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CN203691237U - Dc/dc电压转换器及包含该dc/dc电压转换器的后备电源系统 - Google Patents

Dc/dc电压转换器及包含该dc/dc电压转换器的后备电源系统 Download PDF

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CN203691237U
CN203691237U CN201190000878.5U CN201190000878U CN203691237U CN 203691237 U CN203691237 U CN 203691237U CN 201190000878 U CN201190000878 U CN 201190000878U CN 203691237 U CN203691237 U CN 203691237U
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bridge
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switching
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Application number
CN201190000878.5U
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简斯-乌维·穆勒
托尔斯滕·莱费特
塞巴斯蒂安·海因策
马里奥·维伦贝格
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SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
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Abstract

本实用新型涉及一种DC/DC电压转换器及包含该DC/DC电压转换器的后备电源系统。该DC/DC电压转换器包括：一个第一切换电桥（10），该第一切换电桥带有与该DC/DC电压转换器的一个输入端耦接的至少两个第一开关（11，12，13，14）；一个第二切换电桥（20），该第二切换电桥带有与该DC/DC电压转换器的一个输出端耦接的至少两个第二开关（21，22，23，24）；一个变压器（30）；以及至少一个电容器（41，42）；其中，该第一切换电桥（10）通过该变压器（30）连接到该第二切换电桥（20）上。本实用新型还涉及包括这种DC/DC电压转换器的一种后备电源系统。

Description

DC/DC电压转换器及包含该DC/DC电压转换器的后备电源系统
技术领域
本实用新型涉及一种DC/DC电压转换器，该DC/DC电压转换器包括：一个至少具有两个第一开关的第一切换电桥、一个至少具有两个第二开关的第二切换电桥、一个变压器、至少一个电容器以及一个用于控制第一和第二开关的控制电路。本实用新型还涉及一种具有这种DC/DC电压转换器的后备电源系统。 
背景技术
通过举例，直流（DC）到直流电压转换器在例如一种光伏装置中、一种燃料电池加热系统中用作逆变器的输入级，或者用作用于地方供电网的电池供电的后备电源系统的输入级。原则上，DC/DC电压转换器的多种多样的拓扑结构和运行方法是已知的。为了传输较高功率，例如在前面所提到的应用示例中，开端提及类型的DC/DC电压转换器是特别适合的。 
在许多使用示例中，来自为该DC/DC电压转换器供电的电流源的电压不是恒定的。通过举例，在一种光伏装置中，当光伏装置的光伏模块的运行点基于照射和负载而变化时，电压会改变。而在电池供电的后备电源系统的情况下，电池电压作为该DC/DC电压转换器的输入电压依赖于传输负载和电池的充电状态。等效地，作为该DC/DC电压转换器的输 入电压的一个燃料电池的电池电压变化至在低负载范围内的一个特定程度。在这种情形中，令人希望的是在该DC/DC电压转换器的输出端提供尽可能恒定的电压来作为连接于该DC/DC电压转换器下游的电路的一个输入电压，例如逆变器中的逆变电桥。对于一个变化的输入电压而言，这预示着该DC/DC电压转换器具有一个可变的电压转换比。 
在一种进一步的实现方式中，使用不同的电流源来运行后备电源系统，而在本申请的上下文中，术语“电流源”应理解为电荷存储装置（如电容器）以及能量存储装置，其中的能量是以非电气的形式例如化学形式存储（正如电池或燃料电池的情况）的、并且在需要时转换为电能，并且还有发电机，例如光伏发电机。在这种情况下，向电能的转换可以是不可逆的或者是可逆的。 
特别地，当在一个后备电源系统中使用不同类型的电流源时，可能在该后备电源系统中逆变器上游所连接的DC/DC电压转换器的一个输入端产生大的电压变化。为了适应这个电压变化，所连接的该DC/DC电压转换器对于该电压转换比需要具有相应的变化范围。 
本申请人的在先前尚未公开的欧洲专利申请No.101558286披露了通过改变致动DC/DC电压转换器的开关的时钟频率和通过采用一个可变的占空比（在一个时钟周期内的导通时间和断开时间之比）来改变一个DC/DC电压转换器的电压转换比。此外，本申请披露了具有用于时钟频率和占空比的不同控制参数的多个DC/DC电压转换器的并联使用。以此方式，该电压转换比可以在高达3倍的范围内变化。然而，带有多个并联DC/DC电压转换器的实现方式需要使用附加的部件，特别是作为该 DC/DC电压转换器的开关的附加功率半导体。 
文献US2009/0034299Al披露了一种DC/DC电压转换器和一种用于运行DC/DC电压转换器的方法，其中，输入级的开关先于该DC/DC电压转换器的输出级的开关而被切换。与输入级和输出级的相应的开关的同步切换相比较，输出级的开关的晚切换导致输出电压的减小。因此，趋向于较低输出电压的改变是可能的，由此增大电压转换比的范围。然而，输出电压的进一步下降在通常是不被期望的。 
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种用于在不使用大量的额外部件的情况下使电压转换比向较大数值变化并且提供有效的功率传输的DC/DC电压转换器以及一种基于这种DC/DC电压转换器的后备电源系统。 
根据一个方面，该目的由DC/DC电压转换器实现，该DC/DC电压转换器包括：一个第一切换电桥，该第一切换电桥带有至少两个第一开关；一个第二切换电桥，该第二切换电桥带有至少两个第二开关；一个变压器，该变压器带有至少一个线圈；至少一个电容器；以及用于这些第一和第二开关的一个控制电路。该DC/DC电压转换器的特征在于其被配置成切换所述第一开关从而使得由该变压器与该至少一个电容器形成的一个谐振电路谐振地运行，并且所述的DC/DC电压转换器被配置成在同一时钟频率下以相对于所述第一开关的一个相移来切换所述第二开关，这样使得所述第二开关先于所述第一开关被切换。 
与该目的相关联的是一种用于运行DC/DC电压转换器的方法，其中，该DC/DC电压转换器包括：一个第一电桥，该第一电桥带有耦接到该DC/DC电压转换器的输入端的至少两个第一开关；一个第二电桥，该第二电桥带有耦接到该DC/DC电压转换器的输出端的至少两个第二开关；一个变压器；以及至少一个电容器；其中，该第一切换电桥通过该变压器连接到该第二切换电桥。该方法的特征在于，这些第一开关被切换从而使得由该变压器和该至少一个电容器形成的一个谐振电路谐振地运作，并且这些第二开关在同一时钟频率下以与这些第一开关相比具有一个相移来进行切换，这样使得这些第二开关（21，22，23，24）先于这些第一开关（14，13，12，11）被切换。 
该相移导致多个时间段，在这些时间段内第一开关和第二开关同时被闭合，这导致变压器内的附加电流。这一附加电流导致变压器中杂感电感内的能量沉积。其自感电压进而导致变压器的次级侧的一个增高电压。结果，与没有相移的情形相比，或者与输出侧的开关晚于输入侧的开关切换的情形相比，输出电压升高。因此电压转换比被提高。 
在该方法的一个实施例中，这些第一和第二开关在零电压和/或零电流时被切换，这导致该DC/DC电压转换器的高效率。 
在本方法的另一个实施例中，这些第二开关的相移切换以大于0度而且小于180度特别是小于90度的相移而进行的。这允许输出电压的特别大的变化，该变化等同于电压转换比的大幅变化。 
根据进一步的方面，该目的通过一种后备电源系统来实现，该系统包括至少两个不同的电流源以及一个根据上述第二方面的DC/DC电压转换器。第二和第三方面的优点与第一方面的优点相对应。 
本申请提供了一种DC/DC电压转换器，包括： 
一个第一切换电桥（10），该第一切换电桥带有至少两个第一开关（11，12，13，14）； 
一个第二切换电桥（20），该第二切换电桥带有至少两个第二开关（21，22，23，24）； 
一个变压器（30），该变压器带有至少一个线圈（31，32）； 
至少一个电容器（41，42，43）；以及 
用于这些第一和第二开关（11-14，21-24）的一个控制电路； 
其特征在于，该DC/DC电压转换器被配置成切换所述第一开关（11-14）从而使得由该变压器（30）与该至少一个电容器（41，42）形成的一个谐振电路谐振地运行，并且所述DC/DC电压转换器被配置成在同一时钟频率下以相对于所述第一开关（11-14）的一个相移来切换所述第二开关（21-24），这样使得所述第二开关（21，22，23，24）先于所述第一开关（14，13，12，11）被切换。 
该第一切换电桥（10）和/或该第二切换电桥（20）可以是倍压电桥。 
该第一切换电桥（10）和/或该第二切换电桥（20）在一个倍压电桥与一个非倍压电桥之间可以是可切换的。 
在该第一切换电桥（10）和/或该第二切换电桥（20）中的一个桥通路可以是一个串联电路，该串联电路包括一个第一或第二开关（23）、两 个电容器（41，42）、以及另一个第一或第二开关（24），其中，一个开关（52）与包括这两个电容器（41，42）的这个串联电路并联布置。 
本申请还提供一种后备电源系统，该后备电源系统具有至少两个电流源（1a，1b，1c）以及一个如上所述的DC/DC电压转换器。 
该至少两个电流源（1a，1b，1c）可以是选自下组，该组包括：电池布置、燃料电池布置、电容器储电器、以及光伏发电机。 
附图说明
本实用新型将在后面参照六张附图使用实施例进行更详细描述，其中： 
图1示出了一种DC/DC电压转换器的一个第一实施例的原理图， 
图2示出了在一种用于运行DC/DC电压转换器的方法的一个第一实施例中的用于致动信号和用于DC/DC电压转换器的内部流动电流的时间曲线图， 
图3示出了一种DC/DC电压转换器的一个第二实施例的电路原理图， 
图4示出了一种DC/DC电压转换器的一个第三实施例的电路原理图， 
图5示出了在一种用于运行DC/DC电压转换器的方法的第二实施例中的用于致动信号和用于DC/DC电压转换器的内部流动电流的时间曲线图，以及 
图6示出了带有不同电流源和一个DC/DC电压转换器的后备电源系统的框图。 
具体实施方式
图1示出了一种DC/DC电压转换器的一个第一实施例的原理图。该DC/DC电压转换器包括一个第一切换电桥10和一个第二切换电桥20，这两个电桥通过变压器30相互连接。通过举例，施加到第一切换电桥10的电压被称为输入电压Uin，而由第二切换电桥20提供的电压被称为输出电压Uout。如将在后面进一步详细描述的，两个切换电桥10、20都配备有有源开关元件，这样使得所示出的DC/DC电压转换器可以被双向地运作。从这种意义上来说，输入和输出电压以及切换电桥10、20之间的关联以及输入级和输出级的相关分类仅仅是示例性和非限制性的。在此上下文中，为了更为简洁描述的目的，在后面的文字中也称第一切换电桥10为初级切换电桥10并且称第二切换电桥20为次级切换电桥20。 
在所示实施例中，初级切换电桥10是处于已知具有两个桥通路的全桥或H桥的形式，每个桥通路带有两个第一开关11、12和13、14。为了简单起见，后面这些第一开关11-14也称为初级开关11-14。象征性地，在本申请的所有附图中，为该切换电桥示出了单一的开关符号。然而，将理解的是这些切换电桥中所示的所有开关都是可致动半导体开关，尤其是功率半导体开关。已知的是使用MOSFET(金属氧化场效应晶体管)或者双极性晶体管，双极性晶体管尤其是IGBT(绝缘栅双极性晶体管)。对于这些第一开关11-14中的每一个而言，提供了反并联续流二极管11’至14’。在某些类型的功率半导体开关中，尤其是在MOSFET中，续流二极管11’至14’已经集成在了开关11至14内。 
次级切换电桥20是处于仅带有一个有源桥通路的半桥或单桥的形式，并且因而具有两个第二开关21、22，这两个第二开关在后面也称为 次级开关21、22。对于这些次级开关21、22而言，每一情况下也分别提供了反并联续流二极管21’和22’。 
在一个替代性改进方案中，次级切换电桥20也可以由带有两个有源桥通路的一个全桥来形成。在此情况下，该DC/DC电压转换器也可以具有单向设计。在这种改进方案下，每个桥通路仅具有一个有源次级开关，优选地低压开关，而另一个次级开关是处于一种无源开关的形式，比如处于二极管的形式。因此，在各个情形下，只有这两条桥通路的一半被定时。 
在所示实施例中，该变压器30被设计为将DC隔离提供为具有一个第一绕组31和一个第二绕组32的高频变压器，该第一和第二绕组也依次被称为初级绕组31和次级绕组32而不限定功率传输的一个方向。变压器30可以具有1:1的转换比，或者可以具有电压转换设计。固定的转换比对该DC/DC电压转换器电压的转换比的改变没有影响。 
作为一个替代方案，也非常可能将变压器30不设计成提供DC隔离。那么变压器30包括两个电流通路，每个都存在于初级切换电桥10的桥通路之一与次级切换电桥20的桥通路之一之间，例如，一种包括两个电感的布置，一个电感布置在一个电流通路上，而另一个电感位于连接电桥的两个电流通路之间。当本文后面谈及变压器30的DC隔离设计时，这应当被理解为仅是示例性和非限制性的。 
每个桥通路在其两个串联的初级和次级开关11、12或13、14以及 21、22之间有中心抽头。初级开关电桥10中的两个桥通路间的中心抽头引连到变压器30的初级绕组31。次级绕组32与到次级切换电桥20中的半桥的中心抽头的一个抽头相连接，并且与到由包括两个电容器41和42的串联电路所形成的无源桥通路的中心抽头的另一个抽头相连接，所述无源桥通路与次级电桥20中由次级开关21和22形成的桥通路并联布置。 
图1以等效电路图的方式示出了一个变压器30，该变压器带有一个主电感33以及初级侧和次级侧杂感电感34和35。在此情况下，主电感33与电容器41、42形成一个谐振电路，所述谐振电路为该DC/DC电压转换器定义了一个谐振频率。 
图2使用用于一个DC/DC电压转换器中的开关的致动信号以及用于该DC/DC电压转换器内部的流动电流的电压曲线图来图解一种用于运行DC/DC电压转换器的方法的第一实施例。图2所示的这个运行方法可以例如由图1所示的DC/DC电压转换器来实现。这在下文通过参照图1通过举例进行描述。 
图2上部的四个图形示出了用于初级开关12和14以及次级开关21、22的作为时间t的函数的致动信号的电压曲线图。为帮助理解，用于上面的开关11和13没有进行明确的讲解。对这些初级开关11与14以及12与13的致动信号是相同的，例如，当初级切换电桥10以交叉同步运行时。图2中所有图形的时间轴都是相同的。因此，这些相关的致动信号全部合并在一幅图中（参看上部的第一和第四幅图）。在这些致动信号的情形下，在每一情况中，一个“1”表示一个导通开关，而一个“0” 表示一个断开开关。 
一个桥通路中的两个开关每次被交替地切换至导通和断开，在一个时钟周期t0内，一个桥通路的每个开关被导通和被断开的时间长度相同。在此情形下，针对出现在该通路的开关之一例如初级开关11的打开与在同一通路的另一个开关例如初级开关12的闭合之间的一个短暂的死区时间τ采取预防措施。以此方式，即使是出现一个切换（断开）延迟，具有以下预防措施：在一个桥通路下的两个开关不是同时地导通并且不会短接该输入电流源。 
类似地，也可以给出对应于次级切换电桥的切换过程中的死区时间的预防措施，这两个电桥中死区时间也是可选不同的。所定义的占空比为一个开关在时钟周期t0内的导通时间与断开时间之比。在当前情况下下，由于所有开关的死区时间的存在，占空比会是小于1的。 
用于这些初级开关和次级开关的这些致动信号在原理上呈相同的轮廓，但是相对于彼此具有一个相移。在图示情况下，用于次级开关21的致动信号领先于用于初级开关14的致动信号，而用于次级开关22的致动信号领先于用于初级开关12的致动信号一个时差Δt，在这个示例中该时差对应于大约30度的相移。在此情况下，所有开关即初级开关11-14和次级开关21、22都是被软切换的，这确保了该DC/DC电压转换器的高效率。 
通过图2的下部区域示出的电流曲线图，该相移的影响变得明显。图 2的下部区域的四幅图示示出了通过初级线圈31的电流I31、通过初级开关11和12的电流I11和I12以及在初级切换电桥10的输入端子上的负载电流Iin是与上部区域中相同的时间刻度上的时间的函数。前述的相移在初级开关12与次级开关21同时闭合的时间段内导致穿过初级线圈31的附加电流。该电流导致初级杂感电感34和次级杂感电感35中的能量沉积。其自感电压依次导致变压器30的次级侧的一个增高电压。 
结果是，与在初级切换电桥10和次级切换电桥20的开关之间没有相移的情形相比，输出电压Uout有所增加。通过在0度和180度之间变化该相移，可以影响电压增量的大小，从而改变该电压转换比。为了有效的能量传输，相移值小于90度是有利的。 
但是，当该DC/DC电压转换器的输出侧被加载时，变压器30的主电感33与一个包括杂感电感35、电容器41、42以及一个负载电阻的串联电路相并联的连接导致在变压器30的情况下在初级侧和次级侧电流之间的固有相移。当采用所描述的方法时，该固有相移也应当有利地加以考虑。该时间差因而不应当与初级开关的切换时间有关，而是应当与没有电压施加到次级开关21、22的时间有关，如果次级开关没有被启动的话。当例如通过测量，变压器30的电感33-35的以及电容器41、42的电容的幅值为已知并且负载为已知时，有待施加的时间差Δt可以用算术方法酌情校正。可替代地，一个电流传感器可以被用来判别次级电桥20的电流零交叉，例如，在变压器30的一个次级侧输出端，或者这个时间可以通过检测将要被控制的开关的电压降来确定。即使是带载，电流的零交叉时间对应于Δt能够从其被施加的相关时间。作为另一个替代或者附加的措施，该时间差Δt以及因此相移也可以作为调整输出电压Uout 的控制参数而被调节。输出电压Uout对相移的依赖关系不是线性的，然而在控制中有利地将其考虑在内。 
图3示出了一种DC/DC电压转换器的一个第二实施例。在这个以及后面的实施例中，相同的参考符号指代与在图1的实施例中的相同的或者具有相同作用的元素。 
图3中所示的该DC/DC电压转换器还包括一个第一切换电桥10和一个第二切换电桥20，这两个切换电桥通过变压器30相互连接。如前所述，举例而言，第一切换电桥10被称为一个初级切换电桥10，而第二切换电桥20被称为一个次级切换电桥20。关于初级切换电桥10和变压器30的结构，参考在图1所示的第一实施例。 
与第一实施例不同，除了由两个次级开关21和22形成的一个第一有源半桥通路以及一个包括电容器41和42的无源桥通路之外，次级切换电桥20具有一个进一步的有源半桥通路。该进一步的有源半桥通路由两个进一步的次级开关23和24形成。这些进一步的次级开关23和24同样由反并联续流二极管23’和24’所补充。 
由这些次级开关21和22形成的有源桥通路的中心抽头连接到变压器30的次级绕组32的一个抽头上；而次级绕组32的一个第二抽头或者通过一个转接开关51连接到无源桥通路的中心抽头上或者是通过一个进一步的电容器43连接到由这些次级开关23和24形成的第二有源桥通路的中心抽头上。该转接开关51可以是一个机电式转接开关，例如一个继电 器，或者可以是由一个双向半导体开关布置形成。 
转接开关51允许次级切换电桥20以两种不同的模式来运行，在这两种模式中，在其他方面都相同的输入电压Uin以及相同的运行条件的前提下，输出电压Uout相差两倍。 
在第一种模式下，次级绕组32连接到该无源桥通路上。这恰恰对应于结合图1的示例性实施例所描述的模式以及图2中的运行方法。另一方面，在第二种模式下，转接开关51被用来将次级绕组32连接到由这些次级开关23和24形成的有源半桥上。在此情况下，进一步的次级开关24与次级开关21被同步切换，而进一步的次级开关23与次级开关22被同步切换。因此，这两个次级侧有源桥通路形成了一个全桥或者一个H桥，该进一步的电容器43充当该DC/DC电压转换器的谐振电容器。在这个第二种模式下，输出端产生与第一种模式下相比一半的输出电压Uout。换言之，转接开关51或者连接或者断开由带有这些电容器的无源桥通路形成的倍压电路。 
在这两种模式各自的情况下，因为在初级切换电桥10中的初级开关11至14与次级切换电桥20中的次级开关21至24之间引入了相移，所以用于改变该DC/DC电压转换器的转换比的时机（如结合图2所描述的）是可用的。因此，相移和借助于转接开关51的转换的组合进一步扩展了该DC/DC电压转换器的电压转换范围。 
图4示出了一种DC/DC电压转换器的第三实施例，该转换器还包括 被称为初级切换电桥10的第一切换电桥10、被称为次级切换电桥20的第二切换电桥20以及一个变压器30。关于初级切换电桥10和变压器30的设计，参考在前面的实施例。 
该次级切换电桥20还包括一个具有两个第二开关（次级开关）21和22以及相应的反并联续流二极管21’和22’的一个第一半桥通路，其中心抽头连接到变压器30的次级绕组32的接点上。此外，次级切换电桥20被提供有一个第二桥通路，该第二桥通路由包括一个第三次级开关23、两个电容器41、42以及一个第四次级开关24的一个串联电路形成。次级开关23和24各自同样由反并联续流二极管23’和24’所补充。 
在该桥通路的电容器41和42之间，有一个连接到次级绕组32的第二接点的中心抽头。一个开关52与包括电容器41和42的串联电路并联布置。 
如同图3所示实施例中，与使用转接开关51时一样，在本实施例中操作开关52允许次级切换电桥20被运行于两种不同的模式。在第一种模式中，开关52被打开，且次级开关23和24永久闭合。这种模式本质上与图1中的第一实施例的次级切换电桥的模式以及图3中的第二实施例中的第一种模式相对应。在这种模式下，由于闭合的开关23和24以及相关的续流二极管23’和24’，电容器41和42被直接连接到次级切换电桥20的输出线上。 
在第二模式下，开关52闭合，且第三和第四次级开关23和24与次 级开关22和21被交叉同步切换，这如同全桥或者H桥的情形。这种模式本质上与图3中的实施例的第二种模式相对应，且同样地涉及相比于第一种模式的输出电压值减半的输出电压Uout。 
与图3中的实施例中的转接开关51相比，在此情况下开关52是取代转接开关51的一个简单开关，而转接开关至少通过半导体元件是更难以实现的。此外，在带有电容器43的图3所示的第二实施例的情况下，第二种模式需要一个分离的谐振电容器。在图4中的实施例中，另一方面，电容器41和42在两种模式下都充当了谐振电容器。因此，不需要一个分离的谐振电容器。 
除了图4所示的用于转换比的附加变化的选项之外，如结合图1和图2所描述的，可以将进一步的方法与该初级切换电桥和该次级切换电桥之间的相移相结合。图5示出了一种进一步的方法，而且可以用与图1所示的DC/DC电压转换器来执行，并且下文参考本附图加以解释。 
以与图2相似的方式，图5示出了初级开关11-14的致动信号作为时间t的函数的电压曲线图。图中所有的时间轴都相同。与图2中的实施例中的初级开关的致动不同，在此情况下初级电桥10的两个桥通路被不同地致动。尽管有前述的死区时间，在一个时间差的延迟之后，初级开关13和14导通，因而相对于初级开关11和12具有相移。在所示实施例中，它们的断开时间没有改变，另一方面：初级开关13与初级开关12同时断开，初级开关14与初级开关11同时断开。因此，这些初级开关13、14与其断开时间相比，导通时间缩短。该占空比小于1，尤其是小 于图2中的实施例中由死区时间τ而得到的占空比。因此，下部图形所示的负载电流Iin的电流曲线图中的脉冲电流尖峰不那么陡峭，这将减缓对该DC/DC电压转换器的影响。作为所描述的方式的概括，与初级开关11、12相比较，这些初级开关13、14的占空比被改变，尤其是被缩小，而前述交叉互补的初级开关的同时断开代表一种特殊情况。 
基于一个作为变压器30的转换比的结果而得到的标称电压转换比，该电压转换比可以通过结合图2所示的方法来增加，也可以通过图5所示的方法来减小。通过组合，由一种DC/DC电压转换器提供的电压转换比变化的总范围因此被有利地通过使用这些单独的方法增加至所能达到的范围之外。 
图6示出了一个具有不同电流源和一个DC/DC电压转换器的后备电源系统的框图。通过举例，所示三个不同的电流源1a、1b和1c通过DC线连接到DC/DC电压转换器2。DC/DC电压转换器2有一个下游逆变器3，该下游逆变器供电给（特别是本地的）供电网4。通过举例并且没有任何限制地，逆变器3和供电网4具有三相设计。显然，不同的相数也是可能的，尤其是单相。 
在所示示例中，电流源1a为一个光伏发电机，比如一个光伏模块或者是包括多个光伏模块的布置；电流源1b为一个燃料电池布置，而电流源1c为一个电池布置。为了避免燃料电池布置中的反向的化学反应（电解、制氢），电流源1b通过一个二极管5b连接到DC/DC电压转换器2上。类似地，一个二极管5c被提供在电流源1c和DC/DC电压转换器2之间的连接中，用以预防该电池布置的非受控充电。为了能够在可控方 式下对该电池布置充电，最终，一个可控开关6c与二极管5c并联布置。该可控开关可能是一个半导体开关，或者是一个继电器，该可控开关由对该电池布置的充电控制电路来致动。 
图6示出了用于改变这些对应的电流源1a、1b和1c的运行电压的电压范围。该变化可以源于变化的运行和环境参数，例如，阳光照射、充电状态、该后备电源系统的负载。该电压变化的范围是：光伏模块20-40V、燃料电池布置30-70V、电池布置8-80V。 
通过举例，一个电池和一个电容器储电器例如一个超电容可以并联连接于该电池布置内。该超电容可以用于短期内提供功率峰值，而该电池则优选地用于在相对较长时间内均匀提供能量。然而，该电池的单元电压只根据充电状态相对较小地变化，电容器储电器的剩余能量通常依赖于该电容器电压的平方。其影响是该超电容的电容电压呈倍数变化，例如，在充满电和放电状态之间，该电容电压会10倍的改变。 
一般而言，与不同类型的两个电流源的连接导致对DC/DC电压转换器2的输入电压的宽范围的变化。 
为了适应这个宽范围的电压变化，DC/DC电压转换器2的转换比有类似的宽范围变化。该比率由如前面所描述的DC/DC电压转换器的实施例之一中的DC/DC电压转换器2提供，或者是由其对于执行任何一种前面所描述的运行方法的实施例的适应性所提供的。 
本实用新型不限于所描述的实施例，这些实施例可被本领域普通技术人员以多种方式修改和改进。尤其是，可以除那些被引用之外的通过组合来实现所引用的特征，以及改进用于改变DC/DC电压转换器的转换比的进一步之前已知的方法，以便达到一个对调整范围的额外扩展。 
参考符号列表 
1a-1c   电流源 
2       DC/DC-转换器 
3       逆变器 
4       供电电网 
5b，5c  二极管 
6c      开关 
10      第一切换电桥（初级切换电桥） 
11-14   第一开关（初级开关） 
11'-14' 续流二极管 
20      第二切换电桥（次级切换电桥） 
21-24   第二开关（次级开关） 
21'-24' 续流二极管 
30      变压器 
31      第一绕组（初级绕组） 
32      第二绕组（次级绕组） 
33      主电感 
34       初级侧杂感电感 
35       次级侧杂感电感 
41-43    电容器 
51       转接开关 
52       开关 
Uin      输入电压 
Uout     输出电压 
Iin      负载电流 
I11，I12  通过初级开关11、12的电流 
I31       通过初级线圈31的电流 。

Claims (6)

1.一种DC/DC电压转换器，包括： 
一个第一切换电桥（10），该第一切换电桥带有至少两个第一开关（11，12，13，14）； 
一个第二切换电桥（20），该第二切换电桥带有至少两个第二开关（21，22，23，24）； 
一个变压器（30），该变压器带有至少一个线圈（31，32）； 
至少一个电容器（41，42，43）；以及 
用于这些第一和第二开关（11-14，21-24）的一个控制电路； 
其特征在于，该DC/DC电压转换器被配置成切换所述第一开关（11-14）从而使得由该变压器（30）与该至少一个电容器（41，42）形成的一个谐振电路谐振地运行，并且所述DC/DC电压转换器被配置成在同一时钟频率下以相对于所述第一开关（11-14）的一个相移来切换所述第二开关（21-24），这样使得所述第二开关（21，22，23，24）先于所述第一开关（14，13，12，11）被切换。 
2.如权利要求1所述的DC/DC电压转换器，其中，该第一切换电桥（10）和/或该第二切换电桥（20）是倍压电桥。 
3.如权利要求2所述的DC/DC电压转换器，其中，该第一切换电桥（10）和/或该第二切换电桥（20）在一个倍压电桥与一个非倍压电桥之间是可切换的。 
4.如权利要求3所述的DC/DC电压转换器，其中，在该第一切换电桥（10）和/或该第二切换电桥（20）中的一个桥通路是一个串联电路，该串联电路包括一个第一或第二开关（23）、两个电容器（41，42）、以及另一个第一或第二开关（24），其中，一个开关（52）与包括这两个电容器（41，42）的这个串联电路并联布置。 
5.一种后备电源系统，其特征在于，该后备电源系统具有至少两个电流源（1a，1b，1c）以及一个如权利要求1到4之一所述的DC/DC电压转换器。 
6.如权利要求5所述的后备电源系统，其中，该至少两个电流源（1a，1b，1c）是选自下组，该组包括：电池布置、燃料电池布置、电容器储电器、以及光伏发电机。 
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