[发明专利]用于生物电化学系统的功率转换器

权利要求书

1.用于生物电化学系统的功率转换器(101，201，301)，所述功率转换器包括：

-两个或更多个第一转换器(102-104，202-204，302-304)，所述第一转换器中的每个包括用于通过所述生物电化学系统的电极提供电流的直流端子(105，205，305)，和

-第二转换器(106，206，306)，所述第二转化器用于从外部电网向所述第一转换器中的每个提供能量，

其中，所述第一转换器中的每个包括至少一个用于从所述第二转换器接收能量的电子元件(107，207，307a，307b)，以及至少一个用于将所述电子元件的电压转换为适合于所述生物电化学系统的电解电压的电路(108，208，308a，308b)，其特征在于，当所述第一转换器中的每个向所述生物电化学系统提供能量时，所述第一转换器中的每个与所述第一转换器中的其他第一转换器电位隔离。

2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述电子元件(107)是变压器的次级绕组，所述变压器的初级绕组(109)连接至所述第二转换器，并且所述电路适于将所述次级绕组的交流电压转换为电解电压。

3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中，所述电子元件(207，307a，307b)是直流电压的能量存储器，并且所述第一转换器中的每个包括第一开关系统(210，310a，310b)和第二开关系统(211，311a，311b)，当所述直流电压的能量存储器向所述生物电化学系统提供能量时，所述第一开关系统用于将所述直流电压的能量存储器与连接到所述第二转换器的充电电路(212，312)断开连接，以及当所述直流电压的能量存储器通过所述充电电路进行充电时，所述第二开关系统用于将所述电路与所述直流端子断开连接。

4.根据权利要求3所述的功率转换器，其中，所述第一转换器的直流电压的能量存储器与所述充电电路连接时为串联连接。

5.根据权利要求3或4所述的功率转换器，其中，所述直流电压的能量存储器包括电池元件。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的功率转换器，其中，所述直流电压的能量存储器包括电容器元件。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的功率转换器，其中，所述第一转换器中的每个包括用于接收来自所述第二转换器的能量的两个直流电压的能量存储器(307a，307b)和用于将所述两个直流电压的能量存储器的电压转换为电解电压的两个电路(308a，308b)，当所述直流电压的能量存储器向所述生物电化学系统提供能量时，所述第一开关系统(310a，310b)适于将每个直流电压的能量存储器与所述充电电路(312)断开连接，当连接到所述电路的所述直流电压的能量存储器通过所述充电电路进行充电时，所述第二开关系统(311a，311b)适于将所述电路中的每个与所述直流端子断开连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率转换器，其中，所述第一转换器中的每个被配置为将所述电解电压控制在1.5V至3V的范围内。

9.一种生物电化学系统，所述生物电化学系统包括：

-生物反应器腔室(113)，所述生物反应器腔室用于培养细菌，

-电极(115-120，215-220，315-320)，所述电极用于通过水电解将所述生物反应器腔室包含的水分解为氢气和氧气，和

-根据权利要求1至8中任一项所述的功率转换器(101，201，301)，所述功率转换器被布置为通过所述电极提供直流电，

其中，所述电极中的每个仅连接到所述功率转换器的所述第一转换器(102-104，202-204，302-304)中的一个。