[发明专利]单级功率变换电路及其应用装置和控制方法

权利要求书

1.一种单级功率变换电路，其特征在于，包括：变压器、三相矩阵变换电路、副边电路及切换电路；其中，

所述切换电路的一侧作为所述单级功率变换电路的交流端口，用于接入单相交流电或者三相交流电；

所述切换电路的另一侧，连接所述三相矩阵变换电路的一侧；所述切换电路用于受控后将接入的交流电传输至所述三相矩阵变换电路；

所述三相矩阵变换电路的另一侧，连接所述变压器的原边绕组；

所述变压器的副边绕组，连接所述副边电路的一侧；

所述副边电路的另一侧用于连接负载设备。

2.根据权利要求1所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述切换电路，包括：四个主开关；各主开关的输入侧作为所述单级功率变换电路的交流端口；其中，

第一主开关、第二主开关及第三主开关，其输入侧分别用于接入所述三相交流电中的一相，其输出侧一一对应连接所述三相矩阵变换电路各相半桥桥臂的中点；

所述第一主开关的输入侧，还用于接入所述单相交流电的其中一根线；

第四主开关，其输入侧用于接入所述单相交流电的另外一根线，其输出侧与所述第一主开关的输出侧连接所述三相矩阵变换电路不同相半桥桥臂的中点。

3.根据权利要求2所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述切换电路，还包括：至少两个预充支路；

所述第一主开关并联连接有一个所述预充支路；

所述第二主开关与所述第三主开关中的至少一个，并联连接有一个所述预充支路。

4.根据权利要求3所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述预充支路包括：串联连接的开关和电阻。

5.根据权利要求1所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述三相矩阵变换电路中的三个半桥桥臂，分别包括：串联连接的双向开关和滤波电容；

所述双向开关和所述滤波电容的连接点，作为相应所述半桥桥臂的中点，用于连接所述切换电路；

所述双向开关和所述滤波电容串联后的两端，作为相应所述半桥桥臂的两端，与其他所述半桥桥臂并联连接后，用于连接所述原边绕组。

6.根据权利要求1所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述三相矩阵变换电路中的三个半桥桥臂，分别包括：两个串联连接的双向开关；

两个所述双向开关的连接点，作为相应所述半桥桥臂的中点，用于连接所述切换电路，且通过一个相应的滤波电容连接至电容公共端；

两个所述双向开关串联后的两端，作为相应所述半桥桥臂的两端，与其他所述半桥桥臂并联连接后，用于连接所述原边绕组。

7.根据权利要求6所述的单级功率变换电路，其特征在于，还包括：第一开关；

所述第一开关连接于所述电容公共端和各所述半桥桥臂并联连接的任一端之间。

8.根据权利要求1所述的单级功率变换电路，其特征在于，还包括：第二开关、第三开关和附加绕组；

所述第二开关与所述附加绕组串联连接，串联后的支路与所述第三开关并联连接，并联后的支路与所述原边绕组串联连接。

9.根据权利要求6或7所述的单级功率变换电路，其特征在于，各开关分别为：机械开关、继电器、接触器或者电力电子开关。

10.根据权利要求1至8任一项所述的单级功率变换电路，其特征在于，还包括：与所述原边绕组串联连接的第一阻抗。

11.根据权利要求10所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述第一阻抗为：电感，或者，电感与电容组合。

12.根据权利要求1至8任一项所述的单级功率变换电路，其特征在于，所述副边电路，包括：整流变换电路；

所述整流变换电路的交流侧，用于连接所述副边绕组；

所述整流变换电路的直流侧，用于连接相应的负载设备。