CN101728945B - 具有中性点的双向直流/直流电压转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其包含：一个第一直流电源依序连接一个第一电感器、一个第一切换开关与一个第一电容器，该第一切换开关的两端反向并联一个第一二极管；一个第二直流电源依序连接一个第二电感器、一个第二切换开关与一个第二电容器，该第二切换开关的两端反向并联一个第二二极管；一个第三切换开关，连接于第一电感器与第一切换开关的连接点及第二电感器与第二切换开关的连接点之间，该第三切换开关的两端反向并联一个第三二极管；以及第一直流电源的负极与第二直流电源的正极相连接于一第一接点，且第一电容器与第二电容器连接于一第二接点，第一接点与第二接点互相连接形成一中性点。

Description

具有中性点的双向直流/直流电压转换装置

技术领域

本发明涉及一种具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，特别是涉及一种兼具升压模式及降压模式，使电能在不同模式下呈现不同传递方向的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置。

背景技术

在电源装置的领域中，常常需要一个具有中性点的直流升压/降压装置，例如有些不断电系统中即使用到一具有中性点的直流升压装置，将由交流电源转换出的具有中性点的直流电压提升到一所需的具有中性点的直流电压准位，再将经过升压之后的具有中性点的直流电压输出到后续装置。

请参阅图1所示，是美国专利US6,154,380揭露的现有习用升压装置的电路图，包含有一个交流电源U、一个桥式整流电路100、两个电感器L1、L2、一切换开关T1、两个二极管101、102、两个电容器C1、C2及负载。

藉由控制该切换开关T1的导通/断开，可将自桥式整流电路100输出的能量先暂存于两个电感器L1、L2，再传递至两个电容器C1、C2，完成升压操作。然而，该现有习用装置本身并不具备降压功能，而且仅允许能量进行单方向传输，但在许多应用场合，直流/直流电压转换装置必须兼具升压/降压两种模式、中性点输出端、提供能量双向传递等多方面功能，以满足不同电源系统的需求。

例如不断电系统的单相半桥式换流器(inverter)及具有电容分压的三相四线式换流器，蓄电池组必需藉由直流/直流升压转换器作升压，藉由具有中性点的输出端供应两个相等直流电压至两个直流电容，方能使该单相半桥式换流器及具有电容分压的三相四线式换流器正常操作，且需要能量可双向传递以便具有反向对蓄电池组充电的功能。

由此可见，上述现有的升压装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的升压装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，能够改进一般现有的升压装置，使其更具实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的升压装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，所要解决的技术问题是使其可兼具升压模式及降压模式，使不同的操作模式下具有不同方向的能量传输，并在该转换装置中设计一中性点，提供两个大小相同的直流电压，藉此广泛符合直流电压转换系统的操作需求，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种新型结构的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，所要解决的技术问题是使该不断电系统中在该具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的输出端上连接一直流/交流换流器，使不断电系统可提供一稳定的交流电压至一负载，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其包含：一个第一直流电源串联电路，是以一个第一直流电源依序连接一个第一电感器、一个第一切换开关与一个第一电容器组成，其中该第一直流电源的正极连接该第一电感器的一端，该第一电感器的另一端连接该第一切换开关，可根据控制信号而在该第一切换开关两端之间形成导通或断开状态，在该第一切换开关的两端之间反向并联一个第一二极管；一个第二直流电源串联电路，是以一个第二直流电源依序连接一个第二电感器、一个第二切换开关与一个第二电容器而组成，其中该第二直流电源的负极连接该第二电感器的一端，该第二电感器的另一端连接该第二切换开关，可根据控制信号而在该第二切换开关两端之间形成导通或断开状态，在该第二切换开关的两端之间反向并联一个第二二极管；一个第三切换开关，是连接于该第一电感器与该第一切换开关的连接点及该第二电感器与该第二切换开关的连接点之间，可根据控制信号而在第三切换开关两端之间形成导通或断开状态，该第三切换开关的两端反向并联一个第三二极管；以及该第一直流电源的负极与该第二直流电源的正极相连接于一第一接点，且该第一电容器与第二电容器连接于一第二接点，其中该第一接点与第二接点互相连接而形成一中性点。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其中当控制该第三切换开关交替地操作在导通/断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关恒维持在断开的状态时，是操作在一升压模式，能量可由该第一直流电源及第二直流电源传递到该第一电容器及第二电容器；以及当控制该第三切换开关恒维持在断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关同步地操作在导通/断开的状态时，是操作在一降压模式，能量可由该第一电容器及第二电容器回传至该第一直流电源及第二直流电源。

前述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，在该升压模式下，当该第一与第二电感器在该第三切换开关导通时可储存能量，该第一与第二电感器的电流将会增加；而在该第三切换开关断开时，该两个直流电源及该第一与第二电感器的能量经由该第一二极管与第二二极管释放予该第一电容器及该第二电容器，提供高于该第一直流电源的电压准位与该第二直流电源的电压准位的输出电能予第一电容器及该第二电容器，该第一与第二电感器的电流将会减小。

前述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，在该降压模式下，当控制该第一切换开关与第二切换开关同步导通时，该第一电感器及第二电感器上的电流将会增加而蓄积能量，并同时对该第一直流电源及第二直流电源充电；当控制第一切换开关与第二切换开关同步断开时，该第三二极管是作为一释放路径，使第一电感器及第二电感器将储存的能量经由该第三二极管继续对该第一直流电源及第二直流电源充电，该第一与第二电感器的电流将会减小。

前述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其中所述的第一直流电源与第二直流电源各为一蓄电池组。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其包含有：一个第一直流电源串联电路，是以一个第一直流电源依序连接一个第一电感器、一个第一切换开关与一个第一电容器组成，其中该第一直流电源的正极连接该第一电感器的一端，该第一电感器的另一端连接该第一切换开关，可根据控制信号而在第一切换开关两端之间形成导通或断开状态，在该第一切换开关的两端之间反向并联一个第一二极管；一个第二直流电源串联电路，是以一个第二直流电源依序连接一个第二电感器、一个第二切换开关与一个第二电容器而组成，其中该第二直流电源的负极连接该第二电感器的一端，该第二电感器的另一端连接该第二切换开关，可根据控制信号而在第二切换开关两端之间形成导通或断开状态，在该第二切换开关的两端之间反向并联一个第二二极管；一个第三切换开关，是连接于该第一电感器与该第一切换开关的连接点及该第二电感器与该第二切换开关的连接点之间，可根据控制信号而在该第三切换开关两端之间形成导通或断开状态，该第三切换开关的两端反向并联一个第三二极管；一直流/交流换流器，是连接于该第一电容器与第二电容器之间，该直流/交流换流器是供一负载连接，并经一交流开关组连至一交流电源；以及该第一直流电源的负极与该第二直流电源的正极相连接于一第一接点，且该第一电容器与第二电容器连接于一第二接点，其中该第一接点与第二接点互相连接而形成一中性点。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其中当仅控制该第三切换开关交替地操作在导通/断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关恒维持在断开的状态时，是操作在一升压模式，能量可由该第一直流电源及第二直流电源传递到该第一电容器及第二电容器；以及当控制该第三切换开关恒维持在断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关同步地操作在导通/断开的状态时，是操作在一降压模式，能量可由该第一电容器及第二电容器回传至该第一直流电源及第二直流电源。

前述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，在该升压模式之下当该第一与第二电感器在该第三切换开关导通时可储存能量，该第一与第二电感器的电流将会增加；而在该第三切换开关断开时，该两个直流电源及该第一与第二电感器的能量经由该第一二极管与第二二极管释放予该第一电容器及该第二电容器，提供高于该第一直流电源的电压准位与该第二直流电源的电压准位的输出电能予第一电容器及该第二电容器，该第一与第二电感器的电流将会减小。

前述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，在该降压模式下，当控制该第一切换开关与第二切换开关同步导通时，该第一电感器及第二电感器上的电流将会增加而蓄积能量，并同时对该第一直流电源及第二直流电源充电；当控制第一切换开关与第二切换开关同步断开时，该第三二极管是作为一释放路径，使第一电感器及第二电感器将储存的能量经由该第三二极管继续对该第一直流电源及第二直流电源充电，该第一与第二电感器的电流将会减小。

前述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其中所述的第一直流电源与第二直流电源各为一蓄电池组。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种具有中性点的直流/直流电压转换装置包含有：一个第一直流电源串联电路，是以一个第一直流电源依序连接一个第一电感器、一个第一切换开关、一个第一二极管与一个第一电容器组成，其中该第一直流电源的正极连接该第一电感器的一端，该第一电感器的另一端连接该第一切换开关，可根据控制信号而在第一切换开关两端之间形成导通或断开状态，在该第一切换开关的两端之间反向并联一个第一二极管；一个第二直流电源串联电路，是以一个第二直流电源依序连接一个第二电感器、一个第二切换开关、一个第二二极管与一个第二电容器而组成，其中该第二直流电源的负极连接该第二电感器的一端，该第二电感器的另一端连接该第二切换开关，可根据控制信号而在第二切换开关两端之间形成导通或断开状态，在该第二切换开关的两端之间反向并联一个第二二极管；一个第三切换开关，是连接于该第一电感器与该第一切换开关的连接点及该第二电感器与该第二切换开关的连接点之间，可根据控制信号而在第三切换开关两端之间形成导通或断开状态，该第三切换开关的两端反向并联一个第三二极管；该第一直流电源的负极与该第二直流电源的正极相连接于一第一接点，且该第一电容器与第二电容器连接于一第二接点，其中该第一接点与第二接点互相连接而形成一中性点。

在电路动作方面，当操作于一升压模式时，仅控制该第三切换开关交替地操作在导通/断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关恒维持在断开的状态，能量可由该第一直流电源及第二直流电源传递到该第一电容器及第二电容器。

当操作于一降压模式时，控制该第三切换开关恒维持在断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关同步地操作在导通/断开的状态，能量可由该第一电容器及第二电容器回传至该第一直流电源及第二直流电源。

借由上述技术方案，本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置至少具有下列优点及有益效果：本发明在精简的电路的基础上，即可提供兼具升压/降压功能的电压转换装置，并输出一具有中性点的直流电压，且能支援能量双向传递以满足更多种类的供电系统的作业需求。综上所述，本发明一种具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，包含有：两个直流电源、两个分别连接该直流电源的电感器、两个分别连接该电感器的第一切换开关与第二切换开关、两个分别连接该第一与第二切换开关的电容器，其中该两个电感器之间连接一第三切换开关，且该第一、第二与第三切换开关皆并联一个二极管；当控制该第三切换开关在导通/断开状态，并维持该第一与第二切换开关为断开状态，该装置是操作在一升压模式使能量自两个直流电源传递到两个电容器；反之，当该第三切换开关维持在断开状态，并同步操作第一与第二切换开关为导通/断开状态，该装置是操作在一降压模式，能量由该两个电容器回传至该两个直流电源。本发明具有上述优点及实用价值，其不论在装置结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的升压装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有习用直流升压装置的电路方框图。

图2是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的电路方框图。

图3是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的电路图。

图4是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置在升压模式的一电路动作图。

图5是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置在升压模式的一电路动作图。

图6是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置应用于不断电系统的电路图。

图7是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置应用于不断电系统的另一电路图。

11、12、21、22：直流电源            13、14、23、24：电感器

15、16：        切换开关            17、18：         二极管

25：            第一切换开关        26：             第二切换开关

27：            第三切换开关        31：             第一电容器

32：            第二电容器          41：             第一接点

42：            第二接点            43：             中性点

60：            交流/直流转换器     70：             直流/交流换流器

80：            交流开关组          210、220：       双向开关

D1：            第一二极管          D2：             第二二极管

D3：            第三二极管          U：              交流电源

100：           桥式整流电路        101、102：       二极管

L1、L2：        电感器              T1：             切换开关

C1、C2：        电容器

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参阅图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图2所示，是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的电路方框图，其包含有：

一个第一直流电源串联电路，是以一个第一直流电源21依序连接一个第一电感器23、一个第一切换开关25与一个第一电容器31组成，其中该第一直流电源21的正极连接该第一电感器23的一端，该第一电感器23的另一端连接该第一切换开关25，在该第一切换开关25的两端之间反向并联一个第一二极管D1；

一个第二直流电源串联电路，是以一个第二直流电源22依序连接一个第二电感器24、一个第二切换开关26与一个第二电容器32组成，其中该第二直流电源22的负极连接该第二电感器24的一端，该第二电感器24的另一端连接该第二切换开关26，在该第二切换开关26的两端之间反向并联一个第二二极管D2；

一第三切换开关27，是连接于该第一电感器23与该第一切换开关25的连接点及该第二电感器24与该第二切换开关26的连接点之间，可根据控制信号而在第三切换开关两端之间形成导通或断开状态，该第三切换开关27的两端反向并联一个第三二极管D3；

该第一直流电源21的负极与该第二直流电源22的正极相连接于一第一接点41，且该第一电容器31与第二电容器32连接于一第二接点42，该第一接点41与第二接点42连接形成一中性点43，使该第一电容器31与第二电容器32可提供一具有中性点43的直流电压。

请参阅图3所示，是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的电路图。该第一直流电源21与第二直流电源22可分别由一独立的蓄电池组构成，其中一蓄电池组的负端是连接到另一蓄电池组的正端，两个蓄电池组的连接点即为第一接点41。该第一切换开关25、第二切换开关26、第三切换开关27可为一电力电子开关元件，由闸极接收控制信号以决定该电力电子开关元件的导通或断开。

本发明基于前述电路可提供具有中性点且电能可双向流动的升压或降压转换装置，兼具升压及降压能力。

在升压模式中，两个蓄电池组操作于放电状态，其电路动作如下：当单独控制该第三切换开关27导通/断开，并令该第一切换开关25与该第二切换开关26均保持在断开的状态下，电路是运作于升压模式，令能量由该具有中性点的直流电源21、22流入该两个电容器31、32。请参阅图4及图5所示，分别是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置在升压模式的第三切换开关27导通及断开时的电路动作图。

请参阅图4所示，当该第三切换开关27受到控制而导通时，此时流过该第一电感器23与第二电感器24的电流将会增加，两个直流电源21、22将会把能量储存于该两个电感器23、24上。请参阅图5所示，当该第三切换开关27受到控制而断开时，该两个直流电源21、22及该两个电感器23、24的储存的能量经由该第一二极管D1与该第二二极管D2释放至该第一电容器31与该第二电容器32，建立一具有中性点的直流电压，该两个电感器23、24上的电流将会逐渐下降。

经由反复地操作该第三切换开关27的导通/断开，即可达到升压的作用，该两个电容器31、32建立的具有中性点的直流电压将等于具有中性点的直流电源21、22的电压除以1-D，此D的值为该第三切换开关27的负荷比(duty ratio)，由于该第三切换开关27的负荷比D恒小于1，因此，该两个电容器31、32建立的具有中性点的直流电压将恒大于该具有中性点的直流电源21、22的电压，具有升压的效果。

在降压模式中，两个蓄电池组则为充电状态，当该第三切换开关27保持在断开状态而仅利用该第三二极管D3提供单向路径，控制该第一切换开关25与第二切换开关26同步地导通，此时流过两个电感器23、24的电流将会增加，两个电容器31、32将会把能量储存于该两个电感器23、24上，此时亦对具有中性点的直流电源21、22进行充电。当第一切换开关25与第二切换开关26两者同步地断开时，两个电感器23、24将会把储存的能量经由第三二极管D3释放至具有中性点的直流电源21、22，但流过两个电感器23、24的电流将会减小。因此在降压模式中其能量是由两个电容器31、32流入具有中性点的直流电源21、22，对具有中性点的直流电源21、22进行充电，此时该具有中性点的直流电源21、22电压将等于两个电容器31、32的具有中性点的直流电压乘以该第一及第二切换开关25、26的负荷比，由于该第一及第二切换开关25、26的负荷比恒小于1，因此该具有中性点的直流电源21、22电压将恒小于该两个电容器31、32的具有中性点的直流电压，具有降压的效果。

请参阅图6所示，是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置实际运用于一三相四线式不断电系统中的电路图，在两个电容器31、32上连接一直流/交流换流器70，该直流/交流换流器70利用三臂电力电子开关元件并联，每一臂电力电子开关元件是由两个电力电子开关元件串联而成，而其中的每一个电力电子开关元件的两端皆与一二极管反相并联，每一臂电力电子元件再进一步连接由一输出电感器及一输出电容器组成的滤波器，各输出电容器可供负载连接，并经一交流开关组80连至一交流电源。

当交流电源正常时，该交流开关组80导通，该直流/交流换流器70可将该交流电源提供的交流电能转换成直流电能，在两个电容器31、32上建立电压，该具有中性点的直流/直流电压转换装置是被控制在降压模式，因此可利用该两个电容器31、32的直流电能对该两个直流电源21、22充电，此时负载所需电能直接由该交流电源提供；当交流电源故障时，利用该交流开关组80将该交流电源切离，该具有中性点的直流/直流电压转换装置将利用该两个直流电源21、22的储能在两个电容器31、32上建立一具有中性点的直流电压，该直流/交流换流器70可将两个电容器31、32上建立的具有中性点的直流电压转换为一稳定的三相四线式交流输出电压，以供应予负载。其中，不断电系统中的电池模块便可作为该具有中性点直流/直流电压转换装置的直流电源21、22，两个直流电源21、22相连的第一接点41与两个电容器31、32相连的第二接点42均可连接于市电中性线或地线，在可支援能量双向传输的操作模式下，电池模块在升压模式时是处于放电而提供能量，反之在降压模式时是处于充电状态，由交流电源提供充电电能。

请参阅图7所示，是本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置应用于不断电系统的另一较佳实施例电路图，本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的前后级分别连接一交流/直流转换器60，及一直流/交流换流器70，且该第一直流电源21与第二直流电源22皆分别串联一双向开关210、220。其中，该交流/直流转换器60是由三臂硅控整流元件并联且连接一三相式交流电源，三臂中每一臂的硅控整流元件是由两个硅控整流元件串联而成。

当直流/交流换流器70所接收的交流电源正常时，该交流开关组80导通，该交流/直流转换器60截止，该双向开关210、220导通，第三切换开关27控制为不切换的截止模式，本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置运作于降压模式，对该第一直流电源21及第二直流电源22充电。

对该第一直流电源21与第二直流电源22充电到饱和状态后，控制该第一切换开关25及第二切换开关26为不切换的截止模式，将该双向开关210、220全部断开，待断开后将该交流/直流转换器60导通，此时交流开关组80维持导通，该第三切换开关27控制维持不切换的截止模式，此时若该交流电源发生异常低压时，控制该交流开关组80断开，若该交流电源的电压有效值仍高于一预设比例的该交流电源的额定有效值时，则该交流/直流转换器60维持导通，双向开关210、220维持断开，本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置运作在升压模式时，该直流/交流换流器70控制为交流输出，持续供电给负载端，意即当该交流电源电压有效值只要高于该预设比例的该交流电源的额定有效值，该第一直流电源21与第二直流电源22不放电，可避免该第一直流电源21与第二直流电源22经常放/充电，而影响第一直流电源21与第二直流电源22寿命，并可延长该交流电源发生异常低压时的供电时间。该预设比例的该交流电源的额定有效值由该具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的最大升压比及效率决定。

当交流电源发生异常，该交流电源电压有效值低于某一预设比例的该交流电源的额定有效值时，控制该交流开关组80断开，且控制该交流/直流转换器60截止，两个双向开关210、220皆导通，由该第一直流电源21与第二直流电源22提供电能，本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置运作于升压模式时，该直流/交流转换电路70控制为交流输出，持续供电给负载端。

市电由异常恢复正常，控制该直流/交流换流器70为一交直流转换器，将该交流开关组80导通，控制该交流/直流转换器60截止，两个双向开关210、220皆导通，本发明具有中性点的双向直流/直流电压转换装置运作在降压模式时，对该第一直流电源21与第二直流电源22充电。

综上所述，本发明在精简的电路的基础上，即可提供兼具升压/降压功能的电压转换装置，并输出一具有中性点的直流电压，且能支援能量双向传递以满足更多种类的供电系统的作业需求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其特征在于其包含：

一个第一直流电源串联电路，是以一个第一直流电源依序连接一个第一电感器、一个第一切换开关与一个第一电容器组成，其中该第一直流电源的正极连接该第一电感器的一端，该第一电感器的另一端连接该第一切换开关，该第一切换开关具有一个第一端及一个第二端，根据控制信号而在该第一切换开关的第一端与第二端之间形成导通或断开状态，在该第一切换开关的第一端与第二端之间反向并联一个第一二极管；

一个第二直流电源串联电路，是以一个第二直流电源依序连接一个第二电感器、一个第二切换开关与一个第二电容器而组成，其中该第二直流电源的负极连接该第二电感器的一端，该第二电感器的另一端连接该第二切换开关，该第二切换开关具有一个第一端及一个第二端，根据控制信号而在该第二切换开关的第一端与第二端之间形成导通或断开状态，在该第二切换开关的第一端与第二端之间反向并联一个第二二极管；

一个第三切换开关，具有一个第一端及一个第二端，该第三切换开关的第一端是直接连接于该第一电感器与该第一切换开关其第一端的连接点，该第三切换开关的第二端是直接连接于该第二电感器与该第二切换开关其第一端的连接点，根据控制信号而在第三切换开关两端之间形成导通或断开状态，该第三切换开关的两端反向并联一个第三二极管；以及

该第一直流电源的负极与该第二直流电源的正极相连接于一第一接点，且该第一电容器与第二电容器连接于一第二接点，其中该第一接点与第二接点互相连接而形成一中性点。

2.根据权利要求1所述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其特征在于其中：

当控制该第三切换开关交替地操作在导通/断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关恒维持在断开的状态时，是操作于一升压模式，能量由该第一直流电源及第二直流电源传递到该第一电容器及第二电容器；以及

当控制该第三切换开关恒维持在断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关同步地操作在导通/断开的状态时，是操作于一降压模式，能量由该第一电容器及第二电容器回传至该第一直流电源及第二直流电源。

3.根据权利要求2所述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其特征在于在该升压模式下，当该第一与第二电感器在该第三切换开关导通时储存能量，该第一与第二电感器的电流将会增加；而在该第三切换开关断开时，该两个直流电源及该第一与第二电感器的能量经由该第一二极管与第二二极管释放予该第一电容器及该第二电容器，提供高于该第一直流电源的电压准位与该第二直流电源的电压准位的输出电能予第一电容器及该第二电容器，该第一与第二电感器的电流将会减小。

4.根据权利要求2至3中任一权利要求所述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其特征在于在该降压模式下，当控制该第一切换开关与第二切换开关同步导通时，该第一电感器及第二电感器上的电流将会增加而蓄积能量，并同时对该第一直流电源及第二直流电源充电；当控制第一切换开关与第二切换开关同步断开时，该第三二极管是作为一释放路径，使第一电感器及第二电感器将储存的能量经由该第三二极管继续对该第一直流电源及第二直流电源充电，该第一与第二电感器的电流将会减小。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其特征在于其中所述的第一直流电源与第二直流电源各为一蓄电池组。

6.根据权利要求4所述的具有中性点的双向直流/直流电压转换装置，其特征在于其中所述的第一直流电源与第二直流电源各为一蓄电池组。

7.一种包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其特征在于其包含有：

一个第一直流电源串联电路，是以一个第一直流电源依序连接一个第一电感器、一个第一切换开关与一个第一电容器组成，其中该第一直流电源的正极连接该第一电感器的一端，该第一电感器的另一端连接该第一切换开关，该第一切换开关具有一个第一端及一个第二端，根据控制信号而在第一切换开关的第一端与第二端之间形成导通或断开状态，在该第一切换开关的第一端与第二端之间反向并联一个第一二极管；

一个第二直流电源串联电路，是以一个第二直流电源依序连接一个第二电感器、一个第二切换开关与一个第二电容器而组成，其中该第二直流电源的负极连接该第二电感器的一端，该第二电感器的另一端连接该第二切换开关，该第二切换开关具有一个第一端及一个第二端，根据控制信号而在第二切换开关的第一端与第二端之间形成导通或断开状态，在该第二切换开关的第一端与第二端之间反向并联一个第二二极管；

一个第三切换开关，具有一个第一端及一个第二端，该第三切换开关的第一端是直接连接于该第一电感器与该第一切换开关其第一端的连接点，该第三切换开关的第二端是直接连接于该第二电感器与该第二切换开关其第一端的连接点，根据控制信号而在该第三切换开关两端之间形成导通或断开状态，该第三切换开关的两端反向并联一个第三二极管；

一直流/交流换流器，是连接于该第一电容器与第二电容器之间，该直流/交流换流器是供一负载连接，并经一交流开关组连至一交流电源；以及

该第一直流电源的负极与该第二直流电源的正极相连接于一第一接点，且该第一电容器与第二电容器连接于一第二接点，其中该第一接点与第二接点互相连接而形成一中性点。

8.根据权利要求7所述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其特征在于其中：

当控制该第三切换开关交替地操作在导通/断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关恒维持在断开的状态时，是操作在一升压模式，能量由该第一直流电源及第二直流电源传递到该第一电容器及第二电容器；以及

当控制该第三切换开关恒维持在断开状态，而该第一切换开关与第二切换开关同步地操作在导通/断开的状态时，是操作在一降压模式，能量由该第一电容器及第二电容器回传至该第一直流电源及第二直流电源。

9.根据权利要求8所述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其特征在于，在该升压模式下当该第一与第二电感器在该第三切换开关导通时储存能量，该第一与第二电感器的电流将会增加；而在该第三切换开关断开时，该两个直流电源及该第一与第二电感器的能量经由该第一二极管与第二二极管释放予该第一电容器及该第二电容器，提供高于该第一直流电源的电压准位与该第二直流电源的电压准位的输出电能予第一电容器及该第二电容器，该第一与第二电感器的电流将会减小。

10.根据权利要求8至9中任一权利要求所述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其特征在于，在该降压模式下，当控制该第一切换开关与第二切换开关同步导通时，该第一电感器及第二电感器上的电流将会增加而蓄积能量，并同时对该第一直流电源及第二直流电源充电；当控制第一切换开关与第二切换开关同步断开时，该第三二极管是作为一释放路径，使第一电感器及第二电感器将储存的能量经由该第三二极管继续对该第一直流电源及第二直流电源充电，该第一与第二电感器的电流将会减小。

11.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其特征在于其中所述的第一直流电源与第二直流电源各为一蓄电池组。

12.根据权利要求10所述的包含具有中性点的双向直流/直流电压转换装置的不断电系统，其特征在于其中所述的第一直流电源与第二直流电源各为一蓄电池组。

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