CN114204803A - 用于裂相供电系统的电源转换电路及换流器 - Google Patents

Abstract

一种用于裂相供电系统的换流器包含电源转换电路，电源转换电路包含具有正端和负端的第一侧、第一至第三端、耦接第一侧的第一至第三开关组件、耦接在正端与第三端之间的第一电容器、耦接在第三端与负端之间的第二电容器、耦接在第一和第三端之间的第三电容器、耦接在第二和第三端之间的第四电容器、耦接在第一开关组件的第一及第二开关之间的节点与第一端之间的第一电感器、耦接在第二开关组件的第三及第四开关之间的节点与第二端之间的第二电感器、及耦接在第三开关组件的第五及第六开关之间的节点与第三端之间的第三电感器。借此，电源转换电路能直接应用于裂相供电系统而不需使用较昂贵的变压器，因此具有相对较低的成本。

Description

用于裂相供电系统的电源转换电路及换流器

技术领域

本发明有关于电源转换，特别是指一种用于裂相供电系统的电源转换电路及换流器。

背景技术

现有的单相两线供电系统是经由一条火线和一条零线(亦称作零线)来供电，而现有的三相四线供电系统是经由三条火线和一条零线(或是仅经由三条火线)来供电。此外，例如在北美及日本地区所使用的家用供电系统，如图1所示，实际上是现有的一种两相三线的裂相(Split Phase)供电系统，并经由两条火线(即，火线1及火线2)和零线来供电。

参阅图2，现有的逆变电路具有用来耦接直流电源的输入侧201，以及用于提供交流电源的输出侧202。由于所述输出侧仅能用来与上述图1所示的一条火线(即，火线1或火线2)和一条零线或者两条火线(即，火线1和火线2)耦接，因此，此逆变电路无法应用于两相三线的裂相供电系统。

为了解决上述问题，可将上述逆变电路的输出侧202与工频变压器的次侧线圈耦接，而从所述工频变压器的二次侧线圈拉出两条火线和一条零线，借此将单相交流电源分裂成两相交流电源以便提供给负载(例如，家庭用电回路)。然而，此现有逆变电路结合工频变压器的方式虽可满足两相三线的裂相供电需求，但将会使整个系统的体积与重量明显增加，特别是具有较高成本的工频变压器在使用时无法避免自身的损耗。

因此，如何发想出一种能够应用于裂相供电系统并具有相对较低成本的逆变器遂成为此技术领域急需解决的议题之一。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于裂相供电系统的换流器，其能克服现有技术至少一个缺点。

本发明所提供的一种换流器，包含电源转换电路，所述电源转换电路包括第一侧、第一至第三端、第一至第三开关组件、第一至第四电容器、及第一至第三电感器。

所述第一侧用来耦接或提供直流电源，并具有正端及负端。

所述第一端与所述第三端构成第二侧，所述第二端与所述第三端构成第三侧，所述第一端与所述第二端构成第四侧。所述第二至第四侧其中每一者用来提供或耦接交流电源。

所述第一开关组件耦接所述第一侧，并包含彼此串联的第一开关和第二开关。所述第一开关电连接所述正端并具有用于接收第一控制信号的第一控制端，而且所述第二开关电连接所述负端并具有用于接收第二控制信号的第二控制端。

所述第二开关组件耦接所述第一侧，并包含彼此串联的第三开关和第四开关。所述第三开关电连接所述正端并具有用于接收第三控制信号的第三控制端，而且所述第四开关电连接所述负端并具有用于接收第四控制信号的第四控制端。

所述第三开关组件耦接所述第一侧，并包含彼此串联的第五开关和第六开关。所述第五开关电连接所述正端并具有用于接收第五控制信号的第五控制端，而且所述第六开关电连接所述负端并具有用于接收第六控制信号的第六控制端。

所述第一电容器耦接在所述正端与所述第三端之间，所述第二电容器耦接在所述第三端与所述负端之间，所述第三电容器耦接所述第二侧，所述第四电容器耦接所述第三侧。

所述第一电感器耦接在所述第一开关与所述第二开关之间的第一共同节点和所述第一端之间，所述第二电感器耦接在所述第三开关与所述第四开关之间的第二共同节点和所述第二端之间，所述第三电感器耦接在所述第五开关与所述第六开关之间的第三共同节点和所述第三端之间。

所述第一至第六开关分别根据所述第一至第六控制信号操作成导通或不导通。

当所述第一侧耦接输入直流电源时，所述电源转换电路至少通过所述第一至第六开关的操作，将所述输入直流电源转换成提供在所述第二至第四侧其中一者的输出交流电源。

当所述第二至第四侧其中一者耦接一输入交流电源时，所述电源转换电路至少通过所述第一至第六开关的操作，将所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的输出直流电源。

本发明的换流器中，所述电源转换电路的所述第一至第六开关为相同类型的开关，其由开关元件及与所述开关元件反向并联的二极管组成，所述开关元件为金氧半场效晶体管、绝缘栅双极晶体管或功率晶体管。

本发明的换流器还包含电连接所述电源转换电路的所述第一至第六开关的所述第一至第六控制端的控制电路。所述控制电路组配来根据对于所述电源转换电路的所述第一电容器、所述第二电容器以及所述第一至第四侧的侦测结果至少产生所述第一至第六控制信号。

本发明的换流器中，所述电源转换电路根据所述第五控制信号和所述第六控制信号，在所述第一电容器与所述第二容器储存的能量不平衡时，动态调制所述第一电容器与所述第二容器储存的能量，以使所述第一电容器与所述第二电容器其中一存储较大能量者，利用所述第三电感器，对所述第一电容器与所述第二电容器其中另一者释能。

本发明的换流器中，所述第五控制信号和所述第六控制信号为脉宽调制信号。

本发明的换流器中，所述电源转换电路根据所述第一至第四控制信号进行以下操作：当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第二侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第一和第二控制信号互补式驱动所述第一开关和所述第二开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第一开关组件、所述第一电感器及所述第三电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第二侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第三侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第三和第四控制信号互补式驱动所述第三开关和所述第四开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第二开关组件、所述第二电感器及所述第四电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第三侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；及当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第四侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第一至第四控制信号同步驱动所述第一和第四开关且同步驱动所述第二和第三开关但互补式驱动所述第一开关与所述第二开关并通过由所述第一至第四电容器、所述第一开关组件、所述第二开关组件、所述第一电感器及所述第二电感器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第四侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源。

本发明的换流器中，所述第一至第四控制信号为正弦脉宽调制信号或脉宽调制信号。

本发明的换流器中，所述电源转换电路还包括：第四开关组件，其耦接在所述第三端与所述第一共同节点之间，并包含彼此串联的第七开关和第一二极管，以及彼此串联的第八开关和第二二极管，其中所述第七开关与所述第二二极管的阴极电连接所述第三端且所述第一二极管的阴极与所述第八开关电连接所述第一共同节点，所述第七开关具有用于接收第七控制信号的第七控制端且所述第八开关具有用于接收第八控制信号的第八控制端；及第五开关组件，其耦接在所述第三端与所述第二共同节点之间，并包含彼此串联的第九开关和第三二极管，以及彼此串联的第十开关和第四二极管，其中所述第十开关与所述第三二极管的阴极电连接所述第三端且所述第四二极管的阴极与所述第九开关电连接所述第二共同节点，所述第九开关具有用于接收第九控制信号的第九控制端且所述第十开关具有用于接收第十控制信号的第十控制端。所述第七至第十开关分别根据所述第七至第十控制信号操作成导通或不导通。所述电源转换电路在耦接有所述输入直流电源时，不仅通过所述第一至第六开关的操作，还通过所述第七至第十开关的操作，将所述输入直流电源转换成提供在所述第二侧或所述第三侧的所述输出交流电源。所述电源转换电路在所述第二侧或所述第三侧耦接有所述输入交流电源时，不仅通过所述第一至第六开关的操作，还通过所述第七至第十开关的操作，将所述输入交流电源转换成所述输出直流电源。所述控制电路还电连接所述第七至第十控制端，并根据所述侦测结果还产生所述第七至第十控制信号，以使所述电源转换电路还根据所述第一至第四控制信号和所述第七至第十控制信号进行以下操作：当所述第一侧耦接有所述输入直流电源时，在所述输出交流电源的每个周期内响应于所述第一控制信号和所述第七控制信号互补式驱动所述第一开关和所述第七开关且回应于所述第二和第八控制信号互补式驱动所述第二开关和所述第八开关，并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第一开关组件、所述第四开关组件、所述第一电感器及所述第三电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第二侧的所述输出交流电源；当所述第二侧耦接有所述输入交流电源时，在所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第七控制信号和所述第八控制信号互补式驱动所述第七开关和所述第八开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第一开关组件、所述第四开关组件及所述第一电感器构成的回路，以使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；当所述第一侧耦接有所述输入直流电源时，在所述输出交流电源的每个周期内响应于所述第三控制信号和所述第十控制信号互补式驱动所述第三开关和所述第十开关且回应于所述第四和第九控制信号互补式驱动所述第四开关和所述第九开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第二开关组件、所述第五开关组件、所述第二电感器及所述第四电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第三侧的所述输出交流电源；当所述第三侧耦接有所述输入交流电源时，在所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第九控制信号和所述第十控制信号互补式驱动所述第九开关和所述第十开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第二开关组件、所述第五开关组件、所述第四电容器及所述第二电感器构成的回路，以使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；及当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第四侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内同步驱动所述第一和第四开关，同步驱动所述第二和第三开关，但互补式驱动所述第一开关与所述第二开关并通过由所述第一至第四电容器、所述第一至第四开关以及所述第一及第二电感器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第四侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源。

本发明的换流器中，所述电源转换电路的所述第七至第十开关为相同类型的开关，其包含金氧半场效晶体管、绝缘栅双极晶体管或功率晶体管。

本发明的换流器中，所述第七至第十控制信号为正弦脉宽调制信号或脉宽调制信号。

本发明的另一个目的是提供一种如上述的电源转换电路，其能克服现有技术至少一个缺点。

本发明的有益效果在于：由于所述电源转换电路规划有第一至第四侧，所述电源转换电路能直接应用于裂相供电系统而不需使用较昂贵的变压器，因此具有相对较低的成本。此外，所述电源转换电路能根据所述控制电路所提供的控制信号实现逆变功能，以便以电压可控或电流可控的方式将输入直流电源逆变成第一交流电源、第二交流电源及第三交流电源，其中所述第三交流电源具有相当于所述第一交流电源与所述第二交流电源之和的电压大小，另一方面，也能实现整流功能，以便以电压及/或电流可控的方式将第一交流电源、第二交流电源及第三交流电源整流成直流电源。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是示意图，示例地说明现有的两相三线的裂相供电系统；

图2是电路图，示例地说现有的逆变电路；

图3是电路图，示例地说明本发明第一实施例的换流器；

图4至图7示例地说明该第一实施例的一电源转换电路在使用时如何动态调制第一电容器和第二电容器储存的能量；及

图8是电路图，示例地说明本发明第二实施例的换流器。

具体实施方式

在更详细地描述本发明前，应当注意，在认为适当的情况下，附图中重复使用附图标号指示对应或类似的元件，其选择上可以具有类似的特性。

参阅图3，绘示出的本发明第一实施例的一种换流器(Converter)适用于裂相供电系统。举例来说，在本实施例中，所述换流器可以接收如由太阳能、电池、直流转换器或其他直流供应源提供的直流电源，或者用来提供如电池或直流转换器供应的直流电源(给负载)。另一方面，所述换流器可以接收如电网系统、微网系统或发电机系统提供的交流电源，或者用来提供如电网系统或微网系统供应的交流电源(给负载)。换句话说，所述换流器在接收到直流电源的情况下，可以用作逆变器(Inverter)，以将接收到的直流电源转换成要被输出的交流电源，而在接收到交流电源的情况下，可以用作整流器(Rectifier)，以将接收到的交流电源转换成要被输出的直流电源。所述换流器可包含电源转换电路100、及控制电路200。

在本实施例中，所述电源转换电路100包括一具有一正端11和一负端12且用来耦接或提供直流电源的第一侧、第一至第三端13～15、第一至第三开关组件2～4、第一至第四电容器51～54、及第一至第三电感器61～63。

所述第一端13与所述第三端15构成一第二侧，所述第二端14与所述第三端15构成一第三侧，所述第一端13与所述第二端14构成一第四侧。所述第二至第四侧其中每一者用来提供或耦接交流电源。在本实施例中，所述第三端15例如为共同接地端。

请注意，在使用时，所述第一至四侧其中每一者可用作输入侧或输出侧。更具体地，当所述第一侧作为输入侧时，所述第二至第四侧其中至少一者用作输出侧，而当所述第二至第四侧其中一者作为输入侧时，所述第一侧用作输出侧。

所述第一开关组件2耦接所述第一侧(也就是，耦接在所述正端11与所述负端12之间)，并包含彼此串联的第一开关21和第二开关22。在本实施例中，所述第一开关21电连接所述正端11并具有用于接收第一控制信号S1的第一控制端，而且所述第二开关22电连接所述负端12并具有用于接收第二控制信号S2的第二控制端。

所述第二开关组件3耦接所述第一侧(也就是，耦接在所述正端11与所述负端12之间)，并包含彼此串联的第三开关31和第四开关32。在本实施例中，所述第三开关31电连接所述正端11并具有用于接收第三控制信号S3的第三控制端，而且所述第四开关32电连接所述负端12并具有用于接收第四控制信号S4的第四控制端。

所述第三开关组件4耦接所述第一侧(也就是，耦接在所述正端11与所述负端12之间)，并包含彼此串联的第五开关41和第六开关42。在本实施例中，所述第五开关41电连接所述正端11并具有用于接收第五控制信号S5的第五控制端，而且所述第六开关42电连接所述负端12并具有用于接收第六控制信号S6的第六控制端。

所述第一至第六开关21，22，31，32，41，42例如为相同类型的开关，此类开关是由开关元件及与所述开关元件反向并联的二极管组成。在本实施例中，此开关元件例如为绝缘栅双极晶体管(简称为IGBT)，但不以此例为限。在其他实施态样中，所述开关元件也可以是金氧半场效晶体管(简称为MOSFET)、或功率晶体管。于是，所述第一至第六开关21，22，31，32，41，42(的开关元件)分别根据所述第一至第六控制信号S1～S6操作成导通或不导通。

所述第一电容器51例如为有极性电容器，且其正极和负极分别耦接所述正端11与第三端15。所述第二电容器52例如为有极性电容器，且其正极和负极分别耦接所述第三端15与所述负端12。所述第三电容器53例如为无极性电容器且耦接所述第二侧(也就是，耦接在所述第一端13与所述第三端15之间)。所述第四电容器54例如为无极性电容器且耦接所述第三侧(也就是，耦接在所述第二端14与所述第三端15之间)。

所述第一电感器61耦接在所述第一开关21与所述第二开关22之间的第一共同节点23和所述第一端13之间。所述第二电感器62耦接在所述第三开关31与所述第四开关32之间的第二共同节点33和所述第二端14之间。所述第三电感器63耦接在所述第五开关41与所述第六开关42之间的第三共同节点43和所述第三端15之间。

所述控制电路200电连接所述电源转换电路100。更具体地，在本实施例中，所述控制电路200电连接所述第一至第六开关21，22，31，32，41，42的第一至第六控制端(也就是图3中IGBT的栅极G)，并组配来根据对于所述电源转换电路100的所述第一电容器51、所述第二电容器52以及所述第一至第四侧的侦测结果产生要分别输出给所述第一至第六开关21，22，31，32，41，42的所述第一至第六控制信号。附带说明的是，上述的侦测结果可以包含例如由电压取样电路(图未示)经取样而获得的电压取样结果，以及由电流取样电路(图未示)经取样而获得的电流取样结果。所述控制电路200例如可实施成数字信号处理器，并依照现有的已知方式，当所述电压取样结果包含交流电压时，则进行锁相处理，以确保控制电路内部的电压基准与所述交流电压的相位一致，然后再经过基准产生模块输出基于电压电流双环控制的基准信号。然后，电压电流控制环在基准信号、电压反馈信号、电流反馈信号的控制下通过例如比例积分调节的控制处理产生用于正弦脉宽调制(简称SPWM)或脉宽调制(简称PWM)的调制波，所述调制波与三角斩波通过比较器产生模块输出SPWM信号或PWM信号作为所述第一至第六开关21，22，31，32，41，42的所述第一至第六控制信号。更明确地，在本实施例中，所述第一至第四控制信号S1～S4为SPWM信号，而所述第五及第六控制信号S5，S6为PWM信号。然而，在其他实施例中，所述第一至第四控制信号S1～S4也可以是PWM信号。

以下，将参阅图4至图7来详细说明所述电源转换电路100在使用时如何根据所述第五及第六控制信号S5，S6动态调制所述第一电容器51和所述第二电容器52存储的能量，以避免例如因所述第二侧提供的第一交流电源或所述第三侧提供的第二交流电源在正、负半周的能量不一致所导致的所述第一与第二电容器51，52的储能不平衡。

在所述第一电容器51的储能大于所述第二电容器52的储能的情况下，所述第五开关41用作切换开关，而所述第六开关42用作续流的二极管(在此情况下，所述第六开关42的开关元件响应于所述第六控制信号S6不导通)，其操作如下：所述第五开关41(的开关元件)响应于所述第五控制信号S5而导通，于是电流的流向如图4中的逆时钟箭头所示，也就是从所述第一电容器51的正极流经导通的所述第五开关41(的开关元件)、所述第三电感器63回到所述第一电容器51的负极，因此所述第三电感器63储存了由所述第一电容器51释出的能量；然后，所述第五开关41(的开关元件)响应于所述第五控制信号S5从导通切换成不导通，于是电流的流向如图5中的顺时钟箭头所示，也就是继续流经所述第三电感器63、所述第二电容器52和所述第六开关42的二极管，于是所述第三电感器63的储能释放到所述第二电容器52，借此平衡所述第一和第二电容器51，52的储能。

在所述第一电容器51的储能小于所述第二电容器52的储能的情况下，所述第六开关42用作切换开关，而所述第五开关41用作续流的二极管(在此情况下，所述第五开关41的开关元件响应于所述第五控制信号S5而不导通)，其操作如下：所述第六开关41(的开关元件)响应于所述第六控制信号S6而导通，于是电流的流向如图6中的逆时钟箭头所示，也就是从所述第二电容器52的正极流经所述第三电感器63、导通的所述第五开关41(的开关元件)回到所述第二电容器52的负极，因此所述第三电感器63储存了由所述第二电容器52释出的能量；然后，所述第六开关42(的开关元件)响应于所述第六控制信号S6从导通切换成不导通，于是电流的流向如图7中的顺时钟箭头所示，也就是继续流经所述第三电感器63、所述第五开关41的二极管和所述第一电容器51，于是所述第三电感器63的储能释放到所述第一电容器51，借此平衡所述第一和第二电容器51，52的储能。

在所述电源转换电路100中，所述第一和第二电容器51，52可以视作对于在第一侧的直流电源的滤波和稳压电路，所述第一电感器61和所述第三电容器53可以视作对于在第二侧的第一交流电源的滤波和稳压电路，而所述第四电容器54和所述第二电感器62可以视作对于在第三侧的第二交流电源的滤波和稳压电路。

以下，将再参阅图3来详细说明所述换流器作为逆变器或整流器使用时的各种操作情况。

情况一：作为逆变器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第一侧的直流电源(作为输入直流电源)转换成提供在所述第二侧的第一交流电源(作为输出交流电源)。所述电源转换电路100在所述第一交流电源的每个周期内响应于所述第一、二控制信号S1，S2互补式驱动所述第一开关21和所述第二开关22并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第一开关组件2、所述第一电感器61及所述第三电容器53构成的回路，以使所述直流电源逆变成所述第一交流电源，并且其详细的操作如下。

1.在提供所述第一交流电源的正半周期部分时，所述第一开关21用作切换开关，而所述第二开关22用作续流的二极管(在此情况下，所述第二开关22的开关元件响应于所述第二控制信号S2而不导通)。于是，当所述第一开关21(的开关元件)响应于所述第一控制信号S1而导通时，电流从所述正端11(也是所述第一电容器51的正极)流经所述第一开关21的导通的开关元件、所述第一电感器61、所述第三电容器53回到所述第三端15(也是所述第一电容器51的负极)；然后，当所述第一开关21(的开关元件)响应于所述第一控制信号S1从导通切换成不导通时，电流从所述负端12(也是所述第二电容器52的负极)流经所述第二开关22的二极管、所述第一电感器61、所述第三电容器53回到所述第三端15。

2.在提供所述第一交流电源的负半周期部分时，所述第二开关22用作切换开关，而所述第一开关21用作续流的二极管(在此情况下，所述第一开关21的开关元件响应于所述第一控制信号S1而不导通)。于是，当所述第二开关22(的开关元件)响应于所述第二控制信号S2而导通时，电流从所述第三端15(也是所述第二电容器52的正极)流经所述第三电容器53、所述第一电感器61、所述第二开关22的导通的开关元件回到所述负端12(也是所述第二电容器52的负极)；然后，当所述第二开关22(的开关元件)响应于所述第二控制信号S2从导通切换成不导通时，电流从所述第三端15(也是所述第一电容器51的负极)流经所述第三电容器53、所述第一电感器61、所述第一开关21的二极管回到所述正端11(也是所述第一电容器51的正极)。

情况二：作为整流器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第二侧的第一交流电源(作为输入交流电源)整流成提供在所述第一侧的直流电源(作为输出直流电源)。相似于上述情况一，所述电源转换电路100在所述第一交流电源的每个周期内响应于所述第一、二控制信号S1，S2互补式驱动所述第一开关21和所述第二开关22并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第一开关组件2、所述第一电感器61及所述第三电容器53构成的回路，以使所述第一交流电源整流成所述直流电源的详细操作如下。

1.在所述第一交流电源处于正半周期时，所述第二开关22用作切换开关，而所述第一开关21用作续流的二极管(在此情况下，所述第一开关21的开关元件响应于所述第一控制信号S1而不导通)。于是，当所述第二开关22(的开关元件)响应于所述第二控制信号S2而导通时，电流从所述第一端13流经所述第一电感器61、所述第二开关22的导通的开关元件、所述第二电容器52回到所述第三端15；然后，当所述第二开关22(的开关元件)响应于所述第二控制信号S2从导通切换成不导通时，电流从所述第一端13流经所述第一电感器61、所述第一开关22的二极管、所述第一电容器51回到所述第三端15。

2.在所述第一交流电源处于负半周期时，所述第一开关21用作切换开关，而所述第二开关22用作续流的二极管(在此情况下，所述第二开关22的开关元件响应于所述第二控制信号S2而不导通)。于是，当所述第一开关21(的开关元件)响应于所述第一控制信号S1而导通时，电流从所述第三端15流经所述第一电容器51、所述第一开关21的导通的开关元件、所述第一电感器61回到所述第一端13；然当所述第一开关21(的开关元件)响应于所述第一控制信号S1从导通切换成不导通时，电流从所述第三端15流经所述第二电容器52、所述第二开关22的二极管、所述第一电感器61回到所述第一端13。

情况三：作为逆变器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第一侧的直流电源(作为输入直流电源)转换成提供在所述第三侧的第二交流电源(作为输出交流电源)。所述电源转换电路100在所述第二交流电源的每个周期内响应于所述第三、四控制信号S3，S4互补式驱动所述第三开关31和所述第四开关32并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第二开关组件3、所述第二电感器62及所述第四电容器54构成的回路，以使所述直流电源逆变成所述第二交流电源，并且其详细的操作如下。

1.在提供所述第二交流电源的正半周期部分时，所述第三开关31用作切换开关，而所述第四开关32用作续流的二极管(在此情况下，所述第四开关32的开关元件响应于所述第四控制信号S4而不导通)。于是，当所述第三开关31(的开关元件)响应于所述第三控制信号S3而导通时，电流从所述正端11(也是所述第一电容器51的正极)流经所述第三开关31的导通的开关元件、所述第二电感器62、所述第四电容器53回到所述第三端15(也是所述第一电容器51的负极)；然后，当所述第三开关31(的开关元件)响应于所述第三控制信号S3从导通切换成不导通时，电流从所述负端12(也是所述第二电容器52的负极)流经所述第四开关32的二极管、所述第二电感器62、所述第四电容器53回到所述第三端15。

2.在提供所述第二交流电源的负半周期部分时，所述第四开关32用作切换开关，而所述第三开关31用作续流的二极管(在此情况下，所述第三开关31的开关元件响应于所述第三控制信号S3而不导通)。于是，当所述第四开关32(的开关元件)响应于所述第四控制信号S4而导通时，电流从所述第三端15(也是所述第二电容器52的正极)流经所述第四电容器54、所述第二电感器62、所述第四开关32的导通的开关元件回到所述负端12(也是所述第二电容器52的负极)；然后，当所述第四开关32(的开关元件)响应于所述第四控制信号S4从导通切换成不导通时，电流从所述第三端15(也是所述第一电容器51的负极)流经所述第四电容器54、所述第二电感器62、所述第三开关31的二极管回到所述正端11(也是所述第一电容器51的正极)。

情况四：作为整流器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第三侧的第二交流电源(作为输入交流电源)整流成提供在所述第一侧的直流电源(作为输出直流电源)。相似于上述情况三，所述电源转换电路100在所述第二交流电源的每个周期内响应于所述第三、四控制信号S3，S4互补式驱动所述第三开关31和所述第四开关32并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第二开关组件3、所述第二电感器62及所述第四电容器54构成的回路，以使所述第二交流电源整流成所述直流电源，并且其详细的操作如下。

1.在所述第二交流电源处于正半周期时，所述第四开关32用作切换开关，而所述第三开关31用作续流的二极管(在此情况下，所述第三开关31的开关元件响应于所述第三控制信号S3而不导通)。于是，当所述第四开关32(的开关元件)响应于所述第四控制信号S4而导通时，电流从所述第二端14流经所述第二电感器62、所述第四开关32的导通的开关元件、所述第二电容器52回到所述第三端15；然后，当所述第四开关32(的开关元件)响应于所述第四控制信号S4从导通切换成不导通时，电流从所述第二端14流经所述第二电感器62、所述第三开关31的二极管、所述第一电容器51回到所述第三端15。

2.在所述第二交流电源处于负半周期时，所述第三开关31用作切换开关，而第四开关32用作续流的二极管(在此情况下，所述第四开关32的开关元件响应于所述第四控制信号S4而不导通)。于是，当所述第三开关31(的开关元件)响应于所述第三控制信号S3而导通时，电流从所述第三端15流经所述第一电容器51、所述第三开关31的导通的开关元件、所述第二电感器62回到所述第二端14；然后，当所述第三开关31(的开关元件)响应于所述第三控制信号S3从导通切换成不导通时，电流从所述第三端15流经所述第二电容器52、所述第四开关32的二极管、所述第二电感器62回到所述第二端14。

情况五：作为逆变器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第一侧的直流电源(作为输入直流电源)转换成提供在所述第四侧的第三交流电源(作为输出交流电源)。所述电源转换电路100在所述第三交流电源的每个周期内响应于所述第一至第四控制信号S1～S4同步驱动所述第一、四开关21，32且同步驱动所述第二、三开关22，31但互补式驱动所述第一开关21(或所述第四开关32)与所述第二开关22(或所述第三开关31)并通过由所述第一至第四电容器51～54、所述第一、二开关组件2，3以及所述第一、二电感器61，62构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第四侧的所述输出交流电源，以使所述直流电源逆变成所述第三交流电源，并且其详细的操作如下。

1.在提供所述第三交流电源的正半周期部分时，所述第一、四开关21，32用作切换开关，而所述第二、三开关22，31用作续流的二极管(在此情况下，所述第二、三开关22，31的开关元件分别响应于所述第二、三控制信号S2，S3而不导通)。于是，当所述第一、四开关21，32(的开关元件)分别响应于所述第一、四控制信号S1，S4而导通时，电流从所述正端11流经所述第一开关21的导通的开关元件、所述第一电感器61、所述第三电容器53、所述第四电容器54、所述第二电感器62、所述第四开关32的导通的开关元件回到所述负端12；然后，当所述第一、四开关21，32(的开关元件)分别响应于所述第一、四控制信号S1，S4从导通切换成不导通时，电流从所述负端12流经所述第二开关22的二极管、所述第一电感器61、所述第三电容器53、所述第四电容器54、所述第二电感器62、所述第三开关31的二极管回到所述正端11。

2.在提供所述第三交流电源的负半周期部分时，所述第二、三开关22，31用作切换开关，而所述第一、四开关21，32用作续流的二极管(在此情况下，所述第一、四开关21，32的开关元件分别响应于所述第一、四控制信号S1，S4而不导通)。于是，当所述第二、三开关22，31(的开关元件)分别响应于所述第二、三控制信号S2，S3而导通时，电流从所述正端11(也是所述第一电容器51的正极)流经所述第三开关31的导通的开关元件、所述第二电感器62、所述第四电容器54、所述第三电容器53、所述第一电感器61、所述第二开关22的导通的开关元件回到所述负端12(也是所述第二电容器52的负极)；然后，当所述第二、三开关22，31(的开关元件)响应于所述第二、三控制信号S2，S3从导通切换成不导通时，电流从所述负端12流经所述第四开关32的二极管、所述第二电感器62、所述第四电容器54、所述第三电容器53、所述第一电感器61、所述第一开关21的二极管回到所述正端11(也是所述第一电容器51的正极)。

情况六：作为整流器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第四侧的第三交流电源(作为输入交流电源)整流成提供在所述第一侧的直流电源(作为输出直流电源)。相似于上述情况五，所述电源转换电路100在所述第三交流电源的每个周期内响应于所述第一至第四控制信号S1～S4同步驱动所述第一、四开关21，32且同步驱动所述第二、三开关22，31但互补式驱动所述第一开关21(或所述第四开关32)与所述第二开关22(或所述第三开关31)并通过由所述第一至第四电容器51～54、所述第一、二开关组件2，3以及所述第一、二电感器61，62构成的回路，以使所述第三交流电源整流成所述直流电源，并且其详细的操作如下。

1.在所述第三交流电源处于正半周期时，所述第二、三开关22，31用作切换开关，而所述第一、四开关21，32用作续流的二极管(在此情况下，所述第一、四开关21，32的开关元件分别响应于所述第一、四控制信号S1，S4而不导通)。于是，当所述第二、三开关22，31(的开关元件)分别响应于所述第二、三控制信号S2，S3而导通时，电流从所述第一端13流经所述第一电感器61、所述第二开关22的导通的开关元件、所述第二电容器52、所述第一电容器51、所述第三开关31的导通的开关元件、所述第二电感器62回到所述第二端14；然后，当所述第二、三开关22，31(的开关元件)响应于所述第二、三控制信号S2，S3从导通切换成不导通时，电流从所述第一端13流经所述第一开关21的二极管、所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第四开关32的二极管、所述第二电感器62回到所述第二端14。

2.在所述第三交流电源处于负半周期时，所述第一、四开关21，32用作切换开关，而所述第二、三开关22，31用作续流的二极管(在此情况下，所述第二、三开关22，31的开关元件分别响应于所述第二、三控制信号S2，S3而不导通)。于是，当所述第一、四开关21，32(的开关元件)分别响应于所述第一、四控制信号S1，S4而导通时，电流从所述第二端14流经所述第二电感器62、所述第四开关32的导通的开关元件、所述第二电容器52、所述第一电容器51、所述第一开关21的导通的开关元件、所述第一电感器61回到所述第一端13，然后，当所述第一、四开关21，32(的开关元件)分别响应于所述第一、四控制信号S1，S4从导通切换成不导通时，电流从所述第二端14流经所述第二电感器62、所述第三开关31的二极管、所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第二开关22的二极管、所述第一电感器61回到所述第一端13。

参阅图8，绘示出的本发明第二实施例的一种换流器，其为所述第一实施例的变化态样，且具有相似于所述第一实施例的功效，而其与图3所示的第一实施例不同之处将详细分述如下。

相较于所述第一实施例的电源转换电路100(图3)，本实施例的所述电源转换电路100还包括第四开关组件7、及第五开关组件8。

所述第四开关组件7耦接在所述第三端15与所述第一共同节点23之间，并包含彼此串联的第七开关71和第一二极管72，以及彼此串联的第八开关73和第二二极管74，其中所述第七开关71与所述第二二极管74的阴极电连接所述第三端15且所述第一二极管72的阴极与所述第八开关73电连接所述第一共同节点23。所述第七开关71具有用于接收第七控制信号S7的第七控制端且所述第八开关73具有用于接收第八控制信号S8的第八控制端。

所述第五开关组件8耦接在所述第三端15与所述第二共同节点33之间，并包含彼此串联的第九开关81和第三二极管82，以及彼此串联的第十开关83和第四二极管84，其中所述第十开关83与所述第三二极管82的阴极电连接所述第三端15且所述第四二极管84的阴极与所述第九开关81电连接所述第二共同节点33。所述第九开关81具有用于接收第九控制信号S9的第九控制端且所述第十开关83具有用于接收第十控制信号S10的第十控制端。

在本实施例中，所述第七至第十开关71，73，81，83为相同类型的开关，其例如仅包含IGBT，但不以此例为限。然而，在其他实施例中，所述第七至第十开关71，73，81，83除了可以仅包含MOSFET或功率晶体管外，还可以由如前述的开关元件(也就是IGBT、MOSFET或功率晶体管)及与所述开关元件反向并联的二极管组成。于是，所述第七至第十开关71，73，81，83分别根据所述第七至第十控制信号S7～S10操作成导通或不导通。

相较于上述第一实施例的控制电路200(图3)，本实施例的所述控制电路200还电连接所述第七至第十控制端(也就是图8中的所述第四、五开关组件7，8中的IGBT的栅极G)，并根据所述侦测结果还产生所述第七至第十控制信号S7～S10。相似于上述第一实施例，所述第七至第十控制信号S7～S10例如亦为SPWM信号。然而，在其他实施例中，所述第七至第十控制信号S7～S10也可以是PWM信号。

由于本实施例与所述第一实施例在所述电源转换电路100上的差异将导致所述换流器在使用时，特别是在情况一至情况四时将采用不同于所述第一实施例所述的电流流向(而情况五和情况六与所述第一实施例中所述的相同)。以下，将再参阅图8来详细说明所述换流器作为逆变器或整流器在情况一至情况四的运作。

情况一：作为逆变器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第一侧的直流电源(作为输入直流电源)转换成提供在所述第二侧的第一交流电源(作为输出交流电源)。所述电源转换电路100在所述第一交流电源的每个周期内响应于所述第一、七控制信号S1，S7互补式驱动所述第一、七开关21，71且回应于所述第二、八控制信号S2，S8互补式驱动所述第二、八开关22，73，并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第一开关组件2、所述第四开关组件7、所述第一电感器61及所述第三电容器53构成的回路，以使所述直流电源逆变成所述第一交流电源，并且其详细的操作如下。

1.在提供所述第一交流电源的正半周期部分时，所述第一、七开关21，71用作切换开关，而所述(导通的)第七开关71和所述第一二极管72作为续流用。于是，当所述第一开关21(的开关元件)响应于所述第一控制信号S1而导通但所述第七开关S7回应于所述第七控制信号S7而不导通时，相似于上述第一实施例，电流从所述正端11流经所述第一开关21的导通的开关元件、所述第一电感器61、所述第三电容器53回到所述第三端15；然后，当所述第一开关21(的开关元件)响应于所述第一控制信号S1从导通切换成不导通但所述第七开关71回应于所述第七控制信号S7从不导通切换成导通时，电流从所述第三端15流经导通的所述第七开关71、所述第一二极管72、所述第一电感器61、所述第三电容器53回到所述第三端15。

2.在提供所述第一交流电源的负半周期部分时，所述第二、八开关22，73用作切换开关，而所述(导通的)第八开关73和所述第二二极管74作为续流用。于是，当所述第二开关22(的开关元件)响应于所述第二控制信号S2而导通但所述第八开关73回应于所述第八控制信号S8而不导通时，相似于上述第一实施例，电流从所述第三端15流经所述第三电容器53、所述第一电感器61、所述第二开关22的导通的开关元件回到所述负端12，然后当所述第二开关22(的开关元件)响应于所述第二控制信号S2从导通切换成不导通但所述第八开关73回应于所述第八控制信号S8从不导通切换成导通时，电流从所述第三端15流经所述第三电容器53、所述第一电感器61、导通的所述第八开关73及所述第二二极管74回到所述第三端15。

情况二：作为整流器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第二侧的第一交流电源(作为输入交流电源)整流成提供在所述第一侧的直流电源(作为输出直流电源)。所述电源转换电路100在所述第一交流电源的每个工作周期内响应于所述第七和第八控制信号S7，S8互补式驱动所述第七、八开关71，73并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第一开关组件2、所述第四开关组件7及所述第一电感器61构成的回路，以使所述第一交流电源整流成所述直流电源的详细操作如下。

1.在所述第一交流电源处于正半周期时，所述第八开关73用作切换开关，而所述第一开关21用作续流的二极管(在此情况下，所述第一开关21的开关元件响应于所述第一控制信号S1而不导通)。于是，当所述第八开关73回应于所述第八控制信号S8而导通时，电流从所述第一端13流经所述第一电感器61、导通的所述第八开关73、所述第二二极管74回到所述第三端15；然后，当所述第八开关73响应于所述第八控制信号S8从导通切换成不导通时，相似于所述第一实施例，电流从所述第一端13流经所述第一电感器61、所述第一开关21的二极管、所述第一电容器51回到所述第三端15。

2.在所述第一交流电源处于负半周期时，所述第七开关71用作切换开关，而所述第二开关22用作续流的二极管(在此情况下，所述第二开关22的开关元件响应于所述第二控制信号S2而不导通)。于是，当所述第七开关71回应于所述第七控制信号S7而导通时，电流从所述第三端15流经导通的所述第七开关71、所述第一二极管72所述第一电感器61回到所述第一端13；然后，当所述第七开关71响应于所述第七控制信号S7从导通切换成不导通时，相似于所述第一实施例，电流从所述第三端15流经所述第二电容器52、所述第二开关22的二极管、所述第一电感器61回到所述第一端13。

情况三：作为逆变器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第一侧的直流电源(作为输入直流电源)转换成提供在所述第三侧的第二交流电源(作为输出交流电源)。所述电源转换电路100在所述第二交流电源的每个周期内响应于所述第三、十控制信号S3，S10互补式驱动所述第三、十开关31，83且回应于所述第四、九控制信号S4，S9互补式驱动所述第四、九开关32，81并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第二开关组件3、所述第五开关组件8、所述第二电感器62及所述第四电容器54构成的回路，以使所述直流电源逆变成所述第二交流电源，并且其详细的操作如下。

1.在提供所述第二交流电源的正半周期部分时，所述第三、十开关31，83用作切换开关，而所述(导通的)第十开关83和所述第四二极管84作为续流用(在此情况下，所述第四开关32的开关元件响应于所述第四控制信号S4而不导通)。于是，当所述第三开关31(的开关元件)响应于所述第三控制信号S3而导通但所述第十开关83回应于所述第十控制信号S10而不导通时，相似于所述第一实施例，电流从所述正端11流经所述第三开关31的导通的开关元件、所述第二电感器62、所述第四电容器53回到所述第三端15；然后，当所述第三开关31(的开关元件)响应于所述第三控制信号S3从导通切换成不导通但所述第十开关83回应于所述第十控制信号S10从不导通切换成导通时，电流从所述第三端15流经所述(导通的)第十开关83、所述第四二极管84、所述第二电感器62、所述第四电容器54回到所述第三端15。

2.在提供所述第二交流电源的负半周期部分时，所述第四、九开关32，81用作切换开关，而所述(导通的)第九开关81和所述第三二极管82作为续流用。于是，当所述第四开关32(的开关元件)响应于所述第四控制信号S4而导通但所述第九开关81回应于所述第九控制信号S9而不导通时，相似于所述第一实施例，电流从所述第三端15流经所述第四电容器54、所述第二电感器62、所述第四开关32的导通的开关元件回到所述负端12；然后，当所述第四开关32(的开关元件)响应于所述第四控制信号S4从导通切换成不导通但所述第九开关81回应于所述第九控制信号S9从不导通切换成导通时，电流从所述第三端15流经所述第四电容器54、所述第二电感器62、导通的所述第九开关81及所述第三二极管82回到所述第三端15。

情况四：作为整流器使用，以使所述电源转换电路100将耦接在所述第三侧的第二交流电源(作为输入交流电源)整流成提供在所述第一侧的直流电源(作为输出直流电源)。所述电源转换电路100在所述第二交流电源的每个周期内响应于所述第九、十控制信号S9，S10互补式驱动所述第九、十开关81，83并通过由所述第一电容器51、所述第二电容器52、所述第二开关组件3、所述第五开关组件8、所述第二电感器62及所述第四电容器54构成的回路，以使所述第二交流电源整流成所述直流电源，并且其详细的操作如下。

1.在所述第二交流电源处于正半周期时，所述第九开关81用作切换开关，而所述第三开关31用作续流的二极管(在此情况下，所述第三开关31的开关元件响应于所述第三控制信号S3而不导通)。于是，当所述第九开关81回应于所述第九控制信号S9而导通时，电流从所述第二端14流经所述第二电感器62、导通的所述第九开关81、所述第三二极管82回到所述第三端15；然后，当所述第九开关81响应于所述第九控制信号S9从导通切换成不导通时，电流从所述第二端14流经所述第二电感器62、所述第三开关31的二极管、所述第一电容器51回到所述第三端15。

2.在所述第一交流电源处于负半周期时，所述第十开关83用作切换开关，而第四开关32用作续流的二极管(在此情况下，所述第四开关32的开关元件响应于所述第四控制信号S4而不导通)。于是，当所述第十开关83回应于所述第十控制信号S10而导通时，电流从所述第三端15流经导通的所述第十开关83、所述第四二极管84、所述第二电感器62回到所述第二端14；然后，当所述第十开关83响应于所述第十控制信号S10从导通切换成不导通时，相似于所述第一实施例，电流从所述第三端15流经所述第二电容器52、所述第四开关32的二极管、所述第二电感器62回到所述第二端14。

值得注意的是，在上述情况所使用的续流回路能使发生于所述第一、二电感器61，62的能量损耗减至最低。

综上所述，本发明的换流器能直接应用于裂相供电系统而不需使用较昂贵的变压器，因此具有相对较低的成本。此外，所述电源转换电路100能根据所述控制电路200所提供的控制信号S1～S6/S1～S10能实现逆变器功能，以便以电压可控或电流可控的方式将输入直流电源逆变成第一交流电源、第二交流电源及第三交流电源，其中所述第三交流电源具有相当于所述第一交流电源与所述第二交流电源之和的电压大小，另一方面，也能实现整流器功能，以便以电压及/或电流可控的方式将第一交流电源、第二交流电源及第三交流电源整流成直流电源，故，确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (11)

1.一种换流器，包含电源转换电路，其特征在于，所述电源转换电路包括：

第一侧，用来耦接或提供直流电源，并具有正端及负端；

第一至第三端，其中所述第一端与所述第三端构成第二侧，所述第二端与所述第三端构成第三侧，所述第一端与所述第二端构成第四侧，所述第二至第四侧其中每一者用来提供或耦接交流电源；

第一开关组件，耦接所述第一侧，并包含彼此串联的第一开关和第二开关，其中所述第一开关电连接所述正端并具有用于接收第一控制信号的第一控制端，而且所述第二开关电连接所述负端并具有用于接收第二控制信号的第二控制端；

第二开关组件，耦接所述第一侧，并包含彼此串联的第三开关和第四开关，其中所述第三开关电连接所述正端并具有用于接收第三控制信号的第三控制端，而且所述第四开关电连接所述负端并具有用于接收第四控制信号的第四控制端；

第三开关组件，耦接所述第一侧，并包含彼此串联的第五开关和第六开关，其中所述第五开关电连接所述正端并具有用于接收第五控制信号的第五控制端，而且所述第六开关电连接所述负端并具有用于接收第六控制信号的第六控制端；

第一电容器，耦接在所述正端与所述第三端之间；

第二电容器，耦接在所述第三端与所述负端之间；

第三电容器，耦接所述第二侧；

第四电容器，耦接所述第三侧；

第一电感器，耦接在所述第一开关与所述第二开关之间的第一共同节点和所述第一端之间；

第二电感器，耦接在所述第三开关与所述第四开关之间的第二共同节点和所述第二端之间；及

第三电感器，耦接在所述第五开关与所述第六开关之间的第三共同节点和所述第三端之间；

所述第一至第六开关分别根据所述第一至第六控制信号操作成导通或不导通；

当所述第一侧耦接输入直流电源时，所述电源转换电路，至少通过所述第一至第六开关的操作，将所述输入直流电源转换成提供在所述第二至第四侧其中一者的输出交流电源；及

当所述第二至第四侧其中一者耦接输入交流电源时，所述电源转换电路，至少通过所述第一至第六开关的操作，将所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的输出直流电源。

2.根据权利要求1所述的换流器，其特征在于，所述电源转换电路的所述第一至第六开关为相同类型的开关，其由开关元件及与所述开关元件反向并联的二极管组成，所述开关元件为金氧半场效晶体管、绝缘栅双极晶体管或功率晶体管。

3.根据权利要求1或2所述的换流器，其特征在于，还包含电连接所述电源转换电路的所述第一至第六开关的所述第一至第六控制端的控制电路，所述控制电路组配来根据对于所述电源转换电路的所述第一电容器、所述第二电容器以及所述第一至第四侧的侦测结果至少产生所述第一至第六控制信号。

4.根据权利要求3所述的换流器，其特征在于，所述电源转换电路根据所述第五控制信号和所述第六控制信号，在所述第一电容器与所述第二容器储存的能量不平衡时，动态调制所述第一电容器与所述第二容器存储的能量，以使所述第一电容器与所述第二电容器其中存储较大能量的一者，利用所述第三电感器，对所述第一电容器与所述第二电容器其中另一者释能。

5.根据权利要求4所述的换流器，其特征在于，所述第五控制信号和所述第六控制信号为脉宽调制信号。

6.根据权利要求3所述的换流器，其特征在于，所述电源转换电路根据所述第一至第四控制信号进行以下操作：

当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第二侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号互补式驱动所述第一开关和所述第二开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第一开关组件、所述第一电感器及所述第三电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第二侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；

当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第三侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第三控制信号和所述第四控制信号互补式驱动所述第三开关和所述第四开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第二开关组件、所述第二电感器及所述第四电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第三侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；及

当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第四侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第一至第四控制信号同步驱动所述第一开关和所述第四开关且同步驱动所述第二开关和所述第三开关但互补式驱动所述第一开关与所述第二开关并通过由所述第一至第四电容器、所述第一开关组件、所述第二开关组件、所述第一电感器及所述第二电感器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第四侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源。

7.根据权利要求6所述的换流器，其特征在于，所述第一至第四控制信号为正弦脉宽调制信号或脉宽调制信号。

8.根据权利要求3所述的换流器，其特征在于，所述电源转换电路还包括：

第四开关组件，耦接在所述第三端与所述第一共同节点之间，并包含彼此串联的第七开关和第一二极管，以及彼此串联的第八开关和第二二极管，其中所述第七开关与所述第二二极管的阴极电连接所述第三端且所述第一二极管的阴极与所述第八开关电连接所述第一共同节点，所述第七开关具有用于接收第七控制信号的第七控制端且所述第八开关具有用于接收第八控制信号的第八控制端；及

第五开关组件，耦接在所述第三端与所述第二共同节点之间，并包含彼此串联的第九开关和第三二极管，以及彼此串联的第十开关和第四二极管，其中所述第十开关与所述第三二极管的阴极电连接所述第三端且所述第四二极管的阴极与所述第九开关电连接所述第二共同节点，所述第九开关具有用于接收第九控制信号的第九控制端且所述第十开关具有用于接收第十控制信号的第十控制端；

所述第七至第十开关分别根据所述第七至第十控制信号操作成导通或不导通；

所述电源转换电路在耦接有所述输入直流电源时，不仅通过所述第一至第六开关的操作，还通过所述第七至第十开关的操作，将所述输入直流电源转换成提供在所述第二侧或所述第三侧的所述输出交流电源；

所述电源转换电路在所述第二侧或所述第三侧耦接有所述输入交流电源时，不仅通过所述第一至第六开关的操作，还通过所述第七至第十开关的操作，将所述输入交流电源转换成所述输出直流电源；及

所述控制电路还电连接所述第七至第十控制端，并根据所述侦测结果还产生所述第七至第十控制信号，以使所述电源转换电路还根据所述第一至第四控制信号和所述第七至第十控制信号进行以下操作：

当所述第一侧耦接有所述输入直流电源时，在所述输出交流电源的每个周期内响应于所述第一控制信号和所述第七控制信号互补式驱动所述第一开关和所述第七开关且回应于所述第二和第八控制信号互补式驱动所述第二开关和所述第八开关，并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第一开关组件、所述第四开关组件、所述第一电感器及所述第三电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第二侧的所述输出交流电源；

当所述第二侧耦接有所述输入交流电源时，在所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第七控制信号和所述第八控制信号互补式驱动所述第七开关和所述第八开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第一开关组件、所述第四开关组件及所述第一电感器构成的回路，以使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；当所述第一侧耦接有所述输入直流电源时，在所述输出交流电源的每个周期内响应于所述第三控制信号和所述第十控制信号互补式驱动所述第三开关和所述第十开关且回应于所述第四和第九控制信号互补式驱动所述第四开关和所述第九开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第二开关组件、所述第五开关组件、所述第二电感器及所述第四电容器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第三侧的所述输出交流电源；

当所述第三侧耦接有所述输入交流电源时，在所述输入交流电源的每个周期内响应于所述第九控制信号和所述第十控制信号互补式驱动所述第九开关和所述第十开关并通过由所述第一电容器、所述第二电容器、所述第二开关组件、所述第五开关组件、所述第四电容器及所述第二电感器构成的回路，以使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源；及

当所述第一侧耦接所述输入直流电源或当所述第四侧耦接所述输入交流电源时，在所述输出交流电源或所述输入交流电源的每个周期内同步驱动所述第一和第四开关，同步驱动所述第二和第三开关，但互补式驱动所述第一开关与所述第二开关并通过由所述第一至第四电容器、所述第一至第四开关以及所述第一及第二电感器构成的回路，以使所述输入直流电源转换成提供在所述第四侧的所述输出交流电源，或使所述输入交流电源转换成提供在所述第一侧的所述输出直流电源。

9.根据权利要求8所述的换流器，其特征在于，所述电源转换电路的所述第七至第十开关为相同类型的开关，其包含金氧半场效晶体管、绝缘栅双极晶体管或功率晶体管。

10.根据权利要求9所述的换流器，其特征在于，所述第七至第十控制信号为正弦脉宽调制信号或脉宽调制信号。

11.一种根据权利要求1至10其中任一项所述的电源转换电路。

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