[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于調(diào)節(jié)功率電路的方法及電功率調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710795003.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107872148B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘樹(shù)鴻;謝曉君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 香港城市大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/00;H02M7/66;H02M7/72
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 金旭鵬;肖冰濱

本發(fā)明公開(kāi)了一種電功率調(diào)節(jié)裝置包括：控制器，其被設(shè)置為檢測(cè)電源的電源特性；以及功率轉(zhuǎn)換器，其被設(shè)置為基于由控制器檢測(cè)到的至少一個(gè)電源特性來(lái)調(diào)整與電源相連的電負(fù)載級(jí)的電負(fù)載特性，使得電源被設(shè)置為將最大量的電功率輸送到電負(fù)載級(jí)。還提供了一種用于調(diào)節(jié)功率電路的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)功率電路的方法和電功率調(diào)節(jié)裝置，特別但非排他地涉及一種用于從電源提取最大量的功率的電功率調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

電子或電氣設(shè)備通常操作與其連接的合適的能源。常見(jiàn)的能源可包括電網(wǎng)中的電插座、能量收集(energy harvesting)裝置、燃料電池和電池。

諸如光伏電池或壓電能量收集器的能量收集設(shè)備可以在日常生活中方便地使用，以將某些類(lèi)型的能量轉(zhuǎn)換成用于為電氣設(shè)備供電的電能。能量收集設(shè)備可以被設(shè)計(jì)成在一個(gè)或多個(gè)最佳操作條件下操作，以最大化在操作期間的能量收集效率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于調(diào)節(jié)功率電路的方法，包括以下步驟：檢測(cè)電源的電源特性；以及基于所檢測(cè)到的至少一個(gè)電源特性來(lái)調(diào)整與電源相連的電負(fù)載級(jí)的電負(fù)載特性，使得電源被設(shè)置為將最大量的電功率輸送到電負(fù)載級(jí)。

在第一方面的實(shí)施例中，電源被設(shè)置為當(dāng)電負(fù)載特性與電源特性匹配時(shí)向電負(fù)載級(jí)輸送最大量的功率。

在第一方面的實(shí)施例中，調(diào)整電負(fù)載級(jí)的電負(fù)載特性的步驟包括抵消由電源的源電抗和/或功率電路的電抗響應(yīng)于由電源輸送到電負(fù)載級(jí)的功率量的變化所引起的影響。

在第一方面的實(shí)施例中，電負(fù)載級(jí)包括雙向功率轉(zhuǎn)換器和電負(fù)載。

在第一方面的實(shí)施例中，雙向功率轉(zhuǎn)換器連接在電負(fù)載和電源之間。

在第一方面的實(shí)施例中，抵消由電源的源電抗和/或功率電路的電抗所引起的影響的步驟包括將電功率的一部分從電源輸送到雙向功率轉(zhuǎn)換器的中間電壓源和/或?qū)⒀a(bǔ)充電功率從中間電壓源輸送到電負(fù)載。

在第一方面的實(shí)施例中，中間電壓源包括充電電池。

在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整電負(fù)載級(jí)的電負(fù)載特性步驟還包括控制雙向功率轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，以便調(diào)整輸送到中間電壓源的電功率和/或從中間電壓源輸送的補(bǔ)充電功率。

在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，電源特性和電負(fù)載特性分別包括電源和電負(fù)載級(jí)的電阻性能、電感性能和電容性能中的至少一個(gè)。

在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)電源的電源特性步驟包括使用擾動(dòng)觀察法來(lái)確定電源的電阻性能、電感性能和電容性能的步驟。

在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，使用擾動(dòng)觀察法確定電源的電阻性能、電感性能和電容性能的步驟包括將功率電路表示為

的步驟。

在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)電源的電源特性的步驟包括獲得電源輸出端處的電壓值和電流值，以便確定電源的電阻性能、電感性能和電容性能。

在第一方面的一個(gè)實(shí)施例中，電源包括電能收集設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電功率調(diào)節(jié)裝置，包括被設(shè)置為檢測(cè)電源的電源特性的控制器；以及功率轉(zhuǎn)換器，其被設(shè)置為基于由控制器檢測(cè)到的至少一個(gè)電源特性來(lái)調(diào)整與電源相連的電負(fù)載級(jí)的電負(fù)載特性，使得電源被設(shè)置為將最大量的電功率輸送到電負(fù)載級(jí)。

在第二方面的一個(gè)實(shí)施例中，電源被設(shè)置為當(dāng)電負(fù)載特性與電源特性匹配時(shí)向電負(fù)載級(jí)輸送最大量的功率。

在第二方面的一個(gè)實(shí)施例中，電負(fù)載級(jí)包括功率轉(zhuǎn)換器和電負(fù)載，其中功率轉(zhuǎn)換器包括雙向功率轉(zhuǎn)換器。

在第二方面的一個(gè)實(shí)施例中，雙向功率轉(zhuǎn)換器連接在電負(fù)載和電源之間。