本发明涉及一种新型ac/dc变流器，特别涉及一种交直流共地高效升降压型ac/dc变流器。
背景技术：
1、由于能源危机和传统化石燃料消耗所引起的环境问题，大量可再生能源转换系统被连接到低压交流配电系统作为分布式发电机。需要注意的是，许多可再生能源会产生直流能量，而越来越多的电力负载表现出直流特性。因此，由于能源效率的考虑，dc纳米电网被提出来取代传统的交流微电网，受到越来越多的关注。
2、为了灵活利用可再生能源产生的直流电能，通常采用双向交流/直流变换器作为dc纳米电网和交流电系统之间的接口。然而，在某些地方，由于大量的直流负载，当地可再生能源产生的电力无法满足本地直流负载的消耗，因此传统的交流电网需要向dc纳米电网提供电力，并且接口的工作方式类似于功率因数校正整流器。
3、一般来说，为了安全起见，无论是在dc纳米电网还是低压交流电网中，家用电器都需要连接地线。在选择dc纳米电网和低压交流电网之间的电源转换器时，首先应该解决接地问题。在文献[1]中总结了dc纳米电网的三种基本接地配置，包括交直流共地、虚拟隔离接地和单边接地。与虚拟隔离接地和单边接地结构相比，因为能兼容低压交流负载且无变压器，所以交直流共地结构在dc纳米电网中的应用更有优势。同时，必须指出的是，三端口输出的dc纳米电网不如两端口输出的那么受欢迎，这是由于基础设施的考虑。因此，在dc纳米电网应用中探索两端口dc输出的buck-boost交流/直流转换器的拓扑结构是非常重要和有价值的。
4、如图1所示，文献[2]提出了一种复用电感的两端口ac/dc变流器，该变流器的优点在于直流电感l的利用率高。由于直流电感需要同时满足降压、升压、升降压三种模式，所以其设计的最小感值应该是三者中的最大值，即升降压模式下的期望电感值。但是这对于降压和升压两种工作模式，电感存在冗余，将增大降压和升压两种工作模式下的电感损耗。此外，工频负半周期间该ac/dc变流器等效为buck-boost电路，效率相对较低。
5、针对现有技术中图1所示的ac/dc变流器的缺点，有必要提出一种新型ac/dc变流器。
6、应当注意的是：上文是对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。
7、参考文献：
8、[1]w.wu,h.wang,y.liu,m.huang and f.blaabjerg,"a dual-buck–boost ac/dcconverter for dc nanogrid with three terminal outputs,"in ieee transactionson industrial electronics,vol.64,no.1,pp.295-299,jan.2017.
9、[2]x.li,w.wu,h.wang,n.gao,h.chung,and f.blaabjerg."a new buck-boostac/dc converter with two-terminal output voltage for dc nano-grid",energies,vol.12,no.20,pp.1-18,2019.
技术实现思路
1、本发明的目的在于提出一种安全、可靠、高效、低成本的ac/dc变流器。
2、为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种交直流共地高效升降压型ac/dc变流器，其特征在于，包括：
3、包含功率开关的变流电路，交流电网接入变流电路；
4、检测电路，用于检测所述变流电路输出的直流电压信号、电网电压信号和电网输出电流信号，并将检测到的所述直流电压信号、电网电压信号和电网输出电流信号发送至控制电路；
5、控制电路，用于根据来自外部的工作模式信号和所述检测电路的所述直流电压信号、电网电压信号和电网输出电流信号，向所述变流电路中的所述功率开关的受控端发送控制所述功率开关开关的开和关的信号，其中，所述工作模式信号包括升压-升降压信号和降压-升降压信号：
6、若接收的工作模式信号为升压-升降压信号，则：
7、当确定直流电压大于电网电压的幅值时：在工频正半周内，使所述变流电路工作于升压模式；在工频负半周内，使所述变流电路工作于升降压模式；
8、若接收的工作模式信号为降压-升降压信号，则：
9、当确定直流电压小于电网电压的幅值时：在工频正半周内，使所述变流电路工作于降压模式；在工频负半周内，使所述变流电路工作于升降压模式。
10、优选地，所述变流电路的电路拓扑包括第一至第三功率开关、第一至第六二极管、第一至第三电感、第一电容、滤波电容、平波电容、等效直流电源或负载：
11、第一功率开关的第一端与第一二极管的阴极相连，第一功率开关的第二端分别与第一电感的第一端、第二二极管的阴极相连，第一电感的第二端分别与第三二极管的阳极、第二功率开关的第一端相连，第三二极管的阴极分别与第六二极管的阴极、平波电容的正极、等效直流电源或负载的正极相连，第二功率开关的第二端分别与第二二极管的阳极、第三功率管的第一端、第五二极管的阳极、平波电容的负极、等效直流电源或负载的负极相连，第三功率开关的第二端分别与第四二极管的阳极、第一电容的负极相连，第四二极管的阴极与第二电感的第二端相连，第一电容的正极分别与第五二极管的阴极和第三电感的第一端相连，第三电感的第二端与第六二极管的阳极相连，并且，第一二极管的阳极分别与第二电感的第一端、滤波电容的另一端相连。
12、优选地，所述变流电路的电路拓扑包括第一至第三功率开关、第一至第六二极管、第一至第三电感、第一电容、滤波电容、平波电容、等效直流电源或负载：
13、第一功率开关的第一端与第一二极管的阳极相连，第一功率开关的第二端分别与第一电感的第一端、第二二极管的阳极相连，第一电感的第二端分别与第三二极管的阴极、第二功率开关的第一端相连，第三二极管的阴极分别与第六二极管的阴极、平波电容的正极、等效直流电源或负载的正极相连，第二功率开关的第二端分别与第二二极管的阴极、第三功率管的第一端、第五二极管的阴极、平波电容的正极、等效直流电源或负载的正极相连，第三功率开关的第二端分别与第四二极管的阴极、第一电容的正极相连，第四二极管的阳极与第二电感的第二端相连，第一电容的负极分别与第五二极管的阳极和第三电感的第一端相连，第三电感的第二端与第六二极管的阴极相连，并且，第一二极管的阴极分别与第二电感的第一端、滤波电容的另一端相连。
14、优选地，若接收的工作模式信号为升压-升降压信号，当确定直流电压大于电网电压的幅值时：在工频正半周内，使所述第一功率开关闭合，所述第二功率开关高频工作，所述第三功率开关断开；在工频负半周内，使所述第三功率开关高频工作，所述第一功率开关以及所述二功率开关断开。
15、优选地，若接收的工作模式信号为降压-升降压信号，当确定直流电压小于电网电压的幅值时：在工频正半周内，使所述第一功率开关高频工作，所述第二功率开关与所述第三功率开关断开；在工频负半周内，使所述第三功率开关高频工作，所述第一功率开关以及所述二功率开关断开。
16、优选地，所述变流电路的电路拓扑还包括第四电感；所述第四电感的一端与所述滤波电容的一端相连，所述第四电感的另一端与所述交流电网的一端相连，并且所述交流电网的另一端与所述滤波电容的另一端相连。
17、优选地，所述第一至第三功率开关为绝缘栅双极晶体管或集成门极换流晶闸管。
18、优选地，所述第一至二极管采用n沟道场效应管。
19、优选地，所述第一二极管和所述第一功率开关的整体为逆阻型绝缘栅双极型晶体管。
20、优选地，所述滤波电容用于对输入所述变流电路的交流电进行滤波。
21、本发明的交直流共地高效升降压型ac/dc变流器，在变流器的任何工作状态下，只有一个开关工作在高频，开关损耗小，同时功率回路的损耗较低，并由控制电路根据直流输出电压、电网电压，对第一至第三功率开关的状态进行控制，从而使变流电路输出的直流电压保持稳定。本发明的ac/dc变流器的开关损耗和功率回路损耗均较小，进而提高系统效率。