CN111865083A - 一种功率变换电路及其应用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的功率变换电路及其应用装置，应用于电力电子技术领域，该电路包括至少一路包括变换支路和分压支路的变换主电路和母线电容支路，母线电容支路的一端与变换支路中第三二极管的阴极相连，母线电容支路的另一端与变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连；分压支路包括分压电容和第一单向导通支路，第一单向导通支路的负极与母线电容支路相连，第一单向导通支路的正极分别与分压电容的一端，以及变换支路中第二二极管的阴极相连；分压电容的另一端与变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连。本电路可防止分压电容电压跟随第二均压电容变化，从而使飞跨电容的电压可以进一步升高，满足实际应用的要求。

Description

一种功率变换电路及其应用装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种功率变换电路及其应用装置。
背景技术
参见图1，图1是现有技术中一种常用的三电平飞跨电容功率变换电路，该电路大致可以分为变换支路和母线电容支路，其中，变换支路包括输入电容Cin、电感L、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，以及飞跨电容Cf；母线电容支路包括第一均压电容Co1和第二均压电容Co2。
具体的，变换支路中输入电容Cin、电感L、第一开关管Q1和第二开关管Q2依次串联，形成闭合回路，输入电容Cin的两端同时作为功率变换电路的输入端；第一二极管D1的阳极与电感L和第一开关管Q1的连接点相连，阴极与飞跨电容Cf的一端相连，飞跨电容Cf的另一端与第一开关管Q1和第二开关管Q2的连接点相连；第二二极管D2的阳极与第一开关管Q1和第二开关管Q2的连接点相连；第三二极管D3的阳极与第一二极管D1和飞跨电容Cf的连接点相连。母线电容支路中第一均压电容Co1和第二均压电容Co2串联，母线电容支路的一端与第三二极管D3的阴极相连，母线电容支路的另一端与电容Cin和第二开关管Q2的连接点相连，第二开关管D2的阴极与母线电容支路的中点相连，母线电容支路的两端作为变换电路的输出端。
但是，在实际应用中，图1所示功率变换电路的第一均压电容Co1和第二均压电容Co2的电容值大都远大于飞跨电容Cf的电容值，待变换电路充电稳定后，飞跨电容Cf的电压将被钳位为功率变换电路的输入电压与第二均压电容Co2电容电压之差，飞跨电容Cf的电压无法进一步提高，难以满足实际应用的要求。
发明内容
本发明提供一种功率变换电路及其应用装置，以解决现有技术中功率变换电路的飞跨电容的电压无法进一步提高，难以满足实际应用的要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种功率变换电路，包括：至少一路变换主电路和母线电容支路，所述变换主电路包括变换支路和分压支路，其中，
所述母线电容支路的一端与所述变换支路中第三二极管的阴极相连，所述母线电容支路的另一端与所述变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连；
所述分压支路包括分压电容和第一单向导通支路；
所述第一单向导通支路的负极与所述母线电容支路相连，所述第一单向导通支路的正极分别与所述分压电容的一端，以及所述变换支路中第二二极管的阴极相连；
所述分压电容的另一端与所述变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连。
可选的，所述变换主电路还包括第一保护支路，其中，
所述第一保护支路包括第二单向导通支路和第一开关模块；
所述第二单向导通支路的负极与所述变换支路中第三二极管的阳极相连，所述第二单向导通支路的正极经所述第一开关模块与所述母线电容支路相连。
可选的，本发明第一方面提供的功率变换电路，还包括：第二保护支路，其中，
所述第二保护支路包括第三单向导通支路和至少一个第二开关模块；
所述第二开关模块与所述变换支路的数量相等；
所述第三单向导通支路的正极与所述母线电容支路相连，所述第三单向导通支路的负极与各所述第二开关模块的一端相连；
各所述第二开关模块的另一端分别与不同的所述变换支路中的第三二极管的阳极相连。
可选的，所述第一单向导通支路包括：一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的一种。
可选的，所述第二单向导通支路包括：一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的一种；
所述第一开关模块包括MOSFET、IGBT、继电器中的至少一种。
可选的，所述第三单向导通支路包括：一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的一种；
所述第二开关模块包括MOSFET、IGBT、继电器中的至少一种。
可选的，所述变换主电路还包括：具有第一预设阻抗值的第一阻抗调节支路，其中，
所述第一阻抗调节支路与所述飞跨电容并联连接。
可选的，所述变换主电路还包括：具有第二预设阻抗值的第二阻抗调节支路，其中，
所述第二阻抗调节支路与所述分压电容并联连接。
可选的，所述第一阻抗调节支路和所述第二阻抗调节支路均包括：一个电阻、多个电阻串联组成的调节电路、多个电阻并联组成的调节电路、电阻和电容串联组成的调节电路、电阻和电容并联组成的调节电路中的一种。
可选的，所述变换主电路还包括：第三开关管和第四开关管，其中，
所述第三开关管与所述变换支路中的第一二极管并联连接；
所述第四开关管与所述变换支路中的第三二极管并联连接。
可选的，所述变换主电路还包括：第四二极管，其中，
所述第四二极管的一端与所述输入电容和所述电感的连接点相连，所述第四二极管的另一端与所述母线电容支路的第一均压电容相连。
可选的，本发明第一方面提供的功率变换电路，还包括：控制器，其中，
所述控制器与所述第一开关模块或所述第二开关模块的控制端相连；
所述控制器用于在所述功率变换电路的输出端有电、所述功率变换电路的输入端短路或未上电情况下，控制所述第一开关模块或所述第二开关模块导通。
第二方面，本发明提供一种逆变器，包括：逆变电路和本发明第一方面任一项所述的功率变换电路，其中，
所述功率变换电路与所述逆变电路的直流侧相连；
所述逆变电路用于将所述功率变换电路输出的直流电逆变为交流电。
第三方面，本发明提供一种光伏发电装置，包括：光伏组件和本发明第一方面任一项所述的功率变换电路，其中，
所述功率变换电路与所述光伏组件的输出端相连；
所述功率变换电路的输出端与负载相连。
本发明提供的功率变换电路，包括至少一路包括变换支路和分压支路的变换主电路和母线电容支路，母线电容支路的一端与变换支路中第三二极管的阴极相连，母线电容支路的另一端与变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连；分压支路包括分压电容和第一单向导通支路，第一单向导通支路的负极与母线电容支路相连，第一单向导通支路的正极分别与分压电容的一端，以及变换支路中第二二极管的阴极相连；分压电容的另一端与变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连。通过本发明提供的功率变换电路，合理设置分压电容和飞跨电容的参数，可以调节二者在充电过程中的分压，同时，配合第一单向导通支路的单向导通作用，防止分压电容电压跟随第二均压电容变化，从而使得飞跨电容的电压可以进一步升高，满足实际应用的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中一种三电平飞跨电容功率变换电路的电路拓扑图；
图2是本发明实施例提供的一种功率变换电路的电路拓扑图；
图3是本发明实施例提供的另一种功率变换电路的电路拓扑图；
图4是现有技术中另一种三电平飞跨电容功率变换电路的电路拓扑图；
图5是本发明实施例提供的再一种功率变换电路的电路拓扑图；
图6是本发明实施例提供的又一种功率变换电路的电路拓扑图；
图7是本发明实施例提供的另一种功率变换电路的电路拓扑图；
图8是本发明实施例提供的另一种功率变换电路的电路拓扑图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供的功率变换电路，包括至少一路变换主电路和母线电容支路，变换主电路与母线电容支路的电路构成，以及二者之间的连接关系将在后续内容中详细展开，此处暂不详述。此处需要提前说明的是，变换主电路的输入侧连接现有技术中的输入电路，母线电容支路的输出侧连接现有技术中的输出电路，因此，当功率变换电路包括一路变换主电路时，连接一路输入电路，对应一路输入电压；当功率变换电路包括二路变换主电路时，连接两个输入电路，相应的，对应两个输入电压，这两个输入电压可以是相同的输入电压值，也可以对应不同的输入电压值，本发明对于输入电路的电压不做具体限定。以此类推，功率变换电路的变换主电路的设置数量可以根据实际应用需求灵活选择，针对确定的应用场景设置对应的变换主电路数量即可，只要满足一路变换主电路对应一路输入电路即可。
基于上述前提，参见图2，图2是本发明提供的一种功率变换电路的电路拓扑图，根据附图可以看出，附图2示例性的给出功率变换电路包括一路变换主电路的情况。
具体的，变换主电路可以进一步细分为变换支路和分压支路，其中，变换支路包括：输入电容Cin、电感L、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，以及飞跨电容Cf。
变换支路中输入电容Cin、电感L、第一开关管Q1和第二开关管Q2依次串联，形成闭合回路，输入电容Cin的两端同时作为功率变换电路的输入端，与输入电路相连，接收输入电路的电压；第一二极管D1的阳极与电感L和第一开关管Q1的连接点相连，第一二极管D1的阴极与飞跨电容Cf的一端相连，飞跨电容Cf的另一端与第一开关管Q1和第二开关管Q2的连接点相连，第一二极管D1、飞跨电容Cf与第一开关管Q1构成另外一路闭合回路；第二二极管D2的阳极与第一开关管Q1和第二开关管Q2的连接点相连；第三二极管D3的阳极与第一二极管D1和飞跨电容Cf的连接点相连。
根据上述电路拓扑构成和连接关系可以看出，本发明实施例中述及的变换支路与现有技术中的变换支路的电路拓扑是一致的，因此，对于现有技术中对变换支路做出的其他结构上的改变，同样适用于本发明所提供的各个实施例，变换支路的具体构成可以参考现有技术实现。
需要说明的是，本发明下述各个实施例中述及的变换支路的电路拓扑与本实施例提供的电路拓扑相同，同样也可以参照现有技术实现，在后续内容中，不再对变换支路的具体结构进行详细展开，均可以参照上述内容。
进一步的，分压支路包括分压电容Cx和第一单向导通支路，其中，第一单向导通支路可以是一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的器件中的任意一种或者多种的组合。在图2所示实施例中，第一单向导通支路以一个二极管Dx示出，分压电容Cx和第一单向导通支路Dx串联连接。
母线电容支路包括第一均压电容Co1和第二均压电容Co2，其中，第一均压电容Co1和第二均压电容Co2串联，母线电容支路的一端，即母线电容支路的正输出端，与第三二极管D3的阴极相连，母线电容支路的另一端，母线电容支路的负输出端，与输入电容Cin和第二开关管Q2的连接点相连，同时，母线电容支路的两端，即正输出端和负输出端，还作为变换电路的输出端，与输出电路相连。
需要说明的是，母线电容支路还可以其他变形结构，比如，设置四个均压电容，各均压电容依次串联。当然，母线电容支路还可以根据实际情况设置更多数量的均压电容，现有技术中能够实现母线电容支路既定功能的电路结构都是可选的，本发明对于母线电容支路的具体结构不做限定。
基于上述基本连接情况，分压支路中的第一单向导通支路Dx的负极与母线电容支路相连，第一单向导通支路Dx的正极分别与分压电容Cx的一端(图2中对应分压电容Cx的正输入端)，以及变换支路中第二二极管D2的阴极相连。
分压电容Cx的另一端则与变换支路中输入电容Cin和第二开关管D2的连接点相连。
需要说明的是，第一单向导通支路Dx与母线电容支路的连接点可以结合母线电容支路的具体结构灵活选择，比如，当母线电容支路采用图2所示结构时，第一单向导通支路Dx的负极可与母线电容支路的中点，即第一均压电容Co1和第二均压电容Co2的连接点，相连；相应的，如果母线电容支路由四个均压电容构成，第一单向导通支路Dx的负极可与母线电容支路中任意相邻的两个均压电容之间的连接点相连。在不超出本发明核心思想范围的前提下，同样都属于本发明保护的范围内。
综上所述，基于本发明实施例提供的功率变换电路，可以改变飞跨电容所分担的电压。通过合理设置分压电容和飞跨电容的参数或者他们的并联阻抗，第一单向导通支路在分压电容的电压小于第二均压电容时会因为反向电压而关断，防止分压电容电压跟随第二均压电容电压的变化，这样可以调节二者在充电过程中的分压，使得飞跨电容的电压可以进一步升高，满足实际应用的要求。
可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的另一种功率变换电路的电路拓扑图。在图2所示实施例的基础上，本实施例中的变换主电路还进一步包括第一保护支路(图3中虚线框范围内电路拓扑)。在图3所示示例中，以包括一路变换主电路的功率变换电路为例进行展示，对于包括多个变换主电路情形下的电路拓扑结构，将在后续实施例中予以说明。
具体的，第一保护支路包括第二单向导通支路和第一开关模块。与第一单向导通支路类似，第二单向导通支路同样可以是一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的任意一种。在图3所示实施例中，第二单向导通支路以一个二极管D4示出。
可选的，第一开关模块K1可以是MOSFET、IGBT、继电器中的至少一种，当然，也可以其他开关状态可控的电路结构，在不超出本发明核心思想范围的前提下，同样都属于本发明保护的范围内。
基于上述内容，第二单向导通支路D4的负极与变换支路中第三二极管D3的阳极相连，第二单向导通支路D4的正极经第一开关模块K1与母线电容支路相连。需要说明的是，在图3所示实施例中，第一开关模块K1余母线电容支路的中点相连，当母线电容支路由更多的均压电容串联而成时，第一开关模块K1可以和母线电容支路中任意相邻的两个均压电容的连接点相连。
在本发明实施例提供的功率变换电路中，通过设置第一保护支路，在输出电路(即功率变换电路的输出端)有电、功率变换电路的输入端短路或者未上电情况下，控制第一保护支路中第一开关模块闭合，同时，利用第二单向导通支路单向导通，承受反向电压断开的特性，可以将第三二极管D3所承受的电压钳位为第一均压电容Co1对应的电压值，从而达到保护第三二极管的目的。
参见图4，图4是现有技术中另一种三电平飞跨电容功率变换电路的电路拓扑图，在该现有应用中，功率变换电路设置有多路变换支路，每一路变换支路的输入端均连接有输入电路(图中以输入电路1和输入电路2示出)，在输入电路1和输入电路2的输出电压不同的情况下，比如，输入电路1输出1400V、输入电路2输出1000V，如果输入电路2先上电，待电路稳定后，飞跨电容Cf1、第一均压电容Co1和第二均压电容Co2两端的电压都是700V；然后，输入电路2上电，随着飞跨电容Cf2和第二均压电容Co2的电压之和大于输入电路2的电压，第一二极管D1截止，没有直流电源为飞跨电容Cf2充电，飞跨电容Cf2只能慢慢放电直至第三二极管D3两端的电压相等，此时，飞跨电容Cf2的电压只能达到300V。
由于飞跨电容Cf2的目标电压是500V，如果只充电达到300V，显然是难以起到预充电的作用，如果此时开关管上电，则存在过压损坏的风险。
可选的，参见图5，图5是本发明实施例提供的再一种功率变换电路的电路拓扑图，图5示例性的给出应用本发明实施例提供的功率变换电路同时连接多个输入电路的应用场景。在图5所示实施例中，包括输入电路1和输入电路2两路输入电路，相应的，功率变换电路中同样设置两路变换主电路，各输入电路分别与互不相同的变换主电路相连。当然，如果存在更多路输入电路，应该在功率变换电路中设置相等数量的变换主电路，以使变换主电路与输入电路一一对应连接。
在图5所示实施例中，各变换主电路中均设置有分压支路，在分压支路的作用下，即使电压低的输入电路先上电，输出电压高的后上电，分压支路电压为高输入电压的一半，由于低输入电压的功率电路中电容Cx电压低于分压支路电压，则第一单向导通支路Dx的反向截止，会阻止分压电容Cx进一步升压至分压支路电压，由于这个功率电路的分压电容Cx和飞跨电容Cf电压的和不变，始终为低输入电压，从而维持飞跨电容Cf两端的电压，避免飞跨电容的电压降低。飞跨电容电压的降低，会给电路工作时，开关管带来较大的电压应力问题。
当然，在包括多路变换主电路的情况下，各变换主电路中飞跨电容的电压同样是可以根据需要进行调节的，也就是说，在任意一路包括有多个变换主电路的实施例中，同样具备图2所示实施例的技术优势，即通过合理设置分压电容和飞跨电容的参数，可以调节二者在充电过程中的分压，同时，配合第一单向导通支路的单向导通作用，防止分压电容电压跟随第二均压电容变化，从而使得飞跨电容的电压可以进一步升高，满足实际应用的要求。
在图3所示实施例提供的功率变换电路中，功率变换电路包括一路变换主电路，而且该变换主电路还包括有第一保护支路。在图3所示基础上，图6示出了功率变换电路包括多路变换主电路的电路拓扑，从图6中可以看出，每一路变换主电路中均设置有第一保护支路，每一路第一保护支路中均设置有第一开关模块和第二单向导通模块。对于第一开关模块、第二单向导通支路的构成，以及二者在电路中的连接关系，可以参照前述内容执行，此处不再复述。
可选的，参见图7，图7是本发明实施例提供的又一种功率变换电路的电路拓扑图，与图6所示实施例不同的是，在图7所示示例中，功率变换电路设置的第二保护支路不再作为变换主电路的一部分，而是作为功率变换电路的一部分，即在一路确定的功率变换电路中，第二保护支路只有一路。
可选的，第二保护支路包括第三单向导通支路和至少一个第二开关模块，且第二开关模块与变换支路、即变换主电路的数量相等。与前述实施例类似，第三单向导通支路可以是一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的任意一种；第二开关模块则可以是MOSFET、IGBT、继电器中的至少一种。
在图7所示实施例中，第三单向导通支路选用二极管D5实现，各第二开关模块以开关K2示出。在前提下，第三单向导通支路D5的正极与母线电容支路相连，第三单向导通支路D5的负极与各第二开关模块(图中以两个第二开关模块K2示出)的一端相连。与前述实施例相同，第三单向导通支路D5在与母线电容支路相连时，具体与母线电容支路中任意相连的两个均压电容的连接点相连。
进一步的，各第二开关模块K2的另一端分别与不同的变换支路中的第三二极管D3的阳极相连。可以想到的是，在确定的应用场景中，功率变换电路需要连接的输入电路的数量是可以明确获知的，因此，功率变换电路中第二保护支路的第二开关模块K2的数量也是可以明确获知的，在实际应用时，只需根据确定的应用场景设置第二开关模块K2的数量即可。
与图6所示实施例相比，图7所示实施例中第二保护支路仅设置一个第三单向导通支路即可，可以大幅降低单向导通支路的设置数量，进而可以有效降低功率变换电路的设计成本，同时有助于较少应用本电路的产品的体积，提高产品的集成度和功率密度。
可选的，在上述任一实施例中，均是通过设置飞跨电容和分压电容的参数，同时配合第一单向导通支路，实现对飞跨电容电压的控制，然而，在有些情况下，仅仅依靠飞跨电容和分压电容二者容抗的差异，难以得到预期的调节目的。为解决这一问题，本发明实施例提供的功率变换电路中，变换主电路还包括具有第一预设阻抗值的第一阻抗调节支路和具有第二预设阻抗值的第二阻抗调节支路，其中，第一阻抗调节支路与飞跨电容并联连接，第二阻抗调节支路与分压电容并联连接，即第一阻抗调节支路作为飞跨电容的外部阻抗，第二阻抗调节支路作为分压电容的外部阻抗，通过合理的设置第一阻抗调节支路与第二阻抗调节支路的阻抗关系，可以实现分压电容与飞跨电容分压关系的进一步调节。
可选的，在图3、图6，以及图7所示实施例中，功率变换电路中均设置有开关模块，开关模块需要在特定的场景下闭合，因此，在图3、图6，以及图7所示实施例提供的功率变换电路中，还可以进一步设置一个控制器，该控制器与第一开关模块或第二开关模块的控制端相连，主要用于在功率变换电路的输出端有电、功率变换电路的输入端短路或未上电情况下，控制第一开关模块或第二开关模块导通。至于控制器如何判断功率变换电路输出端是否有点，输入端是否短路或未上电，可以参照现有技术中的任意方式实现，本发明对此不做限定。进一步的，该控制器还可以对电路中其他需要控制的模块或器件进行控制，以减少控制器的设置数量，降低电路的整体设计成本。
可以想到的是，在应用于具体产品时，飞跨电容的预期充电电压是可以明确获知的，相应的，分压电容两端的电压也是明确的，基于此，便可以确定第一阻抗调节支路与第二阻抗调节支路之间阻抗比例关系，即确定第一阻抗调节支路的第一预设阻抗值，以及第二阻抗调节支路的第二预设阻抗值。
可选的，第一阻抗调节支路和第二阻抗调节支路均可以采用一个电阻、多个电阻串联组成的调节电路、多个电阻并联组成的调节电路、电阻和电容串联组成的调节电路、电阻和电容并联组成的调节电路中的一种实现。
可选的，参见图8，图8是本发明实施例提供的另一种功率变换电路的电路拓扑图，如图8所示，在图2所示实施例基础上，本实施例还包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三开关管Q3与变换支路中的第一二极管D1并联连接，第四开关管Q4与变换支路中的第三开关管D3并联连接。根据图示可以看出，在未设置第三开关管Q3和第四开关管Q4的情况下，能量只能从功率变换电路的左侧流向右侧，能量只能单向流动，并联第三开关管Q3和第四开关管Q4之后，能量还可以从右侧流向左侧，作为buck电路使用，可以进一步拓宽电路的应用范围。
当然，在上述任一实施例中，均可以在第一开关管和第三开关管出设置并联的开关管，不限于图2所示实施例。
可选的，在上述任一实施例中，功率变换电路还可以包括作为旁路二极管使用的第四二极管，具体的，第四二极管的一端与输入电容和电感的连接点相连，第四二极管的另一端与母线电容支路的第一均压电容相连，即第四二极管的另一端与第三二极管和第一均压电容的连接点相连。
需要说明的是，在上述任一实施例中，分压支路与变换支路中的第二二极管相配合，还可以作为飞跨电容的充电支路，起到对飞跨电容进行软起充电的作用，从而不必再设置额外的充电电路，有助于降低功率变换电路的整体设计成本。进一步的，分压电容还可以将飞跨电容与输出电路解耦，使得飞跨电容不受输出电路带电情况的影响。
可选的，本发明还提供一种逆变器，包括：逆变电路和上述任一实施例所述的功率变换电路，其中，
所述功率变换电路与所述逆变电路的直流侧相连；
所述逆变电路用于将所述功率变换电路输出的直流电逆变为交流电。
可选的，本发明还提供一种光伏发电装置，包括：光伏组件和上述任一项实施例所述的功率变换电路，其中，
所述功率变换电路与所述光伏组件的输出端相连；
所述功率变换电路的输出端与负载相连。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种功率变换电路，其特征在于，包括：至少一路变换主电路和母线电容支路，所述变换主电路包括变换支路和分压支路，其中，
所述母线电容支路的一端与所述变换支路中第三二极管的阴极相连，所述母线电容支路的另一端与所述变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连；
所述分压支路包括分压电容和第一单向导通支路；
所述第一单向导通支路的负极与所述母线电容支路相连，所述第一单向导通支路的正极分别与所述分压电容的一端，以及所述变换支路中第二二极管的阴极相连；
所述分压电容的另一端与所述变换支路中输入电容和第二开关管的连接点相连。
2.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述变换主电路还包括第一保护支路，其中，
所述第一保护支路包括第二单向导通支路和第一开关模块；
所述第二单向导通支路的负极与所述变换支路中第三二极管的阳极相连，所述第二单向导通支路的正极经所述第一开关模块与所述母线电容支路相连。
3.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，还包括：第二保护支路，其中，
所述第二保护支路包括第三单向导通支路和至少一个第二开关模块；
所述第二开关模块与所述变换支路的数量相等；
所述第三单向导通支路的正极与所述母线电容支路相连，所述第三单向导通支路的负极与各所述第二开关模块的一端相连；
各所述第二开关模块的另一端分别与不同的所述变换支路中的第三二极管的阳极相连。
4.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述第一单向导通支路包括：一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的一种。
5.根据权利要求2所述的功率变换电路，其特征在于，所述第二单向导通支路包括：一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的一种；
所述第一开关模块包括MOSFET、IGBT、继电器中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，所述第三单向导通支路包括：一个二极管、多个二极管串联组成的单向导通电路、多个二极管并联组成的单向导通电路，以及能够实现单向导通的半导体器件中的一种；
所述第二开关模块包括MOSFET、IGBT、继电器中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述变换主电路还包括：具有第一预设阻抗值的第一阻抗调节支路，其中，
所述第一阻抗调节支路与所述飞跨电容并联连接。
8.根据权利要求7所述的功率变换电路，其特征在于，所述变换主电路还包括：具有第二预设阻抗值的第二阻抗调节支路，其中，
所述第二阻抗调节支路与所述分压电容并联连接。
9.根据权利要求8所述的功率变换电路，其特征在于，所述第一阻抗调节支路和所述第二阻抗调节支路均包括：一个电阻、多个电阻串联组成的调节电路、多个电阻并联组成的调节电路、电阻和电容串联组成的调节电路、电阻和电容并联组成的调节电路中的一种。
10.根据权利要求1-6任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述变换主电路还包括：第三开关管和第四开关管，其中，
所述第三开关管与所述变换支路中的第一二极管并联连接；
所述第四开关管与所述变换支路中的第三二极管并联连接。
11.根据权利要求1-6任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述变换主电路还包括：第四二极管，其中，
所述第四二极管的一端与所述输入电容和所述电感的连接点相连，所述第四二极管的另一端与所述母线电容支路的第一均压电容相连。
12.根据权利要求2-3、5-6任一项所述的功率变换电路，其特征在于，还包括：控制器，其中，
所述控制器与所述第一开关模块或所述第二开关模块的控制端相连；
所述控制器用于在所述功率变换电路的输出端有电、所述功率变换电路的输入端短路或未上电情况下，控制所述第一开关模块或所述第二开关模块导通。
13.一种逆变器，其特征在于，包括：逆变电路和权利要求1-12任一项所述的功率变换电路，其中，
所述功率变换电路与所述逆变电路的直流侧相连；
所述逆变电路用于将所述功率变换电路输出的直流电逆变为交流电。
14.一种光伏发电装置，其特征在于，包括：光伏组件和权利要求1-12任一项所述的功率变换电路，其中，
所述功率变换电路与所述光伏组件的输出端相连；
所述功率变换电路的输出端与负载相连。
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