CN116885933A - 飞跨电容变换器及其储能系统 - Google Patents

Abstract

本案关于一种飞跨电容变换器及其储能系统，高压侧电性连接于第一电源，低压侧电性连接于第二电源，低压侧的低压负端及高压侧的高压负端之间具有公共结点，功率开关组件电性连接于高压侧及低压侧之间，且包含第一端、第二端及第三端，且包含依序串联于第一端及第三端之间的四个功率开关，电流开关组件电性连接于高压侧、低压侧及/或公共结点，电流检测组件电性连接于功率开关组件的第三端及公共结点之间，控制器于电流检测组件检测到电流情况为短路时控制电流开关组件的运行，以断开功率开关组件与高压侧及/或低压侧之间的连接。

Description

飞跨电容变换器及其储能系统

技术领域

本案涉及一种变换器，尤指一种飞跨电容变换器及其储能系统。

背景技术

相对传统非隔离型两电平直流变换器，多电平直流变换器可选用耐压较低的功率器件，且其滤波元件的体积较小。其中飞跨电容多电平变换器相对于其他多电平电路拓扑，由于其输入端及输出端共用负极，适用于多个飞跨电容变换器并联以提升输出功率，因此在储能系统或轨道交通系统中具有突出的优势。

于实际应用中，直流公共母线上连接有多个飞跨电容变换器，用于对多个储能元件进行充放电，而当其中一个飞跨电容变换器发生短路时，其他的飞跨电容变换器均会向短路点提供短路电流，由于飞跨电容变换器的数量较多，进而会形成很大的短路电流，该短路电流容易使电子器件发生过流过热损坏。因此若短路电流不能及时检测消除，将会引起更大的短路事故甚至发生火灾。

因此，如何发展一种克服上述缺点的飞跨电容变换器及其储能系统，实为目前迫切的需求。

发明内容

本案的目的为提供一种飞跨电容变换器及其储能系统，飞跨电容变换器包含电流检测组件及控制器，控制器于电流检测组件检测到飞跨电容变换器的公共结点的电流情况为短路时控制电流开关组件的运行，以对应断开功率开关组件与高压侧及/或低压侧之间的连接。因此，本案的飞跨电容变换器于短路故障发生时可触发保护动作，故不会形成很大的短路电流，使整体储能系统的安全性较高。此外，本案的储能系统的飞跨电容变换器中流经公共结点的电流较小，使得检测流经公共结点的电流检测组件可选用规格较小的元件，进而减小电流检测组件的体积并降低其成本。串接于公共结点的电流开关组件也可选用规格较小的元件，进而减小电流开关组件的体积，降低成本，减小损耗，提升整体储能系统的效率，并较容易进行散热处理。更甚者，飞跨电容变换器的高压侧及/或低压侧的电流情况为短路时，由第一电源、第二电源、第一电容、第二电容及/或第三电容所产生的一或多个放电电流皆会流经公共结点，而可被电流检测组件快速检测，以提升飞跨电容变换器的短路检测速度。

为达上述目的，本案的一较佳实施例为提供一种飞跨电容变换器，电性连接于第一电源及第二电源之间。飞跨电容变换器包含高压侧、低压侧、公共结点、功率开关组件、至少一电流开关组件、电流检测组件及控制器。高压侧电性连接于第一电源，且包含高压正端及高压负端。低压侧电性连接于第二电源，且包含低压正端及低压负端。公共结点位于低压侧的低压负端及高压侧的高压负端之间。功率开关组件电性连接于高压侧及低压侧之间，且包含第一端、第二端及第三端，且包含依序串联于功率开关组件的第一端及第三端之间的第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关及第四功率开关。电流开关组件电性连接于高压侧、低压侧及/或公共结点。电流检测组件电性连接于功率开关组件的第三端及公共结点之间，用以检测飞跨电容变换器的电流情况。控制器电性连接于电流检测组件及至少一电流开关组件，控制器于电流检测组件检测到电流情况为短路时控制至少一电流开关组件的运行，以断开功率开关组件与高压侧之间的连接及/或功率开关组件与低压侧之间的连接。

为达上述目的，本案的另一较佳实施例为提供一种飞跨电容变换器，电性连接于第一电源及第二电源之间。飞跨电容变换器包含高压侧、低压侧、功率开关组件、单一电流开关组件、至少一电流检测组件及控制器。高压侧电性连接于第一电源，且包含高压正端及高压负端。低压侧电性连接于第二电源，且包含低压正端及低压负端，其中低压侧的低压负端及高压侧的高压负端之间具有公共结点。功率开关组件电性连接于高压侧及低压侧之间，且包含第一端、第二端及第三端，且包含依序串联于功率开关组件的第一端及第三端之间的第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关及第四功率开关。电流开关组件电性连接于功率开关组件的第三端及公共结点之间。至少一电流检测组件电性连接于高压侧、低压侧及/或公共结点，用以检测飞跨电容变换器的电流情况。控制器电性连接于电流检测组件及电流开关组件，控制器于电流检测组件检测到电流情况为短路时控制电流开关组件的运行，以断开功率开关组件与高压侧之间的连接及/或功率开关组件与低压侧之间的连接。

为达上述目的，本案的另一较佳实施例为提供一种储能系统，包含上述的任一飞跨电容变换器、电源及储能元件。电源电性连接于飞跨电容变换器的高压侧的高压正端及高压负端之间。储能元件电性连接于飞跨电容变换器的低压侧的低压正端及低压负端之间。

附图说明

图1为本案第一实施例的储能系统的电路拓扑图；

图2为本案第二实施例的储能系统的电路拓扑图；以及

图3为本案第三实施例的储能系统的电路拓扑图。

其中，附图标记说明如下：

1、1a、1b：飞跨电容变换器

11：高压侧

111：高压正端

112：高压负端

12：低压侧

121：低压正端

122：低压负端

d：公共结点

13：功率开关组件

131：第一端

132：第二端

133：第三端

S1：第一功率开关

S2：第二功率开关

S3：第三功率开关

S4：第四功率开关

A：第一连接点

B：第二连接点

C：第三连接点

L1：电感

151：第一电流开关组件

S5：第一电流开关

S6：第二电流开关

152：第二电流开关组件

S7：第三电流开关

S8：第四电流开关

153：第三电流开关组件

S9：第五电流开关

S10：第六电流开关

C1：第一电容

C2：第二电容

C3：第三电容

16：电流检测组件

161：第一电流检测组件

162：第二电流检测组件

163：第三电流检测组件

17：控制器

K1：第一机械开关

K2：第二机械开关

K3：第三机械开关

K4：第四机械开关

2：第一电源

3：第二电源

4、4a、4b：储能系统

具体实施方式

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图式在本质上是当作说明之用，而非用于限制本案。

例如，虽然“第一”、“第二”、“第三”等用词可被用于申请专利范围中以描述不同的组件，但这些组件并不应被这些用语所限制，在实施例中相应描述的这些组件是以不同的组件符号来表示。这些用语是为了分别不同组件。例如：第一组件可被称为第二组件，相似地，第二组件也可被称为第一组件而不会脱离实施例的范围。如此所使用的用语“及/或”包含了一或多个相关列出的项目的任何或全部组合。另外，当将一组件称为“连接到”或“耦合到”另一组件时，其可直接连接至或耦合至另一组件，或者可存在介入组件。

请参阅图1，其为本案第一实施例的储能系统的电路拓扑图。如图1所示，本实施例的储能系统4包含飞跨电容变换器1、第一电源2及第二电源3。第一电源2可为但不限为直流电网或直流公共母线，第二电源3可为但不限为储能元件，例如电池或超级电容。飞跨电容变换器1电性连接于第一电源2及第二电源3之间，以进行功率转换，且飞跨电容变换器1包含高压侧11、低压侧12、公共结点d、功率开关组件13、至少一电流开关组件、电流检测组件16及控制器17。

高压侧11电性连接于第一电源2，且包含高压正端111及高压负端112，即第一电源2电性连接于高压侧11的高压正端111及高压负端112之间。低压侧12电性连接于第二电源3，且包含低压正端121及低压负端122，即第二电源3电性连接于低压侧12的低压正端121及低压负端122之间。公共结点d位于低压侧12的低压负端122及高压侧11的高压负端112之间。

功率开关组件13电性连接于高压侧11及低压侧12之间，且包含第一端131、第二端132、第三端133及多个功率开关，于本实施例中，多个功率开关例如包含第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3及第四功率开关S4。第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3及第四功率开关S4依序串联连接于第一端131及第三端133之间，其中第一功率开关S1及第二功率开关S2之间的连接处构成第一连接点A，第二功率开关S2及第三功率开关S3之间的连接处构成第二连接点B，第三功率开关S3及第四功率开关S4之间的连接处构成第三连接点C。

于一具体实施例中，如图1所示，飞跨电容变换器1还包括多个电容例如包含第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3。第一电容C1电性连接于功率开关组件13的第一端131及第三端133之间。第二电容C2为飞跨电容，且电性连接于第一连接点A及第三连接点C之间。第三电容C3电性连接于功率开关组件13的第二端132及第三端133之间。电感L1电性连接于第二连接点B及功率开关组件13的第二端132之间，如此，可组成一个飞跨电容三电平变换器。当然，可以理解的是，在其它实施例中，所述飞跨电容变换器的电路还可以包含另外多个功率开关组件组成其它本领域技术人员习知的多电平电路拓扑结构，例如飞跨电容四电平变换器，这并不作为对本发明的限制。

于本实施例中，电流检测组件16电性连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间，用以检测飞跨电容变换器1的电流情况，换言之，电流检测组件16通过检测流经公共结点d的电流，以确认飞跨电容变换器1的电流情况，例如电流检测组件16可检测流经公共结点d的电流以确认飞跨电容变换器1的高压侧11及/或低压侧12的电流情况为短路。

于一具体实施例中，如图1所示，飞跨电容变换器1例如包含多个电流开关组件，多个电流开关组件例如包含第一电流开关组件151及第二电流开关组件152。其中，第一电流开关组件151电性连接于高压侧11的高压正端111及功率开关组件13的第一端131之间，当电流检测组件16检测飞跨电容变换器1的电流情况为短路时，可通过第一电流开关组件151断开功率开关组件13与高压侧11之间的连接。第二电流开关组件152电性连接于低压侧12的低压负端122及公共结点d之间，当电流检测组件16检测飞跨电容变换器1的电流情况为短路时，可通过第二电流开关组件151断开功率开关组件13与低压侧12之间的连接。于一些实施例中，第一电流开关组件151例如包含第一电流开关S5及第二电流开关S6，其中第一电流开关S5及第二电流开关S6为反向串联连接，以分别传递流出高压侧11的电流及流入高压侧11的电流。第二电流开关组件152例如包含第三电流开关S7及第四电流开关S8，其中第三电流开关S7及第四电流开关S8为反向串联连接，以分别传递流入低压侧12的电流及流出低压侧12的电流。于另外一些实施例中，第一电流开关组件151及第二电流开关组件152可仅包含单一的电流开关，以节电流开关的设置成本。

当然，于一些具体实施例中，例如若飞跨电容变换器1的高压侧11和低压侧12中任一侧不会发生或极低概率发生短路故障，飞跨电容变换器1可对应仅包含第一电流开关组件151和第二电流开关组件152中的一者，以节电流开关的设置成本。请继续参阅图1，第一电流开关S5、第二电流开关S6、第三电流开关S7及第四电流开关S8例如是由一可控开关和一二极管组成。控制器17分别与第一电流开关S5、第二电流开关S6、第三电流开关S7及第四电流开关S8电性连接，当控制器17施加于上述电流开关上的驱动信号为高电平时，该电流开关则处于开通状态；当控制器17施加于上述电流开关上的驱动信号为低电平时，该电流开关则处于断开状态。

可以理解的是，第一电流开关组件151及第二电流开关组件152的设置位置可依据实际需求进行改动，例如第一电流开关组件151可电性连接于高压侧11的高压负端112及公共结点d之间，第二电流开关组件152亦可电性连接于低压侧12的低压正端121及功率开关组件13的第二端132之间，本发明不对其进行限制。

控制器17电性连接于电流检测组件16、第一电流开关组件151及第二电流开关组件152，控制器17于电流检测组件16检测到飞跨电容变换器1的公共结点d的电流情况为短路时控制飞跨电容变换器1中所有电流开关组件的动作，进而对应断开功率开关组件13与高压侧11及/或低压侧12的连接。具体地，例如当飞跨电容变换器1仅包含第一电流开关组件151时，并且控制器17于电流检测组件16检测到飞跨电容变换器1的公共结点d的电流情况为短路时，则控制第一电流开关组件151关闭，以断开功率开关组件13与高压侧11之间的连接；当飞跨电容变换器1仅包含第二电流开关组件152时，并且控制器17于电流检测组件16检测到飞跨电容变换器1的公共结点d的电流情况为短路时，则控制第二电流开关组件152关闭，以断开功率开关组件13与低压侧12之间的连接；当飞跨电容变换器1包含第一电流开关组件151和第二电流开关组件152时，并且控制器17于电流检测组件16检测到飞跨电容变换器1的公共结点d的电流情况为短路时，则控制第一电流开关组件151及第二电流开关组件152关闭，以断开功率开关组件13与高压侧11及与低压侧12之间的连接。

由上可知，本案的储能系统4的飞跨电容变换器1包含电流检测组件16及控制器17，且电流检测组件16电性连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间，控制器17于电流检测组件16检测到飞跨电容变换器1的公共结点d的电流情况为短路时控制第一电流开关组件151及/或第二电流开关组件152的运行，以对应断开功率开关组件13与高压侧11及/或低压侧12之间的连接。因此，本案的飞跨电容变换器1于短路故障发生时可触发保护动作，故不会形成很大的短路电流，使整体储能系统4的安全性较高。此外，根据图1的电路拓扑可知，流经公共结点d的电流为流经低压侧12的电流与流经高压侧11的电流之间的差值，因此流经公共结点d的电流小于流经低压侧12的电流。并且当高压侧11上的电压大于低压侧12上的电压的一半的情况下，流经公共结点d的电流亦小于流经高压侧11的电流，换言之，本案的储能系统4的飞跨电容变换器1中流经公共结点d的电流较小，使得检测流经公共结点d的电流检测组件16可选用规格较小的元件，进而减小电流检测组件16的体积并降低其成本。串接于公共结点d的电流开关组件也可选用规格较小的元件，进而减小电流开关组件的体积，降低成本，减小损耗，提升整体储能系统4的效率，并较容易进行散热处理。更甚者，飞跨电容变换器1的高压侧11及/或低压侧12的电流情况为短路时，由第一电源2、第二电源3、第一电容C1、第二电容C2及/或第三电容C3所产生的一或多个放电电流皆会流经公共结点d，而可被电流检测组件16快速检测，以提升飞跨电容变换器1的短路检测速度。

请继续参阅图1，于一具体实施例中，飞跨电容变换器1还可包含四个机械开关，即第一机械开关K1、第二机械开关K2、第三机械开关K3及第四机械开关K4，以使飞跨电容变换器1可利用机械开关的开启或关闭以达成主动控制高压侧11与功率开关组件13之间的连接及/或低压侧12与功率开关组件13之间的连接。第一机械开关K1电性连接于高压侧11的高压正端111及第一电流开关组件151之间。第二机械开关K2电性连接于高压侧11的高压负端112及公共结点d之间。第三机械开关K3电性连接于低压侧12的低压正端121及功率开关组件13的第二端132之间。第四机械开关K4电性连接于低压侧12的低压负端122及第二电流开关组件152之间。于一些实施例中，飞跨电容变换器可仅包含第一机械开关K1、第二机械开关K2、第三机械开关K3及第四机械开关K4中的至少其中之一的机械开关，例如单一机械开关或两个机械开关，以节省设置成本。

请参阅图2，其为本案第二实施例的储能系统的电路拓扑图。如图2所示，相较于图1所示的飞跨电容变换器1包含两个电流开关组件，本实施例的飞跨电容变换器1a仅包含单一电流开关组件，即第三电流开关组件153，第三电流开关组件153电性连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间。于一些实施例中，第三电流开关组件153例如包含第五电流开关S9及第六电流开关S10，其中第五电流开关S9及第六电流开关S10为反向串联连接，以分别传递流入功率开关组件13的电流及流出功率开关组件13的电流。于另外一些实施例中，第三电流开关组件153中可仅包含单一的电流开关，以节省电流开关的设置成本。请继续参阅图2，第五电流开关S9及第六电流开关S10例如是由一可控开关和一二极管组成。控制器17分别与第五电流开关S9及第六电流开关S10电性连接，当控制器17施加于上述电流开关上的驱动信号为高电平时，该电流开关则处于开通状态；当控制器17施加于上述电流开关上的驱动信号为低电平时，该电流开关则处于断开状态。

相较于图1所示的储能系统4的飞跨电容变换器1的电流检测组件16电性连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间，第二实施例的储能系统4a的飞跨电容变换器1a的电流检测组件可电性连接于飞跨电容变换器1a的高压侧11、低压侧12及/或公共结点d；如图2所示，飞跨电容变换器1a例如包含第一电流检测组件161、第二电流检测组件162及第三电流检测组件163。第一电流检测组件161电性连接于高压侧11的高压正端111及功率开关组件13的第一端131之间，可通过第一电流检测组件161检测高压侧11与功率开关组件13之间的短路情况；第二电流检测组件162电性连接于低压侧12的低压正端121及功率开关组件13的第二端132之间，可通过第二电流检测组件162检测低压侧12与功率开关组件13之间的短路情况；第三电流检测组件162电性连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间，可通过第三电流检测组件163同时检测高压侧11与功率开关组件13之间的短路情况以及低压侧12与功率开关组件13之间的短路情况。可以理解的是，于一些实施例中，第一电流检测组件161还可电性连接于高压侧11的高压负端112及公共节点d之间，第二电流检测组件162还可电性连接于低压侧12的低压负端122及公共节点d之间，本发明不对其进行限制。

于第二实施例中，第一电流检测组件161、第二电流检测组件162及第三电流检测组件163的设置可依据实际需求进行调整，例如，当飞跨电容变换器1a的高压侧11不会发生或极低概率发生短路故障时，可仅设置于第二电流检测组件162或第三电流检测组件163，本发明不对其进行限制。本实施例通过将第三电流开关组件153电性连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间，可同时对以下几种电路短路情况进行保护，包含有功率开关组件13的第一端131至第三端133之间的电路短路情况、功率开关组件13的第二端132至第三端133之间的电路短路情况、低压侧12的低压正端121至低压负端122之间的电路短路情况、低压侧12的低压正端121至高压侧11的高压负端112之间的电路短路情况、高压侧11的高压正端111至低压侧12的低压负端122之间的电路短路情况。当上述任一电路短路情况发生时，通过将第三电流开关组件153关断可以彻底断开上述多种短路回路。

于第二实施例的一具体实施方式中，当储能系统4a的飞跨电容变换器1a的第三电流检测组件163及第三电流开关组件153同时电性连接于功率开关组件13的第三端133与公共结点d之间时，第三电流开关组件153及第三电流检测组件163的位置可互换，即第三电流开关组件153电性连接于功率开关组件13的第三端133及第三电流检测组件163之间，且第三电流检测组件163电性连接于第三电流开关组件153及公共结点d之间。或者，第三电流检测组件163电性连接于功率开关组件13的第三端133及第三电流开关组件153之间，且第三电流开关组件153电性连接于第三电流检测组件163及公共结点d之间。

请参阅图3，其为本案第三实施例的储能系统的电路拓扑图。如图3所示，相较于图1所示的储能系统4的飞跨电容变换器1，本实施例的飞跨电容变换器1b更包含第三电流开关组件153，电性连接于电流检测组件16及公共结点d之间，即电流检测组件16及第三电流开关组件153串联连接于功率开关组件13的第三端133及公共结点d之间。当然，于一些实施例中，第三电流开关组件153及电流检测组件16的位置可互换，即第三电流开关组件153电性连接于功率开关组件13的第三端133及电流检测组件16之间，且电流检测组件16电性连接于第三电流开关组件153及公共结点d之间。并且，第三实施例的储能系统4b的飞跨电容变换器1b更包含第一电流开关组件151及/或第二电流开关组件152，其中第一电流开关组件151电性连接于飞跨电容变换器1b的高压侧11，第二电流开关组件152电性连接于飞跨电容变换器1b的低压侧12。具体地，第一电流开关组件151电性连接于飞跨电容变换器1b的高压侧11的高压正端111与功率开关组件13的第一端131之间，或者第一电流开关组件151电性连接于飞跨电容变换器1b的高压侧11的高压负端112与公共结点d之间；第二电流开关组件152电性连接于飞跨电容变换器1b的低压侧12的低压正端121与功率开关组件13的第二端132之间，或者第二电流开关组件152电性连接于飞跨电容变换器1b的低压侧12的低压负端122与公共结点d之间。于第三实施例中，通过将第一电流开关组件151电性连接于飞跨电容变换器1b的高压侧11及/或将第二电流开关组件152电性连接于飞跨电容变换器1b的低压侧12，除了可以对第二实施例中提及的几种的电流短路情况进行保护，还可以保护高压侧11的高压正端111至低压侧12的低压正端121之间的电流短路情况及保护高压侧11的高压负端112至低压侧12的低压负端122之间的电流短路情况。

于第三实施例中的一具体实施方式中，第三电流开关组件15例如包含第五电流开关S9及第六电流开关S10，其中第五电流开关S9及第六电流开关S10为反向串联连接，以分别传递流入功率开关组件13的电流及流出功率开关组件13的电流。于另外一些实施例中，第三电流开关组件153中可仅包含单一的电流开关，以节省电流开关的设置成本。

和第一实施例相同，第二实施例及第三实施例的飞跨电容变换器1亦可包含四个机械开关，即第一机械开关K1、第二机械开关K2、第三机械开关K3及第四机械开关K4，其中，第二及第三实施例的第一机械开关K1、第二机械开关K2、第三机械开关K3及第四机械开关K4相似第一实施例的第一机械开关K1、第二机械开关K2、第三机械开关K3及第四机械开关K4，故于此不再赘述。

当然，本案的储能系统的飞跨电容变换器的电流检测组件及电流开关组件的数量及设置位置皆可依据使用者需求进行更动，而并不仅局限于上述实施例的设置，于此不再赘述。

综上所述，本案的储能系统的飞跨电容变换器包含电流检测组件及控制器，且电流检测组件电性连接于功率开关组件的第三端及公共结点之间，控制器于电流检测组件检测到飞跨电容变换器的公共结点的电流情况为短路时控制电流开关组件的运行，以对应断开功率开关组件与高压侧及/或低压侧之间的连接。因此，本案的飞跨电容变换器于短路故障发生时触发保护动作，不会形成很大的短路电流，使整体储能系统的安全性较高。此外，本案的储能系统的飞跨电容变换器中流经公共结点的电流较小，使得检测流经公共结点的电流检测组件可选用规格较小的元件，进而减小电流检测组件的体积并降低其成本。串接在公共结点的电流开关组件可选用规格较小的元件，进而减小电流开关组件的体积并降低其成本，减小损耗，提升整体储能系统的效率，并较容易进行散热处理。更甚者，飞跨电容变换器的高压侧及/或低压侧的电流情况为短路时，由第一电源、第二电源、第一电容、第二电容及/或第三电容所产生的一或多个放电电流皆会流经公共结点，而可被电流检测组件快速检测，以提升飞跨电容变换器的短路检测速度。

Claims (14)

1.一种飞跨电容变换器，电性连接于一第一电源及一第二电源之间，其中该飞跨电容变换器包含：

一高压侧，电性连接于该第一电源，且包含一高压正端及一高压负端；

一低压侧，电性连接于该第二电源，且包含一低压正端及一低压负端；

一公共结点，位于该低压侧的该低压负端及该高压侧的该高压负端之间；

一功率开关组件，电性连接于该高压侧及该低压侧之间，且包含一第一端、一第二端及一第三端，且包含依序串联于该功率开关组件的该第一端及该第三端之间的一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关及一第四功率开关；

至少一电流开关组件，电性连接于该高压侧、该低压侧及/或该公共结点；

一电流检测组件，电性连接于该功率开关组件的该第三端及该公共结点之间，用以检测该飞跨电容变换器的一电流情况；以及

一控制器，电性连接于该电流检测组件及该至少一电流开关组件，该控制器于该电流检测组件检测到该电流情况为短路时控制该至少一电流开关组件的运行，以断开该功率开关组件与该高压侧之间的连接及/或该功率开关组件与该低压侧之间的连接。

2.如权利要求1所述的飞跨电容变换器，其中该至少一电流开关组件包含一第一电流开关组件及/或一第二电流开关组件，该第一电流开关组件电性连接于该高压侧的该高压正端及该功率开关组件的该第一端之间或该高压侧的该高压负端及该公共结点之间，及/或该第二电流开关组件电性连接于该低压侧的该低压负端及该公共结点之间或该低压侧的该低压正端及该功率开关组件的该第二端之间。

3.如权利要求1或2所述的飞跨电容变换器，其中该至少一电流开关组件包含一第三电流开关组件，该第三电流开关组件及该电流检测组件串联连接于该功率开关组件的该第三端及该公共结点之间。

4.如权利要求1所述的飞跨电容变换器，其中每一该电流开关组件包含两个反向串联连接的电流开关或一个电流开关。

5.如权利要求1所述的飞跨电容变换器，其中该飞跨电容变换器包含至少一机械开关，电性连接于该高压侧的该高压正端、该高压负端、该低压侧的该低压正端及/或该低压负端。

6.如权利要求1所述的飞跨电容变换器，其中该功率开关组件还包含一第一电容、一第二电容及一第三电容及一电感，该第一功率开关及该第二功率开关之间的连接处构成一第一连接点，该第二功率开关及该第三功率开关之间的连接处构成一第二连接点，该第三功率开关及该第四功率开关之间的连接处构成一第三连接点，该第一电容电性连接于该功率开关组件的该第一端及该第三端之间，该第二电容电性连接于该第一连接点及该第三连接点之间，该第三电容电性连接于该功率开关组件的该第二端及该第三端之间，该电感电性连接于该第二连接点及该功率开关组件的该第二端之间。

7.一种飞跨电容变换器，电性连接于一第一电源及一第二电源之间，其中该飞跨电容变换器包含：

一高压侧，电性连接于该第一电源，且包含一高压正端及一高压负端；

一低压侧，电性连接于该第二电源，且包含一低压正端及一低压负端；

一公共结点，位于该低压侧的该低压负端及该高压侧的该高压负端之间；

一功率开关组件，电性连接于该高压侧及该低压侧之间，包含一第一端、一第二端及一第三端，并且包含依序串联于该功率开关组件的该第一端和该第三端之间的一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关及一第四功率开关；

单一电流开关组件，电性连接于该功率开关组件的该第三端及该公共结点之间；

至少一电流检测组件，电性连接于该高压侧、该低压侧及/或该公共结点，用以检测该飞跨电容变换器的一电流情况；以及

一控制器，电性连接于该电流检测组件及该电流开关组件，该控制器于该电流检测组件检测到该电流情况为短路时控制该电流开关组件的运行，以断开该功率开关组件与该高压侧之间的连接及/或该功率开关组件与该低压侧之间的连接。

8.如权利要求7所述的飞跨电容变换器，其中该至少一电流检测组件和该电流开关组件串联连接于该功率开关组件的该第三端及该公共结点之间。

9.如权利要求7所述的飞跨电容变换器，其中该至少一电流检测组件包含一第一电流检测组件及/或一第二电流检测组件，该第一电流检测组件电性连接于该高压侧的该高压正端及该功率开关组件的该第一端之间或该高压侧的该高压负端及该公共结点之间，及/或该第二电流检测组件电性连接于该低压侧的该低压负端及该公共结点之间或该低压侧的该低压正端及该功率开关组件的该第二端之间。

10.如权利要求7所述的飞跨电容变换器，其中该电流开关组件包含两个反向串联的开关元件或一个开关元件。

11.如权利要求7所述的飞跨电容变换器，其中该飞跨电容变换器包含至少一机械开关，电性连接于该高压侧的该高压正端、该高压负端、该低压侧的该低压正端及/或该低压负端。

12.如权利要求7所述的飞跨电容变换器，其中该功率开关组件还包含一第一电容、一第二电容、一第三电容及一电感，该第一功率开关及该第二功率开关之间的连接处构成一第一连接点，该第二功率开关及该第三功率开关之间的连接处构成一第二连接点，该第三功率开关及该第四功率开关之间的连接处构成一第三连接点，该第一电容电性连接于该功率开关组件的该第一端及该第三端之间，该第二电容电性连接于该第一连接点及该第二连接点之间，该第三电容电性连接于该功率开关组件的该第二端及该第三端之间，该电感电性连接于该第二连接点及该功率开关组件的该第二端之间。

13.一种储能系统，包含：

至少一如权利要求1或7所述的飞跨电容变换器；

一电源，电性连接于该飞跨电容变换器的该高压侧的该高压正端及该高压负端之间；以及

一储能元件，电性连接于该飞跨电容变换器的该低压侧的该低压正端及该低压负端之间。

14.如权利要求13所述的储能系统，其中该电源为一直流电网或一直流公共母线，该储能元件为一电池或一超级电容。