实施例1
如图4所示，该实施例提供了一种三相整流升压电路，包括正电池组BAT 、负电池组BAT-、一整流升压模块；所述的整流升压模块包括第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第四双向晶闸管SCR6、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、三相全控整流桥、第一电容C1、第二电容C2；所述第一双向晶闸管SCR1的一端、所述第二双向晶闸管SCR2的一端、所述第三双向晶闸管SCR3的一端分别对应接至三相电第一相、三相电第二相、三相电第三相的一端，所述第一单向晶闸管SCR4的阳极、所述第二单向晶闸管SCR5的阴极分别对应连接至所述正电池组BAT 的正端、所述负电池组BAT-的负端，所述正电池组BAT 的负端、所述负电池组BAT-的正端、所述第四双向晶闸管SCR6的一端均连接至三相电的零线；所述第一单向晶闸管SCR4的阴极与所述第一双向晶闸管SCR1的另一端均连接至所述第一电感L1的一端，所述第二双向晶闸管SCR2的另一端与所述第四双向晶闸管SCR6的另一端均连接至所述第二电感L2的一端，所述第三双向晶闸管SCR3的另一端与所述第二单向晶闸管SCR5的阳极均连接至所述第三电感L3的一端，所述第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端，所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容C1的一端与所述第二电容C2的一端，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端均连接至三相电的零线。
在该实施例中，如图5所示，所述的三相全控整流桥为三相半桥双电平拓扑，包括第一开关三极管Q1及其体二极管D1、第二开关三极管Q2及其体二极管D2、第三开关三极管Q3及其体二极管D3、第四开关三极管Q4及其体二极管D4、第五开关三极管Q5及其体二极管D5、第六开关三极管Q6及其体二极管D6；所述第一开关三极管Q1、第三开关三极管Q3、第五开关三极管Q5的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端，所述第二开关三极管Q2、第四开关三极管Q4、第六开关三极管Q6的发射极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端，所述第一开关三极管Q1的发射极与所述第二开关三极管Q2的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端，所述第三开关三极管Q3的发射极与所述第四开关三极管Q4的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端，所述第五开关三极管Q5的发射极与所述第六开关三极管Q6的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端。
在该实施例中，如图6所示，所述第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q2、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4、第五开关三极管Q5、第六开关三极管Q6、第一电容C1、第二电容C2构成市电运行模式下的整流升压功率级电路；所述正电池组BAT 、负电池组BAT-、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第四双向晶闸管SCR6、第一电感L1、第二电感、第三电感L3、第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q2、第五开关三极管Q5、第六开关三极管Q6、第一电容C1、第二电容C2构成电池运行模式下的整流升压功率级电路。
该实施例还提供了一种如上文所述的三相整流升压电路的控制方法，具体为：
市电正常时，控制第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3处于闭合状态，控制第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第四双向晶闸管SCR6处于断开状态，此时所述三相整流升压电路工作于市电运行模式；市电异常时，控制第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第一开关三极管Q1、第六开关三极管Q6处于断开状态，控制第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5处于闭合状态，此时所述三相整流升压电路工作于电池运行模式。
在该实施例中，所述三相整流升压电路工作于市电运行模式具体包括以下阶段：
当三相电第一相电压处于正半周期内，控制第一开关三极管Q1处于关断状态；第一阶段，如图7所示，控制第二开关三极管Q2处于导通状态，三相电第一相电压经过第一双向晶闸管SCR1、第一电感L1、第二开关三极管Q2、第二电容C2组成回路对第一电感L1储存电能；第二阶段，如图8所示，控制第二开关三极管Q2处于关断状态，第一电感L1放电，第一电感L1放电的电流经过第一开关三极管Q1的体二极管、第一电容C1、第一双向晶闸管SCR1回到第一电感L1，第一电容C1充电；
当三相电第一相电压处于负半周期，控制第二开关三极管Q2处于关断状态；第三阶段，如图9所示，控制第一开关三极管Q1处于导通状态，三相电第一相电压经过第一双向晶闸管SCR1、第一电感L1、第一开关三极管Q1、第一电容C1组成回路对第一电感L1储存电能；如图10所示，第四阶段控制第一开关三极管Q1处于关断状态，第一电感L1放电，第一电感L1放电的电流经过第二开关三极管Q2的体二极管、第二电容C2、第一双向晶闸管SCR1回到第一电感L1，第二电容C2充电；
当三相电第二相电压处于正半周期，控制第三开关三极管Q3处于关断状态；第一阶段，控制第四开关三极管Q4处于导通状态，三相电第二相电压经过第二双向晶闸管SCR2、第二电感L2、第四开关三极管Q4、第二电容C2组成回路对第二电感L2储存电能；第二阶段，控制第四开关三极管Q4处于关断状态，第二电感L2放电，第二电感L2放电的电流经过第三开关三极管Q3的体二极管、第一电容C1、第二双向晶闸管SCR2回到第二电感L2，第一电容C1充电；
当三相电第二相电压处于负半周期，控制第四开关三极管Q4处于关断状态；第三阶段，控制第三开关三极管Q3处于导通状态，三相电第二相电压经过第二双向晶闸管SCR2、第二电感L2、第三开关三极管Q3、第一电容C1组成回路对第二电感L2储存电能；第四阶段控制第三开关三极管Q3处于关断状态，第二电感L2放电，第二电感L2放电的电流经过第四开关三极管Q4的体二极管、第二电容C2、第二双向晶闸管SCR2回到第二电感L2，第二电容C2充电；
当三相电第三相电压处于正半周期，控制第五开关三极管Q5处于关断状态；第一阶段，控制第六开关三极管Q6处于导通状态，三相电第三相电压经过第三双向晶闸管SCR3、第三电感L3、第六开关三极管Q6、第二电容C2组成回路对第三电感L3储存电能；第二阶段，控制第六开关三极管Q6处于关断状态，第三电感L3放电，第三电感L3放电的电流经过第五开关三极管Q5的体二极管、第一电容C1、第三双向晶闸管SCR3回到第三电感L3，第一电容C1充电；
当三相电第三相电压处于负半周期，控制第六开关三极管Q6处于关断状态；第三阶段，控制第五开关三极管Q5处于导通状态，三相电第三相电压经过第三双向晶闸管SCR3、第二电感L2、第五开关三极管Q5、第一电容C1组成回路对第三电感L3储存电能；第四阶段控制第三开关三极管Q3处于关断状态，第三电感L3放电，第三电感L3放电的电流经过第六开关三极管Q6的体二极管、第二电容C2、第三双向晶闸管SCR3回到第三电感L3，第二电容C2充电。
在该实施例中，所述三相整流升压电路工作于电池运行模式具体包括以下阶段：
第一阶段，控制第二开关三极管Q2、第五开关三极管Q5处于导通状态，此时如图11所示，正电池组BAT 、第一单向晶闸管SCR4、第一电感L1、第二开关三极管Q2、第二电容C2组成回路对第一电感L1储存电能；如图12所示，负电池组BAT-、第一电容C1、第五开关三极管Q5、第三电感L3、第二单向晶闸管SCR5组成回路对第三电感L3储存电能；
第二阶段，控制第二开关三极管Q2、第五开关三极管Q5处于断开状态，此时如图13所示，第一电感L1放电，第一电感L1放电的电流经过第一开关三极管Q1的体二极管、第一电容C1、正电池组BAT 、第一单向晶闸管SCR4回到第一电感L1，第一电容C1充电；如图14所示，第三电感L3放电，第三电感L3放电的电流经过第二单向晶闸管SCR5、负电池组BAT-、第二电容C2、第六开关三极管Q2体二极管回到第三电感L3，第二电容C2充电。
特别的，当所述三相整流升压电路工作于电池运行模式时，控制第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4组成的平衡桥电路工作，用以保证所述正电池组BAT 、负电池组BAT 的剩余容量保持一致以及正负直流母线上的负载平衡。
进一步地，控制第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4组成的平衡桥电路工作具体包括以下步骤：
步骤S1：实时检测正电池组BAT 的电流值IBAT 、负电池组BAT 的电流值IBAT-、正电池组BAT 的电压值UBAT 、负电池组BAT 的电压值UBAT-；
步骤S2：根据步骤S1计算出正电池组BAT 剩余容量值QBAT 、负电池组BAT 剩余容量QBAT-、正电池组BAT 剩余容量值QBAT 与负电池组BAT 剩余容量QBAT-的比值K，其中K≥0；
步骤S3：根据K值的大小，控制第四双向晶闸管SCR6、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4工作。
在该实施例中，所述步骤S3具体为：
当0≤K<1时，控制第四双向晶闸管SCR6、第三开关三极管Q3处于断开状态；第一阶段，如图15所示，控制第四开关三极管Q4处于导通状态，第四开关三极管Q4、第二电容C2、第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2组成回路对第二电感L2储存电能；第二阶段，如图16所示，控制第四开关三极管Q4处于断开状态，第一电容C1、第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2、第三开关三极管Q3的体二极管组成回路，第一电容C1充电；当K=1时，控制第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4处于断开状态；当K＞1时，控制第四双向晶闸管SCR6处于导通状态、第四开关三极管Q4处于断开状态；第一阶段，如图17所示，控制第三开关管Q3处于导通状态，第一电容C1、第三开关三极管Q3、第二电感L2、第四双向晶闸管SCR6组成回路对第二电感L2储存电能；第二阶段，如图18所示，控制第三开关三极管Q3处于断开状态，第四开关三极管Q4的体二极管、第二电感L2、第四双向晶闸管SCR6、第二电容C2组成回路，第二电容C2充电。
实施例2
如图19所示，该实施例提供了一种三相整流升压电路，包括正电池组BAT 、负电池组BAT-、一整流升压模块；所述的整流升压模块包括第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第四双向晶闸管SCR6、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、三相全控整流桥、第一电容C1、第二电容C2；所述第一双向晶闸管SCR1的一端、所述第二双向晶闸管SCR2的一端、所述第三双向晶闸管SCR3的一端分别接至三相电第一相、三相电第二相、三相电第三相的一端，所述第一单向晶闸管SCR4的阳极、所述第二单向晶闸管SCR5的阴极分别连接至所述正电池组BAT 的正端、所述负电池组BAT-的负端，所述正电池组BAT 的负端、所述负电池组BAT-的正端、所述第四双向晶闸管SCR6的一端均连接至三相电的零线；所述第一单向晶闸管SCR4的阴极与所述第一双向晶闸管SCR1的另一端均连接至所述第一电感L1的一端，所述第二双向晶闸管SCR2的另一端与所述第四双向晶闸管SCR6的另一端均连接至所述第二电感L2的一端，所述第三双向晶闸管SCR3的另一端与所述第二单向晶闸管SCR5的阳极均连接至所述第三电感L3的一端，所述第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端，所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容C1的一端与所述第二电容C2的一端，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端均连接至三相电的零线。
在该实施例中，所述的三相全控整流桥为三相半桥I型三电平拓扑。所述的三相半桥I型三电平拓扑包括第一至第十二开关器件Q1至Q12、第一至第六二极管D1至D6，其中第一开关器件Q1的发射极或源极、第二开关器件Q2的集电极或漏极均与第一二极管D1的阴极相连，第五开关器件Q5的发射极或源极、第六开关器件Q6的集电极或漏极均与第三二极管D3的阴极相连，第九开关器件Q9的发射极或源极、第十开关器件Q10的集电极或漏极均与第五二极管D5的阴极相连，第三开关器件Q3的发射极或源极、第四开关器件Q4的集电极或漏极均与第二二极管D2的阳极相连，第七开关器件Q7的发射极或源极、第八开关器件Q8的集电极或漏极均与第四二极管D4的阳极相连，第十一开关器件Q11的发射极或源极、第十二开关器件Q12的集电极或漏极均与第六二极管D6的阳极相连，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极相连，第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极相连，第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极相连；第一开关器件Q1的集电极或漏极、第五开关器件Q5的集电极或漏极、第九开关器件Q9的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端，第四开关器件Q4的发射极或源极、第八开关器件Q8的发射极或源极、第十二开关器件Q12的发射极或源极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端，第二开关器件Q2的发射极或源极与第三开关器件Q3的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端，第六开关器件Q6的发射极或源极与第七开关器件Q7的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端，第十开关器件Q10的发射极或源极与第十一开关器件Q11的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端，第一二极管D1的阳极、第三二极管D3的阳极、第五二极管D5的阳极均连接至三相电零线。
实施例3
如图20所示，该实施例提供了一种三相整流升压电路，包括正电池组BAT 、负电池组BAT-、一整流升压模块；所述的整流升压模块包括第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第四双向晶闸管SCR6、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、三相全控整流桥、第一电容C1、第二电容C2；所述第一双向晶闸管SCR1的一端、所述第二双向晶闸管SCR2的一端、所述第三双向晶闸管SCR3的一端分别接至三相电第一相电压Ua、三相电第二相电压Ub、三相电第三相电压Uc的的一端，所述第一单向晶闸管SCR4的阳极、所述第二单向晶闸管SCR5的阴极分别连接至所述正电池组BAT 的正端、所述负电池组BAT-的负端，所述正电池组BAT 的负端、所述负电池组BAT-的正端、所述第四双向晶闸管SCR6的一端均连接至三相电的零线；所述第一单向晶闸管SCR4的阴极与所述第一双向晶闸管SCR1的另一端均连接至所述第一电感L1的一端，所述第二双向晶闸管SCR2的另一端与所述第四双向晶闸管SCR6的另一端均连接至所述第二电感L2的一端，所述第三双向晶闸管SCR3的另一端与所述第二单向晶闸管SCR5的阳极均连接至所述第三电感L3的一端，所述第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端，所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容C1的一端与所述第二电容C2的一端，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端均连接至三相电的零线。
在该实施例中，所述的三相全控整流桥为三相半桥T型三电平拓扑。所述的三相半桥T型三电平拓扑包括第一至第六二极管、第一至第六开关器件；第一开关器件Q1的发射极或源极与第二开关器件Q2的发射极或源极相连，第三开关器件Q3的发射极或源极与第四开关器件Q4的发射极或源极相连，第五开关器件Q5的发射极或源极与第六开关器件Q6的发射极或源极相连；其中第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极、第五二极管D5的阴极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端，第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极、第六二极管D6的阳极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端，第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极、第一开关器件Q1的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端，第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极、第三开关器件Q3的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端，第五二极管Q5的阳极、第六二极管Q6的阴极、第五开关器件Q5的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端，第二开关器件Q2的集电极或漏极、第四开关器件Q4的集电极或漏极、第六开关器件的集电极或漏极均连接至三相电零线。
