CN112737296A - 一种ac/dc电路及充放电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种AC/DC电路及充放电装置，在该AC/DC电路的交流侧任一相中开关与滤波电感的连接点，依次通过第四开关和电容，连接其直流母线电容的至少一点。当其交流测外接单相交流电端口时，通过控制其交流侧三相中与第四开关无连接关系的一相开关处于闭合状态、实现其与单相交流电端口之间的连接，同时通过控制第四开关处于闭合状态，使得该电容、直流母线电容以及与第四开关相连的滤波电感及桥臂形成电力电子电容器电路；进而通过对应桥臂内各开关的动作，能够抑制单相输入时造成的母线电压纹波，保证总母线电压的稳定；并且，相对于现有技术而言，降低了直流母线电容容量的需求，减少了系统体积和成本。

Description

一种AC/DC电路及充放电装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种AC/DC电路及充放电装置。
背景技术
目前，针对单相和三相兼容的充电机产品设计的方案，大多采用三个单相充电机在交流组进行Y形连接，形成三相输入以满足三相充电机输入要求，其AC/DC电路结构如图1所示，在需要单相输入时则仅工作其中一路单相充电机。
但是，如图1所示的常规单三相兼容的AC/DC电路，其在单相输入时通常存在母线电压二倍频波动的问题，其母线电压二倍频纹波如图2所示，图中虚线表示母线电压，实线为单相输入电压；为了解决单相输入时母线电压二倍频波动的问题，现有技术的常规方案是使用较大容量的电容来抑制电压纹波，这无疑会增加系统的体积和成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种AC/DC电路及充放电装置，能够抑制单相输入时造成的母线电压纹波，保证总母线电压的稳定。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种AC/DC电路，其交流侧任一相中开关与滤波电感的连接点，依次通过第四开关和电容，连接其直流母线电容的至少一点；
当其交流侧外接三相交流电端口时，其交流侧三相中的各个开关均处于闭合状态，所述第四开关处于断开状态；
当其交流侧外接单相交流电端口时，其交流侧三相中与所述第四开关无连接关系的一相开关以及所述第四开关处于闭合状态。
优选的，所述AC/DC电路的交流侧三相中的各个开关分别为：第一开关、第二开关和第三开关；
所述AC/DC电路的交流侧三相中的各个滤波电感分别为：第一电感、第二电感和第三电感；
所述AC/DC电路的交流侧第一节点，依次通过所述第一开关、所述第一电感，与所述AC/DC电路的第一桥臂中点相连；
所述AC/DC电路的交流侧第二节点，依次通过所述第二开关、所述第二电感，与所述AC/DC电路的第二桥臂中点相连；
所述AC/DC电路的交流侧第三节点，依次通过所述第三开关、所述第三电感，与所述AC/DC电路的第三桥臂中点相连；
各个桥臂的正极均与所述直流母线电容的正极相连；
各个桥臂的负极均与所述直流母线电容的负极相连；
所述AC/DC电路的交流侧中性节点与所述直流母线电容的中点相连；
所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的至少一点。
优选的，所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的正极。
优选的，所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的负极。
优选的，所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的中点。
优选的，所述电容，包括：第一电容和第二电容；其中：
所述第一电容和所述第二电容串联连接，串联后的两端分别连接所述直流母线电容的正极和负极；
所述第二开关与所述第二电感的连接点，通过所述第四开关连接至所述第一电容和所述第二电容串联连接的连接点。
优选的，所述AC/DC电路还包括：第六开关；其中：
所述第一电容和所述第二电容串联连接的连接点通过所述第六开关与所述直流母线电容的中点连接。
优选的，当所述AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，所述第六开关处于闭合状态；
当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，所述第六开关处于关断状态。
优选的，所述电容为所述直流母线电容的分解电容。
优选的，所述第四开关处于闭合状态时，其通过相应滤波电感所连接的一相桥臂处于受控动作状态。
优选的，所述AC/DC电路的三个桥臂均为：两电平结构、三电平结构或者多电平结构。
优选的，所述AC/DC电路还包括：第五开关；其中：
当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，所述AC/DC电路的交流侧三相中与所述第四开关无连接关系的另一相开关，连接相应电感的一侧，通过所述第五开关连接至所述AC/DC电路的交流侧中性节点；
当所述AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，所述第五开关处于关断状态；
当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，所述第五开关处于闭合状态。
优选的，所述第五开关处于闭合状态时，其通过相应滤波电感所连接的一相桥臂处于受控动作状态。
优选的，所述第五开关与所述第四开关同时或不同时动作。
优选的，所述第五开关及其相连的一相开关为：两个独立的开关，或者，单刀双掷开关中的两个开关。
优选的，所述第四开关及其相连的一相开关为：两个独立的开关，或者，单刀双掷开关中的两个开关：或者，
当所述AC/DC电路包括第六开关时，所述第四开关和所述第六开关为：两个独立的开关，或者，单刀双掷开关中的两个开关。
优选的，当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，其交流侧三相中，与所述第四开关相连的一相开关，以及，与所述第四开关无连接关系的另一相开关，均处于关断状态。
本发明第二方面提供了一种充放电装置，包括：如上述任一项所述的AC/DC电路；
所述AC/DC电路的交流侧与所述充放电装置的交流侧接口相连；
所述AC/DC电路的直流母线电容的正负极用于直接或间接连接所述充放电装置的直流侧接口。
优选的，还包括：至少一个DC/DC变换电路；其中：
各DC/DC变换电路分别连接在所述直流母线电容与相应所述直流侧接口之间。
基于上述本发明实施例提供的AC/DC电路，在该AC/DC电路的交流侧任一相中开关与滤波电感的连接点，依次通过第四开关和电容，连接其直流母线电容的至少一点。当其交流测外接单相交流电端口时，通过控制其交流侧三相中与第四开关无连接关系的一相开关处于闭合状态、实现其与单相交流电端口之间的连接，同时通过控制第四开关处于闭合状态，使得该电容、直流母线电容以及与第四开关相连的滤波电感及桥臂形成电力电子电容器电路；进而通过对应桥臂内各开关的动作，能够抑制单相输入时造成的母线电压纹波，保证总母线电压的稳定；并且，相对于现有技术而言，降低了直流母线电容容量的需求，减少了系统体积和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种单三相兼容的AC/DC电路的结构示意图；
图2为图1中的单三相兼容的AC/DC电路在单相输入时母线电压纹波曲线图；
图3a-图3c分别为现有技术中解决单相AC/DC电路中母线电压纹波问题的电力电子电容器电路；
图4为本发明实施例提供的一种AC/DC电路的结构示意图；
图5和图6分别为本发明实施例提供的另一种AC/DC电路的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的图4-图6任一种AC/DC电路在单相输入时的电压纹波曲线图；
图8为本发明另一实施例提供的另一种AC/DC电路的结构示意图；
图9为本发明另一实施例在图8的基础上提供的另一种AC/DC电路的结构示意图；
图10为图8和图9提供的AC/DC电路在单相输入时的等效电路图；
图11为本发明另一实施例提供的另一种AC/DC电路的结构示意图；
图12a和图12b分别为图11提供的AC/DC电路在三相输入和单相输入时的等效电路图；
图13为图11提供的AC/DC电路在单相输入且其中点平衡电路未工作时的半母线电压纹波及纹波电压差曲线图；
图14为图11提供的AC/DC电路在单相输入且其中点平衡电路工作时的半母线电压纹波及纹波电压差曲线图；
图15为图11提供的AC/DC电路在单相输入且其中点平衡电路和电力电子电容器电路均工作时的半母线和总母线纹波电压纹波及电力电子电容器电路的电容纹波电压曲线图；
图16为本发明另一实施例提供的一种充放电装置的结构示意图；
图17为本发明另一实施例提供的另一种充放电装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供了一种AC/DC电路，在上述图1中传统的三相四线的基础上，增加了第四开关S4和电容C1，其结构示意图如图4所示，具体连接关系为：
与现有技术相同，该AC/DC电路的交流侧三相中的各个开关分别为：第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3；AC/DC电路的交流侧三相中的各个滤波电感分别为：第一电感LA、第二电感LB和第三电感LC。
AC/DC电路的交流侧第一节点A，依次通过第一开关S1、第一电感L1，与AC/DC电路的第一桥臂(如图4中QHA、QLA所示)中点相连。
AC/DC电路的交流侧第二节点B，依次通过第二开关S2、第二电感L2，与AC/DC电路的第二桥臂(如图4中QHB、QLB所示)中点相连。
AC/DC电路的交流侧第三节点C，依次通过第三开关S3、第三电感L3，与AC/DC电路的第三桥臂(如图4中QHC、QLC所示)中点相连。
各个桥臂的正极均与直流母线电容(如图4中Cbus+和Cbus-所示)的正极相连；各个桥臂的负极均与直流母线电容的负极相连。
AC/DC电路的交流侧中性节点N与直流母线电容的中点，即上半直流母线电容Cbus+与下半直流母线电容Cbus-的连接点相连。
需要说明的是，本发明实施例提供的AC/DC电路以双向功率传输为较佳的实施方式，但不仅限于此；参见图4，双向功率传输，具体为：功率从左向右传输时，该AC/DC电路工作于整流模式；功率从右向左传输时，该AC/DC电路工作于逆变模式。
但是，本发明实施例提供的AC/DC电路，增加了第四开关S4和电容C1，进而该AC/DC电路的交流侧任一相中开关与滤波电感的连接点，依次通过第四开关S4和电容C1，连接其直流母线电容的至少一点。
实际应用中，可以如图4所示，选择第二开关S2与第二电感L2的连接点，依次通过第四开关S4和电容C1，连接直流母线电容的至少一点；选择其他相的开关和滤波电感的连接点的结构与此类似，均在本发明实施例的保护范围之内。
需要说明的是，直流母线电容存在三点：正极、负极和中点；其具体实现形式通常是由两个分体电容构成的，即包括串联连接的上半直流母线电容Cbus+与下半直流母线电容Cbus-，两者的连接点为直流母线电容的中点，上半直流母线电容Cbus+的另一端为直流母线电容的正极，下半直流母线电容Cbus-的另一端为直流母线电容的负极。因此，第二开关S2与第二电感L2的连接点，依次通过第四开关S4和电容C1，可以连接至直流母线电容的正极，如图4所示；也可以连接至直流母线电容的负极，如图5所示；或者，连接至直流母线电容的中点，如图6所示，具体可由技术人员根据实际应用场景进行选择。
当AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，其交流侧三相中的各个开关(即图4-6中的S1-S3)均处于闭合状态，第四开关S4处于断开状态。
而当AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，其交流侧三相中与第四开关S4无连接关系的一相开关处于闭合状态，以实现其与单相交流电端口之间的连接；比如，实际应用中可以控制图4-6中的S1闭合来实现其与单相交流电端口之间的连接。同时，第四开关S4也处于闭合状态，而其交流侧三相中与第四开关S4相连的开关(即图4-6中的S2)以及另一相的开关(即图4-6中的S3)可以均处于关断状态，也即断开状态，或者由于其交流侧B相端口和C相端口悬空，所以两者也可以处于闭合状态。此处以交流侧A相的开关S1连接单相交流电端口为例进行说明，实际应用中也可以是C相的开关S3来连接单相交流电端口，只要不是与第四开关S4相连的开关(即图4-6中的S2)即可，均在本申请的保护范围内。
此时，利用第一开关S1所在的A相与中性节点N形成单相半桥式整流/逆变电路，以实现单相功率输入/输出。对于单相输入时的整流模式，第一开关S1所在的A相与中性节点N形成单相半桥式整流电路；而对于单相输出时的逆变模式，第一开关S1所在的A相与中性节点N形成单相半桥式逆变电路。本发明实施例均以整流模式、即单/三相交流电作输入为例进行说明，其作为输出时的工作原理与此类似，不再赘述。
而B相桥臂、第二电感LB以及电容C1可以形成如图3a-图3b的任一种电力电子电容器电路，并且通过B相桥臂处于受控动作状态，也即利用B相桥臂内各开关的动作，让电力电子电容器电路承受电压纹波，进而抑制单相输入时造成的母线电压二倍工频波动，电力电子电容器电路工作后母线电压纹波波形图如图7所示，图中虚线1表示使用电力电子电容器电路后母线电压纹波，虚线2表示电力电子电容器电路中的电容纹波电压，实线表示单相输入电压波形。
实际应用时，第二开关S2和第四开关S4可以如图4-6所示，是两个独立的开关，或者，为了进一步降低系统体积和成本，二者设置为单刀双掷开关中的两个开关(未进行图示)。
值得说明的是，本发明实施例提供的AC/DC电路，其各个桥臂可以均为三电平结构，例如，INPC(未进行图示)，ANPC(未进行图示)，TNPA(未进行图示)等；或者，其各个桥臂也可以均为两电平结构，比如图4-6所示的全桥结构；又或者其各个桥臂还可以均为多电平结构，均在本发明实施例的保护范围之内。
可见，本发明实施例提供的AC/DC电路，在实现单三相兼容的功率变换的同时，相对于现有技术中使用较大容量的电容来抑制电压纹波的方案而言，大幅度降低了母线电容容量的需求，为母线电容无电解化提供可能性；而相对于额外增加电力电子电容器电路的方案来说，则减少了相关电路的需求，因此减小了系统的体积、重量以及成本。
需要说明的是，近年来为了解决单相输入时母线电压二倍频波动的问题，本领域提出了电力电子电容器概念，即采用电力电子装置来抑制母线侧二倍频电压波动，现有技术中三种典型的电力电子电容器电路的结构示意图如图3a-图3c所示；显然，如图1所示的常规单三相兼容的AC/DC电路若想通过电力电子装置来解决上述问题，需要增加设置如3a-图3c所示的三种电路中的任一种，但是，这不仅会额外增加系统成本，并且，增大会系统的体积，进而导致在实际产品化应用中受到很大限制。
而本发明实施例提供的单三相兼容的AC/DC电路，仅增加了第四开关S4和电容C1，即可复用该AC/DC电路内的器件构建以上电力电子电容器电路，无需额外增设电力电子装置，因而减小了系统的体积、重量以及成本。
本发明实施例还提供了一种AC/DC电路，在上述实施例的基础上，该AC/DC电路可将电容C1分解成两个电容，即电容C1包括：第一电容C1+和第二电容C1-，其结构示意图如图8所示，具体连接关系为：
第一电容C1+和第二电容C1-串联连接，串联后的两端分别连接直流母线电容的正极和负极；第二开关S2与第二电感L2的连接点，通过第四开关S4连接至第一电容C1+和第二电容C1-串联连接的连接点。
并且，在图8的基础上，本发明实施例提供的AC/DC电路还可包括：第六开关S6；其中，第一电容C1+和第二电容C1-串联连接的连接点通过第六开关S6与直流母线电容的中点连接，其结构示意图如图9所示。
具体的，当AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，第六开关S6处于闭合状态，使得第一电容C1+和第二电容C1-均作为直流母线电容使用；而当AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，第六开关S6处于关断状态，此时该AC/DC电路的工作原理与图8一致，图8与图9在单相输入时的等效电路图如图10所示，由B相桥臂、第二电感、第一电容C1+以及第二电容C1-构成与图3c一样的电力电子电容器电路。实际应用中，电容C1可以是直流母线电容的分解电容，即第一电容C1+是构成上半直流母线电容Cbus+的一部分电容，第二电容C1-是构成下半直流母线电容Cbus-的一部分电容；也即，通过增加第六开关S6，可以将直流母线电容分解选通，在单相输入时，一部分直流母线电容依然为母线电容功能，另一部分则用于构建电力电子电容器电路，实现直流母线电容功能复用，进而达到器件减小、功率密度提高以及成本降低等效果。
需要说明的是，第四开关S4和第六开关S6可以如图9一样为两个独立的开关，或者，为单刀双掷开关中的两个开关(未进行图示)，进而能够减小系统体积、重量以及成本。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明实施例还提供了一种AC/DC电路，在以上任一实施例的基础上，该AC/DC电路还可包括：第五开关S5；例如，在图9的基础上，增加第五开关S5，其结构示意图如图11所示，其他实施例增加设置第五开关S5的结构与此类似，不再赘述。
其中，当AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，AC/DC电路的交流侧三相中与第四开关S4无连接关系的开关共两个，其中一个(比如图4-9中的S1)处于闭合状态，而另一个(比如图4-9中的S3)连接相应电感(比如图4-9中的LC)的一侧通过第五开关S5连接至中性节点N；例如，如图11所示，第四开关S4连接于B相中的第二开关S2和第二电感LB的连接点，剩下A相和C相，假设单相输入时，闭合第一开关S1，利用A相实现输入功率因素调节，则第五开关S5设置于C相的第三开关S3和第三电感LC的连接点与中性节点之间，反之，若利用C相实现输入功率因素调节，则第五开关S5设置于A相，第四开关S4设置于其他相的情况与此类似，不再列举。
实际应用时，当AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，第五开关S5处于关断状态，其等效示意图如图12a所示；当AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，第五开关S5处于闭合状态，进而使得第三开关S3、第三电感LC以及直流母线电容形成母线中点平衡电路，其等效电路图如图12b所示，或者，第一开关S1、第一电感LA以及直流母线电容形成母线中点平衡电路，其等效电路图可类比图12b，因此能够实现上下半母线电容电压的均压。
第五开关S5处于闭合状态时，其通过相应滤波电感(如图11和图12b中所示的LC)所连接的一相桥臂(如图11和图12b中所示的C相桥臂)处于受控动作状态。
单相输入且中点平衡电路未工作时，参见图13，如虚线a和虚线b所示的两个半母线电压纹波以及如实线所示的纹波电压差均较大；而中点平衡电路工作时，如图14所示，其中虚线a和虚线b仍为相应半母线电压纹波，实线为纹波电压差；此时，中点平衡电路将半母线电压差波动转移至总母线电压，进而改善中点不平衡的问题，同时改善半母线电压波动幅值。当中点平衡电路和电力电子电容器电路均工作时，其波形如图15所示，可以看到半母线及总母线纹波(线条c)波动均消除，而电力电子电容器电路的电容纹波电压(曲线d)增大。
本实施例提供的AC/DC电路，在实现上下母线电容的均压的同时，还能够利用电力电子电容器电路实现总母线电压低频纹波转移至电容C1中，实现母线电容的纹波电压下降，进而同时实现总母线电压和半母线电压的稳定。
需要说明的是，第四开关S4及其相应桥臂，与第五开关S5及其相应桥臂，并不要求同时动作，两者可以同时动作，也可以不同时动作；也即，电力电子电容器电路与中点平衡电路，可以同时投入运行也可以不同时投入运行；当然两者同时运行的效果更佳。
另外，同样的，第三开关S3与第五开关S5可以为两个独立的开关，如图11所示，也可以是单刀双掷开关中的两个开关(未进行图示)。
需要说明的是，现有技术中还存在一种AC/DC电路，其结构与图1相同，但是该AC/DC电路在单相输入时通过开关切换，将其中两相输入并联后与中性点N形成半桥式整流器，而另一相则通过开关切换达到中点平衡的目的。而该方案中将两个桥臂并联使用，切换的开关数量较多，且仅能实现中点平衡的目的，未能充分利用三相桥臂，且无法解决单相输入时总母线电压二倍频电压波动的问题。
而本发明实施例提供的AC/DC电路，在单相输入时，利用其中一相实现输入功率因素调节，另一相实现中点电压平衡电路，剩下一相则实现电力电子电容器电路，抑制母线电压纹波。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明实施例还提供了一种充放电装置，其包括：如上述实施例提供的任一种AC/DC电路；其中，该AC/DC电路的交流侧与充放电装置的交流侧接口相连；AC/DC电路的直流母线电容的正负极用于直接(如图16所示)或间接(如图17所示)连接充放电装置的直流侧接口。
当AC/DC电路的直流母线电容的正负极间接连接充放电装置的直流侧接口时，该充放电装置还包括：至少一个DC/DC变换电路；其中，各DC/DC变换电路分别连接在直流母线电容与相应直流侧接口之间。
如图17所示，该充放电装置包括一个DC/DC变换电路，则AC/DC电路的直流母线电容的正负极通过该DC/DC变换电路间接连接充放电装置的直流侧接口，另外，包括多个DC/DC变换电路的充放电装置的结构可以此类推，这时充放电装置具有多对直流侧接口，各个DC/DC变换电路分别连接相应的一对直流侧接口，不再进行图示，均在本发明实施例的保护范围之内。
因此，本发明实施例提供的充放电装置，不仅能够满足单相和三相输入的充电产品的需求，并且能够抑制单相输入时母线电压二倍工频波动，且不会大幅增大系统成本和体积，同时，还可以实现上下母线电容的均压，进而保证总母线及半母线电压的稳定。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
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。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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精神或范围的情况下，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 (19)

1.一种AC/DC电路，其特征在于，其交流侧任一相中开关与滤波电感的连接点，依次通过第四开关和电容，连接其直流母线电容的至少一点；
当其交流侧外接三相交流电端口时，其交流侧三相中的各个开关均处于闭合状态，所述第四开关处于断开状态；
当其交流侧外接单相交流电端口时，其交流侧三相中与所述第四开关无连接关系的一相开关以及所述第四开关处于闭合状态。
2.根据权利要求1所述的AC/DC电路，其特征在于，所述AC/DC电路的交流侧三相中的各个开关分别为：第一开关、第二开关和第三开关；
所述AC/DC电路的交流侧三相中的各个滤波电感分别为：第一电感、第二电感和第三电感；
所述AC/DC电路的交流侧第一节点，依次通过所述第一开关、所述第一电感，与所述AC/DC电路的第一桥臂中点相连；
所述AC/DC电路的交流侧第二节点，依次通过所述第二开关、所述第二电感，与所述AC/DC电路的第二桥臂中点相连；
所述AC/DC电路的交流侧第三节点，依次通过所述第三开关、所述第三电感，与所述AC/DC电路的第三桥臂中点相连；
各个桥臂的正极均与所述直流母线电容的正极相连；
各个桥臂的负极均与所述直流母线电容的负极相连；
所述AC/DC电路的交流侧中性节点与所述直流母线电容的中点相连；
所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的至少一点。
3.根据权利要求2所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的正极。
4.根据权利要求2所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的负极。
5.根据权利要求2所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第二开关与所述第二电感的连接点，依次通过所述第四开关和所述电容，连接所述直流母线电容的中点。
6.根据权利要求2所述的AC/DC电路，其特征在于，所述电容，包括：第一电容和第二电容；其中：
所述第一电容和所述第二电容串联连接，串联后的两端分别连接所述直流母线电容的正极和负极；
所述第二开关与所述第二电感的连接点，通过所述第四开关连接至所述第一电容和所述第二电容串联连接的连接点。
7.根据权利要求6所述的AC/DC电路，其特征在于，所述AC/DC电路还包括：第六开关；其中：
所述第一电容和所述第二电容串联连接的连接点通过所述第六开关与所述直流母线电容的中点连接。
8.根据权利要求7所述的AC/DC电路，其特征在于，当所述AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，所述第六开关处于闭合状态；
当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，所述第六开关处于关断状态。
9.根据权利要求8所述的AC/DC电路，其特征在于，所述电容为所述直流母线电容的分解电容。
10.根据权利要求1-9任一项所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第四开关处于闭合状态时，其通过相应滤波电感所连接的一相桥臂处于受控动作状态。
11.根据权利要求1-9任一项所述的AC/DC电路，其特征在于，所述AC/DC电路的三个桥臂均为：两电平结构、三电平结构或者多电平结构。
12.根据权利要求1-9任一项所述的AC/DC电路，其特征在于，所述AC/DC电路还包括：第五开关；其中：
当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，所述AC/DC电路的交流侧三相中与所述第四开关无连接关系的另一相开关，连接相应电感的一侧，通过所述第五开关连接至所述AC/DC电路的交流侧中性节点；
当所述AC/DC电路的交流侧外接三相交流电端口时，所述第五开关处于关断状态；
当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，所述第五开关处于闭合状态。
13.根据权利要求12所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第五开关处于闭合状态时，其通过相应滤波电感所连接的一相桥臂处于受控动作状态。
14.根据权利要求12所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第五开关与所述第四开关同时或不同时动作。
15.根据权利要求12所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第五开关及其相连的一相开关为：两个独立的开关，或者，单刀双掷开关中的两个开关。
16.根据权利要求1-9任一项所述的AC/DC电路，其特征在于，所述第四开关及其相连的一相开关为：两个独立的开关，或者，单刀双掷开关中的两个开关：或者，
当所述AC/DC电路包括第六开关时，所述第四开关和所述第六开关为：两个独立的开关，或者，单刀双掷开关中的两个开关。
17.根据权利要求1-9任一项所述的AC/DC电路，其特征在于，当所述AC/DC电路的交流侧外接单相交流电端口时，其交流侧三相中，与所述第四开关相连的一相开关，以及，与所述第四开关无连接关系的另一相开关，均处于关断状态。
18.一种充放电装置，其特征在于，包括：如权利要求1-17任一项所述的AC/DC电路；
所述AC/DC电路的交流侧与所述充放电装置的交流侧接口相连；
所述AC/DC电路的直流母线电容的正负极用于直接或间接连接所述充放电装置的直流侧接口。
19.根据权利要求18所述的充放电装置，其特征在于，还包括：至少一个DC/DC变换电路；其中：
各DC/DC变换电路分别连接在所述直流母线电容与相应所述直流侧接口之间。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116667494A (zh) * 2023-06-07 2023-08-29 深圳市正浩创新科技股份有限公司 供电电路及储能设备
WO2024087652A1 (zh) * 2022-10-24 2024-05-02 广州华凌制冷设备有限公司 电压控制方法、装置、家电设备、存储介质和程序
WO2024108979A1 (zh) * 2022-11-25 2024-05-30 邯郸美的制冷设备有限公司 电压控制方法、装置、家电设备、存储介质和程序

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059024A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 中国电力科学研究院 一种家庭电动汽车用大功率快速充电变流器
CN109889077A (zh) * 2019-04-08 2019-06-14 台达电子企业管理（上海）有限公司 单相和三相兼容的ac/dc电路及充放电装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059024A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 中国电力科学研究院 一种家庭电动汽车用大功率快速充电变流器
CN109889077A (zh) * 2019-04-08 2019-06-14 台达电子企业管理（上海）有限公司 单相和三相兼容的ac/dc电路及充放电装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024087652A1 (zh) * 2022-10-24 2024-05-02 广州华凌制冷设备有限公司 电压控制方法、装置、家电设备、存储介质和程序
WO2024108979A1 (zh) * 2022-11-25 2024-05-30 邯郸美的制冷设备有限公司 电压控制方法、装置、家电设备、存储介质和程序
CN116667494A (zh) * 2023-06-07 2023-08-29 深圳市正浩创新科技股份有限公司 供电电路及储能设备

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