1.本发明涉及单级式交流直流变换装置技术领域，具体涉及三电平半桥电路的控制方法。
背景技术：2.使用110-130v电压等级的国家有美国、加拿大、墨西哥、巴拿马等，使用220-230v的有中国、英国、德国、法国、新加坡等，为了适应不同国家的电压等级，手机、电脑适配器需要做适应调整，以满足不同的电压需求。
技术实现要素：3.本发明提供了一种三电平半桥电路的控制方法，检测输入电压的电压等级，并根据电压等级调整开关时序，保证后级输出电压稳定。从而能够在硬件电路不变的条件下适应不用电压等级的输入电压。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种单级式电源变换装置的控制方法，所述单级式电源变换装置包括整流电路、三电平半桥电路、隔离电路和输出整流滤波电路，所述整流电路的输入端连接交流电、输出端连接所述三电平半桥电路的输入端、三电平半桥电路的输出端并联所述隔离电路，所述隔离电路的输出端并联所述输出整流滤波电路，所述三电平半桥电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关以及第一电容和第二电容，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关依次串联，所述第一电容与第一开关和第二开关并联，所述第二电容与所述第三开关和第四开关并联，
6.所述控制方法包括，
7.步骤p11检测所述交流电，比较所述交流电和第一设定值，所述交流电小于第一设定值时，执行步骤p12，所述交流电大于第一设定值时，执行步骤p13；
8.步骤p12控制第一开关和第二开关互补导通，第三开关和第四开关互补导通，第一开关和第四开关的开关占空比为0.5，第一开关和第四开关同时开通和关断；
9.步骤p13控制第一开关和第二开关互补导通，第三开关和第四开关互补导通，第一开关和第四开关的开关占空比为0.25，第一开关关断后间隔0.25个开关周期后第四开关开通。
10.步骤p14，采样所述整流滤波电路的输出电压或电流，并与输出参考值进行调节计算出输入电流参考值；
11.步骤p15，采样所述整流电路输入端的输入电流，所述输入电流与所述电流参考值进行调节计算出开关周期。
12.一种单级式电源变换装置的控制方法，所述单级式电源变换装置包括整流电路、三电平半桥电路、隔离电路和输出整流滤波电路，所述整流电路的输入端连接交流电、输出端连接所述三电平半桥电路的输入端、三电平半桥电路的输出端并联所述隔离电路，所述
隔离电路的输出端并联所述输出整流滤波电路，所述三电平半桥电路包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关以及第三电容，所述第五开关、第六开关、第七开关和第八开关依次串联，所述第三电容与第六开关和第七开关并联，所述控制方法包括，
13.步骤p21检测所述交流电，比较所述交流电和第二设定值，所述所述交流电小于第二设定值时，执行步骤p22，所述直流电大于第二设定值时，执行步骤 p23；
14.步骤p22控制第五开关和第八开关互补导通，第六开关和第七开关互补导通，第五开关和第六开关的开关占空比为0.5，第五开关和第六同时开通和关断；
15.步骤p23控制第五开关和第八开关互补导通，第六开关和第七开关互补导通，第五开关和第六开关的开关占空比为0.25，第五开关关断后间隔0.25个开关周期第六开关开通。
16.步骤p24，采样所述输出整流滤波电路的输出电压或电流，并与输出参考值进行调节计算出输入电流参考值；
17.步骤p25，采样所述整流电路输入端的输入电流，所述输入电流与所述电流参考值进行调节计算出开关周期。
18.上述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管构成全桥整流电路。
19.上述隔离电路包括变压器。
20.上述隔离电路还包括电容和电感，所述电容、电感和所述变压器的原边绕组串联，所述变压器的副边绕组与所述输出整流滤波电路并联。
21.本发明提供了单级式电源变换装置的控制方法，检测电网电压，并根据电网电压采用不同的开关时序，保证中间隔离单元的输入电压不变，从而使得电源变换装置的输出电压不变。本发明不需要增加电路元件就能够使电源变换装置使用不同地区的电网电压条件，具有良好的推广价值。
附图说明
22.图1为第一种单级式电源变换装置的电路示意图。
23.图2为应用于图1所示单级式电源变换装置的控制方法流程图。
24.图3为图1所示装置在电网电压属于低压的应用环境中的开关时序图。
25.图4为图1所示装置在电网电压属于高压的应用环境中的开关时序图。
26.图5为第二种单级式电源变换装置的电路示意图。
27.图6为应用于图5所示单级式电源变换装置的的控制方法流程图。
28.图7为图5所示装置在电网电压属于低压的应用环境中的开关时序图。
29.图8为图5所示装置在电网电压属于高压的应用环境中的开关时序图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
31.本发明中所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/ 构件/步骤，系代表相同或类似部件。
32.图1所示为本发明一种电源变换装置，包括整流电路14、三电平半桥电路 11、隔离电路12和输出整流滤波电路13，所述整流电路14的输入端连接交流电uin、输出端连接所述三电平半桥电路11的输入端、三电平半桥电路11的输出端并联所述隔离电路12，所述隔离电路12的输出端并联所述输出整流滤波电路13。三电平半桥电路11，包括开关s1、开关s2、开关s3和开关s4，开关s1、开关s2、开关s3和开关s4依次串联，电容c1与开关s1和开关s2串联支路并联，电容c2与开关s1和开关s2串联支路并联，所述三电平半桥电路11 的输入端并联直流电vin，所述三电平半桥电路11的输出端输出交流电u
tank-ac
。所述三电平半桥电路11的输出端并联隔离电路12，所述隔离电路12的输出端并联输出整流滤波电路13，所述隔离电路12和输出整流滤波电路13对电路做进一步的电能变换。图1中所述隔离电路12为串联谐振电路，包括电感lr、电容cr和变压器t1，电感lr、电容cr与变压器t1的原边绕组串联，形成谐振电路。本发明并不以此为限，例如，移相半桥电路都可以作为本发明的实施例。输出整流滤波电路13包括二极管d1-d4以及电容co。二极管d1-d4组成全桥整流单元。整流电路14包括二极管d9-d12，d9-d12组成全桥整流电路。
33.采用图2所示的控制方法控制图1中三电平半桥电路11。
34.步骤p11检测交流电u
in
，比较交流电u
in
和设定值，所述交流电u
in
小于设定值时，执行步骤p12，所述交流电u
in
大于设定值时，执行步骤p13；
35.步骤p12控制开关s1和开关s2互补导通，开关s3和开关s4互补导通，开关s1和开关s4的开关占空比为0.5，开关s1和开关s4同时开通和关断；
36.步骤p13控制开关s1和开关s2互补导通，开关s3和开关s4互补导通，开关s1和开关s4的开关占空比为0.25，开关s1关断后间隔0.25个开关周期后开关s4开通。
37.步骤p14采样所述输出整流滤波电路13的输出电压或电流，并与输出参考值进行调节计算出输入电流参考值；
38.这里根据实际应用的需求进行选择，需要控制输出电压稳定那么就采样输出电压，需要控制输出电流稳定，那么就采样输出电流。
39.步骤p15采样所述整流电路14输入端的输入电流，所述输入电流与所述输入电流参考值进行调节计算出三电平半桥电路11中开关的开关周期。
40.使用上述控制方法后的图1中开关的时序波形见图3和图4，其中步骤p12 的控制时序见图3，在电压为low line，110-130v电压等级时采用该控制时序；步骤p13的控制时序见图4，在电压为high line，220-230v电压等级时采用该控制时序。
41.图5所示为本发明一种电源变换装置，包括整流电路54、所述三电平半桥电路51、隔离电路52和输出整流滤波电路53，所述整流电路54的输入端连接交流电u
in
、输出端连接所述三电平半桥电路51的输入端、三电平半桥电路51 的输出端并联所述隔离电路52，所述隔离电路52的输出端并联所述输出整流滤波电路53。
42.所述隔离电路102为串联谐振电路，包括电感lr、电容cr和变压器t1，电感lr、电容
cr与变压器t1的原边绕组串联，形成谐振电路。输出整流滤波电路包括二极管d5-d6以及电容co。二极管d5-d6组成全波整流单元。
43.所述三电平半桥电路51，包括开关s5、开关s6、开关s7和开关s8，开关 s5、开关s6、开关s7和开关s8依次串联，电容c3与开关s6和开关s7串联支路并联，所述三电平半桥电路51的输入端并联直流电vin，所述三电平半桥电路41的输出端输出交流电u
tank-ac
。
44.采用图6所示的控制方法控制图5中三电平半桥电路51。
45.步骤p21检测交流电u
in
，比较交流电u
in
和第二设定值，所述交流电u
in
小于设定值时，执行步骤p22，所述交流电u
in
大于设定值时，执行步骤p23；
46.步骤p22控制开关s5和开关s7互补导通，开关s6和开关s8互补导通，开关s5和开关s8的开关占空比为0.5，开关s5和开关s8同时开通和关断；
47.步骤p23控制开关s5和开关s8互补导通，开关s7和开关s6互补导通，开关s5和开关s6的开关占空比为0.25，开关s5关断后间隔0.25个开关周期后开关s6开通；
48.步骤p24采样所述输出整流滤波电路53的输出电压或电流，并与输出参考值进行调节计算出输入电流参考值；
49.步骤p25采样所述整流电路54输入端的输入电流，所述输入电流与所述电流参考值进行调节计算出开关周期。
50.使用上述控制方法后的图5中开关的时序波形见图7和图8，其中步骤p22 的控制时序见图7，在电压为low line，110-130v电压等级时采用该控制时序；步骤p23的控制时序见图8，在电压为high line，220-230v电压等级时采用该控制时序。
51.本发明提供了三电平桥式电路的控制方法，检测电网电压，并根据电网电压采用不同的开关时序，保证中间隔离单元的输入电压不变，从而使得电源变换装置的输出电压不变。本发明不需要增加电路元件就能够使电源变换装置使用不同地区的电网电压条件，具有良好的推广价值。
52.虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
技术特征：1.一种单级式电源变换装置的控制方法，所述单级式电源变换装置包括整流电路、三电平半桥电路、隔离电路和输出整流滤波电路，所述整流电路的输入端连接交流电、输出端连接所述三电平半桥电路的输入端、三电平半桥电路的输出端并联所述隔离电路，所述隔离电路的输出端并联所述输出整流滤波电路，所述三电平半桥电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关以及第一电容和第二电容，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关依次串联，所述第一电容与第一开关和第二开关并联，所述第二电容与所述第三开关和第四开关并联，其特征在于，所述控制方法包括，步骤p11检测所述交流电，比较所述交流电和第一设定值，所述交流电小于第一设定值时，执行步骤p12，所述交流电大于第一设定值时，执行步骤p13；步骤p12控制第一开关和第二开关互补导通，第三开关和第四开关互补导通，第一开关和第四开关的开关占空比为0.5，第一开关和第四开关同时开通和关断；步骤p13控制第一开关和第二开关互补导通，第三开关和第四开关互补导通，第一开关和第四开关的开关占空比为0.25，第一开关关断后间隔0.25个开关周期后第四开关开通。2.如权利要求1所述一种单级式电源变换装置的控制方法，其特征在于，还包括，步骤p14，采样所述整流滤波电路的输出电压或电流，并与输出参考值进行调节计算出输入电流参考值；步骤p15，采样所述整流电路输入端的输入电流，所述输入电流与所述电流参考值进行调节计算出开关周期。3.一种单级式电源变换装置的控制方法，所述单级式电源变换装置包括整流电路、三电平半桥电路、隔离电路和输出整流滤波电路，所述整流电路的输入端连接交流电、输出端连接所述三电平半桥电路的输入端、三电平半桥电路的输出端并联所述隔离电路，所述隔离电路的输出端并联所述输出整流滤波电路，所述三电平半桥电路包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关以及第三电容，所述第五开关、第六开关、第七开关和第八开关依次串联，所述第三电容与第六开关和第七开关并联，其特征在于，所述控制方法包括，步骤p21检测所述交流电，比较所述交流电和第二设定值，所述所述交流电小于第二设定值时，执行步骤p22，所述直流电大于第二设定值时，执行步骤p23；步骤p22控制第五开关和第八开关互补导通，第六开关和第七开关互补导通，第五开关和第六开关的开关占空比为0.5，第五开关和第六同时开通和关断；步骤p23控制第五开关和第八开关互补导通，第六开关和第七开关互补导通，第五开关和第六开关的开关占空比为0.25，第五开关关断后间隔0.25个开关周期第六开关开通。4.如权利要求3所述一种单级式电源变换装置的控制方法，其特征在于，还包括，步骤p24，采样所述输出整流滤波电路的输出电压或电流，并与输出参考值进行调节计算出输入电流参考值；步骤p25，采样所述整流电路输入端的输入电流，所述输入电流与所述电流参考值进行调节计算出开关周期。5.如权利要求1和2所述一种电源变换装置，其特征在于，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管构成全桥整流电路。
6.如权利要求5所述一种电源变换装置，其特征在于，所述隔离电路包括变压器。7.如权利要求6所述一种电源变换装置，其特征在于，所述隔离电路还包括电容和电感，所述电容、电感和所述变压器的原边绕组串联，所述变压器的副边绕组与所述输出整流滤波电路并联。
技术总结本发明提供了单级式电源变换装置的控制方法，检测电网电压，并根据电网电压采用不同的开关时序，保证中间隔离单元的输入电压不变，从而使得电源变换装置的输出电压不变。本发明不需要增加电路元件就能够使电源变换装置使用不同地区的电网电压条件，具有良好的推广价值。广价值。广价值。
技术研发人员：徐明 孙巨禄 魏居魁 周瑶
受保护的技术使用者：南京博兰得电子科技有限公司
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5
