CN115313888A - 交流电的整流和升压降压电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交流电的整流和升压降压控制系统，该控制系统包括处理器、换相检测电路、斩波电路及开关电路，所述斩波电路包括分别与所述交流电中各相对应连接的上桥元件，所述开关电路包括分别与所述上桥元件连接的下桥元件；所述换相检测电路检测换相信号，所述处理器基于所述换相信号，根据当前输出电流和/或当前整流后的电压，输出导通角控制信号至所述斩波电路，并输出开关PWM控制信号至所述开关电路，调整所述斩波电路以及所述开关电路的通断时间以对所述当前输出电流和当前整流后的电压进行调整。

Description

交流电的整流和升压降压电路及方法
技术领域
本发明涉及一种交流电的整流和升压降压电路及方法。
背景技术
传统的交流整流是二极管整流桥，不可控；还有上下桥都是可控硅，只能降压。
通常需要对输出的直流既要可以在交流电压高时降压，还要在交流电压低时进行升压。而传统的这2种方式都不能够都兼顾。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明提供一种结构简捷、智能、效率更高交流电的整流和升压降压电路及方法。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种交流电的整流和升压降压控制系统，包括处理器、连接于所述处理器与交流电之间的换相检测电路、与所述交流电的各相对应连接的上桥臂电路和下桥臂电路，所述上桥臂电路为斩波电路，所述下桥臂电路为连接于所述处理器与所述斩波电路之间的开关电路，所述斩波电路包括分别与所述交流电中各相对应连接的上桥元件，所述开关电路包括分别与所述上桥元件连接的下桥元件；
所述换相检测电路检测换相信号，所述处理器基于所述换相信号，根据当前输出电流和/或当前整流后的电压，输出导通角控制信号至所述斩波电路，并输出开关控制信号至所述开关电路，调整所述斩波电路以及所述开关电路的通断时间以对所述当前输出电流和当前整流后的电压进行调整。
一种交流电控制方法，包括：
获取电流检测电路检测到的当前电流、以及电压反馈电路检测到的当前整流后的电压；
获取换相检测电路检测到的换相信号，基于所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路；
按照目标换相时序导通所述上桥臂电路中的上桥元件以及所述下桥臂电路中的下桥元件，调整所述上桥元件和所述下桥元件的通断时间以对所述当前输出电流和当前整流后的电压进行调整。
本发明实施例提供的交流电的整流和升压降压电路系统及交流电控制方法，通过设置与交流电上桥连接的上桥臂电路和与交流电下桥连接的下桥臂电路，处理器通过所述换相检测电路检测到换相信号时，根据当前输出电流和/或当前整流后的电压输出导通角控制信号至所述斩波电路，并输出开关控制信号至所述开关电路，调整所述可控硅以及开关电路的通断时间可以对当前输出电流和电压进行调整，相对于现有技术的方案而言，可以减少导通压降，提高发电效率，所述交流电控制系统整体结构简单，输出灵活可变，且交流电效率更高。
附图说明
图1为一实施例中交流电的整流和升压降压控制系统的原理图；
图2至图6为不同实施例提供的交流电的整流和升压降压控制系统的示意图；
图7为一实施例中交流电控制方法的流程图；
图8为一实施例中自然换相点换相的逻辑特性图；
图9为一实施例中电动势过零点换相的逻辑特性图；
图10和图11分别为绕组AB’导通时，下桥A’处PWM斩波boost升压时A’处进行开关时的电流图；
图12为Boost前后的输出电压的示意图；
图13为交流电绕组的等效电路图；
图14和图15为对绕组充电、对绕组停止充电并放电升压的电流图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明的实现方式。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，为本申请实施例提供的交流电的整流和升压降压控制系统的原理图，包括交流电10、连接于交流电10和蓄电池11之间的交流电的整流和升压降压控制系统。所述交流电控制系统包括处理器12、连接于处理器12和交流电之间的换相检测电路17、与交流电连接的整流电路、连接于所述处理器12与所述整流电路之间的电流检测电路13、及连接于所述处理器12与所述整流电路之间的电压反馈电路14。所述整流电路包括与交流电的各相对应连接的上桥臂电路和下桥臂电路。其中，所述上桥臂电路为斩波电路15，所述下桥臂电路为连接于所述处理器12与所述斩波电路15之间的开关电路16。
上述实施例中，整流电路包括与交流电的各相对应连接的上桥臂电路和下桥臂电路，上桥臂电路为斩波电路15，下桥臂电路为连接于所述处理器12与所述斩波电路15之间的开关电路16，通过各相绕组下桥臂中开关电路16的设置，通过开关电路16的打开或关闭，可以相应调节斩波电路15与开关电路16所形成的支路的导通或断开，从而调节不同的发电电压和降低损耗。
其中，所述斩波电路15包括分别与所述交流电中各相对应连接的上桥元件，所述开关电路16包括分别与所述上桥元件连接的下桥元件，所述上桥元件为可控硅或场效应管，所述下桥元件可以为场效应管、二极管或可控硅。请结合参阅图2，为交流电的整流和升压降压控制系统的电路示意图，其中，所述斩波电路15包括分别与所述交流电中各相对应连接的可控硅(SCR)。所述处理器12通过所述换相检测电路17检测换相信号，所述处理器12基于所述换相信号，根据当前输出电流和/或当前整流后的电压输出导通角控制信号至所述斩波电路15，并输出开关控制信号至所述开关电路16，调整所述可控硅以及所述开关电路16的通断时间以对所述当前输出电流和所述当前整流后的电压进行调整。其中，开关电路16中下桥元件可以优选场效应管，采用场效应管相对于二极管而言，可以减少导通压降，提高发电效率。请参阅图3至图6，为不同实施例中交流电的整流和升压降压控制系统的电路示意图，如图3所示，上桥元件可以为可控硅，每一下桥元件包括并联连接的两个场效应管，可以增加调控范围；如图4所示，上桥元件采用二极管，下桥元件采用场效应管；如图5所示，上桥元件和下桥元件分别采用场效应管，两个场效应管的漏极和源极的连接方向相反，其中，上桥采用场效应管，开关频率可比可控硅更快，避免可控硅开关慢造成的过高电压和过高反向电流现象，可选的，两个下桥元件可以分别添加电流采样电阻R2、R3，电流采样电阻R2、R3分别与处理器的第三采样端口AD3和第四采样端口AD4连接，通过电流采样电阻可以检测电流，当电流过大时停止升压；也可以选择在上桥采用电流传感器的方式检测电流，而不用下桥的采样电阻，将更能准确地获得上桥的电流值。如图6所示，每一上桥元件包括两个N沟道场效应管，且两个场效应管的漏极和源极的连接方向相反，具体的，一个N沟道场效应管的连接方式为漏极在上、源极在下，另一个场效应管的连接方式为漏极在下、源极在上，可通过该电路进行驱动电机运转并PWM调速。
在一个可选的实施例中，换相信号为过零点信息，所述换相检测电路17为过零点检测电路，检测所述交流电的相电压的过零点信息，根据检测到的过零点信息确定A相,B相,C相三相绕组电压的相位关系。所述处理器12通过所述换相检测电路17检测所述交流电的相电压当前值，当所述交流电中的某一相的电压为零点时，所述处理器12根据当前电流和/或当前电压输出导通角控制信号至所述斩波电路15和开关电路16，通过调整所述斩波电路15中可控硅和开关电路16中开关的通断时间以对所述当前电流和/或当前电压进行调整，直至所述换相检测电路17检测到另一相的电压者再次过零点时再重复进行相同的逻辑控制。所述处理器12根据所述交流电10中的A,B,C三相电压的过零信号，按AB,AC,BC,BA,CA,CB关系依次导通斩波电路15中的可控硅以及开关电路16中的场效应管，使得对应的所述斩波电路15与所述开关电路16所在整流支路导通。在另一个可选的实施例中，换相检测电路17检测到的换相信号为自然换相点信号，自然换相点信号是指相对于电动势过零点的位置超前30度的位置。所述换相检测电路17包括分别装设于交流电的各相设定位置处的霍尔传感器。
可选的，所述交流电10为三相交流电10，所述斩波电路15包括分别与所述三相交流电的A相线圈、B相线圈、C相线圈对应连接的第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2和第三可控硅SCR3。所述开关电路16包括分别与所述第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2和第三可控硅SCR3对应连接的第一开关、第二开关和第三开关，所述处理器12通过开关驱动电路与所述第一开关、第二开关和第三开关连接。其中，处理器12包括多个输入/输出端，开关电路16连接于处理器12的输入/输出端和斩波电路15之间，为了便于描述和区别，将处理器12与开关电路16连接的多个输入/输出端(I/O)分别标识为第七输入/输出端I/O7、第八输入/输出端I/O8和第九输入/输出端I/O9。所述第一开关连接于第七输入/输出端I/O7和第一可控硅SCR1之间，所述第二开关连接于第八输入/输出端I/O8和第二可控硅SCR2之间，第三开关连接于第九输入/输出端I/O9和第三可控硅SCR3之间。处理器12通过换相检测电路17检测到交流电的相电压处于正弦波正半周时，处理器12输出导通角控制信号给对应相上桥臂的可控硅通断进行调压。处理器12通过换相检测电路17检测到相电压处于正弦波负半周时，则通过第一输入/输出端I/O1、第二输入/输出端I/O2和第三输入/输出端I/O3分别输出驱动信号，以打开对应相下桥臂的开关，可控硅与对应开关形成的支路导通，从而可以减小压降带来的损耗，提高整流效率。其中，所述第一开关、第二开关和第三开关分别为场效应管。
可选的，整流电路还包括连接于所述处理器12和所述斩波电路15之间的斩波驱动电路。处理器12输出导通角控制信号到斩波驱动电路，通过斩波驱动电路控制各相上桥臂的可控硅通断。其中，处理器12包括多个输入/输出端，斩波驱动电路连接于处理器12的输入/输出端和斩波电路15之间，为了便于描述和区别，将处理器12与斩波驱动电路连接的多个输入/输出端标识为第四输入/输出端I/O4、第五输入/输出端I/O5和第六输入/输出端I/O6。可选的，整流电路还包括连接于处理器12和各个开关之间的开关驱动电路，处理器12通过第七输入/输出端I/O7、第八输入/输出端I/O8和第九输入/输出端I/O9分别输出驱动信号给开关驱动电路，由开关驱动电路控制各相下桥臂的开关打开或关闭。
可选的，所述交流电控制系统还包括连接于所述处理器12和所述斩波电路15之间的电流检测电路13。所述交流电控制系统还包括连接于所述处理器12和所述斩波电路15之间的电压反馈电路14。其中，所述处理器12包括多个反馈端，为了便于描述和区别，将处理器12与电压反馈电路14连接的反馈端标识为第一反馈端AD1，将处理器12与电流检测电路13连接的反馈端标识为第二反馈端AD2。处理器12可以通过电流检测电路13实时检测整流电路输出的当前电流、及通过电压反馈电路14实时检测整流电路输出的当前电压，当换相检测电路17检测到相电压处于正弦波正半周时，根据整流输出的电压反馈以及输出的电流检测值，输出匹配的导通角控制信号至对应相上桥臂的可控硅进行调压。
可选的，所述换相检测电路17包括分别与所述交流电中各相一一对应的多路。其中，处理器12包括多个输入/输出端，换相检测电路17连接于处理器12的输入/输出端和交流电之间，为了便于描述和区别，将所述处理器12与斩波驱动电路连接的多个输入/输出端标识为第七输入/输出端I/O7、第八输入/输出端I/O8和第九输入/输出端I/O9。通过设置分别与各相一一对应的换相检测电路17，可以对各相的正负半周独立检测判断，提高控制精度。
本申请上述实施例所提供的交流电控制系统，采用了斩波电路15和开关电路16分别作为各相线圈的上桥臂电路和下桥臂电路，通过检测各相电流处于正半周或处于负半周来相应控制下桥臂的开关电路16的通断，以极大地减小斩波电路15在各相电流处于负半周过程中由于压降带来的损耗，控制方法更灵活，提高整流效率。
请参阅图7，本申请实施例另一方面，还提供一种交流电控制方法，应用于处理器，包括：
S101，获取电流检测电路检测到当前电流、以及电压反馈电路检测到的当前整流后的电压；
S103，获取换相检测电路检测到的换相信号，基于所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的上桥臂电路；
S105，按照目标换相时序导通所述上桥臂电路中的上桥元件以及所述下桥臂电路中的下桥元件，调整所述上桥元件和所述下桥元件的通断时间以对所述当前输出电流和当前整流后的电压进行调整。
上述实施例中，处理器通过所述换相检测电路检测到换相信号，根据当前输出电流和/或当前整流后的电压输出导通角控制信号至所述上桥臂电路，并输出开关控制信号至所述下桥臂电路，调整所述上桥元件以及下桥元件的通断时间可以对当前输出电流和电压进行调整，输出灵活可变，且效率更高。
其中，上桥臂电路可以采用通断时间可调的可控硅或场效应管，下桥元件可根据不同应用需求选取场效应管、二极管或者可控硅。上桥臂电路为电流流出线圈的通道,通过上桥臂电路中可控硅的单向导通来实现。下桥臂电路为电流流入线圈，下桥元件可以优选采用场效应管使电流流回电机线圈，通过场效应管的门极(G极)控制导通时可以减小下桥压降，相较于下桥采用二极管、可控硅时的压降都更小，而且场效应管有续流二级管，本身有使电流通过下桥回流的功能，场效应管的导通可以增加回流通道，使下桥压降变低，既降低了功耗，也可以使电动势低时有发电输出。
在一些实施例中，所述下桥元件为场效应管，所述换相信号为自然换相点信号；或，所述下桥元件为二极管，所述换相信号为过零点信号；或，所述下桥元件为可控硅，所述换相信号为过零点信号或自然换相点信号。其中，过零点信号是指电动势过零点的位置。自然换相点信号是指相对于电动势过零点超前30度的位置。在下桥为场效应管时，换相策略为自然换相点换相，如图8所示，为自然换相点换相的逻辑特性图，假设交流电以ABC的先后顺序变化，在1个电周期的6个自然换相点的换相时序为AB’、AC’、BC’、BA’、CA’、CB’，使得输出的电压比较平稳。反之，假设交流电以CBA方向变化，换相时序为反向时序CB’、CA’、BA’、BC’、AC’、AB’。在下桥为可控硅时，换相策略相应为自然换相点换相或电动势过零点换相，如图9所示，为电动势过零点换相的逻辑特性图，采用过零点换相可以在更高的电压点换相，使得在电动势过低的时候也可以发电，也可以防止电压过低时使可控硅换相造成误动作。在下桥为可控硅时，换相策略可以为自然换相点换相或电动势过零点换相，分别与前述实施例的采用对应换相策略具有相似的技术效果，在此不再赘述。
可选的，步骤S105之前，还包括:根据交流电中A相、B相及C相电压变化的方向确定导通时序，根据所述导通时序在每个换相中间添加重叠换相得到目标换相时序。再以交流电以ABC的先后顺序旋转为例，在1个电周期内各绕组的导通时序为AB’、AC’、BC’、BA’、CA’、CB’，在每个换相中间添加重叠换相得到目标换相时序为AB’、AB’C’、AC’、ABC’、BC’、BC’A’、BA’、BCA’、CA’、CA’B’、CB’、CAB’。采用重叠换相后使得两相导通先过渡为三相导通，然后再变成另两相导通，使得换相过渡能够更平缓，电流电压波动小。其中，添加的重叠换相可以在可控硅为最大功率的导通角时采用，可以进一步提高性能。
其中，换相检测电路可以采用霍尔传感器(Hall元件)检测得到，如换相信号为过零点信号时，换相检测电路可以采用Hall元件装设于电动势过零点的位置，换相信号为自然换相点信号时，换相检测电路可以采用Hall元件装设于电动势过零点位置之前30度的位置。可选的，换相检测电路也可以采用过零点检测电路采集三相绕组的相电压，将相电压与三相中心点电压进行比较处理来得到过零点。
可选的，所述获取换相检测电路检测到的换相信号之前，包括：
根据所述当前整流后的电压判断电动势是否高于设定值；
当所述电动势高于设定值时，获取所述换相检测电路检测到的自然换相点信号为换相信号；
当所述电动势低于设定值时，获取所述换相检测电路检测到的过零点信号为换相信号。
通过在电动势低时采用过零点换相的换相策略，在电动势高的时采用自然换相点换相的换相策略，输出更加灵活可变，可进一步提高效率。
可选的，所述基于所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的上桥臂电路，包括：
根据当前功率需求值确定延时比例，将所述换相信号按照所述延时比例进行延迟，基于延迟后的所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的上桥臂电路。
通常，当前功率需求值为功率需求最大值或超过一定功率阈值时，不进行换相延迟，在获取换相信号后立即换相导通。当前功率需求值较小时，可根据当前功率需求值的实时变换与功率需求最大值的比例来确定延时比例，将所述换相信号按照所述延时比例进行延迟，控制可控硅延迟一定时间后再导通，这个延迟的时间对应的相位角即可控硅的导通角，通过导通角的调节可以使输出电压和功率在最大到最小之间变化。
可选的，所述基于所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的上桥臂电路，包括：
根据超前估计策略将换相点提前设定角度，基于提前的换相点根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的上桥臂电路。
其中，超前估计策略可以根据处理器的定时、Hall元件的位置以及交流电频率的关系进行确定。将换相信号根据超前估计策略提前设定角度，可以避免换相信号误差而带来的问题。
可选的，所述下桥元件为场效应管，所述输出开关控制信号至所述交流电的上桥臂电路，包括：
输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路中的场效应管；
在交流电的电压幅值低于负载电压或交流电的频率低于设定值，且当前电流小于设定值时，通过BOOST升压电路和交流电内部的电感进行升压。
其中，负载电压可以是要充电的电池电压。处理器可以通过PWM斩波调节升压，还通过电流、电压、转速反馈判断是否需要，是否适合升压。如AB’有电动势时，但是幅值较小，小于VDC，这时控制AB’两个桥路的G极，欲使其导通。对于上桥是可控硅时，A上桥不能导通，因为正向电压不够，也不会反向导通，B下桥可以导通，但不能形成回流。如果让下桥A’(Q1)打开，可以从B’流回绕组，不会造成A相正电动势产生电流到GND而造成短路，因为没有回路，VDC端没有电流流下来，这个时段对A’进行斩波控制，可以形成boost升压的工作模式。在A’导通时，从A’到B’给绕组充电，产生比较大的电流。在A’断开时，绕组内电流要续流，会产生更大的AB’向电动势冲开可控硅。这样，在下桥A’导通时储能，第一可控硅SCR1会因为没有正向压降而关断，A’断开时便使第一可控硅SCR1开启并充电。
由于可控硅的开关频率比较低，PWM斩波的频率也不选择过高，选择可控硅最大频率的一半左右(比如1KHz)比较合适。请参考图10和图11，是AB’导通时，下桥A’处PWM斩波boost升压时A’处进行开关时的电流图。请参阅图12，为Boost升压前后的输出电压的示意图，ABC原始反电势均小于VDC，经过PWM斩波boost升压后，产生高电压的尖峰，就可以给VDC充电，其中，选择合适的PWM频率，调整PWM的占空比，可以调整Boost输出电压的大小。
对于各换向过程的Boost时序，原始换向时序为AB’、AC’、BC’、BA’、CA’、CB’，Boost升压的方法是：在上桥应该打开时，选择对应的下桥进行PWM斩波，如下所示：
AB’(下桥A’PWM斩波)、
AC’(下桥A’PWM斩波)、
BC’(下桥B’PWM斩波)、
BA’(下桥B’PWM斩波)、
CA’(下桥C’PWM斩波)、
CB’(下桥C’PWM斩波)
请参阅13至图15，对发电时进行Boost升压的原理说明如下：
图13为交流电绕组的等效电路图，Ve为绕组两端的电压，Emf为交流电原始电动势。VL为绕组的自感电动势，VL＝L*di/dt。Ve＝Emf+VL。
图14为对绕组充电的电流图，图15为对绕组停止充电并放电升压的电流图，在A、A’、B’打开时，将对绕组充电。对应A’PWM中开的阶段。
从A、A’、B’打开，转为A’关闭时(PWM中关的阶段)，因为已经存在电流i，由于A’的关断i将变小，根据自感的原理，绕组将产生沿原来电流方向的自感电动势VL，这样加上Emf，可以大于VDC，就可以给电池充电。
选择合适的PWM频率，调整PWM的占空比，可以调整Ve的大小。
请再次参阅图4，上桥元件也采用二极管，也可以实现发电时的升压。当电机的电动势过低时，可以通过对应下桥的场效应管进行Boost升压。由于上桥不可控，电路将会根据自然换向点进行各相的时序变过，和上面电路换向时序相同。Boost升压的方式也和上面的电路Boost升压的方式都相同，在此不再赘述。
请再次参阅图5，所述上桥元件和下桥元件分别为N沟道场效应管，所述上桥元件和下桥元件的放置方向相反，每一上桥中N沟道场效应管的上方分别连接有一二极管。具体的，上桥N沟道场效应管的放置方向为，D极在下、S极在上；下桥N沟道场效应管的放置方向为，D极在上、S极在下。其中，上桥元件中每一个N沟道场效应管上方还可分别放置一个二极管。上桥采用MOS管的好处为，开关频率比可控硅快，可以避免可控硅开关慢造成的过高电压和过高反向电流现象。升压时，升压方式和基本电路的Boost升压方式相同，只是上桥元件由可控硅的开关改成了上桥场效应管的开关。降压时，可以进行导通角的控制，和基本电路的导通角控制方式相同，只是上桥的可控硅的导通角控制改成了上桥MOS管的导通角控制，上桥同样采用场效应管，可以避免可控硅开关慢造成的过高电压和过高反向电流现象。
请再次参阅图6，每一上桥采用漏极和源极连接方向相反的两个N沟道场效应管，在发电时具备电路的升压降压功能，在电机驱动时，可以用该电路进行电机的PWM调速运转。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种交流电的整流和升压降压控制系统，其特征在于，包括处理器、连接于所述处理器与交流电之间的换相检测电路、与所述交流电的各相对应连接的上桥臂电路和下桥臂电路，所述上桥臂电路为斩波电路，所述下桥臂电路为连接于所述处理器与所述斩波电路之间的开关电路，所述斩波电路包括分别与所述交流电中各相对应连接的上桥元件，所述开关电路包括分别与所述上桥元件连接的下桥元件；
所述换相检测电路检测换相信号，所述处理器基于所述换相信号，根据当前输出电流和/或当前整流后的电压，输出导通角控制信号至所述斩波电路，并输出开关控制信号至所述开关电路，调整所述斩波电路以及所述开关电路的通断时间以对所述当前输出电流和当前整流后的电压进行调整。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流电可以为发电机、变压器、或交流电源；
其中，所述上桥元件为可控硅或场效应管，所述下桥元件为场效应管、二极管或可控硅。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，交流电是指三相交流电，所述斩波电路包括分别与所述交流电的A相、B相、C相对应连接的第一可控硅、第二可控硅和第三可控硅；
所述开关电路包括分别与所述第一可控硅、第二可控硅和第三可控硅对应连接的第一开关、第二开关和第三开关，所述处理器通过开关驱动电路与所述第一开关、第二开关和第三开关连接，所述第一开关、第二开关和第三开关均为场效应管。
4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述交流电的整流和升压降压控制系统还包括连接于所述处理器和所述斩波电路之间的斩波驱动电路；和/或，
所述交流电的整流和升压降压控制系统还包括连接于所述处理器和所述斩波电路之间的电流检测电路；和/或，
所述交流电的整流和升压降压控制系统还包括连接于所述处理器和所述斩波电路之间的电压反馈电路；和/或，
所述换相检测电路包括分别与所述交流电中各相一一对应的多路。
5.一种交流电控制方法，其特征在于，包括：
获取电流检测电路检测到的当前电流、以及电压反馈电路检测到的当前整流后的电压；
获取换相检测电路检测到的换相信号，基于所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路；
按照目标换相时序导通所述上桥臂电路中的上桥元件以及所述下桥臂电路中的下桥元件，调整所述上桥元件和所述下桥元件的通断时间以对所述当前输出电流和当前整流后的电压进行调整。
6.如权利要求5所述的交流电控制方法，其特征在于，所述下桥元件为场效应管，所述换相信号为自然换相点信号；或，
所述下桥元件为二极管，所述换相信号为过零点信号；或，
所述下桥元件为可控硅，所述换相信号为过零点信号或自然换相点信号。
7.如权利要求5所述的交流电控制方法，其特征在于，所述上桥元件为可控硅或场效应管，所述下桥元件为场效应管或二极管、或可控硅；所述基于所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路，包括：
根据当前功率需求值确定延时比例，将所述换相信号按照所述延时比例进行延迟，基于延迟后的所述换相信号根据所述当前输出电流和/或所述当前整流后的电压分别输出导通角控制信号至交流电的上桥臂电路、输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路。
8.如权利要求5所述的交流电控制方法，其特征在于，所述下桥元件为场效应管，所述输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路，包括：
输出开关控制信号至所述交流电的下桥臂电路中的场效应管；
在交流电的电压幅值低于负载电压或交流电的频率低于设定值，且当前电流小于设定值时，通过BOOST升压电路和交流电内部的电感进行升压。
9.如权利要求5所述的交流电控制方法，其特征在于，所述上桥元件和下桥元件分别为N沟道场效应管，所述上桥元件和所述下桥元件的漏极和源极的连接方向相反，所述上桥臂电路中每一所述N沟道场效应管的上方分别连接有一二极管。
10.如权利要求5所述的交流电控制方法，其特征在于，所述上桥元件包括漏极和源极连接方向相反的两个N沟道场效应管，所述下桥元件为场效应管。
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