[发明专利]串联交流电压调节器

权利要求书

1.一种用于调节主电源上的交流（AC）电压的AC串联电压调节系统，包括：

高频（HF）AC串联电压调节器；和

低频（LF）变压器或磁结构，具有用于双向功率流的初级和次级；

其中，HF 串联AC电压调节器连接至主电源上未调节的AC输入电压源和变压器或磁结构的初级，使得HF串联AC电压调节器输入和未调节的AC输入电压源并联连接在主电源的热线和中性线上；

其中，HF串联AC电压调节器输出和变压器或磁结构的初级并联连接在主电源的热线和中性线上；

其中，变压器或磁结构的次级在主电源的热线上串联连接于未调节的AC输入电压源和电压调节系统的输出之间；

其中，HF串联AC电压调节器包括电子控制器件；

其中，所述电子控制器件配置为：

接收未调节的AC输入电压电平，AC串联电压调节系统输出AC电压电平，以及AC串联电压调节系统输出当前电平；和

使HF串联AC电压调节器产生正或负的差分AC电压输出给变压器或磁结构的初级，进而通过电压电平的增加或减少来调节主电源上的AC电压，该电压电平的增加或减少由变压器或磁结构的次级产生。

2.根据权利要求1所述的AC串联电压调节系统，其特征在于，所述HF AC串联电压调节器包括：

HF AC串联电压降压功率调节器拓扑结构，用于将AC输入电源的AC输入电压降压，包括：

第一单极路径，包括：

第一半桥，包括分别与第一可独立控制的单极开关和第二可独立控制的单极开关串联连接的第一整流器和第二整流器，和

第一功率电感器；

第二单极路径，包括：

第二半桥，包括分别与第三可独立控制的单极开关和第四可独立控制的单极开关串联连接的第三整流器和第四整流器，和

第二功率电感；和

HF AC串联升压功率调节器拓扑结构，用于升高所述AC输入电压，包括：

第三单极路径，包括：

第三半桥，包括可独立控制的单极开关分别与第五和第六可独立控制的单极开关串联连接的第五整流器和第六整流器，和

第三功率电感；

第四单极路径，包括：

第四半桥，包括分别与第七可独立控制的单极开关和第八可独立控制的单极开关串联连接的第七整流器和第八整流器，和

第四功率电感器；和

控制电路，用于接收AC输入电压、AC参考电压和AC输出电压，并产生用于单极开关的开关驱动信号；

其中，AC输入电压的正半周和负半周在任何一个时间单独和独立地在HF AC串联电压升压功率调节器拓扑结构或HF AC串联电压降压功率调节器拓扑结构中处理，从而消除任何功率“击穿”。

3.根据权利要求2所述的AC串联电压调节系统，其特征在于，停用所述HF AC串联电压升压功率调节器拓扑结构或所述HF AC串联电压降压功率调节器拓扑结构。

4.根据权利要求1所述的AC串联电压调节系统，其特征在于，其中所述HF AC串联电压调节器包括：

HF AC串联电压降压功率调节器拓扑结构，用于对AC输入电源的AC输入电压降压，包括：

第一单极路径，包括：

第一半桥，包括第一单极开关器件和第二单极开关器件，和

第一功率电感器；

第二单极路径，包括：

第二半桥，包括第三单极开关器件和第四单极开关器件，和

第二功率电感；和

HF AC串联升压功率调节器拓扑结构，用于升高AC输入电压，包括：

第三单极路径，包括：

第三半桥，包括第五单极开关器件和第六单极开关器件，和

第三功率电感；

第四单极路径，包括：

第四半桥，包括第七单极开关器件和第八单极开关器件，和

第四功率电感器；和

控制电路，用于接收AC输入电压、AC参考电压和AC输出电压，并为单极开关装置产生开关驱动信号；

其中AC输入电压的正半周和负半周在任何一个时间单独和独立地在HF AC串联电压升压功率调节器拓扑结构或HF AC串联电压降压功率调节器拓扑结构中处理，从而消除任何功率“击穿”。