CN103430422A - 转换飞机高压电网和储能部件之间电压的模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在飞机高压电网，特别是高压直流电网和所述飞机至少一个储能部件特别是超级电容器之间转换电压的模块，所述转换模块能够在飞机高压电网直流电压E和飞机储能部件直流电压VS之间进行逆向转换，飞机储能部件的所述电压VS相对于飞机高压电网电压E为浮动的，且相对于飞机接地在中心位置，所述模块包括输入模块，其包括两个滤波器，每个都能够接收直流电压E/2，开关的第一桥臂和第二桥臂，以及所述开关的控制装置，所述控制装置采用切换周期T的循环形式工作，能够采用同样方式控制至少一个第一开关和至少一个第二开关，但以半周期T/2转换，这样，当第二开关闭合时，第一开关处于断开状态，反之亦然。

Description

转换飞机高压电网和储能部件之间电压的模块
技术领域
本发明涉及到能量储存，特别涉及到飞机上的能量储存。
背景技术
目前，飞机上，都装有可向飞机工作模块（诸如电力执行机构）提供能量的电力系统，这些系统与电网相连。这种电力执行机构特别应用在飞行控制装置与起落架上。飞机主电网为交流电压115/200V，备用电网为直流电压，例如，135V（或270V）和-135V(或-270V)，从而构成了高压直流电网(HVDC)。
在某些型号的飞机上，变换器用来转变电流或电压，以便将能量存储在储能部件内，诸如蓄电池，电压为[0-28V]。
目前的储存用变换器存在几个缺陷：
-这些变换器都是专用的，也就是说，一个变换器仅与飞机的一个工作模块相关，这样，就占用了空间，使得这些变换器不能与飞机的其它工作模块相兼容，
-这些变换器无法采用高电压工作；
-这些变换器无法将电压转换成其它电压，特别是飞机二次电网电压和储能部件之间的电压；
-这些变换器不能与目前飞机上使用的高压直流(HVDC)电网工作，因为其不是浮动的，也就是说，变换器的负电位连接到飞机构成的接地上，从而增加了变换器所产生的共模电压，而不能在电气隔离储能部件，储能部件的漏电可能会影响到飞机的工作模块。例如，如果变换器出现短路时，特别是晶体管，电网和储能部件就会受到影响，引起故障；
-这些变换器提出了使用变压器类型的电流隔离（galvanic isolation）的解决方案，这种电流隔离导致机上设备重量和体积增加；
-这些变换器不易调整，使得变换器适应需要传输的功率；
-飞机上的能量需求是巨大的和突发的，因为这些需求都与由飞行控制装置或起落架所构成的辅助设备相关；
-这些变换器都是由大量部件组成；
-这些变换器并不能调整控制储能部件的充电或放电电流。
发明内容
为了解决现有技术的部分缺陷，本发明提出了一种模块，可在飞机高压电网（特别是高压直流电网）和所述飞机的储能部件（特别是超级电容器）之间进行转换。转换模块能够在飞机高压电网直流电压E和飞机储能部件直流电压VS之间进行逆向转换，飞机储能部件电压VS相对于飞机高压电网电压E偏低，且浮动，并相对于飞机接地而处于中心位置，所述模块包括一个输入模块、第一桥臂和第二桥臂，以及控制装置，所述输入模块由两个滤波器组成，每个滤波器可接收直流电压E/2，所述第一桥臂和第二桥臂由开关组成，而所述控制装置则用于所述开关，所述控制装置采用切换周期T的循环形式工作，能够以相同方式控制至少一个第一开关和至少一个第二开关，但第二开关通过半周期T/2来转换，这样，在第二开关闭合时，第一开关断开，反之亦然。
特别是，这样可以：
-确保储能部件充电和放电；
-通过避免飞机高压电网内储能部件的无控制充电和放电，从而防止该功能的可能损失；
-使得飞机高压电网浮动。特别是，储能部件不会受到共模，也就是说，储能部件电极的电位差相对于飞机地构成的电位为恒定的。这样，就隔离了储能部件，从而可以避免能量泄漏，特别是；
-储能，其涉及到与能量相关的优化，例如，通过储存来自电力执行机构的能量，从而以后再将能量返回同一执行机构或其它执行机构；
-采用局部方式储能，减少飞机上的线路布置，从而向飞机的每个工作模块供电，避免分布储存，例如，专用于飞机的每个工作模块。
储能部件的电位是固定的，相对于飞机的接地而处于中心位置，这样做的效果是可以将储能部件与飞机的高压电网相隔离，后者的部件也连接到飞机接地上。此外，这样可以赋予飞机电网高电压。
这种模块的结构是交错、非隔离的、多层变换器，带有固定的输出电位。
特别是，这种模块还可以：
-使用低电压晶体管，所述晶体管构成变换模块的开关；
-缩小输入滤波器的尺寸，这些滤波器能够接收一半电压，例如，可通过增加并联桥臂数，一个桥臂由两个半电桥来形成；
-缩小输出滤波器的尺寸；
-使用较低电压的部件，有助于优化效能，特别是使用导电和转换性能较好的部件；
-减少负荷系数，因此而降低通过开关端子的电压，特别是通过构成转换模块开关的晶体管的端子的电压。例如，当负荷系数减半时，施加在晶体管端子上的电压就是直流电压E的一半，即E/2；
-电池并联，应用的电池少，这意味着占用转换模块的体积小，应用的电池多意味着转换电流也多，因此，优化了转换模块的尺寸和效能；
-如果某个部件出现短路情况时，例如，开关的晶体管，可保护储能部件，将其与电网电压E相关部分隔离。为此，无需使用保护部件，例如，固态功率控制器(SSPC)。
根据本发明的一个方面，控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)，输入模块包括用于第一电压E/2的第一输入端子和与地连接的第二输入端子，第一电感器Le1和电容器C1，电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上，和用于第一电压E/2的第三输入端子上以及与地相连的第二输入端子，第二电感器Le2和电容器C2，电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上。第一桥臂包括四个开关(k1,k11,k44,k4)和两个电感器(Ls1,Ls11)，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls11位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k44位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k4位于电位为V4的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为l VC的端点和V0之间的电压VS。第二桥臂包括四个开关(k3,k33,k22,k2)和两个电感器(Ls2,Ls22)，开关k3位于电位为VA的端点和电位为V3的端点之间，电感器Ls2位于电位为VC的端点和电位为V3的端点之间，开关k33位于电位为V3的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为l VC的端点和V0之间的电压VS。控制装置一方面以同样方式控制开关k1和k4，另一方面以同样方式控制k2和k3，开关k1和k3以半周期T/2来转换，于是，在开关k2和k3闭合时，开关k1和k4为断开状态，反之亦然。
特别是，这样就可以：
-使得隔离电压等于储能部件电压的一半；
-波纹数减少一半，特别是，这意味着减少了作用在部件上的应力或应变，增加部件使用寿命，实际上也增加了部件效能。
根据本发明的一个方面，控制装置控制开关(k1,k11,k22,k2)，输入模块包括用于第一电压E/2的第一输入端子和与地连接的第二输入端子，第一电感器Le1和电容器C1，电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上，以及用于第一电压E/2的第三输入端子和与地相连的第二输入端子，第二电感器Le2和电容器C2，电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上。第一桥臂包括二个开关(k1,k11)和一个电感器Ls1，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC1的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，在电位为VC1的端点和V0的端点之间测量电压VS，开关的控制装置能够同时使得开关k1断开，开关k11闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和V0之间的电压VS。第二桥臂包括二个开关(k22,k2)和一个电感器Ls2，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，电感器Ls2位于电位为V2的端点和电位为VC2的端点之间，开关k22位于电位为V2的端点和电位为V0的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k2断开，开关k22闭合，反之亦然，测量电位为VC2的端点和V0之间的电压VS。控制装置以同样方式控制开关k1和k2，但以半周期T/2转换，于是，当开关k2闭合时，开关k1断开，反之亦然。
根据本发明的一个方面，控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)，输入模块包括用于第一电压E/2的第一输入端子和与地连接的第二输入端子，第一电感器Le1和电容器C1，电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上，和用于第一电压E/2的第三输入端子及与地相连的第二输入端子，第二电感器Le2和电容器C2，电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上。第一桥臂包括四个开关(k1,k11,k44,k4)和二个电感器(Ls1,Ls11)，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC1的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls11位于电位为VC2的端点和电位为V4的端点之间，开关k44位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k4位于电位为V4的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和电位为V0的端点之间的电压VS，并测量电位为V0的端点和电位为VC2的端点之间的电压VS。第二桥臂包括四个开关(k3,k33,k22,k2)和两个电感器(Ls2,Ls22)，开关k3位于电位为VA的端点和电位为V3的端点之间，电感器Ls2位于电位为V3的端点和电位为VC1的端点之间，开关k33位于电位为V3的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls22位于电位为V2的端点和电位为VC2的端点之间，开关k22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和电位为V0的端点之间的电压VS，和测量电位为V0的端点和电位为VC2的端点之间的电压VS。控制装置一方面以同样方式控制开关k1和k4，而另一方面以相同方式控制开关k1和k3，但以半周期T/2转换，于是，当开关k2和k3闭合时，开关k1和k4断开，反之亦然。
根据本发明的一个方面，E=270或540V和60≤VS≤120V。
本发明还涉及到一种储能系统。
储能系统包括上述的转换模块和至少一个储能部件，该储能部件连接在两个端点之间，端点的电位对应于电压VS。
根据本发明的一个方面，储能部件连接在电位为VC和V0的端点之间。
根据本发明的一个方面，第一储能部件连接在电位为VC1和V0的端点之间，第二储能部件连接在电位为V0和VC2的端点之间。
根据本发明的一个方面，储能部件为一种超级电容器。
特别是，这样，相对于蓄电池，储能部件相对较轻，带有快速能源恢复功能。另外，与传统电解液冷凝器相比，能量密度高，体积小。
根据本发明的一个方面，当输入电压VS施加到超级电容器上时，超级电容器可布置成可储存能量，60≤VS≤120V。
根据本发明的一个方面，储能部件为一种蓄电池。
特别是，这样，该蓄电池的能量密度高，因此而自动化高。
根据本发明的一个方面，当输入电压VS施加到蓄电池上时，蓄电池可布置成可储存能量，60≤VS≤120V。
本发明还涉及到一种电压转换的方法。
在飞机高压电网（特别是高压直流电网）和所述飞机至少一个储能部件（特别是超级电容器）之间转换电压的方法，包括飞机高压电网电压E和飞机储能部件电压VS之间的逆向转换步骤，飞机储能部件的所述电压VS与飞机的高压电网电压E相隔离，并小于飞机高压电网电压E。
下面参照附图，通过非限定性示例，较为详细地介绍本发明的实施例。
附图说明
图1所示为电气系统示意图，包括高压电网、电压转换模块和储能部件；
图2所示为飞机电气系统，包括高压电网、电压转换模块和储能部件；
图3所示为与储能部件相连的电压转换模块；
图4所示为与储能部件相连的电压转换模块；
图5所示为与储能部件相连的电压转换模块。
具体实施方式
图1所示电气系统包括几个模块。该系统包括交流电压高压电网2，例如，该电网包括三相发电机，其一点连接到接地3上。所述电气系统包括AC/DC转换模块（或称变换器）4，可将高压电网2的交流电压转换为高压直流电网（或称总线）5的直流电压。该系统还包括交流电机8（例如，电动机）和交流电机8与之相连的DC/AC变换器6。在能量恢复阶段，所述DC/AC变换器6可将交流电机8的交流电压转换为高压直流电网（或称总线）5的直流电压。所述电气系统还包括电压转换模块10，可以将高压直流电网5的电压转换为飞机储能超级电容器20的电压。转换模块10能够在高压直流电网5直流电压E和超级电容器20直流电压VS之间进行逆向转换，飞机储能部件的直流电压VS相对于高压直流电网5的直流电压E为浮动的。术语“逆向”应理解为是指转换模块10能够将高压直流电网5直流电压E转换为超级电容器20的直流电压VS，并可反向地将超级电容器20的直流电压VS转换为高压直流电网5的直流电压E。
图2所示飞机电气系统包括几个模块。主电网2工作电流为交流，电压为交流115/200V。整流器4可以将这些电压转换为270-V DC二次电网或备用电网5（或高压直流电网（或总线）5）的直流电压。液压泵8b连接到以交流电压工作的电动机8a上。电动机8a连接到变换器6上，后者将交流电压转换成270-V DC备用电网5的直流电压。储能系统30包括转换模块10（或称变换器），其一方面通过两个连接件连接到一个或多个储能部件20上，诸如蓄电池或超级电容器，另一方面，通过两根导线或连接件分别连接到270-V DC备用电网5的电位为+270V和–270V的端点上。
图3至图5为转换模块10的三个实施例。该模块10可在电压E和VS之间进行转换，其包括：
-输入模块，包括两个输入滤波器，每个滤波器都能够接收直流电压E/2；
-第一桥臂和第二桥臂，包括由晶体管构成的开关，以及
-所述开关的控制装置，控制装置采用切换时间T的循环方式工作，并能够控制至少一个第一开关和至少一个第二开关，后者与前者控制方式相同，但切换时间减半T/2，这样，当第二开关闭合时，第一开关为断开状态，反之亦然。
在图3至图5所述的本发明的所有实施例中，特别是，由第一桥臂和第二桥臂构成的每个电池都采用并联，从而可增加所传送的功率。一个桥臂由两个半桥构成。例如，下面参照图4和图5，晶体管k1和k11构成半桥，晶体管k1,k11,k44,k4则构成一个桥臂。
然后，电池输入滤波器构成的组件的频率定为等于电池数量乘以晶体管的开关频率。
对于270V(135/-135V)电网，可以使用300V Mosfet（金属氧化物半导体场效应晶体管）技术晶体管。对于540V(270/-270V)电网，可以使用600V Mosfet晶体管或lgbt（绝缘栅双极晶体管）(带有反并联二极管)。通过选择其中一个，可以确定合适的转换模块功率。
图3示出了电压E和VS之间转换的模块10。
控制装置控制开关(k1,k11,k22,k2)。
输入模块包括第一滤波器，其包括用于第一电压E/2的第一输入端子和第二输入端子，第二输入端子与飞机接地相连，第一电感器Le1和电容器C1，所述电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上。
该输入模块还包括第二滤波器，其包括用于第一电压E/2的第三输入端子和第二输入端子，第二输入端子与飞机接地相连，第二电感器Le2和电容器C2，所述电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上。
电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上。
第一桥臂包括二个开关(k1,k11)和一个电感器Ls1，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC1的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，测量电位为VC1的端点和V0之间的电压VS，开关的控制装置能够同时使开关k1断开，开关k11闭合，反之亦然，测量电位为VC1的点和V0之间的电压VS。
第二桥臂包括二个开关(k2,k22)和一个电感器Ls2，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，电感器Ls2位于电位为V2的端点和电位为VC2的端点之间，开关k22位于电位为V2的端点和电位为V0的端点之间，开关的控制装置能够同时使开关k2断开，开关k22闭合，反之亦然，测量电位为VC2的端点和电位为V0的端点之间的电压VS。
控制装置以相同方式控制开关k1和k2，但却以半个周期T/2转换，这样，当开关k2闭合时，开关k1断开，反之亦然。为此，第一桥臂和第二桥臂在每个转换半周期T/2上交替使用。
在本发明的该实施例中，负荷系数增加了一倍，晶体管电压减半，蓄电池并联，隔离电压等于超级电容器20的电压。
图4示出了在电压E和VS之间进行转换的模块10。
控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)。
输入模块包括第一滤波器，其包括用于第一电压E/2的第一输入端子和第二输入端子，第二输入端子与飞机接地相连，第一电感器Le1和电容器C1，所述电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上。
该输入模块还包括第二滤波器，其包括用于第一电压E/2的第三输入端子和第二输入端子，第二输入端子与飞机接地相连，第二电感器Le2和电容器C2，所述电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上。
第一桥臂包括四个开关(k1,k11,k44,k4)和二个电感器(Ls1,Ls11)，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC1的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls11位于电位为VC2的端点和电位为V4的端点之间，开关k44位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k4位于电位为V4的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和电位为V0的端点之间的电压VS，以及测量电位为V0的端点和电位为VC2的端点之间的电压VS。
第二桥臂包括四个开关(k3,k33,k22,k2)和二个电感器(Ls2,Ls22)，开关k3位于电位为VA的端点和电位为V3的端点之间，电感器Ls2位于电位为V3的端点和电位为VC1的端点之间，开关k33位于电位为V3的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls22位于电位为V2的端点和电位为VC2的端点之间，开关k22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和V0端点之间的电压VS，以及测量电位为V0的端点和VC2端点之间的电压VS。
控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)，这样，第一桥臂和第二桥臂在每个转换半周期T/2期间交替使用。构成半电桥[ki,kii](1≤i≤4)的开关采用互补方式控制。同样，特别是，为了缩小无源部件的尺寸，开关k1和k3，或k2和k4，的控制都是互补的，采用半周期转换。开关k1和k4，或k2和k3，都是采用相同方式控制。除非另有说明，控制装置一方面以相同方式控制开关k1和k4，同时另一方面以相同方式控制开关k2和k3，k1和k3采用半周期T/2转换，这样，当开关k2和k3闭合时，开关k1和k4断开，反之亦然。
在本发明的该实施例中，负荷系数增加一倍，晶体管电压减半，蓄电池并联，隔离电压等于超级电容器20的电压。
图5示出了在电压E和VS之间进行转换的模块10。
转换模块10包括控制装置，可控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)。
输入模块包括第一滤波器，其包括用于第一电压E/2的第一输入端子和第二输入端子，第二输入端子与飞机接地相连，第一电感器Le1和电容器C1，所述电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上。
该输入模块还包括第二滤波器，其包括用于第一电压E/2的第三输入端子和第二输入端子，第二输入端子与飞机接地相连，第二电感器Le2和电容器C2，所述电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上。
电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上。
第一桥臂包括四个开关(k1,k11,k44,k4)和二个电感器(Ls1,Ls11)，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls11位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k44位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k4位于电位为V4的端点和电位为VB的端点之间。开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然。测量电位为VC的端点和V0之间的电压VS。
第二桥臂包括四个开关(k3,k33,k22,k2)和二个电感器(Ls2,Ls22)，开关k3位于电位为VA的端点和电位为V3的端点之间，电感器Ls2位于电位为VC的端点和电位为V3的端点之间，开关k33位于电位为V3的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间。开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然。测量电位为VC的端点和V0之间的电压VS。
控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)，这样，第一桥臂和第二桥臂在每个转换半周期T/2期间交替使用。构成半电桥[ki,kii](1≤i≤4)的开关采用互补形式控制。同样，特别是，为了缩小无源部件的尺寸，开关k1和k3，或k2和k4，的控制都是互补的，采用半周期转换。开关k1和k4，或k2和k3，都是采用相同方式控制。
同样，dT表示晶体管ki的导电时间，T表示转换周期，忽略部件的欧姆电压降，超级电容器电压和电网电压之间的关系是VS=d*E。根据超级电容器的电压电平，调整d可以控制充电或放电。D会按系数为Vs/E来变化，也就是说，例如，对于E=270V和0<Vs≤120来讲，那么，d的变化范围在60/270与120/270之间。中点0V的电压控制选择是必须的。例如，在模拟或数字的脉冲宽度调制(PWM)模块的基础上，可进行d的调整。
为此，转换模块10由两个桥臂组成，滤波器的额定频率对应于所述桥臂的开关的晶体管切频率的两倍。
在本发明的该实施例中，负荷系数增加一倍，晶体管电压减半，蓄电池并联，隔离电压等于超级电容器20的电压。

Claims (12)

1.一种在飞机高压电网（特别是高压直流电网）和所述飞机至少一个储能部件（特别是超级电容器）之间转换电压的模块，所述转换模块能够在飞机高压电网直流电压E和飞机储能部件直流电压VS之间进行逆向转换，飞机储能部件的所述电压VS相对于飞机高压电网电压E为浮动的，且相对于飞机接地在中心位置，所述模块包括输入模块，其包括两个滤波器，每个都能够接收直流电压E/2，开关的第一桥臂和第二桥臂，以及所述开关的控制装置，所述控制装置采用切换周期T的循环形式工作，能够采用同样方式控制至少一个第一开关和至少一个第二开关，但以半周期T/2转换，这样，当第二开关闭合时，第一开关处于断开状态，反之亦然。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)，以及其特征在于：
-输入模块包括：
i.用于第一电压E/2的第一输入端子和第二输入端子，后者与地相连，第一电感器Le1和电容器C1，所述电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上；
ii.用于第一电压E/2的第三输入端子和第二输入端子，后者与地相连，第二电感器Le2和电容器C2，所述电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上；
-第一桥臂包括四个开关(k1,k11,k44,k4)和二个电感器(Ls1,Ls11)，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls11位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k44位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k4位于电位为V4的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC的端点和V0之间的电压VS；
-第二桥臂包括四个开关(k3,k33,k22,k2)和二个电感器(Ls2,Ls22)，开关k3位于电位为VA的端点和电位为V3的端点之间，电感器Ls2位于电位为VC的端点和电位为V3的端点之间，开关k33位于电位为V3的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC的端点和V0之间的电压VS，以及
-控制装置一方面以相同方式控制开关k1和k4，另一方面以相同方式控制开关k2和k3，开关k1和k3采用半周期T/2转换，这样，当开关k2和k3闭合时，开关k1和k4断开，反之亦然。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，控制装置控制开关(k1,k11,k22,k2)，以及其特征在于：
-输入模块包括：
iii.用于第一电压E/2的第一输入端子和第二输入端子，后者与地相连，第一电感器Le1和电容器C1，所述电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上；
iv.用于第一电压E/2的第三输入端子和第二输入端子，后者与地相连，第二电感器Le2和电容器C2，所述电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上；
-第一桥臂包括两个开关(k1,k11)和一个电感器Ls1，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC1的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，测量电位为VC1的端点和V0之间的电压VS，开关的控制装置能够同时使得开关k1断开，开关k11闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和V0之间的电压VS；
-第二桥臂包括二个开关(k22,k2)和一个电感器Ls2，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，电感器Ls2位于电位为V2的端点和电位为VC2的端点之间，开关k22位于电位为V2的端点和电位为V0的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k2断开，开关k22闭合，反之亦然，测量电位为VC2的端点和电位为V0之间的电压VS，以及
-控制装置以相同方式控制开关k1和k2，但采用半周期T/2转换，这样，当开关k2闭合时，开关k1断开，反之亦然。
4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，控制装置控制开关(k1,k11,k44,k4,k3,k33,k22,k2)，以及其特征在于：
-输入模块包括：
v.用于第一电压E/2的第一输入端子和第二输入端子，后者与地相连，第一电感器Le1和电容器C1，所述电感器Le1和电容器C1连接到电位为VA的端点上；
vi.用于第一电压E/2的第三输入端子和第二输入端子，后者与地相连，第二电感器Le2和电容器C2，所述电感器Le2和电容器C2连接到电位为VB的端点上，电容器C1和C2连接到电位为V0=0V的端点上；
-第一桥臂包括四个开关(k1,k11,k44,k4)和二个电感器(Ls1,Ls11)，开关k1位于电位为VA的端点和电位为V1的端点之间，电感器Ls1位于电位为V1的端点和电位为VC1的端点之间，开关k11位于电位为V1的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls11位于电位为VC2的端点和电位为V4的端点之间，开关k44位于电位为V0的端点和电位为V4的端点之间，开关k4位于电位为V4的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和电位为V0的端点之间的电压VS，以及测量电位为V0的端点和电位为VC2的端点之间的电压VS；
-第二桥臂包括四个开关(k3,k33,k22,k2)和二个电感器(Ls2,Ls22)，开关k3位于电位为VA的端点和电位为V3的端点之间，电感器Ls2位于电位为V3的端点和电位为VC1的端点之间，开关k33位于电位为V3的端点和电位为V0的端点之间，电感器Ls22位于电位为V2的端点和电位为VC2的端点之间，开关k22位于电位为V0的端点和电位为V2的端点之间，开关k2位于电位为V2的端点和电位为VB的端点之间，开关的控制装置能够同时使得开关k1和k4断开，开关k11和k44闭合，反之亦然，测量电位为VC1的端点和电位为V0的端点之间的电压VS，和测量电位为V0的端点和电位为VC2的端点之间的电压VS，以及
-控制装置一方面以同样方式控制开关k1和k4，另一方面以同样方式控制开关k2和k3，开关k1和k3采用半周期T/2转换，这样，当开关k2和k3闭合时，开关k1和k4断开，反之亦然。
5.根据前面其中一项权利要求所述的模块，其特征在于，E=270或540V和60<VS<120V。
6.一种储能系统，其包括根据权利要求1到5任一项所述的转换模块和至少一个储能部件，所述储能部件连接在电位对应于电压VS的端点之间。
7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，储能部件连接到电位为VC和V0的端点之间。
8.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，第一储能部件连接在电位为VC1和V0的端点之间，第二储能部件连接在电位为V0和VC2的端点之间。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述储能部件是一种超级电容器。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述超级电容器布置成当输入电压VS加到其上时可储存能量，电压为60≤VS≤120V。
11.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述储能部件是一种蓄电池。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述蓄电池布置成当输入电压VS施加到其上时可存储能量，电压为60≤VS≤120V。
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