具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，本实施例提供一种电压调节电路，该电压调节电路包括：零线电压输入端N、相线电压输入端Uin、电压输出端Uout、至少一个整流桥臂支路、逆变桥臂支路、电容支路、正直流母线Udc+、负直流母线Udc-；整流桥臂支路包括串联连接的第一整流桥臂和第二整流桥臂，逆变桥臂支路包括串联连接的第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，电容支路包括串联连接的第一电容E1和第二电容E2；整流桥臂支路、逆变桥臂支路和电容支路并联连接在正直流母线Udc+和负直流母线Udc-之间；零线电压输入端N连接于第一整流桥臂和第二整流桥臂之间，相线电压输入端Uin连接于第一电容E1和第二电容E2之间，电压输出端Uout连接于第一逆变桥臂和第二逆变桥臂之间。该电压调节电路能够实现输出电压连续快速可调，且降低整机损耗。

本申请提供的电压调节电路采用三电平拓扑结构，其中，相线电压输入端Uin和零线电压输入端N作为电路的电压输入端，与电网连接；电压输出端Uout作为电路的输出端与用户端连接。需要说明的是，在本实施例中，各个元器件之间的连接均为电连接，为便于描述，全文均简称为连接。

电压调节电路包括整流桥臂支路和逆变桥臂支路，其中，整流桥臂支路作为整个电路的整流模块，用于维持直流电压；而逆变桥臂支路与电压输出端Uout连接，用于输出目标电压。在本实施例中，请参照图1所示，整流桥臂支路、逆变桥臂支路以及电容支路均并联连接于正直流母线Udc+和负直流母线Udc-之间。

其中，可选地，在本实施例中，电容支路包括的第一电容E1和第二电容E2均为电解电容。

综上所述，本申请提供的电压调节电路，包括：相线电压输入端Uin、零线电压输入端N、电压输出端Uout、至少一个整流桥臂支路、逆变桥臂支路、电容支路、正直流母线Udc+、负直流母线Udc-；整流桥臂支路包括串联连接的第一整流桥臂和第二整流桥臂，逆变桥臂支路包括串联连接的第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，电容支路包括串联连接的第一电容E1和第二电容E2；整流桥臂支路、逆变桥臂支路和电容支路并联连接在正直流母线Udc+和负直流母线Udc-之间；零线电压输入端N连接于第一整流桥臂和第二整流桥臂之间，相线电压输入端Uin连接于第一电容E1和第二电容E2之间，电压输出端Uout连接于第一逆变桥臂和第二逆变桥臂之间。本申请提供的电压调节电路，其通过将零线电压输入端N连接于第一整流桥臂和第二整流桥臂之间，相线电压输入端Uin连接于第一电容E1和第二电容E2之间，电压输出端Uout连接于第一逆变桥臂和第二逆变桥臂之间，相对于交直交架构的变流器而言，其只需要输出与输入电压的差值，因此，其对正直流母线Udc+和负直流母线Udc-的要求较低(即正直流母线Udc+和负直流母线Udc-之间的电压可以保持在相对现有技术更低的范围)，如此，便可以大幅降低整机的开关损耗。

如图1所示，可选地，第一整流桥臂包括：串联连接的第一整流子单元和第二整流子单元；第二整流桥臂包括：串联连接的第三整流子单元和第四整流子单元；第一整流子单元和第二整流子单元的串联连接点为第一串联连接点A1，第三整流子单元和第四整流子单元的串联连接点为第二串联连接点A2；第一串联连接点A1和第二串联连接点A2之间串联连接有两个第一二极管，两个第一二极管的串联连接点连接相线电压输入端Uin。

即第一整流子单元、第二整流子单元、第三整流子单元和第四整流子单元依次串联。

为便于描述，两个第一二极管分别称为第一子二极管D1和第二子二极管D2，其中，第一子二极管D1的负极与第一串联连接点A1连接，第一子二极管D1的正极和第二子二极管D2的负极连接，第二子二极管D2的正极和第二串联连接点A2连接。第一子二极管D1和第二子二极管D2的中间点与相线电压输入端Uin连接。

在本实施例中，可选地，第一整流子单元、第二整流子单元、第三整流子单元和第四整流子单元分别包括一个开关管和一个整流二极管；开关管和整流二极管反向并联。

具体地，第一整流子单元包括第一开关管K21和反向并联在第一开关管K21的源极和漏极之间的整流二极管；第二整流子单元包括第二开关管K22和反向并联在第二开关管K22的源极和漏极之间的整流二极管；第三整流子单元包括第三开关管K23和反向并联在第三开关管K23的源极和漏极之间的整流二极管；第四整流子单元包括第四开关管K24和反向并联在第四开关管K24的源极和漏极之间的整流二极管。

同样地，在本实施例中，第一逆变桥臂包括：串联连接的第一逆变子单元和第二逆变子单元，第二逆变桥臂包括：串联连接的第三逆变子单元和第四逆变子单元；第一逆变子单元和第二逆变子单元的串联连接点为第三串联连接点A3，第三逆变子单元和第四逆变子单元的串联连接点为第四串联连接点A4；第三串联连接点A3和第四串联连接点A4之间串联连接有两个第二二极管，两个第二二极管的串联连接点连接相线电压输入端Uin。

即第一逆变子单元、第二逆变子单元、第三逆变子单元和第四逆变子单元依次串联。

为便于描述，两个第二二极管分别称为第三子二极管D3和第四子二极管D4，其中，第三子二极管D3的负极与第三串联连接点A3连接，第三子二极管D3的正极和第四子二极管D4的负极连接，第四子二极管D4的正极和第四串联连接点A4连接。第三子二极管D3和第四子二极管D4的中间点与相线电压输入端Uin连接。

可选地，第一逆变子单元、第二逆变子单元、第三逆变子单元和第四逆变子单元分别包括一个开关管和一个逆变二极管；开关管和逆变二极管反向并联。

具体地，第一逆变子单元包括第五开关管K11和反向并联在第五开关管K11的源极和漏极之间的逆变二极管；第二逆变子单元包括第六开关管K12和反向并联在第六开关管K12的源极和漏极之间的逆变二极管；第三逆变子单元包括第七开关管K13和反向并联在第七开关管K13的源极和漏极之间的逆变二极管；第四逆变子单元包括第八开关管K14和反向并联在第八开关管K14的源极和漏极之间的逆变二极管。

上述整流桥臂支路包括至少一个，示例地，请参照图2所示，在本实施例中，该整流桥臂支路包括两个，且两个整流桥臂支路相互并联连接。

其中，零线电压输入端N分别连接于第一个整流桥臂支路的第一整流桥臂和第二整流桥臂之间，和第二个整流桥臂支路的第一整流桥臂和第二整流桥臂之间。

请参照图1和图2，可选地，电压调节电路还包括：第一电感L1；第一电感L1连接于第一整流桥臂和第二整流桥臂的串联连接点与零线电压输入端N之间。

可选地，电压调节电路还包括：第二电感L2；第二电感L2连接于第一逆变桥臂和第二逆变桥臂的串联连接点与电压输出端Uout之间。

在本实施例中，由整流桥臂支路构成的整流模块和由逆变桥臂支路构成的逆变模块均采用半桥模式实现整流和逆变的目的。以整流模块为例，以下将对其工作原理进行介绍：

请参照图2所示，在第一整流桥臂和第二整流器桥臂均不动作时，即控制器未向第一开关管K21、第二开关管K22、第三开关管K23和第四开关管K24施加脉冲控制信号，此时，第一开关管K21、第二开关管K22、第三开关管K23和第四开关管K24不动作；这时，正直流母线Udc+维持正电压峰值，负直流母线Udc-维持负电压峰值。

在控制器开始向第一开关管K21、第二开关管K22、第三开关管K23和第四开关管K24施加脉冲控制信号时，可将该整流模块控制成电流源，以控制相线电压输入端Uin与零线电压输入端N向正直流母线Udc+和负直流母线Udc-之间输入能量，从而抬升或降低正直流母线Udc+和负直流母线Udc-之间的电压。这样，本申请提供的电压调节电路的整流模块便可以通过调整输出电压，使得进入设备的功率为有功功率，从而抬升或降低直流电压。

需要说明的是，逆变模块的工作原理和整流模块的工作原理类似，区别仅在于逆变模块是将电源控制成电压源，以输出目标电压。通过本申请提供的电压调节电路，通过逆变模块输出的电压仅为与输入电压的差值，因此，其输出幅值较小，从而对直流母线的要求较低(正直流母线Udc+和负直流母线Udc-的电压值要求较低)，可以大幅度降低整机的开关损耗。

另外，本申请将零线电压输入端N连接于第一整流桥臂和第二整流桥臂之间，相线电压输入端Uin连接于第一电容E1和第二电容E2之间。这样，在输入电压为150V，输出电压要求220V时，通过本申请提供的电压调节电路，则逆变模块所需输出的电压仅为70V，直流电压仅需要200V。但若是采用交直交架构的变流器，则逆变模块所需输出的电压为220V，所需直流电压至少650V。如此将大大增加装置整体的开关损耗。

本发明的另一方面，提供一种调压装置，该调压装置包括控制器和上述的电压调节电路，控制器用于分别连接整流桥臂支路和逆变桥臂支路的控制端，以调节输出至控制端的脉冲控制信号的占空比。这样，通过控制器调节输入至整流桥臂支路和逆变桥臂支路的控制端的脉冲信号的占空比，便可以对选择性控制整流桥臂支路和逆变桥臂支路上的元器件的开断，从而使得调压装置的输出电压可调节。由于上述的电压调节电路的具体电路结构及其有益效果均已在前文做了详细阐述，故本申请在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。