TWI504129B - Bidirectional power conversion device - Google Patents

Description

雙向電源轉換裝置

本發明是有關於一種電源轉換裝置，特別是指一種雙向電源轉換裝置。

有關一交流儲能單元及一直流儲能單元之間的電源轉換的雙向電源轉換技術，其中，該直流儲能單元包含一負載(圖未示)及一分散式能源(distributed energy resources，DERs)(圖未示)，在分散式能源產生的電力不足時，該交流儲能單元，如市電，可輸出交流電壓並經該雙向電源轉換裝置轉換成直流電源，並將該直流電源提供給該直流儲能單元，如負載。或者，在分散式能源產生的電力充沛時，該直流儲能單元可輸出直流電壓並經該雙向電源轉換裝置轉換成交流電源，並將該交流電源提供給該交流儲能單元。

上述技術利用一雙向轉換器及一控制單元，該控制單元包括一雙極性脈衝寬度調變(Bipolar Pulse Width Modulation，簡稱Bipolar PWM或BPWM)，或一單極性脈衝寬度調變(Unipolar Pulse Width Modulation，簡稱Unipolar PWM或UPWM)的控制電路，以控制該雙向轉換器 。使得在一參考三角波信號的每個週期期間內，該雙極性脈衝寬度調變或單極性脈衝寬度調變的控制電路都會使該雙向轉換器中之多數開關的切換次數相當高(例如，對於一具有四個開關的雙向轉換器可高達八次)，因此導致相對高的切換損失(switching loss)。

此外，若要提高轉換在該交流儲能單元與該直流儲能單元之間的功率，最直接又可行的作法是將複數個雙向轉換器並聯於該交流儲能單元和該直流儲能單元之間。然而，這種並聯的架構往往都會存在環流(circulating currents)的問題，並造成負載電流線性失真(line-current distortion)及不平衡的負載分配(unbalanced load sharing)，使得整體系統的效能降低。

參閱圖1，一種可解決並聯之環流問題的習知雙向電源轉換裝置包含多個並聯連接該交流儲能單元18的變壓器12、多個分別電連接該等變壓器12且並聯連接該直流儲能單元19的的雙向轉換器11、及一控制該等雙向轉換器11的控制單元13。該雙向電源轉換裝置利用該等變壓器12，將分別與其並聯的該等雙向轉換器11與該交流儲能單元18隔離，以避免環流的產生。然而，這種習知的雙向電源轉換裝置必須包含多個變壓器12，使得整個裝置既昂貴又體積龐大，此不利於實際上的實行。

因此，本發明之目的，即在提供一種切換損失低、沒有環流問題又體積相對小的雙向電源轉換裝置。

於是，本發明雙向電源轉換裝置，適用於在一交流儲能單元及一直流儲能單元之間的電源轉換，並包含N個雙向轉換器及一控制單元，N為整數且≧1。每個雙向轉換器能產生一輸出功率，並包括一電容器、一第一開關單元、一第二開關單元、一第三開關單元、一第四開關單元、一第一電感器、一第二電感器及一控制單元：該電容器適於並聯連接該直流儲能單元。

該第一與該第二開關單元串聯連接，且並聯連接於該電容器，該第一與第二開關單元分別回應於一第一與一第二控制信號而導通或不導通。

該第三與該第四開關單元串聯連接，且並聯連接於該電容器，該第三開關單元電連接該第一開關單元，該第四開關單元電連接該第二開關單元，該第三與第四開關單元分別回應於一第三與一第四控制信號而導通或不導通。

該第一電感器電連接於該第一與第二開關單元間的一第一共同接點與該交流儲能單元的一第一端。

該第二電感器電連接於該第三與第四開關單元間的一第二共同接點與該交流儲能單元的一第二端。

該控制單元接收一預定直流電壓、一儲存於該直流儲能單元的直流電壓、一儲存於該交流儲能單元的交流電壓、及分別流經每個雙向轉換器之第一與第二電感器的第一與第二電流。

其中，當N=1時，該控制單元根據該預定直流 電壓、該直流電壓、該交流電壓、及該第一電流產生該第一至第四控制信號，並將該第一至第四控制信號分別輸出至該第一至第四開關單元。

其中，當N≧2時，該控制單元根據該預定直流電壓、該直流電壓、該交流電壓、及分別流經第j個雙向轉換器之第一與第二電感器的第一與第二電流，產生對應於第j個雙向轉換器的該第一至第四控制信號，並將該第一至第四控制信號分別輸出至第j個雙向轉換器的該第一至第四開關單元，其中1≦j≦N。

本發明之功效在於：利用該控制單元產生對應該N個雙向轉換器的N個第一至第四控制信號，以分別控制該N個第一至第四開關單元，以實現切換損失低、沒有環流問題又體積小的雙向電源轉換裝置。

2‧‧‧雙向轉換器

21‧‧‧第一開關單元

22‧‧‧第二開關單元

23‧‧‧第三開關單元

24‧‧‧第四開關單元

25‧‧‧第一電感器

26‧‧‧第二電感器

27‧‧‧電容器

3‧‧‧控制單元

31‧‧‧電壓電流轉換器

32‧‧‧控制電路

33‧‧‧比較器

34‧‧‧信號產生器

35‧‧‧前饋控制器

38‧‧‧控制模組

39‧‧‧共模補償模組

381‧‧‧定標器

382‧‧‧電流電壓轉換器

383‧‧‧加法器

384‧‧‧第一比較器

385‧‧‧第二比較器

386‧‧‧乘法器

387‧‧‧差模補償器

391‧‧‧電流電壓轉換器

392‧‧‧邏輯模組

393‧‧‧第一比較器

394‧‧‧第二比較器

8‧‧‧交流儲能單元

9‧‧‧直流儲能單元

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明一習知之雙向電源轉換裝置；圖2是一電路圖，說明本發明雙向電源轉換裝置之一第一較佳實施例；圖3是一電路圖，說明該第一較佳實施例之控制單元；圖4是一電路圖，說明本發明之一第二較佳實施例；圖5是一電路圖，說明該第二較佳實施例之控制單元；圖6是一電路圖，說明該第二較佳實施例之共模補償模組； 圖7是一電路圖，說明該第二較佳實施例之控制模組；圖8繪示本發明該第二較佳實施例在交流電壓轉換成直流電源時所產生之共模環流與差模環流的一模擬實驗結果；及圖9繪示本發明該第二較佳實施例在直流電壓轉換成交流電源時所產生之共模環流與差模環流的一模擬實驗結果。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明雙向電源轉換裝置之第一較佳實施例，適用於在一交流儲能單元8及一直流儲能單元9之間的電源轉換。在本實施例中，該直流儲能單元9包含一負載(圖未示)及一如太陽能發電、風力發電、水力發電等之分散式能源(圖未示)，在該分散式能源產生的電力不足以供應負載時，該交流儲能單元8，如市電，可輸出交流電壓並經該雙向電源轉換裝置轉換成直流電源，並將該直流電源提供給該直流儲能單元9的負載。或者，在分散式能源產生的電力充沛時，該直流儲能單元9可輸出直流電壓並經該雙向電源轉換裝置轉換成交流電源，並將該交流電源提供給該交流儲能單元8。

該雙向電源轉換裝置包含單一個雙向轉換器2及一控制單元3。該雙向轉換器2包括一電容器27、一第一開關單元21、一第二開關單元22、一第三開關單元23 、一第四開關單元24、一第一電感器25、及一第二電感器26。

該電容器27適於並聯連接該直流儲能單元9。該第一與第二開關單元21、22串聯連接，且並聯連接於該電容器27，該第一與第二開關單元21、22分別回應於一第一與一第二控制信號而導通或不導通。該第三與第四開關單元23、24串聯連接，且並聯連接於該電容器27，該第三開關單元23電連接該第一開關單元21，該第四開關單元24電連接該第二開關單元22，該第三與第四開關單元23、24分別回應於一第三與一第四控制信號而導通或不導通。

該第一至第四開關單元21-24分別具有一如NPN型雙極性電晶體(bipolar junction transistor,BJT)的半導體元件，及一並聯連接的二極體，在本實施例中，該二極體可為該半導體元件的寄生二極體，而在其他實施例中，可為一獨立的二極體元件。

該第一電感器25電連接於該第一與第二開關單元21、22間的一第一共同接點n1與該交流儲能單元8的一第一端。該第二電感器26電連接於該第三與第四開關單元23、24間的一第二共同接點n2與該交流儲能單元8的一第二端。在其他實施例中，該第二電感器26可自該第二共同接點n2與該交流儲能單元8之間移除並將其等效合併於該第一電感器25。

該控制單元3接收一預定直流電壓V_dc *、一儲 存於該直流儲能單元9的直流電壓V_dc 、一儲存於該交流儲能單元8的交流電壓v_s ，及流經該雙向轉換器2之第一電感器25的第一電流i₁₁ ，並根據該預定直流電壓V_dc *、該直流電壓V_dc 、該交流電壓v_s 、及該第一電流i₁₁ ，產生該第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ ，並將該第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ 分別輸出至該第一至第四開關單元21-24。

參閱圖3，該控制單元3包括一電壓電流轉換器31、一前饋控制器35、一控制電路32、一比較器33、及一信號產生器34。

該電壓電流轉換器31，如比例積分轉換器(Proportional-Integral Controller)，適於接收該預定直流電壓V_dc *與該直流電壓V_dc ，根據該預定直流電壓V_dc *與該直流電壓V_dc 的電壓差，產生一電流信號。

該前饋控制器35適於接收該預定直流電壓V_dc *、該交流電壓v_s 、及一參考三角波信號，且根據下列公式產生一前饋控制信號v_ff ，並將該前饋控制信號輸出至該控制電路32。該參考三角波信號具有一峰值為V_tri 。

該控制電路32包含一控制模組38，電連接該電壓電流轉換器31及該前饋控制器35，接收來自該電壓電流轉換器31的電流信號、該交流電壓v_s 、該第一電流i₁₁ 、及來自該該前饋控制器35的前饋控制信號，並根據該電流 信號、該交流電壓v_s 、該第一電流i₁₁ 、及該前饋控制信號，產生一第一輸出信號及一第二輸出信號。

該比較器33適於接收該交流電壓v_s ，並據以產生一第三輸出信號。當v_s >0時，該第三輸出信號為高準位，當v_s <0時，該第三輸出信號為低準位。

該信號產生器34電連接該控制電路32與該比較器33，以便接收來自該控制電路32的第一與第二輸出信號以及來自該比較器33的第三輸出信號，並根據所接收之第一至第三輸出信號產生用於分別控制該第一至第四開關單元21-24之該第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ 。

該控制電路32的控制模組38包含一定標器(scaling circuit)381、一乘法器386、一電流電壓轉換器382、一加法器383、一第一比較器384、及一第二比較器385。

該定標器381適用於接收該交流電壓vs，輸出一具有一預定振幅及一與該交流電壓vs同相之相位的定標信號。在本實施例中，該定標信號的預定振幅為1伏特。

該乘法器386電連接該電壓電流轉換器31及該定標器381，接收該電流信號及定標信號，並根據二者之乘積，產生一乘法信號。

該電流電壓轉換器382，如比例積分轉換器(Proportional-Integral Controller)，電連接該乘法器386，接收該乘法信號及該第一電流i₁₁ ，根據該乘法信號及該第一電流i₁₁ 的電流差，產生一電壓信號。

該加法器383電連接該前饋控制器35及電流電壓轉換器382，以接收分別來自該前饋控制器35及電流電壓轉換器382的前饋控制信號及電壓信號，並根據二者之和，產生一相加信號。

該第一比較器384電連接該加法器383，接收該相加信號及該參考三角波信號，並據以利用脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)的方法產生該第一輸出信號。也就是當該相加信號大於該參考三角波信號時，該第一輸出信號為高準位，當該相加信號小於該參考三角波信號時，該第一輸出信號為低準位。

該第二比較器385電連接該電壓電流轉換器31，接收來自該電壓電流轉換器31的電流信號，並根據該電流信號，產生該第二輸出信號。當該電流信號大於零時，該第二輸出信號為高準位，當該電流信號小於零時，該第二輸出信號為低準位。

再參閱圖2，當該雙向電源轉換裝置用於將儲存於該交流儲能單元8之交流電壓轉換成直流電源並將該直流電源輸出至該直流儲能單元9時：於該交流電壓v_s 的正半週期期間，該控制單元3藉由輸出至該雙向轉換器2的第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ 控制該雙向轉換器2，以使得該雙向轉換器2中的該第二及第三開關單元22、23中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第一及第四開關單元21、24不導通，使得在該參考三角波信號的每個週期時間內 ，只會有兩次開關切換。

於該交流電壓v_s 的負半週期期間，該控制單元3藉由輸出至該雙向轉換器2的第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ 控制該雙向轉換器2，以使得該雙向轉換器2中的該第一及第四開關單元21、24中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第二及第三開關單元22、23不導通，使得在該參考三角波信號的每個週期時間內，只會有兩次開關切換。

當該雙向電源轉換裝置用於將儲存於該直流儲能單元9之直流電壓轉換成交流電源並將該交流電源輸出至該交流儲能單元8時：於該交流電壓v_s 的正半週期期間，該控制單元3藉由輸出至該雙向轉換器2的第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ 控制該雙向轉換器2，以使得該雙向轉換器2中的該第一及第四開關單元21、24中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第二及第三開關單元22、23不導通，使得在該參考三角波信號的每個週期時間內，只會有兩次開關切換。

於該交流電壓v_s 的負半週期期間，該控制單元3藉由輸出至該雙向轉換器2的第一至第四控制信號T₁₁ -T₁₄ 控制該雙向轉換器2，以使得該雙向轉換器2中的該第二及第三開關單元22、23中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第一及第四開關單元21、24不導通，使得在該參考三角波信號的每個週期時間內 ，只會有兩次開關切換。

由於開關切換所造成的功率損失，即切換損失，正比於開關切換的次數，當本實施例與習知雙極性脈衝寬度調變(BPWM)或單極性脈衝寬度調變(UPWM)的三角波信號週期相同時，在每個三角波信號的週期時內，本實施例的開關切換次數只有二次，遠低於上述習知技術的中所需之切換次數(例如，八次)，因此，能夠達到較低的切換損失。

參閱圖4，本發明雙向電源轉換裝置之第二較佳實施例，大致上是與該第一較佳實施例相似，不同的地方在於：該雙向電源轉換裝置包含N個雙向轉換器2，其中N=2，每個雙向轉換器2能產生一輸出功率P_j ，1≦j≦2，且適於並聯連接於該交流儲能單元8與該直流儲能單元9之間。該控制單元3還接收流經每一雙向轉換器2之第二電感器25的第二電流i_j2 ，並根據該預定直流電壓V_dc *、該直流電壓V_dc 、該交流電壓v_s 、及分別流經第j個雙向轉換器之第一與第二電感器25、26的第一與第二電流i_j1 、i_j2 ，產生對應於第j個雙向轉換器2的該第一至第四控制信號T_j1 -T_j4 ，並將該第一至第四控制信號T_j1 -T_j4 分別輸出至第j個雙向轉換器2的該第一至第四開關單元21-24。

參閱圖5，在本實施例中，該控制單元3包括一電壓電流轉換器31、兩個控制電路32、一比較器33、及兩個信號產生器34，其中該電壓電流轉換器31、該比較器33 、及每個信號產生器34與第一較佳實施例中者相同。此外，值得注意的是，該控制單元3省略如第一較佳實施例中的前饋控制器35(見圖3)。然而，在其他實施例中，該控制單元3亦可保留如第一較佳實施例中的前饋控制器35。

再參閱圖5，在本實施例中，該控制單元3的每個控制電路32包含一控制模組38及一共模補償模組39。對於該控制單元3的每個控制電路32，該控制模組38電連接該電壓電流轉換器31，接收來自該電壓電流轉換器31的電流信號、該交流電壓v_s 、及該第一電流i_j1 ，並根據該電流信號、該交流電壓v_s 、及該第一電流i_j1 ，產生一第一輸出信號及一第二輸出信號，且將該第一與第二輸出信號輸出至一對應的信號產生器34；該共模補償模組39接收該交流電壓v_s 及該對應雙向轉換器2的第一與第二電流i_j1 、i_j2 並據以產生一第四輸出信號，且將該第四輸出信號輸出至該對應的信號產生器34。於是，每個控制單元的信號產生器34根據來自一對應的控制電路32之第一、第二及第四信號與來自該比較器33的第三比較信號來產生該第一至第四控制信號T_j1 -T_j4 。

參閱圖6，該控制單元3之每個控制電路32的共模補償模組39包括一電流電壓轉換器391、一第一比較器393、一第二比較器394、及一邏輯模組392。

該電流電壓轉換器391，如比例積分轉換器(Proportional-Integral Controller)，接收該對應雙向轉換器2的第一與第二電流i_j1 、i_j2 ，根據該第一電流i_j1 及該第二 電流i_j2 的電流差，產生一電壓信號。

該第一比較器393電連接該電流電壓轉換器391，接收來自該電流電壓轉換器391的電壓信號及一由一三角波產生器(圖未示)所產生的參考三角波信號，並據以利用脈波寬度調變(PWM)的方法產生一第一比較信號。也就是當該電壓信號大於該參考三角波信號時，該第一比較信號為高準位，當該電壓信號小於該參考三角波信號時，該第一比較信號為低準位。

該第二比較器394適於接收該交流電壓vs，並據以產生一第二比較信號。當v_s >0時，該第二比較輸出信號為高準位，當v_s <0時，該第二比較信號為低準位。

該邏輯模組392電連接該第一及第二比較器393、394，接收分別來自第一比較器393及第二比較器394的第一及第二比較信號，並據以產生該第四輸出信號。

參閱圖5及圖7，該控制單元3之每一控制電路32的控制模組38包含一差模補償器387、一定標器381、一乘法器386、一電流電壓轉換器382、一第一比較器384、及一第二比較器385。

該差模補償器387接收該來自電壓電流轉換器31的電流信號，並根據該電流信號及下列公式的比值σ_j ，將該電流信號與σ_j 相乘，產生一差模補償電流信號。該比值σ_j 即是該對應的雙向轉換器2所能產生的輸出功率P_j 佔該雙向電源轉換裝置輸出功率的比例。

該定標器381適用於接收該交流電壓vs，輸出一具有一預定振幅及一與該交流電壓vs同相之相位的定標信號。在本實施例中，該定標信號的預定振幅為1伏特。

該乘法器386電連接該差模補償器387及該定標器381，接收該差模補償電流信號及定標信號，並根據二者之乘積，產生一乘法信號。

該電流電壓轉換器382，如比例積分轉換器，電連接該乘法器386，接收該乘法信號及該對應雙向轉換器2的第一電流i_j1 ，根據該乘法信號及該第一電流i_j1 的電流差，以產生一電壓信號。

該第一比較器384電連接該電流電壓轉換器382，接收該電壓信號及及該參考三角波信號，並據以利用脈波寬度調變(PWM)的方法產生該第一輸出信號。也就是當該電壓信號大於該參考三角波信號時，該第一輸出信號為高準位，當該電壓信號小於該參考三角波信號時，該第一輸出信號為低準位。

該第二比較器385，電連接該差模補償器387，接收來自該差模補償器387的差模補償電流信號，並據以產生該第二輸出信號。當該差模補償電流信號大於零時，該第二輸出信號為高準位，當該差模補償電流信號小於零時，該第二輸出信號為低準位。

為明確瞭解該第二較佳實施例能有效解決兩個 雙向轉換器2並聯時的環流問題，利用表1中的參數及元件條件，對該雙向電源轉換裝置所產生的一共模環流i_{cmcc_j} 及一差模環流i_{dmcc_jm} 進行一模擬實驗，並且該共模環流i_{cmcc_j} 及該差模環流i_{dmcc_jm} 可依照下列公式被定義出：

i _{cmcc _j} =i _{j 1} -i _{j 2}

i _{dmcc _jm} =σ _m i _{j 1} -σ _j i _{m 1}

j ,m {1,2,3...N },j ≠m

圖8繪示當該第二較佳實施例之雙向電源轉換裝置用於將儲存於該交流儲能單元8之交流電壓轉換成直流電源並將該直流電源輸出至該直流儲能單元9時該雙向電源轉換裝置所產生之共模環流i_{cmcc_1} 和差模環流i_{dmcc_12} 的一模擬實驗結果，由此結果可知該共模環流i_{cmcc_1} (見圖8的(a))和差模環流i_{dmcc_12} (見圖8的(b))都趨近於零。

圖9繪示當該第二較佳實施例之雙向電源轉換裝置用於將儲存於該直流儲能單元9之直流電壓轉換成交 流電源並將該交流電源輸出至該交流儲能單元8時該雙向電源轉換裝置所產生之共模環流i_{cmcc_1} 和差模環流i_{dmcc_12} 的一模擬實驗結果，由此結果可知該共模環流i_{cmcc_1} (見圖9的(a))和差模環流i_{dmcc_12} (見圖9的(b))都趨近於零。

綜上所述，藉由該控制單元3不僅能產生一個雙向轉換器的第一至第四控制信號，以實現切換損失低的雙向電源轉換裝置，也能產生對應多個並聯的雙向轉換器的多個第一至第四控制信號，以解決環流問題且不需使用任何變壓器，以實現體積小的雙向電源轉換裝置，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧雙向轉換器

21‧‧‧第一開關單元

22‧‧‧第二開關單元

23‧‧‧第三開關單元

24‧‧‧第四開關單元

25‧‧‧第一電感器

26‧‧‧第二電感器

27‧‧‧電容器

3‧‧‧控制單元

8‧‧‧交流儲能單元

9‧‧‧直流儲能單元

Claims (8)

1. 一種雙向電源轉換裝置，適用於在一交流儲能單元及一直流儲能單元之間的電源轉換，並包含：N個雙向轉換器，N為整數且≧1，每個雙向轉換器能產生一輸出功率，並包括：一電容器，適於並聯連接該直流儲能單元，串聯連接的第一與第二開關單元，並聯連接於該電容器，該第一與第二開關單元分別回應於一第一與一第二控制信號而導通或不導通，串聯連接的第三與第四開關單元，並聯連接於該電容器，該第三開關單元電連接該第一開關單元，該第四開關單元電連接該第二開關單元，該第三與第四開關單元分別回應於一第三與一第四控制信號而導通或不導通，一第一電感器，電連接於該第一與第二開關單元間的一第一共同接點與該交流儲能單元的一第一端，及一第二電感器，電連接於該第三與第四開關單元間的一第二共同接點與該交流儲能單元的一第二端；及一控制單元，接收一預定直流電壓、一儲存於該直流儲能單元的直流電壓、一儲存於該交流儲能單元的交流電壓、及分別流經每個雙向轉換器之第一與第二電感器的第一與第二電流， 其中，當N=1時，該控制單元根據該預定直流電壓、該直流電壓、該交流電壓、及該第一電流產生該第一至第四控制信號，並將該第一至第四控制信號分別輸出至該第一至第四開關單元，及其中，當N≧2時，該控制單元根據該預定直流電壓、該直流電壓、該交流電壓、及分別流經第j個雙向轉換器之第一與第二電感器的第一與第二電流，產生對應於第j個雙向轉換器的該第一至第四控制信號，並將該第一至第四控制信號分別輸出至第j個雙向轉換器的該第一至第四開關單元，其中1≦j≦N。
2. 如請求項1所述的雙向電源轉換裝置，其中：當該雙向電源轉換裝置用於將儲存於該交流儲能單元之交流電壓轉換成直流電源並將該直流電源輸出至該直流儲能單元時，於該交流電壓的正半週期期間，該控制單元藉由輸出至每個雙向轉換器的第一至第四控制信號控制每個雙向轉換器，以使得每個雙向轉換器中的該第二及第三開關單元中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第一及第四開關單元不導通，及於該交流電壓的負半週期期間，該控制單元藉由輸出至每個雙向轉換器的第一至第四控制信號控制每個雙向轉換器，以使得每個雙向轉換器中的該第一及第四開關單元中之一者於導通與不導通之間 切換且其另一者不導通，並且該第二及第三開關單元不導通；及當該雙向電源轉換裝置用於將儲存於該直流儲能單元之直流電壓轉換成交流電源並將該交流電源輸出至該交流儲能單元時，於該交流電壓的正半週期期間，該控制單元藉由輸出至每個雙向轉換器的第一至第四控制信號控制每個雙向轉換器，以使得每個雙向轉換器中的該第一及第四開關單元中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第二及第三開關單元不導通，及於該交流電壓的負半週期期間，該控制單元藉由輸出至每個雙向轉換器的第一至第四控制信號控制每個雙向轉換器，以使得每個雙向轉換器中的該第二及第三開關單元中之一者於導通與不導通之間切換且其另一者不導通，並且該第一及第四開關單元不導通。
3. 如請求項2所述的雙向電源轉換裝置，其中，該控制單元包括：一電壓電流轉換器，適於接收該預定直流電壓與該直流電壓，根據該預定直流電壓與該直流電壓的電壓差，產生一電流信號，N個控制電路，每個控制電路包含一控制模組，電連接該電壓電流轉換器，接收來自該電壓電流轉換器的 電流信號、該交流電壓，及一對應雙向轉換器的第一電流，並至少根據該電流信號、該交流電壓、及該對應雙向轉換器的第一電流產生一第一輸出信號及一第二輸出信號，一比較器，適於接收該交流電壓，並據以產生一第三輸出信號，及N個信號產生器，每個信號產生器電連接一對應控制電路與該比較器以便接收來自該對應控制電路的第一與第二輸出信號以及來自該比較器的第三輸出信號，並至少根據所接收之第一至第三輸出信號產生用於分別控制該對應的第一至第四開關單元之該第一至第四控制信號。
4. 如請求項3所述的雙向電源轉換裝置，其中，當N=1時：該控制單元更包括一前饋控制器，電連接該控制電路的控制模組，接收該預定直流電壓、該交流電壓、及一參考三角波信號，且據以產生一前饋控制信號，並將該前饋控制信號輸出至該控制電路的控制模組，及該控制單元之每個控制電路的控制模組還根據該前饋控制信號來輸出該第一輸出信號。
5. 如請求項4所述的雙向電源轉換裝置，其中，該控制單元之控制電路的控制模組包含：一定標器，適用於接收該交流電壓，輸出一具有一預定振幅及一與該交流電壓同相之相位的定標信號； 一乘法器，電連接該電壓電流轉換器及該定標器，接收該電流信號及定標信號，並根據二者之乘積，產生一乘法信號；一電流電壓轉換器，電連接該乘法器，接收該乘法信號及該對應雙向轉換器的第一電流，並據以產生一電壓信號；一加法器，電連接該前饋控制器及電流電壓轉換器，以接收分別來自該前饋控制器及電流電壓轉換器的前饋控制信號及電壓信號，並根據二者之和，產生一相加信號；一第一比較器，電連接該加法器，接收該相加信號及該參考三角波信號，並據以產生該第一輸出信號；及一第二比較器，電連接該電壓電流轉換器，接收來自該電壓電流轉換器的電流信號，並根據該電流信號，產生該第二輸出信號。
6. 如請求項3所述的雙向電源轉換裝置，其中，當N≧2時：該控制單元的每個控制電路更包含一共模補償模組，接收該交流電壓及該對應雙向轉換器的第一與第二電流並據以產生一第四輸出信號，且將該第四輸出信號輸出至一對應的信號產生器；及該對應的信號產生器還根據該第四輸出信號來產生該第一至第四控制信號。
7. 如請求項6所述的雙向電源轉換裝置，其中，該控制單 元之每一控制電路的控制模組包含：一差模補償器，接收該來自電壓電流轉換器的電流信號，並據以產生一差模補償電流信號；一定標器，適用於接收該交流電壓，輸出一具有一預定振幅及一與該交流電壓同相之相位的一定標信號；一乘法器，電連接該差模補償器及該定標器，接收該差模補償電流信號及定標信號，並根據二者之乘積，產生一乘法信號；一電流電壓轉換器，電連接該乘法器，接收該乘法信號及該對應雙向轉換器的第一電流，並據以產生一電壓信號；一第一比較器，電連接該電流電壓轉換器，接收該電壓信號及及一參考三角波信號，並據以產生該第一輸出信號；及一第二比較器，接收來自該差模補償器的差模補償電流信號，並據以產生該第二輸出信號。
8. 如請求項7所述的雙向電源轉換裝置，其中，該控制單元之每個控制電路的共模補償模組包括：一電流電壓轉換器，接收該對應雙向轉換器的第一與第二電流，並據以產生一電壓信號；一第一比較器，電連接該電流電壓轉換器，接收來自該電流電壓轉換器的電壓信號及該參考三角波信號，並據以產生一第一比較信號；一第二比較器，適於接收該交流電壓，並據以產生 一第二比較信號；及一邏輯模組，電連接該第一及第二比較器，接收分別來自第一比較器及第二比較器的第一及第二比較信號，並據以產生該第四輸出信號。