[发明专利]一种AC-DC及DC-DC变换复用线路及方法

说明书

本发明公开一种AC‑DC及DC‑DC变换复用线路及方法，其中，该复用线路包括交流输入端、直流输入端、两个功率变换桥臂电路及两个输出电容，两个所述功率变换桥臂电路分别通过开关K1和K1’连接交流输入端，同时分别通过开关K2和K3连接直流输入端的正负两极。本发明减少设计成本；通过功率变换桥臂数量的扩展，可同时兼容交流单相、三相四线、三相三线等配置及单直流源、双直流源配置应用；另外还可以根据负载情况，控制电路部件，使AC‑DC的每相中两个桥臂休眠一个或者在三相系统中使DC‑DC的三个桥臂休眠一个或两个，实现全负载范围内高效功率变换。

技术领域

本发明涉及AC-DC及DC-DC变换技术领域，特别涉及一种AC-DC及DC-DC变换复用线路及方法。

背景技术

在储能系统及不间断电源等能源应用领域，存在AC-DC及DC-DC功率变换，且两者在不同时间互补工作。由于现场应用的广泛性，针对交流输入，往往存在单相、三相四线、三相三线等配置；针对直流输入，往往存在单直流源及双直流源的配置。另外，随着绿色节能的需求越来越迫切，对功率变换的效率要求越来越高，由于用户负荷存在从轻载到满载的较广分布，且甚至轻载应用更常见的特点，需要功率变换线路全负载范围的高效性。本发明给出了一种AC-DC及DC-DC变换复用线路，以减少设计成本；同时兼容交流单相、三相四线、三相三线等配置及单直流源、双直流源配置应用；另外还可以根据负载情况，控制电路部件，实现全负载范围内高效功率变换。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种AC-DC及DC-DC变换复用线路及方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种AC-DC及DC-DC变换复用线路，包括交流输入端、直流输入端、两个功率变换桥臂电路及两个输出电容，两个所述功率变换桥臂电路分别通过开关K1和K1’连接交流输入端，同时分别通过开关K2和K3连接直流输入端的正负两极。

优选地，每一所述功率变换桥臂电路均包括第一至第三桥臂，所述第一/第三桥臂包括第一/第四功率半导体开关，或所述第一/第三桥臂包括第一/第四二极管，或所述第一/第三桥臂包括第一功率半导体开关和与之反向并联的第一二极管/第四功率半导体开关和与之反向并联的第四二极管，所述第二桥臂包括第二和第三功率半导体开关，所述第一至第三桥臂的公共连接点通过电感连接交流输入端。

优选地，所述第二和第三功率半导体开关反向并联。

优选地，所述第二和第三功率半导体开关串联。

优选地，所述第二桥臂还包括第二和第三二极管，所述第二和第三二极管分别与第二和第三功率半导体开关反向并联。

优选地，所述交流输入端包括零线、火线、第一过流保护器件和第一电容，所述零线接两个输出电容的中点，同时通过第一电容与火线连接，所述第一过流保护器件串联于第一电容与火线之间或串联于第一电容与K1/K1’公共点之间。

优选地，所述直流输入端包括串联的第一和第二直流电源、第二和第三过流保护器件和第四、第五电容，所述第一和第二直流电源的公共端连接开关K6、第四电容和第五电容的公共端，同时第四电容、第五电容的另一端分别连接第一和第二直流电源的另一端，所述开关K6的另外一端连接至两输出电容的中点，所述所述第二过流保护器件串联于第一直流电源与第四电容/K2公共点之间或串联于第四电容/第一直流电源公共点与K2之间，所述第三过流保护器件串联于第二直流电源与第五电容/K3公共点之间或串联于第五电容/第二直流电源公共点与K3之间。

优选地，所述开关K1、K1’、K2、K3、K6为半导体器件开关或可控机械开关，所述第一和第二直流电源为电池或电力电子电源，所述第一至第三过流保护器件为熔断器或固态保险装置，所述第一至第四功率半导体开关为硅器件、宽禁带器件或其组合。

优选地，该线路通过功率变换桥臂数量的扩展，兼容三相三线、三相四线、单直流源、双直流源配置应用。