CN111416531B - 一种整流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力电子变流技术，提供一种整流装置，包括工频交流电源、变换器、中心抽头变压器、储能元件和负载，变压器包括磁芯和导线绕磁芯形成具中心抽头线圈绕组，线圈绕组设第一、二绕组端口，中心抽头设中心端口，变换器与第一、二绕组端口连接；负载与储能元件并联，储能元件与中心端口连接；电源输出正或半周期电流时，变换器处第一或第三工作状态，电流从第一或第二绕组端口输入变压器，储能元件为负载供电，变换器在第二或第四工作状态，变换器禁止电流从第一或第二绕组端口输入变压器，而由第一或第二绕组端口与中心端口间的绕组为储能元件充电和负载供电；整流装置结构简单，而且降低对电网的污染。

Description

一种整流装置
技术领域
本发明涉及一种电力电子变流技术，尤其涉及一种将交流电转换成直流电的整流装置。
背景技术
我国城市电网为50(有些国家为60)周正弦交流电网，而绝大多数的用电设备在使用时需要直流电源，因此在交流电源与直流电源之间需要一个转换装置进行匹配，这个装置就是被广泛应用在电力系统中的整流装置。整流装置由于是介于电力电子装置与公共供电网之间的过渡装置，所以其电路特性对是供电网运行质量产生直接的影响。整流装置实际上是一种交流-直流的变流装置(AC-DC变换)，通常可分为两种类型：由二极管组成的单管、双管或全桥构成的不受控整流拓扑；由开关器件(晶闸管、MOSFET、IGBT)构成的受控整流拓扑。为了降低输出直流电压的纹波，整流装置的输出端需要一个大容量电容进行储能滤波。由于二极管是一种非线性元件，非线性元件与储能元件的组合导致了原来电网中的正弦电流变成向电压峰值附近堆挤的脉动电流，造成电网输入电流的畸变。畸变后的电流高次谐波含量非常大，并通过输入线传回主电网，对电网造成谐波污染，可能导致变电设备损坏。
为了减少电网谐波污染，国内外电力系统出台了各种限制谐波的标准，如国际电工委员会的IEC555-2-D标准、国内国家技术监督局制定的国家标准GB/T14594-93标准，就对接入交流电网的设备提出了降低谐波含量的技术标准。显然，降低整流装置的谐波水平已成为必须解决的问题。常用的整流装置抑制谐波的方法有：1通过在整流装置输入侧注入极性相反的谐波以达到谐波抑制目的。2通过电感、电容等无源元件构成滤波回路以达到谐波抑制目的。3在整流桥后面增加DC-DC变换器环节，使输入电流跟踪输入电压的包络，达到降低输入电流谐波的目的，这种方法称为有源校正法。上述三种方法中，第一种方法由于很难产生极性相反的谐波，因此很难应用在实际场景中。第二种方法由于电感、电容体积很大，而且滤波的带宽很窄，在实际实用中效果也十分有限。因此有源校正法是降低整流装置输入电流畸变的主要方法。有源校正法的不足之处在于它依然需要在DC-DC变换器前面设置整流桥，这导致在电压低的时候跟踪不准确，同时整体结构也偏复杂，因此还有研究改进的空间。
发明内容
本发明提出了一种基于中心抽头变压器的整流装置，以简化整流装置的结构和降低对电网的污染。
本发明第一方面的实施例提供一种整流装置，包括：
连接工频交流电源的火线端口和零线端口的变换器；
中心抽头变压器，其中，所述中心抽头变压器包括磁芯和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头线圈绕组，所述线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接；
用于与负载并联连接的储能元件，其中，所述储能元件与所述中心端口连接；
在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器处于第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器在第二工作状态，所述变换器禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器通过所述第一绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供预设方向的电流；
在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，将所述电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器在第四工作状态，所述变换器禁止交流电输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器通过所述第二绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
本发明第二方面的实施例提供一种整流装置，包括：
连接工频交流电源的火线端口和零线端口的变换器；
中心抽头变压器，其中，所述中心抽头变压器包括磁芯、由导线绕磁芯绕制形成初级线圈绕组和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头的次级线圈绕组，所述初级线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述初级线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述次级线圈的一端设置第三绕组端口，所述次级线圈绕组的另一端设置第四绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接；
用于与负载并联连接的储能元件；
在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器处于第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器在第二工作状态，所述变换器禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器通过所述第四绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流；
在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，将所述电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，储能元件为所述负载提供所述预设方向的电流，若所述变换器在第四工作状态，所述变换器禁止所述负半周期的电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器通过所述第三绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
本发明实施例提供的整流装置，当变换器处于一个工作状态时，将交流电输入所述中心抽头变压器，磁场能量增加以存储能量，由储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器处于另一个工作状态时，所述变换器禁止所述交流电输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器将存储的磁能转换成电流并为储能元件充电和为所述负载提供相同的预设方向的电流。所述整流装置结构简单，而且降低对电网的污染。
附图说明
图1为本发明第一方面的实施例提供的整流装置的应用示意图。
图2为本发明第一方面的实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第一工作状态时的应用拓扑示意图。
图3为本发明第一方面的实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第二工作状态时的应用拓扑示意图。
图4为本发明第一方面的实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第三工作状态时的应用拓扑示意图。
图5为本发明第一方面的实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第四工作状态时的应用拓扑示意图。
图6为本发明第一方面的实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式的应用示意图。
图7为本发明第一方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第一工作状态时的应用拓扑示意图。
图8为本发明第一方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第二工作状态时的应用拓扑示意图。
图9为本发明第一方面的实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式的应用示意图。
图10为本发明第一方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第三工作状态时的应用拓扑示意图。
图11为本发明第一方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第四工作状态时的应用拓扑示意图。
图12为本发明第二方面的实施例提供的整流装置的应用示意图。
图13为本发明第二方面的实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第一工作状态时的应用拓扑示意图。
图14为本发明第二方面的实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第二工作状态时的应用拓扑示意图。
图15为本发明第二方面的实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第三工作状态时的应用拓扑示意图。
图16为本发明第二方面的实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第四工作状态时的应用拓扑示意图。
图17为本发明第二方面的实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式的应用示意图。
图18为本发明第二方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第一工作状态时的应用拓扑示意图。
图19为本发明第二方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的正半周工作模式且变换器处于第二工作状态时的应用拓扑示意图。
图20为本发明第二方面的实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式的应用示意图。
图21为本发明第二方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第三工作状态时的应用拓扑示意图。
图22为本发明第二方面的另一实施例提供的整流装置在交流电的负半周工作模式且变换器处于第四工作状态时的应用拓扑示意图
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，例如，如何简化整流装置的结构和/或如何减少对电网的污染等。本发明实施实施例提供一种整流装置，其中，所述整流装置包括：连接工频交流电源的火线端口和零线端口的变换器；中心抽头变压器，其中，所述中心抽头变压器包括磁芯和由导线绕磁芯绕制形成且设置有中心抽头线圈绕组。所述线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接；用于与负载并联连接的储能元件，其中，所述储能元件与所述中心端口连接。其中，所述负载可以为任何需要被供直流电的电子设备。
在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器处于第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，并从第二绕组端口输出，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，储能元件为所述负载提供预设方向的电流；若所述变换器在第二工作状态，所述变换器禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转换成电能，所述中心抽头变压器通过所述中心端口为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，将所述电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，并从第一绕组端口输出，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，储能元件为所述负载提供所述预设方向的电流，若所述变换器在第四工作状态，所述变换器禁止所述负半周期的电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转换成电能，所述中心抽头变压器通过所述中心端口为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
进一步地，所述线圈绕组可以为第一绕组端口和第二绕组端口之间线圈绕组，所述第一绕组端口和第二绕组端口之间线圈绕组上具有所述中心抽头。若所述变换器在第二工作状态，所述中心抽头变压器通过所述中心端口为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，包括：所述中心抽头变压器通过所述第一绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。若所述变换器在第四工作状态，所述中心抽头变压器通过所述中心端口为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，包括：所述中心抽头变压器通过所述第二绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。针对这种实现方式，具体可以参见本文后述部分中的第一方面提供的一种整流装置，在这里先不赘述。
进一步地，所述线圈绕组可以包括导线绕磁芯绕制形成初级线圈绕组和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头的次级线圈绕组，所述初级线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述初级线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述次级线圈的一端设置第三绕组端口，所述次级线圈绕组的另一端设置第四绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接。若所述变换器在第二工作状态，所述中心抽头变压器通过所述中心端口为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，包括：所述中心抽头变压器通过所述第四绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。若所述变换器在第四工作状态，所述中心抽头变压器通过所述中心端口为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，包括：所述中心抽头变压器通过所述第三绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。针对这种实现方式，具体可以参见本文后述部分中的第二方面提供的一种整流装置，在这里先不赘述。
本发明实施例第一方面提供一种整流装置，所述整流装置能够将输入的工频交流电转换成直流电，并为负载提供所述直流电。本发明实施例提供一种整流装置，包括：连接工频交流电源的火线端口和零线端口的变换器；中心抽头变压器，其中，所述中心抽头变压器包括磁芯和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头线圈绕组，所述线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接；用于与负载并联连接的储能元件，其中，所述储能元件与所述中心端口连接。
在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器处于第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，并从第二绕组端口输出，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，储能元件为所述负载提供预设方向的电流；若所述变换器在第二工作状态，所述变换器禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转换成电能，所述中心抽头变压器通过所述第一绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，将所述电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，并从第一绕组端口输出，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，储能元件为所述负载提供所述预设方向的电流，若所述变换器在第四工作状态，所述变换器禁止所述负半周期的电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转换成电能，所述中心抽头变压器通过所述第二绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
本发明实施例第一方面提供的整流装置，当变换器处于一个工作状态时，将交流电输入所述中心抽头变压器，磁场能量增加以存储能量，由储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器处于另一个工作状态时，所述变换器禁止所述交流电输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器将存储的磁能转换成电流并为储能元件充电和为所述负载提供相同的预设方向的电流。所述整流装置结构简单，而且降低对电网的污染。
图1为本发明实施例第一方面提供的整流装置的应用示意图。图1提供一种应用所述整流装置将工频交流电转换成预设方向的直流电的供电系统。所述供电系统，包括提供工频交流电的电源1、连接所述电源1的整流装置和从整流装置获取所述预设方向的直流电的负载5。所述工频交流电的电源1可以是目前不同国家提供的不同电压的市电，例如，100V、110V、130V或者220V等，在此不作具体的限定。所述整流装置包括：变换器2、中心抽头变压器3、储能元件4。所述电源1为工频交流电源提供火线端口P和零线端口N。所述变换器2可以包括一个或多个的控制开关部件21和/或一个或多个二极管22，变换器2包括A1和A2连接端口，所述变换器2通过所述A1和A2连接端口连接工频交流电源的火线端口P和零线端口N。
所述中心抽头变压器3包括磁芯31和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头的线圈绕组32。其中，所述磁芯31具有闭合磁路。线圈绕组32的一端可以设置第一绕组端口C1，线圈绕组32的另一端可以设置第二绕组端口C2，所述绕组线圈32可以为第一绕组端口和第二绕组端口之间的线圈绕组，则第一绕组端口和第二绕组端口之间的线圈绕组具有中心抽头。其中，所述中心抽头可以设置对应的中心端口C3。这样，线圈绕组32可以包括第一绕组端口C1和所述中心端口C3之间的线圈绕组和第二绕组端口C2和所述中心端口C3之间的线圈绕组。在某些实施例中，所述线圈绕组32由双线并绕工艺绕制，所述第一绕组端口C1和所述中心端口C3之间的线圈绕组和所述第二绕组端口C2和所述中心端口C3之间的线圈绕组结构对称且电感量相等。变换器2可以包括B1和B2连接端口，变换器2可以通过B1和B2连接端口与所述中心抽头变压器3的第一绕组端口C1和所述第二绕组端口C2。
所述储能元件4是可以能够存储电能的元件，所述储能元件4用于所述负载5并联，所述中心抽头变压器3的中心端口C3与所述储能元件4连接。在某些实施例中，所述储能元件4可以包括电容，所述电容与所述负载5并联，所述中心端口C3可以与所述电容的正极连接。具体地，所述变换器2还可以包括B3连接端口，所述中心端口C3与所述储能元件4一端连接，B3连接端口与所述储能元件4的另一端连接。当所述整流装置工作时，所述整流装置能为所述负载5输出的电压为Uo。
参见图2，所述变换器包括第一控制开关部件211，其中，第一控制开关部件211包括可控硅、三极管、MOSFET管或IGBT管中的一种或多种。当所述第一控制开关部件211获取到第一周期控制信号中的第一导通控制信号时，第一控制开关部件211处于导通状态，所述变换器进入第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流iAC从第一绕组端口C1输入所述中心抽头变压器并从所述第二绕组端口C2输出，所述正半周期的电流iAC可以与输入所述中心抽头变压器的电流iTC相等，此时，所述中心抽头变压器将电能转换成磁场能量，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，中心端口C3输出的电流iO为零，由储能元件以放电的形式为所述负载提供预设方向的电流。
继续参见图3，当所述第一控制开关部件211接收到第一周期控制信号中的第一断开控制信号时，第一控制开关部件211处于断开状态，所述变换器进入第二工作状态，此时，所述变换器禁止所述正半周期的电流iAC从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，即所述电源与所述中心抽头变压器处于断开状态，所述正半周期的电流iAC为零。所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，并通过所述第一绕组端口C1和所述中心端口C3之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。此时，所述中心端口C3输出的电流iO在流经储能元件和所述负载之后，从B3连接端口进入所述变换器，变换器所述将电流iTC从第一绕组端口C1输入，此时，输入中心抽头变压器的电流iTC等于中心端口C3输出的电流iO。
参见图4，所述变换器包括第二控制开关部件212，其中，第二控制开关部件212包括可控硅、三极管、MOSFET管或IGBT管中的一种或多种。当所述第二控制开关部件212获取到第二周期控制信号中的第二导通控制信号时，第二控制开关部件212处于导通状态，所述变换器进入第三工作状态，所述变换器将所述负半周期的电流iAC从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器，并从所述第一绕组端口C1输出，此时，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，中心端口C3输出的电流iO为零，由储能元件通过放电的形式为所述负载提供所述预设方向的电流。
继续参见图5，当所述第二控制开关部件212接收到第二周期控制信号中的第二断开控制信号时，第二控制开关部件212处于断开状态，所述变换器进入第四工作状态，此时，所述变换器禁止所述负半周期的电流iAC从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器，即所述电源与所述中心抽头变压器处于断开状态，所述负半周期的电流iAC为零。所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，并通过所述第二绕组端口C2和所述中心端口C3之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
在某些实施例中，所述第一周期控制信号和第二周期控制信号可以是同一周期控制信号，更进一步地，在某些情况中，第一断开控制信号和第二断开控制信号是相同的，第一导通控制信号和第二导通控制信号是相同的，例如，第一断开控制信号和第二断开控制信号是同一周期方波控制信号中的低电平信号，第一导通控制信号和第二导通控制信号是同一周期方波控制信号中的高电平信号。在某些实施例中，所述第一周期控制信号与所述第二周期控制信号不是同一控制信号，在这里不做具体的限定。在某些实施例中，所述第一周期控制信号和第二周期控制信号可以是高频信号。由于所述第一周期控制信号和所述第二周期控制信号是高频信号，因此可将输入电流均匀的沿时间轴分布，使输入电流能够很精准的跟踪输入电压，解决了输入电流畸变的问题。
如图6-8所示，所述第一控制开关部件211分别连接工频交流电源的火线端口P和第一绕组端口C1，例如，所述第一控制开关部件211包括有三个端口：漏极D、源极S和栅极g，漏极D与工频交流电源的火线端口P，源极S与第一绕组端口C1，栅极g可以获取到第一周期控制信号的第一导通控制信号和第一断开控制信号以分别控制所述第一控制开关部件211的导通和断开。例如，栅极g接收到周期方波控制信号中的高电平信号时，所述第一控制开关211处于导通状态；栅极g接收到周期方波控制信号中的低电平信号时，所述第一控制开关211处于断开状态。
如图7所示，第一控制开关部件211处于导通状态以使所述正半周期的电流iAC通过所述第一控制开关部件211从第一绕组端口C1输入所述中心抽头变压器3，并从所述第二绕组端口C2输出。如图8所示，第一控制开关部件211处于断开状态以禁止所述正半周期的电流iAC从第一绕组端口C1输入所述中心抽头变压器。所述变换器还包括二极管221和第一二极管222，所述二极管221连接第二绕组端口C2和所述工频交流电源的零线端口N，所述第一二极管222连接所述第一绕组端口C1连接和所述储能元件，具体地，所述中心端口C3连接所述储能元件的一端，第一二极管222连接所述第一绕组端口C1和所述储能元件的另一端。在所述工频交流电源输出正半周期的电流iAC时，若第一控制开关部件处于导通状态，所述变换器进入第一工作状态，二极管221处于导通状态，第一二极管222处于截止状态，所述正半周期的电流iAC流过第一控制开关部件，通过所述第一绕组端口C1输入中心抽头变压并从所述第二绕组端口C2输出，所述中心抽头变压器将电能转换成磁场能量，电流iTC流过二极管221回到工频交流电源的零线端口N。若第一控制开关部件211处于断开状态，所述变换器进入第二工作状态，二极管221处于截止状态，第一二极管222处于导通状态，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，所述第一绕组端口C1和所述中心端口C3之间的线圈绕组产生电流iTC，所述iTC从所述中心端口C3输出，并为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，从所述储能元件和负载流出的电流经过所述第一二极管222流回到所述第一绕组端口C1。在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，二极管221处于截止状态。
如图9-11所示，所述第二控制开关部件212分别工频交流电源的零线端口N和第二绕组端口C2，例如，所述第二控制开关部件212包括有三个端口：漏极D、源极S和栅极g，漏极D与工频交流电源的零线端口N，源极S与第二绕组端口C2，栅极g可以获取到第二周期控制信号的第二导通控制信号和第二断开控制信号以分别控制所述第二控制开关212的导通和断开。例如，栅极g接收到周期方波控制信号中的高电平信号时，所述第二控制开关212处于导通状态；栅极g接收到周期方波控制信号中的低电平信号时，所述第二控制开关212处于断开状态。
如图10所示，第二控制开关部件212处于导通状态以使所述负半周期的电流iAC通过所述第二控制开关部件212从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器3，并从所述第一绕组端口C1输出。如图11所示，第二控制开关部件212处于断开状态以禁止所述负半周期的电流iAC从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器。所述变换器还包括二极管223和第二二极管224，所述二极管223连接第一绕组端口C1和所述工频交流电源的火线端口P，所述第二二极管224连接所述第二绕组端口C2连接和所述储能元件，具体地，所述中心端口C3连接所述储能元件的一端，第二二极管224连接所述第二绕组端口C2和所述储能元件的另一端。在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若第二控制开关部件处于导通状态，所述变换器进入第三工作状态，二极管223处于导通状态，第二二极管224处于截止状态，所述负半周期的电流iAC流过第二控制开关部件，通过所述第二绕组端口C2输入中心抽头变压并从所述第一绕组端口C1输出，所述中心抽头变压器将电能转换成磁场能量，电流iTC流过二极管D3回到工频交流电源的火线端口P。若第二控制开关部件处于断开状态，所述变换器进入第四工作状态，二极管223处于截止状态，第二二极管224处于导通状态，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，所述第二绕组端口C2和所述中心端口C3之间的线圈绕组产生电流iTC，所述iTC从所述中心端口C3输出，并为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，从所述储能元件和负载流出的电流经过所述第二二极管224流回到所述第二绕组端口C2。在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，二极管223处于截止状态。
可以理解的是，针对图2-5、7-8和10-11，流过电流的电路和元器件用黑实线示意，没有流过电流的元器件用虚线示意。
若第一周期控制信号和/或第二周期控制信号的周期为T＝t2-t0，时间域[t0，t2]被分为第一导通控制信号和/或第二导通控制信号对应的导通时间段和第一断开控制信号和/或第二断开控制信号对应的断开时间段，例如，导通时间段为时间域[t0，t1]、断开时间段为时间域[t1，t2]。第一周期控制信号和/或第二周期控制信号的周期T远小于所述电源的周期；在时间域[t0，t1]内，第一控制开关部件和/或第二控制开关部件处于导通状态。在时间域[t1，t2]内，第一控制开关部件和/或第二控制开关部件处于断开状态。
1)在导通时间段[t0，t1]中：
在导通时间段[t0，t1]中，电源输出电流通过注入电流通道向中心抽头变压器提供注入电流iTC，线圈绕组中心端口C3的输出电流iO为零。在导通时间段中，中心抽头变压器中的磁场能量增加，注入电流iTC为：
公式(1)中，L为中心抽头变压器端口C1、C2之间的电感量，UAC是电源的电压，iTC(t0)为在t0时刻的注入电流；
在导通时间段中，储能部件向负载输出电流，储能部件输出电流iC等于负载电流iL。
2)在断开时间段[t1，t2]中：
在断开时间段[t1，t2]中，电源与中心抽头变压器断开连接，其输出电流iAC为零。中心抽头变压器改由输出电压Uo通过注入电流通道提供注入电流iTC，形成流经C3的输出电流iO，有iTC＝iO。输出电流iO向负载电阻提供负载电流iL，同时为储能部件提供充电电流iC，有iO＝iL+iC。在截止时间段中，中心抽头变压器中的磁场能量减少，注入电流iTC为：
公式(2)中，iTC(t1)为iTC在t1时刻的电流值。
所述的基于中心抽头变压器的整流装置，其特征在于：定义为占空比D为
利用公式(3)，公式(2)改写为：
利用公式(4)，调节占空比D的数值可改变负载电流iL和输出电压Uo。加大占空比D的数值可提高iL和Uo，减少占空比D的数值可降低iL和Uo，
通过将负载电流iL和输出电压Uo作为反馈参数，根据反馈参数调整占空比D，该整流装置提供恒电流输出和恒电压输出以下两种工作模式中的至少一种：
1)负载电流恒电流控制模式：
设定负载电流恒定值ILF，负载电流iL作为反馈量。将反馈量iL与设定值ILF进行比较，当ILF＞iL时加大D的数值，提高负载电流iL；当ILF＜iL时减少D的数值，降低负载电流iL，通过改变占空比D维持负载电流iL恒定在负载电流恒定值ILF的附近。
2)输出电压恒电压控制模式：
设定输出电压恒定值UOF，输出电压Uo作为反馈量。将反馈量Uo与设定值UOF进行比较，当UOF＞Uo时加大D的数值，提高输出电压Uo；当UOF＜Uo时减少D的数值，降低输出电压Uo，通过改变占空比D维持输出电压Uo恒定在输出电压恒定值UOF的附近。
本发明实施例第二方面提供一种整流装置，所述整流装置能够将输入的工频交流电转换成直流电，并为负载提供所述直流电。本发明实施例提供一种整流装置，包括：连接工频交流电源的火线端口和零线端口的变换器；中心抽头变压器，其中，所述中心抽头变压器包括磁芯、由导线绕磁芯绕制形成初级线圈绕组和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头的次级线圈绕组，所述初级线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述初级线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述次级线圈的一端设置第三绕组端口，所述次级线圈绕组的另一端设置第四绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接；
用于与负载并联连接的储能元件，其中，所述储能元件与所述中心端口连接。
在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器处于第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，并从第二绕组端口输出，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，储能元件为所述负载提供预设方向的电流；若所述变换器在第二工作状态，所述变换器禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转换成电能，所述中心抽头变压器通过所述第四绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，将所述电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，并从第一绕组端口输出，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，储能元件为所述负载提供所述预设方向的电流，若所述变换器在第四工作状态，所述变换器禁止所述负半周期的电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转换成电能，所述中心抽头变压器通过所述第三绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
本发明实施例第二方面提供的整流装置，当变换器处于一个工作状态时，将交流电输入所述中心抽头变压器，磁场能量增加以存储能量，由储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器处于另一个工作状态时，所述变换器禁止所述交流电输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器将存储的磁能转换成电流并为储能元件充电和为所述负载提供相同的预设方向的电流。所述整流装置结构简单，而且降低对电网的污染。
图12为本发明实施例第二方面提供的整流装置的应用示意图。图12提供一种应用所述整流装置将工频交流电转换成预设方向的直流电的供电系统。所述供电系统，包括提供工频交流电的电源1、连接所述电源1的整流装置和从整流装置获取所述预设方向的直流电的负载5。所述工频交流电的电源1可以是目前不同国家提供的不同电压的市电，例如，100V、110V、130V或者220V等，在此不作具体的限定。所述整流装置包括：变换器6、中心抽头变压器3、储能元件4。所述电源1为工频交流电源提供火线端口P和零线端口N。所述变换器6可以包括一个或多个的控制开关部件和/或一个或多个二极管，变换器6包括A1和A2连接端口，所述变换器6通过所述A1和A2连接端口连接工频交流电源的火线端口P和零线端口N。进一步地，所述变换器可以包括第一变换器组件61和第二变换器组件62。第一变换器组件61用于连接工频交流电源的火线端口P和零线端口N和所述中心抽头变压器7，第二变换器组件62用于连接储能元件和所述中心抽头变压器7。第一变换器组件具有A1和A2连接端口，所述变换器6通过所述A1和A2连接端口连接工频交流电源的火线端口P和零线端口N。
所述中心抽头变压器7包括磁芯71、由导线绕磁芯绕制形成初级线圈绕组72和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头的次级线圈绕组73。其中，所述磁芯71具有闭合磁路。所述初级线圈绕组72的一端可以设置第一绕组端口C1，所述初级线圈绕组72的另一端可以设置第二绕组端口C2，所述次级线圈绕组的一端设置第三绕组端口D1，所述次级线圈绕组的另一端设置第四绕组端口D2，其中，所述中心抽头可以设置对应的中心端口D3。这样，所述次级线圈绕组72可以包括第三绕组端口D1和所述中心端口D3之间的线圈绕组和第四绕组端口D2和所述中心端口D3之间的线圈绕组。在某些实施例中，所述次级线圈绕组72由双线并绕工艺绕制，所述第三绕组端口D1和所述中心端口D3之间的线圈绕组和所述第四绕组端口D2和所述中心端口D3之间的线圈绕组结构对称且电感量相等。变换器6可以包括B1和B2连接端口，变换器6可以通过B1和B2连接端口与所述中心抽头变压器7的第一绕组端口C1和所述第二绕组端口C2。进一步地，所述第一变换器组件61连接第一绕组端口C1和第二绕组端口C2，第一变换器组件61可以包括B1和B2连接端口，第一变换器组件可以通过B1和B2连接端口与所述中心抽头变压器7的第一绕组端口C1和所述第二绕组端口C2。
所述储能元件4是可以能够存储电能的元件，所述储能元件4用于所述负载并联。所述中心抽头变压器6的中心端口D3与所述储能元件4连接。进一步地，所述中心抽头变压器3的中心端口D3与所述储能元件4的一端连接，所述第二变换器组件连接与所述储能元件的另一端连接。第二变换器组件包括E1、E2连接端口，其中，所述E1、E2连接端口分别与第三绕组端口D1和第四绕组端口D2连接。
在某些实施例中，所述储能元件4可以包括电容，所述电容与所述负载并联，所述中心端口D3可以与所述电容的负极连接。当所述整流装置工作时，所述整流装置能为所述负载输出的电压为Uo。
参见图13，所述变换器包括第一控制开关部件611，进一步地，所述第一变换器组件包括第一控制开关部件。其中，第一控制开关部件611包括可控硅、三极管、MOSFET管或IGBT管中的一种或多种。当所述第一控制开关部件611获取到第一周期控制信号中的第一导通控制信号时，第一控制开关部件611处于导通状态，所述变换器进入第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流iAC从第一绕组端口C1输入所述中心抽头变压器并从所述第二绕组端口C2输出，所述正半周期的电流iAC可以与输入所述中心抽头变压器的电流iTC相等，此时，所述中心抽头变压器将电能转换成磁场能量，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，第三绕组端口、第四绕组端口和中心端口D3输出的电流iO为零，由储能元件以放电的形式为所述负载提供预设方向的电流。
继续参见图14，当所述第一控制开关部件611接收到第一周期控制信号中的第一断开控制信号时，第一控制开关部件611处于断开状态，所述变换器进入第二工作状态，此时，所述变换器禁止所述正半周期的电流iAC从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，即所述电源与所述中心抽头变压器处于断开状态，所述正半周期的电流iAC为零。所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，并通过所述第四绕组端口D2和所述中心端口D3之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。进一步，所述第四绕组端口输出的电流iO在流经储能元件和所述负载之后，流入中心端口D3。
参见图15，所述变换器包括第二控制开关部件612，进一步地，所述第一变换器组件包括第一控制开关部件。其中，第二控制开关部件612包括可控硅、三极管、MOSFET管或IGBT管中的一种或多种。当所述第二控制开关部件612获取到第二周期控制信号中的第二导通控制信号时，第二控制开关部件612处于导通状态，所述变换器进入第三工作状态，所述变换器将所述负半周期的电流iAC从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器，并从所述第一绕组端口C1输出，此时，所述中心抽头变压器的磁场能量增加，中心端口D3输出的电流iO为零，由储能元件通过放电的形式为所述负载提供所述预设方向的电流。
继续参见图16，当所述第二控制开关部件612接收到第二周期控制信号中的第二断开控制信号时，第二控制开关部件612处于断开状态，所述变换器进入第四工作状态，此时，所述变换器禁止所述负半周期的电流iAC从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器，即所述电源与所述中心抽头变压器处于断开状态，所述负半周期的电流iAC为零。所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，并通过所述第三绕组端口D1和所述中心端口D3之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流。
在某些实施例中，所述第一周期控制信号和第二周期控制信号可以是同一周期控制信号，更进一步地，在某些情况中，第一断开控制信号和第二断开控制信号是相同的，第一导通控制信号和第二导通控制信号是相同的，例如，第一断开控制信号和第二断开控制信号是同一周期方波控制信号中的低电平信号，第一导通控制信号和第二导通控制信号是同一周期方波控制信号中的高电平信号。在某些实施例中，所述第一周期控制信号与所述第二周期控制信号不是同一控制信号。在这里不做具体的限定。在某些实施例中，所述第一周期控制信号和第二周期控制信号可以是高频信号。由于所述第一周期控制信号和所述第二周期控制信号是高频信号，因此可将输入电流均匀的沿时间轴分布，使输入电流能够很精准的跟踪输入电压，解决了输入电流畸变的问题。在某些实施例种，由于次级线圈的绕制的方式不同，前述部分的第三绕组端口可以和所述第四绕组端口互换，在这里不作具体的限定。
如图17-19所示，所述第一控制开关部件611分别连接工频交流电源的火线端口P和第一绕组端口C1，例如，所述第一控制开关部件611包括有三个端口：漏极D、源极S和栅极g，漏极D与工频交流电源的火线端口P，源极S与第一绕组端口C1，栅极g可以获取到第一周期控制信号的第一导通控制信号和第一断开控制信号以分别控制所述第一控制开关部件611的导通和断开。例如，栅极g接收到周期方波控制信号中的高电平信号时，所述第一控制开关611处于导通状态；栅极g接收到周期方波控制信号中的低电平信号时，所述第一控制开关611处于断开状态。
如图18所示，第一控制开关部件611处于导通状态以使所述正半周期的电流iAC通过所述第一控制开关部件611从第一绕组端口C1输入所述中心抽头变压器7，并从所述第二绕组端口C2输出。如图19所示，第一控制开关部件611处于断开状态以禁止所述正半周期的电流iAC从第一绕组端口C1输入所述中心抽头变压器。所述变换器还包括二极管613和第一二极管621，进一步地，所述第一变换器组件包括二极管613，所述第二变换器组件包括第一二极管621。所述二极管613连接第二绕组端口C2和所述工频交流电源的零线端口N，所述第一二极管621连接所述第四绕组端口连接和所述储能元件，具体地，所述中心端口D3连接所述储能元件的一端，第一二极管621连接所述第四绕组端口D2和所述储能元件的另一端。在所述工频交流电源输出正半周期的电流iAC时，若第一控制开关部件处于导通状态，所述变换器进入第一工作状态，二极管613处于导通状态，第一二极621管处于截止状态，所述正半周期的电流iAC流过第一控制开关部件，通过所述第一绕组端口C1输入中心抽头变压并从所述第二绕组端口C2输出，所述中心抽头变压器将电能转换成磁场能量，电流iTC流过二极管613回到工频交流电源的零线端口N。若第一控制开关部件611处于断开状态，所述变换器进入第二工作状态，二极管613处于截止状态，第一二极管612处于导通状态，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，所述第四绕组端口D2和所述中心端口D3之间的线圈绕组产生电流iCO1，所述iCO1从所述第四绕组端口输出，流经第一二极管，并为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，从所述储能元件和负载流出的电流流回到所述中心端口。在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，二极管613处于截止状态。
如图20-22所示，所述第二控制开关部件612分别连接工频交流电源的零线端口N和第二绕组端口C2，例如，所述第二控制开关部件612包括有三个端口：漏极D、源极S和栅极g，漏极D与工频交流电源的零线端口N，源极S与第二绕组端口C2，栅极g可以获取到第二周期控制信号的第二导通控制信号和第二断开控制信号以分别控制所述第二控制开关612的导通和断开。例如，栅极g接收到周期方波控制信号中的高电平信号时，所述第二控制开关612处于导通状态；栅极g接收到周期方波控制信号中的低电平信号时，所述第二控制开关612处于断开状态。
如图21所示，第二控制开关部件612处于导通状态以使所述负半周期的电流iAC通过所述第二控制开关部件612从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器7，并从所述第一绕组端口C1输出。如图22所示，第二控制开关部件612处于断开状态以禁止所述负半周期的电流iAC从第二绕组端口C2输入所述中心抽头变压器。所述变换器还包括二极管614和第二二极管622，进一步地，所述第一变换器组件包括二极管614，所述第二变换器组件包括第二二极管622。所述二极管614连接第一绕组端口C1和所述工频交流电源的火线端口P，所述第二二极管622连接所述第三绕组端口D1连接和所述储能元件，具体地，所述中心端口C3连接所述储能元件的一端，第二二极管224连接所述第三绕组端口D2和所述储能元件的另一端。在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若第二控制开关部件处于导通状态，所述变换器进入第三工作状态，二极管614处于导通状态，第二二极管622处于截止状态，所述负半周期的电流iAC流过第二控制开关部件，通过所述第二绕组端口C2输入中心抽头变压并从所述第一绕组端口C1输出，所述中心抽头变压器将电能转换成磁场能量，电流iTC流过二极管614回到工频交流电源的火线端口P。若第二控制开关部件处于断开状态，所述变换器进入第四工作状态，二极管614处于截止状态，第二二极管622处于导通状态，所述中心抽头变压器可以将存储的磁场能量转化成电能，所述第三绕组端口D1和所述中心端口D3之间的线圈绕组产生电流iCO2，所述iCO2从所述第三绕组端口输出，流经第二二极管622，并为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流，从所述储能元件和负载流出的电流流回到所述中心端口。在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，二极管614处于截止状态。
可以理解的是，针对图13-16、18-19和21-22，流过电流的电路和元器件用黑实线示意，没有流过电流的元器件用虚线示意。
若第一周期控制信号和/或第二周期控制信号的周期为T＝t2-t0，时间域[t0，t2]被分为第一导通控制信号和/或第二导通控制信号对应的导通时间段和第一断开控制信号和/或第二断开控制信号对应的断开时间段，例如，导通时间段为时间域[t0，t1]、断开时间段为时间域[t1，t2]。第一周期控制信号和/或第二周期控制信号的周期T远小于所述电源的周期；在时间域[t0，t1]内，第一控制开关部件和/或第二控制开关部件处于导通状态。在时间域[t1，t2]内，第一控制开关部件和/或第二控制开关部件处于断开状态。
1)在导通时间段[t0，t1]中：
在导通时间段[t0，t1]中，电源输出电流通过注入电流通道向中心抽头变压器提供注入电流iTC，线圈绕组中心端口C3的输出电流iO为零。在导通时间段中，中心抽头变压器中的磁场能量增加，注入电流iTC为：
公式(1)中，L为中心抽头变压器端口C1、C2之间的电感量，UAC是电源的电压，iTC(t0)为在t0时刻的注入电流；
在导通时间段中，储能部件向负载输出电流，储能部件输出电流iC等于负载电流iL。
2)在断开时间段[t1，t2]中：
在断开时间段[t1，t2]中，电源与中心抽头变压器断开连接，其输出电流iAC为零。中心抽头变压器改由输出电压Uo通过注入电流通道提供注入电流iTC，形成流经C3的输出电流iO，有iTC＝iO。输出电流iO向负载电阻提供负载电流iL，同时为储能部件提供充电电流iC，有iO＝iL+iC。在截止时间段中，中心抽头变压器中的磁场能量减少，注入电流iTC为：
公式(2)中，iTC(t1)为iTC在t1时刻的电流值。
所述的基于中心抽头变压器的整流装置，其特征在于：定义为占空比D为
利用公式(3)，公式(2)改写为：
利用公式(4)，调节占空比D的数值可改变负载电流iL和输出电压Uo。加大占空比D的数值可提高iL和Uo，减少占空比D的数值可降低iL和Uo，
通过将负载电流iL和输出电压Uo作为反馈参数，根据反馈参数调整占空比D，该整流装置提供恒电流输出和恒电压输出以下两种工作模式中的至少一种：
3)负载电流恒电流控制模式：
设定负载电流恒定值ILF，负载电流iL作为反馈量。将反馈量iL与设定值ILF进行比较，当ILF＞iL时加大D的数值，提高负载电流iL；当ILF＜iL时减少D的数值，降低负载电流iL，通过改变占空比D维持负载电流iL恒定在负载电流恒定值ILF的附近。
4)输出电压恒电压控制模式：
设定输出电压恒定值UOF，输出电压Uo作为反馈量。将反馈量Uo与设定值UOF进行比较，当UOF＞Uo时加大D的数值，提高输出电压Uo；当UOF＜Uo时减少D的数值，降低输出电压Uo，通过改变占空比D维持输出电压Uo恒定在输出电压恒定值UOF的附近。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种整流装置，其特征在于，包括：
连接工频交流电源的火线端口和零线端口的变换器；
中心抽头变压器，其中，所述中心抽头变压器包括磁芯和由导线绕磁芯绕制形成且具有中心抽头的线圈绕组，所述线圈绕组的一端设置第一绕组端口，所述线圈绕组的另一端设置第二绕组端口，所述中心抽头设置中心抽头对应的中心端口，所述变换器与所述第一绕组端口和第二绕组端口连接；
用于与负载并联连接的储能元件；
在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器处于第一工作状态，所述变换器将所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，储能元件为所述负载提供预设方向的电流，若所述变换器在第二工作状态，所述变换器禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器通过所述第一绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流；
在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，将所述电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，储能元件为所述负载提供所述预设方向的电流，若所述变换器在第四工作状态，所述变换器禁止所述负半周期的电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器，所述中心抽头变压器通过所述第二绕组端口和所述中心端口之间的线圈绕组为储能元件充电和为所述负载提供所述预设方向的电流；所述变换器包括第一控制开关部件和第二控制开关部件；
所述储能元件包括电容；所述电容的正极与所述中心端口连接；
所述第一控制开关部件分别连接工频交流电源的火线端口和第一绕组端口；
所述变换器还包括连接所述第一绕组端口连接和所述储能元件的第一二极管，其中，在所述工频交流电源输出正半周期的电流时，若所述变换器在第一工作状态，所述第一二极管处于截止状态，若所述变换器在第二工作状态，所述第一二极管处于导通状态；
所述第二控制开关部件分别连接工频交流电源的零线端口和第二绕组端口；
所述变换器还包括连接所述第二绕组端口连接和所述储能元件的第二二极管，其中，在所述工频交流电源输出负半周期的电流时，若所述变换器在第三工作状态，所述第二二极管处于截止状态，若所述变换器在第四工作状态，所述第二二极管处于导通状态。
2.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，所述第一控制开关部件获取到第一周期控制信号中的第一导通控制信号时，第一控制开关部件处于导通状态，所述变换器进入第一工作状态；
当所述第一控制开关部件接收到第一周期控制信号中的第一断开控制信号时，第一控制开关部件处于断开状态，所述变换器进入第二工作状态。
3.根据权利要求2所述的整流装置，其特征在于，
所述第一控制开关部件处于导通状态以使所述正半周期的电流通过所述第一控制开关部件从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器；
所述第一控制开关部件处于断开状态以禁止所述正半周期的电流从第一绕组端口输入所述中心抽头变压器。
4.根据权利要求2所述的整流装置，其特征在于，所述第一周期控制信号为高频信号。
5.根据权利要求1-3任一项所述的整流装置，其特征在于，所述第二控制开关部件获取到第二周期控制信号中的第二导通控制信号时，第二控制开关部件道通处于导通状态，所述变换器进入第三工作状态；
当所述第二控制开关部件接收到第二周期控制信号中的第二断开控制信号时，第二控制开关部件道通处于断开状态，所述变换器进入第四工作状态。
6.根据权利要求5所述的整流装置，其特征在于，
第二控制开关部件道通处于导通状态以使所述负半周期的电流通过所述第二控制开关部件从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器；
第二控制开关部件道通处于断开状态以禁止所述负半周期的电流从第二绕组端口输入所述中心抽头变压器。
7.根据权利要求5所述的整流装置，其特征在于，所述第二周期控制信号为高频信号。
8.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，所述线圈绕组由双线并绕工艺绕制，所述第一绕组端口与所述中心端口之间的线圈绕组和所述第二绕组端口与所述中心端口之间的线圈绕组结构对称且电感量相等。
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