[发明专利]具有可变电容器的电转换器

权利要求书

1.一种方法，用于通过转换系统将第一电压(V_e)下的第一电能转换为第二电压(V_S)下的第二电能，所述转换系统包括：至少一个所述第一电压(V_e)的电压源(6)，所述电压源通过充电开关(212)连接至可变电容器(202)；放电开关(18)，设置为与所述可变电容器并联；以所述第二电压(V_S)聚集能量的装置(208)；以及在所述可变电容器(202)和所述聚集装置(208)之间转移能量的装置(216)，所述可变电容器(202)包括固定板、能够远离和朝向所述固定板移动的可移动板、以及使所述可移动板返回其初始位置的弹性装置，对于一个完整的转换周期，所述方法包括以下步骤：

a)闭合所述充电开关(212)，同时所述放电开关保持断开，使得以所述第一电压(Ve)对所述可变电容器(202)充电，并且使所述可移动板移动以增大所述电容器的电容；

b)断开所述充电开关(212)，同时保持所述放电开关(218)断开，以允许所述电容器以恒定电荷运行，所述电容器(202)的电容继续增大；

c)闭合所述放电开关(218)，以允许所述可变电容器(202)至少部分放电，并且使所述可移动元件的移动反向；

所述转移装置在所述可移动电极的移动期间提供从所述电容器至所述聚集装置的能量转移。

2.一种将第一电压(V_e)下的第一电能转换至第二电压(V_S)下的第二电能的转换系统，所述转换系统包括：至少一个所述第一电压(V_e)的电压源(6；106；206)，所述电压源通过充电开关(12；112；212)连接至可变电容器(2；102；202)；放电开关(18；118；218)，设置为与所述可变电容器并联；所述第二电压(V_S)下的能量聚集装置(8；108；208)；以及在所述可变电容器(202)和所述聚集装置(208)之间转移能量的装置(4，16；104，116；216)，所述可变电容器(202)包括固定板、能够远离和朝向所述固定板移动的可移动板、以及使所述可移动板返回其初始位置的弹性装置；

所述转换系统还包括控制所述充电开关和所述放电开关的装置，使得对于一个转换周期：

a)在第一步骤期间，所述放电开关断开，并且所述充电开关闭合，使得以所述第一电压(Ve)对所述电容器充电，并且使所述可移动板移动以增大所述电容器的电容；

b)在第二步骤期间，所述充电开关断开，并且所述放电开关保持断开，以允许所述电容器以恒定电荷运行，所述电容器的电容继续增大；

c)在第三步骤期间，所述放电开关闭合，以允许所述可变电容器至少部分放电，从而使所述可移动元件的移动反向；

所述转移装置在所述可移动电极的移动期间将能量从所述电容器转移至所述聚集装置。

3.根据权利要求2所述的转换系统，其中，所述开关是可控的，使得当所述电容器(2；102；202)的电容为最小值时，闭合所述充电开关(12；112；212)。

4.根据权利要求2所述的转换系统，其中，所述开关是可控的，使得当所述电容器(2；102；202)的电容为最大值时，闭合所述放电开关(18；118；218)。

5.根据权利要求2所述的转换系统，其中，所述电容器的所述电极之一(202.2)通过转移开关或者二极管(216)被连接至所述聚集装置(208)。

6.根据权利要求5所述的转换系统，其中，所述可变电容器的所述可移动电极(202.2)在对应于所述可变电容器电容减小的移动阶段期间，所述转移开关或二极管(216)导通。

7.根据权利要求2所述的能量转换系统，其中，所述可变电容器形成为第一电容器(2；102)，所述系统还包括第二可变电容器(4；104)，所述第二可变电容器至少包括固定板(4.1；104.1)和能够远离所述固定板移动的可移动板(4.2；102.2)，所述第一电容器的所述可移动板和所述第二电容器的所述可移动板在移动中彼此固定，所述第二可变电容器(4；104)通过转移开关或二极管(16，116)连接至所述聚集装置(8)。

8.根据权利要求7所述的转换系统，其中，所述第二电容器(4)包括设置在所述可移动板(4.2)的每侧上的两个固定板(4.1a，4.1b)。