆個別由連接至控制區(qū)塊234的控制線所控制。該些開關(guān)的總數(shù)小于等于本實施例中，由交流電線所提供的相位的總數(shù)。特別地，經(jīng)由直流電線210以及功率調(diào)節(jié)電路212至交流系統(tǒng)250上該些交流相位之一，經(jīng)由交流電線207，僅在當(dāng)直流電線210與交流電線207兩者上的極性相同時，并在開關(guān)231-1至231-P中最多一個開關(guān)于任何時間上為通路狀態(tài)時，例如最多一個開關(guān)在交流電線與直流電線之間為完全通路時，由控制區(qū)塊234提供的控制分別且選擇性地與直流系統(tǒng)202耦接。亦即，當(dāng)交流相位I的極性與直流電線210的極性相符時，控制區(qū)塊234將會選擇性地使開關(guān)231與交流相位I的電線241-1通路，并當(dāng)交流相位P的極性與直流電線210的極性相符時，選擇性地使開關(guān)231-P與交流相位P的電線241-P通路，直至開關(guān)231-1至231-P中最多一個開關(guān)于任何時間上為通路狀態(tài)。因此，開關(guān)231-1至231-P的切換速度為交流系統(tǒng)的切換速度，例如，60Hz。因為直流電線210的極性為固定，僅當(dāng)指定相位的極性與直流電線相符時，在極性比對區(qū)塊230中最多不超過一個開關(guān)將會是完全通路狀態(tài)。
[0038]控制區(qū)塊234為一相位選擇器，以接收來自直流高壓測電壓的水平204、中性電壓206、調(diào)節(jié)電壓水平209、以及來自交流相位1241-1至交流相位P241-P的輸入，其中于多重項位系統(tǒng)中，P 3 2。藉由極性比對區(qū)塊230比對直流系統(tǒng)202與交流系統(tǒng)250之間的極性，在該二系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換電力功率的相容性系被確保。藉由允許在任何時間內(nèi)于極性比對區(qū)塊230中最多不超過一個開關(guān)是完全通路狀態(tài)，可確保系統(tǒng)200內(nèi)無沖突的電力功率轉(zhuǎn)換?？刂茀^(qū)塊234感測來自開關(guān)231-1至231-P的輸出電壓，以及當(dāng)輸出電壓超過一門檻值時，控制區(qū)塊234將關(guān)閉所有該些開關(guān)以保護(hù)交流系統(tǒng)250。
[0039]于另一實施例中，開關(guān)231-1至231-P中超過一個開關(guān)可被同時形成通路，同時提供最多一個開關(guān)進(jìn)行正向偏壓狀態(tài)，例如，所有開關(guān)中的一個開關(guān)若非處于斷路則為反向偏壓狀態(tài)。本實施例藉由當(dāng)一第一娃控整流器(SCR)以為一第一交流相位形成一通路時，切換一隨后相位的硅控整流器(SCR)從斷路至通路。該隨后相位的硅控整流器(SCR)自該第一娃控整流器(SCR)竊用電流，因為該隨后相位具有一低于該第一娃控整流器(SCR)于通路狀態(tài)時所耦接的電位勢的電位勢。分別與該第一硅控整流器(SCR)與該第二硅控整流器(SCR)耦接的該交流電相位的極性與該直流電線的相位相同。在低電位勢竊用電流的過程因此反向偏壓了該第一硅控整流器(SCR)，并有效的使的為斷路，因而維持了只有一開關(guān)得為完全斷路并僅在一相位與直流電線之間轉(zhuǎn)換電力功率的狀況。該切換動作發(fā)生于該二相位的電壓彼此交錯之前。
[0040]交流電負(fù)載分接至交流電線將改變交流電的功率因子(PF)。藉由在交流電線的相位上感測饋送回來的電流水平248、249至一功率因子(PF)校正電路以提供一回饋信號221至切換功能區(qū)塊214，自功率調(diào)節(jié)電路212輸出的電流可被調(diào)整至一供應(yīng)電流至交流系統(tǒng)250最適宜的功率因子(PF)。在北美地區(qū)應(yīng)用上，與交流電線207連接的接口，例如公共電網(wǎng)，典型上為一服務(wù)適度住家的地區(qū)變壓器。如此的變壓器將會有效的整合交流電線241-1上的相位I (I)，以及交流電線241-P上的相位P，例如交流電線242上的相位II (2)，以表現(xiàn)出公共電網(wǎng)上的電力功率對稱性。圖2的拓樸學(xué)可藉由消去開關(guān)231-P以及交流相位P，而被簡化以與一單相位應(yīng)用搭配使用。本配置如一單一半波反流器。于一單一方向系統(tǒng)中，例如僅從直流電線210轉(zhuǎn)換電力功率至交流電線207的系統(tǒng)，控制區(qū)塊234決定了是否調(diào)節(jié)電壓209低于峰值相位至中性(Peak phase-to-neutral)的電網(wǎng)電壓,于前述狀態(tài)下，開關(guān)231-1至231-P將會形成斷路，并不試圖傳送電力功率至交流系統(tǒng)250。
[0041]降壓模式二相位半波反流器電路
[0042]現(xiàn)在請參閱圖3A，圖3A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一分裂的單相位交流電(split single phase)選擇性地稱接一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器(Buck conveter),透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，從直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。系統(tǒng)300-A包含功率調(diào)節(jié)電路312-A，功率調(diào)節(jié)電路312-A具有一脈沖寬度調(diào)制(Pulse-width modulated, PWM)控制器314耦接于Tl切換晶體管315以控制脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314自身的工作循環(huán)，脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314并與屬于圖2中共同建置切換區(qū)塊功能區(qū)塊214的馳返二極管309耦接，。脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314接收自直流電線210輸入的電流量測，其中直流電線210與脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314耦接，經(jīng)由電流(I)感測裝置303已決定直流電線210是否被來自功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-A的過度抽取電流而拖垮(Pulled down) 0脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314亦接收來自電流(I)感測裝置302輸入的電流量測，以感測由單一方向電流313至電感316所指出的切換晶體管Tl 315的實際工作循環(huán)。電流感測器302、303可利用任何傳統(tǒng)類型的電流感測器而被建置，例如一利用電阻差來量測電流的電流感測器，舉例來說，橫跨一連結(jié)的晶體管，或是利用電感來量測電流，或是任何能提供相當(dāng)準(zhǔn)確度的電流量測方法。一從直流電線210的低壓(-190V)側(cè)304的直流輸入端308通聯(lián)于脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314，為了偵測直流系統(tǒng)的性能。例如，從電線308上感測到的輕微電壓退化可指出直流系統(tǒng)202的電力生產(chǎn)能力的退化，并因此，藉由預(yù)先決定的性能曲線，電流抽取可被降低。該性能曲線可查照描述直流系統(tǒng)202電壓與輸出電流之間關(guān)系的一表格。
[0043]電感316因由其本身維持一指定電流流動的性質(zhì)而驅(qū)動電流，舉例來說，不論電流是流動或不流動。因此，當(dāng)一通路且導(dǎo)通的切換晶體管Tl 315藉由控制器314在每一工作循環(huán)中形成斷路時，流至電感316的電流受到干擾，造成電感線圈316內(nèi)的磁場崩潰。而該磁場崩潰會自然地轉(zhuǎn)換成電流以幫助電感316內(nèi)現(xiàn)存的電流流動狀態(tài)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。當(dāng)電感316內(nèi)的磁場崩潰時，電感內(nèi)的電壓將反向以維持電流流動，隨著二極管309提供抵抗中性線306的定位(Clamping)。切換晶體管Tl 315在足夠速度切換以操作直流對直流轉(zhuǎn)換器功能，舉例來說，于一實施例中，一娃制功率場效應(yīng)晶體管(Silicon powerfield effect transistor, power FET)以10KHz的速率操作。其他裝置的材料可為氮化鎵(GaN)或碳化硅(SiC)。然而，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-A并未暴露于交流電壓的全部范圍內(nèi)，如同極性比對電路330-A每次僅讓功率調(diào)節(jié)區(qū)塊開啟并暴露在單一交流電相位的半個電壓振幅下，以及因此，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-A內(nèi)的電子元件可被用于(Rated) —低電壓、具有節(jié)省成本潛力以及高性能于其他領(lǐng)域，以及更高的耐用性。
[0044]于本實施例中，功率調(diào)節(jié)電路312-A適于作為一降壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器以減少自直流電線210的低壓(-190VDC)至交流電線207的峰值電壓(170VAC，為120的方均根(RMS)電壓乘上根號2)。圖2的濾波器區(qū)塊218建置于耦接電感316與中性線306的電容器318內(nèi)，為了濾掉從電感316出現(xiàn)的高頻率雜訊。
[0045]極性比對電路330-A耦接功率調(diào)節(jié)電路312-A以及直流電線207_2，以建置成圖2的極性比對區(qū)塊230。尤其是，圖2中建置于本實施例中開關(guān)231-1至231-P皆為使用硅控整流器(SCR) 331以及332型的固態(tài)開關(guān)耦接電感316于反向偏壓側(cè)以及個別分別耦接于正向偏壓側(cè)的交流電線341相位I以及交流電線342相位II。開關(guān)控制器334的耦接方式相似于圖2中的控制區(qū)塊234，提供一個輸入至開關(guān)331至332中每一開關(guān)以個別地且選擇性地使該些開關(guān)通路或斷路。硅控整流器(SCR)開關(guān)331或332關(guān)閉或形成斷路為僅當(dāng)流經(jīng)開關(guān)的電流停止時。在此之后，硅控整流器(SCR)開關(guān)331或332必須從開關(guān)控制器334接收一控制信號以使開關(guān)開啟，或形成斷路?？刂茀^(qū)塊334提供一輸入319至脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314，以感測交流電線341以及342上的電壓，舉例來說，經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314以及切換晶體管Tl 315來感測溢流電壓，以及感測交流電線的電壓以塑造電流313。
[0046]硅控整流器(SCR)開關(guān)331至332直接與電感316的濾過輸出端連接，連接至交流電線207-2中合適的相位線341或342，并于相對的半個循環(huán)節(jié)數(shù)時自動地關(guān)閉，亦即，當(dāng)流經(jīng)開關(guān)的電流降至零時。晶體管T2 307作為一分流電路，自極性比對電路330-A抽離電流，以于硅控整流器(SCR)上創(chuàng)造一零電流狀態(tài)，也因此迫使硅控整流器(SCR)開關(guān)331至332在接近相位交錯的時間區(qū)間內(nèi)形成斷路，舉例來說，從相位I至相位II，或反的亦然。經(jīng)由晶體管T2 307導(dǎo)通分流的電流總量一般為少量，因為正弦波型的電流接近為零時，電壓亦接近為零，然而提供了一安全因子以避免多重相位因為切換晶體管Tl 315與脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314的獨立作業(yè)，而同時導(dǎo)通至系統(tǒng)300-A。于另一配置于一多相位版本與固定功率輸出的實施例中，舉例來說，在隨后的圖4A中，分流電流可能更高，但期間將會縮短，因此導(dǎo)致僅有可接受的功率損失量。
[0047]升壓模式二相位半波反流器電路
[0048]現(xiàn)在請參閱圖3B，圖3B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一分裂的單相位交流電(split single phase)選擇性地稱接一升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器(Boost conveter),透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，從直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。系統(tǒng)300-B的基本元件與功能相似于圖3A中的系統(tǒng)300-A，例如電容器318、電感316、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314、極性比對區(qū)塊330-B等等。然而，因為系統(tǒng)300-B使用了一更高的分裂的單相位交流電線341-H以及342-H，具有高過電壓190伏特的直流電線210的峰值電壓，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-B現(xiàn)在做為一升壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器，用于自直流電線210提供單一方向電流313至交流電線207-2，而非圖3A中的降壓式電路。亦即，功率調(diào)節(jié)電路312-B將會將直流電壓自-190伏特升壓至峰值電壓為-360(-240V* V 2)伏特的交流電壓。特別的是，馳返二極管309現(xiàn)在耦接于極性比對電路330-B，與切換晶體管Tl315 二者之間。馳返二極管309亦耦接于直流電線210的高壓側(cè)305，以及電感316。馳返二極管309亦耦接于直流電線210的低壓側(cè)304。電容器318耦接于馳返二極管309的正向偏壓側(cè)，以及直流電線210的低壓側(cè)304。開關(guān)控制器314現(xiàn)在切換以驅(qū)動電流于一升壓電壓水平自直流電線210置交流電線207-2。
[0049]于一實施例中，對系統(tǒng)300-A或300-B，馳返二極管309且/或固態(tài)開關(guān)331及332都由耦接至控制區(qū)塊334的晶體管取代，已達(dá)到更大的功率效率，即使有一稍微高的元件成本。此外，當(dāng)圖3A以及圖3B兩者皆繪出二種相位，例如，一典型的民生或商業(yè)應(yīng)用，本公開為足以在單一相位或多重相位(例如3至6個相位)的交流電線下使用，具有相當(dāng)簡化；低成本且耐用的優(yōu)點。于本實施例中，開關(guān)331或332未被操作，或非設(shè)計為此電路使用，在假設(shè)公共電網(wǎng)具有足夠的擔(dān)相位單一極性的不平衡輸入的承受度。
[0050]現(xiàn)在請參閱圖3C，圖3C繪制了根據(jù)本案至少一實施例的透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，自一直流電線提供電力至一分裂的單相位交流電(split single phase)的電流⑴隨時間⑴的時變圖。電感電流313由交流電線341-C上的相位⑴電流(IPl)，以及交流電線342-C上的相位(II )電流(IP2) 二者所組成，作為交流系統(tǒng)250中變壓器負(fù)載端的第二電流。所有流經(jīng)電感316，以及繼后流經(jīng)極性比對電路330-A與330-B的電流都將僅有一個極性，舉例來說，流經(jīng)一單一方向。因此，所有電流皆繪制于時間軸上方且無電流繪制于時間軸下方，以模擬一半波輸出。圖3A以及圖3B內(nèi)的功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-A或312-B塑造從直流系統(tǒng)202抽取的電流成如圖所示的正弦波形，以符合交流系統(tǒng)250的全波或半波電流分布。圖3A以及圖3B內(nèi)的極性比對電路330-A與330-B，為適于選擇性地耦接該或該些開關(guān)中每一開關(guān)至交流電線，以使最多不超過每一相位的一半個相位與直流電線通聯(lián)。圖3A以及圖3B內(nèi)的相位選擇器334為適于使一或至少一開關(guān)331至332中一指定開關(guān)，在該指定開關(guān)所連接的交流電相位極性變?yōu)榕c該直流電線的極性相反之前；或是該指定開關(guān)所連接的交流電相位達(dá)到零電壓之前，該指定開關(guān)形成斷路，如圖3C中電流凸出部351至354所示。
[0051]一開關(guān)切斷間隙222存在于復(fù)合電流流經(jīng)極性比對區(qū)塊330-A與330-B之間，以避免超過一個相位將與功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-A或312-B導(dǎo)通。直流電線210在一相位已到達(dá)一起動電壓水平之后，僅與該相位耦接，例如公共電網(wǎng)的一相位已被安全建立，以便操作，例如10-20伏特。這安全特征用以避免工程師進(jìn)行通電一公共電網(wǎng)時，電網(wǎng)失效。若晶體管用于當(dāng)作開關(guān)331、332時，開關(guān)切斷間隙222將被建立于控制區(qū)塊334以關(guān)閉晶體管331、332，之后開關(guān)切斷間隙222可更為狹窄，因為當(dāng)電流流經(jīng)該開關(guān)時，晶體管可更準(zhǔn)確地切換至斷路狀態(tài)。然而，若開關(guān)331與332為硅控整流器(SCR)開關(guān)時，為了使硅控整流器(SCR)能夠形成斷路，硅控整流器(SCR)上的電流必須被清除。清除硅控整流器(SCR)上的電流有許多方法，例如:1)藉由關(guān)閉切換晶體管Tl 315，以清除從功率調(diào)節(jié)區(qū)塊312-A產(chǎn)生的電流；2)從硅控整流器(SCR)分流電流；3)藉由關(guān)閉一第二硅控整流器(SCR)以對硅控整流器(SCR)進(jìn)行反向偏壓等。如此一來硅控整流器(SCR)將在零電流時自動形成斷路。如圖3A所示，分流可經(jīng)由一開關(guān)控制的連結(jié)而產(chǎn)生，從晶體管T2 307至中性線306。由于一次僅有一相位進(jìn)行導(dǎo)通，電壓將保持于一相應(yīng)于單相位交流系統(tǒng)的電壓水平，例如方均根電壓110V，或峰值電壓115VAC，因此允許用于低電壓值的元件可被用于功率調(diào)節(jié)電路，如 312-A、312-B。
[0052]極性比對電路330-B轉(zhuǎn)而負(fù)責(zé)指導(dǎo)電流流向適當(dāng)且符合交流電線207-2的極性。脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314可感測交流電線207-2的電壓水平，例如圖3C中所示，自控制區(qū)塊334的電壓輸入310的電壓分布(Profile) 356與電壓水平355。接著，脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314經(jīng)由電流感測器303來感測從直流電線210抽取的竊用電流，或是經(jīng)由電流感測器302來感測電感316內(nèi)因電流流經(jīng)電感316，而在一長時間區(qū)間內(nèi)累積的電流。例如，該被感測的電流可在一大于晶體管Tl 315的切換率，舉例來說1/lOOKHz，的周期的時間區(qū)間內(nèi)于電感316內(nèi)累積，以及小于電流波形本身的周期，例如小于交流電周期1/60HZ的一半。因此，交流電波形凸出部351是經(jīng)由開關(guān)331傳導(dǎo)乃因其本身的極性在一標(biāo)記時間時符合直流電線210的極性，而交流電波形凸出部352是經(jīng)由開關(guān)332傳導(dǎo)乃因其本身的極性在該標(biāo)記時間之后的一時間時符合直流電線210的極性。在變壓器的主要線圈上的一合成交流電流，將會接收以正弦波形式傳出的一分裂的單相位(split single phase)中的一相位線(phase),以及一反相位線(antiphase),如圖3C所示,并帶有適當(dāng)?shù)臉O性以配合交流電系統(tǒng)。藉由交流電線饋送端的電感濾過裝置，可將間隙222被平滑消去。
[0053]請參閱圖3D，圖3D繪制了根據(jù)本案至少一實施例的半波反流器如何自一分裂的單相位交流電(split single phase)產(chǎn)出一用于公共電網(wǎng)的全波的變壓器示意圖。主要線圈位于左端并與相位A耦接，相位A為典型三項電網(wǎng)中的一單相位，并被變壓至位于右側(cè)的第二線圈，且形成一分裂的單相位(split single phase)并接地,且Vl在上端的電線上，V2在底端的電線上。于圖㈧中，一上端的二極管僅允許電流IPl驅(qū)動的電流IAC 317以公用電網(wǎng)中相位A所表示的極性來代表電流凸出部351。相反的，于圖(B)中，底端的二極管僅允許電流IP2驅(qū)動的電流IAC 317以公用電網(wǎng)中相位A所表示的極性來代表電流凸出部352。最后,一個全波形的電流被驅(qū)動置交流電網(wǎng)。
[0054]帶有場效應(yīng)晶體管(FETs)的降壓模式二相位半波反流器電路
[0055]請參閱圖4A，圖4A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一三相交流電系統(tǒng)選擇性地耦接一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，透由正有電流流通的固態(tài)開關(guān)，以自直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。系統(tǒng)400-A的基本元件與功能配置相似于圖3B中的系統(tǒng)300-A，例如電感316、電容器318、以及脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314等。更甚者，如圖3B，現(xiàn)在圖4A中直流電線210操作于負(fù)350伏特，高于交流電峰值電壓155VAC。因此從直流電線210調(diào)節(jié)電流置交流電207-3，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊412-A適于以一"降壓"式直流對直流電流轉(zhuǎn)換器以用于單一方向電流413。
[0056]由于系統(tǒng)400-A能容納三個相位，系統(tǒng)400-A利用了三個固態(tài)開關(guān)SSS-1431, SSS-1I 432，以及SSS-1II 433，于極性比對電路430-A中，為了與直流電線210耦接相同極性的電流，以使該三個相位中每一相位，交流相位線441上的相位1、交流相位線442上的相位I1、以及交流相位線443上的相位III各自分別與該些固態(tài)開關(guān)耦接。系統(tǒng)400-A建置固態(tài)開關(guān)431-433為晶體管，僅需將切換速度降至能配合交流電頻率，例如60Hz,晶體管例如功率場效應(yīng)晶體管(power FET),或功率效率(power efficiency)高于娃控整流器(SCR)的絕緣柵雙極晶體管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)。功率場效應(yīng)晶體管(power FET)提供關(guān)閉能力，可由控制區(qū)塊334控制，以允許一橫跨三個相位的持續(xù)的非零電流，如之后的時變圖所描述。因此，系統(tǒng)400-A不需要一分流電路以重新指定電流自極性比對電路430-A流出，來為了切斷流向硅控整流器(SCR)，因為硅控整流器(SCR)必須在零電流時才能形成斷路。雖然系統(tǒng)400-A適于使用在一三相位系統(tǒng)，但也可由控制電路334編排且控制，以選擇性地被用在一二相位系統(tǒng)，或一單相位系統(tǒng)，僅需要極性比對區(qū)塊430-A中固態(tài)開關(guān)所需的數(shù)量即可。
[0057]請參閱圖4B，圖4B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的直流電線透由以固定功率模式操作的固態(tài)開關(guān)，向交流電線輸出電力的電流隨時間變化的時變圖。電感電流413為一流經(jīng)電感316的組合電流，來自連續(xù)且相互比鄰的交流電相位，包含圖4A中:經(jīng)由開關(guān)SSS-1431傳導(dǎo)的相位I電流(I)441-C、經(jīng)由開關(guān)SSS-1I 432傳導(dǎo)的相位II電流442-C、以及經(jīng)由開關(guān)SSS-1II 433傳導(dǎo)的相位III電流443-C等由極性比對區(qū)塊430-A中的控制區(qū)塊334所控制。所有流經(jīng)電感316，以及之后經(jīng)過極性比對區(qū)塊330-A與330-B的電流都將僅為單一極性。因此，所有電流皆繪制于時間軸上方且無電流繪制于時間軸下方，以模擬一半波輸出。
[0058]圖4A中的功率調(diào)節(jié)區(qū)塊412-A塑造自直流系統(tǒng)202抽取的電流，成為一倒轉(zhuǎn)正弦波型的電流分布451-453，如圖4B所示，例如為了分別近似符合半個交流電正弦波形的電壓分布460-463的一倒轉(zhuǎn)型。特別的是，電流分布451-453乘上一存在于具有交流電相位I 441，至相位III 443的交流電線上的正弦波型的交流電壓460，提供一近似固定的功率輸出自圖4A中的功率調(diào)節(jié)電路412-A—段時間。塑造電流分布451-453以達(dá)成固定功率的輸出已由功率調(diào)節(jié)電路412-A經(jīng)由直流電線210自直流系統(tǒng)202僅抽取固定功率的方式提供。自直流系統(tǒng)202抽取固定功率由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器314來調(diào)整切換晶體管Tl315以抽取一固定電流來加以確保。結(jié)果上，感測的直流電線電壓輸入308乘上自電流感測器303抽取的直流電流，保持于一接近定值，例如一定值的抽取電流乘上其本身接近定值的電壓相等于一接近定值的功率抽取。
[0059]于本實施例中，直流電供應(yīng)系統(tǒng)202與電力供應(yīng)電子元件配置，以維持直流電供應(yīng)系統(tǒng)202的輸出功率保持在一接近定值的水平，不論其輸出電流，除了輸出電壓溢流以及電壓過低時切斷輸出之外。固定電壓的配置已于圖1B中描述。其他直流電供應(yīng)系統(tǒng)202的配置方式可被利用于本公開。因此，最后從圖2的極性比對區(qū)塊430-A輸出的電流，自然地如圖所示的電流分布，在考量功率輸入以及自功率調(diào)節(jié)電路412-A輸出的功率之間守恒定律之后。用于開關(guān)的一切斷間隙422存在于電流413中不同相位451，452，453之間，經(jīng)由極性比對區(qū)塊430-A內(nèi)的控制區(qū)塊334所建置，以避免超過一個相位將與功率調(diào)節(jié)電路412-A導(dǎo)通的情況發(fā)生。因為晶體管432-433已被使用，開關(guān)的切斷間隙422由控制區(qū)塊334所形成，以及切斷間隙422之間隔可被最小化，以減少功率損失以及確保橫跨所有相位與交流系統(tǒng)之間的功率傳輸順利。
[0060]帶有硅控整流器(SCR)的降壓模式三相位半波反流器電路
[0061]請參閱圖4C，圖4C繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一三相交流電系統(tǒng)選擇性地耦合一一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，以自直流電線至交流電線的單一方向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。圖4C利用了硅控整流器(SCR)型的固態(tài)開關(guān)461-463，用于需要在零電流才能切斷開關(guān)的極性比對電路430-C。因此，功率調(diào)節(jié)電路412-C提供一足夠間隙介于臨近相位之間，以允許開關(guān)461-463關(guān)閉?；蛘呤?，系統(tǒng)400-C可使用一分流器(Shunt)，如同圖3A中所示的T2晶體管307，在相位相互重疊時(圖中未繪示)，來重新導(dǎo)向從極性比對電路430-C輸出的電流。或者是，與直流電線210耦接的相位可被錯開，以使各相位之間有一間隙，如圖4D所繪制的時變圖所示。
[0062]一機械性的能量儲存裝置或發(fā)電機450，例如一旋轉(zhuǎn)的飛輪，平行于系統(tǒng)400-C、交流負(fù)載、以及交流系統(tǒng)250與公共電網(wǎng)耦接。此慣性儲存解決了許多現(xiàn)有的半波整流器/反流器結(jié)構(gòu)上所具有的潛在地不期望的性質(zhì)，以提供電流、任何電壓突波的緩沖、以及其他于系統(tǒng)400-C在直流系統(tǒng)202以及交流系統(tǒng)250之間調(diào)節(jié)以及切換功率時產(chǎn)生的雜訊的平順化。于本實施例中，儲存裝置450為一同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)，其提供許多優(yōu)點越過高成本以及故障傾向替代平滑裝置，例如一靜態(tài)電解，電池，以及/或超級電容器。一同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450于一真空腔室內(nèi)作為具有馬達(dá)與發(fā)電機的高速機械飛輪可可靠操作，且?guī)资觊g免于保養(yǎng)。
[0063]同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG) 450可以連接在與直進(jìn)料(straight feed)平行通過從相位轉(zhuǎn)換到交流系統(tǒng)充當(dāng)UPS。或者是，同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450功能上可充當(dāng)一具有額外升壓或降壓變壓器功能的獨立平臺。直流系統(tǒng)400-C經(jīng)由電線471，472，473驅(qū)動電流至同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450的馬線圈，而同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450的發(fā)電機線圈耦皆置交流系統(tǒng)250。任何電流與電壓的改變都藉由同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450內(nèi)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)慣性吸收，藉此提供平順的電容與電感功能。
[0064]當(dāng)同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450與一直流系統(tǒng)結(jié)合時，例如一直流/交流接口，其結(jié)果為自交流電線270-3至交流負(fù)載以及至交流系統(tǒng)250的一平衡的高功率因子饋給(Feed)。同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450具有足夠的慣性來接受任何形式的由直流/交流接口 400-C產(chǎn)生的能量，例如固定功率輸出的配置，功率因子折算的電流塑造，被跳過的相位等等。多重相位431至433以及471-473可分別藉由直流/交流接口 400-A與400-C驅(qū)動，隨著所有相位(繪示于圖中)，或僅有一相位可被同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450饋送至交流負(fù)載以及至交流系統(tǒng)250，取決于同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450中發(fā)電機部分的線圈。交流負(fù)載可為一民生或商用的分裂的單相位，或多重相位系統(tǒng)受益于無死點的同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG)450中發(fā)電機部分產(chǎn)生的一干凈的交流循環(huán)。應(yīng)用端需要非常可靠的動力，以及/或具有重交流負(fù)載，例如醫(yī)療處所，伺服器機房，具有旋轉(zhuǎn)設(shè)備的設(shè)施等，那些都難以由直流系統(tǒng)驅(qū)動，受益于飛輪可提供平順的動力以極高風(fēng)直電流以供馬達(dá)啟動。同步馬達(dá)/發(fā)電器(SMG) 450可被利用于此處描述的任何結(jié)構(gòu)。
[0065]現(xiàn)在請參閱圖4D，圖4D繪制了根據(jù)本案至少一實施例的自一直流電線供應(yīng)電力至一交流電線上的三個相位中的每一相位，且透由僅在零電流時關(guān)閉的固態(tài)開關(guān)，跳過某些相位形成相位錯置方式的相位排列，的電流隨時間變化的時變圖。圖4D相似于圖3C，因為圖3C與圖4D的時變圖中使用了硅控整流器(SCR)型的固態(tài)開關(guān)于極性比對。電感電流(IL) 493為自連續(xù)且非鄰近的交流相位，包含:經(jīng)由開關(guān)SSS-1461傳導(dǎo)的相位I電流
(I)471-1、經(jīng)由開關(guān)SSS-1II 463傳導(dǎo)的相位III電流473-1、以及經(jīng)由開關(guān)SSS-1I 462傳導(dǎo)的相位II電流472-1，如以上順序，且由極性比對電路430-C的控制區(qū)塊334所控制，如圖4C所示。
[0066]流經(jīng)電導(dǎo)316，以及其后的圖4C的極性比對電路430-C的電流493僅有單一極性。因此，所有電導(dǎo)電流493皆繪制于時間軸上方且無電流繪制于時間軸下方，以模擬一橫跨三個相位的半波輸出。不同于時變圖400-B的電導(dǎo)電流413，本圖400-D中的電導(dǎo)電流493為不連續(xù)。這是因為三相位系統(tǒng)中的鄰近相位矩有一重疊423，其中電流與電壓都過度高于高效地分流電流，或者電流不連續(xù)的結(jié)果不為交流電線所容忍。取而代之的是，極性比對電路430-C以及系統(tǒng)400-C在每一其它相位中，僅與直流電線210，以及交流電線207-3之間的電力功率通聯(lián)，因此在相位間有一充分不導(dǎo)通的時間間隔424，例如自相位I電流471-C的電流突出部481，以及自相位III電流473-C的電流突出部483，其中極性比對電路430-C中的開關(guān)可關(guān)閉。結(jié)果上，相位II電流472-C的電流突出部482并不與交流相位II電線472通聯(lián)，以及因此系統(tǒng)400-C通聯(lián)的電力功率并不如系統(tǒng)400-A。然而系統(tǒng)400-C的元件與操作子較系統(tǒng)400-A來的簡單，提供了一指定應(yīng)用需求選擇上一合理的權(quán)衡折沖。
[0067]于直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)間通聯(lián)的相位，以及跳過的相位改以循環(huán)方式排列。因此，以三相位系統(tǒng)而言，從直流系統(tǒng)接收電力功率的相位(無括號標(biāo)記)，以及被跳過的相位(有括號標(biāo)記)為:1，[2], 3, [I], 2, [3], I, [2], 3, [I], 2...的方式排列。結(jié)果而言,經(jīng)過一段時間后，在分裂的單相位，或多重相位交流系統(tǒng)中每一相位接收的電力功率皆相同。超過一個以上的相位亦可被跳過，提供不等于一減去所有該交流電相位的一總數(shù)，亦不等于一除數(shù)除以該交流電相位的該總數(shù)所得的一整數(shù)商數(shù)。因此，對一三相位系統(tǒng)而言，N = 3，以及跳過N-1個相位(2個相位)是不被建議的，如同僅有相位I被持續(xù)供應(yīng)電力功率，而相位2與相位3將一直被跳過。同理，對四相位系統(tǒng)而言，N = 4，以及跳過2個相位(一除數(shù)除以該相位的該總數(shù)所得的一整數(shù)商數(shù))是不被建議的，如同僅有相位I與相位4被持續(xù)供應(yīng)電力功率，而相位2與相位3將一直被跳過。
[0068]圖4C的功率調(diào)節(jié)區(qū)塊412-C可適于塑造抽取自直流系統(tǒng)202的電流形成圖4D中的電路分布481至486，相似于圖3C的時變圖300-C所描述。因為時變圖400-D使用了三個相位，每一其他相位之間之間距，例如相位I與相位III提供了電流流動中一充分之間隔，以使不需在經(jīng)由極性比對電路430-C導(dǎo)通的相位中進(jìn)行裁剪，因此于圖4C的操作電路中，無需分流電路，但基于安全理由還是包含進(jìn)去。
[0069]電網(wǎng)綁定的雙向反流器(GTI)
[0070]現(xiàn)在請參閱圖5A，圖5A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的一分裂的單相位交流電(split single phase),透由一可選擇的降壓式或升壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器稱接直流電線與交流電線，以在直流電線與交流電線間透由可進(jìn)行雙向電流流通能力的固態(tài)開關(guān)，以雙向進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的概要示意圖。與前述所有系統(tǒng)不同的是，系統(tǒng)500-A的電力功率可雙向轉(zhuǎn)換，而非單純的單一方向轉(zhuǎn)換，如同流經(jīng)電感316的雙向電流513所示。因此，當(dāng)直流電源失效時，系統(tǒng)500-A可提供一再生直流電源以提供動力至公共電網(wǎng)，以及自公共電網(wǎng)接收電力功率。結(jié)果，一綜合電力功率管理系統(tǒng)被提供至民生、商業(yè)、以及工業(yè)用電上。
[0071]系統(tǒng)500-A與性質(zhì)以及功能已業(yè)經(jīng)描述的基本元件一同配置，例如電容器318、電感316、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器等。更甚者，系統(tǒng)500-A利用了先前系統(tǒng)的區(qū)塊部分，例如極性比對區(qū)塊530中帶有關(guān)閉能力的固態(tài)開關(guān)531與532，以及-190伏特的直流電壓水平，兩者皆在之前圖4A的系統(tǒng)400-A描述過。然而，依照電流轉(zhuǎn)換方向的變化，功率調(diào)節(jié)區(qū)塊512是唯一地與多個切換晶體管配置以選擇性地調(diào)整一降壓式或升壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器配置。例如，當(dāng)再生直流電源產(chǎn)生足夠電力置交流供供電網(wǎng)系統(tǒng)時，一"降壓式"直流對直流轉(zhuǎn)換器將-190直流電壓降壓至O到峰值電壓-155伏特交流電。相對的，當(dāng)直流系統(tǒng)的要求超過直流電源所能供應(yīng)時，一"升壓式"直流對直流轉(zhuǎn)換器將公共交流電系統(tǒng)的峰值電壓-155伏特升壓至-190直流電壓。
[0072]例如，當(dāng)直流系統(tǒng)202經(jīng)由直流電線210以電源功能操作時，功率調(diào)節(jié)電路512配置為一"降壓式"直流對直流轉(zhuǎn)換器，藉由:1)經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器514控制晶體管T3 515-B,來當(dāng)作一同步整流器(synchronous rectifier),提供如圖4A的二極管309般的定位(Clamping);以及2)經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器514控制晶體管T3515-A，來當(dāng)作切換晶體管用以產(chǎn)生流經(jīng)電感316的電流，如圖4A的Tl 315晶體管。相反的，當(dāng)直流系統(tǒng)202以電源儲功能操作時，經(jīng)由直流電線210接收來自交流電線207-2的電力功率，之后功率調(diào)節(jié)電路512配置為一"升壓式"直流對直流轉(zhuǎn)換器，藉由:1)經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器514控制晶體管T3 515-B，來當(dāng)作切換晶體管用以產(chǎn)生流經(jīng)電感316的電流，如圖3B，系統(tǒng)300-B的Tl 315晶體管。以及2)經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器514控制晶體管T3 515-A，當(dāng)作一同步整流器，例如一功率場效應(yīng)晶體管(Power FET)，提供如圖4A的二極管309般的定位(Clamping)。系統(tǒng)500-A可配置于任何相位，例如下至一單一相位，上至一三相位。
[0073]一系統(tǒng)500-A的時變圖將表現(xiàn)的相似于圖3C的時變圖300-C，當(dāng)直流系統(tǒng)作為一電源時，以及將相似表現(xiàn)于當(dāng)直流系統(tǒng)作為一電力儲備，除了電流分布將移動降至?xí)r間軸以下以反映電流方向改變時。
[0074]現(xiàn)在請參閱圖5B，圖5B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的具有僅在零電流時關(guān)閉的一雙向?qū)ü虘B(tài)開關(guān)用于直流電線與交流電線之間進(jìn)行雙向供率轉(zhuǎn)換的示意圖。系統(tǒng)500-B包含相反偏壓的硅控整流器(SCR)彼此相互平行耦接，以使當(dāng)直流電路作為一電源使用時，一硅控整流器(SCR) 531-A導(dǎo)通電流，以及當(dāng)直流電路作為一電源儲備使用時，另一硅控整流器(SCR) 531-B導(dǎo)通電流。于圖5A中，極性比對電路530內(nèi)的固態(tài)開關(guān)531極532可由開關(guān)500-B替代。然而，相似于圖3B中晶體管307的一切換晶體管會被用于一具有重疊相位的二相位交流電系統(tǒng)，于當(dāng)對相位線充電導(dǎo)通電流，以使開關(guān)500-B呈現(xiàn)零電流狀態(tài)以允許硅控整流器(SCR)關(guān)閉時，以自硅控整流器(SCR) 531-B中分流電流。
[0075]現(xiàn)在請參閱圖5C，圖5C繪制了根據(jù)本案至少一實施例的利用僅在零電流時關(guān)閉的開關(guān)進(jìn)行電流竊用的時變圖。曲線呈現(xiàn)了相位電壓，并以時間軸之上的虛線分別代表交流電線上每一相位，而在時間軸以下的實線代表電感316與相位開關(guān)461至463之間的共同節(jié)點400上的電壓水平。當(dāng)一指定的一開關(guān)為通路時，例如圖4C中僅在零電流時具有關(guān)閉能力的固態(tài)硅控整流器(SCR)開關(guān)461，從直流電線210通聯(lián)電流置交流電線471的相位I，以及一交流電壓(VAC)點550與一繼后(Subsequent)及鄰近(Adjacent)的相位在到達(dá)一交錯點552之前，一第二開關(guān)形成通路，例如僅在零電流時具有關(guān)閉能力的固態(tài)硅控整流器(SCR)開關(guān)462，從直流電線210通聯(lián)電流置交流電線472的相位2。當(dāng)?shù)诙_關(guān)462斷路時，第二開關(guān)462降低圖4C中共用節(jié)點(Common node) 440的電壓，如圖5C中的電壓減少554所示，因此反向偏壓及操作第一開關(guān)461，以及因此竊用其電流并避免不超過一個相位與直流電線304通聯(lián)。對于一大于三個相位的多重相位系統(tǒng)而言，一個相位可能被跳過以及其下一個相位可能仍然重疊，并因此允許為了在相位間切換而使用電流竊取。當(dāng)之前的附圖于一指定拓樸學(xué)上繪示特定數(shù)量的相位時，每一附圖的結(jié)構(gòu)可適應(yīng)于一不同數(shù)量的相位。
[0076]現(xiàn)在請參閱圖6A，圖6A繪制了根據(jù)本案至少一實施例的在直流電線與交流電線之間進(jìn)行獨立、功率調(diào)節(jié)、以及切換電力以進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的流程圖600-A。流程圖600-A開始于從交流電線獨立直流電線的作業(yè)652，如圖2所提供的獨立區(qū)塊203來避免來自干擾交流系統(tǒng)造成的直流故障。獨立區(qū)塊可能也包含一水平位移的作業(yè)，例如從190V的直流電壓用于簡單120V交流電相容至48V直流電以避免在建筑物中牽引高壓直流電常見的問題。
[0077]功率調(diào)節(jié)作業(yè)654作為一半波反流器調(diào)節(jié)從直流系統(tǒng)202或交流系統(tǒng)250接收的電壓與電流，或作為一半波整流器從交流系統(tǒng)250至直流系統(tǒng)202，根據(jù)以上作業(yè)狀況以及從之前圖3A至圖5A所提供的電路配置。若一感測的直流操作電壓輸入654-A高于一門檻值時，例如滿足既存直流負(fù)載后，指出直流電源具有過剩電力功率時，功率調(diào)節(jié)作業(yè)654從直流系統(tǒng)202至交流系統(tǒng)250調(diào)節(jié)電壓以及/或電流。相反地，若一感測的直流電壓水平輸入654-A低于一門檻值時，功率調(diào)節(jié)作業(yè)654被程序設(shè)計來從交流系統(tǒng)250至直流系統(tǒng)202功率調(diào)節(jié)一電壓與電流，當(dāng)直流電源無法滿足繼存直流負(fù)載時。功率調(diào)節(jié)作業(yè)654利用升壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器來升壓電壓654-C的一子作業(yè)，或利用降壓式直流對直流轉(zhuǎn)換器來降壓電壓654-D的一子作業(yè)，取決于一直流或交流系統(tǒng)之間被電力功率轉(zhuǎn)換一方的電壓水平。于功率調(diào)節(jié)電路512、412-C、412-A、312-B、312-A以及212之中的直流對直流轉(zhuǎn)換器可被利用來建置作業(yè)654。輸出電流水平654-D被感測來決定直流對直流轉(zhuǎn)換器的工作循環(huán)，以及調(diào)節(jié)電流至多個電流分布的一。一符合交流電線250的一電壓波形的一外型的第一電流分布為了對需在零電流時才能開啟的固態(tài)開關(guān)而裁剪電流進(jìn)行補償調(diào)整，以及為了補償任何從直流負(fù)載卸載的功率因子(PF)，例如，偏壓制一相位后半的調(diào)光器。一第二電流分布一交流電線250的電壓波形的倒轉(zhuǎn)，以提供一固定功率輸出至交流電線250。
[0078]現(xiàn)在請參閱圖6B，圖6B繪制了根據(jù)本案至少一實施例的僅當(dāng)直流電線與交流電線的個別的極性相同時，選擇性地耦接直流電線與交流電線的流程圖。作業(yè)602感測交流電線上多個相位中每一相位的一極性。當(dāng)一交流相位的一極性符合直流電線上的極性時，該極性所屬的該交流相位為一與直流電線耦接的候選。作業(yè)604控制每一個別且選擇性地耦接至該交流電線的該一或多相位的一個別相位的開關(guān)。作業(yè)606選擇多個相位中具有與直流電線的極性相符的極性的相位。作業(yè)608使分別耦接相符極性的一指定開關(guān)形成通路。作業(yè)610使轉(zhuǎn)換電流的一指定開關(guān)形成斷路，在該相位的極性轉(zhuǎn)變?yōu)榕c直流電線的極性相反之前。若在作業(yè)606至作業(yè)610進(jìn)行期間之中，有二個相位的極性同時與直流電線的極性相符合時，一控制器適于確保一次最多一個相位與直流電線完全稱接，例如最多只有一個開關(guān)完全耦接，并于一實施例中，兩條具有相符極性的相位線皆被形成斷路，以至于無相位線與直流電線通聯(lián)。一具有從中性正在升高電壓水平的相位線將具有與直流電線耦接的優(yōu)先權(quán)，相較于一具有正在降低電壓水平的相位線。于作業(yè)612中，一質(zhì)詢決定是否有過高的電壓存在于交流電線，以感測電壓輸入612-A為單位。一肯定的回應(yīng)將產(chǎn)生于作業(yè)614，以使所有開關(guān)形成斷路，避免交流與直流系統(tǒng)中產(chǎn)生短路故障，當(dāng)一否定回應(yīng)傳置作業(yè)602時，重復(fù)以上于本段落中描述的作業(yè)。
[0079]代表電路300利用一負(fù)極(相對于中性)直流供應(yīng)”-190直流電壓(VDC) ”，如一可能變于利用于晶體管的η通道場效應(yīng)晶體管(FET)，例如Tl 315所示。所幸P通道場效應(yīng)晶體管(FET)可被相似的與正極直流供應(yīng)利用。如緩沖機、輔助電力供應(yīng)、保險絲等額外裝置可被用于本發(fā)明以提供更為平滑且更為整齊的電力功率轉(zhuǎn)換。該些裝置為所屬領(lǐng)域的公知手段，為了附圖簡潔而不多加繪示。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可結(jié)合前述電路的正版與逆版(Positive and negative vers1ns)以獲取更好的公共變壓器利用性。例如，一電路處理任何相位的正極性，而另一電路處理任何相位的負(fù)極性，如此對于二相位系統(tǒng)，一相位(phase)與一逆相位(ant1-phase) 二者可連續(xù)被驅(qū)動。直流供應(yīng)可為一般式或分離式，例如直流電源供應(yīng)可為380V。
[0080]于本說明書中描述的方法與作業(yè)可與說明書的實施例略做改變來實施，例如以不同順序?qū)嵤?。因此，一或一個以上的額外新作業(yè)可插入于計有的作業(yè)，或是一或一個以上的作業(yè)根據(jù)一指定應(yīng)用層面而被縮短或刪減。
[0081 ] 本說明書的實施例的其他特征將于伴隨的附圖以及說明書中揭示。此外，歡迎將本說明書中的不同作業(yè)、程序、以及方法，至少以部分實現(xiàn)，藉由儲存于電腦可使用的儲存媒體，以電腦可讀取以及電腦可執(zhí)行的指令控制處理器以及電子使用者接口。電腦可讀取以及電腦可執(zhí)行的指令存在于，例如數(shù)據(jù)儲存特征為電腦可用的易失或非易失式存儲器以及非暫存式存儲器。然而，非暫存式的電腦可讀取以及電腦可執(zhí)行的指令可能存于任何電腦可用的儲存媒體類型。
[0082] 前述關(guān)于本發(fā)明的特定實施例的陳述已由附圖以及說明書內(nèi)容加以呈獻(xiàn)。并不意圖或局限于此前說明書內(nèi)容所揭示。在不違背本發(fā)明的精神以及各實施例的范圍內(nèi)可允許由此前說明書的教示的啟發(fā)而修改或變化。本發(fā)明的各實施例為了解釋本發(fā)明的主旨，以及其較佳具體實施例的詳述而選擇，并因此使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能最佳使用本案發(fā)明，以及經(jīng)過深思后帶有多種變化的多種實施例的特別使用。歡迎將本說明書陳述的各實施例以獨立或與其他實施例結(jié)合利用。以上較佳具體實施例的詳述，以利清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。而本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于一直流電線與具有一或至少一交流電相位的一交流電線之間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的電路，包含: 一極性比對電路，包含: 一或至少一開關(guān)，該或該些開關(guān)與該直流電線耦接，其中該或該些開關(guān)中每一開關(guān)為個別與該交流電線上的每一該或該些交流電相位分別耦接；以及一相位選擇器，該相位選擇器與該或該些開關(guān)中每一開關(guān)耦接； 其中該相位選擇器用以控制該或該些開關(guān)在該交流電線與該直流電線之間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換時，最多一個該或該些開關(guān)為斷路狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中該相位選擇器得以選擇只有該交流電線上，該或該些相位中最多一半的每一相位的交流電，是與該直流電線進(jìn)行通聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，其中該相位選擇器得以選擇只有該交流電線上，所有該些相位中每一相位的一種極性的交流電，是與該直流電線進(jìn)行通聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，其中在該直流電線被一直流電源導(dǎo)通電，且該直流電線轉(zhuǎn)換功率至該交流電線時，該電路為一半波整流器；以及在該直流電線未被該直流電源倒通電，且由該交流電線提供功率至該直流電線時，該電路為一半波反流器或半波電壓轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其中該或該些開關(guān)的數(shù)量小于由該交流電線輸出的該或該些相位的數(shù)量。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其中該相位選擇器耦接于該或該些開關(guān)中每一開關(guān)，用以設(shè)定該或該些開關(guān)的通路狀態(tài)或斷路狀態(tài)；以及該相位選擇器耦接于該或該些開關(guān)中每一開關(guān)的一輸出端，用以當(dāng)該或該些開關(guān)中任一開關(guān)所輸出的電壓超過一門檻值時，關(guān)閉所有該或該些開關(guān)。
7.如權(quán)利要求1所述的電路，其中: 在該或該些開關(guān)中的一預(yù)設(shè)開關(guān)所耦接的一交流電相位的一極性與該直流電相位的一極性相反之前；或 在與該預(yù)設(shè)開關(guān)耦接的該交流電相位達(dá)到一零電位之前， 該相位選擇器將使該預(yù)設(shè)開關(guān)開路斷路。
8.如權(quán)利要求7所述的電路，其中該相位選擇器于一第一開關(guān)已經(jīng)通路的同時，使一第二開關(guān)通路。
9.如權(quán)利要求1所述的電路，其中該或該些開關(guān)中每一開關(guān)包含: 一功率場效應(yīng)晶體管，該功率場效應(yīng)晶體管得以通聯(lián)該交流電的二個極性； 一硅控整流器； 一對電流通路方向相反排列的硅控整流器，該些硅控整流器與該直流電線，以及該交流電線的一交流電相位耦接， 其中該些硅控整流器中一第一硅控整流器的電流通路排列方向是由該直流電線指向該交流電線，而一第二硅控整流器的電流通路排列方向是由該交流電線指向該直流電線；一雙向硅控整流器；或一絕緣柵雙極晶體管。
10.如權(quán)利要求9所述的電路，其中該或該些開關(guān)中每一開關(guān)設(shè)計為在該交流電線的峰-峰值電壓之間的參數(shù)下操作，以及一頻率小于該交流電線的一頻率的參數(shù)下操作。
11.如權(quán)利要求9所述的電路，其中藉由對該硅控整流器或該雙向硅控整流器進(jìn)行反向偏壓，或是減少流經(jīng)該開關(guān)的電流至零安培，以使該硅控整流器或該雙向硅控整流器斷路來取消選擇一相位。
12.如權(quán)利要求1所述的電路，進(jìn)一步包含: 一功率調(diào)節(jié)電路，該功率調(diào)節(jié)電路耦接于該直流電線以及該極性比對電路； 其中該功率調(diào)節(jié)電路用于當(dāng)該直流電線的極性與該交流電線的極性相同時，在該直流電線與該交流電線之間轉(zhuǎn)換功率。
13.如權(quán)利要求12所述的電路，其中該功率調(diào)節(jié)電路包含: 一脈沖寬度調(diào)制晶體管，該脈沖寬度調(diào)制晶體管與該極性比對電路中的該或該些開關(guān)中每一開關(guān)耦接，以及與該交流電線的中性線耦接，該脈沖寬度調(diào)制晶體管用以驅(qū)動電流由該直流電線流往該交流電線；以及 一脈沖寬度調(diào)制控制器，該脈沖寬度調(diào)制控制器與該脈沖寬度調(diào)制晶體管的一柵門耦接; 其中該脈沖寬度調(diào)制控制器用以轉(zhuǎn)換該脈沖寬度調(diào)制晶體管進(jìn)入一工作循環(huán)，以于該直流電線上取得一所需電流。
14.如權(quán)利要求12所述的電路，其中: 若來自該直流電線的一操作電壓水平高于該交流電線的峰值電壓時，該功率調(diào)節(jié)電路適于為一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器； 若來自該直流電線的一操作電壓水平低于該交流電線的峰值電壓時，該功率調(diào)節(jié)電路適于為一升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器。
15.如權(quán)利要求14所述的電路，其中適于為該降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器，或該升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器的該脈沖寬度調(diào)制晶體管以及該或該些開關(guān)中每一開關(guān)，皆暴露在小于該交流電線的峰值電壓的該直流電線上的一電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的電路，其中該脈沖寬度調(diào)制晶體管的一操作電壓低于該極性比對電路內(nèi)的該或該些開關(guān)的一操作電壓；或是，該脈沖寬度調(diào)制晶體管的一操作頻率高于該極性比對電路內(nèi)的該或該些開關(guān)的一操作頻率。
17.如權(quán)利要求13所述的電路，進(jìn)一步包含: 一電流感測器，該電流感測器設(shè)置于該功率調(diào)節(jié)電路的一輸出段，并耦接該脈沖寬度調(diào)制控制器，以提供一回饋訊號至該脈沖寬度調(diào)制控制器，適于使該脈沖寬度調(diào)制控制器驅(qū)動一所需的電流分布于該交流電線上。
18.如權(quán)利要求17所述的電路，其中該脈沖寬度調(diào)制控制器適于產(chǎn)生符合該交流電線上的一相位的一電壓分布的一電流分布，至該功率調(diào)節(jié)電路正在驅(qū)動電流的該交流電線上。
19.如權(quán)利要求13所述的電路，進(jìn)一步包含: 一電流感測器，該電流感測器設(shè)置于一直流電源與該功率調(diào)節(jié)電路之間，該電流感測器適于提供一回饋訊號至該脈沖寬度調(diào)制控制器，以使該脈沖寬度調(diào)制控制器驅(qū)動一具有三個相位的所需電流分布于該交流電線上。
20.如權(quán)利要求19所述的電路，其中藉由傳遞所有來自該直流電源的輸入功率再輸出至該交流電線，該功率調(diào)節(jié)電路(PCC)適于輸出一固定輸出功率至該交流電線。
21.如權(quán)利要求19所述的電路，其中 該電流分布近似相等于該電壓分布的一倒數(shù)； 該電壓分布為一正弦波形；以及 該合成的瞬時輸出功率是近似為該電流分布乘上該電壓分布的一固定乘積。
22.如權(quán)利要求13所述的電路，其中該功率調(diào)節(jié)電路進(jìn)一步包含: 一馳返二極管，該馳返二極管耦接該脈沖寬度調(diào)制晶體管，以及該直流電線的一高壓側(cè)；當(dāng)該電路獨自作為一反流器時，該馳返二極管用以抓取該馳返電流；或 一同步整流器，該同步整流器耦接該脈沖寬度調(diào)制晶體管，以及該直流電線的一高壓側(cè)；當(dāng)該電路獨自作為一反流器時，該馳返二極管用以抓取該馳返電流，以及當(dāng)該電路作為一整流器操作時，該馳返二極管作為一降壓脈沖寬度調(diào)制晶體管。
23.如權(quán)利要求22所述的電路，進(jìn)一步包含: 一電壓感測器，該電壓感測器耦接該直流電線以及該功率調(diào)節(jié)電路； 其中該電壓感測器感測該直流電線上的一電壓；以及若該直流電線上的該電壓高過一門檻電壓時，該功率調(diào)節(jié)電路適于驅(qū)動電流流向該交流電線。
24.如權(quán)利要求22所述的電路，進(jìn)一步包含: 一分流器，該分流器耦接于該多個開關(guān)的中性節(jié)點與一共用節(jié)點之間，該分流器用以自該多個開關(guān)分流電流，而該分流器僅在流經(jīng)電流為零時才開啟，以迫使該多個開關(guān)斷路。
25.一種用于一直流電線與一交流電線之間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，包含: 一獨立電路； 一直流/交流接口，耦接于該獨立電路，該直流/交流接口包含: 一功率調(diào)節(jié)電路，耦接于該直流電線； 一極性比對電路，耦接于該功率調(diào)節(jié)電路，以及該交流電線；其中該極性比對電路包含: 一或至少一個開關(guān)，耦接于該直流電線，其中該或該些開關(guān)中每一開關(guān)為個別與該交流電線上的該或該些交流電相位中每一交流電相位分別稱接；以及一相位選擇器，該相位選擇器與該或該些開關(guān)中每一開關(guān)耦接； 其中該相位選擇器適于在該交流電線與該直流電線之間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換時，控制該或該些開關(guān)中最多一個開關(guān)為斷路狀態(tài)。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含: 一直流電源，耦接于該獨立電路，該直流電源為自一電源群組中擇一，該群組是由:一光伏直流電源；一風(fēng)力直流電源，以及一再生能源直流電源所組成。
27.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中該功率調(diào)節(jié)電路(PCC)進(jìn)一步包含: 一或至少一交流電負(fù)載，配置于該直流/交流接口與一交流電系統(tǒng)之間，以及 一電流感測器，配置于該或該些交流電負(fù)載以及該交流電系統(tǒng)之間； 其中該電流感測器耦接于該功率調(diào)節(jié)電路內(nèi)的一脈沖寬度調(diào)制控制器，用以提供一回饋訊號，適于使該脈沖寬度調(diào)制控制器塑造一由該功率調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生的電流，致使該電流感測器內(nèi)的功率因子最大化。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)一直流電源具有足夠電力以滿足該直流電線上的一直流電負(fù)載時，該直流/交流接口適于雙向轉(zhuǎn)換直流電與交流電；以及當(dāng)直流電源具有足夠電力以滿足該直流電線上的該直流電負(fù)載時，該直流/交流接口適于轉(zhuǎn)換交流電至直流電。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含: 一機械性能量儲存裝置，耦接于該直流/交流接口以及該些交流電負(fù)載。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中該機械性能量儲存裝置為一同步馬達(dá)/發(fā)電機，適于接收多種相位的動力至該同步馬達(dá)/發(fā)電機的一馬達(dá)線圈，以及適于自該同步馬達(dá)/發(fā)電機)的一發(fā)電機線圈輸出一單相位至該或該些交流電系統(tǒng)。
31.一種用于具有多個開關(guān)的一直流電線與具有多個相位的一交流電線之間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的方法，包含以下步驟: 感測該直流電線的一極性作為一固定極性； 經(jīng)由一極性比對電路，感測該交流電線上的該些相位的一極性； 當(dāng)該直流電線上的該極性與該開關(guān)所媒合的該單一相位的一極性相同時，選擇性地使該多個開關(guān)中與該交流電線上的該多個相位知該單一相位媒合的一開關(guān)形成通路；以及 在該開關(guān)所媒合的該單一相位的該極性轉(zhuǎn)變成與該直流電線的該極性相反之前時，選擇性地使自該直流電線耦接至該交流電線的多個開關(guān)的一開關(guān)形成斷路。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中: 一電流通聯(lián)于該直流電線與該交流電線之間，且于所有相位的每一極性僅產(chǎn)生一全波形循環(huán)的一半時，創(chuàng)造一半波反流器，若電流自該直流電線流向該交流電線；或是一半波整流器，若電流自該交流電線流向該直流電線。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包含: 對所有相位的每一該極性重復(fù)該感測操作； 當(dāng)該直流電線的該極性符合該多個極性的一極性時，重復(fù)該選擇性地使每一分別與該多個極性的一耦接的該多個開關(guān)形成通路的連續(xù)操作；以及 在該直流電線稱接的該多個相位的一相位的該極性轉(zhuǎn)變成與該直流電線的該極性相反之前時，重復(fù)該選擇性地使自該直流電線耦接至該交流電線的多個開關(guān)的一開關(guān)形成斷路的連續(xù)操作； 其中在任何的時間點上，最多有一與該直流電線與該交流電線耦接的該多個開關(guān)的一開關(guān)形成通路。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該直流電線每次僅與該交流電線上的該多個相位中最多一相位進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。
35.如權(quán)利要求31所述的方法,其中該交流電線上的該多個相位若非一具有一相位線以及一反相位線的一分裂的單相位，則為一具有二種或至少二種獨立相位的一多重相位。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中該交流電線上的該多個相位是由一相位以及一反相位所組成的一分裂的單相位；該直流電線僅驅(qū)動該相位以及該反相位分別的正弦波形的一半波形；以及該交流電線驅(qū)動與該交流電線的一電網(wǎng)耦接的全正弦波形。
37.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該選擇性使該多個開關(guān)的一開關(guān)形成通路發(fā)生于該交流電線上的一啟動電壓水平；該啟動電壓水平為該電網(wǎng)于安全活動下的一門檻電壓。
38.如權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包含: 調(diào)整一脈沖寬度調(diào)制晶體管與該直流電線耦接以驅(qū)動電流。
39.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包含: 利用一升壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器提升該直流電線的一電壓水平，以提供動力至該交流電線的一電壓水平，并使該交流電線的該電壓水平增壓至大于或等于該直流電線的該電壓水平； 利用一降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器降低該直流電線的電壓水平，以提供動力至該交流電線的該電壓水平，并使該交流電線的該電壓水平增壓至小于或等于該直流電線的該電壓水平；或 利用該升壓型或降壓型直流對直流電源轉(zhuǎn)換器的組合，以選擇性地對該直流電線的該電壓水平進(jìn)行升壓或降壓，以提供該交流電線的一全范圍內(nèi)的該電壓水平動力。
40.如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包含: 感測正在該直流電線與該交流電線間導(dǎo)通電力的一指定開關(guān)上的一電壓水平；以及 當(dāng)自該指定開關(guān)輸出的一電壓水平超過一預(yù)設(shè)的門檻電壓水平時，使該指定開關(guān)電路形成斷路以避免故障。
41.如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包含: 自一直流電源接收電力:以及 使該直流電源接收的該電力獨立并優(yōu)先轉(zhuǎn)換至該交流電線。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中該直流電源為一再生能源電源，且由以下電源種類中擇一:風(fēng)力、水力、地?zé)帷⒁约疤柲堋?br> 43.如權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包含: 根據(jù)該直流電線的該電壓以及該交流電線的該電壓選擇一半波反流器或一半波整流器，以該直流電線與該交流電線之間能夠通聯(lián)電流。
44.如權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包含: 使所有該多個開關(guān)于一時間區(qū)間內(nèi)形成斷路，以讓該直流電線與該交流電線上無導(dǎo)通電流，藉以保證該直流電線同時間不與該交流電線上的二種或至少二種相位導(dǎo)通。
45.如權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包含: 調(diào)整一直流對直流電源轉(zhuǎn)換器以于該直流電線上產(chǎn)生一波形近似于該交流電線的一電壓水平的一波形的一輸出電流。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包含: 當(dāng)電流仍流經(jīng)稱接該直流電線與該交流電線的一開關(guān)時，使該開關(guān)形成斷路。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包含: 在當(dāng)一指定相位的電壓為零，以至于與該交流電線耦接的任一該多個開關(guān)上均無電流導(dǎo)通之前，立刻斷開該直流電線上的一電流；以及 迫使該多個開關(guān)于一段時間區(qū)間內(nèi)到達(dá)或保持一斷路狀態(tài)。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，進(jìn)一步包含: 關(guān)閉一脈沖寬度調(diào)制晶體管，以消除流向該多個開關(guān)的電流，致使所有該多個開關(guān)均被迫形成斷路。
49.如權(quán)利要求47所述的方法，進(jìn)一步包含: 自與一交流電相位通聯(lián)電流的該多個開關(guān)的一開關(guān)分流電流，迫使該多個開關(guān)的該開關(guān)形成斷路； 其中該分流操作發(fā)生于該交流電線的該極性變?yōu)橄喾从谠撝绷麟娋€的極性之前。
50.如權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包含: 選擇性地自該直流電線去耦一指定相位；以及 當(dāng)與該指定相位鄰近且繼后的一相位的伏特數(shù)為零且極性轉(zhuǎn)變?yōu)榕c該直流電線的該極性相同時，選擇性地將該直流電線耦接該鄰近且繼后的相位。
51.如權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包含: 在本與該直流電線耦接的一指定相位與該直流電線去耦之后，從以耦接該直流電線的相位繞過至少一具有與該直流電線相同極性的繼后相位
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其中該或該些被繞過的繼后相位的一相位為鄰近于該指定相位。
53.如權(quán)利要求51所述的方法，其中該被繞過的至少一繼后相位為在所有該多個相位中的一時間平均的一相位數(shù)量。
54.如權(quán)利要求51所述的方法，其中該被繞過的至少一繼后相位的相位數(shù)量不等于一減去所有該交流電相位的一總數(shù)，亦不等于一除數(shù)除以該交流電相位的該總數(shù)所得的一整數(shù)商數(shù)。
55.如權(quán)利要求51所述的方法，其中該交流電線上知每一該些相位的一累計相位電流近似相等于一多個循環(huán)。
56.如權(quán)利要求53所述的方法,進(jìn)一步包含: 當(dāng)該指定相位到達(dá)一啟動電壓水平時，使欲該指定相位耦接的一第一開關(guān)形成通路； 于該直流電線與該交流電線之間導(dǎo)通電流； 在接近零電壓時，使該第一開關(guān)形成斷路； 繞過與一第二相位耦接的一第二開關(guān)，其中該第二相位立刻跟隨該指定相位，為了確保該指定相位與該第二相位耦接該直流電線時該指定相位與該第二相位之間不會部分重置; 在該啟動電壓水平時，使與一第三相位耦接的一第三開關(guān)形成斷路；以及 于該直流電線與該交流電線之間導(dǎo)通電流。
57.如權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包含: 保持該直流電線上的一電壓水平近似于一定值；以及 藉由一功率調(diào)整電路內(nèi)的一脈沖寬度調(diào)制控制器調(diào)整切換晶體管的一工作循環(huán)，致使自一直流電源輸出，且于該直流電線抽取的一電流近似于一定值，因此藉由該功率調(diào)整電路，導(dǎo)致可自一直流電源供應(yīng)抽取一固定值電力。
58.如權(quán)利要求57所述的方法，進(jìn)一步包含: 藉由保持一固定輸出功率至功率調(diào)整電路，自該功率調(diào)整電路產(chǎn)生一固定輸出功率至該交流電線。
59.如權(quán)利要求57所述的方法，進(jìn)一步包含: 在該交流電相位的該電壓水平正由該功率調(diào)整電路提供動力時，自該功率調(diào)整電路產(chǎn)生一電流至該交流電線。
60.如權(quán)利要求57所述的方法，其中 在與一多重相位交流電循環(huán)近乎同時的時，該多個開關(guān)的至少二個開關(guān)得處于通路與斷路之間的一暫態(tài)；以及 在任何指定時間上，該多個開關(guān)中僅有一開關(guān)處于完全通路狀態(tài)。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其中 該多個開關(guān)中的一第一開關(guān)以及一第二開關(guān)都個別為一固態(tài)開關(guān)，得在帶有電流時形成斷路；以及 于該第一開關(guān)正形成斷路的大致同時，且在分別耦接該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的該些相位轉(zhuǎn)變極性至相反于該直流電線的極性之前，該第二開關(guān)形成通路。
62.如權(quán)利要求60所述的方法，其中在該第一開關(guān)的該電壓值與該第二開關(guān)的該電壓值大致相同，且在一第一相位與一第二相位的電壓點大至交錯時，該第一開關(guān)形成斷路且該第二開關(guān)形成通路。
63.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包含: 使與一第一相位耦接的一第一開關(guān)形成通路；以及 使與一第二相位耦接的一第二開關(guān)形成通路；其中 該第二開關(guān)與該第一開關(guān)同時形成通路，為了該第二開關(guān)自該第一開關(guān)竊用電流以迫使該第一開關(guān)形成斷路。
64.如權(quán)利要求60所述的方法，其中 一第一相位與一第二相位兩者皆具有與該直流電線的極性相同的極性；以及 該第二相位具有一趨向中性電位的電位勢，其中該電位勢低于該第一相位趨向中性電位的一電位勢。
65.如權(quán)利要求60所述的方法，其中 該第一與該第二開關(guān)為固態(tài)開關(guān)僅能在驅(qū)動電流區(qū)進(jìn)為零時形成斷路；以及 該第一開關(guān)在一第一相位到達(dá)一零電壓之前形成斷路。
66.如權(quán)利要求63所述的方法，其中 該第二開關(guān)形成斷路發(fā)生于該第二相位自一零電壓開始提升；以及 該第一開關(guān)形成斷路發(fā)生于該第一相位逼近一零電壓。
【文檔編號】H02J5/00GK104254957SQ201380006894
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月26日
【發(fā)明者】D·凱文·卡梅倫 申請人:D·凱文·卡梅倫