双向低电压DC到AC逆变器制造技术

本公开涉及但不限于双向低电压DC到AC逆变器。在至少一个实施例中，公开了一种包括DC/DC转换器、逆变器和双向存储设备的双向电力转换设备。DC/DC转换器被配置为在消费者模式下响应于第一DC输入而产生第一直流(DC)输出并且在车辆充电模式下接收第二DC输入以为低电压区域供电。逆变器被配置为在消费者模式下响应于第一DC输出而产生交流(AC)输出以为至少一个消费者设备供电，并且在车辆充电模式下响应于来自AC电源的AC输入信号而向DC/DC转换器提供第二DC输入。双向存储设备被配置为在消费者模式下存储第一DC输出并且在车辆充电模式下存储第二DC输入。

【技术实现步骤摘要】
双向低电压DC到AC逆变器
本文公开的方面总体上涉及将低电压直流(DC)能量转换成用于为车辆的各方面供电的交流电(AC)并且将来自电网的AC能量转换为低电压DC能量以存储在车辆DC电源上的双向电力转换设备。背景美国专利号8,085,557(“557专利”)公开了一种双向DC-AC逆变器，其包括H桥电路、连接到H桥电路的连接部分、将连接部分连接到H桥电路的平滑滤波器和控制部。H桥电路具有四个开关元件。四个开关元件包括其第一端彼此连接的两个第一开关元件和其第二端彼此连接的两个第二开关元件。平滑滤波器具有电容器和连接到电容器的两个线圈。控制部以使得当从系统电源输入的交流电压被转换为直流电压时两个线圈用作升压线圈的方式来控制第一开关元件。概述在至少一个实施例中，公开了一种包括DC/DC转换器、逆变器和双向存储设备的双向电力转换设备。DC/DC转换器被配置为在消费者模式下响应于来自低电压区域的第一DC输入而产生第一直流(DC)输出，并且被配置为在车辆充电模式下接收第二DC输入以为车辆中的低电压区域供电。逆变器被配置为在消费者模式下响应于第一DC输出而产生交流(AC)输出以为至少一个消费者设备供电，并且被配置为在车辆充电模式下响应于来自AC电源的AC输入信号将第二DC输入提供给DC/DC转换器。双向存储设备被配置为在消费者模式下存储第一DC输出并被配置为在车辆充电模式下存储第二DC输入。在至少另一个实施例中，公开了一种包括DC/DC转换器、逆变器和双向存储设备的双向电力转换设备。DC/DC转换器被配置为在消费者模式下响应于来自低电压区域的第一DC输入而产生第一直流(DC)输出以为至少一个消费者设备供电，并且被配置为在车辆充电模式下接收第二DC输入以为在车辆中的低电压区域供电。第二DC输入功率指示存储在低电压区域中的一个或更多个电池上的最终DC输入。逆变器被配置为在消费者模式下响应于第一DC输出而产生交流(AC)输出以为至少一个消费者设备供电并且被配置为在车辆充电模式下响应于来自AC电源的AC输入信号而将第二DC输入提供给DC/DC转换器。双向存储设备被配置为在消费者模式下存储第一DC输出并被配置为在车辆充电模式下存储第二DC输入。在至少一个实施例中，公开了一种包括DC/DC转换器、逆变器和双向存储设备的双向电力转换设备。DC/DC转换器包括第一多个开关设备，并且被配置为在消费者模式下响应于来自低电压区域的第一DC输入而产生第一直流(DC)输出，并且被配置为在车辆充电模式下接收第二DC输入以为车辆中的低电压区域供电。逆变器包括第二多个开关设备，并且被配置为在消费者模式下响应于第一DC输出而产生交流(AC)输出以为至少一个消费者设备供电，并且被配置为在车辆充电模式下响应于来自AC电源的AC输入信号将第二DC输入提供给DC/DC转换器。双向存储设备被配置为在消费者模式下存储第一DC输出并且被配置为在车辆充电模式下存储第二DC输入。附图说明以所附权利要求中的特征指出了本公开的实施例。然而，通过结合附图参考下面的详细描述，各种实施例的其它特征将变得更明显且将被最好地理解，其中：图1描绘了根据一个实施例的位于车辆内的双向电力转换设备，其将低电压直流(DC)能量转换成交流电(AC)以用于为车辆的各方面供电，并且其将来自电网的AC能量转换成低电压DC能量以存储在车辆DC电源上；图2描绘了根据一个实施例的装置的详细的实现；图3描绘了根据一个实施例的用于驱动位于车辆内的多个开关设备中的一个或更多个以在消费者模式期间将低电压(DC)能量转换成交流电(AC)的各种波形；图4示出了根据一个实施例的对应于大容量电容器(bulkcapacitor)两端随时间变化的存储电压的波形；图5描绘了根据一个实施例的对应于对各种电动机/消费电子部件的AC输出的波形；以及图6描绘了根据一个实施例的用于驱动位于车辆内的多个开关设备中的一个或更多个以用于在车辆充电模式期间将来自电网的AC能量整流成低电压DC能量以存储在车辆DC电源上的各种波形。详细描述根据需要，在本文中公开了本专利技术的详细实施例；然而应理解的是，所公开的实施例仅仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以各种替代形式来实施。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以各种方式利用本专利技术的代表性基础。认识到的是，如本文中所公开的控制器可包括各种微处理器、集成电路、存储器设备(例如闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、或它们的其他合适的变形)、和彼此协作以执行本文中所公开的操作的软件。另外，所公开的这些控制器使用一个或更多个微处理器来执行计算机程序，该计算机程序被包含在非暂时性计算机可读介质中，该计算机程序被编程以执行所公开的任意数量的功能。此外，本文中所提供的控制器包括外壳和被定位在该外壳内的各种数量的微处理器、集成电路和存储器设备(例如，闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))。所公开的控制器还包括基于硬件的输入端和输出端，以如本文所讨论的那样分别从其他基于硬件的设备接收数据或向其他基于硬件的设备传输数据。本文提供了一种装置或双向电力转换设备，并且其被布置成从电网接收交流(AC)电力，以用于通过提供低电压直流(DC)电平给一个或更多个电池来为车辆中的一个或更多个电池充电的目的。相反，电力转换设备被布置成从一个或更多个电池接收低电压DC电平并将其逆变以产生AC电力，从而为车辆中的AC负载供电。例如，电力转换设备可以将AC电力提供给电耦合到车辆的各种电动机和/或消费者设备。下面将更详细地讨论这些方面和其它方面。图1描绘了位于车辆12内的双向电力转换设备10，其将低电压DC能量(例如，第一DC输入)转换成AC能量以用于为车辆12的方面供电。电力转换设备10将来自电网14的AC能量转换为低电压DC能量(例如，最终DC输入)，以存储在车辆DC电源(例如，一个或更多个电池16)上。电力转换设备10包括DC/DC转换器18和逆变器20。在消费者模式中，DC/DC转换器18将来自低电压(LV)区域(即，LV区域)中的电池16的DC能量升压到DC电平(例如，升压的DC电平或第一DC输出)，其被馈送到逆变器20。逆变器20响应于升压的DC电平而产生AC输出以给电耦合到车辆12的一个或更多个电动机和/或各种消费者电子部件(以下为“AC电力负载22”)供电。双向存储设备31(或电容器C2)在逆变器20产生AC输出之前存储升压的DC电平。在车辆充电模式中，电力转换设备10检测到电网14耦合到其上以对电池16充电或为车辆12内的电气设备供电。逆变器20将来自电网14的AC能量转换为存储在双向存储设备31上的输入DC信号(或第二DC输入)。DC/DC转换器18将输入DC信号转换为提供给电池16和/或为车辆12的其他方面供电的低DC能量。图2描绘了根据一个实施例的电力转换设备10的详细的实现。车辆12包括可操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向电力转换设备，包括：DC/DC转换器，其被配置为：在消费者模式下响应于来自低电压区域的第一DC输入而产生第一直流(DC)输出；以及在车辆充电模式下接收第二DC输入以为车辆中的所述低电压区域供电；逆变器，其被配置为：在所述消费者模式下响应于所述第一DC输出而产生交流(AC)输出以为至少一个消费者设备供电；以及在所述车辆充电模式下响应于来自AC电源的AC输入信号向所述DC/DC转换器提供所述第二DC输入；以及双向存储设备，其被配置为在所述消费者模式下存储所述第一DC输出并且在所述车辆充电模式下存储所述第二DC输入。

【技术特征摘要】
2016.12.02 US 15/367,6641.一种双向电力转换设备，包括：DC/DC转换器，其被配置为：在消费者模式下响应于来自低电压区域的第一DC输入而产生第一直流(DC)输出；以及在车辆充电模式下接收第二DC输入以为车辆中的所述低电压区域供电；逆变器，其被配置为：在所述消费者模式下响应于所述第一DC输出而产生交流(AC)输出以为至少一个消费者设备供电；以及在所述车辆充电模式下响应于来自AC电源的AC输入信号向所述DC/DC转换器提供所述第二DC输入；以及双向存储设备，其被配置为在所述消费者模式下存储所述第一DC输出并且在所述车辆充电模式下存储所述第二DC输入。2.根据权利要求1所述的双向电力转换设备，其中，所述DC/DC转换器包括变压器，所述变压器具有在所述变压器的第一侧上的第一输入端和第一输出端，以及在所述变压器的第二侧上的第二输入端和第二输出端。3.根据权利要求2所述的双向电力转换设备，其中，所述DC/DC转换器包括第一多个开关设备和第二多个开关设备，所述第一多个开关设备向所述变压器的第一侧的第一输入端提供第一DC开关输入信号，所述第二多个开关设备向所述变压器的第二侧的第二输入端提供第二DC开关输入信号。4.根据权利要求3所述的双向电力转换设备，其中，所述变压器的所述第一输出端向第一开关设备提供第一DC变压器输出，并且其中，所述第一开关设备在所述消费者模式下产生所述第一DC输出以存储在所述双向存储设备上。5.根据权利要求4所述的双向电力转换设备，其中，所述变压器的所述第二输出端向第二开关设备提供第二DC变压器输出，并且其中，所述第二开关设备在所述消费者模式下产生所述第一DC输出以存储在所述双向存储设备上。6.根据权利要求5所述的双向电力转换设备，还包括电压测量电路，所述电压测量电路被配置为测量所述双向存储设备上的所述第一DC输出，以控制所述第一多个开关、所述第二多个开关、所述第一开关设备和所述第二开关设备的开关频率。7.根据权利要求5所述的双向电力转换设备，其中，所述逆变器包括多个开关设备和全桥整流器中的一个以在所述消费者模式下将存储在所述双向存储设备上的所述第一DC输出转换成所述AC输出，以为所述至少一个消费者设备供电。8.根据权利要求1所述的双向电力转换设备，其中，所述逆变器包括多个开关设备和全桥整流器中的一个，以在所述车辆充电模式下将所述AC输入信号转换成所述第二DC输入，以用于存储在所述双向存储设备上。9.根据权利要求8所述的双向电力转换设备，其中，所述DC/DC转换器包括具有第一侧和第二侧的变压器，以在所述车辆充电模式下将所述第二DC输入降低为降低的第二DC输入。10.根据权利要求9所述的双向电力转换设备，其中，所述DC/DC转换器包括第一多个开关和第二多个开关，所述第一多个开关从所述第一侧接收所述降低的第二DC输入，所述第二多个开关从所述第二侧接收所述降低的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：克日什托夫·克雷斯克，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US