[發明專利]適合于輸入電壓的功率轉換

在審

• 申請號: 201980009061.5
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN111587519A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: G·瑪吉;C·哈特魯普;H·J·G·拉德馬赫爾;M·溫特
• 申請（專利權）人: 昕諾飛控股有限公司
• 主分類號: H02J1/08
• 分類號: H02J1/08;H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李靜嵐;閆小龍

本發明涉及一種具有提高的功率轉換效率的功能設備（10A）。功能設備（10A）包括功能單元（12）、兩個或更多個能量存儲單元（14A、14B、14C、14D）和電功率轉換器單元（16）。電功率轉換器單元（16）被配置為從外部功率源（20）接收輸入電壓，并且向彼此串聯連接的能量存儲單元（14C、14D）的充電組（28A）提供轉換的輸入電壓，該充電組具有適合于從外部功率源（20）接收的輸入電壓的充電組電壓。能量存儲單元（14A、14B）的放電組（32A）被配置為向功能單元（12）提供適合于功能單元（12）所需的功能單元輸入電壓的輸出電壓。這允許提高功率轉換效率。

技術領域

本發明涉及功能設備、功能系統、用于操作功能設備的方法、用于操作功能設備的計算機程序以及存儲有計算機程序的計算機可讀介質。具體而言，本發明涉及一種具有高效功率轉換的功能設備，諸如照明設備、致動設備、加熱設備、冷卻設備、溫度調節設備或任何其他功能設備。

背景技術

US2012/0319477A1示出了一種利用來自電能存儲系統和替代能源的電力的照明系統。該照明系統具有控制器，該控制器被配置為基于當時哪個電功率源最便宜來從多個電功率源中選擇一電功率源。電能存儲系統包括第一和第二電能存儲介質。每個存儲介質可以具有一個或多個電池。N個所述電池可以串聯布置，使得該串聯具有電壓N×V，并且電池可以連接到導體和開關，該導體和開關使得所述電池的第一子集能夠以小于N×V的第一電壓供電。電池還可以連接到第二組導體和開關，該第二組導體和開關被配置為對除電池的第一子集之外的電池充電。所述電池的第二子集可以在不等于第一電壓的第二電壓下供電。電池的第一子集可以提供適合DC照明的電壓，并且電池的第二子集可以提供足以運行DC電機的電壓。

US6342775B1公開了一種電池切換電路，該電路提供了一種機構，通過該機構，多個電存儲電池可以基于海上定位和操縱系統的手動控制操縱桿的位置交替地并聯或串聯。當操縱桿處于空檔位置時，存儲電池并聯連接來用于充電，并且當操縱桿移出其空檔位置時，電池立即串聯連接以向用于驅動對接系統的多個葉輪的多個電動機供電。

US2006/122655A1公開了一種用于可植入使用的具有低內部自放電的高能量功率源，包括多個可充電能量存儲電池單元、適合于為能量存儲單元充電的主功率源、適合于在用于充電的并聯連接配置和用于放電的串聯連接配置之間切換能量存儲單元單元的切換系統、以及適合于僅響應于表示需要放電能量的輸入來啟動能量存儲單元的充電并在接收到輸入之前抑制對能量存儲單元進行的充電。

發明內容

本發明的一個目的可以視為是提供一種功能設備、功能系統、用于操作功能設備的方法以及用于操作功能設備的計算機程序，其允許更高效的功率轉換。

在本發明的第一方面，提出了一種功能設備。該功能設備包括功能單元、兩個或更多個能量存儲單元以及電功率轉換器單元。功能單元被配置成執行功能。兩個或更多個能量存儲單元被配置成存儲電能。電功率轉換器單元被配置為連接到外部功率源，從外部功率源接收輸入電壓，并且向彼此串聯連接的能量存儲單元的充電組提供轉換的輸入電壓，該充電組具有適合于從外部功率源接收的輸入電壓的充電組電壓，以便最小化輸入電壓和轉換的輸入電壓之間的電壓差。能量存儲單元的放電組被配置為向功能單元提供適合于功能單元所需的功能單元輸入電壓的輸出電壓，以便最小化輸出電壓和功能單元輸入電壓之間的電壓差。

由于充電組電壓適合于外部功率源的輸入電壓，即，基于每個能量存儲單元的電壓，充電組電壓低于并盡可能接近輸入電壓，因此可以減少由于輸入電壓和電功率轉換器單元的轉換的輸入電壓的差異導致的功率轉換效率損失。此外，由于放電組被配置為向功能單元提供適合于功能單元輸入電壓的輸出電壓，即，基于每個能量存儲單元的電壓，放電組提供的輸出電壓高于并盡可能接近功能單元輸入電壓，因此可以減少由于輸出電壓和功能單元輸入電壓的差異而導致的功率轉換效率損失。因此，功能設備允許更高效的功率轉換。