1.一种能够实现交流电源和直流电源之间双向转换的电路和操作方法，其特征在于：两条交流开关桥臂，每条桥臂分别由两个电子开关串联组成，桥臂的上端电子开关的负电压端和下端电子开关的正电压端相连接形成开关节点，桥臂的上端电子开关的正电压端作为桥臂的正电压端口，桥臂的下端电子开关的负电压端作为桥臂的负电压端口，两条桥臂的负电压端连接在一起，两条桥臂的正电压端分别作为交流接口的两个端口，一个交流电容并接在两个交流端口之间；一个全桥电路，其两条桥臂分别由两个电子开关管串联组成，每条桥臂的上端电子开关的负电压端和下端电子开关的正电压端相连接形成开关节点，桥臂的上端电子开关的正电压端作为桥臂的正电压端口，桥臂的下端电子开关的负电压端作为桥臂的负电压端口，两条桥臂的正电压端连接在一起作为直流接口的的正电压端口，两条桥臂的负电压端连接在一起作为直流接口的负电压端口，一个直流电容并接在两个直流端口之间；一个变压器，其第一绕组和一个电容串联后跨接在两条交流开关桥臂的两个开关节点之间，其第二绕组和另一个电容串联后跨接在全桥电路的两条桥臂的两个开关节点之间；在操作过程中两条交流开关桥臂的上端电子开关同时导通和截止，两条交流开关桥臂的下端电子开关也同时导通和截止，上端电子开关和下端电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止，最大占空比等于50％减去死区时间，全桥电路中处于对角位置的电子开关同时导通和截止，两组对角电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止而且和相对应的交流开关桥臂的开关操作同步进行，电路的操作通过开关频率的变化来调节电路的电压增益，在交流到直流和直流到交流的双向转换过程中调节输出电压的同时，使得交流端口的电流跟随所需要的正弦波形同步变化，而且同时实现软开关操作。
2.根据权利要求1，其特征在于：在交流端口的正弦电压波形接近过零点时，进一步通过全桥电路的脉宽调制来扩展电压增益的调节范围来使得交流端的电流波形更加准确地跟随所需要的正弦波形的变化，在交流到直流转换时通过脉宽调制使直流侧进入升压工作模式提高直流侧的电压增益，在直流到交流转换时通过脉宽调制降低直流侧的电压增益。
3.根据权利要求1或者权利要求2，其特征在于：在第一交流端口电压为正时，接在第二交流端口的桥臂的两个电子开关处于连续全导通状态，第一交流端口的桥臂的两个电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止；在第二交流端口电压为正时，接在第一交流端口的桥臂的两个电子开关处于连续全导通状态，第二交流端口的桥臂的两个电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止。
4.根据权利要求1，权利要求2，或者权利要求3，其特征在于：移去交流端口的电容和与变压器第一绕组串联的电容，用一条由两个电容串联组成的桥臂和由两个双向电子开关串联所组成的桥臂来代替两条交流开关桥臂，双向电子开关桥臂和电容桥臂并联连接，并联连接后的两个端口分别和两个交流端口相连接，变压器的第一绕组的两个端口分别连接到电容桥臂的中间节点和双向电子开关桥臂的中间节点，在操作过程中两个双向电子开关的开关状态分别和权利要求1中的交流开关桥臂的两个上端电子开关和两个下端电子开关的开关状态相对应。
5.根据权利要求1，权利要求2，权利要求3，或者权利要求4，其特征在于：把双向交直流电源变换器做成标准单元模块结构，在大电流或者高电压的应用中使用多个变换器的串并联组合来扩展系统的容量，其结构形式包括：交流侧串联，直流侧并联；交流侧并联，直流侧串联；交流侧串联，直流侧串联；交流侧并联，直流侧并联。
6.一种能够实现交流到交流双向转换的电路和操作方法，其特征在于：两个交流变换电路，每个交流变换电路有两条交流开关桥臂，每条桥臂分别由两个电子开关串联组成，上端电子开关的负电压端和下端电子开关的正电压端相连接形成开关节点，桥臂的上端电子开关的正电压端作为桥臂的正电压端口，桥臂的下端电子开关的负电压端作为桥臂的负电压端口，两条交流开关桥臂的负电压端连接在一起，两条交流开关桥臂的正电压端分别作为交流变换电路的交流接口的两个端口，一个交流电容并接在交流接口的两个交流端口之间，工频交流能量从第一交流接口输入后从第二交流接口输出，或者从第二交流接口输入后从第一交流接口输出；一个变压器，其第一绕组和一个电容串联后跨接在第一交流变换电路的两条交流开关桥臂的两个开关节点之间，其第二绕组和一个电容串联后跨接在第二交流变换电路的两条交流开关桥臂的两个开关节点之间；在操作过程中两个交流变换电路的两条交流开关桥臂的上端电子开关同时导通和截止，两条交流开关桥臂的下端电子开关也同时导通和截止，上端电子开关和下端电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止，最大占空比等于50％减去死区时间，两个交流变换电路的相应的开关操作同步进行，电路的操作通过开关频率的变化来调节电路的电压增益，在交流到交流的双向转换过程中调节输出电压的同时，使得交流端口的电流跟随所需要的正弦波形同步变化，而且同时实现软开关操作。
7.根据权利要求6，其特征在于：在每个交流变换电路的第一交流端口电压为正时，接在其第二交流端口的桥臂的两个电子开关处于连续全导通状态，第一交流端口的桥臂的两个电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止；在第二交流端口电压为正时，接在第一交流端口的桥臂的两个电子开关处于连续全导通状态，第二交流端口的桥臂的两个电子开关以接近50％的最大占空比交替导通和截止。
8.根据权利要求6或者权利要求7，其特征在于：在每个交流变换电路中移去交流端口的电容和与变压器第一绕组串联的电容，用一条由两个电容串联组成的桥臂和由两个双向电子开关串联所组成的桥臂来代替两条交流开关桥臂，双向电子开关桥臂和电容桥臂并联连接，并联连接后的两个端口分别和交流接口的两个交流端口相连接，变压器的第一绕组的两个端口分别连接到第一交流变换电路的电容桥臂的中间节点和双向电子开关桥臂的中间节点，变压器的第二绕组的两个端口分别连接到第二交流变换电路的电容桥臂的中间节点和双向电子开关桥臂的中间节点，在操作过程中两个双向电子开关的开关状态分别和权利要求6中的交流开关桥臂的两个上端电子开关和两个下端电子开关的开关状态相对应。
9.根据权利要求6，权利要求7，或者权利要求8，其特征在于：把双向交流-交流电源变换器做成标准单元模块结构，在大电流或者高电压的应用中使用多个变换器的串并联组合来扩展系统的容量，其结构形式包括：第一交流侧串联，第二交流侧并联；第一交流侧并联，第二交流侧串联；第一交流侧串联，第二交流侧串联；第一交流侧并联，第二交流侧并联。