開關(guān)22。該P(yáng)WM控制器24接收電壓信號(hào)Sv3和電流信號(hào)S 13，該電壓信號(hào)Sv3代表的是在輸出端 203、204
[0082]處的存儲(chǔ)設(shè)備電壓V3，該電流信號(hào)S13代表的是在輸出端20 3、204處的電流13。參考在圖12和圖13的環(huán)境中所提供的說明，在充電模式中和在放電模式中，PWM控制器24可控制輸出端203、204處的電流13或存儲(chǔ)設(shè)備的電壓V3。在充電模式中，電流13在圖16所示的方向上流動(dòng)，在放電模式中，電流13在相反的方向上流動(dòng)。
[0083]電流13和電壓V3中的每個(gè)能夠通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)S21、S22的占空比被控制,該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)S21、S22分部驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)21和第二開關(guān)22。驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)和第二開關(guān)21、22包括多個(gè)時(shí)間上的后續(xù)的驅(qū)動(dòng)周期。在充電模式中，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)周期中，PWM控制器24在接通期(on-per1d)內(nèi)接通第一開關(guān)21，同時(shí)第二開關(guān)22關(guān)斷。在此接通期內(nèi)，電能感應(yīng)式地被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件23中。在接通期結(jié)束時(shí)，第一開關(guān)21關(guān)斷并且第二開關(guān)22接通。在此時(shí)期中，第二開關(guān)22充當(dāng)續(xù)流元件，其能夠使存儲(chǔ)元件23中先前所存儲(chǔ)的能量被轉(zhuǎn)移至其所被耦接至的輸出端203、204和第一存儲(chǔ)設(shè)備3。每個(gè)驅(qū)動(dòng)周期可持續(xù)預(yù)定義的時(shí)間段。電流13和電壓V3能夠通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)21的占空比被控制(被調(diào)節(jié))。該占空比由接通期的持續(xù)時(shí)間和一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期的持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系給定。
[0084]在放電模式中，電源轉(zhuǎn)換器2充當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器。在此運(yùn)行模式中，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)周期中，PWM控制器24在接通期接通第二開關(guān)22同時(shí)第一開關(guān)21關(guān)斷。在此接通期中，電能被感應(yīng)式地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件23中。在接通期結(jié)束時(shí)，第二開關(guān)22關(guān)斷并且第一開關(guān)21被接通。在此時(shí)期中，存儲(chǔ)元件23中先前所存儲(chǔ)的能量被分別轉(zhuǎn)移至輸入端ZO1JO2和電源供應(yīng)總線I。在此運(yùn)行模式中，電流13或電壓V3能夠通過適當(dāng)?shù)乜刂频诙_關(guān)22的占空比由PWM控制器24進(jìn)行控制。
[0085]在放電模式中在每個(gè)驅(qū)動(dòng)周期中，當(dāng)?shù)诙_關(guān)2接通時(shí)或在其接通之前，第一開關(guān)21關(guān)斷。相應(yīng)地，在充電模式中，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)周期結(jié)束時(shí)第二開關(guān)22關(guān)斷，該驅(qū)動(dòng)周期結(jié)束時(shí)是在第一開關(guān)21被再次接通之前。
[0086]圖18示出了第二電源轉(zhuǎn)換器4的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，第二電源轉(zhuǎn)換器4被實(shí)施為具有降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)洌⑶翌愃茀⒖紙D16所說明的第一電源轉(zhuǎn)換器2，其包括第一開關(guān)41和第二開關(guān)42和感應(yīng)式存儲(chǔ)元件43，第一開關(guān)41和第二開關(guān)42被耦接至至具有第一輸入節(jié)點(diǎn)40jP第二輸入節(jié)點(diǎn)40 2的輸入端40 ρ402，存儲(chǔ)元件43被耦接在開關(guān)串聯(lián)電路的分接頭(tap)和第一輸出節(jié)點(diǎn)403之間。第二輸出節(jié)點(diǎn)40 4對(duì)應(yīng)于第二輸入節(jié)點(diǎn)402。具有第一開關(guān)41和第二開關(guān)42的串聯(lián)電路被耦接在第一輸入節(jié)點(diǎn)40i和第二輸入節(jié)點(diǎn)402之間。
[0087]PWM控制器44根據(jù)總線電壓信號(hào)Svi控制第一開關(guān)41和第二開關(guān)42。該總線電壓信號(hào)Svi代表的是總線電壓Vl。在充電模式中，也即當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器4將功率從輸入端40 P402傳輸至輸出端40 3、404時(shí)，PWM控制器44根據(jù)總線電壓信號(hào)Svi控制第一開關(guān)41的占空比，以使總線電壓Vl的電壓水平對(duì)應(yīng)于先前所說明過的參考電壓水平V1KEF。在放電模式中，也即當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器4將功率從輸出端403、404 (從第二存儲(chǔ)設(shè)備5)轉(zhuǎn)移至輸入端4(^4(^時(shí)，PWM控制器44根據(jù)總線電壓信號(hào)Svi控制第二開關(guān)42的占空比，以使總線電壓Vl的電壓水平對(duì)應(yīng)于本文先前所說明過的參考電壓水平V1KEF。以先前所說明過的方式，PWM控制器44根據(jù)總線電壓Vl可在充電模式和放電模式之間切換。
[0088]此外，第一電源轉(zhuǎn)換器2和第二電源轉(zhuǎn)換器4分別可提供用于電源供應(yīng)總線I與第一電荷存儲(chǔ)設(shè)備和第二電荷存儲(chǔ)設(shè)備3、5之間的電流隔離。此電流隔離可在電源供應(yīng)電路中有用，在電源供應(yīng)電路中總線電壓Vl分別地明顯高于第一電荷存儲(chǔ)設(shè)備3和第二電荷存儲(chǔ)設(shè)備5的電壓V3和V5中的一個(gè)(比如，多于其3倍、多于其5倍，或者甚至多于其10倍)。
[0089]在此情況下，第一電源轉(zhuǎn)換器2和第二電源轉(zhuǎn)換器4每個(gè)分別包括變壓器或者用于電流隔離電源供應(yīng)總線I與第一電荷存儲(chǔ)設(shè)備和第二電荷存儲(chǔ)設(shè)備3、5的其他裝置。在此情況下，第一電源轉(zhuǎn)換器2和第二電源轉(zhuǎn)換器4中的每個(gè)能夠被實(shí)施為具有如《軟切換轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹㈦p向轉(zhuǎn)換器拓?fù)?、隔離AC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞谋容^評(píng)價(jià)(Comparative evaluat1nof soft-switching, bidirect1nal, isolated AC/DC converter topologies)》中(頁石馬1067-1074)的圖2a和圖2b所公開的拓?fù)?，該論文?012年2月5日至9日的第27屆年度IEEE應(yīng)用電力電子會(huì)議和博覽會(huì)中由Everts, J.、Krismer, F.、Van den Keybus, J.、Driesen, J.、Kolar, J.W.公開,其通過全面地參考其整體在本文中被公開。也即，第一電源轉(zhuǎn)換器2和第二電源轉(zhuǎn)換器4中的每個(gè)能夠被實(shí)施為具有如Everts等人的圖2a和2b中所示的雙有源電橋(DAB)拓?fù)洹?br>[0090]被實(shí)施為具有全橋-全橋DAB拓?fù)?如Everts所公開的)的第一電源轉(zhuǎn)換器2的一個(gè)實(shí)施例在圖19中被示出。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖19中所示出的電源轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋬H是示例。提供用于電流隔離的其他雙向電源轉(zhuǎn)換器拓?fù)洌貏e是其他DC/DC電源轉(zhuǎn)換器拓?fù)湟部杀皇褂谩?br>[0091]參考圖19,第一電源轉(zhuǎn)換器2包括第一(全)橋電路25,第一橋電路25包括兩個(gè)半橋，每個(gè)半橋包括高側(cè)開關(guān)251、253和低側(cè)開關(guān)252、254。橋電路25被連接在用于接收供應(yīng)電壓Vl的輸入節(jié)點(diǎn)ZO1JO2之間。具有感應(yīng)式存儲(chǔ)元件23和變壓器26的初級(jí)繞組261的串聯(lián)電路被連接在該兩個(gè)半橋的輸出節(jié)點(diǎn)之間。輸出節(jié)點(diǎn)是一個(gè)半橋的高側(cè)開關(guān)251、253和低側(cè)開關(guān)252、254的共同的電路節(jié)點(diǎn)。變壓器26提供用于第一電源轉(zhuǎn)換器2的輸入端2(^20#輸出端20 3、204之間的電流隔離，并且包括感應(yīng)地與初級(jí)繞組261耦接的次級(jí)繞組262。具有兩個(gè)半橋的第二橋電路27被耦接在次級(jí)繞組262和輸出節(jié)點(diǎn)203、204之間，該兩個(gè)半橋每個(gè)包括高側(cè)開關(guān)271、273和低側(cè)開關(guān)272、274。該半橋中的每個(gè)包括輸入端，該輸入端是一個(gè)半橋的高側(cè)開關(guān)271、273和低側(cè)開關(guān)272、274的共同的電路節(jié)點(diǎn)。第一半橋的輸入端271、272被連接至次級(jí)繞組262的第一端，并且第二半橋的輸入端273、274被連接至次級(jí)繞組262的第二端。具有高側(cè)開關(guān)271、273和對(duì)應(yīng)的低側(cè)開關(guān)272、274的串聯(lián)電路被連接在輸出節(jié)點(diǎn)203、204之間。
[0092]圖19中所示的橋電路25、27的開關(guān)251_254、271_274可被實(shí)施以包括與該開關(guān)并聯(lián)連接的整流器元件(續(xù)流元件)(比如二極管)。該開關(guān)能被所述為常規(guī)的電子開關(guān)，im, MOSFET (金屬氧化物場效應(yīng)晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、JFET (結(jié)場效應(yīng)晶體管)、HEMT (高電子遷移率晶體管)等。當(dāng)開關(guān)251-24被實(shí)施為MOSFET時(shí)，該MOSFET的內(nèi)部體二極管能夠被用作整流器元件，從而不需要另外的整流器元件。
[0093]參考圖19，控制電路24控制兩個(gè)橋電路25、27的運(yùn)行。對(duì)此，該開關(guān)中的每個(gè)均從控制電路24接收單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)信號(hào)在圖19中被稱為S251-S254和S271-S274。在圖19中，S25表示由驅(qū)動(dòng)電路24所提供以控制第一橋電路25的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且S27表示由驅(qū)動(dòng)電路24所提供以控制第二橋電路27的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0094]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一橋電路25的單獨(dú)開關(guān)251-254的接通和關(guān)斷的計(jì)時(shí)是這樣，從而當(dāng)各開關(guān)兩端的電壓是O時(shí)，開關(guān)251-254中的至少一些被接通和/或關(guān)斷。這被稱為零電壓開關(guān)(ZVS)。
[0095]圖19中所示的第一電源轉(zhuǎn)換器2能夠被雙向地運(yùn)行。也即，電源轉(zhuǎn)換器2能夠被運(yùn)行以從電源供應(yīng)總線I向第一電荷存儲(chǔ)設(shè)備3供電，或者從第一電荷存儲(chǔ)設(shè)備3向電源供應(yīng)總線I供電。
[0096]圖20示出了以全橋-全橋DAB拓?fù)浔粚?shí)現(xiàn)的第一電源轉(zhuǎn)換器4的一個(gè)實(shí)施例，該全橋-全橋DAB拓?fù)鋵?duì)應(yīng)于參考圖19所說明的第一電源轉(zhuǎn)換器2的拓?fù)洹ｎ愃茀⒖紙D19所說明的第一電源轉(zhuǎn)換器2,第二電源轉(zhuǎn)換器4包括第一橋電路45和第二橋電路47,第一橋電路45具有兩個(gè)半橋，每個(gè)半橋包括高側(cè)開關(guān)451、453和低側(cè)開關(guān)452、454，第二橋電路47具有兩個(gè)半橋，每個(gè)半橋包括高側(cè)開關(guān)471、473和低側(cè)開關(guān)472、474。具有感應(yīng)式存儲(chǔ)元件(比如，扼流器)和變壓器46的初級(jí)繞組461的串聯(lián)電路被耦接在第一橋電路45的半橋的輸出端之間，并且變壓器46的次級(jí)繞組462被耦接在第二橋電路47的半橋的輸出端(輸入端)之間。第一橋電路45的半橋被連接在第二電源轉(zhuǎn)換器4的輸入節(jié)點(diǎn)4(^4(^之間，并且第二橋電路47的半橋被連接在第二電源轉(zhuǎn)換器4的輸出節(jié)點(diǎn)403、404之間。類似參考圖19所說明的第一電源轉(zhuǎn)換器2，參考圖20所說明的第二電源轉(zhuǎn)換器4能夠被雙向地運(yùn)行。
[0097]圖21示出了第一電源轉(zhuǎn)換器2及其所被耦接至的第一存儲(chǔ)設(shè)備3的另一個(gè)實(shí)施例。在此實(shí)施例中，第一電源轉(zhuǎn)換器2包括多個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)21、22、2p，其中該轉(zhuǎn)換器級(jí)2p22、2P中的每個(gè)具有被耦接至其的一個(gè)存儲(chǔ)單元3 pH在圖21中所示的存儲(chǔ)單元的每個(gè)可包括被串聯(lián)連接或被并聯(lián)連接的多個(gè)子單元。在圖21中所示的轉(zhuǎn)換器級(jí)的每個(gè)可以以參考圖17所說明的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浔粚?shí)施。可替換地，該轉(zhuǎn)換器級(jí)的每個(gè)包括被耦接至該轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸入端的輸入電容器25^25—單個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)。^?是級(jí)聯(lián)的。也即，單個(gè)電容器251-251)被串聯(lián)連接，其中具有單個(gè)輸入電容器25 ilSp的串聯(lián)電路被耦接至電源供應(yīng)總線I。在具有第一電源轉(zhuǎn)換器2和第一類型存儲(chǔ)設(shè)備3的該布置中，轉(zhuǎn)換器級(jí)中的每個(gè)可在充電模式中獨(dú)立地對(duì)各存儲(chǔ)單元3 ^3。進(jìn)行充電。在放電模式中，該多個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)中的一個(gè)可充當(dāng)主級(jí)(master stage),該主級(jí)定義各存儲(chǔ)單元的放電電流。根據(jù)該由該主轉(zhuǎn)換器級(jí)所定義的放電電流，其他轉(zhuǎn)換器級(jí)對(duì)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元進(jìn)行放電。
[0098]圖22示出了第二電源轉(zhuǎn)換器4及其所被耦接至的第二存儲(chǔ)設(shè)備5的另外的