CN117134615A - 电源转换器 - Google Patents

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Abstract

一种电源转换器，包含一第一接点、一第二接点、一第三接点、一第四接点、一第一接地点、一第二接地点、一变压器、一第一开关元件至一第五开关元件，所述第一开关元件至所述第五开关元件可受控制导通或截止而形成一第一组态与一第二组态，其中，所述第一组态是使输入至所述第一接点的电力经由所述变压器的第一侧传递至所述第三接点；而所述第二组态是使输入至所述第二接点的电力经由所述变压器的第一侧与第二侧传递至所述第四接点。达到在同一个电路架构下进行直流电力分配的目的。

Description

电源转换器
技术领域
本发明与电力转换系统有关；特别是指一种电源转换器。
背景技术
已知传统的直流/直流转换器仅具有单一输入接口与单一输出接口，只能将输入接口的电能转换至输出接口输出。应用在需供应至多个负载的电网时，便需要多个直流/直流转换器，以进行电力的分配。
如图1所示为现有的电源转换器，具有两个直流/直流转换器100，各直流/直流转换器100的输入接口连接到直流电网以接收电力，各直流/直流转换器100的输出接口分别连接一第一负载Ld1与一第二负载Ld2。另外，依照系统的需求需再设置一远程控制装置（即为被动式的转换器），进行分别控制各个直流/直流转换器100输出电力或停止输出电力至第一负载Ld1或第二负载Ld2。当系统需要达到多组负载的供电需求时，现有的电源转换器需要额外增加一组电力转换器，将使得元件数量、成本也大幅提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电源转换器，可以在同一电路架构进行直流电力的分配。
缘以达成上述目的，本发明提供的一种电源转换器，包含一第一接点、一第二接点、一第三接点、一第四接点、一第一接地点、一第二接地点、一变压器、一第一开关元件至一第五开关元件；所述变压器，包括一第一侧与一第二侧，其中，所述第一侧具有一第一绕组与一第二绕组，所述第一绕组具有一第一端与一第二端，所述第二绕组具有一第一端与一第二端；所述第二侧具有一第三绕组与一第四绕组，所述第三绕组具有一第一端与一第二端，所述第四绕组具有一第一端与一第二端，其中，所述第三绕组的第二端电性连接所述第四接点，所述第四绕组的第一端电性连接所述第二接地点。
所述第一开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第一开关元件的第一端电性连接所述第三接点，所述第一开关元件的第二端电性连接所述第一绕组的第一端；所述第二开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第二开关元件的第一端电性连接所述第一绕组的第一端与所述第一开关元件的第二端，所述第二开关元件的第二端电性连接所述第一接地点；所述第三开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第三开关元件的第二端电性连接所述第二开关元件的第二端以及所述第一接地点，所述第三开关元件的第一端电性连接所述第四绕组的第二端；所述第四开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第四开关元件的第一端电性连接所述第二绕组的第二端、所述第三绕组的第一端与所述第一接点，所述第四开关元件的第二端电性连接所述第四绕组的第一端与所述第二接地点；所述第五开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第五开关元件的第一端电性连接所述第三绕组的第二端与所述第四接点，所述第五开关元件的第二端电性连接所述第四绕组第二端与所述第三开关元件的第一端；其中，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件可受控制而形成多个组态中的一个，所述多个组态包括一第一组态与一第二组态。
其中，于所述第一组态时，是所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述第一组态的第一阶段时，是所述第一开关元件截止与所述第二开关元件导通，在所述第一组态的第二阶段时，是所述第一开关元件导通与所述第二开关元件截止，使输入至所述第一接点的电力经由所述变压器的第一侧传递至所述第三接点。
其中，于所述第二组态时，是所述第一开关元件与所述第二开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述第二组态的第一阶段时，是所述第三开关元件导通，所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，在所述第二组态的第二阶段时，是所述第三开关元件截止，所述第四开关元件与所述第五开关元件导通，使输入至所述第二接点的电力经由所述变压器的第一侧与第二侧传递至所述第四接点。
本发明的效果在于，多个开关元件可受控制而形成多个组态中的一个，通过所述多个组态形成的电力传输与分配，达到在同一个电路架构下分配直流电力的目的。
附图说明
图1为现有的电源转换器的示意图。
图2为本发明一优选实施例的电源转换器的直流/直流转换器的电路图。
图3为本发明上述优选实施例的电源转换器的电路图。
图4为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第一模式的第一阶段的示意图。
图5为本发明第一优选实施例的电源转换器操作于第一模式的第二阶段的示意图。
图6为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第二模式的第一阶段的示意图。
图7为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第二模式的第二阶段的示意图。
图8为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第三模式的第一阶段的示意图。
图9为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第三模式的第二阶段的示意图。
图10为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第四模式的第一阶段的示意图。
图11为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第四模式的第二阶段的示意图。
图12为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第五模式的第一阶段的示意图。
图13为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第五模式的第二阶段的示意图。
图14为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第六模式的第一阶段的示意图。
图15为本发明上述优选实施例的电源转换器操作于第六模式的第二阶段的示意图。
具体实施方式
为能更清楚地说明本发明，兹举优选实施例并配合附图详细说明如后。请参图2与图3所示，为本发明一优选实施例的电源转换器1，所述电源转换器1包含一直流/直流转换器10。
所述直流/直流转换器10包括一第一接点P1、一第二接点P2、一第三接点P3、一第四接点P4、一第一接地点G1、一第二接地点G2、多个开关元件Q1~Q5以及一变压器102。
所述第一接点P1与所述第一接地点G1、所述第二接点P2与所述第一接地点G1、所述第三接点P3与所述第一接地点G1，以及所述第四接点P4与所述第二接地点G2可分别电性连接一电源或一负载，于本实施例以连接电源为例，电源可以是一直流电网、一储能系统（例如电动车的储能装置或紧急供电的储能柜）或是太阳能电池等。于后是以连接电源为例说明。
请配合图3，所述第一接点P1、所述第二接点P2、所述第三接点P3与所述第四接点P4可分别与一电容C并联，通过所述多个电容C用以对所连接的直流电源进行滤波。另外，本实施例中还包括有多个选择开关S1~S3与一控制装置20，所述多个选择开关S1~S3包含有一第一选择开关S1、一第二选择开关S2以及一第三选择开关S3；其中，所述第一选择开关S1耦接于所述第一接点P1、所述第二选择开关S2耦接于所述第二接点P2，以及所述第三选择开关S3耦接于所述第三接点P3。所述控制装置20电性连接所述第一选择开关S1、所述第二选择开关S2以及所述第三选择开关S3，且所述控制装置20可选择地控制所述第一选择开关S1、所述第二选择开关S2或所述第三选择开关S3导通或截止。
所述第一接点P1与所述第二接点P2耦接一直流电源的正端，所述第一接地点G1耦接所述直流电源的负端，其中，所述直流电源以一直流电网V1为例，于本实施例当中，所述第一接点P1是通过所述第一选择开关S1耦接所述直流电网V1的正端，所述第二接点P2是通过所述第二选择开关S2耦接所述直流电网V1的正端，所述直流电网V1为DC 360~420V，但不以此为限。所述控制装置20可选择控制所述第一选择开关S1或所述第二选择开关S2导通，让所述直流电网V1的正端与所述第一接点P1或所述第二接点P2导通连接。
所述第三接点P3与所述第一接地点G1以可拆离地耦接一第一储能系统V2的正端与负端，所述第一储能系统V2可为电动车的储能装置。于本实施例中，所述第三接点P3是通过所述第三选择开关S3耦接所述第一储能系统V2的正端，所述第一储能系统V2的工作电压范围为400~800V，但不以此为限。本实施例中，所述第一储能系统V2的电压值的范围部分与所述直流电网V1的电压值的范围重迭，但所述第一储能系统V2的电压值大于所述直流电网V1的电压值。所述控制装置20可选择控制所述第三选择开关S3导通，让第一储能系统V2的正端与所述第三接点P3导通连接。
所述第四接点P4与所述第二接地点G2耦接另一储能系统，于后以一第二储能系统V3称之，所述第二储能系统V3可为紧急供电的储能柜。于本实施例的所述第二储能系统V3的工作电压范围为32-65V，但于其他实际实施上，并不以此为限。
换言之，所述第一储能系统V2的电压为最大，所述直流电网V1的电压次之，所述第二储能系统V3的电压为最小。
所述变压器102为中心抽头变压器，达到具有高升压/降压增益比的效能，但不以此为限，亦可为耦合型变压器或耦合电感。所述变压器102包括一第一侧与一第二侧，所述第一侧为高压侧，所述第二侧为低压侧。所述第一侧具有一第一绕组N1与一第二绕组N2，所述第一绕组N1具有一第一端与一第二端，所述第二绕组N2具有一第一端与一第二端，实务上，依据所述第一绕组N1与所述第二绕组N2的特性，分别于其第一端与第二端之间伴生有一第一激磁电感L1以及一第二激磁电感L2。所述第二侧具有一第三绕组N3与一第四绕组N4，所述第三绕组N3具有一第一端与一第二端，所述第四绕组N4具有一第一端与一第二端，其中，所述第三绕组N3的第二端电性连接所述第四接点P4，所述第四绕组N4的第一端电性连接所述第二接地点G2。第一绕组N1至第四绕组N4的匝数分别为n1~n4，n1与n2大于n3与n4，n3=n4，n1与n2则视跨于第二绕组N2的电压v1和跨于第一绕组N1与第二绕组N2的电压v2的比例而设定为n1>n2、n1=n2、或n1<n2，优选地，符合v1：v2=n2：(n1+n2)的条件。
各所述开关元件皆具有一第一端、一第二端与一控制端，可借由输入至各所述控制端的电讯号控制各所述第一端与各所述第二端之间导通或截止。所述多个开关元件包括一第一开关元件Q1、一第二开关元件Q2、一第三开关元件Q3、一第四开关元件Q4与一第五开关元件Q5。所述第一至第五开关元件Q1~Q5的第一端为漏极，而第二端为源极，控制端为栅极。所述多个开关元件可采用半导体开关元件，例如碳化硅MOSFET或功率MOSFET，亦可采用双极性晶体管（Bipolar）或绝缘栅极双极性晶体管（IGBT）。所述第一选择开关S1、所述第二选择开关S2与所述第三选择开关S3亦可采用前述的半导体开关元件或机械式开关（例如继电器、接触器等）。
所述第一开关元件Q1的第二端电性连接所述第一绕组N1的第一端，所述第一开关元件Q1的第一端电性连接所述第三接点P3。
所述第二开关元件Q2的第一端电性连接所述第一绕组N1的第一端与所述第一开关元件Q1的第二端，所述第二开关元件Q2的第二端电性连接所述第一接地点G1。
所述第三开关元件Q3的第一端电性连接所述第四绕组N4的第二端，所述第三开关元件Q3的第二端电性连接所述第一接地点G1与所述第二开关元件Q2的第二端。
所述第四开关元件Q4的第一端电性连接所述第二绕组N2的第二端、所述第三绕组N3的第一端与所述第一接点P1，所述第四开关元件Q4的第二端电性连接所述第四绕组N4的第一端与所述第二接地点G2。
所述第五开关元件Q5的第二端电性连接所述第四绕组N4第二端与所述第三开关元件Q3的第一端，所述第五开关元件Q5的第一端电性连接所述第三绕组N3的第二端与所述第四接点P4。
所述第一开关元件Q1至所述第五开关元件Q5是可受控制而构成多个组态中的一个，并依不同的组态而具有不同的电力切换效果。所述多个组态至少包括一第一组态与一第二组态。于本实施例中，所述多个组态另包括一第三组态、一第四组态、一第五组态与一第六组态。实务上，所述多个组态除了第一组态与第二组态之外，可另包括第三组态至第六组态中的一个组态或多个组态。
所述控制装置20电性连接所述多个开关元件的控制端，且分别控制各所述开关元件导通或截止。所述控制装置20执行多个控制模式中的一个，所述多个控制模式包括一第一控制模式至一第六控制模式，用以分别控制所述多个开关元件形成所述第一组态至第六组态。
本实施例中，所述控制装置20可电性连接所述直流电网V1、所述第一储能系统V2与所述第二储能系统V3，并侦测所述直流电网V1、所述第一储能系统V2与所述第二储能系统V3的电压状态而决定所要执行的控制模式，例如侦测所述直流电网V1、所述第一储能系统V2与所述第二储能系统V3当下的电压。但不以控制装置20侦测所述直流电网V1、所述第一储能系统V2以及所述第二储能系统V3的电压状态为限，亦可接收外部的一选择指令来选择所要执行的控制模式。
于后，配合图4至图15说明第一控制模式至第六控制模式。
〔第一控制模式〕
所述控制装置20控制所述第一选择开关S1与所述第三选择开关S3导通，控制所述第二选择开关S2截止，使得所述第一接点P1与所述第一接地点G1导通连接所述直流电网V1的正端与负端，以及所述第三接点P3与所述第一接地点G1导通连接所述第一储能系统V2的正端与负端。
所述控制装置20侦测到前述的第一储能系统V2的电压小于一第一预定电压（第一预定电压以480V为例）时，所述控制装置20控制所述第一开关元件Q1至所述第五开关元件Q5形成所述第一组态。本实施例中，所述控制装置20判断所述直流电网V1处于离峰用电状态下，且所述第一储能系统V2的电压小于所述第一预定电压时形成所述第一组态。直流电网V1处于离峰用电状态或尖峰用电状态的讯息可由外部传送至所述控制装置20，以供控制装置20判断。
请配合图4至图5所示，所述控制装置20控制所述多个开关元件形成第一组态时，是所述第三开关元件Q3、所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换。
请配合图4，在所述第一组态的第一阶段时，是所述第一开关元件Q1截止与所述第二开关元件Q2导通，所述第一激磁电感L1与所述第二激磁电感L2储能。请配合图5，在所述第一组态的第二阶段时，是所述第一开关元件Q1导通与所述第二开关元件Q2截止，所述第一激磁电感L1与所述第二激磁电感L2释能。所述第一开关元件Q1与所述第二开关元件Q2在所述第一阶段与所述第二阶段之间互补切换。其切换频率可为50K~200KHz，工作周期（Dutycycle）为50%，但不以此为限。切换频率亦可为50K~400KHz，工作周期可为35~65%，借由控制装置20进行调变。
借此，输入至所述第一接点P1的电力通过所述变压器102的第一侧输出至所述第三接点P3。于本实施例中，所述第一组态在第一阶段与第二阶段的工作周期的切换是使得所述直流/直流转换器10借由所述第一激磁电感L1与所述第二激磁电感L2在工作周期中储能与释能的切换，将所述直流电网V1输入至所述第一接点P1的电力升压，而在所述第三接点P3输出升压后的电力。直流电网V1的电力升压后可对所述第一储能系统V2进行充电。
〔第二控制模式〕
所述控制装置20控制所述第一选择开关S1与所述第三选择开关S3截止，以及所述第二选择开关S2导通，使得所述第二接点P2与所述第一接地点G1导通连接所述直流电网V1的正端与负端，以及所述第四接点P4与所述第二接地点G2导通连接所述第二储能系统V3的正端与负端。
所述控制装置20侦测到所述第二储能系统V3的电压小于一第二预定电压（第二预定电压以36V为例）时，所述控制装置20控制所述第一开关元件Q1至所述第五开关元件Q5形成所述第二组态。本实施例中，所述控制装置20判断所述直流电网V1处于离峰用电状态下，而所述控制装置20于侦测到所述第三接点P3未耦接所述第一储能系统V2，且所述第二储能系统V3的电压小于所述第二预定电压时，所述控制装置20执行第二控制模式。
配合图6与图7所示，所述控制装置20控制所述多个开关元件形成第二组态时，是所述第一开关元件Q1与所述第二开关元件Q2截止以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换。
请配合图6，在所述第二组态的第一阶段时，是所述第三开关元件Q3导通，所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5截止。请配合图7，在所述第二组态的第二阶段时，是所述第三开关元件Q3截止，所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5导通。第三开关元件Q3、所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5在所述第一阶段与所述第二阶段之间互补切换，其切换频率可为50K~200KHz，工作周期为50%，但不以此为限。其切换频率亦可为50K~400KHz，工作周期可为35~65%，借由所述控制装置20控制开关并进行调变。
借此，输入至所述第二接点P2的电力通过所述变压器102的第一侧至第二侧输出至所述第二储能系统V3。于本实施例中，所述第二组态在第一阶段与第二阶段的工作周期的切换是使得所述直流/直流转换器10借由所述变压器102所述第二绕组N2与所述第四绕组N4的匝数比的差异，将所述直流电网V1输入至所述第二接点P2的电力降压，而在第四接点P4输出降压后的电力。直流电网V1的电力降压后可对所述第二储能系统V3进行充电。
〔第三控制模式〕
所述控制装置20控制所述第一选择开关S1与所述第三选择开关S3导通，以及控制所述第二选择开关S2截止，使得所述第一接点P1与所述第一接地点G1导通连接所述直流电网V1的正端与负端，以及所述第三接点P3与所述第一接地点G1导通连接所述第一储能系统V2的正端与负端。
所述控制装置20于侦测到前述的第一储能系统V2的电压高于一第三预定电压（第三预定电压以720V为例）时，所述控制装置20控制所述第一开关元件Q1至所述第五开关元件Q5形成所述第三组态。本实施例中，所述控制装置20判断所述直流电网V1处于尖峰用电状态下，且所述第一储能系统V2的电压高于一第三预定电压时，表示所述第一储能系统V2为电力足够的状态，所述控制装置20执行第三控制模式。
请配合图8至图9所示，所述控制装置20控制所述多个开关元件形成第三组态时，是所述第三开关元件Q3、所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换。
请配合图8，在所述第三组态的第一阶段时，是所述第一开关元件Q1导通与所述第二开关元件Q2截止，所述第一激磁电感L1与所述第二激磁电感L2储能。请配合图9，在所述第三模式的第二阶段时，是所述第一开关元件Q1截止与所述第二开关元件Q2导通，所述第一激磁电感L1与所述第二激磁电感L2释能。第一开关元件Q1与第二开关元件Q2在所述第一阶段与所述第二阶段之间互补切换，其切换频率可为50K~200KHz，工作周期为50%，但不以此为限。其切换频率亦可为50K~400KHz，工作周期可为35~65%，借由所述控制装置20控制开关并进行调变。
借此，输入至所述第三接点P3的电力由所述变压器102的第一侧输出至所述第一接点P1。于本实施例中，所述第三组态在第一阶段与第二阶段的工作周期的切换是使得所述直流/直流转换器10借由所述第一激磁电感L1与所述第二激磁电感L2在工作周期中储能与释能的切换，将所述第一储能系统V2输入至所述第三接点P3的电力降压，而在第一接点P1输出降压后的电力。所述第一储能系统V2的降压后可对所述直流电网V1的电力对进行供电。
〔第四控制模式〕
所述控制装置20控制所述第一选择开关S1与所述第三选择开关S3截止，以及所述第二选择开关S2导通，使得所述第二接点P2与所述第一接地点G1导通连接所述直流电网V1的正端与负端，以及所述第四接点P4与所述第二接地点G2导通连接所述第二储能系统V3的正端与负端。
所述控制装置20侦测到所述第二储能系统V3的电压高于一第四预定电压时（第四预定电压以60V为例）时，所述控制装置20控制所述第一开关元件Q1至所述第五开关元件Q5形成所述第四组态。本实施例中，所述控制装置20判断所述直流电网V1处于尖峰用电状态下，且所述第二储能系统V3的电压高于一第四预定电压时，表示所述第二储能系统V3为电力足够的状态，所述控制装置20执行第四控制模式。
请配合图10至图11所示，所述控制装置20控制所述多个开关元件形成第四组态时，是所述第一开关元件Q1与所述第二开关元件Q2截止，以及交替地执行一第一阶段与一第二阶段的控制。
请配合图10，在所述第四组态的第一阶段时，是所述第三开关元件Q3截止，所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5导通。请配合图11，在所述第四组态的第二阶段时，是所述第三开关元件Q3导通，所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5截止。所述第三开关元件Q3、所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5在所述第一阶段与所述第二阶段之间互补切换，其切换频率可为50K~200KHz，工作周期为50%，但不以此为限。其切换频率亦可为50K~400KHz，工作周期可为35~65%，借由所述控制装置20控制开关并进行调变。
借此，输入至所述第二储能系统V3的电力经由所述变压器102的第二侧至第一侧经过所述第二接点P2输出至所述直流电网V1。于本实施例中第四组态在第一阶段与第二阶段的工作周期的切换是使得所述直流/直流转换器10所述第二绕组N2与所述第四绕组N4的匝数比的差异，将所述第二储能系统V3输入至所述第四接点P4的电力升压，而在所述第二接点P2输出升压后的电力。所述第二储能系统V3的电力升压后可对所述直流电网V1的电力对进行供电。
〔第五控制模式〕
所述控制装置20控制所述第一选择开关S1与所述第二选择开关S2截止，以及所述第三选择开关S3导通，使得所述第三接点P3与所述第一接地点G1导通连接所述第一储能系统V2的正端与负端，以及所述第四接点P4与所述第二接地点G2导通连接所述第二储能系统V3的正端与负端。本实施例中，所述控制装置20侦测到所述第一储能系统V2的电压高于一第五预定电压（第五预定电压以480V为例）时，表示所述第一储能系统V2为电力足够的状态，所述控制装置20执行第五控制模式。
请配合图12至图13所示，所述控制装置20控制所述多个开关元件形成第六组态时，是所述第二开关元件Q2截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换。
请配合图12，在所述第五组态的第一阶段时，是所述第一开关元件Q1与所述第三开关元件Q3导通，所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5截止。请配合图13，在所述第五组态的第二阶段时，是所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5导通，所述第一开关元件Q1与所述第三开关元件Q3截止。所述第一开关元件Q1、所述第三开关元件Q3、所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5在所述第一阶段与所述第二阶段之间互补切换，其切换频率可为50K~200KHz，工作周期为50%，但不以此为限。其切换频率亦可为50K~400KHz，工作周期可为35~65%，借由所述控制装置20控制开关并进行调变。
借此，输入至所述第一储能系统V2的电力经由所述变压器102的第一侧至第二侧输出至所述第二储能系统V3。于本实施例中，所述第五组态在第一阶段与第二阶段的工作周期的切换是使得所述直流/直流转换器10借由所述第一绕组N1与所述第三绕组N3的匝数比的差异及所述第二绕组N2与所述第四绕组N4的匝数比的差异，将所述第一储能系统V2输入至所述第三接点P3的电力降压，而在第四接点P4输出降压后的电力。所述第一储能系统V2的电力降压后可对所述第二储能系统V3的电力对进行充电。
〔第六控制模式〕
所述控制装置20控制所述第一选择开关S1与所述第二选择开关S2截止，以及所述第三选择开关S3导通，使得所述第三接点P3与所述第一接地点G1导通连接所述第一储能系统V2的正端与负端，以及所述第四接点P4与所述第二接地点G2导通连接所述第二储能系统V3的正端与负端。
所述控制装置20侦测到所述第二储能系统V3的电压高于一第六预定电压（第六预定电压以36V为例）时，所述控制装置20控制所述第一开关元件Q1至所述第五开关元件Q5形成第六组态。本实施例中，所述控制装置20判断所述第三接点P3所连接的第一储能系统V2处于电力不足状态下，且所述第二储能系统V3的电压高于所述第六预定电压时，而启动所述第二储能系统V3做紧急供电，所述控制装置20执行第六控制模式。
配合图14与图15所示，所述控制装置20控制所述多个开关元件形成第六组态时，是所述第二开关元件Q2截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换。
请配合图14，在所述第六组态的第一阶段时，是所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5导通，所述第一开关元件Q1与所述第三开关元件Q3截止。请配合图15，在所述第六组态的第二阶段时，是所述第一开关元件Q1与所述第三开关元件Q3导通，所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5截止。所述第一开关元件Q1、所述第三开关元件Q3、所述第四开关元件Q4与所述第五开关元件Q5在所述第一阶段与所述第二阶段之间互补切换，其切换频率可为50K~200KHz，工作周期为50%，但不以此为限。其切换频率亦可为50K~400KHz，工作周期可为35~65%，借由所述控制装置20控制开关并进行调变。
借此，输入至所述第二储能系统V3的电力经由所述变压器102的第二侧至第一侧输出至所述第一储能系统V2。于本实施例中第六组态在第一阶段与第二阶段的工作周期的切换是使得所述直流/直流转换器10借由所述第一绕组N1与所述第三绕组N3的匝数比的差异及所述第二绕组N2与所述第四绕组N4的匝数比的差异，将所述第二储能系统V3输入至所述第四接点P4的电力升压，而在所述第三接点P3输出升压后的电力。所述第二储能系统V3的电力升压后可对所述第一储能系统V2进行充电。
据上所述，借由本发明的电源转换器1具有所述直流电网V1、所述第一储能系统V2、所述第二储能系统V3与所述多个开关元件电性连接，经过所述多个开关元件的切换以及所述变压器102将电力进行升压或降压，使得所述直流电网V1电力可传递至所述第一储能系统V2或所述第二储能系统V3，在通过所述控制装置20控制所述多个开关元件导通或截止达到有效的管理与分配。另外，所述第一储能系统V2可借由开关元件的切换及所述变压器102将电力传递至所述直流电网V1或所述第二储能系统V3，所述第二储能系统V3可借由开关元件的切换及所述变压器102将电力传递至所述直流电网V1或所述第一储能系统V2，借此，达到双向电力传输的效果。
以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。
附图标记说明
［现有］
100：直流/直流转换器
Ld1：第一负载
Ld2：第二负载
［本发明］
1：电源转换器
10：直流/直流转换器
102：变压器
20：控制装置
C：电容
G1：第一接地点
G2：第二接地点
P1：第一接点
P2：第二接点
P3：第三接点
P4：第四接点
V1：直流电网
V2：第一储能系统
V3：第二储能系统
N1：第一绕组
N2：第二绕组
N3：第三绕组
N4：第四绕组
L1：第一激磁电感
L2：第二激磁电感
Q1：第一开关元件
Q2：第二开关元件
Q3：第三开关元件
Q4：第四开关元件
Q5：第五开关元件
S1：第一选择开关
S2：第二选择开关
S3：第三选择开关

Claims (11)

1.一种电源转换器，包含：
一第一接点、一第二接点、一第三接点、一第四接点、一第一接地点以及一第二接地点；
一变压器，包括一第一侧与一第二侧，其中，所述第一侧具有一第一绕组与一第二绕组，所述第一绕组具有一第一端与一第二端，所述第二绕组具有一第一端与一第二端；所述第二侧具有一第三绕组与一第四绕组，所述第三绕组具有一第一端与一第二端，所述第四绕组具有一第一端与一第二端，其中，所述第三绕组的第二端电性连接所述第四接点，所述第四绕组的第一端电性连接所述第二接地点；
一第一开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第一开关元件的第一端电性连接所述第三接点，所述第一开关元件的第二端电性连接所述第一绕组的第一端；
一第二开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第二开关元件的第一端电性连接所述第一绕组的第一端与所述第一开关元件的第二端，所述第二开关元件的第二端电性连接所述第一接地点；
一第三开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第三开关元件的第二端电性连接所述第二开关元件的第二端以及所述第一接地点，所述第三开关元件的第一端电性连接所述第四绕组的第二端；
一第四开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第四开关元件的第一端电性连接所述第二绕组的第二端、所述第三绕组的第一端与所述第一接点，所述第四开关元件的第二端电性连接所述第四绕组的第一端与所述第二接地点；
一第五开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第五开关元件的第一端电性连接所述第三绕组的第二端与所述第四接点，所述第五开关元件的第二端电性连接所述第四绕组第二端与所述第三开关元件的第一端；
其中，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件可受控制而形成多个组态中的一个，所述多个组态包括一第一组态与一第二组态；
其中，于所述第一组态时，是所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述第一组态的第一阶段时，是所述第一开关元件截止与所述第二开关元件导通，在所述第一组态的第二阶段时，是所述第一开关元件导通与所述第二开关元件截止，使输入至所述第一接点的电力经由所述变压器的第一侧传递至所述第三接点；
其中，于所述第二组态时，是所述第一开关元件与所述第二开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述第二组态的第一阶段时，是所述第三开关元件导通，所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，在所述第二组态的第二阶段时，是所述第三开关元件截止，所述第四开关元件与所述第五开关元件导通，使输入至所述第二接点的电力经由所述变压器的第一侧与第二侧传递至所述第四接点。
2.如权利要求1所述的电源转换器，其中，包含一控制装置，电性连接所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件；其中所述第一接点耦接一直流电源的正端，所述第一接地点耦接所述直流电源的负端；所述第三接点与所述第一接地点可拆离地分别耦接一第一储能系统的正端与负端；所述控制装置于侦测到所述第一储能系统的电压小于一第一预定电压时，控制所述第一开关至所述第五开关形成所述第一组态。
3.如权利要求2所述的电源转换器，其中，所述第二接点耦接一直流电源的正端，所述第一接地点耦接所述直流电源的负端；所述第四接点与所述第二接地点分别耦接一第二储能系统的正端与负端；所述控制装置于侦测到所述第三接点与所述第一接地点未耦接所述第一储能系统，且控制装置于侦测到所述第二储能系统的电压小于一第二预定电压时，控制所述第一开关至所述第五开关形成所述第二组态。
4.如权利要求1所述的电源转换器，其中，所述多个组态还包括一第三组态，于所述第三组态时，是所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述第三组态的第一阶段时，是所述第一开关元件导通与所述第二开关元件截止，在所述第三组态的第二阶段时，是所述第一开关元件截止与所述第二开关元件导通，使输入至所述第三接点的电力经由所述变压器的第一侧传递至所述第一接点。
5.如权利要求4所述的电源转换器，其中，包含一控制装置，电性连接所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件；其中所述第一接点耦接一直流电源的正端，所述第一接地点耦接所述直流电源的负端；所述第三接点与所述第一接地点可拆离地分别耦接一第一储能系统的正端与负端；所述控制装置于侦测到所述第一储能系统的电压大于一预定电压时，控制所述第一开关至所述第五开关形成所述第三组态。
6.如权利要求1所述的电源转换器，其中，所述多个组态还包括一另一组态，于所述另一组态时，是所述第一开关元件与所述第二开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述另一组态的第一阶段时，是所述第三开关元件截止，所述第四开关元件与所述第五开关元件导通，在所述另一组态的第二阶段时，是所述第三开关元件导通，所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，使输入至所述第四接点的电力经由所述变压器的第二侧与第一侧传递至所述第二接点。
7.如权利要求6所述的电源转换器，其中，包含一控制装置，电性连接所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件；其中所述第四接点与所述第二接地点耦接一储能系统，所述第二接点耦接一直流电源的正端，所述第一接地点耦接所述直流电源的负端；所述控制装置于侦测到所述储能系统的电压大于一第四预定电压时，形成所述另一组态。
8.如权利要求1所述的电源转换器，其中，所述多个组态还包括一另一组态，于所述另一模式时，是所述第二开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述另一组态的第一阶段时，是控制所述第一开关元件与所述第三开关元件导通，所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，在所述另一组态的第二阶段时，是控制所述第四开关元件与所述第五开关元件导通，所述第一开关元件与所述第三开关元件截止，使输入至所述第三接点的电力经由所述变压器的第一侧与第二侧传递至所述第四接点。
9.如权利要求8所述的电源转换器，其中，包含一控制装置，电性连接所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件；其中所述第三接点与所述第一接地点耦接一第一储能系统，所述第四接点与所述第二接地点耦接一第二储能系统；所述控制装置于侦测到所述第一储能系统的电压大于一预定电压时，形成所述另一组态。
10.如权利要求1所述的电源转换器，其中，所述多个组态还包括一另一组态，执行所述另一组态时，是所述第二开关元件截止，以及交替地在一第一阶段与一第二阶段切换，其中，在所述另一组态的第一阶段时，是所述第四开关元件与所述第五开关元件导通，所述第一开关元件与所述第三开关元件截止，在所述另一组态的第二阶段时，是所述第一开关元件与所述第三开关元件导通，所述第四开关元件与所述第五开关元件截止，使输入至所述第四接点的电力经由所述变压器的第二侧与第一侧传递至所述第三接点。
11.如权利要求10所述的电源转换器，其中，包含一控制装置，电性连接所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件与所述第五开关元件；其中所述第三接点与所述第一接地点耦接一第一储能系统，所述第四接点与所述第二接地点耦接一第二储能系统；所述控制装置于侦测到所述第二储能系统的电压大于一预定电压时，形成所述另一组态。
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