[发明专利]功率收集应用中用于功率储存控制的双向DC-DC转换器

权利要求书

1.一种具有第一操作模式和第二操作模式的双向DC-DC转换器，包括：

第一端子对，用于将所述转换器连接至第一电路，该第一端子对包括正端子和负端子，其中所述第一电路向次级功率负载供应从包括分布式控制系统和现场设备的环路中获得的功率；

第二端子对，用于将所述转换器连接至第二电路，该第二端子对包括正端子和负端子；

累积元件，用于暂时累积电能；和

开关电路，连接至所述第一端子对、所述第二端子对和所述累积元件，其中

在所述第一操作模式中，电能通过所述累积元件从所述第一电路被转移到所述第二电路，其中所述第一操作模式与所述第一电路中可用于向所述次级功率负载供应的过量功率相关并且使所述环路中的信号传输不被中断，并且

在所述第二操作模式中，电能通过所述累积元件从所述第二电路被转移到所述第一电路，其中所述第二操作模式与所述第一电路中可用于向所述次级功率负载供应的功率缺少相关。

2.如权利要求1所述的转换器，其中所述累积元件包括电感器。

3.如权利要求1所述的转换器，其中所述开关电路包括：

具有第一操作状态和第二操作状态的第一开关元件；其中

在所述第一开关元件的第一操作状态下，所述第一开关元件将所述第一端子对的正端子电连接至所述累积元件的第一端子，以使电能在所述累积元件中累积；并且在所述第一开关元件的第二操作状态下，所述第一开关元件将所述第一端子对的正端子与所述累积元件电断开，以使电能从所述累积元件被转移；其中

在所述第一开关元件的第二操作状态下，所述累积元件的第二端子电连接至所述第二端子对的正端子，使得所述电能通过所述第二端子对的正端子被转移。

4.如权利要求3所述的转换器，其中所述第一开关元件是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

5.如权利要求3所述的转换器，其中所述开关电路进一步包括：

具有第一操作状态和第二操作状态的第二开关元件，其中

在所述第二开关元件的第一操作状态下，所述第二开关元件将所述累积元件的第一端子电连接至所述第一端子对的负端子，以使电能在所述累积元件中累积；并且在所述第二开关元件的第二操作状态下，所述第二开关元件将所述累积元件的第一端子电连接至所述第一端子对的正端子，以使电能从所述累积元件转移到所述第一端子对的正端子。

6.如权利要求3所述的转换器，其中所述开关电路进一步包括：

第一二极管，允许电流仅在从所述累积元件的第一端子到所述第一端子对的正端子的方向上流动；以及

第二二极管，允许电流仅在从所述第一端子对的负端子到所述累积元件的第一端子的方向上流动。

7.如权利要求3所述的转换器，其中所述开关电路进一步包括：

第一电容器，电连接在所述第一端子对之间；和

第二电容器，电连接在所述第二端子对之间。

8.如权利要求1所述的转换器，其中所述第一端子对与第一电压降相关，所述第二端子对与第二电压降相关，并且其中所述第一电压降在所述转换器的第一操作模式中大于所述第二电压降而在所述转换器的第二操作模式中小于所述第二电压降。

9.一种用于从在过程工厂中实现的环路收集功率的双向DC-DC转换器，其中电流根据在所述环路中操作的设备之间的信号传输而在所述环路中变化，所述转换器包括：

第一端子对，用于将所述转换器连接至第一电路，该第一端子对包括正端子和负端子，其中所述第一电路向次级功率负载供应从包括分布式控制系统和现场设备的环路中获得的功率；

第二端子对，用于将所述转换器连接至第二电路，该第二端子对包括正端子和负端子；

累积元件，用于暂时累积电能；和

开关电路，连接至所述第一端子对、所述第二端子对和所述累积元件，其中

在第一操作模式中，所述开关电路通过所述累积元件将过量电能从所述第一电路转移到所述第二电路，并且使所述第一电路中的信号传输不被中断，并且

在第二操作模式中，所述开关电路通过所述累积元件将电能从所述第二电路转移到所述第一电路。

10.如权利要求9所述的转换器，其中所述累积元件包括电感器。