TWI495244B - 直流雙向電源轉換系統及其電路 - Google Patents

Description

直流雙向電源轉換系統及其電路

下列敘述是有關於一種電源轉換系統及其電路，特別是有關於雙向高轉換比之直流電源轉換系統及其電路。

傳統交錯式升降壓轉換器(Boost/Buck Converter)，其電壓轉換比過低且功率開關之元件所受到之電壓應力太大，因此功率開關元件之導通損耗及切換損耗過大，而造成整體轉換效率不佳。此外操作在輕載時亦會發生電感元件上電流不均流的現象，而導致輸入或輸出的電流連波增大。

為了要同時解決以上兩點問題，目前常用的解決方式包含利用以輸入/輸出並聯的方式以組成多相交錯式升降壓轉換器，透過輸出多相分流以大幅減少傳導時之損耗，並透過交錯式切換策略，降低輸入/輸出電流漣波。利用此種方式雖然可以解決漣波問題，但仍然存在功率開關元件在切換時所遭遇的電壓應力太大、降壓比不足及電感電流不均流等問題。為了使電感元件之傳導損失降至最小，可透過額外感測電路及控制手法使各相電感電流平均值皆為相同，但如此一來便會增加控制元件成本及控制此電路的複雜度。

因此如何讓電感元件之傳導損失降至最小並利用最小成本達到電感電流均流便成為交錯式升降壓轉換器最重要的兩個問題。

本發明實施例之態樣係針對一種直流雙向電源轉換系統及其電路，能夠讓電感元件之傳導損失降至最小並以最低成本使電感電流成為均流。

基於上述目的，本創作係提供一種直流雙向電源轉換系統，其包含第一電路可包含第一電感、第二電感、第一開關及第二開關，其中第一開關及第二開關可用以控制第一電路內之一第一電流之流動方向；電容式切換電路，可包含第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一操作開關、第二操作開關、第三操作開關及第四操作開關，第一操作開關、第二操作開關、第三操作開關及第四操作開關可用以控制電容式切換電路內之一第二電流之流動方向，第一開關係與第一操作開關及第四操作開關互補操作且第二開關係與第二操作開關及第三操作開關互補操作，亦即兩相之間的交錯相位移為180°；以及變壓器，可電性耦接第一電路及電容式切換電路，變壓器可根據第一電流以感應產生第二電流或根據第二電流以感應產生第一電流；其中當第一電路被施予一低電壓而產生第一電流時，利用變壓器所產生之第二電流及透過對第一開關及第二開關之切換控制組合以進入直流雙向電源轉換系統之一升壓模式，使第一電感及第二電感或第一電容、第二電容、第三電容及第四電容供給能量給電容式切換電路中之一第二負載，當電容式切換電路被施予高電壓而產生第二電流時，利用變壓器所產生之第一電流及透過對第一開關及第二開關之切換控制 組合以進入直流雙向電源轉換系統之一降壓模式，使第一電感及第二電感或第一電容、第二電容、第三電容及第四電容供給能量給第一電路之一第一負載。

較佳地，第一開關、第二開關、第一操作開關、第二操作開關、第三操作開關或第四操作開關可包含並聯一矽控整流器與一蕭特基二極體(Schottkydiode)。

較佳地，第一開關、第二開關、第一操作開關、第二操作開關、第三操作開關或第四操作開關之導通時間係影響直流雙向電源轉換系統之輸出功率大小。

較佳地，主要由第一電容、第二電容、第三電容或第四電容之電容值大小以及第一電感或第二電感之電感值大小以決定在升壓模式或降壓模式中之電路動作之一時間常數。

較佳地，第一開關可包含透過一反相器邏輯閘與第一操作開關及第四操作開關進行互補操作，第二開關係可包含透過一反相器邏輯閘與第二操作開關及第三操作開關互補操作。

基於上述目的，本創作再提供一種直流雙向電源轉換電路，係包含：第一電路，其包含第一電感元件、第二電感元件、第一裝置、第一開關元件、第二開關元件、第一電性節點、第二電性節點、第三電性節點及第四電性節點，其中第一電感元件之一端、第二電感元件之一端與第一裝置之一端係共同電性耦接至第一電性節點，第一開關元件之一端、第二開關元件之一端與第一裝置之另一端係共同電性耦接至第二電性節點，第一電感元件之另一端與第一開關元件之另一端係共同電性耦接至第三電性節點，第二電感元件之另一端與第二開關元件之另一端係共同電性耦接至第四電性節點；電容式切換電路， 可包含第一操作開關元件、第二操作開關元件、第三操作開關元件、第四操作開關元件、第一電容元件、第二電容元件、第三電容元件、第四電容元件、第五電性節點、第六電性節點、第七電性節點、第八電性節點、第九電性節點、第十電性節點、第十一電性節點及第二裝置，其中第一操作開關元件之一端、第一電容元件之一端與第三操作開關元件之一端係共同電性耦接至第五電性節點，第二操作開關元件之一端、第二電容元件之一端與第四操作開關元件之一端係共同電性耦接至第六電性節點，第一操作開關元件之另一端與第二操作開關元件之另一端係共同電性耦接至第十一電性節點，第三操作開關元件之另一端、第三電容元件之一端與第二裝置之一端係共同電性耦接至第七電性節點，第四操作開關元件之另一端、第四電容元件之一端與第二裝置之另一端係共同電性耦接至第八電性節點，第一電容元件之另一端與第二電容元件之另一端係共同電性耦接至第九電性節點，第三電容元件之另一端與第四電容元件之另一端係共同電性耦接至第十電性節點，第十電性節點可電性耦接至第十一電性節點；以及變壓器，包含一電性耦接第一電路之一次側及一電性耦接電容式切換電路之二次側，一次側之一端可電性耦接至第三電性節點，一次側之另一端可電性耦接至第四電性節點，二次側之一端可電性耦接至第十一電性節點，二次側之另一端可電性耦接至第九電性節點。

較佳地，此直流雙向電源轉換電路係為一模組單元，利用並聯輸入串聯輸出模組單元以產生更高轉換效率之組合式直流雙向電源轉換電路。

較佳地，當第一裝置被施予一低電壓時，透過第一開關元件及第二開關元件切換控制組合以進入直流雙向電源轉換電路之一升壓模式，使第一 電感元件、第二電感元件、第一電容元件、第二電容元件、第三電容元件或第四電容元件供給能量給第二裝置，產生升壓效果。

較佳地，當第二裝置被施予一高電壓時，透過第一開關元件及第二開關元件切換控制組合以進入直流雙向電源轉換電路之一降壓模式，使第一電感元件、第二電感元件、第一電容元件、第二電容元件、第三電容元件或第四電容元件供給能量給第一裝置，產生降壓效果。

較佳地，第一開關元件係透過一反相器邏輯閘與第一操作開關元件及第四操作開關元件進行互補操作，第二開關元件係透過一反相器邏輯閘與第二操作開關元件及第三操作開關元件進行互補操作。

100‧‧‧直流雙向電源轉換系統

N1‧‧‧第一電性節點

N2‧‧‧第二電性節點

N3‧‧‧第三電性節點

N4‧‧‧第四電性節點

N5‧‧‧第五電性節點

N6‧‧‧第六電性節點

N7‧‧‧第七電性節點

N8‧‧‧第八電性節點

N9‧‧‧第九電性節點

N10‧‧‧第十電性節點

N11‧‧‧第十一電性節點

L1‧‧‧第一電感元件

L2‧‧‧第二電感元件

C0‧‧‧輸出電容

C1‧‧‧第一電容元件

C2‧‧‧第二電容元件

C3‧‧‧第三電容元件

C4‧‧‧第四電容元件

S1‧‧‧第一開關元件

S2‧‧‧第二開關元件

S3‧‧‧第一操作開關元件

S4‧‧‧第二操作開關元件

S5‧‧‧第三操作開關元件

S6‧‧‧第四操作開關元件

V1‧‧‧第一裝置

V2‧‧‧第二裝置

iL1,iL2‧‧‧電感電流

1‧‧‧第一電路

11‧‧‧第一裝置

111‧‧‧第一電感

112‧‧‧第二電感

121‧‧‧第一開關

122‧‧‧第二開關

2‧‧‧電容式切換電路

21‧‧‧第二裝置

211‧‧‧第一電容

212‧‧‧第二電容

213‧‧‧第三電容

214‧‧‧第四電容

221‧‧‧第一操作開關

222‧‧‧第二操作開關

223‧‧‧第三操作開關

224‧‧‧第四操作開關

3‧‧‧變壓器

本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖係為根據本發明實施例之直流雙向電源轉換系統之方塊圖；第2圖係為根據本發明之另一實施例之直流雙向電源轉換電路之第一示意圖；第3圖係為根據本發明之另一實施例之直流雙向電源轉換電路之第二示意圖；第4圖係為根據本發明之另一實施例之直流雙向電源轉換電路之第三示意圖；第5圖係為根據本發明之第二實施例之直流雙向電源轉換電路之示意圖； 第6圖係為根據本發明之第三實施例之直流雙向電源轉換電路之第一示意圖；第7圖係為根據本發明之第三實施例之直流雙向電源轉換電路之第二示意圖；第8圖係為根據本發明之第三實施例之直流雙向電源轉換電路之第三示意圖；第9圖係為根據本發明之第四實施例之直流雙向電源轉換電路之示意圖；第10a圖係為根據本發明之第五實施例之直流雙向電源轉換電路之第一示意圖；以及第10b圖係為根據本發明之第五實施例之直流雙向電源轉換電路之第二示意圖。

於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。

請參閱第1圖，其係根據本發明實施例之直流雙向電源轉換系統之方塊圖。如第1圖所示，直流雙向電源轉換系統100包含第一電路1、電容式切換電路2及變壓器3，第一電路1包含第一裝置11、第一電感111、第二電感112、第一開關121及第二開關122，其中第一裝置11可包含一輸入電壓或一負載，第一開關121及第二開關122係用以控制第一電路1內之電流流動方向，第一電感111及第二電感112係用以儲存能量。

電容式切換電路2包含第二裝置21、第一電容211、第二電容212、第三電容213、第四電容214、第一操作開關221、第二操作開關222、第三操作開關223及第四操作開關224，其中四個操作開關係用以控制電容式切換電路2內之電流之流動方向，且第一電路1中之第一開關121係與四個操作開關中之二個操作開關係透過一反相邏輯閘以互補操作，舉例來說，當第一開關121導通時，第一操作開關221及第四操作開關224即為截止之狀態。

變壓器3係電性耦接第一電路1及電容式切換電路2，且變壓器3係根據第一電流以感應產生第二電流或根據第二電流以感應產生第一電流。

當此第一裝置11被施予一低電壓而產生第一電流時，利用變壓器3所感應產生之第二電流及透過對第一開關121及第二開關122的切換控制組合以進入直流雙向電源轉換系統100之一升壓模式，使第一電感111、第二電感112、第一電容211、第二電容212、第三電容213或第四電容214供給能量給電容式切換電路2中之第二裝置21，此時第二裝置21為一負載，另一方面，當電容式切換電路2被施予高電壓而產生第二電流時，利用變壓器3所產生之第一電流及透過對第一開關121及第二開關122之切換控制組合以進入直流雙向電源轉換系統100之一降壓模式，使第一電感111、第二電感112、第一電容211、第二電容212、第三電容213或第四電容214供給能量給第一電路1之第一裝置11，此時第一裝置11為另一負載，其中四個電容之電容值大小或二個電感之電感值大小係決定在升/降壓模式中之電路動作之一時間常數。

透過本發明之系統，除了可將能量儲存在電容內以增加電壓轉換比，並可分擔第一開關121及第二開關122之電壓應力，故在製作電路時，可採用低開關跨壓之功率元件，以減少切換損失及導通損失，進而增加轉換系統之 轉換效率，再者，本系統內具有主動分流特性而不需要額外轉助電路或複雜控制方法，主要是因為內建電容式切換電路2具有電荷能量均衡於交錯式輸入/輸出電感電路上，故在各分路電感上電流可以達到主動均流特性。

其中第一開關121、第二開關122、第一操作開關221、第二操作開關222、第三操作開關223或第四操作開關224包含並聯一矽控整流器與一蕭特基二極體(Schottky diode)，且此二開關或四個操作開關之導通時間係影響此直流雙向電源轉換系統100之輸出功率大小。

請參閱第2圖，其係根據本發明之另一實施例之直流雙向電源轉換電路之第一示意圖。此直流雙向電源轉換電路包含一第一電路1，一電容式切換電路2及一變壓器3，其中一第一電感元件L1之一端、一第二電感元件L2之一端與一第一裝置V1之一端係共同電性耦接至一第一電性節點N1，一第一開關元件S1之一端、一第二開關元件S2之一端與第一裝置V1之另一端係共同電性耦接至一第二電性節點N2，第一電感元件L1之另一端與第一開關元件S1之另一端係共同電性耦接至一第三電性節點N3，第二電感元件L2之另一端與第二開關元件S2之另一端係共同電性耦接至一第四電性節點N4。

在電容式切換電路2中，一第一操作開關元件S3之一端、一第一電容元件C1之一端與一第三操作開關元件S5之一端係共同電性耦接至第五電性節點N5，第二操作開關元件S4之一端、一第二電容元件C2之一端與一第四操作開關元件S6之一端係共同電性耦接至一第六電性節點N6，第一操作開關元件S3之另一端與第二操作開關元件S4之另一端係共同電性耦接至第十一電性節點N11，第三操作開關元件S5之另一端、一第三電容元件C3之一端與一第二裝置V2之一端係共同電性耦接至一第七電性節點N7，第四操作開關元件S6之另一 端、第四電容元件C4之一端與第二裝置V2之另一端係共同電性耦接至一第八電性節點N8，第一電容元件C1之另一端與第二電容元件C2之另一端係共同電性耦接至一第九電性節點N9，第三電容元件C3之另一端與第四電容元件C4之另一端係共同電性耦接至一第十電性節點N10，第十電性節點N10係電性耦接至第十一電性節點N11；以及一變壓器3，包含一電性耦接第一電路1之一次側及一電性耦接電容式切換電路2之二次側，一次側之一端係電性耦接至第三電性節點N3，一次側之另一端係電性耦接至第四電性節點N4，二次側之一端係電性耦接至第十一電性節點N11，二次側之另一端係電性耦接至第九電性節點N9。

其中第一開關元件S1係透過一反相器邏輯閘與第一操作開關元件S3及第四操作開關元件S6進行互補操作，第二開關元件S2係透過一反相器邏輯閘與第二操作開關元件S4及第三操作開關元件S5進行互補操作。

當第一裝置V1被給予一低電壓時，此時此電路即進入一升壓模式，而在進入升壓模式之模式一之前，第一操作開關元件S3及第四操作開關元件S6截止，電感電流i_L1透過變壓器3自然分流流過第一操作開關元件S3及第四操作開關元件S6中之二極體，電感電流i_L2流過第二開關元件S2。

如第2圖所示，進入升壓模式之模式一後，第一開關元件S1導通，此時電感電流i_L1全部流進第一開關元件S1，因為第一開關元件S1和第二開關元件S2皆導通，故第一操作開關元件S3~第四操作開關元件S6則全部截止，此時輸入電壓對第一電感元件L1和第二電感元件L2儲能，第二裝置V2則由第三電容元件C3和第四電容元件C4提供，電感電流i_L1及i_L2則持續增加中。

請參閱第3圖，其係根據本發明之另一實施例之直流雙向電源轉換電路之第二示意圖。在時間t₁時，進入工作模式二，第二開關元件S2截止，第 二操作開關元件S4與第三操作開關元件S5上之二極體自然導通。經過極小的延遲時間後，第二操作開關元件S4與第三操作開關元件S5導通，對第二操作開關元件S4與第三操作開關元件S5而言，有零電壓切換效果。如第3圖所示，進入升壓模式之模式二後，透過變壓器3傳送之部份第二電感元件L2能量結合第一電容元件C1能量釋放至第三電容元件C3和第二裝置V2，同時透過變壓器3傳送之部份第二電感元件L2能量釋放儲存至第二電容元件C2，此時電感電流i_L1繼續增加，電感電流i_L2則線性減少。

進入升壓模式之模式三之前在t₂時，第二操作開關元件S4及第三操作開關元件S5截止，電感電流i_L2透過變壓器3自然分流流過第二操作開關元件S4及第三操作開關元件S5中之二極體，電感電流i_L1流過第一開關元件S1。而當進入模式三後，其等效電路係同於模式一且其工作模式亦同於模式一，故在此不進行贅述。

請參閱第4圖，其係根據本發明之另一實施例之直流雙向電源轉換電路之第三示意圖。在時間t₃時，進入工作模式四，第一開關元件S1截止，第一操作開關元件S3與第四操作開關元件S6上之二極體自然導通。經過極小的延遲時間後，第一操作開關元件S3與第四操作開關元件S6導通，對第一操作開關元件S3與第四操作開關元件S6而言，有零電壓切換效果。如第4圖所示，當進入模式四時，透過變壓器3傳送之部份電感電流i_L1能量結合第二電容元件C2能量釋放至第四電容元件C4和第二裝置V2，同時透過變壓器3傳送部分電感電流i_L1能量釋放儲存至第一電容元件C1，在此模式中，電感電流i_L2繼續增加，電感電流i_L1則線性減少。

請參閱第5圖，其係根據本發明之第二實施例之直流雙向電源轉換電路之示意圖。如第5圖所示，其為直流雙向電源轉換電路在升壓模式下，第一開關元件S1、第二開關元件S2、以及第一操作開關元件S3~第四操作開關元件S6在不同模式下(見第2圖~第4圖)之開關切換訊號，其中Ts為四個模式之週期。

請參閱第6圖，其係根據本發明之第三實施例之直流雙向電源轉換電路之第一示意圖。如第6圖所示，當施加一高電壓於電容式切換電路2之第一裝置V1中(此處將輸入電壓之裝置均設定為第一裝置V1)，此時此電路即進入一降壓模式，在進入降壓模式之模式一之前，第二開關元件S2截止，電感電流i_L1流過第一開關元件S1，電感電流i_L2流過第二開關元件S2之二極體。

在進入模式一後，第二操作開關元件S4和第三操作開關元件S5導通，電感電流i_L1經由第一開關元件S1流入輸出電容C0和第二裝置V2，而電感電流i_L2包含二個電流迴路，一為第三電容元件C3對第一電容元件C1和透過變壓器3對第二電感元件L2儲能，同時將能量送至輸出電容C0和第二裝置V2，二為第二電容元件C2透過變壓器3傳送對第二電感元件L2儲能，同時將能量送至輸出電容C0和第二裝置V2。此時電感電流i_L2繼續增加，電感電流i_L1則線性減少。

請參閱第7圖，其係根據本發明之第三實施例之直流雙向電源轉換電路之第二示意圖。在t₁時，進入工作模式二，第二操作開關元件S4和第三操作開關元件S5截止，第二開關元件S2之本體二極體導通。經過極小的延遲時間後，第二開關元件S2導通，而對第二開關元件S2而言，有零電壓切換效果。如第7圖所示，在進入模式二後，電感電流i_L1及i_L2分別經由第一開關元件S1和第二開關元件S2流入輸出電容C0和第二裝置V2，在此模式下，電感電流i_L1及i_L2均線性減少。

請參閱第8圖，據本發明之第三實施例之直流雙向電源轉換電路之第三示意圖。在進入模式三之前，第一開關元件S1截止，電感電流i_L1流過第一開關元件S1之二極體，電感電流i_L2流過第二開關元件S2。在進入模式三後，如第8圖所示，第一操作開關元件S3與第四操作開關元件S6導通，電感電流iL2經由第二開關元件S2流入輸出電容C0和第二裝置V2，而電感電流i_L1包含二電流迴路，一為第四電容元件C4對第二電容元件C2和透過變壓器3傳送對第一電感元件L1儲能，同時將能量送至輸出電容C0和第二裝置V2，二為第一電容元件C1透過變壓器3對第一電感元件L1儲能，同時將能量送至輸出電容C0和第二裝置V2，此時電感電流i_L1繼續增加，電感電流i_L2則線性減少。

在t₃時，進入工作模式四，第一操作開關元件S3和第四操作開關元件S6截止，第一開關元件S1之本體二極體導通。經過極小的延遲時間後，第一開關元件S1導通，對第一開關元件S1而言，有零電壓切換效果。而進入模式四後，其等效電路係同於模式二且其工作模式亦同於模式二，故在此不進行贅述。

請參閱第9圖，其係根據本發明之第四實施例之直流雙向電源轉換電路之示意圖。如第9圖所示，直流雙向電源轉換電路在降壓模式下，第一開關元件S1、第二開關元件S2、第一操作開關元件S3、第二操作開關元件S4、第三操作開關元件S5以及第四操作開關元件S6在不同模式下(見第6圖~第8圖)之開關切換訊號，其中Ts為四個模式之週期。

透過以上之升壓及降壓模式，可得到較低電流漣波與低壓側開關低電流應力之特色，並透過具有較低開關之跨壓可使開關的切換損失與導通損失得以下降，進而提高此轉換電路之效率，更進一步地，本發明之直流雙向電 源轉換電路可視為一模組單元，請參閱第10a圖及第10b圖，其係根據本發明之第五實施例之直流雙向電源轉換電路之第一示意圖以及第二示意圖，利用第10a圖之模組單元且以並聯輸入串聯輸出方式即可產生如第10b圖之更高轉換效率之組合式直流雙向電源轉換電路。

綜合以上所述，本發明利用儲存能量於交錯式電容上以提升電能轉換效率，使電感元件之傳導損失降至最小，同時並降低各開關所承受之跨壓，亦即利用較低成本的開關元件即可達到使電感電流成為均流的目的。

雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。

100‧‧‧直流雙向電源轉換系統

1‧‧‧第一電路

11‧‧‧第一裝置

111‧‧‧第一電感

112‧‧‧第二電感

121‧‧‧第一開關

122‧‧‧第二開關

2‧‧‧電容式切換電路

21‧‧‧第二裝置

211‧‧‧第一電容

212‧‧‧第二電容

213‧‧‧第三電容

214‧‧‧第四電容

221‧‧‧第一操作開關

222‧‧‧第二操作開關

223‧‧‧第三操作開關

224‧‧‧第四操作開關

3‧‧‧變壓器

Claims (10)

1. 一種直流雙向電源轉換系統，係包含：一第一電路，係包含一第一電感、一第二電感、一第一開關及一第二開關，其中該第一開關及該第二開關係用以控制該第一電路內之一第一電流之流動方向；一電容式切換電路，係包含一第一電容、一第二電容、一第三電容、一第四電容、一第一操作開關、一第二操作開關、一第三操作開關及一第四操作開關，該第一操作開關、該第二操作開關、該第三操作開關及該第四操作開關係用以控制該電容式切換電路內之一第二電流之流動方向，該第一開關係與該第一操作開關及該第四操作開關互補操作且該第二開關係與該第二操作開關及該第三操作開關互補操作；以及一變壓器，係電性耦接該第一電路及該電容式切換電路，該變壓器係根據該第一電流以感應產生該第二電流或根據該第二電流以感應產生該第一電流；其中當該第一電路被施予一低電壓而產生該第一電流時，利用該變壓器所產生之該第二電流及透過對該第一開關及該第二開關之切換控制組合以進入該直流雙向電源轉換系統之一升壓模式，使該第一電感及該第二電感或該第一電容、該第二電容、該第三電容及該第四電容供給能量給該電容式切換電路中之一第二負載，當該電容式切換電路被施予一高電壓而產生該第二電流時，利用該變壓器所產生之該第一電流及透過對該第一開關及該第二開關之切換控制組合以進入該直流雙向電源轉換系統之一降壓模式，使該第一電感及該 第二電感或該第一電容、該第二電容、該第三電容及該第四電容供給能量給該第一電路之一第一負載。
2. 如申請專利範圍第1項所述之直流雙向電源轉換系統，其中該第一開關、該第二開關、該第一操作開關、該第二操作開關、該第三操作開關或該第四操作開關係包含並聯一矽控整流器與一蕭特基二極體(Schottky diode)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之直流雙向電源轉換系統，其中該第一開關、該第二開關、該第一操作開關、該第二操作開關、該第三操作開關或該第四操作開關之導通時間係影響該直流雙向電源轉換系統之輸出功率大小。
4. 如申請專利範圍第1項所述之直流雙向電源轉換系統，其中主要由該第一電容、該第二電容、該第三電容或該第四電容之電容值大小以及該第一電感或該第二電感之電感值大小以決定在該升壓模式或該降壓模式中之電路動作之一時間常數。
5. 如申請專利範圍第1項所述之直流雙向電源轉換系統，其中該第一開關係包含透過一反相器邏輯閘與該第一操作開關及該第四操作開關進行互補操作，該第二開關係係包含透過一反相器邏輯閘與該第二操作開關及該第三操作開關互補操作。
6. 一種直流雙向電源轉換電路，係包含：一第一電路，係包含一第一電感元件、一第二電感元件、一第一裝置、一第一開關元件、一第二開關元件、一第一電性節點、一第二電性節點、一第三電性節點及一第四電性節點，其中該第一電感元件之一端、該第二電感元件之一端與該第一裝置之一端係共同電性耦接至該第一電性節點，該第一開 關元件之一端、該第二開關元件之一端與該第一裝置之另一端係共同電性耦接至該第二電性節點，該第一電感元件之另一端與該第一開關元件之另一端係共同電性耦接至該第三電性節點，該第二電感元件之另一端與該第二開關元件之另一端係共同電性耦接至該第四電性節點；一電容式切換電路，係包含一第一操作開關元件、一第二操作開關元件、一第三操作開關元件、一第四操作開關元件、一第一電容元件、一第二電容元件、一第三電容元件、一第四電容元件、一第五電性節點、一第六電性節點、一第七電性節點、一第八電性節點、一第九電性節點、一第十電性節點、一第十一電性節點及一第二裝置，其中該第一操作開關元件之一端、該第一電容元件之一端與該第三操作開關元件之一端係共同電性耦接至該第五電性節點，該第二操作開關元件之一端、該第二電容元件之一端與該第四操作開關元件之一端係共同電性耦接至該第六電性節點，該第一操作開關元件之另一端與該第二操作開關元件之另一端係共同電性耦接至該第十一電性節點，該第三操作開關元件之另一端、該第三電容元件之一端與該第二裝置之一端係共同電性耦接至該第七電性節點，該第四操作開關元件之另一端、該第四電容元件之一端與該第二裝置之另一端係共同電性耦接至該第八電性節點，該第一電容元件之另一端與該第二電容元件之另一端係共同電性耦接至該第九電性節點，該第三電容元件之另一端與該第四電容元件之另一端係共同電性耦接至該第十電性節點，該第十電性節點係電性耦接至該第十一電性節點；以及 一變壓器，包含一電性耦接該第一電路之一次側及一電性耦接該電容式切換電路之二次側，該一次側之一端係電性耦接至該第三電性節點，該一次側之另一端係電性耦接至該第四電性節點，該二次側之一端係電性耦接至該第十一電性節點，該二次側之另一端係電性耦接至該第九電性節點。
7. 如申請專利範圍第6項所述之直流雙向電源轉換電路，其中該直流雙向電源轉換電路係為一模組單元，利用並聯輸入串聯輸出該模組單元以產生更高轉換效率之組合式直流雙向電源轉換電路。
8. 如申請專利範圍第6項所述之直流雙向電源轉換電路，其中當該第一裝置被施予一低電壓時，透過該第一開關元件及該第二開關元件切換控制組合以進入該直流雙向電源轉換電路之一升壓模式，使該第一電感元件、該第二電感元件、該第一電容元件、該第二電容元件、該第三電容元件或該第四電容元件供給能量給該第二裝置，產生升壓效果。
9. 如申請專利範圍第6項所述之直流雙向電源轉換電路，其中當該第二裝置被施予一高電壓時，透過該第一開關元件及該第二開關元件切換控制組合以進入該直流雙向電源轉換電路之一降壓模式，使該第一電感元件、該第二電感元件、該第一電容元件、該第二電容元件、該第三電容元件或該第四電容元件供給能量給該第一裝置，產生降壓效果。
10. 如申請專利範圍第6項所述之直流雙向電源轉換電路，其中該第一開關元件係透過一反相器邏輯閘與該第一操作開關元件及該第四操作開關元件進行互補操作，該第二開關元件係透過一 反相器邏輯閘與該第二操作開關元件及該第三操作開關元件進行互補操作。