CN102891613A - 一种ac-dc 电源转换器及其dc 充电站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种AC-DC电源转换器，包括：移相变压器，具有一原边绕组和至少一个副边绕组，并且该至少一个副边绕组被设置成至少一个绕组单元；至少一组整流器组，每一组整流器组具有至少一整流器，每一整流器电性连接至对应的所述绕组单元中的所述副边绕组；以及至少一DC-DC转换器，电性连接至对应的一组整流器组并且输出一预定的直流电压。本发明还相应地提供了一种DC充电站。采用本发明，其中的移相变压器具有至少一个副边绕组，并且将这些副边绕组设置成至少一个绕组单元，从而可根据每一绕组单元中实际的绕组数量来提供不同的相移角度，以减少电流中的谐波分量和增加系统的功率因数。

Description

一种AC-DC 电源转换器及其DC 充电站
技术领域
本发明涉及电力电子变换技术，尤其涉及一种具有高功率因数的AC-DC电源转换器。 
背景技术
如我们所共知的，当前大部分的汽车普遍使用石油作为动力来源。但是，作为常规能源，石油的资源保有量与它的消耗量之间的失衡越来越严重，毫不夸张地说，以目前的石油资源消耗速度来估算，在不久的将来，石油资源因枯竭而将从我们身边消失。此外，将石油燃料作为动力源时，会排放出多种有毒的气体，并且还可能引起诸多的环境污染问题，如温室效应、酸雨或光化学烟雾等。 
随着科技的发展和新能源研究的不断深入，人们在日常生活中对于节能环保的理念日趋重视。仅以交通领域为例，在全球减少碳排放以及我国大力提倡环境保护的形势下，使用电动车的呼声越来越高。以电动车(Electric Vehicle)和插电式混合动力车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)为例，它们均用到电动机来产生驱动力，一般来说，电动车或插电式混合动力车具有一可充电电池，并利用该可充电电池作为稳定能源来提供驱动力，当可充电电池剩余的电能不足时，通过相应的充电设备从电网加以补充， 以便重新存储足够的电能而为电动机提供从电能转换为动能时所需的能量。 
目前，直流机车充电站即DC充电站正在得到大力发展。需要指出的是，DC充电站通常包括一将交流电转换为直流电的AC-DC转换器，其交流输入端一般接电网，为了不影响电网上的其它用户，减小对电网的污染，就需要有高功率因数，低谐波分量的AC-DC转换器。 
有鉴于此，如何设计出一种新型的AC-DC电源转换器，在提高系统的功率因数的同时，还可显著降低对电网造成的污染，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。 
发明内容
针对现有技术中用于提供直流电压的AC-DC电源转换器使用时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种AC-DC电源转换器以及包含该AC-DC电源转换器的DC充电站。 
依据本发明的一个方面，提供了一种AC-DC电源转换器，该AC-DC电源转换器包括： 
一移相变压器，具有一原边绕组和至少一个副边绕组，并且所述至少一个副边绕组被设置成至少一个绕组单元； 
至少一组整流器组，每一组整流器组具有至少一整流器，每一组整流器组连接至对应的一个绕组单元，并且该组整流器组中的每一整流器电性连接至对应的绕组单元的所述副边绕组；以及 
至少一DC-DC转换器，每一DC-DC转换器电性连接至对应的一组整流器组并且输出一预定的直流电压。 
所述每一绕组单元具有至少一个副边绕组，并且所述至少一个副边绕组分别提供不同的移相角度。在一实施例中，所述每一绕组单元包括相同数量的副边绕组。在另一实施例中，所述每一绕组单元包括不同数量的副边绕组。 
所述原边绕组和所述副边绕组为三角形连接、星形连接或Zig-Zag连接。 
在一具体实施例中，所述每一组整流器组由多个整流器串联连接构成。在另一具体实施例中，所述每一组整流器组由多个整流器并联连接构成。 
所述AC-DC电源转换器还包括一输入端，用于接收一三相交流信号，并且所述输入端电性连接至所述原边绕组。 
所述AC-DC电源转换器具有至少一路直流输出。在一实施例中，所述至少一DC-DC转换器的输出经并联连接后提供所述至少一路直流输出。在另一实施例中，所述至少一DC-DC转换器的输出经串联连接后提供所述至少一路直流输出。在又一实施例中，所述至少一DC-DC转换器中的一DC-DC转换器的正输出端不和其它DC-DC转换器电性连接，从而提供所述至少一路直流输出。 
所述DC-DC转换器为一隔离型的全桥转换器。在一实施例中，所述全桥转换器包括：一第二滤波电路，电性连接至所述整流器组，用于对来自所述整流器组的直流电压进行滤波，以生成一第二直流电压信号；一开关电路，电性连接至所述第二滤波电路； 一变压器，具有一原边绕组和一副边绕组，所述原边绕组电性连接至所述开关电路；一整流器，电性连接至所述变压器的所述副边绕组，所述整流器用于对所述变压器的所述副边绕组输出的一交流信号进行整流处理，以生成一第三直流电压信号；以及一第三滤波器，电性连接至所述整流器，用于对所述第三直流电压信号进行滤波处理。所述第三滤波器还包括一电感和一电容，所述电感的一端电性连接至所述整流器的一输出端并且其另一端电性连接至所述电容的一端，以及所述电容的另一端电性连接至所述整流器的另一输出端。所述整流器为全波整流器、同步整流器或倍流整流器。所述开关电路包括至少一开关元件，且所述开关元件为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。 
所述DC-DC转换器为一非隔离型的降压转换器。在一实施例中，所述降压转换器包括：一第一滤波电路，电性连接至所述整流器组，用于对来自所述整流器组的直流电压进行滤波，以生成一第一直流电压信号；一功率开关，电性连接至所述第一滤波电路；一二极管，电性连接至所述功率开关；一电感，电性连接至所述二极管的阴极及所述功率开关；以及一电容，电性连接至所述电感及所述二极管的阳极。所述功率开关为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。 
所述DC-DC转换器还包括一电流传感器，电性连接于所述DC-DC转换器，用于输出一电流指示信号。 
所述DC-DC转换器还包括一温度传感器，用于实时检测所述DC-DC转换器的最高温度，并输出一温度指示信号。 
所述DC-DC转换器还包括一电压传感器，电性连接至所述DC-DC转换器的输出端，用于检测所述DC-DC转换器输出的直流电压，并输出一电压指示信号。 
所述AC-DC电源转换器还包括一控制模块，电性连接至所述电流传感器、所述温度传感器和所述电压传感器中至少一个的输出端，并且根据所述电流指示信号、所述温度指示信号和所述电压指示信号中的至少一个来输出一控制信号。 
所述AC-DC电源转换器还包括一驱动模块，电性连接至所述功率开关和所述控制模块，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号来驱动所述功率开关电性导通或关断。 
所述控制模块还包括一脉宽调制单元，并且所述控制信号为所述脉宽调制单元发出的脉冲信号。 
所述控制模块还包括一频率调制单元，并且所述控制信号为所述频率调制单元发出的脉冲信号。 
所述控制模块为一模拟控制器或一数字控制器。 
依据本发明的另一个方面，提供了一种基于AC-DC电源转换方式的DC充电站，包括： 
一输入端，用于接收一三相交流信号； 
一AC-DC电源转换器，电性连接至所述输入端，用于将所述三相交流信号转换为至少一路直流电压信号；以及 
至少一输出端，用于输出所述至少一路直流电压信号，以便为待充电的电子设备提供直流充电源， 
其中，所述AC-DC电源转换器为本发明一个方面所述的AC-DC电源转换器。 
所述电子设备包括电动车或插电式混合动力车。 
采用本发明的AC-DC电源转换器，其中的移相变压器具有至少一个副边绕组，并且将这些副边绕组设置成至少一个绕组单元，从而可根据每一绕组单元中实际的绕组数量来提供不同的相移角度，以减少电流中的谐波分量和增加系统的功率因数。并且，AC-DC电源转换器还包括与至少一个绕组单元相对应的至少一组整流器组以及与每一整流器组对应的至少一个DC-DC转换器，其中DC-DC转换器的输出端可以并联连接后提供一直流输出，从而增加电压中的纹波频率进而降低纹波振幅，或将DC-DC转换器的输出端串联连接提供一直流输出，还可以利用不同DC-DC转换器的输出端提供不同的直流输出，以满足多种电子设备的充电需求。此外，将至少一个副边绕组拆分为不同的绕组单元后，每一DC-DC转换器所输出的直流功率大幅降低，可显著地降低AC-DC电源转换器对于电路中的元器件的参数要求，节约了成本。采用本发明的AC-DC电源转换器，不再需要单独设计功率因数校正电路就可以满足电网的需求。 
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中， 
图1示出依据本发明一个方面的AC-DC电源转换器的示意性 原理框图； 
图2示出图1的AC-DC电源转换器的一实施例的示意图； 
图3示出图1的AC-DC电源转换器的另一实施例的示意图； 
图4示出图1的AC-DC电源转换器的同一绕组单元中多个绕组以及对应的整流器与DC-DC转换器进行电路连接的一实施例的示意图； 
图5示出图1的AC-DC电源转换器的同一绕组单元中多个绕组以及对应的整流器与DC-DC转换器进行电路连接的另一实施例的示意图； 
图6示出图1的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器的一具体实施例； 
图7示出图1的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器的另一具体实施例；以及 
图8示出用于控制上述图2中的多个DC-DC转换器并联输出的电路原理示意图。 
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。 
图1示出依据本发明一个方面的AC-DC电源转换器的示意性 原理框图。于本实施例中，参照图1，该AC-DC电源转换器包括一移相变压器1、至少一组整流器组(即，整流器组21、22和23)以及至少一个DC-DC转换器(即，DC-DC转换器31、32和33)。其中，DC-DC转换器31与第一组整流器21相对应，并且具有两个输出端子311和312，例如，输出端子312电性连接至接地电压或某一特定的参考电压端，并且输出端子311输出相对于该DC-DC转换器31的输出端子312的电压电位。类似地，DC-DC转换器32与第二组整流器22相对应，并且具有两个输出端子321和322，例如，输出端子322电性连接至接地电压或某一特定的参考电压端，并且输出端子321输出相对于该DC-DC转换器32的输出端子322的电压电位。DC-DC转换器33与第三组整流器23相对应，并且具有两个输出端子331和332，例如，输出端子332电性连接至接地电压或某一特定的参考电压端，并且输出端子331输出相对于该DC-DC转换器33的输出端子332的电压电位。于一实施例中，DC-DC转换器为升压型DC-DC转换器。于一实施例中，DC-DC转换器为降压型DC-DC转换器。于一实施例中，DC-DC转换器为隔离型DC-DC转换器。于一实施例中，DC-DC转换器为非隔离型DC-DC转换器。 
具体地，移相变压器1具有一原边绕组10和至少一个副边绕组101-106，并且这些副边绕组101-106被设置成至少一个绕组单元，即，绕组单元11、绕组单元12和绕组单元13。在图1中，绕组单元11具有副边绕组101和102，绕组单元12具有副边绕组103和104，以及绕组单元13具有副边绕组105和106。于一实施例 中，每一绕组单元中的至少一个副边绕组分别提供不同的移相角度，例如，绕组单元11中的副边绕组101提供的移相角度为15度，而该绕组单元11中的副边绕组102提供的移相角度为45度。此外，本领域的普通技术人员应当理解，本发明的绕组单元的设置方式并不只局限于此。例如，在一实施例中，具有一个副边绕组单元，则此时该AC-DC电源转换器具有一组整流器组和一个DC-DC转换器。在另一实施例中，具有多个副边绕组单元，例如本实施例中具有三个副边绕组单元。本发明的每一副边绕组单元中的副边绕组的设置方式亦并不只局限于此。例如，在一实施例中，每一副边绕组单元具有至少一个副边绕组，并且任一副边绕组单元均包括相同数量的副边绕组。在另一实施例中，每一副边绕组单元具有至少一个副边绕组，并且任一副边绕组单元所包含的副边绕组数量不相同。 
在一些具体实施例中，移相变压器1的原边绕组和副边绕组设置为三角形连接，星形连接或Zig-Zag连接的一种或多种组合。 
于本实施例中，对于DC-DC转换器31、32和33来说，每一DC-DC转换器均电性连接至对应的整流器组并且输出一预定的直流电压。以DC-DC转换器31为例，当移相变压器1的副边一侧的绕组单元11产生电压信号时，经由第一组整流器21进行整流处理后，输出一直流电压，然后该直流电压输入到DC-DC转换器31中，该DC-DC转换器31便产生高于该直流电压(当DC-DC转换器为升压转换器时)或低于该直流电压(当DC-DC转换器为降压转换器时)的直流输出。于一实施例中，该AC-DC电源转换器还包括一输入 端，该输入端接收一三相交流信号，并且电性连接至移相变压器1的原边绕组10。在此，该交流信号可以是来自任意类型的供电设备，如电网、交流发电机等。 
此外，为了将本发明的AC-DC电源转换器应用于不同容量的待充电设备，AC-DC电源转换器具有至少一路直流输出。 
图2示出图1的AC-DC电源转换器的一实施例的示意图。于本实施例，AC-DC电源转换器的DC-DC转换器的输出端子311，321和331电性连接在一起，312，322和332电性连接在一起，即DC-DC转换器31、32和33的输出并联连接以提供至少一路直流输出，且此种并联连接可显著地增加该输出电压中的纹波频率进而降低其纹波振幅，从而极大地减少系统的谐波分量，提高系统的功率因数。于其它实施例中，AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器的输出端以串联形式进行电性连接以提供至少一路直流输出。 
图3示出图1的AC-DC电源转换器的另一实施例的示意图。于本实施例，DC-DC转换器32和DC-DC转换器33的输出并联连接以提供至少一路直流输出给负载。于其它实施例中，DC-DC转换器32和DC-DC转换器33的输出串联连接以提供至少一路直流输出给负载。而DC-DC转换器31的正输出端子不和其它DC-DC转换器电性连接以提供至少一路直流输出给负载。即此AC-DC电源转换器可根据负载容量的需求调整DC-DC转换器并联或串联输出的个数，并可提供多路输出给不同容量的负载，且易于AC-DC电源转换器的模块化处理，模块化的AC-DC电源转换器可使系统小型化，增大转换器中器件的选择空间以降低系统成本。 
图4示出图1的AC-DC电源转换器的同一绕组单元中至少一 个绕组以及对应的整流器与DC-DC转换器进行电路连接的一实施例的示意图。参照图4，位于移相变压器的副边一侧的该绕组单元包括绕组401、绕组402和绕组403，副边绕组单元以及与该绕组单元相对应的整流器组包括整流器501、整流器502和整流器503，并且整流器501与绕组401电性连接，整流器502与绕组402电性连接，整流器503与绕组403电性连接，以及整流器501、502和503串联连接所构成的整流器组的两个输出端子分别连接至DC-DC转换器61，因此，输入至该DC-DC转换器61的直流电压为整流器501、502和503各自整流后的直流电压之和。于一些实施例中可根据负载容量的不同改变副边绕组以及串联连接的整流器的个数以根据负载的需求调整输入至DC-DC转换器61的电压。整流器501、502和503为二极管整流，于一实施例中，整流器501、502和503可为其它形式的整流器。 
图5示出图1的AC-DC电源转换器的同一绕组单元中多个绕组以及对应的整流器与DC-DC转换器进行电路连接的第二实施例的示意图。类似于图4，位于移相变压器的副边一侧的该绕组单元包括绕组401’、绕组402’和绕组403’，以及与该绕组单元相对应的整流器组包括整流器501’、整流器502’和整流器503’，并且整流器501’与绕组401’电性连接，整流器502’与绕组402’电性连接，整流器503’与绕组403’电性连接，以及整流器501’、502’和503’并联连接所构成的整流器组的两个输出端子分别连接至DC-DC转换器61’，因此，输入至该DC-DC转换器61’的直流电流为整流器501’、502’和503’各自整流后的输出直流电流之和。于一些实施例中可根据负载容量的不同调整副边绕组以及并联连接的整流 器的个数以根据负载的需求调整输入之DC-DC转换器61的电流值。整流器501’、502’和503’为整流二极管，于一实施例中，整流器501’、502’和503’可为其它形式的整流器。 
图6示出图1的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器的一具体实施例。在图6中，本发明的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器为一非隔离型的降压转换器。在此，术语“非隔离型”是针对降压转换器中的直流电压输入端与直流电压输出端而言的。具体来说，该降压转换器包括：一第一滤波电路71、一功率开关S1、一二极管D2、一电感L1和一电容C1。 
其中，第一滤波电路71电性连接至相应的整流器组，用于对来自该整流器组的直流电压进行滤波处理，以生成一第一直流电压信号。功率开关S1电性连接至第一滤波电路71，以导通或关断该降压转换器的直流电压输入端与直流电压输出端之间的电性回路，例如，该功率开关可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)。二极管D2的阴极电性连接至功率开关S1和电感L1的一端。电感L1的另一端电性连接至降压转换器的直流电压的正输出端和电容C1的一端。电容C1的另一端电性连接至降压转换器的直流电压的负输出端和二极管D2的阳极。本领域的技术人员应当理解，上述非隔离型的降压转换器的电路结构仅为示意性地举例说明，其他的电路结构在进行合理的设计后同样也能够实现本发明的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器。 
图7示出图1的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器的另 一具体实施例。在图7中，本发明的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器为一隔离型的全桥转换器。在此，术语“隔离型”是针对该转换器中的直流电压输入端与直流电压输出端而言的，亦即，转换器中的直流电压输入端通过诸如变压器等耦合设备与直流电压输出端相隔离，例如，将直流电压输入端连接至变压器的原边绕组，而将直流电压输出端连接至变压器的副边绕组，以实现二者的电性隔离。具体来说，该全桥转换器包括第二滤波电路81、开关电路82、变压器83、整流器84和第三滤波器85。 
其中，第二滤波电路81电性连接至相应的整流器组，用于对该整流器组整流后的直流电压进行滤波，以生成滤波后的第二直流电压信号。开关电路82电性连接至第二滤波电路81，包括全桥式的多个开关元件，诸如，该开关元件可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)。变压器83具有一原边绕组和一副边绕组，并且该原边绕组电性连接至开关电路82，该副边绕组电性连接至整流器84。其中，开关电路82的一个桥臂上的开关元件间的公共节点电性连接至变压器83的原边绕组的一端，另一桥臂上的开关元件间的公共节点电性连接至变压器83的原边绕组的另一端。该整流器84对变压器83的副边绕组输出的交流电压信号进行整流处理以输出一直流电压。与一些实施例中，该整流器84为全波整流器、同步整流器或倍流整流器。第三滤波器85电性连接至整流器84，用于对直流电压信号进行滤波处理。在一实施例中，该滤波器还包括一电感L2和一电容C2，电感L2的一端电性连接至整流器84的 一输出端并且其另一端电性连接至电容C2的一端，以及电容C2与全桥转换器的直流电压输出端并联连接。本领域的技术人员应当理解，上述隔离型的全桥转换器的电路结构仅为示意性地举例说明，其他的电路结构在进行合理的设计后同样也能够实现本发明的AC-DC电源转换器中的DC-DC转换器。 
图8示出用于控制上述图1中的多个DC-DC转换器并联输出的电路原理示意图。参照图8，DC-DC转换器A具有一直流电压输入端和一直流电压输出端，以及DC-DC转换器B具有一直流电压输入端和一直流电压输出端，并且DC-DC转换器A和B的直流电压输出端的相应端子并联连接在一起。其中DC-DC转换器A和B为Buck变换器。与本实施例中，具体地，DC-DC转换器A包括一滤波电路711、一功率开关S11、一二极管D21以及具有电感L11和电容C11的滤波器；DC-DC转换器B包括一滤波电路712、一功率开关S12、一二极管D22以及具有电感L12和电容C12的滤波器。 
需要指出的是，图8仅仅示意性地列举了控制模块75用来控制两个DC-DC转换器的情形，但本发明并不只局限于此，例如，该控制模块75还可控制两个以上并联的DC-DC转换器，该控制模块75还可控制单个DC-DC转换器，其通过接收每一DC-DC转换器中的电流、电压和/或温度等参数以控制DC-DC转换器中的功率开关进行导通与关断的切换动作以输出预设的输出电压，并保护DC-DC转换器正常工作。 
在本发明的一具体实施例中，DC-DC转换器A还包括一电流 传感器721，电性连接于滤波电路711和功率开关S11之间，用于检测流经功率开关S11的电流，并输出一电流指示信号，如过流信号。类似地，DC-DC转换器B还包括一电流传感器722，电性连接于滤波电路712和功率开关S12之间，用于检测流经功率开关S12的电流，并输出一电流指示信号，如过流信号。于其它一实施例中，电流传感器721电性连接于二极管D21的阳极以及电容C11之间，电流传感器722电性连接于二极管D22的阳极以及电容C12之间。 
在本发明的另一具体实施例中，DC-DC转换器A还包括一温度传感器731，放置于功率开关S11的表面或附近，用于实时检测DC-DC转换器A的最高温度，并输出一温度指示信号，如温度过高的信号。类似地，DC-DC转换器B还包括一温度传感器732，放置于功率开关S12的表面或附近，用于实时检测DC-DC转换器B的最高温度，并输出一温度指示信号，如温度过高的信号。在此，DC-DC转换器中的功率开关的开关频率较高，在电性导通和关断之间频繁地切换时，温度上升相对较快，因而功率开关附近的温度大体为DC-DC转换器的最高温度。于其它实施例中，温度传感器亦可放置在DC-DC转换器的其它温度较高的位置，以适时检测DC-DC转换器的最高温度。 
在本发明的又一具体实施例中，DC-DC转换器A(或B)还包括一电压传感器(未示出)，该电压传感器可电性连接至DC-DC转换器A(或B)的直流电压输出端，用于检测DC-DC转换器A(或B)输出的直流电压，并输出一电压指示信号。 
于一实施例中，本发明的AC-DC电源转换器还包括一控制模块75，如一模拟控制器或一数字控制器，电性连接至电流传感器721和722、温度传感器731和732以及电压传感器中至少一类传感器的输出端，并且根据相应的电流指示信号、温度指示信号和电压指示信号中的至少一个来输出相应的DC-DC转换器的功率开关的控制信号。于一实施例中，AC-DC电源转换器还包括一驱动模块，即，驱动模块741和驱动模块742，分别对应于DC-DC转换器A和B。具体地，驱动模块741电性连接至DC-DC转换器A的功率开关S11和控制模块75，用于接收控制模块75所输出的控制信号，并根据该控制信号来控制功率开关S11电性导通或关断；以及驱动模块742电性连接至DC-DC转换器B的功率开关S12和控制模块75，用于接收控制模块75所输出的控制信号，并根据该控制信号来控制功率开关S12电性导通或关断。例如，该控制模块75还包括一脉宽调制单元(未示出)，并且控制信号为脉宽调制单元发出的脉冲信号。于其它一实施例中，该控制模块75还包括一频率调制单元(未示出)，并且控制信号为频率调制单元发出的脉冲信号。 
上述通过多个实施例，详细地描述了本发明的AC-DC电源转换器。此外，本发明也揭示了一种基于AC-DC电源转换方式的DC充电站。其中，该DC充电站包括：一输入端、一AC-DC电源转换器和至少一输出端。该输入端接收一三相交流信号，然后AC-DC电源转换器将所接收的交流信号转换为至少一路直流输出信号至所述至少一输出端以提供不同容量的直流输出，以便为不同容量的待充电的电子设备提供直流充电源。例如，该电子设备 包括电动车(Electric Vehicle)或插电式混合动力车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)。需要指出的是，AC-DC电源转换器在上述图1，图2和图3中已详细地加以描述，为方便起见，此处不再赘述。 
采用本发明的AC-DC电源转换器，其中的移相变压器具有至少一个副边绕组，并且将这些副边绕组设置成至少一个绕组单元，从而可根据每一绕组单元中实际的绕组数量来提供不同的相移角度，以减少电流中的谐波分量和增加系统的功率因数。并且，AC-DC电源转换器还包括与至少一个绕组单元相对应的至少一组整流器组以及与每一整流器组对应的至少一个DC-DC转换器，其中DC-DC转换器的输出端可以并联连接后提供一路直流输出，从而增加电压中的纹波频率进而降低纹波振幅，或将DC-DC转换器的输出端串联连接提供一路直流输出，还可以利用不同DC-DC转换器的输出端提供不同的多路直流输出，以满足多种电子设备的充电需求。此外，将至少一个副边绕组拆分为不同的绕组单元后，每一DC-DC转换器所输出的直流功率大幅降低，可显著地降低AC-DC电源转换器对于电路中的元器件的参数要求，节约了成本。采用本发明的AC-DC电源转换器，不再需要单独设计功率因数校正电路就可以满足电网的需求。 
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。 

Claims (30)

1.一种AC-DC电源转换器，其特征在于，所述AC-DC电源转换器包括：
一移相变压器，具有一原边绕组和至少一个副边绕组，并且所述至少一个副边绕组被设置成至少一个绕组单元；
至少一组整流器组，每一组整流器组具有至少一整流器，每一组整流器组连接至对应的一个绕组单元，并且该组整流器组中的每一整流器电性连接至对应的所述绕组单元中的所述副边绕组；以及
至少一DC-DC转换器，每一DC-DC转换器电性连接至对应的一组整流器组并且输出一预定的直流电压。
2.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述每一绕组单元具有至少一个副边绕组，并且所述至少一个副边绕组分别提供不同的移相角度。
3.根据权利要求2所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述每一绕组单元包括相同数量的副边绕组。
4.根据权利要求2所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述每一绕组单元包括不同数量的副边绕组。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述原边绕组和所述副边绕组为三角形连接、星形连接或Zig-Zag连接。
6.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述每一组整流器组由多个整流器串联连接构成。
7.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述每一组整流器组由多个整流器并联连接构成。
8.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述AC-DC电源转换器还包括一输入端，用于接收一三相交流信号，并且所述输入端电性连接至所述原边绕组。
9.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述AC-DC电源转换器具有至少一路直流输出。
10.根据权利要求9所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述至少一DC-DC转换器的输出经并联连接后提供所述至少一路直流输出。
11.根据权利要求9所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述至少一DC-DC转换器的输出经串联连接后提供所述至少一路直流输出。
12.根据权利要求9所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述至少一DC-DC转换器中的一DC-DC转换器的正输出端不和其它DC-DC转换器电性连接，从而提供所述至少一路直流输出。
13.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述DC-DC转换器为一隔离型的全桥转换器。
14.根据权利要求13所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述全桥转换器包括：
一第二滤波电路，电性连接至所述整流器组，用于对来自所述整流器组的直流电压进行滤波，以生成一第二直流电压信号；
一开关电路，电性连接至所述第二滤波电路；
一变压器，具有一原边绕组和一副边绕组，所述原边绕组电性连接至所述开关电路；
一整流器，电性连接至所述变压器的所述副边绕组，所述整流器用于对所述变压器的所述副边绕组输出的一交流信号进行整流处理，以生成一第三直流电压信号；以及
一第三滤波器，电性连接至所述整流器，用于对所述第三直流电压信号进行滤波处理。
15.根据权利要求14所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述第三滤波器还包括一电感和一电容，所述电感的一端电性连接至所述整流器的一输出端并且其另一端电性连接至所述电容的一端，以及所述电容的另一端电性连接至所述整流器的另一输出端。
16.根据权利要求14或15所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述整流器为全波整流器、同步整流器或倍流整流器。
17.根据权利要求14所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述开关电路包括至少一开关元件，且所述开关元件为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。
18.根据权利要求1所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述DC-DC转换器为一非隔离型的降压转换器。
19.根据权利要求18所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述降压转换器包括：
一第一滤波电路，电性连接至所述整流器组，用于对来自所述整流器组的直流电压进行滤波，以生成一第一直流电压信号；
一功率开关，电性连接至所述第一滤波电路；
一二极管，电性连接至所述功率开关；
一电感，电性连接至所述二极管的阴极及所述功率开关；以及
一电容，电性连接至所述电感及所述二极管的阳极。
20.根据权利要求19所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述功率开关为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。
21.根据权利要求19所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述DC-DC转换器还包括一电流传感器，电性连接于所述DC-DC转换器，用于输出一电流指示信号。
22.根据权利要求19所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述DC-DC转换器还包括一温度传感器，用于实时检测所述DC-DC转换器的最高温度，并输出一温度指示信号。
23.根据权利要求19所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述DC-DC转换器还包括一电压传感器，电性连接至所述DC-DC转换器的输出端，用于检测所述DC-DC转换器输出的直流电压，并输出一电压指示信号。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述AC-DC电源转换器还包括一控制模块，电性连接至所述电流传感器、所述温度传感器和所述电压传感器中至少一个的输出端，并且根据所述电流指示信号、所述温度指示信号和所述电压指示信号中的至少一个来输出一控制信号。
25.根据权利要求24所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述AC-DC电源转换器还包括一驱动模块，电性连接至所述功率开关和所述控制模块，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号来驱动所述功率开关电性导通或关断。
26.根据权利要求25所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述控制模块还包括一脉宽调制单元，并且所述控制信号为所述脉宽调制单元发出的脉冲信号。
27.根据权利要求25所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述控制模块还包括一频率调制单元，并且所述控制信号为所述频率调制单元发出的脉冲信号。
28.根据权利要求24所述的AC-DC电源转换器，其特征在于，所述控制模块为一模拟控制器或一数字控制器。
29.一种基于AC-DC电源转换方式的DC充电站，其特征在于，所述DC充电站包括：
一输入端，用于接收一三相交流信号；
一AC-DC电源转换器，电性连接至所述输入端，用于将所述三相交流信号转换为至少一路直流电压信号；以及
至少一输出端，用于输出所述至少一路直流电压信号，以便为待充电的电子设备提供直流充电源，
其中，所述AC-DC电源转换器为如权利要求1所述的AC-DC电源转换器。
30.根据权利要求29所述的DC充电站，其特征在于，所述电子设备包括电动车或插电式混合动力车。
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