一种功率变换电路的制作方法

1.本技术涉及电子电力技术领域，特别涉及一种功率变换电路。


背景技术：

2.用于实现直流电压转换的功率变换电路，被广泛应用于各类不间断供电电源(uninterruptible power supply，ups)、电池管理系统(battery management system，bms)等各类系统中。提高上述功率变换电路的输入输出电压的适应范围，则意味着可以在更宽的输入输出电压比值范围内应用该功率变换电路，从而相比于多级功率变换电路显著降低电路的复杂度，能有效的减小设备中散热装置的体积并缩小整体体积。同时，在保证充足散热的前提下，更高的转换效率则允许功率变换电路采用更高的半导体器件开关频率，从而减小设备中无源器件(主要为滤波电感)的体积和重量。因此，从整体上，拥有更宽输入输出电压的适应范围的功率变换电路，可以提高功率变换电路整体的功率密度，降低的体积、重量及成本。
3.在目前的功率变换电路中，当输入电压的范围很大并且输出电压的范围也很大时，该功率变换电路则需要实现很宽范围的电压变比，所以在电路设计和控制策略上，也需要设计很大的冗余。因此会牺牲一定的电路性能，如转换效率、体积等等。而若在功率变换电路后新增加一级电路，从而使用两级电路共同承担宽范围的电压变比，则会进一步增加电路的复杂度，牺牲功率变换电路的转换效率、体积。
4.有鉴于此，需要设计一种既能适应宽范围的输入输出电压比值范围，又能提高功率变换电路的功率密度以减小设备的体积和重量的功率变换电路。


技术实现要素：

5.本技术提供一种功率变换电路，从而适应宽范围的输入输出电压比值范围，还能提高功率变换电路的功率密度以减小设备的体积和重量。
6.第一方面，本技术提供一种功率变换电路，功率变换电路包括第一功率变换模块、第二功率变换模块以及控制单元；第一功率变换模块的第一端以及第二功率变换模块的第一端并联耦合，作为功率变换电路的第一端，第一功率变换模块的第二端以及第二功率变换模块的第二端串联耦合，作为功率变换电路的第二端，其中，第一功率变换模块的功率变换等级大于第二功率变换模块的功率变换等级，功率变换电路的第一端的电压为第一电压，功率变换电路的第二端的电压为第二电压；控制单元，用于根据第一电压和/或第二电压，调整第一功率变换模块以及第二功率变换模块的输出电压，以使功率变换电路的第二端输出第二电压。
7.其中，第一功率变换模块与第二功率变换模块在第一端并联连接，第一功率变换模块与第二功率变换模块在第二端串联连接，且第一功率变换模块的功率变换等级大于第二功率变换模块的功率变换等级，功率变换等级用于表征功率变换模块的增益大小。换言之，第一功率变换模块的增益大于第二功率变换模块的增益。控制单元可以根据第一电压
和/或第二电压，来分别调整第一功率变换模块以及第二功率变换模块的输出电压，从而令功率变换电路的第二端输出的电压满足第二电压。如此，既能适应宽范围的输入输出电压比值范围，又能提高功率变换电路的功率密度以减小设备的体积和重量的功率变换电路。
8.作为一种可能的实施方式，第一功率变换模块，具体包括：第一可调变比变压单元；第二功率变换模块，具体包括：第二可调变比变压单元；第一可调变比变压单元的电压调节范围大于第二可调变比变压单元的电压调节范围；控制单元，具体用于：根据第一电压和/或第二电压，调整第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元的输出电压，以使功率变换电路的第二端输出第二电压。
9.其中，第一功率变换模块以及第二功率变换模块分别可以包括第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元，可调变比变压单元可以调节输出电压的变比，且第一可调变比变压单元的电压调节范围大于第二可调变比变压单元的电压调节范围。由于第一可调变比变压单元的电压调节范围大于第二可调变比变压单元的电压调节范围，从而使功率变换电路适应宽范围的输入输出电压比值范围。
10.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；第二可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；控制单元具体用于根据第一电压和/或第二电压，调整第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元的变比，以使功率变换电路的第二端输出第二电压。第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元可以提供多种变比，控制单元通过调整第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元的变比，能使功率变换电路适应宽范围的输入输出电压比值范围。
11.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元包括：第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第一磁芯、第二磁芯以及第一控制开关，第一绕组与第三绕组通过第一磁芯耦合，第二绕组与第四绕组通过第二磁芯耦合，第三绕组与第四绕组串联，第四绕组与第一控制开关并联；第二可调变比变压单元包括：第五绕组、第六绕组、第七绕组、第八绕组、第三磁芯、第四磁芯以及第二控制开关，第五绕组与第七绕组通过第三磁芯耦合，第六绕组与第八绕组通过第四磁芯耦合，第七绕组与第八绕组串联，第八绕组与第二控制开关并联；控制单元，用于根据第一电压和/或第二电压，将第一控制开关以及第二控制开关切换为导通状态或关断状态，以使功率变换电路的第二端输出第二电压。
12.其中，第一绕组的匝数为n1，第二绕组的匝数为n2，第三绕组的匝数为n3，第四绕组的匝数为n4，在第一可调变比变压单元中的第一控制开关关断时，第一可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比为n3/n1+n4/n2，在第一可调变比变压单元中的第一控制开关导通时，此时通过磁芯耦合的第二绕组与第四绕组被第一控制开关调整为不工作，第二可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比为n3/n1，在第一控制开关导通时第一可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比小于在第一控制开关关断时第一可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比。第五绕组的匝数为n5，第六绕组的匝数为n6，第七绕组的匝数为n7，第八绕组的匝数为n8，在第二可调变比变压单元中的第一控制开关关断时，第二可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比为n7/n5+n8/n6，在第二可调变比变压单元中的第二控制开关导通时，此时通过磁芯耦合的第六绕组与第八绕组被第二控制开关调整为不工作，第二可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比为n7/n5。在第二控制开关导通时第二可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比小于在第二控制
开关关断时第二可调变比变压单元的输出端与输入端的电压之比。
13.现有的功率变换电路为了实现宽范围的电压比值变换，需要很大的电路与控制方面的设计冗余，并且牺牲了电路的效率、体积等。而利用本技术提供的功率变换电路，通过设置的第一功率变换模块以及第二功率变换模块的多组比值固定的原副边绕组，从而功率变换电路在架构保持不变的情况下，使整个功率变换电路能够更宽输出电压与输入电压的比值范围。
14.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在第二电压与第一电压之比小于第一阈值时，将第一控制开关切换为导通状态；
15.在第二电压与第一电压之比大于第二阈值时，将第一控制开关切换为关断状态；其中，第一阈值小于或等于第一目标变比，第二阈值大于或等于第一目标变比，第一目标变比由第一匝数比与第二匝数比之和得到，第一匝数比为第三绕组与第一绕组的匝数比，第二匝数比为第四绕组与第二绕组匝数比。通过上述控制策略可以使第一功率变换模块的输出电压与输入电压的比值范围在更宽的范围内保持正常工作。
16.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在第一电压大于第三阈值时，将第一控制开关切换为导通状态；在第一电压小于第四阈值时，将第一控制开关切换为关断状态；其中，第三阈值大于或等于第四阈值。通过上述控制策略可以使第一功率变换模块的输出电压与输入电压的比值范围更宽，从而令功率变换电路在更宽的电压范围内保持正常工作。
17.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在第二电压小于第五阈值时，将第一控制开关切换为导通状态；在第二电压大于第六阈值时，将第一控制开关切换为关断状态；其中，第五阈值小于或等于第六阈值。
18.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在控制第一控制开关切换为导通状态时，也将第二控制开关切换为导通状态；在控制第一控制开关切换为关断状态时，也将第二控制开关切换为关断状态。第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元中的控制开关，可以同时切换为导通状态或者同时切换为关断状态，从而简化控制流程。
19.作为一种可能的实施方式，控制单元，还用于根据第一电压和/或第二功率变换模块的第二端的第三电压，将第二控制开关切换为导通状态或关断状态。
20.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在第三电压与第一电压之比小于第七阈值时，将第二控制开关切换为导通状态；在第三电压与第一电压之比大于第八阈值时，将第二控制开关切换为关断状态；其中，第七阈值小于或等于第八阈值。
21.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在第一电压大于第九阈值时，将第二控制开关切换为导通状态；
22.在第一电压小于第十阈值时，将第二控制开关切换为关断状态；其中，第九阈值大于或等于第十阈值。
23.作为一种可能的实施方式，控制单元，用于在第三电压小于第十一阈值时，将第二控制开关切换为导通状态；
24.在第三电压大于第十二阈值时，将第二控制开关切换为关断状态；其中，第十一阈值小于或等于第十二阈值。
25.作为一种可能的实施方式，控制单元，还用于根据第一电压和/或第二电压以及第一功率变换模块的第二端的第四电压，调整第三电压。
26.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元，还包括第一谐振电路，第一谐振电路包括：第一谐振电感以及第一谐振电容，第一谐振电路与第三绕组以及第四绕组串联；第二可调变比变压单元，还包括第二谐振电路，第二谐振电路包括：第二谐振电感以及第二谐振电容，第二谐振电路与第七绕组以及第八绕组串联。第一谐振电路以及第二谐振电路还可以设置在dc-ac变换单元侧或ac-dc变换单元侧，第一dc-ac变换单元、第一可调变比变压单元、第一ac-dc变换单元、以及第二dc-ac变换单元、第二可调变比变压单元、第二ac-dc变换单元变为全桥谐振llc电路，从而可以将变压单元的波形由方波调整为正弦波，从而提升转换效率。
27.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元，还包括第三谐振电路以及第四谐振电路，第三谐振电路包括：第三谐振电感以及第三谐振电容，第四谐振电路包括：第四谐振电感以及第四谐振电容，第三谐振电路、第三绕组、第四绕组以及第四谐振电路依次串联；
28.第二可调变比变压单元，还包括第五谐振电路以及第六谐振电路，第五谐振电路包括：第五谐振电感以及第五谐振电容，第六谐振电路包括：第六谐振电感以及第六谐振电容，第五谐振电路、第七绕组、第八绕组以及第六谐振电路依次串联。第三谐振电路、第四谐振电路、第五谐振电路以及第六谐振电路也可以设置在dc-ac变换单元侧或ac-dc变换单元侧，第一dc-ac变换单元、第一可调变比变压单元、第一ac-dc变换单元、以及第二dc-ac变换单元、第二可调变比变压单元、第二ac-dc变换单元变为全桥谐振llc电路，从而可以将变压单元的波形由方波调整为正弦波。
29.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元中，第四绕组与第四谐振电路串联后，与第一控制开关并联；第二可调变比变压单元中，第八绕组与第六谐振电路串联后，与第二控制开关并联。
30.作为一种可能的实施方式，第一功率变换模块，还包括：第一dc-ac变换单元以及第一ac-dc变换单元，第二功率变换模块，还包括：第二dc-ac变换单元、第二ac-dc变换单元以及dc-dc变换单元，其中，第一dc-ac变换单元的直流端为第一功率变换模块的第一端，第一dc-ac变换单元的交流端与第一可调变比变压单元的第一端连接，第一可调变比变压单元的第二端与第一ac-dc变换单元的交流端连接，第一ac-dc变换单元的直流端为第一功率变换模块的第二端；第二dc-ac变换单元的直流端为第二功率变换模块的第一端，第二dc-ac变换单元的交流端与第二可调变比变压单元的第一端连接，第二可调变比变压单元的第二端与第二ac-dc变换单元的交流端连接，第二ac-dc变换单元的直流端与dc-dc变换单元的第一端连接，dc-dc变换单元的第二端为第二功率变换模块的第二端。
31.作为一种可能的实施方式，dc-dc变换单元为如下任一种拓扑结构：降压buck电路以及buck-boost电路。该dc-dc变换单元应用于第二功率变换模块中，能拓宽第二功率变换模块的输出电压与输入电压的比值范围，进而拓宽整个功率变换电路的输出电压与输入电压的比值范围。其中，第一功率变换模块的输出电压存在与负载设备接近甚至相同的情况，而第二dc-ac变换单元的输出电压通常不为0，因此dc-dc电路不仅具有升压能力，还具有降压能力。由于第一功率变换模块的输出电压仅能在第三电压或第四电压间切换。因此，根据第一电压、第二电压以及第一功率变换模块输出的电压，来调节dc-dc变换单元的输出电压，即，使dc-dc变换单元处于升压或降压状态，从而拓宽功率变换电路的输出电压与输入
电压的比值范围。
32.作为一种可能的实施方式，功率变换电路还包括：第三dc-ac变换单元；其中，第三dc-ac变换单元的直流端同时为第一功率变换模块的第一端以及第二功率变换模块的第一端，第三dc-ac变换单元的交流端与第一可调变比变压单元的第一端连接，第一可调变比变压单元的第二端与第一ac-dc变换单元的交流端连接，第一ac-dc变换单元的直流端为第一功率变换模块的第二端；第三dc-ac变换单元的交流端与第二可调变比变压单元的第一端连接，第二可调变比变压单元的第二端与第二ac-dc变换单元的交流端连接，第二ac-dc变换单元的直流端与dc-dc变换单元的第一端连接，dc-dc变换单元的第二端为第二功率变换模块的第二端。其中，第三dc-ac变换单元替代了第一dc-ac变换单元以及第二dc-ac变换单元的功能。相当于第一功率变换模块以及第二功率变换模块共用第三dc-ac变换单元，从而节省一个dc-ac变换单元，进而节约成本。
33.作为一种可能的实施方式，功率变换电路还包括：第三可调变比变压单元；其中，第三dc-ac变换单元的交流端与第三可调变比变压单元的第一端连接，第三可调变比变压单元的第二端连接与第一ac-dc变换单元的交流端连接，第一ac-dc变换单元的直流端为第一功率变换模块的第二端；第三可调变比变压单元的第三端与第二ac-dc变换单元的交流端连接，第二ac-dc变换单元的直流端与dc-dc变换单元的第一端连接，dc-dc变换单元的第二端为第二功率变换模块的第二端；第三可调变比变压单元包括：第九绕组、第十绕组、第十一绕组、第十二绕组、第十三绕组、第十四绕组、第五磁芯、第六磁芯、第三控制开关以及第四控制开关；第九绕组、第十一绕组以及第十三绕组通过第五磁芯耦合，第十绕组、第十二绕组以及第十四绕组通过第六磁芯耦合，第十一绕组与第十二绕组串联，第十二绕组与第三控制开关并联，第十三绕组与第十四绕组串联，第十四绕组与第四控制开关并联。控制单元用于根据第一电压和/或第二电压，将第三控制开关切换为导通状态或关断状态，将第四控制开关切换为导通或关断状态。第三可调变比变压单元替代了第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元的功能，相当于第一功率变换模块以及第二功率变换模块共用第三可调变比变压单元，从而节省可调变比变压单元，进而节约成本。
34.第二方面，本技术提供一种分布式储能系统，分布式储能系统中包括：多个储能模组、逆变器以及多个第一方面限定的功率变换电路，多个储能模组与多个功率变换电路一一对应，每个功率变换电路的第一端用于连接交流母线，交流母线与交流电网连接，每个功率变换电路的第二端用于连接对应的储能模组；每个功率变换电路，用于将对应的储能模组提供的直流电，通过逆变器转换为交流电后传输至交流电网，或将从交流电网获取的交流电，通过逆变器转换为直流电后为对应的储能模组充电。
35.作为一种可能的实施方式，第一功率变换模块，具体包括：第一可调变比变压单元；第二功率变换模块，具体包括：第二可调变比变压单元；第一可调变比变压单元的电压调节范围大于第二可调变比变压单元的电压调节范围；控制单元，具体用于：根据第一电压和/或第二电压，调整第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元的输出电压，以使功率变换电路的第二端输出第二电压。
36.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；第二可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；控制单元，具体用于：根据第一电压和/或第二电压，调整第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元的变比，以使功率
变换电路的第二端输出第二电压。
37.作为一种可能的实施方式，第一可调变比变压单元包括：第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第一磁芯、第二磁芯以及第一控制开关，第一绕组与第三绕组通过第一磁芯耦合，第二绕组与第四绕组通过第二磁芯耦合，第三绕组与第四绕组串联，第四绕组与第一控制开关并联；第二可调变比变压单元包括：第五绕组、第六绕组、第七绕组、第八绕组、第三磁芯、第四磁芯以及第二控制开关，第五绕组与第七绕组通过第三磁芯耦合，第六绕组与第八绕组通过第四磁芯耦合，第七绕组与第八绕组串联，第八绕组与第二控制开关并联；控制单元，用于根据第一电压和/或第二电压，将第一控制开关以及第二控制开关切换为导通状态或关断状态，以使功率变换电路的第二端输出第二电压。
38.上述第二方面可以达到的技术效果描述请参照上述第一方面中任一可能设计可以达到的技术效果描述，重复之处不予论述。
附图说明
39.图1为一种带变压器的功率变换电路的拓扑结构示意图；
40.图2a为本技术提供的一种功率变换电路的结构示意图一；
41.图2b为本技术提供的一种功率变换电路的结构示意图二；
42.图3a为本技术提供的一种dc-dc变换单元的结构示意图一；
43.图3b为本技术提供的一种dc-dc变换单元的结构示意图二；
44.图3c为本技术提供的一种dc-dc变换单元的结构示意图三；
45.图4a为本技术提供的一种可调变比变压单元结构示意图一；
46.图4b为本技术提供的一种可调变比变压单元结构示意图二；
47.图5为本技术提供的一种功率变换电路的具体结构示意图二；
48.图6为本技术提供的一种功率变换电路的具体结构示意图三；
49.图7为本技术提供的一种功率变换电路的具体结构示意图四。
具体实施方式
50.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本技术中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本技术保护范围内。本技术的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
51.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是，在本技术的描述中“至少一个”是指一个或多个，其中，多个是指两个或两个以上。鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本技术的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
52.需要指出的是，本技术实施例中“连接”指的是电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，a与b连接，既可以是a与b直接连接，也可以是a与b之间通过一个或多个其它电学元件间接连接，例如a与b连接，也可以是a与c直接连接，c与b直接连接，a与b之间通过c实现了连接。
53.功率变换电路被广泛应用于各类场景，若能提高功率变换电路输入输出电压适应范围，则可在更宽的输入输出电压比值下使用该功率变换电路，从而降低功率变换电路的复杂度。作为一种可能的实施方式，参阅图1所示，图1为一种带变压器的功率变换电路的拓扑结构示意图。功率变换电路包括输入电容c
in
、原边全桥电路、变压器t、副边全桥电路和输出电容c
out
，原边全桥电路由四个金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)q
11
、q
12
、q
13
、q
14
构成，副边全桥电路则由四个mosfet q
15
、q
16
、q
17
、q
18
构成。在输入电压的范围很大并且输出电压的范围也很大时，图1的变换电路需要实现很宽范围的电压变比，在电路设计和控制策略上需要设计冗余。例如，在功率变换电路后增加一级电路，由两级电路来承担宽范围的电压变比，但这会进一步增加电路的复杂度，牺牲电路的效率、体积。
54.有鉴于此，本技术提供一种功率变换电路，既能适应宽范围的输入输出电压比值范围，又能提高功率变换电路的功率密度。
55.参阅图2a所示，图2a为本技术提供的一种功率变换电路的结构示意图一；功率变换电路200，包括第一功率变换模块201、第二功率变换模块202以及控制单元203。
56.第一功率变换模块201的第一端以及所述第二功率变换模块202的第一端并联耦合，作为所述功率变换电路200的第一端，所述第一功率变换模块201的第二端以及所述第二功率变换模块202的第二端串联耦合，作为所述功率变换电路200的第二端，其中，所述第一功率变换模块201的功率变换等级大于所述第二功率变换模块202的功率变换等级，所述功率变换电路200的第一端的电压为第一电压，功率变换电路200的第二端的电压为第二电压；控制单元，可以根据第一电压和/或所述第二电压，调整第一功率变换模块201以及第二功率变换模块202的输出电压，以使所述功率变换电路200的第二端输出所述第二电压。
57.其中，功率变换等级用于表征功率变换模块的增益大小，第一功率变换模块201的增益大于第二功率变换模块202的增益。控制单元203可以根据所述第一电压和/或所述第二电压，来分别调整第一功率变换模块201以及所述第二功率变换模块202的输出电压，从而令功率变换电路200的第二端输出的电压满足第二电压。如此，既能适应宽范围的输入输出电压比值范围，又能提高功率变换电路200的功率密度以减小设备的体积和重量的功率变换电路。
58.作为一种可能的实施方式，所述第一功率变换模块201，具体包括：第一可调变比变压单元；所述第二功率变换模块202，具体包括：第二可调变比变压单元；所述第一可调变比变压单元的电压调节范围大于所述第二可调变比变压单元的电压调节范围；所述控制单元203，具体用于：根据所述第一电压和/或所述第二电压，调整所述第一可调变比变压单元以及所述第二可调变比变压单元的输出电压，以使所述功率变换电路200的第二端输出所述第二电压。
59.其中，第一功率变换模块201以及第二功率变换模块202分别可以包括第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元，上述可调变比变压单元可以调节输出电压的变比，且第一可调变比变压单元的电压调节范围大于第二可调变比变压单元的电压调节范围。由于第一可调变比变压单元电压调节范围大于第二可调变比变压单元电压调节范围，从而可以使功率变换电路适应宽范围的输入输出电压比值范围。
60.作为一种可能的实施方式，所述第一可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；所述第二可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；所述控制单元203，具体用于：根据所述第一电压和/或所述第二电压，调整所述第一可调变比变压单元以及所述第二可调变比变压单元的变比，以使所述功率变换电路200的第二端输出所述第二电压。第一可调变比变压单元以及第二可调变比变压单元可以提供多种变比，控制单元203通过调整第一可调变比变压单元以及所述第二可调变比变压单元的变比值，使功率变换电路适应宽范围的输入输出电压比值范围。
61.参阅图2b所示，图2b为本技术提供的一种功率变换电路的结构示意图二，第一功率变换模块201的第一端以及所述第二功率变换模块202的第一端并联耦合后，作为所述功率变换电路200的第一端；所述第一功率变换模块201的第二端以及所述第二功率变换模块202的第二端串联耦合后，作为所述功率变换电路200的第二端，其中，所述功率变换电路200的第一端的电压为第一电压，所述功率变换电路200的第二端的电压为第二电压。
62.第一功率变换模块201，包括：第一直流转交流(direct current-alternating current，dc-ac)变换单元2011、第一可调变比变压单元2012以及第一交流转直流(alternating current-direct current，ac-dc)变换单元2013；所述第二功率变换模块202，包括：第二dc-ac变换单元2021、第二可调变比变压单元2022、第二ac-dc变换单元2023以及dc-dc变换单元2024。
63.其中，所述第一dc-ac变换单元2011的直流端为所述第一功率变换模块201的第一端，所述第一dc-ac变换单元2011的交流端与所述第一可调变比变压单元2012的第一端连接，所述第一可调变比变压单元2012的第二端与所述第一ac-dc变换单元2013的交流端连接，所述第一ac-dc变换单元的直流端为所述第一功率变换模块201的第二端。
64.第二dc-ac变换单元2021的直流端为所述第二功率变换模块202的第一端，所述第二dc-ac变换单元2021的交流端与所述第二可调变比变压单元2022的第一端连接，所述第二可调变比变压单元2022的第二端与所述第二ac-dc变换单元2023的交流端连接，所述第二ac-dc变换单元2023的直流端与所述dc-dc变换单元2024的第一端连接，所述dc-dc变换单元2024的第二端为所述第二功率变换模块202的第二端。
65.第一可调变比变压单元2012包括：第一绕组20121、第二绕组20122、第三绕组20123、第四绕组20124、第一磁芯20125、第二磁芯20126以及第一控制开关20127，所述第一绕组20121与所述第三绕组20123通过所述第一磁芯20125耦合，所述第二绕组20122与所述第四绕组20124通过所述第二磁芯20126耦合，所述第三绕组20123与所述第四绕组20124串联，所述第四绕组20124与所述第一控制开关20127并联。
66.第二可调变比变压单元2022包括：第五绕组20221、第六绕组20222、第七绕组20223、第八绕组20224、第三磁芯20225、第四磁芯20226以及第二控制开关20227，所述第五绕组20221与所述第七绕组20223通过所述第三磁芯20225耦合，所述第六绕组20222与所述
第八绕组20224通过所述第四磁芯20226耦合，所述第七绕组20223与所述第八绕组20224串联，所述第八绕组20224与所述第二控制开关20227并联。
67.控制单元203，用于根据所述第一电压和/或所述第二电压，将所述第一控制开关20127切换为导通状态或关断状态。
68.其中，第一dc-ac变换单元2011、第一ac-dc变换单元2013、第二dc-ac变换单元2021、第二ac-dc变换单元2023以及dc-dc变换单元2024中可以包括多个开关器件，开关器件可以为mosfet，双极结型管(bipolar junction transistor，bjt)，绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)，碳化硅(sic)功率管等多种类型的开关器件中的一种或多种，本技术实施例对此不再一一列举。每个开关器件皆可以包括第一电极、第二电极和控制电极，其中，控制电极用于控制开关的导通或关断。当开关导通时，开关的第一电极和第二电极之间可以传输电流，当开关关断时，开关的第一电极和第二电极之间无法传输电流。以mosfet为例，开关的控制电极为栅极，开关的第一电极可以是开关器件的源极，第二电极可以是开关器件的漏极，或者，第一电极可以是开关的漏极，第二电极可以是开关的源极。
69.控制单元203可以是通用中央处理器(central processing unit，cpu)，通用处理器，数字信号处理(digital signal processing，dsp)，专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)，现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述处理器也可以是实现计算功能的组合。例如，控制单元203可以包括一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等等。所述控制单元203中还可以包括模拟数字转换器(analog to digital converter，adc)，用于确定功率变换电路200的第一端的电压以及所述功率变换电路200的第二端的电压。
70.控制单元203可以根据所述第一电压和/或所述第二电压，将所述第一控制开关切换为导通状态或关断状态，以调整所述第一功率变换模块201第二端的电压。其中，控制单元203既可以根据所述第一电压来将所述第一控制开关切换为导通状态或关断状态。还可以根据所述第二电压将所述第一控制开关切换为导通状态或关断状态。还可以根据所述第一电压与所述第二电压之比来将所述第一控制开关切换为导通状态或关断状态。
71.其中，第一绕组20121的匝数为n1，第二绕组20122的匝数为n2，第三绕组20123的匝数为n3，第四绕组20124的匝数为n4，在第一可调变比变压单元2012中的所述第一控制开关20127导通时，此时通过第二磁芯20126耦合的第二绕组20122与第四绕组20124被所述第一控制开关20127调整为不工作，第一可调变比变压单元2012的输出端与输入端的电压之比为n3/n1。
72.在第一可调变比变压单元2012中的所述第一控制开关20127关断时，此时通过第二磁芯20126耦合的第二绕组20122与第四绕组20124启动工作，第一可调变比变压单元2012的输出端与输入端的电压之比为n3/n1+n4/n2。
73.其中，第五绕组20221的匝数为n5，第六绕组20222的匝数为n6，第七绕组20223的匝数为n7，第八绕组20224的匝数为n8，在第二可调变比变压单元2022中的所述第二控制开关20227导通时，此时通过第四磁芯20226耦合的第六绕组20222与第八绕组20224被所述第二控制开关20227调整为不工作，第二可调变比变压单元2022的输出端与输入端的电压之
比为n7/n5。
74.在第二可调变比变压单元2022中的所述第二控制开关20227导通时，此时通过磁芯耦合的第六绕组20222与第八绕组20224启动工作，第二可调变比变压单元2022的输出端与输入端的电压之比为n7/n5+n8/n6。
75.作为一种可能的实施方式，所述dc-dc变换单元2024为如下任一种拓扑结构：降压buck电路和buck-boost电路。其中，dc-dc变换单元具体可以为全桥buck电路、半桥buck电路以及buck-boost电路。所述buck-boost电路不仅具备降压能力，还具备升压能力。图3a为本技术实施例提供的一种dc-dc变换单元的结构示意图一；图3b为本技术实施例提供的一种dc-dc变换单元的结构示意图二；图3c为本技术实施例提供的一种dc-dc变换单元的结构示意图三。示例性的，在图3b所示的结构中，可以包括第一开关q1、第二开关q2、电感lb以及电容cb。其中，第一开关q1为开关管，第二开关q2既可以是开关管也可以是二极管(以第二开关q2为开关管进行举例)，第一开关q1的第二端分别与电感lb的第一端和第二开关q2的第一端连接，第一开关q1的第三端用于输入控制第一开关q1状态的信号，所述第二开关q2的第二端与电容cb的第一端连接，第二开关q2的第三端用于输入控制第二开关q2状态的信号，电感lb的第二端与电容cb的第二端连接。上述类型的dc-dc变换单元2024应用于所述第二功率变换模块202中，主要用于调整第二功率变换模块202第二端的电压(记为第三电压)，以适应所述功率变换电路200第二端的电压(第二电压)以及所述第一功率变换模块201第二端的电压(记为第四电压)。其中，所述第一功率变换模块201的第四电压存在与所述功率变换电路200的第二电压接近甚至相同的情况，而第二ac-dc变换单元2023的直流端电压通常不为0，因此dc-dc变换单元2024需要具备降压能力。与现有技术的固定变比变压器相比，本技术实施例在保持功率变换模块的架构不变的情况下，能够适应更宽的电压变比范围。
76.作为一种可能的实施方式，参阅图4a所示，图4a为本技术实施例提供的一种可调变比变压单元结构示意图一；所述第一可调变比变压单元2012，还包括第一谐振电路401，所述第一谐振电路401包括：第一谐振电感4011以及第一谐振电容4012，所述第一谐振电路401与所述第三绕组20123以及所述第四绕组20124串联连接；
77.所述第二可调变比变压单元2022，还包括第二谐振电路402，所述第二谐振电路402包括：第二谐振电感4021以及第二谐振电容4022，所述第二谐振电路402与所述第七绕组20223以及所述第八绕组20224串联连接。需要说明的是，第一谐振电路401可以设置在第一dc-ac变换单元2011侧或第一ac-dc变换单元2013侧，而第二谐振电路402可以设置在第二dc-ac变换单元2021侧或第二ac-dc变换单元2023侧。第一dc-ac变换单元2011、第一可调变比变压单元2012、第一ac-dc变换单元2013、以及第二dc-ac变换单元2021、第二可调变比变压单元2022、第二ac-dc变换单元2023变为全桥谐振llc电路，从而可以将变压单元的波形由方波调整为正弦波，从而提升转换效率。
78.作为一种可能的实施方式，参阅图4b所示，图4b为本技术实施例提供的一种可调变比变压单元结构示意图二；
79.所述第一可调变比变压单元2012，还包括第三谐振电路403以及第四谐振电路404，所述第三谐振电路403包括：第三谐振电感4031以及第三谐振电容4032，所述第四谐振电路404包括：第四谐振电感4041以及第四谐振电容4042，所述第三谐振电路403、所述第三绕组20123、所述第四绕组20124以及所述第四谐振电路404依次串联；
80.所述第二可调变比变压单元2022，还包括第五谐振电路405以及第六谐振电路406，所述第五谐振电路405包括：第五谐振电感4051以及第五谐振电容4052，所述第六谐振电路406包括：第六谐振电感4061以及第六谐振电容4062，所述第五谐振电路405、所述第七绕组20223、所述第八绕组20224以及所述第六谐振电路406依次串联。需要说明的是，第三谐振电路403以及第四谐振电路404可以设置在第一dc-ac变换单元2011侧或第一ac-dc变换单元2013侧，而第五谐振电路405以及第六谐振电路406可以设置在第二dc-ac变换单元2021侧或第二ac-dc变换单元2023侧。第一dc-ac变换单元2011、第一可调变比变压单元2012、第一ac-dc变换单元2013、以及第二dc-ac变换单元2021、第二可调变比变压单元2022、第二ac-dc变换单元2023变为全桥谐振llc电路，从而可以将变压单元的波形由方波调整为正弦波。
81.作为一种可能的实施方式，所述第一可调变比变压单元2012中，所述第四绕组20124与所述第四谐振电路404串联后，再与第一控制开关20127并联。所述第二可调变比变压单元2022中，所述第八绕组20224与所述第六谐振电路406串联后，再与第二控制开关20227并联。
82.作为一种可能的实施方式，所述控制单元203，用于在所述第二电压与所述第一电压之比小于第一阈值时，将所述第一控制开关20127切换为导通状态；在所述第二电压与所述第一电压之比大于第二阈值时，将所述第一控制开关20127切换为关断状态；其中，所述第一阈值小于或等于第一目标变比，所述第二阈值大于或等于第一目标变比，所述第一目标变比由第一匝数比与第二匝数比之和得到，所述第一匝数比为所述第三绕组20123与所述第一绕组20121的匝数比(n3/n1)，所述第二匝数比为所述第四绕组20124与所述第二绕组20122匝数比(n4/n2)。当所述第一dc-ac变换单元2011的交流端电压峰峰值与直流端电压值的比值为2，且所述第一ac-dc变换单元2013的直流端电压值与交流端电压峰峰值的比值为0.5时，所述第一目标变比可为2*(n3/n1+n4/n2)*0.5＝n3/n1+n4/n2，即第一匝数比与第二匝数比之和；当所述第一dc-ac变换单元2011的交流端电压峰峰值与直流端电压值的比值为2，且所述第一ac-dc变换单元2013的直流端电压值与交流端电压峰峰值的比值为1时，所述第一目标变比可为第一匝数比与第二匝数比之和的两倍2*(n3/n1+n4/n2)；当所述第一dc-ac变换单元2011的交流端电压峰峰值与直流端电压值的比值为1，且所述第一ac-dc变换单元2013的直流端电压值与交流端电压峰峰值的比值为0.5时，所述第一目标变比可为第一匝数比与第二匝数比之和的一半0.5*(n3/n1+n4/n2)。
83.其中，所述第一阈值以及所述第二阈值与所述第一目标变比有关，第一阈值≤第一目标变比≤第二阈值，实际应用中，第一阈值以及第二阈值可以根据场景自由设定，第一阈值和第二阈值也可以相等，这里不做赘述。示例性的，若所述第一目标变比为n3/n1+n4/n2，所述第一阈值可以设置为0.95(n3/n1+n4/n2)，所述第二阈值可以设置为1.05(n3/n1+n4/n2)，此时，所述第一dc-ac变换单元2011以及所述第一ac-dc变换单元2013为开环控制。在所述第二电压与所述第一电压之比小于第一阈值时，将所述第一控制开关20127切换为导通状态，此时所述第一功率变换模块201第二端的电压与第一端的电压的比值为n3/n1；在所述第二电压与所述第一电压之比大于第二阈值时，将所述第一控制开关20127切换为关断状态，此时所述第一功率变换模块201第二端的电压与第一端的电压的比值为n3/n1+n4/n2。如此，可以使第一功率变换模块201第二端的电压与第一端的电压的比值范围更宽，
从而在更宽的变比范围内保持正常工作。
84.此外，所述第一dc-ac变换单元2011以及所述第一ac-dc变换单元2013还可以调整为闭环控制，即控制单元203在所述第一控制开关20127已经完成切换时，还可以调整所述第一功率变换模块201的第一端的电压与所述第一功率变换模块201的第二端的第四电压之间的关系，从而可以进一步的拓宽所述第一功率变换模块201第二端的电压与第一端的电压的比值范围。
85.作为一种可能的实施方式，所述控制单元203，用于在所述第一电压大于第三阈值时，将所述第一控制开关20127切换为导通状态；在所述第一电压小于第四阈值时，将所述第一控制开关20127切换为关断状态；其中，所述第三阈值大于或等于所述第四阈值。
86.在本技术实施例中，所述第三阈值以及所述第四阈值可以根据所述功率变换电路200第二端电压的电压范围来确定。示例性的，若功率变换电路200的第二端的电压范围为(350v-600v)，且n1:n2:n3:n4为1:1:6:5且第一目标变比为n3/n1+n4/n2＝11，则所述第三阈值以及所述第四阈值可以设为350v/11≈31.8v，这里不做具体限定。当所述第一电压为30v(小于第四阈值31.8v)时，将所述第一控制开关20127切换为关断状态，则第一功率变换模块201第二端的第四电压为330v，仍然小于功率变换电路第二端的第二电压的最小值350v。需要说明的是，确定所述第一功率变换模块201的第二端的第四电压后，根据所述第一功率变换模块201的第二端的第四电压，还可以调节所述dc-dc变换单元2024的第二端的第三电压，或者调节所述第二控制开关20227的开关状态，并调节所述dc-dc变换单元2024的第二端的第三电压，从而满足所述功率变换电路200的第二端的第二电压的要求。
87.作为一种可能的实施方式，所述控制单元203，用于在所述第二电压小于第五阈值时，将所述第一控制开关20127切换为导通状态；在所述第二电压大于第六阈值时，将所述第一控制开关20127切换为关断状态，其中，所述第五阈值小于等于所述第六阈值。
88.在本技术实施例中，所述第五阈值以及所述第六阈值可以根据所述功率变换电路200的第一端的电压范围来确定。示例性的，若所述功率变换电路200的第一端的电压范围为(40v-50v)，且n1:n2:n3:n4为1:1:6:5且第一目标变比为n3/n1+n4/n2＝11，所述第五阈值以及所述第六阈值可以设为50v*11＝550v，这里不做具体限定。当所述第二电压为560v(大于第六阈值550v)时，将所述第一控制开关20127切换为关断状态，则第一功率变换模块201第一端的电压为最大值50v时，其第二端的第四电压为550v，仍然小于功率变换电路第二端的第二电压。
89.作为一种可能的实施方式，所述控制单元203，用于在控制所述第一控制开关20127切换为导通状态时，也将所述第二控制开关20227也切换为导通状态；在控制所述第一控制开关20127切换为关断状态时，也将所述第二控制开关20227也切换为关断状态。也即，所述第一可调变比变压单元2012以及所述第二可调变比变压单元2022中的控制开关可以同时切换为导通状态或者同时切换为关断状态，从而简化控制流程。
90.作为一种可能的实施方式，控制单元203，还用于根据所述第一电压和/或第二功率变换模块202的第二端的第三电压，将第二控制开关20227切换为导通状态或关断状态。如此，可以使第二功率变换模块202第二端的电压与第一端的电压的比值范围更宽，从而在更宽的变比范围内保持正常工作。
91.作为一种可能的实施方式，所述控制单元203，用于在所述第三电压与所述第一电
压之比小于第七阈值时，将所述第二控制开关20227切换为导通状态；在所述第三电压与所述第一电压之比大于第八阈值时，将所述第二控制开关20227切换为关断状态；其中，所述第七阈值小于或等于第二目标变比，所述第八阈值大于或等于第二目标变比，所述第二目标变比由第三匝数比得到，所述第三匝数比为所述第七绕组20223与所述第五绕组20221的匝数比(n7/n5)。当所述第二dc-ac变换单元2021的交流端电压峰峰值与直流端电压值的比值为2，且所述第二ac-dc变换单元2023的直流端电压值与交流端电压峰峰值的比值为0.5时，所述第二目标变比可为2*(n7/n5)*0.5＝n7/n5，即第三匝数比。
92.其中，所述第七阈值以及所述第八阈值与所述第二目标变比有关，第七阈值≤第二目标变比≤第八阈值，实际应用中，第七阈值以及第八阈值可以根据场景自由设定，第七阈值和第八阈值也可以相等，这里不做赘述。示例性的，若所述第二目标变比为n7/n5，所述第七阈值可以设置为0.95(n7/n5)，所述第八阈值可以设置为1.05(n7/n5)，当所述第二dc-ac变换单元2021以及所述第二ac-dc变换单元2023为开环控制的情况下，在所述第三电压与所述第一电压之比小于第七阈值时，将所述第二控制开关20227切换为导通状态，此时所述第二功率变换模块202第二端的电压与第一端的电压的比值为n7/n5；在所述第三电压与所述第一电压之比大于第八阈值时，将所述第二控制开关20227切换为关断状态，此时所述第二功率变换模块202第二端的电压与第一端的电压的比值为n7/n5+n8/n6。如此，可以使第二功率变换模块202第二端的电压与第一端的电压的比值范围更宽，从而在更宽的变比范围内保持正常工作。
93.作为一种可能的实施方式，所述控制单元203，用于在所述第一电压大于第九阈值时，将所述第二控制开关20227切换为导通状态；在所述第一电压小于第十阈值时，将所述第二控制开关20227切换为关断状态；其中，所述第九阈值大于或等于所述第十阈值。所述控制单元203，还用于在所述第三电压小于第十一阈值时，将所述第二控制开关20227切换为导通状态；在所述第三电压大于第十二阈值时，将所述第二控制开关20227切换为关断状态；其中，所述第十一阈值小于等于所述第十二阈值。上述实施例基于同样构思，这里不再赘述。
94.作为一种可能的实施方式，参阅图5所示，图5为本技术实施例提供的一种功率变换电路的具体结构示意图二；所述功率变换电路200还包括：第三dc-ac变换单元501；
95.其中，所述第三dc-ac变换单元501的交流端与所述第一可调变比变压单元2012的第一端连接，所述第一可调变比变压单元2012的第二端与所述第一ac-dc变换单元2013的交流端连接，所述第一ac-dc变换单元2013的直流端为所述第一功率变换模块201的第二端。所述第三dc-ac变换单元501的交流端与所述第二可调变比变压单元2022的第一端连接，所述第二可调变比变压单元2022的第二端与所述第二ac-dc变换单元2023的交流端连接，所述第二ac-dc变换单元2023的直流端与所述dc-dc变换单元2024的第一端连接，所述dc-dc变换单元2024的第二端为所述第二功率变换模块202的第二端。
96.在本技术的结构与图2b相比，第三dc-ac变换单元501替代了所述第一dc-ac变换单元2011以及所述第二dc-ac变换单元2021的功能。相当于所述第一功率变换模块201以及所述第二功率变换模块202共用第三dc-ac变换单元501，从而节省dc-ac变换单元的数量，进而节约成本。
97.作为一种可能的实施方式，参阅图6所示，图6为本技术实施例提供的一种功率变
换电路的具体结构示意图三；所述功率变换电路200还包括：第三可调变比变压单元601；所述第三dc-ac变换单元501的交流端与所述第三可调变比变压单元601的第一端连接。第三可调变比变压单元601的第二端连接与所述第一ac-dc变换单元2013的交流端连接，所述第一ac-dc变换单元2013的直流端为所述第一功率变换模块201的第二端。
98.第三可调变比变压单元601的第三端与所述第二ac-dc变换单元2023的交流端连接，所述第二ac-dc变换单元2023的直流端与所述dc-dc变换单元2024的第一端连接，所述dc-dc变换单元2024的第二端为所述第二功率变换模块202的第二端。
99.第三可调变比变压单元601包括：第九绕组6011、第十绕组6012、第十一绕组6013、第十二绕组6014、第十三绕组6015、第十四绕组6016、第五磁芯6017、第六磁芯6018、第三控制开关6019以及第四控制开关6020。
100.第九绕组6011、所述第十一绕组6013以及所述第十三绕组6015通过所述第五磁芯6017耦合，所述第十绕组6012、所述第十二绕组6014以及所述第十四绕组6016通过所述第六磁芯6018耦合，所述第十一绕组6013与所述第十二绕组6014串联，所述第十二绕组6014与所述第三控制开关6019并联，所述第十三绕组6015与所述第十四绕组6016串联，所述第十四绕组6016与所述第四控制开关6020并联。
101.控制单元203用于根据所述第一电压和/或所述第二电压，将所述第三控制开关6019切换为导通状态或关断状态，将所述第四控制开关6020切换为导通状态或关断状态。
102.其中，在本技术的结构与图5相比，第三可调变比变压单元601替代了所述第一可调变比变压单元2012以及所述第二可调变比变压单元2022的功能，相当于所述第一功率变换模块201以及所述第二功率变换模块202共用了第三可调变比变压单元601，从而节省可调变比变压单元的数量，进而节约成本。
103.参阅图7所示，图7为本技术实施例提供的一种功率变换电路的具体结构示意图四，其中，所述功率变换电路200具体包括：第三dc-ac变换单元501、第一可调变比变压单元2012、第二可调变比变压单元2022、第一ac-dc变换单元2013、第二ac-dc变换单元2023以及dc-dc变换单元2024，其中，所述第三dc-ac变换单元501、第一可调变比变压单元2012以及所述第一ac-dc变换单元2013构成所述第一功率变换模块201，所述第三dc-ac变换单元501、第二可调变比变压单元2022、第二ac-dc变换单元2023以及dc-dc变换单元2024构成所述第二功率变换模块202。
104.其中，第三dc-ac变换单元501中包括两个全桥电路，包括q
1a
、q
2a
、q
3a
、q
4a
、q
1b
、q
2b
、q
3b
、q
4b
、以及c
l
。第一可调变比变压单元2012包括：第一绕组20121、第二绕组20122、第三绕组20123、第四绕组20124、第一磁芯20125、第二磁芯20126、第一控制开关s1、电感l
m11
以及电感l
m12
，所述第一绕组20121与所述第三绕组20123通过所述第一磁芯20125耦合，所述第二绕组20122与所述第四绕组20124通过所述第二磁芯20126耦合，所述第三绕组20123与所述第四绕组20124串联，所述第四绕组20124与所述第一控制开关s1并联。第一可调变比变压单元2012还包括第一谐振电路401，所述第一谐振电路401包括：谐振电感l
r1
以及谐振电容c
r1
，所述第一谐振电路401与所述第三绕组20123以及所述第四绕组20124串联连接。
105.第二可调变比变压单元2022包括：第五绕组20221、第六绕组20222、第七绕组20223、第八绕组20224、第三磁芯20225、第四磁芯20226、第二控制开关s2、电感l
m21
以及电感l
m22
，所述第五绕组20221与所述第七绕组20223通过所述第三磁芯20225耦合，所述第六
绕组20222与所述第八绕组20224通过所述第四磁芯20226耦合，所述第七绕组20223与所述第八绕组20224串联，所述第八绕组20224与所述第二控制开关s2并联。第二可调变比变压单元2022，还包括第二谐振电路402，所述第二谐振电路402包括：谐振电感l
r2
以及谐振电容c
r2
，所述第二谐振电路402与所述第七绕组20223以及所述第八绕组20224串联连接。
106.控制单元203用于根据所述第一电压和/或所述第二电压，将第一控制开关s1切换为导通状态或关断状态，将第二控制开关s2切换为导通状态或关断状态。
107.第一ac-dc变换单元2013以及第二ac-dc变换单元2023均为两电平全桥电路，第一ac-dc变换单元2013包括q5、q6、q7、q8以及cm，第二ac-dc变换单元2023包括q9、q
10
、q
11
、q
12
以及cs。dc-dc变换单元2024为全桥buck电路，dc-dc变换单元2024包括q
13
、q
14
、q
15
、q
16
、lb以及cb。以上全桥电路与全桥buck电路中的开关管均为mosfet。
108.第三dc-ac变换单元501中的两个全桥电路在直流端并联，并作为所述第一功率变换模块201的第一端和所述第二功率变换模块202的第一端，两个全桥电路的交流端，分别与第一可调变比单元2012中的第一绕组20121以及第二绕组20122，以及第二可调变比单元2022中的第五绕组20221以及第六绕组20222耦合。第三dc-ac变换单元501、第一ac-dc变换单元2013、第二ac-dc变换单元2023均为开环控制。在第一控制开关s1关断时，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压与第一电压之比为n3/n1+n4/n2，在第一控制开关s1导通时，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压与第一电压之比为n3/n1。在第二控制开关s2关断时，第二ac-dc变换单元2023第二端的第三电压与第一电压之比为n7/n5+n8/n6，在第一控制开关s1导通时，第二ac-dc变换单元2023第二端的第三电压与第一电压之比为n7/n5。
109.示例性的，若第一电压的电压范围为40v～50v，第二电压的电压范围为350v～600v，以n1:n2:n3:n4为1:1:6:5，且n5:n6:n7:n8为1:1:2:2为例，则可以选取第一阈值为10.5，第二阈值为11.5，选取第七阈值为1.9，第八阈值为2.1。
110.在第一电压等于40v，且第二电压等于350v时，因第二电压与第一电压之比8.75(350v/40v)小于第一阈值(10.5)，故调整s1导通，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为240v；当第一电压等于40v，第二电压等于600v时，第二电压与第一电压之比15(600v/40v)大于第二阈值(11.5)，故调整s1关断，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为440v；当第一电压等于50v，第二电压等于350v时，第二电压与第一电压之比7(350v/50v)小于第一阈值，调整s1导通，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为300v；当第一电压等于50v，第二电压等于600v时，第二电压与第一电压之比12(600v/50v)大于第二阈值，故调整s1关断，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为550v。
111.在传统的功率变换电路中，电压控制范围为设定在7～15倍(第二电压最小值350v/第一电压最大值50v＝7，第二电压最大值600v/第一电压最小值40v＝15)，才能满足第一电压与第二电压的宽范围。而本技术的功率变换电路，则可以极大的缩小第三dc-ac变换单元501、第一ac-dc变换单元2013、第二ac-dc变换单元2023的电压控制范围，从而降低对具体电路和控制的性能要求，从而拓宽第一电压与第二电压的比值范围。
112.进一步的，则当第一电压等于40v，第二电压等于350v时，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为240v，第二功率变换模块202第二端的第三电压等于110v，第三电压与第一电压之比2.75(350v/110v)大于第八阈值(2.1)，故调整开关s2关断，则第二ac-dc变换单元2023第二端的电压为160v；当第一电压等于40v，第二电压等于600v时，第一ac-dc变换
单元2013第二端的第四电压为440v，第二功率变换模块202第二端的第三电压等于160v，第三电压与第一电压之比4(160v/40v)同样大于第八阈值，则第二ac-dc变换单元2023第二端的电压为160v；当第一电压等于50v，第二电压等于350v时，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为300v，第二功率变换模块202第二端的第三电压等于50v，第三电压与第一电压之比1.25(50v/40v)小于第七阈值(1.9)，故调整开关s2导通，则第二ac-dc变换单元2023第二端的电压为100v；当第一电压等于50v，第二电压等于600v时，第一ac-dc变换单元2013第二端的第四电压为550v，第二功率变换模块202第二端的第三电压等于50v，第三电压与第一电压之比1.25(50v/40v)小于第七阈值，故调整开关s2导通，则第二ac-dc变换单元2023第二端的电压为100v。
113.现有的功率变换电路为了实现宽范围的电压比值变换，需要很大的电路面积与控制方面的设计冗余，并且牺牲了电路的效率、体积等。而利用本技术提供的功率变换电路，通过设置的第一功率变换模块中比值固定的原副边绕组，以及第二功率变换模块中比值固定的原副边绕组和升降压电路的组合，从而使功率变换电路在架构保持不变的情况下，使整个功率变换电路输出电压与输入电压的比值范围拓宽。
114.基于同样的构思，本技术还提供一种功率变换电路控制方法，应用于上述实施例提供的任一所述功率变换电路200中，所述功率变换电路包括：第一功率变换模块、第二功率变换模块以及控制单元；所述第一功率变换模块的第一端以及所述第二功率变换模块的第一端并联耦合后，作为所述功率变换电路的第一端，所述第一功率变换模块的第二端以及所述第二功率变换模块的第二端串联耦合后，作为所述功率变换电路的第二端，其中，所述功率变换电路的第一端的电压为第一电压，所述功率变换电路的第二端的电压为第二电压；所述第一功率变换模块，包括：第一dc-ac变换单元、第一可调变比变压单元以及第一ac-dc变换单元；所述第二功率变换模块，包括：第二dc-ac变换单元、第二可调变比变压单元、第二ac-dc变换单元以及dc-dc变换单元；其中，所述第一dc-ac变换单元的直流端为所述第一功率变换模块的第一端，所述第一dc-ac变换单元的交流端与所述第一可调变比变压单元的第一端连接，所述第一可调变比变压单元的第二端与所述第一ac-dc变换单元的交流端连接，所述第一ac-dc变换单元的直流端为所述第一功率变换模块的第二端；所述第二dc-ac变换单元的直流端为所述第二功率变换模块的第一端，所述第二dc-ac变换单元的交流端与所述第二可调变比变压单元的第一端连接，所述第二可调变比变压单元的第二端与所述第二ac-dc变换单元的交流端连接，所述第二ac-dc变换单元的直流端与所述dc-dc变换单元的第一端连接，所述dc-dc变换单元的第二端为所述第二功率变换模块的第二端；所述第一可调变比变压单元包括：第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第一磁芯、第二磁芯以及第一控制开关，所述第一绕组与所述第三绕组通过所述第一磁芯耦合，所述第二绕组与所述第四绕组通过所述第二磁芯耦合，所述第三绕组与所述第四绕组串联，所述第四绕组与所述第一控制开关并联；所述第二可调变比变压单元包括：第五绕组、第六绕组、第七绕组、第八绕组、第三磁芯、第四磁芯以及第二控制开关，所述第五绕组与所述第七绕组通过所述第三磁芯耦合，所述第六绕组与所述第八绕组通过所述第四磁芯耦合，所述第七绕组与所述第八绕组串联，所述第八绕组与所述第二控制开关并联；所述方法包括：所述控制单元根据所述第一电压和/或所述第二电压，将所述第一控制开关切换为导通状态或关断状态。
115.基于相同的构思，本技术提供一种分布式储能系统，所述分布式储能系统中包括：多个储能模组、逆变器以及多个上述实施例所述的功率变换电路，所述多个储能模组与所述多个功率变换电路一一对应，每个功率变换电路的第一端用于连接交流母线，所述交流母线与所述交流电网连接，每个功率变换电路的第二端用于连接对应的储能模组；每个功率变换电路，用于将对应的储能模组提供的直流电，通过所述逆变器转换为交流电后传输至交流电网，或将从所述交流电网获取的交流电，通过所述逆变器转换为直流电后为对应的储能模组充电。
116.作为一种可能的实施方式，所述第一功率变换模块，具体包括：第一可调变比变压单元；所述第二功率变换模块，具体包括：第二可调变比变压单元；所述第一可调变比变压单元的电压调节范围大于所述第二可调变比变压单元的电压调节范围；所述控制单元，具体用于：根据所述第一电压和/或所述第二电压，调整所述第一可调变比变压单元以及所述第二可调变比变压单元的输出电压，以使所述功率变换电路的第二端输出所述第二电压。
117.作为一种可能的实施方式，所述第一可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；所述第二可调变比变压单元提供多种变比中的其中一种；所述控制单元，具体用于：根据所述第一电压和/或所述第二电压，调整所述第一可调变比变压单元以及所述第二可调变比变压单元的变比，以使所述功率变换电路的第二端输出所述第二电压。
118.作为一种可能的实施方式，所述第一可调变比变压单元包括：第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第一磁芯、第二磁芯以及第一控制开关，所述第一绕组与所述第三绕组通过所述第一磁芯耦合，所述第二绕组与所述第四绕组通过所述第二磁芯耦合，所述第三绕组与所述第四绕组串联，所述第四绕组与所述第一控制开关并联；所述第二可调变比变压单元包括：第五绕组、第六绕组、第七绕组、第八绕组、第三磁芯、第四磁芯以及第二控制开关，所述第五绕组与所述第七绕组通过所述第三磁芯耦合，所述第六绕组与所述第八绕组通过所述第四磁芯耦合，所述第七绕组与所述第八绕组串联，所述第八绕组与所述第二控制开关并联；所述控制单元，用于根据所述第一电压和/或所述第二电压，将所述第一控制开关以及所述第二控制开关切换为导通状态或关断状态，以使所述功率变换电路的第二端输出所述第二电压。
119.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。