CN105846696B - 一种两级式ac-dc变换器及其控制方法 - Google Patents

一种两级式ac-dc变换器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种两级式AC‑DC变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。所述两级式AC‑DC变换器由双输出PFC变换器和两个DCX电路构成，所述双输出PFC变换器提供电压恒定的高压直流输出和电压可变的低压直流输出，高压直流输出和低压直流输出分别用作两个DCX电路的输入，两个DCX电路的输出串联并与负载相连。本发明利用双输出PFC变换器的电压可变的低压直流输出直接实现负载侧电压的宽幅调节，不仅减小了PFC变换器的功率损耗、且后级可以采用高效率的DCX电路，能够大幅提升整体效率，特别适合负载电压大幅变化的交流‑直流电能变换场合，在电动汽车充电、储能等领域具有重要应用价值与应用前景。

Description

一种两级式AC-DC变换器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种两级式AC-DC变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域，尤其属于交流-直流电能变换技术领域。
背景技术
随着电力电子装置的广泛应用，电网中的谐波电流越来越大，对电网本身和其他用电设备带来了一系列危害，如继电保护和自动装置的误动作，仪器仪表的误测量；谐波还会引起附加损耗，造成变压器发热、电缆老化等。为此，各国政府和国际机构制定了强制性标准，如IEC 61000-302 Class D，来限制变换器的输入电流谐波和功率因数。两级式AC-DC变换器以其输入电流整形效果好，可靠性高等优点在开关电源、不间断供电、蓄电池充电、远程通信***供电以及混合动力汽车等技术领域中得到了广泛应用。
传统两级式AC-DC变换器的前级一般采用Boost电路作为PFC变换器，为了实现在整个输入电压周期内对输入电流的调节，Boost电路的输出电压必须高于输入交流电压的峰值。为了适应宽输出电压范围和电压隔离的应用需求，Boost PFC变换器的后级还需要采用一级隔离型的DC-DC变换器对PFC变换器的输出电压做进一步变换以适应负载供电的需求。尽管传统两级式AC-DC变换器在工业界应用广泛，但是也存在如下不足之处：(1)由于中间直流母线电压等级较高，前级PFC变换器以及后级DC-DC变换器的功率器件都将承受较高的电压应力，而且由于开关动作时开关器件两端的电压变化较大由此导致变换器的开关损耗也较大。(2)变换器输入的交流脉动功率都将经过PFC变换器和DC-DC变换器进行两级式变换，导致***的能耗增加，从而降低变换器的整体效率。(3)在负载电压宽范围变化的应用场合，后级DC-DC变换器必须采用具有宽增益的变换器，而这类变换器的设计难度通常较大而且很难实现整个增益范围内效率的优化。
为了解决上述问题，国内外学者提出了许多解决方案，如采用软开关技术、多电平变换器、单级式PFC变换器等。例如，文献“Chen H，Liao J.Modified Interleaved CurrentSensorless Control for Three-Level Boost PFC Converter with ConsideringVoltage Imbalance and Zero-Crossing Current Distortion[J].IEEE Transactionson Industrial Electronics，2015，62(11)：1-1.”采用三电平Boost PFC电路以提升变换器的工作性能。文献“P.Das，M.Pahlevaninezhad，G.Moschopoulos.Analysis and Designof a New AC-DC Single-Stage Full-Bridge PWM Converter With Two Controllers[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics2013，60(11)：4930-4946.”采用全桥变换器实现单级PFC变换器，仅使用一级变换器同时实现PFC和输出电压调节的功能，但是单级PFC变换器要么牺牲了功率因数调节能力、要么会大幅增加器件的电压应力，其最终实现的效果相比两级式PFC变换器并无多大改善。上述解决方案对变换器输入的脉动功率仍采用统一处理的方式，而由于输入交流电压的大范围周期性波动，统一处理方式无法实现整个输入电压范围的功率优化。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，为交流-直流电能变换场合提供一种新颖有效的两级式AC-DC变换器及其控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
所述两级式AC-DC变换器由单相交流电源(vAC)或三相交流电源(vABC)、双输出PFC变换器、第一DCX电路(DCX-1)、第二DCX电路(DCX-2)和负载(Ro)组成，其中双输出PFC变换器包括一个交流电压输入端、高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)；所述单相交流电源(vAC)或三相交流电源(vABC)连接双输出PFC变换器的交流电压输入端，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)连接第一DCX电路(DCX-1)的输入端，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)连接第二DCX电路(DCX-2)的输入端，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)和第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)串联后连接负载(Ro)的两端。
所述的两级式AC-DC变换器的控制方法为，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的电压均由双输出PFC变换器控制，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压保持恒定且始终大于等于单相交流电源(vAC)或三相交流电源(vABC)线电压的峰值，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压可变，且双输出PFC变换器通过调节低压直流输出(vL)的电压来稳定负载(Ro)两端的电压(vo)，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)始终与双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压保持固定比例，第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)始终与双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压保持固定比例。为了实现这个目的，所述第一DCX电路(DCX-1)和第二DCX电路(DCX-2)具有下述拓扑结构中的任意一种：串联谐振电路、并联谐振电路、半桥LLC谐振电路、全桥LLC谐振电路和移相全桥电路。
所述双输出单相PFC变换器采用以下十种方案中的任意一种。
方案一：所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极、第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(S1)的源极连于整流桥输出电压(vDC)的负端和第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端。
方案二：所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)负端和整流桥输出电压(vDC)的负端。
方案三：所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一二极管(D1)的阴极连于第二开关管(S2)的漏极，第二开关管(S2)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端和整流桥输出电压(vDC)的负端。
方案四：所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于单相交流电源(vAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极、第三二极管(D3)的阳极和第三开关管的(S3)漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极和单相交流电源(vAC)的另一端。
方案五：所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于单相交流电源(vAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第二开关管(S2)的源极和第四二极管(D4)的阳极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极、第三二极管(D3)的阳极和单相交流电源(vAC)的另一端。
方案六：所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极和第四二极管(D4)的阳极，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极、第五二极管(D5)的阳极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第五二极管(D5)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第一开关管(S1)的源极，第二开关管(S2)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lb1)的另一端和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
方案七：
所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第五二极管(D5)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第三开关管(S3)的漏极和第六二极管(D6)的阳极，第一开关管(S1)的源极连于第三二极管(D3)的阳极和第二开关管(S2)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第四开关管(D4)的阳极和第四开关管(S4)的漏极，第五二极管(D5)的阴极连于第六二极管(D6)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第四二极管(D4)的阴极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流电压输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第二开关管(S2)的源极，第四开关管(S4)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lb1)的另一端和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
方案八：所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阴极，第三开关管(S3)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端连于第一开关管(S1)的源极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阳极和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于升压电感(Lb)的另一端。
方案九：所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一低压开关管(SL1)、第二低压开关管(SL2)、第三低压开关管(SL3)、第四低压开关管(SL4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第三开关管(S3)的源极、第四开关管(S4)的漏极和第一低压开关管(SL1)的源极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极、第一开关管(S1)的源极和第三低压开关管(SL3)的源极，第一开关管(S1)的漏极连于第三开关管(S3)的漏极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一低压开关管(SL1)的漏极连于第二低压开关管(SL2)漏极，第三低压开关管(SL3)的漏极连于第四低压开关管(SL4)的漏极，第四低压开关管(SL4)的源极连于第二低压开关管(SL2)的源极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流电压输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第二开关管(S2)的源极和第四开关管(S4)的源极，单相交流电源(vAC)的一端连于第一升压电感(Lb1)的另一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端。
方案十：所述双输出PFC变换器由A相升压电感(LA)、B相升压电感(LB)、C相升压电感(LC)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)、第一低压开关管(SL1)、第二低压开关管(SL2)、第三低压开关管(SL3)、第四低压开关管(SL4)、第五低压开关管(SL5)、第六低压开关管(SL6)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述三相交流电源(vABC)的m端连于A相升压电感(LA)的一端，三相交流电源(vABC)的n端连于B相升压电感(LB)的一端，三相交流电源(vABC)的p端连于C相升压电感(LC)的一端，A相升压电感(LA)的另一端连于第五开关管(S5)的源极、第六开关管(S6)的漏极和第一低压开关管(SL1)的源极，B相升压电感(LB)的另一端连于第三开关管(S3)的源极、第四开关管(S4)的漏极和第三低压开关管(SL3)的源极，C相升压电感(LC)的另一端连于第一开关管(S1)的源极、第二开关管(S2)的漏极和第五低压开关管(SL5)的源极，第一开关管(S1)的漏极连于第三开关管(S3)的漏极、第五开关管(S5)的漏极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一低压开关管(SL1)的漏极连于第二低压开关管(SL2)的漏极，第三低压开关管(SL3)的漏极连于第四低压开关管(SL4)的漏极，第五低压开关管(SL5)的漏极连于第六低压开关管(SL6)的漏极，第六低压开关管(SL6)的源极连于第四低压开关管(SL4)的源极、第二低压开关管(SL2)的源极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第六开关管(S6)的源极、第四开关管(S4)的源极和第二开关管(S2)的源极。
本发明技术方案与既有技术方案的本质区别在于，采用双输出PFC变换器同时提供两条功率通路并提供电压恒定的高压直流输出和电压可变的低压直流输出，而且两路直流电压输出都与高效率的DCX电路相连，两路DCX电路的输出串联为负载提供能量。在负载电压宽范围变化的应用场合，高压端口用来提供固定不变的负载电压，而低压端口用来实现负载电压宽范围的调节，从而避免了后级电路增益的大幅度变化进而可以减小功率损耗，大幅提升整体效率。
有益效果：
(1)双输出PFC变换器能够为交流输入功率提供两条功率通路，由此可以对高压输入和低压输入对应的功率分别优化处理，大幅减小PFC变换器的功率损耗、提高效率；
(2)双输出PFC变换器能够有效减小开关器件的电压应力，同时为滤波电感提供多种电平，减小开关动作时的电压变化、减小开关损耗，有利于减小滤波器的体积、减小损耗、提高效率；
(3)后级直流变换器无需具备电压调节能力，全部功率直接经过高效率的DCX电路处理，DCX能够始终工作在最佳效率点，从而可以大幅减小直流变换一级的功率损失、提高效率；
(4)通过双输出PFC变换器电压恒定的高压直流输出和电压可变的低压直流输出，可以直接实现负载两端电压宽范围高效率调节，特别适合输出直流电压宽范围变化的应用场合。
附图说明
附图1是本发明两级式单相AC-DC变换器***结构图；
附图2是本发明两级式三相AC-DC变换器***结构图；
附图3是本发明双输出PFC变换器实现方案一的原理图；
附图4是本发明双输出PFC变换器实现方案二的原理图；
附图5是本发明双输出PFC变换器实现方案三的原理图；
附图6是本发明双输出PFC变换器实现方案四的原理图；
附图7是本发明双输出PFC变换器实现方案五的原理图；
附图8是本发明双输出PFC变换器实现方案六的原理图；
附图9是本发明双输出PFC变换器实现方案七的原理图；
附图10是本发明双输出PFC变换器实现方案八的原理图；
附图11是本发明双输出PFC变换器实现方案九的原理图；
附图12是本发明双输出PFC变换器实现方案十的原理图；
附图13是本发明两级式AC-DC变换器的具体实施例；
以上附图中的符号名称：DCX-1和DCX-2分别为第一和第二DCX电路，vAC为单相交流电源；vABC为三相交流电源；m，n和p分别为三相交流电源(vABC)的m端，n端和p端；vDC为整流桥的输出电压；vH和vL分别为双输出PFC变换器的高压和低压直流输出；Lb为升压电感，Lb1和Lb2分别为第一和第二升压电感；LA，LB和LC分别为A相，B相和C相升压电感；S1、S2、S3、S4、S5和S6分别为第一、第二、第三、第四、第五和第六开关管；SL1、SL2、SL3、SL4、SL5和SL6分别为第一、第二、第三、第四、第五和第六低压开关管；D1、D2、D3、D4、D5和D6分别为第一、第二、第三、第四、第五和第六二极管；C1和C2分别为第一和第二输出滤波电容；Ro为负载；vo1为第一DCX电路(DCX-1)的输出电压；vo2为第二DCX电路(DCX-2)的输出电压；vo为负载(Ro)两端电压；SP1、SP2、SP3、SP4、SP5和SP6为开关管；DS1、DS2、DS3、DS4、DS5、DS6、DS7和DS8为二极管；T1为LLC谐振全桥变压器；T2为LLC谐振半桥变压器；NP1和NS1分别为LLC谐振全桥变压器(T1)的原边绕组和副边绕组匝数；NP2和NS2分别为LLC谐振半桥变压器(T2)的原边绕组和副边绕组匝数；Lr1和Lr2分别为第一和第二谐振电感；Cr1，Cr2分别为第一和第二谐振电容；Lm1和Lm2分别为第一和第二激磁电感；Co1和Co2为电容；iDC为双输出PFC变换器的输入电流；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
如附图1所示，所述两级式AC-DC变换器由单相交流电源(vAC)、双输出PFC变换器、第一DCX电路(DCX-1)、第二DCX电路(DCX-2)和负载(Ro)组成，其中双输出PFC变换器包括一个交流电压输入端、高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)；
所述单相交流电源(vAC)连接双输出PFC变换器的交流电压输入端，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)连接第一DCX电路(DCX-1)的输入端，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)连接第二DCX电路(DCX-2)的输入端，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)和第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)串联后连接负载(Ro)的两端。
如附图2所示，所述两级式AC-DC变换器由三相交流电源(vABC)、双输出PFC变换器、第一DCX电路(DCX-1)、第二DCX电路(DCX-2)和负载(Ro)组成，其中三相交流电源(vABC)包括m端、n端和p端，双输出PFC变换器包括一个交流电压输入端、高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)；
所述三相交流电源(vABC)连接双输出PFC变换器的交流电压输入端，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)连接第一DCX电路(DCX-1)的输入端，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)连接第二DCX电路(DCX-2)的输入端，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)和第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)串联后连接负载(Ro)的两端。
在本发明中，所述双输出PFC变换器拓扑结构可以采用以下十种实现方案中的任意一种。
实现方案一的电路原理图如附图3所示：所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极、第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(S1)的源极连于整流桥输出电压(vDC)的负端和第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端。
实现方案二的电路原理图如附图4所示：所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)负端和整流桥输出电压(vDC)的负端。
实现方案三的电路原理图如附图5所示，所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一二极管(D1)的阴极连于第二开关管(S2)的漏极，第二开关管(S2)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端和整流桥输出电压(vDC)的负端。
实现方案四的电路原理图如附图6所示：所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于单相交流电源(vAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极、第三二极管(D3)的阳极和第三开关管的(S3)漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极和单相交流电源(vAC)的另一端。
实现方案五的电路原理图如附图7所示：所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于单相交流电源(vAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第二开关管(S2)的源极和第四二极管(D4)的阳极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第四二极管(D1)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极、第三二极管(D3)的阳极和单相交流电源(vAC)的另一端。
实现方案六的电路原理图如附图8所示：所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极和第四二极管(D4)的阳极，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极、第五二极管(D5)的阳极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第五二极管(D5)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第一开关管(S1)的源极，第二开关管(S2)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lb1)的另一端和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
实现方案七的电路原理图如附图9所示：所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第五二极管(D5)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第三开关管(S3)的漏极和第六二极管(D6)的阳极，第一开关管(S1)的源极连于第三二极管(D3)的阳极和第二开关管(S2)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第四开关管(D4)的阳极和第四开关管(S4)的漏极，第五二极管(D5)的阴极连于第六二极管(D6)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第四二极管(D4)的阴极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流电压输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第二开关管(S2)的源极，第四开关管(S4)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lb1)的另一端和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
实现方案八的电路原理图如附图10所示：所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阴极，第三开关管(S3)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端连于第一开关管(S1)的源极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阳极和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于升压电感(Lb)的另一端。
实现方案九的电路原理图如附图11所示：所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一低压开关管(SL1)、第二低压开关管(SL2)、第三低压开关管(SL3)、第四低压开关管(SL4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第三开关管(S3)的源极、第四开关管(S4)的漏极和第一低压开关管(SL1)的源极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极、第一开关管(S1)的源极和第三低压开关管(SL3)的源极，第一开关管(S1)的漏极连于第三开关管(S3)的漏极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一低压开关管(SL1)的漏极连于第二低压开关管(SL2)漏极，第三低压开关管(SL3)的漏极连于第四低压开关管(SL4)的漏极，第四低压开关管(SL4)的源极连于第二低压开关管(SL2)的源极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流电压输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第二开关管(S2)的源极和第四开关管(S4)的源极，单相交流电源(vAC)的一端连于第一升压电感(Lb1)的另一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端。
实现方案十的电路原理图如附图12所示：所述双输出PFC变换器由A相升压电感(LA)、B相升压电感(LB)、C相升压电感(LC)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)、第一低压开关管(SL1)、第二低压开关管(SL2)、第三低压开关管(SL3)、第四低压开关管(SL4)、第五低压开关管(SL5)、第六低压开关管(SL6)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述三相交流电源(vABC)的m端连于A相升压电感(LA)的一端，三相交流电源(vABC)的n端连于B相升压电感(LB)的一端，三相交流电源(vABC)的p端连于C相升压电感(LC)的一端，A相升压电感(LA)的另一端连于第五开关管(S5)的源极、第六开关管(S6)的漏极和第一低压开关管(SL1)的源极，B相升压电感(LB)的另一端连于第三开关管(S3)的源极、第四开关管(S4)的漏极和第三低压开关管(SL3)的源极，C相升压电感(LC)的另一端连于第一开关管(S1)的源极、第二开关管(S2)的漏极和第五低压开关管(SL5)的源极，第一开关管(S1)的漏极连于第三开关管(S3)的漏极、第五开关管(S5)的漏极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一低压开关管(SL1)的漏极连于第二低压开关管(SL2)的漏极，第三低压开关管(SL3)的漏极连于第四低压开关管(SL4)的漏极，第五低压开关管(SL5)的漏极连于第六低压开关管(SL6)的漏极，第六低压开关管(SL6)的源极连于第四低压开关管(SL4)的源极、第二低压开关管(SL2)的源极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第六开关管(S6)的源极、第四开关管(S4)的源极和第二开关管(S2)的源极。
在上述实现方案中，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)连接第一DCX电路(DCX-1)的输入端，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)连接第二DCX电路(DCX-2)的输入端，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)和第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)串联后连接负载(Ro)的两端。为了实现这个目的，所述两路DCX电路电路可以采用具有下述拓扑结构中的任意一种：串联谐振电路、并联谐振电路、半桥LLC谐振电路、全桥LLC谐振电路和移相全桥电路。
在上述实现方案中，本发明所述的两级式AC-DC变换器的控制方法为：双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的电压均由双输出PFC变换器控制，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压保持恒定且始终大于等于单相交流电源(vAC)或三相交流电源(vABC)线电压的峰值，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压可变，且双输出PFC变换器通过调节低压直流输出(vL)的电压来稳定负载(Ro)两端的电压(vo)，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)始终与双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压保持固定比例，第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)始终与双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压保持固定比例。
下面结合具体的实施例对本发明方案及其工作原理做进一步说明。
将附图1两级式单相AC-DC变换器***中的双输出PFC变换器用附图4中双输出PFC变换器实现方案二的原理图代替，并且第一DCX电路和第二DCX电路分别采用LLC谐振全桥电路和LLC谐振半桥电路，则可以得到双输出PFC变换器采用实施方案二的两级式AC-DC变换器***原理图如附图13所示。
如附图13所示，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)用作全桥LLC谐振电路的输入，低压直流输出(vL)用作半桥LLC谐振电路的输入，全桥LLC谐振电路的输出和半桥LLC谐振电路的输出串联后为负载提供能量。其中，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的电压由双输出PFC变换器、即三电平Boost双输出PFC变换器控制，且双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压始终大于等于单相交流电源(vAC)的峰值电压，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压始终与第一DCX电路(DCX-1)、即全桥LLC谐振电路的输出(vo1)电压成固定比例且该比例等于全桥LLC谐振电路输入电压和输出电压固有的电压比例、即为全桥LLC谐振变压器(T1)的匝比NP1/NS1，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压始终与第二DCX电路(DCX-2)、即半桥LLC谐振电路的输出(vo2)电压成固定比例且该比例等于半桥LLC谐振电路输入电压和输出电压固有的电压比例、即为半桥LLC谐振变压器(T2)的匝比NP2/NS2的两倍，全桥LLC谐振电路的输出(vo1)电压和半桥LLC谐振电路的输出(vo2)电压串联之和等于负载(Ro)两端电压(vo)。
为了实现该目的，对双输出PFC变换器采取的控制方式为：双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)和输入电流(iDC)通过采用传统的电压外环+电流内环的双环调节器进行控制，第一开关管(S1)和第二开关管(S2)采用驱动信号交错180°的控制方式以最大程度减小输入电流脉动量和输出电压纹波。为了同时实现对双输出PFC变换器低压直流输出(vL)的控制，在第一开关管(S1)和第二开关管(S2)占空比之和保持不变的情况下，增大第二开关管(S2)的占空比(d2)，减小第一开关管(S1)的占空比(d1)。第一开关管(S1)和第二开关管(S2)的占空比分别为d1＝d-Δd，d2＝d+Δd，其中d为双输出PFC变换器高压直流输出(vH)调节器和输入电流(iDC)调节器得到的主占空比信号，Δd为双输出PFC变换器低压直流输出(vL)调节器的输出信号。电路工作中始终保持双输出PFC变换器高压直流输出(vH)电压不变，通过调节双输出PFC变换器低压直流输出(vL)电压实现负载电压(vo)的宽范围变化。
根据上面工作原理的描述，本发明可以通过双输出PFC变换器的电压可变的低压直流输出直接实现负载电压的宽范围变化，而后级采用高效率的DCX电路实现电气隔离，相比于传统两级式方案可以大幅提升两级式AC-DC变换器的整体效率，特别适合负载电压大幅变化的交流-直流电能变换场合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种两级式AC-DC变换器，其特征在于：所述两级式AC-DC变换器由单相交流电源(vAC)、双输出PFC变换器、第一DCX电路(DCX-1)、第二DCX电路(DCX-2)和负载(Ro)组成，其中双输出PFC变换器包括一个交流电压输入端、高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)；
所述单相交流电源(vAC)连接双输出PFC变换器的交流电压输入端，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)连接第一DCX电路(DCX-1)的输入端，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)连接第二DCX电路(DCX-2)的输入端，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)和第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)串联后连接负载(Ro)的两端。
2.一种两级式AC-DC变换器，其特征在于：所述两级式AC-DC变换器由三相交流电源(vABC)、双输出PFC变换器、第一DCX电路(DCX-1)、第二DCX电路(DCX-2)和负载(Ro)组成，其中三相交流电源(vABC)包括m端、n端和p端，双输出PFC变换器包括一个交流电压输入端、高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)；
所述三相交流电源(vABC)连接双输出PFC变换器的交流电压输入端，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)连接第一DCX电路(DCX-1)的输入端，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)连接第二DCX电路(DCX-2)的输入端，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)和第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)串联后连接负载(Ro)的两端。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述第一DCX电路(DCX-1)和第二DCX电路(DCX-2)具有下述拓扑结构中的任意一种：串联谐振电路、并联谐振电路、半桥LLC谐振电路、全桥LLC谐振电路和移相全桥电路。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的两级式AC-DC变换器的控制方法，其特征在于，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的电压均由双输出PFC变换器控制，双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压保持恒定且始终大于等于单相交流电源(vAC)或三相交流电源(vABC)线电压的峰值，双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压可变，且双输出PFC变换器通过调节低压直流输出(vL)的电压来稳定负载(Ro)两端的电压(vo)，第一DCX电路(DCX-1)的输出(vo1)始终与双输出PFC变换器的高压直流输出(vH)的电压保持固定比例，第二DCX电路(DCX-2)的输出(vo2)始终与双输出PFC变换器的低压直流输出(vL)的电压保持固定比例。
5.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极、第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(S1)的源极连于整流桥输出电压(vDC)的负端和第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端。
6.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)负端和整流桥输出电压(vDC)的负端。
7.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述整流桥的交流电压输入端和单相交流电源(vAC)相连，整流桥输出电压(vDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一二极管(D1)的阴极连于第二开关管(S2)的漏极，第二开关管(S2)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端和整流桥输出电压(vDC)的负端。
8.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于单相交流电源(vAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极、第三二极管(D3)的阳极和第三开关管的(S3)漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极和单相交流电源(vAC)的另一端。
9.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于单相交流电源(vAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第二开关管(S2)的源极和第四二极管(D4)的阳极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极、第三二极管(D3)的阳极和单相交流电源(vAC)的另一端。
10.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极和第四二极管(D4)的阳极，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极、第五二极管(D5)的阳极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第五二极管(D5)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端、第一开关管(S1)的源极，第二开关管(S2)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lb1)的另一端和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
11.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第五二极管(D5)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第三开关管(S3)的漏极和第六二极管(D6)的阳极，第一开关管(S1)的源极连于第三二极管(D3)的阳极和第二开关管(S2)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第四开关管(D4)的阳极和第四开关管(S4)的漏极，第五二极管(D5)的阴极连于第六二极管(D6)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第四二极管(D4)的阴极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流电压输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第二开关管(S2)的源极，第四开关管(S4)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lb1)的另一端和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
12.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述升压电感(Lb)的一端连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阴极，第三开关管(S3)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即高压直流输出(vH)和低压直流输出(vL)的公共负端连于第一开关管(S1)的源极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阳极和单相交流电源(vAC)的一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于升压电感(Lb)的另一端。
13.根据权利要求1所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由第一升压电感(Lb1)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一低压开关管(SL1)、第二低压开关管(SL2)、第三低压开关管(SL3)、第四低压开关管(SL4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述第一升压电感(Lb1)的一端连于第三开关管(S3)的源极、第四开关管(S4)的漏极和第一低压开关管(SL1)的源极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极、第一开关管(S1)的源极和第三低压开关管(SL3)的源极，第一开关管(S1)的漏极连于第三开关管(S3)的漏极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一低压开关管(SL1)的漏极连于第二低压开关管(SL2)漏极，第三低压开关管(SL3)的漏极连于第四低压开关管(SL4)的漏极，第四低压开关管(SL4)的源极连于第二低压开关管(SL2)的源极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流电压输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第二开关管(S2)的源极和第四开关管(S4)的源极，单相交流电源(vAC)的一端连于第一升压电感(Lb1)的另一端，单相交流电源(vAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端。
14.根据权利要求2所述的两级式AC-DC变换器，其特征在于，所述双输出PFC变换器由A相升压电感(LA)、B相升压电感(LB)、C相升压电感(LC)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)、第一低压开关管(SL1)、第二低压开关管(SL2)、第三低压开关管(SL3)、第四低压开关管(SL4)、第五低压开关管(SL5)、第六低压开关管(SL6)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成；
所述三相交流电源(vABC)的m端连于A相升压电感(LA)的一端，三相交流电源(vABC)的n端连于B相升压电感(LB)的一端，三相交流电源(vABC)的p端连于C相升压电感(LC)的一端，A相升压电感(LA)的另一端连于第五开关管(S5)的源极、第六开关管(S6)的漏极和第一低压开关管(SL1)的源极，B相升压电感(LB)的另一端连于第三开关管(S3)的源极、第四开关管(S4)的漏极和第三低压开关管(SL3)的源极，C相升压电感(LC)的另一端连于第一开关管(S1)的源极、第二开关管(S2)的漏极和第五低压开关管(SL5)的源极，第一开关管(S1)的漏极连于第三开关管(S3)的漏极、第五开关管(S5)的漏极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即高压直流输出(vH)的正端，第一低压开关管(SL1)的漏极连于第二低压开关管(SL2)的漏极，第三低压开关管(SL3)的漏极连于第四低压开关管(SL4)的漏极，第五低压开关管(SL5)的漏极连于第六低压开关管(SL6)的漏极，第六低压开关管(SL6)的源极连于第四低压开关管(SL4)的源极、第二低压开关管(SL2)的源极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即低压直流输出(vL)的正端，第一输出滤波电容(C1)的另一端、即低压直流输出(vL)的负端连于第二输出滤波电容(C2)的另一端、即高压直流输出(vH)的负端、第六开关管(S6)的源极、第四开关管(S4)的源极和第二开关管(S2)的源极。
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