CN115700981A - 交流直流转换电路及其输入电流检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,交流侧具有三相电源。交流直流转换电路包含第一电感、第二电感、第三电感、开关桥臂组、第五切换元件、预充电电阻、电容组以及控制单元。开关桥臂组包含三组开关桥臂,各开关桥臂包含串联的上开关与下开关。上开关与对应下开关的复数共接点分别通过第一电感、第二电感以及第三电感耦接三相电源。控制单元控制上开关导通与下开关导通以提供电流感测回路。控制单元获得流经第一电感的第一电流的大小与流经第三电感的第三电流的大小,且根据第一电流与第三电流,判断第一电流与第三电流的电流检测机制是否正常。本申请还涉及一种单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法。

Description

交流直流转换电路及其输入电流检测方法
技术领域
本发明是有关一种交流直流转换电路及其输入电流检测方法,特别涉及一种单相与三相兼容的交流直流转换电路及其输入电流检测方法。
背景技术
为因应全球环境变迁,世界各国逐渐重视绿能环保的观念。随着近年来电动化与智能化科技的蓬勃发展,各车厂亦开始积极发展电动车(electric vehicle,EV),以降低碳排放。对于电动车而言,车载充电器(on-board charger)为其核心,主要负责对高压电池传递充电能量。此外,因为随着电动车的不断发展,电池续航里程在不断增加,同时对充电功率的要求也在提升,由原来的单相充电器逐渐向三相充电器发展,考虑用户可能遇到不同的充电条件,具有单相、三相相(兼)容功能的车载充电器将为用户带来更多的便利。
因为车载充电器输入端过高或过低的电流,都会影响车载内部高压电池的寿命,因此,车载充电器输入端的电流感测回路是否能够正常工作,乃是高压电池充电过程中的关键因素之一。在现行技术中,在对高压电池进行充电前,加入一检测机制于电流感测回路,以确认电流回路是否可正常动作。然而,在尚未对电池充电前,不会有电流流入车载充电器的输入端,而无法确认电流感测回路的功能是否正常。因此,会需要使用假负载(dummyload),构成一电流回路以检验电流感测回路的功能,然而此方式会增加额外的电路成本。
为此,如何设计出一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路及其输入电流检测方法,解决现有技术所存在的问题与技术瓶颈,乃为本公开发明人所研究的重要课题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,解决现有技术的问题。
为实现前揭目的,本发明所提出的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,配置于交流侧与直流侧之间。交流侧具有三相电源。交流直流转换电路包含第一电感、第二电感、第三电感、开关桥臂组、第五切换元件、预充电电阻、电容组以及控制单元。开关桥臂组包含三组开关桥臂。各开关桥臂包含串联的上开关与下开关。上开关与对应下开关的复数共接点通过第一电感、第二电感以及第三电感耦接三相电源。第五切换元件耦接于三相电源的第一相与对应第三相的开关桥臂的共接点之间。预充电电阻耦接第一相与第一电感之间。电容组并联耦接开关桥臂组,以形成直流侧。控制单元控制上开关导通与下开关导通以提供包含第一电感与第三电感的电流感测回路。控制单元获得流经第一电感的第一电流的大小与流经第三电感的第三电流的大小,且根据第一电流与第三电流,判断第一电流与第三电流的电流检测机制是否正常。
通过所提出的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,利用切换元件来实现输入单相电压与三相电压兼容,且可利用切换元件的状态改变,配合电路功率开关元件和既有的预充电电阻,即可产生电流回路以检查电流感测元件是否正常,因此无需增加额外元件,如此可节省电路成本与缩减电路尺寸,以及不需要额外增加电路元件,仅使用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻,且因检测回路包含预充电电阻,可以减少流经元件的电流应力。
本发明的另一目的在于提供一种单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法,解决现有技术的问题。
为实现前揭目的,本发明所提出的单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法,其中,交流直流转换电路接收交流电源。交流直流转换电路包含:第一电感、第二电感、第三电感、三组开关桥臂、第五切换元件、预充电电阻以及电容组。各开关桥臂包含串联的上开关与下开关;上开关与对应下开关的复数共接点分别通过第一电感、第二电感以及第三电感耦接三相电源。输入电流检测方法包含:(a)、以交流电源的任一相电压或对电容组充电后的电容电压作为电压源;(b)、控制上开关导通、以及控制下开关导通,以提供包含第一电感与第三电感的电流感测回路;(c)、获得流经第一电感的第一电流的大小与流经第三电感的第三电流的大小;以及(d)、比较第一电流与第三电流,判断第一电流与第三电流的电流检测机制是否正常。
通过所提出的单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法,利用切换元件来实现输入单相电压与三相电压兼容,且可利用切换元件的状态改变,配合电路功率开关元件和既有的预充电电阻,即可产生电流回路以检查电流感测元件是否正常,因此无需增加额外元件,如此可节省电路成本与缩减电路尺寸,以及不需要额外增加电路元件,仅使用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻,且因检测回路包含预充电电阻,可以减少流经元件的电流应力。
为了能更进一步了解本发明为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,相信本发明的目的、特征与特点,当可由此得一深入且具体的了解,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1:为本发明具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路的电路图。
图2:为本发明交流直流转换电路为单相充电时的切换元件状态的电路图。
图3:为本发明交流直流转换电路为三相充电时的切换元件状态的电路图。
图4:为本发明交流直流转换电路的相电压于正半周时对电容组充电的切换元件状态的电路图。
图5:为本发明交流直流转换电路的相电压于负半周时对电容组充电的切换元件状态的电路图。
图6:为本发明交流直流转换电路的电容组放电产生检测电流的切换元件状态的电路图。
图7:为本发明交流直流转换电路的相电压于正半周时切换元件驱动信号波形图。
图8、图9:为本发明交流直流转换电路的相电压于正半周时相应不同驱动信号控制的切换元件状态的电路图。
图10:为本发明交流直流转换电路的相电压于负半周时切换元件驱动信号波形图。
图11、图12:为本发明交流直流转换电路的相电压于负半周时相应不同驱动信号控制的切换元件状态的电路图。
图13:为本发明单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法的流程图。
附图标记说明:
SAC:交流侧
SDC:直流侧
VL1N:第一相电压
VL2N:第二相电压
VL3N:第三相电压
NAC1:第一交流节点
NAC2:第二交流节点
NAC3:第三交流节点
N:中性节点
10:开关桥臂组
20:二极管桥臂
30:电容组
40:电流感测器
50:控制单元
11:第一开关桥臂
12:第二开关桥臂
13:第三开关桥臂
Q1:第一开关
Q2:第二开关
Q3:第三开关
Q4:第四开关
Q5:第五开关
Q6:第六开关
DB1~DB6:本体二极管
D1:第一二极管
D2:第二二极管
C1:第一电容
C2:第二电容
N1:第一节点
N2:第二节点
N3:第三节点
N4:第四节点
N5:第五节点
RL1:第一切换元件
RL2:第二切换元件
RL3:第三切换元件
RL4:第四切换元件
RL5:第五切换元件
RL6:第六切换元件
RL7:第七切换元件
RL8:第八切换元件
R1:预充电电阻
L1:第一相电感
L2:第二相电感
L3:第三相电感
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明,配合附图说明如下。
请参见图1所示,其为本发明具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路的电路图。所述交流直流转换电路配置于交流侧SAC与直流侧SDC之间。其中,交流侧SAC是以提供一交流电源,例如三相交流电源或单相交流电源,容后详述。因此,本发明单相与三相兼容的交流直流转换电路为一种单相与三相相(兼)容的交流直流转换电路。此外,在不同的实施例中,以单相和三相相(兼)容的交流直流转换电路可为双向电路架构为优选的实施方式,但本发明并不以此为限。
由于交流侧SAC可提供三相交流电源与单相交流电源,因此交流侧SAC具有第一交流节点NAC1、第二交流节点NAC2、第三交流节点NAC3以及中性节点N。以三相电源为例,三相电源的第一相电压VL1N配置于第一交流节点NAC1与中性节点N之间,三相电源的第二相电压VL2N配置于第二交流节点NAC2与中性节点N之间,以及三相电源的第三相电压VL3N配置于第三交流节点NAC3与中性节点N之间。
交流直流转换电路包含开关桥臂组10、第四切换元件RL4、第五切换元件RL5、第九切换元件RL9、预充电电阻R1、二极管桥臂20、电容组30、电流感测器40以及控制单元50。
开关桥臂组10包含三组并联的开关桥臂,分别为第一开关桥臂11、第二开关桥臂12以及第三开关桥臂13。第一开关桥臂11包含共接于第一节点N1的第一开关Q1与第二开关Q2,且第一节点N1通过第一切换元件RL1耦接第一交流节点NAC1。当第一切换元件RL1导通时,第一节点N1可通过第一相电感L1耦接至第一相电压VL1N。第二开关桥臂12包含共接于第二节点N2的第三开关Q3与第四开关Q4,且第二节点N2通过第二切换元件RL2耦接第二交流节点NAC2。当第二切换元件RL2导通时,第二节点N2可通过第二相电感L2耦接至第二相电压VL2N。第三开关桥臂13包含共接于第三节点N3的第五开关Q5与第六开关Q6,且第三节点N3通过第三切换元件RL3耦接第三交流节点NAC3。当第三切换元件RL3导通时,第三节点N3可通过第三相电感L3耦接至第三相电压VL3N。
第四切换元件RL4耦接于第一交流节点NAC1与第二节点N2之间,亦即,当第四切换元件RL4导通时,其是搭接(跨接)于三相电源中的第一相回路与第二相回路之间。第五切换元件RL5耦接于第一交流节点NAC1与第三节点N3之间,亦即,当第五切换元件RL5导通时,其是搭接(跨接)于三相电源中的第一相回路与第三相回路之间。第九切换元件RL9耦接于第三切换元件RL3、第三交流节点NAC3与中性节点N之间,用以于交流直流转换电路双向操作时使用。上述切换元件可以使用继电器来实现。
预充电电阻R1并联耦接第一切换元件RL1。当电动载具(例如电动汽车)在充电过程中,交流直流转换电路扮演将交流侧SAC的三相或单相交流电源转换为在直流侧SDC输出的直流电源供电动载具充电之用。因此,预充电电阻R1在充电操作过程的一开始,例如使用者对电动汽车开始充电时,提供对大电流,例如涌入(涌浪)电流(inrush current)的抑制。
二极管桥臂20并联耦接开关桥臂组10。在本实施例中,二极管桥臂20包含第一二极管D1与串联耦接第一二极管D1于第四节点N4的第二二极管D2。在不同耐流的应用中,二极管桥臂20的每个二极管亦可使用多个二极管并联,因此不以图1所示的二极管桥臂20为限制。
电容组30并联耦接二极管桥臂20,以形成直流侧SDC。在本实施例中,电容组30包含第一电容C1与串联耦接第一电容C1于第五节点N5的第二电容C2。在电动载具充电的应用,电容组30是用以将交流直流转换电路对三相或单相交流电源转换所得到的直流电源存储,使直流侧SDC输出的直流电源供下一级转换电路使用,以对电动载具的电池充电之用。
在一实施例中,电流感测器40至少耦接第一相电感L1与第三相电感L3,用以感测流经第一相电感L1的第一电流I1大小以及感测流经第三相电感L3的第三电流I3大小。在一实施例中,为霍尔感测元件(Hall sensor),然不以此为限制本发明。控制单元50接收相应第一电流I1大小与第三电流I3大小的电流感测信号,进而判断感测回路是否正常。
此外,交流直流转换电路还包含第六切换元件RL6与第七切换元件RL7。其中,第六切换元件RL6的一端耦接二极管桥臂20,另一端与第七切换元件RL7耦接于中性节点N。因应本发明为单相与三相相(兼)容的交流直流转换电路,因此第六切换元件RL6与第七切换元件RL7用以对应单相与三相供电时的控制之用,亦即,当交流侧SAC为单相交流电源供电,则控制第六切换元件RL6导通(可参见图2所示),又或当交流侧SAC为三相交流电源供电,则控制第七切换元件RL7导通(可参见图3所示),容后详述。
此外,交流直流转换电路还包含第八切换元件RL8。其中,第八切换元件RL8串联耦接预充电电阻R1,形成串联结构,且串联结构并联耦接第一切换元件RL1。通过设置第八切换元件RL8,可进一步达到确实切离预充电电阻R1的目的,然而,第八切换元件RL8亦可省略。
故本发明的技术特点为,在无负载条件下,不需要额外增加电路元件,仅使用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻,即可实现检测电流感测回路的功能是否正常。
车载充电器运行时,依据充电桩输入端条件可划分为单相、三相电路操作。请参见图2所示,其为本发明交流直流转换电路为单相充电时的切换元件状态的电路图。当交流输入为单相电压情况时,交流输入仅会有两个端子有电压,举例来说,以第一相电压VL1N为供电电压为例,第一切换元件RL1、第四切换元件RL4、第五切换元件RL5以及第六切换元件RL6转换为导通(turned-on)状态(其余切换元件为断开(turned-off)状态),如此,使得仅第一相电压VL1N通过交流直流转换电路,开关桥臂组10的每一个开关桥臂与二极管桥臂20形成图腾式功率因数校正(totem pole PFC)电路,实现能量传递的功能。因此,虽然交流输入为单相电压,但通过第四切换元件RL4和第五切换元件RL5的导通,可使用开关桥臂组10的三组并联的开关桥臂(即第一开关桥臂11、第二开关桥臂12以及第三开关桥臂13)共同耦接第一相电压VL1N,三组并联的开关桥臂皆参与脉冲宽度调制控制的操作,而并联的桥臂还可以进一步使用错相控制(interleaved Control)。因此,避免桥臂闲置而可以提高输出功率。值得一提,第五切换元件RL5可视实际功率需求而省略,换句话说,第三开关桥臂13可以不用参与操作。值得一提,本发明在叙述三相中的第一、第二、第三仅为了方便图示说明,不代表对应三相电力系统的特定某一相。
请参见图3所示,其为本发明交流直流转换电路为三相充电时的切换元件状态的电路图。当交流输入为三相电压情况时,第一切换元件RL1、第二切换元件RL2、第三切换元件RL3、以及第七切换元件RL7转换为导通状态(其余切换元件为断开状态),如此,第一相电压VL1N、第二相电压VL2N、第三相电压VL3N均通过交流直流转换电路,开关桥臂组10与电容组30形成半桥式功率因数校正(half bridge PFC)电路拓扑运行,实现能量传递的功能。
无论交流输入是单相、三相的电路操作,在车载充电器正常作动前,功率电容(即电容组30的第一电容C1与第二电容C2)内皆无存有能量,且此时车载充电器处于无载状态,即输出电流为零,因此无法有一固定电流来检测电流感测回路的功能是否正常。因此,承如前述记载,利用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻R1以实现充电与放电的功能,来准确测量电流,确认电流感测回路是否正常动作。
本发明提供两个实施方式,来实现检测电流感测回路的功能是否正常:第一个实施方式,是利用交流输入电源先对电容组30进行预充电,在电容组30建立电容电压之后,再以该电容电压作为电压源进行放电,使得根据流经预充电电阻R1的电流大小,判断电流感测回路是否正常。第二个实施方式:是直接利用交流输入电源作为电压源进行供电,使得根据流经预充电电阻R1的电流大小,判断电流感测回路是否正常。以下两个实施方式将分别配合附图(其中,图4~图6对应第一个实施方式,图7~图12对应第二个实施方式)进行说明。
第一个实施方式:
首先,当车载充电器动作前,所有切换元件为断开状态,如图1所示。
然后,建立第一电容C1与第二电容C2的能量充电路径。请参见图4与图5所示,其分别为本发明车载充电器的输入电流检测装置的相电压于正半周与负半周时对电容组充电的开关状态的电路图。如图4所示,第九切换元件RL9导通,第一相电压VL1N在正半周时经由预充电电阻R1、第一开关Q1的本体二极管DB1、电容组30、第六开关Q6的本体二极管DB6以及第九切换元件RL9所形成的正半周充电路径对电容组30充电。如图5所示,第九切换元件RL9导通,第一相电压VL1N在负半周时经由第九切换元件RL9、第五开关Q5的本体二极管DB5、电容组30、第二开关Q2的本体二极管DB2以及预充电电阻R1所形成的负半周充电路径对电容组30充电。附带一提,建立第一电容C1与第二电容C2的能量充电路径并不限于图4与图5方式,例如也可以导通第六切换元件RL6而不导通第九切换元件RL9,配合二极管桥臂20形成充电路径,只要能对电容组30充电即可。
然后,在预定时间内,第一电容C1与第二电容C2会充电直到输出电压Vo达到第一相电压VL1N的电压峰值。接下来改变切换元件的状态,如图6所示,其为本发明交流直流转换电路的电容组放电产生检测电流的切换元件状态的电路图。此时,第五切换元件RL5导通,电容电压经由电容组30、第一开关Q1、预充电电阻R1、第五切换元件RL5以及第六开关Q6所形成的放电路径对预充电电阻R1放电。启动主动式开关调制导通周期,此时第一开关Q1与第六开关Q6转换为导通状态,通过脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM),调整功率开关元件的责任周期(duty cycle),即可使第一电容C1与第二电容C2对预充电电阻R1进行放电,此时电流随着功率开关元件的开与关而周期性上升与下降。放电过程中,控制单元50根据第一电流I1与第三电流I3的差值,或者根据第一电流I1与第三电流I3的算术平均值与预设参考值比对,判断第一电流I1与第三电流I3的电流检测机制是否正常,以及电流读值的精准度。由于预充电电阻R1的阻值已知,控制单元50通过先设定一个预设参考值,将感测的电流于一预定时间的平均值与预设参考值比对,便可以判断感测的电流值是否正确。且因为回路上电流应该是一致的,通过第一电流I1与第三电流I3两者实时的差值也可以确认是否有感测器异常,意即只要两者之间存在有显著的电流差值,则表示感测器的至少一者是异常的。
附带一提,若要通过检测第一电流I1与第二电流I2的感测回路,则将第一开关Q1、第四开关Q4和第四切换元件RL4转换为导通状态,其余的操作相同。
最后,当电流感测回路检查完成后,所有切换元件转换为断开状态,因此整个电路的开关、切换元件状态,则如图1所示,接下来可开始进行车载充电器正常动作,这种实施方式的好处是电流感测检查过程中已经先对电容组30充电,可缩短车载充电器正常动作的预充电时间。
第二个实施方式:
首先,当电动载具充电器动作前,所有切换元件为断开状态,如图1所示。
然后,为建立电流回路,将第九切换元件RL9转换为导通状态。请参见图7~图9所示,其是分别为本发明交流直流转换电路的相电压于正半周时切换元件驱动信号波形图,以及相电压于正半周时相应不同驱动信号控制的切换元件状态的电路图。其中,图8与图9为两种电路行为,说明如下。
如图7所示,第一开关Q1的驱动信号Vgs,Q1为低电平、第二开关Q2的驱动信号Vgs,Q2为高电平,而第五开关Q5的驱动信号Vgs,Q5与第六开关Q6的驱动信号Vgs,Q6为电平互补、责任周期为50%(然不以此为限制本发明)。在tx0至tx1期间,如图8所示,第一开关Q1断开、第二开关Q2导通、第五开关Q5导通、第六开关Q6断开,第一相电压VL1N在正半周时经由预充电电阻R1、第一开关Q1的本体二极管DB1、第五开关Q5与第九切换元件RL9,以及经由预充电电阻R1、第二开关Q2、第六开关Q6的本体二极管DB6与第九切换元件RL9,产生流经第一相电感L1的第一电流I1以及流经第三相电感L3的第三电流I3
在tx1至tx2期间,如图9所示,第一开关Q1断开、第二开关Q2导通、第五开关Q5断开、第六开关Q6导通,第一相电压VL1N在正半周时经由预充电电阻R1、第二开关Q2、第六开关Q6以及第九切换元件RL9,产生流经第一相电感L1的第一电流I1以及流经第三相电感L3的第三电流I3
请参见图10~图12所示,其是分别为本发明交流直流转换电路的相电压于负半周时切换元件驱动信号波形图,以及相电压于负半周时相应不同驱动信号控制的切换元件状态的电路图。其中,图11与图12为两种电路行为,说明如下。如图10所示,第五开关Q5的驱动信号Vgs,Q5为低电平、第六开关Q6的驱动信号Vgs,Q6为高电平,而第一开关Q1的驱动信号Vgs,Q1与第二开关Q2的驱动信号Vgs,Q2为电平互补、责任周期为50%(然不以此为限制本发明)。在ty0至ty1期间,如图11所示,第五开关Q5断开、第六开关Q6导通、第一开关Q1导通、第二开关Q2断开,第一相电压VL1N在负半周时经由第九切换元件RL9、第六开关Q6、第二开关Q2的本体二极管DB2与预充电电阻R1,以及经由第九切换元件RL9、第五开关Q5的本体二极管DB5、第一开关Q1与预充电电阻R1,产生流经第一相电感L1的第一电流I1以及流经第三相电感L3的第三电流I3
在ty1至ty2期间,如图12所示,第五开关Q5断开、第六开关Q6导通、第一开关Q1断开、第二开关Q2导通,第一相电压VL1N在负半周时经由第九切换元件RL9、第六开关Q6以及预充电电阻R1,产生流经第一相电感L1的第一电流I1以及流经第三相电感L3的第三电流I3,由于这种实施方式所得到的电流波形是正弦波,且预充电电阻R1为已知,因此可计算出第一电流I1与第三电流I3的理论参考值,故可借此检测第一电流I1与第三电流I3的感测回路是否可正常动作,以及判断电流读值的准确度。这种实施方式的好处是电流感测检查的过程中,电容组30不会有电压,因此一些依靠电容组30的电压的子电路完全不会受到影响,在一些启动时序上有特别需求的应用情况可使用这种实施方式。
故此,控制单元50接收相应第一电流I1大小与第三电流I3大小的电流感测信号,进而判断感测回路是否正常。而由于交流直流转换电路中,每一相皆为相同架构,即第一电流I1、第二电流I2与第三电流I3的读值皆会相同,故在电路正常工作下,可通过三相电流的比较,来检验第二电流I2的电流感测是否正确。
综上所述,本发明是具有以下的特征与优点:
1、本发明所提出的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,利用切换元件来实现输入单相电压与三相电压兼容,且可利用切换元件的状态改变,配合电路功率开关元件和既有的预充电电阻R1,即可产生电流回路以检查电流感测元件是否正常,因此无需增加额外元件,如此可节省电路成本与缩减电路尺寸。
2、不需要额外增加电路元件,仅使用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻,且因检测回路包含预充电电阻,可以减少流经元件的电流应力。
以上所述,仅为本发明优选具体实施例的详细说明与附图,而本发明的特征并不局限于此,并非用以限制本发明,本发明的所有范围应以权利要求为准,凡合于本发明权利要求的构思与其类似变化的实施例,皆应包含于本发明的范围中,任何本领域技术人员在本发明的领域内,可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本公开的权利要求。

Claims (16)

1.一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,配置于一交流侧与一直流侧之间,该交流侧具有一三相电源,该交流直流转换电路包含:
一第一电感、一第二电感,以及一第三电感;
一开关桥臂组,包含:
三组开关桥臂,各该开关桥臂包含串联的一上开关与一下开关;该等上开关与对应该等下开关的复数共接点分别通过该第一电感、该第二电感以及该第三电感耦接该三相电源;
一第五切换元件,耦接于该三相电源的一第一相与对应一第三相的该开关桥臂的该共接点之间;
一预充电电阻,耦接于该第一相与该第一电感之间;
一电容组,并联耦接该开关桥臂组,以形成该直流侧;及
一控制单元,控制该上开关与该下开关导通以提供包含该第一电感与该第三电感的一电流感测回路;及
其中,该控制单元获得流经该第一电感的一第一电流的大小与流经该第三电感的一第三电流的大小,且根据该第一电流与该第三电流,判断该第一电流与该第三电流的电流检测机制是否正常。
2.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,还包含:
一第九切换元件,耦接于该第三电感与该三相电源的一中性节点之间。
3.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该三相电源的一第一相电压对该电容组充电以建立一电容电压。
4.如权利要求3所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,还包含:
一第八切换元件,串联耦接该预充电电阻;
其中该控制单元控制该第八切换元件与该第五切换元件导通,使该电容电压对该预充电电阻放电,进而该控制单元获得该第一电流的大小与该第三电流的大小。
5.如权利要求3所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中当该电容电压达到该第一相电压的峰值时,该电容电压对该预充电电阻放电。
6.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该等开关桥臂包含:
一第一开关桥臂,包含耦接该第一电感的一第一开关与一第二开关;
一第二开关桥臂,包含耦接该第二电感的一第三开关与一第四开关;及
一第三开关桥臂,包含耦接该第三电感与该第五切换元件的一第五开关与一第六开关;
其中该控制单元控制该第五切换元件导通以及控制该第一开关与该第六开关导通,以提供该电流感测回路。
7.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,还包含:
一二极管桥臂,并联耦接该开关桥臂组;
一第六切换元件,耦接该二极管桥臂;及
一第七切换元件,耦接该第六切换元件与该三相电源的一中性节点。
8.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该控制单元根据该第一电流与该第三电流的一电流差值,或者比较该第一电流与该第三电流的一算术平均值与一预设参考电流值,判断该第一电流与该第三电流的电流检测机制是否正常。
9.如权利要求2所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,还包含:
一第八切换元件,串联耦接该预充电电阻;
其中该三相电源的一第一相电压经由该预充电电阻供电,该控制单元控制该第八切换元件与该第九切换元件导通,使该控制单元获得该第一电流的大小与该第三电流的大小。
10.如权利要求9所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该等开关桥臂包含:
一第一开关桥臂,包含耦接该第一电感与该第八切换元件的一第一开关与一第二开关;
一第二开关桥臂,包含耦接该第二电感的一第三开关与一第四开关;及
一第二开关桥臂,包含耦接该第三电感、该第九切换元件以及该第五切换元件的一第五开关与一第六开关。
11.如权利要求10所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该控制单元进一步地控制该第一开关断开、该第二开关导通、该第五开关导通、该第六开关断开,该第一相电压在正半周时经由该预充电电阻、该第一开关的一本体二极管、该第五开关与该第九切换元件,以及经由该预充电电阻、该第二开关、该第六开关的一本体二极管与该第九切换元件,产生该电流感测回路。
12.如权利要求10所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该控制单元进一步地控制该第一开关断开、该第二开关导通、该第五开关断开、该第六开关导通,该第一相电压在正半周时经由该预充电电阻、该第二开关、该第六开关以及该第九切换元件,产生该电流感测回路。
13.如权利要求10所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该控制单元进一步地控制该第五开关断开、该第六开关导通、该第一开关导通、该第二开关断开,该第一相电压在负半周时经由该第九切换元件、该第六开关、该第二开关的一本体二极管与该预充电电阻,以及经由该第九切换元件、该第五开关的一本体二极管、该第一开关与该预充电电阻,产生该电流感测回路。
14.如权利要求10所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路,其中该控制单元进一步地控制该第五开关断开、该第六开关导通、该第一开关断开、该第二开关导通,该第一相电压在负半周时经由该第九切换元件、该第六开关以及该预充电电阻,产生该电流感测回路。
15.一种单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法,交流直流转换电路接收一交流电源;该交流直流转换电路包含:一第一电感、一第二电感、一第三电感、三组开关桥臂、一预充电电阻、一第五切换元件以及一电容组;各该开关桥臂包含串联的一上开关与一下开关;该等上开关与对应该等下开关的复数共接点分别通过该第一电感、该第二电感以及该第三电感耦接该三相电源;该输入电流检测方法包含:
(a)、以该交流电源的任一相电压或对该电容组充电后的一电容电压作为电压源;
(b)、控制该上开关导通、以及控制该下开关导通,以提供包含该第一电感与该第三电感的一电流感测回路;
(c)、获得流经该第一电感的一第一电流的大小与流经该第三电感的一第三电流的大小;及
(d)、比较该第一电流与该第三电流,判断该第一电流与该第三电流的电流检测机制是否正常。
16.如权利要求15所述的单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法,其中该方法还包含:
控制该第五切换元件导通,使该电容电压对该预充电电阻放电,进而获得该第一电流的大小与该第三电流的大小。
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