一種兩級(jí)式ac-dc變換器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種兩級(jí)式AC?DC變換器及其控制方法，屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域。所述兩級(jí)式AC?DC變換器由雙輸出PFC變換器和兩個(gè)DCX電路構(gòu)成，所述雙輸出PFC變換器提供電壓恒定的高壓直流輸出和電壓可變的低壓直流輸出，高壓直流輸出和低壓直流輸出分別用作兩個(gè)DCX電路的輸入，兩個(gè)DCX電路的輸出串聯(lián)并與負(fù)載相連。本發(fā)明利用雙輸出PFC變換器的電壓可變的低壓直流輸出直接實(shí)現(xiàn)負(fù)載側(cè)電壓的寬幅調(diào)節(jié)，不僅減小了PFC變換器的功率損耗、且后級(jí)可以采用高效率的DCX電路，能夠大幅提升整體效率，特別適合負(fù)載電壓大幅變化的交流?直流電能變換場(chǎng)合，在電動(dòng)汽車充電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】
一種兩級(jí)式AC-DC變換器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種兩級(jí)式AC-DC變換器及其控制方法，屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于交流-直流電能變換技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)中的諧波電流越來(lái)越大，對(duì)電網(wǎng)本身和其他用電設(shè)備帶來(lái)了一系列危害，如繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，儀器儀表的誤測(cè)量;諧波還會(huì)引起附加損耗，造成變壓器發(fā)熱、電纜老化等。為此，各國(guó)政府和國(guó)際機(jī)構(gòu)制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，如IEC 61000-302 Class D，來(lái)限制變換器的輸入電流諧波和功率因數(shù)。兩級(jí)式AC-DC變換器以其輸入電流整形效果好，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)在開(kāi)關(guān)電源、不間斷供電、蓄電池充電、遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)供電以及混合動(dòng)力汽車等技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)兩級(jí)式AC-DC變換器的前級(jí)一般采用Boost電路作為PFC變換器，為了實(shí)現(xiàn)在整個(gè)輸入電壓周期內(nèi)對(duì)輸入電流的調(diào)節(jié)，Boost電路的輸出電壓必須高于輸入交流電壓的峰值。為了適應(yīng)寬輸出電壓范圍和電壓隔離的應(yīng)用需求，Boost PFC變換器的后級(jí)還需要采用一級(jí)隔離型的DC-DC變換器對(duì)PFC變換器的輸出電壓做進(jìn)一步變換以適應(yīng)負(fù)載供電的需求。盡管傳統(tǒng)兩級(jí)式AC-DC變換器在工業(yè)界應(yīng)用廣泛，但是也存在如下不足之處:(I)由于中間直流母線電壓等級(jí)較高，前級(jí)PFC變換器以及后級(jí)DC-DC變換器的功率器件都將承受較高的電壓應(yīng)力，而且由于開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)開(kāi)關(guān)器件兩端的電壓變化較大由此導(dǎo)致變換器的開(kāi)關(guān)損耗也較大。(2)變換器輸入的交流脈動(dòng)功率都將經(jīng)過(guò)PFC變換器和DC-DC變換器進(jìn)行兩級(jí)式變換，導(dǎo)致系統(tǒng)的能耗增加，從而降低變換器的整體效率。(3)在負(fù)載電壓寬范圍變化的應(yīng)用場(chǎng)合，后級(jí)DC-DC變換器必須采用具有寬增益的變換器，而這類變換器的設(shè)計(jì)難度通常較大而且很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)增益范圍內(nèi)效率的優(yōu)化。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多解決方案，如采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、多電平變換器、單級(jí)式PFC變換器等。例如，文獻(xiàn)“Chen H，Liao J.Modified Interleaved CurrentSensorless Control for Three-Level Boost PFC Converter with ConsideringVoltage Imbalance and Zero-Crossing Current Distort1n[J].1EEE Transact1nson Industrial Electronics，2015，62(ll): 1-1.”米用三電平Boost PFC電路以提升變換器的工作性能。文獻(xiàn)“P.Das，M.Pahlevaninezhad，G.Moschopoulos.Analysis and Designof a New AC-DC Single-Stage Full-Bridge P麗 Converter With Two Controllers[J].1EEE Transact1ns on Industrial Electronics2013，60( 11):4930-4946.，，米用全橋變換器實(shí)現(xiàn)單級(jí)PFC變換器，僅使用一級(jí)變換器同時(shí)實(shí)現(xiàn)PFC和輸出電壓調(diào)節(jié)的功能，但是單級(jí)PFC變換器要么犧牲了功率因數(shù)調(diào)節(jié)能力、要么會(huì)大幅增加器件的電壓應(yīng)力，其最終實(shí)現(xiàn)的效果相比兩級(jí)式PFC變換器并無(wú)多大改善。上述解決方案對(duì)變換器輸入的脈動(dòng)功率仍采用統(tǒng)一處理的方式，而由于輸入交流電壓的大范圍周期性波動(dòng)，統(tǒng)一處理方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)輸入電壓范圍的功率優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，為交流-直流電能變換場(chǎng)合提供一種新穎有效的兩級(jí)式AC-DC變換器及其控制方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]所述兩級(jí)式AC-DC變換器由單相交流電源(vac)或三相交流電源(VABC)、雙輸出PFC變換器、第一DCX電路(DCX-1)、第二DCX電路(DCX-2)和負(fù)載(R。)組成，其中雙輸出PFC變換器包括一個(gè)交流電壓輸入端、高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL);所述單相交流電源(VAC )或三相交流電源(VABC )連接雙輸出PFC變換器的交流電壓輸入端，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(Vh)連接第一DCX電路(DCX-1)的輸入端，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(vL)連接第二DCX電路(DCX-2)的輸入端，第一DCX電路(DCX-1)的輸出(Vcll)和第二DCX電路(DCX-2)的輸出(Vcl2)串聯(lián)后連接負(fù)載(R。)的兩端。
[0008]所述的兩級(jí)式AC-DC變換器的控制方法為，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(Vl)的電壓均由雙輸出PFC變換器控制，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)的電壓保持恒定且始終大于等于單相交流電源(VAC)或三相交流電源(VABC)線電壓的峰值，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(VL)的電壓可變，且雙輸出PFC變換器通過(guò)調(diào)節(jié)低壓直流輸出(VL)的電壓來(lái)穩(wěn)定負(fù)載(R。)兩端的電壓(V。)，第一DCX電路(DCX-1)的輸出卜“始終與雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)的電壓保持固定比例，第二DCX電路(DCX-2)的輸出(VM )始終與雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(VL )的電壓保持固定比例。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，所述第一DCX電路(DCX-1)和第二DCX電路(DCX-2)具有下述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的任意一種:串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路、半橋LLC諧振電路、全橋LLC諧振電路和移相全橋電路。
[0009]所述雙輸出單相PFC變換器采用以下十種方案中的任意一種。
[0010]方案一:所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(S1)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2)組成;
[0011]所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二開(kāi)關(guān)管(S2 )的源極連于第一開(kāi)關(guān)管(Si )的漏極、第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL )的正端和第二輸出濾波電容(C2 )的另一端，第一開(kāi)關(guān)管
(S1)的源極連于整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陰極，第一二極管(00的陽(yáng)極連于第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端。
[0012]方案二:所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(S1)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2)組成;
[0013]所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一開(kāi)關(guān)管(Si )的漏極和第一二極管(Dl )的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)負(fù)端和整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端。
[0014]方案三:所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(S1)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2)組成;
[0015]所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(vAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極、第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一二極管(D1)的陰極連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端和第二輸出濾波電容(C2)的另一端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端和整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端。
[0016]方案四:所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(U)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0017]所述升壓電感(Lb)的一端連于單相交流電源(vAC)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陰極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極和第三開(kāi)關(guān)管的(S3)漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第三二極管(D3)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2 )的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的另一端。
[0018]方案五:所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(U)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0019]所述升壓電感(Lb)的一端連于單相交流電源(vAC)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極和第四二極管(D4)的陽(yáng)極，第二開(kāi)關(guān)管
(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陰極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第四二極管(D4)的陰極連于第三二極管(D3)的陰極和第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的另一端。
[0020]方案六:所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbl)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0021 ]所述第一升壓電感(Lbi)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第三二極管(D3)的陽(yáng)極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第四二極管(D4)的陽(yáng)極，第四二極管(D4)的陰極連于第三二極管(D3)的陰極、第五二極管(D5)的陽(yáng)極和第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第五二極管(D5)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH )的正端，第二輸出濾波電容(C2 )的另一端、即高壓直流輸出(VH )的負(fù)端連于第一輸出濾波電容(Cl )的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第一開(kāi)關(guān)管(Si )的源極，第二開(kāi)關(guān)管
(52)的源極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第一升壓電感(Lbl)的另一端和單相交流電源(vAC)的一端，單相交流電源(vAC)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端和第一二極管(D1)的陰極。
[0022]方案七:
[0023]所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbl)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管
(51)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0024]所述第一升壓電感(Lbi)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第五二極管(D5)的陽(yáng)極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第六二極管(D6)的陽(yáng)極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第三二極管(D3)的陽(yáng)極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管
(53)的源極連于第四開(kāi)關(guān)管(D4)的陽(yáng)極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極，第五二極管(D5)的陰極連于第六二極管(D6)的陰極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第三二極管(D3)的陰極連于第四二極管(D4)的陰極和第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(I)的正端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流電壓輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第一升壓電感(Lbl)的另一端和單相交流電源(vAC)的一端，單相交流電源(m)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端和第一二極管(D1)的陰極。
[0025]方案八:所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(U)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管
(52)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0026]所述升壓電感(Lb)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陰極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第三二極管(D3)的陽(yáng)極，第三二極管(D3)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端和第二輸出濾波電容(C2)的另一端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的一端，單相交流電源(vac)的另一端連于升壓電感(Lb)的另一端。
[0027]方案九:所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbl)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)、第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)、第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)、第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0028]所述第一升壓電感(Lbl)的一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極和第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的源極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極、第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極和第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)的源極，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極連于第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的漏極和第二輸出濾波電容(C2 )的一端、即高壓直流輸出(VH )的正端，第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的漏極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)漏極，第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)的漏極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sl4)的漏極，第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)的源極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)的源極和第一輸出濾波電容(Cl)的一端、即低壓直流電壓輸出(VL )的正端，第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，單相交流電源(VAC)的一端連于第一升壓電感(Lbl)的另一端，單相交流電源(VAC)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端。
[0029]方案十:所述雙輸出PFC變換器由A相升壓電感(La)、B相升壓電感(Lb)、C相升壓電感(U)、第一開(kāi)關(guān)管(S1)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第五開(kāi)關(guān)管(Ss)、第六開(kāi)關(guān)管(S6)、第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)、第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)、第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)、第四低壓開(kāi)關(guān)管(SL4)、第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)、第六低壓開(kāi)關(guān)管(SL6)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0030]所述三相交流電源(VABC)的m端連于A相升壓電感(La)的一端，三相交流電源(VABC)的η端連于B相升壓電感(Lb)的一端，三相交流電源(VABC)的P端連于C相升壓電感(Lc)的一端，A相升壓電感(La)的另一端連于第五開(kāi)關(guān)管(Ss)的源極、第六開(kāi)關(guān)管(S6)的漏極和第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的源極，B相升壓電感(Lb)的另一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極和第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)的源極，C相升壓電感(U)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管
(S1)的源極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)的源極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極、第五開(kāi)關(guān)管(S5)的漏極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的漏極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)的漏極，第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)的漏極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sl4)的漏極，第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)的漏極連于第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sl6)的漏極，第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sl6)的源極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)的源極、第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)的源極和第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第六開(kāi)關(guān)管(S6)的源極、第四開(kāi)關(guān)管
(S4)的源極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極。
[0031]本發(fā)明技術(shù)方案與既有技術(shù)方案的本質(zhì)區(qū)別在于，采用雙輸出PFC變換器同時(shí)提供兩條功率通路并提供電壓恒定的高壓直流輸出和電壓可變的低壓直流輸出，而且兩路直流電壓輸出都與高效率的DCX電路相連，兩路DCX電路的輸出串聯(lián)為負(fù)載提供能量。在負(fù)載電壓寬范圍變化的應(yīng)用場(chǎng)合，高壓端口用來(lái)提供固定不變的負(fù)載電壓，而低壓端口用來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓寬范圍的調(diào)節(jié)，從而避免了后級(jí)電路增益的大幅度變化進(jìn)而可以減小功率損耗，大幅提升整體效率。
[0032]有益效果:
[0033](I)雙輸出PFC變換器能夠?yàn)榻涣鬏斎牍β侍峁﹥蓷l功率通路，由此可以對(duì)高壓輸入和低壓輸入對(duì)應(yīng)的功率分別優(yōu)化處理，大幅減小PFC變換器的功率損耗、提高效率；
[0034](2)雙輸出PFC變換器能夠有效減小開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力，同時(shí)為濾波電感提供多種電平，減小開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的電壓變化、減小開(kāi)關(guān)損耗，有利于減小濾波器的體積、減小損耗、提尚效率；
[0035](3)后級(jí)直流變換器無(wú)需具備電壓調(diào)節(jié)能力，全部功率直接經(jīng)過(guò)高效率的DCX電路處理，DCX能夠始終工作在最佳效率點(diǎn)，從而可以大幅減小直流變換一級(jí)的功率損失、提高效率；
[0036](4)通過(guò)雙輸出PFC變換器電壓恒定的高壓直流輸出和電壓可變的低壓直流輸出，可以直接實(shí)現(xiàn)負(fù)載兩端電壓寬范圍高效率調(diào)節(jié)，特別適合輸出直流電壓寬范圍變化的應(yīng)用場(chǎng)合。
【附圖說(shuō)明】
[0037]附圖1是本發(fā)明兩級(jí)式單相AC-DC變換器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0038]附圖2是本發(fā)明兩級(jí)式三相AC-DC變換器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0039]附圖3是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案一的原理圖；
[0040]附圖4是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案二的原理圖；
[0041 ]附圖5是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案三的原理圖；
[0042]附圖6是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案四的原理圖；
[0043]附圖7是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案五的原理圖；
[0044]附圖8是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案六的原理圖；
[0045]附圖9是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案七的原理圖；
[0046]附圖10是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案八的原理圖；
[0047]附圖11是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案九的原理圖；
[0048]附圖12是本發(fā)明雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案十的原理圖；
[0049]附圖13是本發(fā)明兩級(jí)式AC-DC變換器的具體實(shí)施例；
[0050]以上附圖中的符號(hào)名稱:DCX-1和DCX-2分別為第一和第二DCX電路，vac為單相交流電源;VABC為三相交流電源;m，n和P分別為三相交流電源(VABC)的m端，η端和P端;vdc為整流橋的輸出電壓;VH和VL分別為雙輸出PFC變換器的高壓和低壓直流輸出；Lb為升壓電感，1^和Lb2分別為第一和第二升壓電感;La，Lb和Lc分別為A相，B相和C相升壓電感;S1、S2、S3、S4、Ss和S6分別為第一、第二、第三、第四、第五和第六開(kāi)關(guān)管；Sl1、Sl2、Sl3、Sl4、Sl5和Sl6分別為第一、第二、第三、第四、第五和第六低壓開(kāi)關(guān)管;DhD^DhDhDdPD6分別為第一、第二、第三、第四、第五和第六二極管;&和(:2分別為第一和第二輸出濾波電容;R。為負(fù)載;Vcll為第一 DCX電路(DCX-1)的輸出電壓;Vcl2為第二 DCX電路(DCX-2)的輸出電壓;V。為負(fù)載(R。)兩端電壓;SP1、3戸2、3「3、3「4、3「5和3「6為開(kāi)關(guān)管;051、052、053、054、055、056、057和058為二極管;1'1為1^(]諧振全橋變壓器;TALLC諧振半橋變壓器;Np^Ns1分別為L(zhǎng)LC諧振全橋變壓器(T1)的原邊繞組和副邊繞組匝數(shù);Np2和Ns2分別為L(zhǎng)LC諧振半橋變壓器(T2)的原邊繞組和副邊繞組匝數(shù);LrdPLr2分別為第一和第二諧振電感;Crl，Cr2分別為第一和第二諧振電容;Lml和Lm2分別為第一和第二激磁電感;C。!和(:。2為電容;iDC為雙輸出PFC變換器的輸入電流；
【具體實(shí)施方式】
[0051 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0052]如附圖1所示，所述兩級(jí)式AC-DC變換器由單相交流電源(vac)、雙輸出PFC變換器、第一DCX電路(DCX-1)、第二DCX電路(DCX-2)和負(fù)載(R。)組成，其中雙輸出PFC變換器包括一個(gè)交流電壓輸入端、高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL );
[0053 ]所述單相交流電源(VAC)連接雙輸出PFC變換器的交流電壓輸入端，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(Vh)連接第一DCX電路(DCX-1)的輸入端，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(Vl)連接第二DCX電路(DCX-2)的輸入端，第一DCX電路(DCX-1)的輸出(Vcll)和第二DCX電路(DCX-2)的輸出(Vcl2)串聯(lián)后連接負(fù)載(R。)的兩端。
[0054]如附圖2所示，所述兩級(jí)式AC-DC變換器由三相交流電源(vabc)、雙輸出PFC變換器、第一DCX電路(DCX-1)、第二DCX電路(DCX-2)和負(fù)載(R。)組成，其中三相交流電源(VABC)包括m端、η端和P端，雙輸出PFC變換器包括一個(gè)交流電壓輸入端、高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)；
[0055]所述三相交流電源(vabc)連接雙輸出PFC變換器的交流電壓輸入端，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(Vh)連接第一DCX電路(DCX-1)的輸入端，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(Vl)連接第二DCX電路(DCX-2)的輸入端，第一DCX電路(DCX-1)的輸出(Vcll)和第二DCX電路(DCX-2)的輸出(Vcl2)串聯(lián)后連接負(fù)載(R。)的兩端。
[0056]在本發(fā)明中，所述雙輸出PFC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用以下十種實(shí)現(xiàn)方案中的任意一種。
[0057]實(shí)現(xiàn)方案一的電路原理圖如附圖3所示:所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0058]所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二開(kāi)關(guān)管(S2 )的源極連于第一開(kāi)關(guān)管(Si )的漏極、第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL )的正端和第二輸出濾波電容(C2 )的另一端，第一開(kāi)關(guān)管
(S1)的源極連于整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陰極，第一二極管(00的陽(yáng)極連于第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端。
[0059]實(shí)現(xiàn)方案二的電路原理圖如附圖4所示:所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0060]所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一開(kāi)關(guān)管(Si )的漏極和第一二極管(Dl )的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)負(fù)端和整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端。
[0061]實(shí)現(xiàn)方案三的電路原理圖如附圖5所示，所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0062]所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極、第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一二極管(D1)的陰極連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端和第二輸出濾波電容(C2)的另一端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端和整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端。
[0063]實(shí)現(xiàn)方案四的電路原理圖如附圖6所示:所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(U)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0064]所述升壓電感(Lb)的一端連于單相交流電源(vAC)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陰極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極和第三開(kāi)關(guān)管的(S3)漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第三二極管(D3)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2 )的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的另一端。
[0065]實(shí)現(xiàn)方案五的電路原理圖如附圖7所示:所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(U)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0066]所述升壓電感(Lb)的一端連于單相交流電源(vAC)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極和第四二極管(D4)的陽(yáng)極，第二開(kāi)關(guān)管
(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陰極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第四二極管(D1)的陰極連于第三二極管(D3)的陰極和第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的另一端。
[0067]實(shí)現(xiàn)方案六的電路原理圖如附圖8所示:所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbl)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(DO、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0068]所述第一升壓電感(Lbi)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第三二極管(D3)的陽(yáng)極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第四二極管(D4)的陽(yáng)極，第四二極管(D4)的陰極連于第三二極管(D3)的陰極、第五二極管(D5)的陽(yáng)極和第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第五二極管(D5)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH )的正端，第二輸出濾波電容(C2 )的另一端、即高壓直流輸出(VH )的負(fù)端連于第一輸出濾波電容(Cl )的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第一開(kāi)關(guān)管(Si )的源極，第二開(kāi)關(guān)管
(52)的源極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第一升壓電感(Lbl)的另一端和單相交流電源(vAC)的一端，單相交流電源(vAC)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端和第一二極管(D1)的陰極。
[0069]實(shí)現(xiàn)方案七的電路原理圖如附圖9所示:所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbl)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管
(S4)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0070]所述第一升壓電感(Lbi)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第五二極管(D5)的陽(yáng)極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第六二極管(D6)的陽(yáng)極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第三二極管(D3)的陽(yáng)極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管
(53)的源極連于第四開(kāi)關(guān)管(D4)的陽(yáng)極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極，第五二極管(D5)的陰極連于第六二極管(D6)的陰極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第三二極管(D3)的陰極連于第四二極管(D4)的陰極和第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(I)的正端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流電壓輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第一升壓電感(Lbl)的另一端和單相交流電源(vAC)的一端，單相交流電源(m)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端和第一二極管(D1)的陰極。
[0071]實(shí)現(xiàn)方案八的電路原理圖如附圖10所示:所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0072]所述升壓電感(Lb)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陰極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第三二極管(D3)的陽(yáng)極，第三二極管(D3)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端和第二輸出濾波電容(C2)的另一端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的一端，單相交流電源(VAC)的另一端連于升壓電感(Lb)的另一端。
[0073]實(shí)現(xiàn)方案九的電路原理圖如附圖11所示:所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbl)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管
(S4)、第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)、第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)、第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)、第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0074]所述第一升壓電感(Lbl)的一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極和第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的源極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極、第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極和第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)的源極，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極連于第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的漏極和第二輸出濾波電容(C2 )的一端、即高壓直流輸出(VH )的正端，第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的漏極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)漏極，第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)的漏極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sl4)的漏極，第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)的源極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)的源極和第一輸出濾波電容(Cl)的一端、即低壓直流電壓輸出(VL )的正端，第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，單相交流電源(VAC)的一端連于第一升壓電感(Lbl)的另一端，單相交流電源(VAC)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端。
[0075]實(shí)現(xiàn)方案十的電路原理圖如附圖12所示:所述雙輸出PFC變換器由A相升壓電感(La)、B相升壓電感(Lb)、C相升壓電感(Lc)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管
(53)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第五開(kāi)關(guān)管(Ss)、第六開(kāi)關(guān)管(S6)、第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)、第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)、第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)、第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)、第五低壓開(kāi)關(guān)管(SL5)、第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sus)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2)組成；
[0076]所述三相交流電源(VABC)的m端連于A相升壓電感(La)的一端，三相交流電源(vabc)的η端連于B相升壓電感(Lb)的一端，三相交流電源(vabc)的P端連于C相升壓電感(Lc)的一端，A相升壓電感(La)的另一端連于第五開(kāi)關(guān)管(Ss)的源極、第六開(kāi)關(guān)管(S6)的漏極和第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的源極，B相升壓電感(Lb)的另一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極和第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)的源極，C相升壓電感(U)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管
(S1)的源極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)的源極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極、第五開(kāi)關(guān)管(S5)的漏極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的漏極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)的漏極，第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)的漏極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sl4)的漏極，第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)的漏極連于第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sl6)的漏極，第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sl6)的源極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)的源極、第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)的源極和第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第六開(kāi)關(guān)管(S6)的源極、第四開(kāi)關(guān)管
(54)的源極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極。
[0077]在上述實(shí)現(xiàn)方案中，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)連接第一DCX電路(DCX-1)的輸入端，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(VL)連接第二 DCX電路(DCX-2)的輸入端，第一DCX電路(DCX-1)的輸出(V。:)和第二DCX電路(DCX-2)的輸出(^2)串聯(lián)后連接負(fù)載(R。)的兩端。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，所述兩路DCX電路電路可以采用具有下述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的任意一種:串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路、半橋LLC諧振電路、全橋LLC諧振電路和移相全橋電路。
[0078]在上述實(shí)現(xiàn)方案中，本發(fā)明所述的兩級(jí)式AC-DC變換器的控制方法為:雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL )的電壓均由雙輸出PFC變換器控制，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)的電壓保持恒定且始終大于等于單相交流電源(VAC)或三相交流電源(VABC )線電壓的峰值，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(VL )的電壓可變，且雙輸出PFC變換器通過(guò)調(diào)節(jié)低壓直流輸出(VL)的電壓來(lái)穩(wěn)定負(fù)載(R。)兩端的電壓(V。)，第一DCX電路(DCX-1)的輸出(V。:)始終與雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)的電壓保持固定比例，第二DCX電路(DCX-2)的輸出(V02)始終與雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(vl )的電壓保持固定比例。
[0079]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方案及其工作原理做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0080]將附圖1兩級(jí)式單相AC-DC變換器系統(tǒng)中的雙輸出PFC變換器用附圖4中雙輸出PFC變換器實(shí)現(xiàn)方案二的原理圖代替，并且第一DCX電路和第二DCX電路分別采用LLC諧振全橋電路和LLC諧振半橋電路，則可以得到雙輸出PFC變換器采用實(shí)施方案二的兩級(jí)式AC-DC變換器系統(tǒng)原理圖如附圖13所示。
[0081 ]如附圖13所示，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)用作全橋LLC諧振電路的輸入，低壓直流輸出(I)用作半橋LLC諧振電路的輸入，全橋LLC諧振電路的輸出和半橋LLC諧振電路的輸出串聯(lián)后為負(fù)載提供能量。其中，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(Vl )的電壓由雙輸出PFC變換器、即三電平Boos t雙輸出PFC變換器控制，且雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)的電壓始終大于等于單相交流電源(vAC)的峰值電壓，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(Vh)的電壓始終與第一DCX電路(DCX-1)、S卩全橋LLC諧振電路的輸出(V。:)電壓成固定比例且該比例等于全橋LLC諧振電路輸入電壓和輸出電壓固有的電壓比例、即為全橋LLC諧振變壓器(T1)的匝比NP1/NS1，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(vL)的電壓始終與第二 DCX電路(DCX-2)、即半橋LLC諧振電路的輸出(Vtl2)電壓成固定比例且該比例等于半橋LLC諧振電路輸入電壓和輸出電壓固有的電壓比例、即為半橋LLC諧振變壓器(T2)的匝比NP2/NS2的兩倍，全橋LLC諧振電路的輸出(Vcll)電壓和半橋LLC諧振電路的輸出(Vcl2)電壓串聯(lián)之和等于負(fù)載(R。)兩端電壓(V。)。
[0082]為了實(shí)現(xiàn)該目的，對(duì)雙輸出PFC變換器采取的控制方式為:雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)和輸入電流(iDC)通過(guò)采用傳統(tǒng)的電壓外環(huán)+電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，第一開(kāi)關(guān)管(S1)和第二開(kāi)關(guān)管(S2)采用驅(qū)動(dòng)信號(hào)交錯(cuò)180°的控制方式以最大程度減小輸入電流脈動(dòng)量和輸出電壓紋波。為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)雙輸出PFC變換器低壓直流輸出()的控制，在第一開(kāi)關(guān)管(Si)和第二開(kāi)關(guān)管(S2)占空比之和保持不變的情況下，增大第二開(kāi)關(guān)管
(S2)的占空比(d2)，減小第一開(kāi)關(guān)管(Si)的占空比(di)。第一開(kāi)關(guān)管(Si)和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的占空比分別為Cl1 = Cl-A d，d2 = d+Ad，其中d為雙輸出PFC變換器高壓直流輸出(VH)調(diào)節(jié)器和輸入電流(iDc)調(diào)節(jié)器得到的主占空比信號(hào)，Δ d為雙輸出PFC變換器低壓直流輸出()調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。電路工作中始終保持雙輸出PFC變換器高壓直流輸出(VH)電壓不變，通過(guò)調(diào)節(jié)雙輸出PFC變換器低壓直流輸出(VL)電壓實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓(V。)的寬范圍變化。
[0083]根據(jù)上面工作原理的描述，本發(fā)明可以通過(guò)雙輸出PFC變換器的電壓可變的低壓直流輸出直接實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓的寬范圍變化，而后級(jí)采用高效率的DCX電路實(shí)現(xiàn)電氣隔離，相比于傳統(tǒng)兩級(jí)式方案可以大幅提升兩級(jí)式AC-DC變換器的整體效率，特別適合負(fù)載電壓大幅變化的交流-直流電能變換場(chǎng)合。
[0084]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于:所述兩級(jí)式AC-DC變換器由單相交流電源(vac)、雙輸出PFC變換器、第一DCX電路(DCX-1)、第二DCX電路(DCX-2)和負(fù)載(R。)組成，其中雙輸出PFC變換器包括一個(gè)交流電壓輸入端、高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL ); 所述單相交流電源(vac )連接雙輸出PFC變換器的交流電壓輸入端，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(Vh)連接第一DCX電路(DCX-1)的輸入端，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(vL)連接第二DCX電路(DCX-2)的輸入端，第一DCX電路(DCX-1)的輸出(Vcll)和第二DCX電路(DCX-2)的輸出(Vcl2)串聯(lián)后連接負(fù)載(R。)的兩端。2.—種兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于:所述兩級(jí)式AC-DC變換器由三相交流電源(vABC)、雙輸出PFC變換器、第一DCX電路(DCX-1)、第二DCX電路(DCX-2)和負(fù)載(R。)組成，其中三相交流電源(VABC)包括m端、η端和P端，雙輸出PFC變換器包括一個(gè)交流電壓輸入端、高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL ); 所述三相交流電源(VABC)連接雙輸出PFC變換器的交流電壓輸入端，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(Vh)連接第一DCX電路(DCX-1)的輸入端，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(Vl )連接第二 DCX電路(DCX-2)的輸入端，第一 DCX電路(DCX-1)的輸出(Vcll)和第二 DCX電路(DCX-2)的輸出(Vcl2)串聯(lián)后連接負(fù)載(R。)的兩端。3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述第一DCX電路(DCX-1)和第二DCX電路(DCX-2)具有下述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的任意一種:串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路、半橋LLC諧振電路、全橋LLC諧振電路和移相全橋電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的兩級(jí)式AC-DC變換器的控制方法，其特征在于，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的電壓均由雙輸出PFC變換器控制，雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(VH)的電壓保持恒定且始終大于等于單相交流電源(VAC )或三相交流電源(VABC )線電壓的峰值，雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(VL )的電壓可變，且雙輸出PFC變換器通過(guò)調(diào)節(jié)低壓直流輸出(VL)的電壓來(lái)穩(wěn)定負(fù)載(R。)兩端的電壓(V0),第一DCX電路(DCX-1)的輸出(V。:)始終與雙輸出PFC變換器的高壓直流輸出(vh)的電壓保持固定比例，第二DCX電路(DCX-2)的輸出(V02)始終與雙輸出PFC變換器的低壓直流輸出(VL)的電壓保持固定比例。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極、第一輸出濾波電容(Cl)的一端、即低壓直流輸出(VL )的正端和第二輸出濾波電容(C2 )的另一端，第一開(kāi)關(guān)管(Si )的源極連于整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陰極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極連于第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)負(fù)端和整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由整流橋、升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述整流橋的交流電壓輸入端和單相交流電源(VAC)相連，整流橋輸出電壓(VDC)的正端連于升壓電感(Lb)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極、第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一二極管(D1)的陰極連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端和第二輸出濾波電容(C2)的另一端，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端和整流橋輸出電壓(VDC)的負(fù)端。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述升壓電感(Lb)的一端連于單相交流電源(vAC)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陰極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極和第三開(kāi)關(guān)管的(S3)漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第三二極管(D3)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2 )的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2 )的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的另一端。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述升壓電感(Lb)的一端連于單相交流電源(vAC)的一端，升壓電感(Lb)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極和第四二極管(D4)的陽(yáng)極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陰極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第四二極管(D4)的陰極連于第三二極管(D3)的陰極和第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL )的正端，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端、第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端和第一二極管(D1)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極和單相交流電源(vac)的另一端。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbi)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述第一升壓電感(Lbi)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第三二極管(D3)的陽(yáng)極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第四二極管(D4)的陽(yáng)極，第四二極管(D4)的陰極連于第三二極管(D3)的陰極、第五二極管(D5)的陽(yáng)極和第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第五二極管(D5)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端連于第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端、第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第一升壓電感(Lbl)的另一端和單相交流電源(vAC)的一端，單相交流電源(vAC)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端和第一二極管(D1)的陰極。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbi)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2 )組成； 所述第一升壓電感(Lbi)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第五二極管(D5)的陽(yáng)極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第六二極管(D6)的陽(yáng)極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極連于第三二極管(D3)的陽(yáng)極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極連于第四開(kāi)關(guān)管(D4)的陽(yáng)極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極，第五二極管(D5)的陰極連于第六二極管(D6)的陰極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第三二極管(D3)的陰極連于第四二極管(D4)的陰極和第一輸出濾波電容(C1)的一端、即低壓直流輸出(VL)的正端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即低壓直流電壓輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，第一二極管(D1)的陽(yáng)極和第二二極管(D2)的陽(yáng)極，第二二極管(D2)的陰極連于第一升壓電感(Lbl)的另一端和單相交流電源(vac)的一端，單相交流電源(vac)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端和第一二極管(D1)的陰極。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由升壓電感(Lb)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(Di)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一輸出濾波電容(C1)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述升壓電感(U)的一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的漏極和第一二極管(Di)的陽(yáng)極，第一二極管(D1)的陰極連于第二二極管(D2)的陰極，第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極和第三二極管(D3)的陽(yáng)極，第三二極管(D3)的陰極連于第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的源極連于第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL )的正端和第二輸出濾波電容(C2)的另一端，第一輸出濾波電容(C1)的另一端、即高壓直流輸出(VH)和低壓直流輸出(VL)的公共負(fù)端連于第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極，第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連于第二二極管(D2)的陽(yáng)極和單相交流電源(VAC)的一端，單相交流電源(m)的另一端連于升壓電感(Lb)的另一端。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由第一升壓電感(Lbi)、第二升壓電感(Lb2)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)、第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)、第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)、第四低壓開(kāi)關(guān)管(SL4 )、第一輸出濾波電容(Ci)和第二輸出濾波電容(C2 )組成； 所述第一升壓電感(Lbl)的一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極和第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)的源極，第二升壓電感(Lb2)的一端連于第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極、第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源極和第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3 )的源極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極連于第三開(kāi)關(guān)管(S3 )的漏極和第二輸出濾波電容(C2 )的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的漏極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)漏極，第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)的漏極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)的漏極，第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sl4)的源極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)的源極和第一輸出濾波電容(Cl)的一端、即低壓直流電壓輸出(VL)的正端，第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL)的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極和第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極，單相交流電源(VAC)的一端連于第一升壓電感(Lbl)的另一端，單相交流電源(VAC)的另一端連于第二升壓電感(Lb2)的另一端。14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級(jí)式AC-DC變換器，其特征在于，所述雙輸出PFC變換器由A相升壓電感(La)、B相升壓電感(Lb)、C相升壓電感(Lc)、第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第四開(kāi)關(guān)管(S4)、第五開(kāi)關(guān)管(Ss)、第六開(kāi)關(guān)管(S6)、第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sli)、第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2)、第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)、第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)、第五低壓開(kāi)關(guān)管(SL5)、第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sus)、第一輸出濾波電容(Cl)和第二輸出濾波電容(C2)組成； 所述三相交流電源(VABC)的m端連于A相升壓電感(La)的一端，三相交流電源(VABC)的η端連于B相升壓電感(Lb)的一端，三相交流電源(VABC)的P端連于C相升壓電感(Lc)的一端，A相升壓電感(La)的另一端連于第五開(kāi)關(guān)管(Ss)的源極、第六開(kāi)關(guān)管(S6)的漏極和第一低壓開(kāi)關(guān)管(Su)的源極，B相升壓電感(Lb)的另一端連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的漏極和第三低壓開(kāi)關(guān)管(SL3)的源極，C相升壓電感(U)的另一端連于第一開(kāi)關(guān)管(Si)的源極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極和第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)的源極，第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極連于第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極、第五開(kāi)關(guān)管(S5)的漏極和第二輸出濾波電容(C2)的一端、即高壓直流輸出(VH)的正端，第一低壓開(kāi)關(guān)管(Sl1)的漏極連于第二低壓開(kāi)關(guān)管(Sl2)的漏極，第三低壓開(kāi)關(guān)管(Sl3)的漏極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sw)的漏極，第五低壓開(kāi)關(guān)管(Sl5)的漏極連于第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sl6)的漏極，第六低壓開(kāi)關(guān)管(Sl6)的源極連于第四低壓開(kāi)關(guān)管(Sl4)的源極、第二低壓開(kāi)關(guān)管(SL2 )的源極和第一輸出濾波電容(Cl )的一端、即低壓直流輸出(VL )的正端，第一輸出濾波電容(Cl)的另一端、即低壓直流輸出(VL )的負(fù)端連于第二輸出濾波電容(C2)的另一端、即高壓直流輸出(VH)的負(fù)端、第六開(kāi)關(guān)管(S6)的源極、第四開(kāi)關(guān)管(S4)的源極和第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源極。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK105846696SQ201610164808
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】吳紅飛, 韓蒙
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)