[发明专利]单级功率变换电路及其应用装置和控制方法

说明书

本申请提供一种单级功率变换电路及其应用装置和控制方法，该单级功率变换电路，在三相矩阵变换电路与该单级功率变换电路的交流端口之间增加切换电路，该切换电路在受控后能够将交流端口接入的单相交流电或者三相交流电传输至该三相矩阵变换电路，以使该单级功率变换电路能够在单相电和三相电不同工况下正常工作，实现对于单相和三相应用场合的复用；通过控制切换电路中开关的工作状态，可以实现三相与单相电路正常工作；另外，通过设置变压器原边串联连接的附加绕组及相应的开关，还可以实现单三相交流电不同输入电压与输出电压相匹配。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种单级功率变换电路及其应用装置和控制方法。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，电动汽车的市场占有率在不断增加。目前乘用车领域，车载充电机属于电动汽车重要组成部分，其采用单级式拓扑的方案由于器件少，功率密度高，系统成本低，相对于采用传统两级式拓扑的方案具有较高优势。

但是，现有的拓扑只能应用于单相或者三相电网接入的其中一种场合，在单相和三相应用场合无法实现复用，因此，如何实现单三相系统兼容，实现不同场合通用，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种单级功率变换电路及其应用装置和控制方法，以实现对于单相和三相应用场合的复用。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请第一方面提供了一种单级功率变换电路，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，所述预充支路包括：串联连接的开关和电阻。

可选的，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。

可选的，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；