本發(fā)明涉及電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，更特別地涉及能夠通過根據(jù)從雙向傳輸電功率的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出的電功率應(yīng)用不同調(diào)制方法來輸出開關(guān)信號的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備以及操作電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
：為了將能量供應(yīng)到需要相對高電壓的電子電路或者結(jié)合系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域中使用能量的目的，可能有必要將輸入電壓升高到高電壓。另外，取決于電子電路的種類，可能有必要將電壓從高電平降低到低電平。已經(jīng)實(shí)行了針對直流(DC)到DC(DC-DC)轉(zhuǎn)換器的建模和分析，DC-DC轉(zhuǎn)換器是用于這樣目的的各種buck轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器中的一種。DC-DC轉(zhuǎn)換器可以粗略地被分類成絕緣類型和非絕緣類型。絕緣類型具有能夠通過在輸入端與輸出端之間的絕緣(即通過經(jīng)由使用磁芯的變壓器來實(shí)施絕緣)來確保穩(wěn)定性以及通過調(diào)節(jié)匝數(shù)比來控制升壓和降壓比的優(yōu)點(diǎn)。作為一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，buck型轉(zhuǎn)換器包括前向轉(zhuǎn)換器、半橋轉(zhuǎn)換器、全橋轉(zhuǎn)換器等，并且buck-boost型轉(zhuǎn)換器包括反激式轉(zhuǎn)換器等。同時(shí)，用于提高電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的效率的方法包括軟開關(guān)技術(shù)。電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備通過電功率半導(dǎo)體的ON/OFF序列控制來對電壓進(jìn)行調(diào)制。然而，為了達(dá)到電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的高效率，需要減小在電功率半導(dǎo)體被接通和斷開時(shí)發(fā)生的開關(guān)損耗。為此目的，使用諸如零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)的軟開關(guān)技術(shù)。常見的雙向電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備包括變壓器以及分別被布置在變壓器的初級側(cè)和次級側(cè)處的第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器。由于第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器具有彼此相同的結(jié)構(gòu)，所以這樣的雙向電功 率轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠雙向地對電功率進(jìn)行控制。此外，使用在第一轉(zhuǎn)換器與第二轉(zhuǎn)換器之間布置的變壓器，可以實(shí)施絕緣并且可以改變輸入/輸出比(電壓升壓和降壓)。在這一點(diǎn)上，第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)開關(guān)元件。與各種調(diào)制方法中的一個(gè)對應(yīng)的開關(guān)信號被供應(yīng)到多個(gè)開關(guān)元件。此處，調(diào)制方法可以是相移調(diào)制(PSM)方法和脈寬調(diào)制(PWM)方法，并且PWM方法包括單PWM方法和雙PWM方法。PWM方法是通過將0.5設(shè)置為分別被布置在變壓器的初級側(cè)和次級側(cè)處的第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)的開關(guān)信號的占空比來執(zhí)行調(diào)制的方法。單PWM方法是使用PWM方法來改變第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)的開關(guān)信號并且通過將開關(guān)信號的占空比固定為0.5來調(diào)制其中的另一個(gè)的開關(guān)信號的方法。雙PWM是使用PWM方法來調(diào)制第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)的開關(guān)信號的方法。作為其他示例，可以存在使用電壓控制器和調(diào)制方法作為一個(gè)單元而不是將它們彼此分開的方法。在這種情況下，最佳調(diào)制值可以通過許多實(shí)驗(yàn)來提取，并且映射可以使用最佳調(diào)制值根據(jù)期望的輸入和輸出電壓來形成和使用。如以上所描述的，在常見電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中提供的用于生成開關(guān)信號的方法被分類成相位控制方法、PWM方法和最佳調(diào)制方法。相位控制方法具有如下缺點(diǎn)：其中可能出現(xiàn)安全性問題，并且系統(tǒng)的操作效率可能被降低，因?yàn)檠h(huán)電流在輸出電功率被降低或者輸入/輸出電壓比被增大時(shí)被增大。并且，與相位控制方法相比較，PWM方法具有高效率和高性能的優(yōu)點(diǎn)，但是其還具有其中控制是復(fù)雜的缺點(diǎn)。通常，在PWM方法中，主要提出了一種用于分別通過用于電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作的雙PWM方法和信號PWM方法來控制低電功率和高電功率的方法。在這種情況下，由于需要諸如第一開關(guān)信號、第二開關(guān)信號以及其之間的相位差 的各種控制變量來控制第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器，存在控制操作是相當(dāng)復(fù)雜的缺點(diǎn)。此處，雙PWM方法具有在操作條件未被適當(dāng)?shù)貪M足時(shí)不可以以低電功率獲得高效率的缺點(diǎn)。最后，最佳調(diào)制方法具有如下缺點(diǎn)：其中最佳的調(diào)制值的采集是困難的，并且控制操作與雙PWM方法的控制操作一樣是相當(dāng)復(fù)雜的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的方面在于提供一種能夠在電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備操作時(shí)提供實(shí)現(xiàn)在寬操作范圍中的高效率的調(diào)制方法并且還解決常見復(fù)雜的閉環(huán)控制方法的問題的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備以及操作該電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法。此外，本發(fā)明的另一方面在于提供一種能夠在根據(jù)輸出電功率值的變化來改變調(diào)制方法時(shí)額外地提供新調(diào)制方法的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備以及操作該電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法。要由本文公開的所提出的實(shí)施例解決的技術(shù)問題不限于上述技術(shù)問題，并且以上未提到的另一技術(shù)問題將明顯地由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，包括從下面的公開內(nèi)容提出的這些實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的一種電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備包括：變壓器；第一轉(zhuǎn)換器，其連接到變壓器的初級側(cè)并且具有第一支路的多個(gè)開關(guān)元件和第二支路的多個(gè)開關(guān)元件；第二轉(zhuǎn)換器，其連接到變壓器的次級側(cè)并且具有第三支路的多個(gè)開關(guān)元件和第四支路的多個(gè)開關(guān)元件；第一電容器，其連接到第一轉(zhuǎn)換器；第二電容器，其連接到第二轉(zhuǎn)換器；以及控制單元，其被配置為對包含在第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器中的多個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行控制，其中，控制單元確定關(guān)于多個(gè)調(diào)制方法的操作范圍，在多個(gè)調(diào)制方法的操作范圍之中確定包括電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸出電功率值的調(diào)制方法，并且基于所確定的調(diào)制方法來輸出第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器的控制信號，其中，控制信號與指令值對應(yīng)。此外，第一支路可以包括第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件，第二支路可以包括第三開關(guān)元件和第四開關(guān)元件，第三支路可以包括第五開關(guān)元件和第六開關(guān) 元件，第四支路可以包括第七開關(guān)元件和第八開關(guān)元件。另外，第一支路可以包括具有彼此并聯(lián)連接的第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的第一開關(guān)元件組和具有彼此并聯(lián)連接的第三開關(guān)元件和第四開關(guān)元件的第二開關(guān)元件組；第二支路可以包括具有彼此并聯(lián)連接的第五開關(guān)元件和第六開關(guān)元件的第三開關(guān)元件組和具有彼此并聯(lián)連接的第七開關(guān)元件和第八開關(guān)元件的第四開關(guān)元件組；第三支路可以包括具有彼此并聯(lián)連接的第九開關(guān)元件和第十開關(guān)元件的第五開關(guān)元件組和具有彼此并聯(lián)連接的第十一開關(guān)元件和第十二開關(guān)元件的第六開關(guān)元件組；并且第四支路可以包括具有彼此并聯(lián)連接的第十三開關(guān)元件和第十四開關(guān)元件的第七開關(guān)元件組和具有彼此并聯(lián)連接的第十五開關(guān)元件和第十六開關(guān)元件的第八開關(guān)元件組。另外，控制單元可以包括：控制器，其被配置為輸出與電壓指令值對應(yīng)的控制變量；模式選擇器，其被配置為基于輸出電功率值來輸出多個(gè)調(diào)制方法中的一個(gè)特定調(diào)制方法的選擇信號；以及控制信號輸出單元，其被配置為基于通過控制器輸出的控制變量通過應(yīng)用通過模式選擇器選擇的調(diào)制方法來輸出用于控制第一轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)信號和用于控制第二轉(zhuǎn)換器的第二開關(guān)信號。額外地，控制器可以包括：第一計(jì)算器，其被配置為輸出在電壓指令值與輸出電壓值之間的差值；比例積分控制器，其被配置為執(zhí)行在第一計(jì)算器的輸出值上的比例積分以輸出控制變量；以及第二計(jì)算器，其被配置為根據(jù)輸出電壓值和輸出電流值的積來輸出輸出電功率值。此外，控制器還可以包括第三計(jì)算器，其被配置為接收輸入電壓值和輸出電壓值以計(jì)算并輸出輸入/輸出電壓比，其中，模式選擇器可以基于根據(jù)通過第三計(jì)算器輸出的輸入/輸出電壓比的操作條件并且基于輸出電功率值來選擇調(diào)制方法。此外，調(diào)制方法可以包括：與雙脈寬調(diào)制方法對應(yīng)的第一調(diào)制方法；與三角脈寬調(diào)制方法對應(yīng)的第二調(diào)制方法；與單脈寬調(diào)制方法對應(yīng)的第三調(diào)制方法；以及與相移調(diào)制(PSM)方法對應(yīng)的第四調(diào)制方法，其中，模式選擇器可以存儲(chǔ)與調(diào)制方法中的每一個(gè)對應(yīng)的操作范圍，基于所存儲(chǔ)的操作范圍來驗(yàn)證輸出電功率被包含在其中的調(diào)制方法，并且輸出已驗(yàn)證的調(diào)制方法的選擇信號。另外，在調(diào)制方法中的每一個(gè)的操作范圍中包含的電功率值可以具有如下的幅值條件：第一調(diào)制方法<第二調(diào)制方法<第三調(diào)制方法<第四調(diào)制方法。另外，操作條件可以包括：其中輸出電壓大于輸入電壓的升壓條件；以及其中輸出電壓等于或小于輸入電壓的降壓條件，其中，模式選擇器通過與調(diào)制方法中的每一個(gè)對應(yīng)來單獨(dú)存儲(chǔ)升壓條件中的操作范圍和降壓條件中的操作范圍。額外地，控制信號輸出單元接收電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方向信息，并且使用接收到的操作方向信息來輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號，其中，操作方向信息可以包括：其中電壓從第一轉(zhuǎn)換器輸出到第二轉(zhuǎn)換器的第一方向操作條件；以及其中電壓從第二轉(zhuǎn)換器輸出到第一轉(zhuǎn)換器的第二方向操作條件。此外，控制信號輸出單元可以將當(dāng)前選擇的調(diào)制方法與先前應(yīng)用的調(diào)制方法進(jìn)行比較，并且如果當(dāng)前調(diào)制方法與先前調(diào)制方法彼此不同則調(diào)節(jié)接收到的控制變量。同時(shí)，根據(jù)實(shí)施例的一種操作電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的方法包括以下步驟：使用電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸出電壓值和輸出電流值來計(jì)算輸出電功率值；使用電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸入電壓值和輸出電壓值來確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作條件是降壓條件還是升壓條件；基于多個(gè)調(diào)制方法的操作范圍來選擇輸出電功率值被包含在其中的調(diào)制方法，多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)根據(jù)操作條件來進(jìn)行分類；執(zhí)行在電壓指令值與輸出電壓值之間的差值上的比例積分以輸出控制變量；且通過應(yīng)用所選擇的調(diào)制方法來輸出第一轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)信號和第二轉(zhuǎn)換器的第二開關(guān)信號，第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號與輸出控制變量對應(yīng)，其中，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備包括：變壓器；第一轉(zhuǎn)換器，其連接到變壓器的初級側(cè)并且具有第一支路的多個(gè)開關(guān)元件和第二支路的多個(gè)開關(guān)元件；第二轉(zhuǎn)換器，其連接到變壓器的次級側(cè)并且具有第三支路的多個(gè)開關(guān)元件和第四支路的多個(gè)開關(guān)元件。此外，調(diào)制方法可以包括：與雙脈寬調(diào)制方法對應(yīng)的第一調(diào)制方法；與三角脈寬調(diào)制方法對應(yīng)的第二調(diào)制方法；與單脈寬調(diào)制方法對應(yīng)的第三調(diào)制方法；以及與相移調(diào)制(PSM)方法對應(yīng)的第四調(diào)制方法，其中，在調(diào)制方法中的每一個(gè)的操作范圍中包含的電功率值可以具有如下的幅值條件：第一調(diào)制方法<第二調(diào)制方法<第三調(diào)制方法<第四調(diào)制方法。此外，還可以包括：確定電功率設(shè)備的操作方向條件是第一方向操作條件還是第二方向操作方向，其中，第一方向操作條件是其中電壓從第一轉(zhuǎn)換器輸出到第二轉(zhuǎn)換器的條件，并且第二方向操作條件是其中電壓從第二轉(zhuǎn)換器輸出到第一轉(zhuǎn)換器的條件，其中，輸出第一轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)信號和第二轉(zhuǎn)換器的第二開關(guān)信號可以包括根據(jù)所確定的操作條件來將第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號輸出到第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器。額外地，還可以包括：在輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號之前將當(dāng)前選擇的調(diào)制方法與先前應(yīng)用的調(diào)制方法進(jìn)行比較；以及如果當(dāng)前調(diào)制方法與先前調(diào)制方法彼此不同則調(diào)節(jié)接收到的控制變量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備根據(jù)輸出電功率值來改變開關(guān)信號的調(diào)制方法。因此，可以解決常見復(fù)雜的閉環(huán)控制方法的問題，并且還可以在更寬電壓范圍中遞送電功率。另外，可以在寬電壓范圍內(nèi)獲得高電功率轉(zhuǎn)換效率。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備根據(jù)輸出電功率值來改變開關(guān)信號的調(diào)制方法，并且根據(jù)所改變的調(diào)制方法來改變控制變量。因此，可以解決其中輸出電壓和輸出電流的值根據(jù)調(diào)制方法的改變而突變的問題。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的電路圖。圖2是當(dāng)圖1的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在第一方向操作時(shí)的時(shí)序圖。圖3到圖6是示出根據(jù)圖2的時(shí)序的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作的示意圖。圖7是當(dāng)圖1的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在第二方向操作時(shí)的時(shí)序圖。圖8到圖11是示出根據(jù)圖7的時(shí)序的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作的示意圖。圖12是示出了對圖1中示出的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中的初級側(cè)電路和次級側(cè)電路進(jìn)行配置的開關(guān)元件的另一配置示例的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于輸出開關(guān)信號的控制系統(tǒng)的框圖。圖14是實(shí)施圖13的控制器的一個(gè)示例的電路圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第一調(diào)制方法的示意圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第二調(diào)制方法的示意圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第三調(diào)制方法的示意圖。圖18是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第四調(diào)制方法的示意圖。圖19是用于逐步地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方法的流程圖。圖20是用于詳細(xì)描述確定圖19中的調(diào)制模式的過程的流程圖。圖21是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的改變調(diào)制模式的方法的流程圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征和實(shí)現(xiàn)其的方法可以更容易地參考示例性實(shí)施例和附圖的下面的描述來理解。然而，本發(fā)明不限于本文闡述的實(shí)施例，并且其將以不同的類型來實(shí)施。此外，這些實(shí)施例被提供以完整地描述本發(fā)明，并且通過完整地傳達(dá)本發(fā)明的構(gòu)思來教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員，并且本發(fā)明將僅僅由隨附的權(quán)利要求限定。說明書中的相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。在本發(fā)明的下面的描述中，如果已知功能和配置的詳細(xì)描述被確定為使對本發(fā)明的實(shí)施例的理解模糊不清，則將省略其詳細(xì)描述。并且，下文使用的所有術(shù)語通過考慮實(shí)施例中的功能來選擇，并且其意義可以根據(jù)用戶和操作者的意圖或習(xí)慣而是不同的。因此，下面的實(shí)施例中使用的術(shù)語的意義應(yīng)當(dāng)遵循本文公開的詳細(xì)定義，如果有的話。下面參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖圖示來描述本發(fā)明。將理解，流程圖圖示的每一個(gè)框以及流程圖圖示中的各框的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)施。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以被提供到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)的處理器、或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以產(chǎn)生一種機(jī)器，使得經(jīng)由計(jì)算機(jī)的處理器或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備運(yùn)行的指令創(chuàng)建用于實(shí)施在一個(gè)或多個(gè)流程圖框中指定的功能的模塊。這些計(jì)算機(jī)程序指令還可以被存儲(chǔ)在可以指引計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算 機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生一款制品，其包括實(shí)施在一個(gè)或多個(gè)流程圖框中指定的功能的指令模塊。計(jì)算機(jī)程序指令還可以被下載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以使得一系列操作步驟被執(zhí)行在計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上運(yùn)行的指令提供用于實(shí)施在一個(gè)或多個(gè)流程圖框中指定的功能的步驟。另外，流程圖或框圖中的每一個(gè)框可以表示模塊、片段或代碼部分，其包括用于實(shí)施(一個(gè)或多個(gè))指定邏輯功能的一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令。還應(yīng)當(dāng)指出，在一些備選實(shí)施方案中，框中指出的功能可以以附圖中指出的順序以外的其他順序進(jìn)行。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)框可以實(shí)際上基本上同時(shí)地來運(yùn)行，或者各框可以有時(shí)以反向的順序來運(yùn)行，取決于所涉及的功能。電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的電路圖圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的電路圖。參考圖1，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行配置的電路元件的連接關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備包括設(shè)置有第一線圈Lp和第二線圈Ls的變壓器和在變壓器的第一線圈Lp和第二線圈Ls的左側(cè)和右側(cè)處布置的初級電路和次級電路。此處，初級電路和次級電路分別意指第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器，并且具有彼此相同的結(jié)構(gòu)。即，初級電路可以包括第一電容器C1、第一電感器L1、對初級側(cè)上的全橋電路進(jìn)行配置的開關(guān)元件Q1到Q4。此外，次級電路可以包括第二電容器C2、第二電感器L2、對次級側(cè)上的全橋電路進(jìn)行配置的開關(guān)元件Q5到Q8。在這一點(diǎn)上，這樣的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備雙向地進(jìn)行操作。換言之，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備可以在其中電功率被輸入到初級電路且之后電功率通過變壓器T被輸出到初級電路的第一方向操作(正向操作)中進(jìn)行操作。否則，與第一方向操作相反，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備可以在其中電功率被輸入到次級電路且之后電功率通過變壓器T被輸出到初級電路的第二方向操作(反向操作) 中進(jìn)行操作。在初級側(cè)電路中，第一電容器C1連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第二節(jié)點(diǎn)N2之間，并且第一電感器L1連接到第三節(jié)點(diǎn)N3和第一線圈Lp的一端。并且，第一線圈Lp連接在第一電感器L1與第四節(jié)點(diǎn)N4之間。此外，初級側(cè)的全橋電路被配置有在第一節(jié)點(diǎn)N1與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第一支路和第二支路。第一支路被配置有連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第三節(jié)點(diǎn)N3之間的第一開關(guān)元件Q1和連接在第三節(jié)點(diǎn)N3與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第二開關(guān)元件Q2。此外，第二支路被配置有連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第四節(jié)點(diǎn)N4之間的第三開關(guān)元件Q3和連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第四開關(guān)元件Q4。在次級側(cè)電路中，第二電容器C2連接在第五節(jié)點(diǎn)N5與第六節(jié)點(diǎn)N6之間，并且第二電感器L2連接到第五節(jié)點(diǎn)N5和第七節(jié)點(diǎn)N7之間。并且，第二線圈Ls連接在第十節(jié)點(diǎn)N10與第九節(jié)點(diǎn)N9之間。此外，次級側(cè)的全橋電路被配置有在第七節(jié)點(diǎn)N7與第八節(jié)點(diǎn)N8之間的第三支路和第四支路。第三支路被配置有連接在第七節(jié)點(diǎn)N7與第九節(jié)點(diǎn)N9之間的第五開關(guān)元件Q5和連接在第九節(jié)點(diǎn)N9與第八節(jié)點(diǎn)N8之間的第六開關(guān)元件Q6。此外，第四支路被配置有連接在第七節(jié)點(diǎn)N7與第十節(jié)點(diǎn)N10之間的第七開關(guān)元件Q7和連接在第十節(jié)點(diǎn)N10與第八節(jié)點(diǎn)N8之間的第八開關(guān)元件Q8。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備是雙向轉(zhuǎn)換器。即，在第一方向操作模式(正向操作模式)中，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在第一節(jié)點(diǎn)N1處和在第二節(jié)點(diǎn)N2處對DC輸入電壓進(jìn)行升壓或降壓以將DC輸出電壓輸出第五節(jié)點(diǎn)N5和第六節(jié)點(diǎn)N6。并且，在第二方向操作模式(反向操作模式)中，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在第五節(jié)點(diǎn)N5處和在第六節(jié)點(diǎn)N6處對DC輸入電壓進(jìn)行升壓或降壓以將DC輸出電壓輸出第一節(jié)點(diǎn)N1和第二節(jié)點(diǎn)N2。在下文，為便于描述，將描述第一方向操作模式根據(jù)變壓器的初級側(cè)Lp和次級側(cè)Ls中的每一個(gè)的匝數(shù)來執(zhí)行降壓操作，并且第二方向操作模式根據(jù)變壓器的初級側(cè)Lp和次級側(cè)Ls中的每一個(gè)的匝數(shù)來執(zhí)行升壓操作。然而，其僅僅是一個(gè)實(shí)施例，并且因此可以在第一方向操作模式中根據(jù)變壓器Lp和Ls的匝數(shù)的調(diào)節(jié)來一起執(zhí)行降壓操作和升壓操作，并且另外，可以在第二方向操作模式中 一起執(zhí)行降壓操作和升壓操作。下面將描述根據(jù)各種調(diào)制方法之中的雙PWM調(diào)制方法的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的第一方向操作模式和第二方向操作模式。第一方向操作模式其后，參考圖2到圖6，將描述第一方向操作模式。圖2是在第一方向操作模式中的時(shí)序圖，并且圖3到圖6是示出根據(jù)圖2的時(shí)序的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作的示意圖。第一支路的第一開關(guān)元件Q1和第二開關(guān)元件Q2互補(bǔ)地操作，使得如果它們中的一個(gè)被接通，其中的另一個(gè)就被斷開。并且，第二支路的第三開關(guān)元件Q3第四開關(guān)元件Q4也互補(bǔ)地操作，使得如果它們中的一個(gè)被接通，其中的另一個(gè)就被斷開。備選地，開關(guān)元件Q1到Q4可以采用相移開關(guān)方法來操作，在相移開關(guān)方法中，第三開關(guān)元件Q3在第一開關(guān)元件Q1已經(jīng)被接通并且接著預(yù)定時(shí)間經(jīng)過之后被接通，并且第四開關(guān)元件Q4在第二開關(guān)元件Q2已經(jīng)被接通并且接著預(yù)定時(shí)間經(jīng)過之后被接通。另外，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8可以同時(shí)被接通和斷開，并且第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7同時(shí)被接通和斷開。第一時(shí)間段t1參考圖2和圖3，在第一時(shí)間段t1期間，第一開關(guān)元件Q1和第四開關(guān)元件Q4被接通，并且第二開關(guān)元件Q2和第三開關(guān)元件Q3被斷開。并且，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8被斷開，并且第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7被接通。在這一點(diǎn)上，如初級側(cè)的虛線所示，初級側(cè)電流順序地沿第一開關(guān)元件Q1、第三節(jié)點(diǎn)N3、第四節(jié)點(diǎn)N4、第四開關(guān)元件Q4和第二節(jié)點(diǎn)N2流動(dòng)。在這一點(diǎn)上，第一電感器L1執(zhí)行電荷操作，并且因此第一電壓V1具有正電壓。變壓器Lp和Ls基于初級側(cè)電流和匝數(shù)比來形成次級側(cè)上的次級側(cè)電流。次級側(cè)電流沿第七開關(guān)元件Q7、第七節(jié)點(diǎn)N7、第二電感器L2、第二電容器 C2和第六開關(guān)元件Q6流動(dòng)。并且，次級側(cè)電流對第二電感器L2進(jìn)行充電使得第二電感器L2積累能量。第二時(shí)間段t2參考圖2和圖4，在第二時(shí)間段t2期間，第一開關(guān)元件Q1被維持在接通狀態(tài)中，然而第四開關(guān)元件Q4被斷開。并且，在第一時(shí)間段t1期間斷開的第三開關(guān)元件Q3被接通。并且，第二開關(guān)元件Q2被維持在斷開狀態(tài)中。另外，次級側(cè)上的開關(guān)元件Q5到Q8被接通。在這種情況下，第一開關(guān)元件Q1和第三開關(guān)元件Q3形成初級側(cè)的電流路徑，第三節(jié)點(diǎn)和第四節(jié)點(diǎn)彼此斷開連接，使得第一電壓V1變成零。并且，由于次級側(cè)上的開關(guān)元件Q5到Q8被接通，第二電壓V2也變成零，并且第二電感器L2上的累計(jì)能量被遞送到輸出端N5-N6。第三時(shí)間段t3參考圖2和圖4，在第三時(shí)間段t3期間，第一開關(guān)元件Q1和第四開關(guān)元件Q4被斷開，并且第二開關(guān)元件Q2和第三開關(guān)元件Q3被接通。并且，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8被接通，并且第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7被斷開。在這一點(diǎn)上，如初級側(cè)上的虛線所示，初級側(cè)電流順序地沿第三開關(guān)元件Q3、第四節(jié)點(diǎn)N4、第三節(jié)點(diǎn)N3和第二開關(guān)元件Q2流動(dòng)。即，初級側(cè)電流在相比初級側(cè)電流在第一時(shí)間段期間的流動(dòng)方向的反向流動(dòng)。并且，第一電感器L1由初級側(cè)電流充電，并且第一電壓V1具有負(fù)電壓。初級側(cè)電流由變壓器Lp和Ls遞送到次級側(cè)。另外，次級側(cè)電流沿著第五開關(guān)元件Q5、第二電感器L2、第二電容器C2和第八開關(guān)元件Q8流動(dòng)。在這一點(diǎn)上，次級側(cè)電流對第二電感器L2進(jìn)行充電使得第二電感器L2積累能量。第四時(shí)間段t4參考圖2和圖5，在第四時(shí)間段t4期間，第二開關(guān)元件Q2被維持在接通狀態(tài)中，然而第三開關(guān)元件Q3被斷開。并且，在第三時(shí)間段t3期間處于斷開狀態(tài) 中的第四開關(guān)元件Q4被接通。另外，第一開關(guān)元件Q1被維持在斷開狀態(tài)中。并且，次級側(cè)上的開關(guān)元件Q5到Q8被接通。在這種情況下，由于第二開關(guān)元件Q2和第四開關(guān)元件Q4形成初級側(cè)的電流路徑，第三節(jié)點(diǎn)N3和第四節(jié)點(diǎn)N4彼此斷開連接，使得第一電壓V1變成零。并且，次級側(cè)上的開關(guān)元件Q5到Q8被接通，使得第二電壓V2也變成零，并且第二電感器L2上的累計(jì)能量被遞送到輸出端N5-N6。利用上述操作的周期性重復(fù)，輸入端N1-N2上的輸入電壓HV通過變壓器Lp和Ls來降壓，并且輸出電壓LV被輸出到輸出端N5-N6。同時(shí)，變壓器Lp和Ls的匝數(shù)比是根據(jù)輸入電壓HV、輸出電壓LV和占空比來確定的，并且第二電感器L2的電感和第二電容器C2的電容是基于輸出電流和輸出電壓的紋波幅值來確定的。第二方向操作模式其后，參考圖7到圖11，將描述第二方向操作模式。圖7是在第二方向操作模式中的時(shí)序圖，并且圖8到圖11是示出了根據(jù)圖7的時(shí)序的操作的示意圖。第一時(shí)間段t1參考圖7和圖8，在第一時(shí)間段t1期間，第一開關(guān)元件Q1和第四開關(guān)元件Q4被接通，并且第二開關(guān)元件Q2和第三開關(guān)元件Q3被斷開。并且，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8被斷開，并且第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7被接通。在這種情況下，次級側(cè)上的來自第二電容器C2的電流沿著第二電感器L2、第七開關(guān)元件Q7、第二線圈Ls和第六開關(guān)元件Q6流動(dòng)，使得第二電壓V2變成正電壓。在這一點(diǎn)上，次級側(cè)的電流根據(jù)變壓器Lp和Ls的匝數(shù)比來形成初級側(cè)的電流，并且來自初級側(cè)的第一線圈Lp的電流沿著第一電感器L1、第一開關(guān)元件Q1、第一電容器C1和第四開關(guān)元件Q4流動(dòng)以對第一電容器C1進(jìn)行充電。第二時(shí)間段t2參考圖7和圖9，在第二時(shí)間段t2期間，第一開關(guān)元件Q1和第四開關(guān)元件Q4被斷開，并且第二開關(guān)元件Q2和第三開關(guān)元件Q3被維持在斷開狀態(tài)中。并且，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8被接通，并且第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7被維持在接通狀態(tài)中。在這種情況下，由于第五開關(guān)元件到第八開關(guān)元件Q5,Q6,Q7和Q8被接通，所以第二電壓V2變成零，誘發(fā)到初級側(cè)的第一線圈Lp的電壓變成0伏(V)，并且在第一電感器L1處流動(dòng)的電流經(jīng)由第一開關(guān)元件到第四開關(guān)元件Q1,Q2,Q3和Q4中的每一個(gè)的反并聯(lián)二極管流動(dòng)到第一電容器C1。并且，在第二線圈Ls處流動(dòng)的電流被減小為在下一時(shí)間段中變成反向電流。第三時(shí)間段t3參考圖7和圖10，在第三時(shí)間段t3期間，第一開關(guān)元件Q1和第四開關(guān)元件Q4被維持在斷開狀態(tài)中，并且第二開關(guān)元件Q2和第三開關(guān)元件Q3被接通。并且，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8被維持在接通狀態(tài)中，并且第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7被斷開。在這種情況下，來自次級側(cè)上的第二電容器C2的電流沿著第二電感器L2、第五開關(guān)元件Q5、第二線圈Ls和第八開關(guān)元件Q8流動(dòng)，并且第二電壓V2變成負(fù)電壓。在這一點(diǎn)上，來自初級側(cè)上的第一線圈Lp的電流通過變壓器Lp和Ls流過第一電感器L1、第三開關(guān)元件Q3、第一電容器C1和第二開關(guān)元件Q2以對第一電容器C1進(jìn)行充電。第四時(shí)間段t4參考圖7和圖11，在第四時(shí)間段t4期間，第一開關(guān)元件Q1和第四開關(guān)元件Q4被維持在斷開狀態(tài)中，并且第二開關(guān)元件Q2和第三開關(guān)元件Q3被斷開。并且，第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8被維持在接通狀態(tài)中，第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7被斷開。在這種情況下，由于第五開關(guān)元件到第八開關(guān)元件Q5,Q6,Q7和Q8被接通，所以第二電壓V2變成零，誘發(fā)到初級側(cè)上的第一線圈Lp的電壓變成0V，并且在第一電感器L1處流動(dòng)的電流經(jīng)由第一開關(guān)元件到第四開關(guān)元件Q1,Q2,Q3和Q4中的每一個(gè)的反并聯(lián)二極管流到第一電容器 C1。另外，在第二線圈Ls處流動(dòng)的電流被減小為在下一時(shí)間段中變成正向電流。利用上述操作的周期性重復(fù)，輸入端N5-N6處的輸入電壓LV通過變壓器Lp和Ls來升壓，并且輸出電壓HV被輸出到輸出端N1-N2。同時(shí)，根據(jù)圖7的箭頭，當(dāng)被接通的第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8中的每一個(gè)的斷開時(shí)序被調(diào)節(jié)，即第五開關(guān)元件Q5和第八開關(guān)元件Q8中的每一個(gè)保持處于接通狀態(tài)中的時(shí)間被增大時(shí)，初級側(cè)上的第一電容器C1的電荷量可以通過增大在第二線圈Ls處流動(dòng)的電流量來增大。類似地，當(dāng)被接通的第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7中的每一個(gè)的斷開時(shí)序被調(diào)節(jié)，即第六開關(guān)元件Q6和第七開關(guān)元件Q7中的每一個(gè)保持處于接通狀態(tài)中的時(shí)間被增大時(shí)，初級側(cè)上的第一電容器C1的電荷量可以通過增大在第二線圈Ls處流動(dòng)的電流量來增大。使用這樣的原理，高于輸入電壓LV的輸出電壓HV可以通過調(diào)節(jié)輸入電壓LV的放大量而被輸出到輸出端N1-N2。圖12是示出了對圖1中示出的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中的初級側(cè)電路和次級側(cè)電路進(jìn)行配置的開關(guān)元件的另一配置示例的示意圖。圖12是示出了在圖1中的第一側(cè)電路中包含的開關(guān)元件的另一配置示例的示意圖。首先，圖1中示出的初級側(cè)電路被配置有在第一節(jié)點(diǎn)N1與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第一支路和第二支路。第一支路被配置有連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第三節(jié)點(diǎn)N3之間的第一開關(guān)元件Q1和連接在第三節(jié)點(diǎn)N3與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第二開關(guān)元件Q2。此外，第二支路被配置有連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第四節(jié)點(diǎn)N4之間的第三開關(guān)元件Q3和連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第四開關(guān)元件Q4。另一方面，圖12中示出的初級側(cè)電路的全橋電路被配置有在第一節(jié)點(diǎn)N1與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第一支路和第二支路。第一支路被配置有連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第三節(jié)點(diǎn)N3之間的第一開關(guān)元件組和連接在第三節(jié)點(diǎn)N3與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第二開關(guān)元件組。此處，第一開關(guān)元件組包括在第一節(jié)點(diǎn)N1與第三節(jié)點(diǎn)N3之間彼此并聯(lián)連接的1-1開關(guān)元件Q11和1-2開關(guān)元件Q12。并且，第二開關(guān)元件組包括在第三節(jié)點(diǎn)N3與第二節(jié)點(diǎn)N2之間彼此并聯(lián)連接的2-1開關(guān)元件Q21和3-2開關(guān)元件Q22。第二支路被配置有連接在第一節(jié)點(diǎn)N1與第四節(jié)點(diǎn)N4之間的第三開關(guān)元件組和連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與第二節(jié)點(diǎn)N2之間的第四開關(guān)元件組。此處，第三開關(guān)元件組包括在第一節(jié)點(diǎn)N3與第四節(jié)點(diǎn)N4之間彼此并聯(lián)連接的3-1開關(guān)元件Q31和1-2開關(guān)元件Q32。并且，第四開關(guān)元件組包括在第四節(jié)點(diǎn)N4與第二節(jié)點(diǎn)N4之間彼此并聯(lián)連接的4-1開關(guān)元件Q41和4-2開關(guān)元件Q42。另外，盡管以上已經(jīng)描述了初級側(cè)電路的全橋電路，可以將次級側(cè)電路的全橋電路配置為與初級側(cè)電路的全橋電路相同的配置。控制操作圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于輸出開關(guān)信號的控制系統(tǒng)的框圖，并且圖14是實(shí)施圖13的控制器的一個(gè)示例的電路圖。參考圖13，控制系統(tǒng)包括電壓傳感器110、電流傳感器120以及控制單元130。電壓傳感器110包括第一電壓傳感器111和第二電壓傳感器112。第一電壓傳感器111被設(shè)置在初級側(cè)電路的輸入端處以檢測第一電壓傳感器111被設(shè)置在其處的位置的電壓。即，在第一方向操作模式中，第一電壓傳感器111可以檢測電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸入電壓Vi。第二電壓傳感器112被設(shè)置在次級側(cè)電路的輸出端處以檢測第二電壓傳感器112被設(shè)置在其處的位置處的電壓。即，在第二方向操作模式中，第二電壓傳感器112可以檢測電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸出電壓。電流傳感器120包括第一電流傳感器121和第二電流傳感器122。第一電流傳感器121被設(shè)置在初級側(cè)電路的輸入端處以檢測在第一電流傳感器121被設(shè)置在其處的位置處的電流。即，在第一方向操作模式中，第一電流傳感器121可以檢測電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸入電流Ii。第二電流傳感器122被設(shè)置在次級側(cè)電路的輸出端處以檢測第二電流傳感 器122被設(shè)置在其處的位置處的電流。即，在第二方向操作模式中，第二電流傳感器122可以檢測電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸出電流Io。控制單元130根據(jù)各種條件來確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作模式。操作模式包括以上描述的第一方向操作模式和第二方向操作模式。即，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備可以被安置在網(wǎng)格連接設(shè)備處。因此，在第一方向操作模式中，電能量生成裝置(例如，光伏發(fā)電裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置、熱力發(fā)電裝置等)連接到初級側(cè)電路的輸入端，使得電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備可以對從連接到其的電能生成裝置供應(yīng)的電功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換并將所轉(zhuǎn)換的電功率供應(yīng)到連接到次級側(cè)電路的輸出端的能量存儲(chǔ)裝置，由此對能量存儲(chǔ)裝置進(jìn)行充電。并且，在第二方向操作模式中，執(zhí)行對能量存儲(chǔ)裝置的放電，使得電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備可以將歸因于對能量存儲(chǔ)裝置的放電從能量存儲(chǔ)裝置輸出的電功率供應(yīng)到連接到初級側(cè)電路的輸入端的網(wǎng)格連接或負(fù)載。因此，控制單元130根據(jù)各種條件(例如，負(fù)載量、能量存儲(chǔ)裝置的充電量等)來確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作模式(即，電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方向)。并且，控制單元130根據(jù)從外部側(cè)供應(yīng)的指令值來生成供應(yīng)到第一側(cè)電路和第二側(cè)電路中的每一個(gè)的開關(guān)信號(在下文，供應(yīng)到初級側(cè)電路的開關(guān)信號被稱為“第一開關(guān)信號”，并且供應(yīng)到次級側(cè)電路的開關(guān)信號被稱為“第二開關(guān)信號”)。為此，控制單元130根據(jù)指令值來計(jì)算并輸出控制變量Del以生成第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。控制變量Del是圖14中示出的Φf?？刂谱兞緿el是用于獲得期望輸出電功率的控制條件，并且包括第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號中的每一個(gè)的相位和占空比。換言之，輸出電功率值可以通過第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號根據(jù)由控制變量確定的第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的相位和占空比來確定。此外，控制單元130確定用于根據(jù)控制變量來生成第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的電壓調(diào)制方法。此處，電壓調(diào)制方法包括第一調(diào)制方法、第二調(diào)制方法、第三調(diào)制方法和第四調(diào)制方法。第一調(diào)制方法意指雙PWM方法。雙PWM方法是通過應(yīng)用PWM方法來對第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號進(jìn)行調(diào)制的方法。因此，第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的占空比要為變化的而不是固定的。第二調(diào)制方法意指三角PWM方法。三角PWM方法是其中第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號中的一個(gè)的占空比是變化的并且其中的另一個(gè)的占空比被設(shè)置為0.5的方法。這是其中當(dāng)變壓器Lp和Ls的電壓波形被改變(從正到負(fù)，或者從負(fù)到正)時(shí)電流變成0的調(diào)制方法。第三調(diào)制方法意指單PWM方法。與三角PWM方法類似，單PWM方法是其中第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號中的一個(gè)的占空比是變化的并且其中的另一個(gè)的占空比被設(shè)置為0.5的方法。第四調(diào)制方法意指相移調(diào)制(PSM)方法。PSM方法是其中第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的占空比被設(shè)置為0.5并且僅僅其相位被移動(dòng)的方法。同時(shí)，將占空比設(shè)置為0.5意指ON占空和OFF占空分別為1/2，并且這意味著ON占空和OFF占空在一個(gè)周期期間彼此相同。在這一點(diǎn)上，控制單元130基于輸出電功率P來選擇多個(gè)調(diào)制方法中的一個(gè)，并且然后根據(jù)所選擇的調(diào)制方法來控制輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。為此，控制單元130首先基于電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸入電壓和輸出電壓來驗(yàn)證電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作條件(升壓條件或降壓條件)。換言之，如果輸入電壓與輸出電壓之間的比大于1則控制單元130確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備執(zhí)行升壓操作，并且如果輸入電壓與輸出電壓之間的比等于或小于1則控制單元130確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備執(zhí)行降壓操作。并且，控制單元130根據(jù)操作條件使用當(dāng)前需要的電功率條件來確定調(diào)制方法。當(dāng)確定了調(diào)制方法時(shí)，控制單元130根據(jù)所確定的調(diào)制方法、所確定的控制變量以及電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方向來生成第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號，并且之后分別將第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號供應(yīng)到初級側(cè)電路和次級側(cè)電路。在下文，將更詳細(xì)地描述控制單元130的操作。參考圖14，控制單元130包括控制器131、模式選擇器132和控制信號輸出單元133?？刂茊卧?30使用多個(gè)不同的調(diào)制方法之中的與輸出電功率值對應(yīng)的一個(gè)調(diào)制方法來生成用于控制第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。在圖14中，Vi意指輸入電壓，d意指輸入/輸出電壓比，Φf意指控制器131的輸出信號，M意指調(diào)制方法選擇信號，Sα意指第一開關(guān)信號，Sβ意指第二開關(guān)信號，Φ意指第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的相位延遲信號，并且Dir意指輸出電功率流動(dòng)信號(即，操作方向信號)。如以上所描述的，控制單元130基本上使用比例積分控制器(PI控制器)以輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號?？刂破?31包括第一計(jì)算器1311、第二計(jì)算器1312、第三計(jì)算器1313和PI控制器。第一計(jì)算器1311接收電壓指令值Vref和輸出電壓值Vo以計(jì)算并輸出其之間的差值。PI控制器執(zhí)行在電壓指令值Vref與輸出電壓值Vo之間的差值上的比例積分控制以輸出控制變量Φf。控制變量Φf用于將輸出電壓值Vo設(shè)置為電壓指令值Vref，并且可以根據(jù)在第一開關(guān)信號與第二開關(guān)信號之間的相位差以及第一開關(guān)信號與第二開關(guān)信號的占空比來確定。第二計(jì)算器1312接收輸出電壓值Vo和輸入電壓值Vi以計(jì)算并輸出其之間的比率。即，第二計(jì)算器1312計(jì)算輸出電壓值Vo/輸入電壓值Vi以輸入/輸出電壓比 d。第三計(jì)算器1313接收輸出電壓值Vo和輸出電流值Io以計(jì)算并輸出輸出電壓值Vo與輸出電流值Io的積。即，第三計(jì)算器1313計(jì)算并輸出輸出電功率值Po。第二計(jì)算器1312的計(jì)算值和第三計(jì)算器1313的計(jì)算值被輸入到模式選擇器132。模式選擇器132接收輸入/輸出電壓比d和輸出電功率值Po以確定用于生成第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的調(diào)制方法。此處，模式選擇器132首先根據(jù)輸入/輸出電壓比d來驗(yàn)證電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在降壓條件或升壓條件下進(jìn)行操作。并且，如果根據(jù)輸入/輸出電壓比d來驗(yàn)證電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作條件，則模式選擇器132根據(jù)已驗(yàn)證的操作條件基于多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)的電功率參考值來驗(yàn)證輸出電功率值Po被包含在多個(gè)調(diào)制方法中的哪個(gè)的電功率范圍中。此處，模式選擇器基于多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)的電功率參考值來確定調(diào)制方法，根據(jù)操作條件來將不同的電功率參考值應(yīng)用到多個(gè)調(diào)制方法。換言之，電功率參考值包括關(guān)于第一調(diào)制方法的第一電功率參考值，關(guān)于第二調(diào)制方法的第二電功率參考值，關(guān)于第三調(diào)制方法的第三電功率參考值，以及關(guān)于第四調(diào)制方法的第四電功率參考值。此處，電功率參考值中的每一個(gè)可以是特定值，并且另外可以意指由多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)覆蓋的電功率的范圍。在這一點(diǎn)上，作為參考的電功率的值根據(jù)輸入/輸出電壓比的變化來改變。因此，調(diào)制方法可以根據(jù)輸入/輸出電壓比d通過應(yīng)用不同的電功率范圍來進(jìn)行選擇。此處，關(guān)于多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)的電功率參考值，即，電功率值的范圍可以由如下的表1來確定。[表1]調(diào)制方法電功率值的范圍第一調(diào)制方法0到0.7kW第二調(diào)制方法0.7到1.8kW第三調(diào)制方法1.8到3.3kW第四調(diào)制方法超過3.3kW參考表1，多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)可以覆蓋電功率值的不同范圍。第一調(diào)制方法可以在電功率值的最低范圍中做出最大效率，并且接著第二調(diào)制方法、第三調(diào)制方法和第四調(diào)制方法順序地隨著電功率被增大而做出最大效率。因此，模式選擇器132選擇多個(gè)調(diào)制方法中的一個(gè)并將關(guān)于所選擇的調(diào)制方法的選擇信號M輸出到控制信號輸出單元133。例如，如果輸出電功率值Po為0.5kW，模式選擇器132將第一調(diào)制方法的選擇信號輸出到控制信號輸出單元133。此外，如果輸出電功率值Po為1.5kW，模式選擇器132將第二調(diào)制方法的選擇信號輸出到控制信號輸出單元133。另外，如果輸出電功率值Po為2.5kW，模式選擇器132將第三調(diào)制方法的選擇信號輸出到控制信號輸出單元133。并且，如果輸出電功率值Po為5kW，模式選擇器132將第四調(diào)制方法的選擇信號輸出到控制信號輸出單元133。同時(shí)，盡管已經(jīng)描述了如表1所示的根據(jù)多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)的電功率值的單個(gè)范圍存在，但是其可以僅僅為一個(gè)實(shí)施例，并且可以存在根據(jù)電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作條件(降壓條件或升壓條件)的電功率值的不同范圍?？刂菩盘栞敵鰡卧?33接收從控制器131輸出的控制變量Φf、選擇信號M和操作方向信號Dir。并且，使用控制變量Φf、選擇信號M和操作方向信號Dir，控制信號輸出單元133通過應(yīng)用與選擇信號M對應(yīng)的調(diào)制方法來生成并輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。在這一點(diǎn)上，通過使用調(diào)制方法來生成與調(diào)制方法對應(yīng)的第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號是相關(guān)領(lǐng)域中眾所周知的，使得將省略對其的詳細(xì)描述。如以上所描述的，根據(jù)本發(fā)明的控制單元130基于輸出電功率值Po和輸入/輸出電壓比d來選擇用于生成第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的調(diào)制方法，并且根據(jù)所選擇的調(diào)制方法來生成并輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。同時(shí)，當(dāng)接收到選擇信號M時(shí)，控制信號輸出單元130驗(yàn)證當(dāng)前選擇的調(diào)制方式是否與先前選擇的調(diào)制方法不同。并且，如果當(dāng)前調(diào)制方法與先前調(diào)制方法不同，則控制信號輸出單元130改變接收到的控制變量Φf?？刂谱兞喀礷可以根據(jù)電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作條件來增大或減小。換言之，多個(gè)調(diào)制方法中的每一個(gè)輸出與其他調(diào)制方法的輸出電流和輸出電壓不同的輸出電流和輸出電壓(當(dāng)與其比較時(shí))。因此，如果調(diào)制方法突變時(shí)，輸出電流和輸出電壓被驟然增大的現(xiàn)象可以出現(xiàn)，使得這可能對電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性具有很大影響。因此，當(dāng)在沒有生成與當(dāng)前控制變量對應(yīng)的輸出電流和輸出電壓的情況下改變調(diào)制方法時(shí)，控制信號輸出單元133基于先前控制變量和當(dāng)前變量的輸出電流和輸出電壓隨著用于生成在與先前控制變量對應(yīng)的輸出電流和與當(dāng)前控制變量對應(yīng)的輸出電流之間包含的輸出電流的控制變量或者用于生成在與先前控制變量對應(yīng)的輸出電壓和與當(dāng)前控制變量對應(yīng)的輸出電壓之間包含的輸出電壓的控制變量而改變當(dāng)前控制變量，并且根據(jù)所改變的控制變量來生成并輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)輸出電功率值來改變開關(guān)信號的調(diào)制方法，使得可以解決由常見復(fù)雜的閉環(huán)控制方法引起的問題，可以進(jìn)行在更寬電壓范圍中的電功率遞送，并且可以在寬電壓范圍內(nèi)獲得高電功率轉(zhuǎn)換效率。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)也根據(jù)輸出電功率值的變化來改變開關(guān)信號的調(diào)制方法時(shí)，也根據(jù)調(diào)制方法的改變而改變控制變量，使得可以解決其中輸出電壓和輸出電流的值根據(jù)調(diào)制方法的改變而突變的問題。調(diào)制方法在下文，將描述在本發(fā)明中包含的每一個(gè)調(diào)制方法。圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第一調(diào)制方法的示意圖，圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第二調(diào)制方法的示意圖，圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第三調(diào)制方法的示意圖，并且圖18是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述第四調(diào)制方法的示意圖。在圖15到圖18中，Vpri意指變壓器Lp和Ls的初級側(cè)電壓值，Vsec意指變壓器Lp和Ls的次級側(cè)電壓值，并且IL意指根據(jù)初級側(cè)電壓值和次級側(cè)電壓值的輸出電流。并且，在圖15到圖18中，在左側(cè)處的波形表示在每一個(gè)調(diào)制方法中在降壓條件下的輸出波形，而在右側(cè)處的波形表示在每一個(gè)調(diào)制方法中在升壓條件下的輸出波形。參考圖15到圖18，可以看到第一調(diào)制方法的輸出電流是最低的，并且輸出電流按第二調(diào)制方法、第三調(diào)制方法和第四調(diào)制方法的順序逐漸增大。因此，當(dāng)輸出電功率值Po很低時(shí)，可以使用如以上所描述的具有最低輸出電流的第一調(diào)制方法來執(zhí)行電壓調(diào)制以獲得最大電功率轉(zhuǎn)換效率。并且，可以看到輸出電流隨調(diào)制方法按第二調(diào)制方法、第三調(diào)制方法和第四調(diào)制方法的順序被改變而增大，使得可以優(yōu)選的是當(dāng)輸出電流增大時(shí)改變生成與輸出電功率值Po對應(yīng)的輸出電流的調(diào)制方法。參考圖15，第一調(diào)制方法意指雙PWM方法。雙PWM方法是其中通過應(yīng)用PWM方法來對第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號進(jìn)行調(diào)制的方法。即，如圖15所示，初級側(cè)電壓和次級側(cè)電壓的占空比彼此相同。因此，第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的占空比要為變化的而不是固定的。參考圖16，第二調(diào)制方法意指三角PWM方法。三角PWM方法是其中第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號中的一個(gè)的占空比是變化的并且其中的另一個(gè)的占空比被設(shè)置為0.5的方法。這是其中當(dāng)變壓器Lp和Ls的電壓波形被改變(從正到負(fù)，或者從負(fù)到正)時(shí)電流變成0的方法。即，如圖16所示，可以看到初級側(cè)電壓值的占空比是連續(xù)變化的，而次級側(cè)電壓值的占空比是固定的。并且，在變壓器Lp和Ls的電壓波形被改變時(shí)電流具有值零。參考圖17，第三調(diào)制方法意指單PWM方法。與三角PWM方法類似，單PWM方法是其中第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號中的一個(gè)的占空比是變化的而其中的另一個(gè)的占空比被設(shè)置為0.5的方法。參考圖18，第四調(diào)制方法意指相移調(diào)制(PSM)方法。PSM方法是其中第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號的占空比被設(shè)置為0.5并且僅僅其相位被移動(dòng)的方法。電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方法在下文，將描述電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方法。圖19是用于逐步地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方法的流程圖，圖20是用于詳細(xì)描述確定圖19中的調(diào)制模式的過程的流程圖，并且圖21是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的改變調(diào)制模式的方法的流程圖。參考圖19，在操作S100中，控制單元130接收指令值。指令值可以是電壓指令值Vref或電功率指令值Pref。當(dāng)接收到指令值時(shí)，在操作S110中，控制器130基于指令值來輸出控制變量?？刂谱兞渴峭ㄟ^執(zhí)行在電壓指令值與實(shí)際測得的電壓值(輸出電壓值)之間的差值上的比例積分來獲得結(jié)果值。其后，在操作S120中，控制單元130計(jì)算輸入/輸出電壓比d和輸出電功率值Po并且通過使用所計(jì)算的輸入/輸出電壓比d和所計(jì)算的輸出電功率值Po來確定調(diào)制模式(調(diào)制方法)。稍后將描述確定調(diào)制方法的詳細(xì)過程。并且，在操作S130中，控制單元130根據(jù)電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的條件來確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作方向。接下來，在操作S140中，控制單元130根據(jù)所確定的控制變量和所確定的操作方向使用選擇的調(diào)制方法來生成開關(guān)控制信號。即，控制單元130基于所選擇的調(diào)制方法來生成第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。其后，控制單元130分別將所生成的第一開關(guān)信號和所生成的第二開關(guān)信號發(fā)送到初級側(cè)電路和次級側(cè)電路的開關(guān)元件。第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號是輸入到開關(guān)元件的門極的門信號。并且，參考圖20，在操作S200中，模式選擇器132接收控制變量和輸出電 功率值Po。其后，在操作S201中，模式選擇器132接收輸入/輸出電壓比d并且驗(yàn)證接收到的輸入/輸出電壓比d是等于1還是小于1以確定電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在降壓條件下操作還是在升壓條件下操作。在操作S202中，作為確定結(jié)果，如果電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在降壓條件下進(jìn)行操作(d≤1)，則模式選擇器132確定輸出電功率值Po是否等于或小于第三調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值(Psingle)。并且，在操作S203中，如果輸出電功率值Po等于或小于第三調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132確定輸出電功率值Po是否等于或小于第二調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值(Ptriangular)。并且之后，在操作S204中，如果輸出電功率值Po等于或小于第二調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，模式選擇器132選擇第一調(diào)制方法來輸出第一調(diào)制方法的選擇信號。在操作S205中，如果輸出電功率值Po大于第二調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，模式選擇器132選擇第二調(diào)制方法來輸出第二調(diào)制方法的選擇信號。此外，在操作S206中，如果輸出電功率值Po大于第三調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132確定輸出電功率值Po是否等于或小于第四調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值(Ppsm)。并且，在操作S207中，如果輸出電功率值Po等于或小于第四調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，模式選擇器132選擇第三調(diào)制方法來輸出第三調(diào)制方法的選擇信號。另外，在操作S208中，如果輸出電功率值Po大于第四調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，模式選擇器132選擇第四調(diào)制方法來輸出第四調(diào)制方法的選擇信號。此處，第二調(diào)制的電功率值的范圍中的電功率值Ptriangular意指其范圍中的最小值，第三調(diào)制的電功率值的范圍中的電功率值Psingle意指其范圍中的最小值，并且，第四調(diào)制的電功率值的范圍中的電功率值Ppsm意指其范圍中的最小值。同時(shí)，在操作S209中，作為確定結(jié)果，如果電功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在升壓條件下進(jìn)行操作(d>1)，則模式選擇器132確定輸出電功率值Po是否等于或小于第三調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值Psingle。在操作S210中，如果輸出電功率值Po等于或小于第三調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132確定輸出電功率值Po是否等于或小于第二調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值Ptriangular。并且，在操作S211中，如果輸出電功率值Po等于或小于第二調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132選擇第一調(diào)制方法來輸出第一調(diào)制方法的選擇信號。之后，在操作S212中，如果輸出電功率值Po大于第二調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132選擇第二調(diào)制方法來輸出第二調(diào)制方法的選擇信號。此外，在操作S213中，如果輸出電功率值Po大于第三調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132確定輸出電功率值Po是否等于或小于第四調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值Ppsm。并且，在操作S214中，如果輸出電功率值Po等于或小于第四調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，則模式選擇器132選擇第三調(diào)制方法來輸出第三調(diào)制方法的選擇信號。此外，在操作S215中，如果輸出電功率值Po大于第四調(diào)制方法的電功率值的范圍中的電功率值，模式選擇器132選擇第四調(diào)制方法來輸出第四調(diào)制方法的選擇信號。此處，第二調(diào)制的電功率值的范圍中的電功率值Ptriangular意指其范圍中的最小值，第三調(diào)制的電功率值的范圍中的電功率值Psingle意指其范圍中的最小值，并且，第四調(diào)制的電功率值的范圍中的電功率值Ppsm意指其范圍中的最小值。此外，參考圖21，在操作S300中，控制單元130將所確定的調(diào)制方法與先前調(diào)制方法進(jìn)行比較。其后，在操作S320中，如果所確定的調(diào)制方法與先前調(diào)制方法彼此相同，則控制單元130基于所計(jì)算的控制變量來輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。此外，在操作S330中，如果所確定的調(diào)制方法與先前調(diào)制方法彼此不同，則控制單元130調(diào)節(jié)所計(jì)算的控制變量以便解決輸出電流和輸出電壓的突變并且基于經(jīng)調(diào)節(jié)的控制變量來輸出第一開關(guān)信號和第二開關(guān)信號。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過根據(jù)輸出電功率值來改變開關(guān)信號的調(diào)制方法，可以解決由常見復(fù)雜的閉環(huán)控制方法引起的問題，可能進(jìn)行在更寬電壓范圍中的電功率遞送，并且還可以在寬電壓范圍中獲得高電功率轉(zhuǎn)換效率。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)根據(jù)輸出電功率值的變化來改變開關(guān)信號的調(diào)制方法時(shí)，與調(diào)制方法的改變對應(yīng)地改變控制變量，使得可以解決輸出電壓和輸出電流根據(jù)調(diào)制方法的改變而突變的問題。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)輸出電功率值和操作方向來選擇用于生成第一轉(zhuǎn)換器和第二轉(zhuǎn)換器的控制信號的調(diào)制模式，使得能被遞送的電功率的范圍可以更寬，并且可以改善在每一個(gè)電功率范圍處的電功率轉(zhuǎn)換效率。結(jié)合實(shí)施例描述的特征、結(jié)構(gòu)、效果、等等可以被包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，但是這些不限于一個(gè)實(shí)施例。另外，每一個(gè)實(shí)施例中的說明性特征、結(jié)構(gòu)、效果、等等可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以任何適當(dāng)?shù)姆椒ū唤M合或被修改。因此，這些組合和修改應(yīng)當(dāng)被理解為將落入實(shí)施例的范圍內(nèi)。本發(fā)明的各種實(shí)施例的描述已經(jīng)出于說明的目的而被呈現(xiàn)，但是不旨在為窮舉的或限于所公開的實(shí)施例。在不脫離所描述的實(shí)施例的范圍和精神的情況下，許多修改和變型對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。例如，在實(shí)施例中示出的每一個(gè)部件可以通過修改的形式來實(shí)施。與這樣的修改和應(yīng)用相關(guān)的差別可以被理解為被包含在隨附權(quán)利要求中限定的實(shí)施例的范圍中。當(dāng)前第1頁1 2 3