装置中具有电源平衡的电力变换制造方法及图纸

本申请公开了装置中具有电源平衡的电力转换。提供了一种装置，该装置包括电源串和降压电路。串联连接电源以提供处于第一电压的第一电压轨，并且将电源串分成电源段。降压电路被电气地配置为提供处于第二较低电压的第二电压轨。降压电路包括控制电路，该控制电路被配置为监测电源段的充电状态，并且基于充电状态控制选择电源段之一来传送输出，由该输出提供第二电压轨。一个或多个第一电子部件电耦合到第一电压轨，并且被设计为在第一电压下操作。并且一个或多个第二电子部件电耦合到第二电压轨，并且被设计为在第二电压下操作。并且被设计为在第二电压下操作。并且被设计为在第二电压下操作。

【技术实现步骤摘要】
装置中具有电源平衡的电力变换


[0001]本公开总体上涉及电力分配，并且具体地涉及电动系统(诸如那些车载 交通工具)中的电力分配。

技术介绍

[0002]电动和混合动力交通工具(例如飞行器、道路交通工具等)由诸如电池 的电力源供电。这些交通工具通常包括一个或多个动力源以及推进系统，推 进系统包括一个或多个电动机，一个或多个电动机被配置为向一个或多个推 进器提供动力以产生使交通工具移动的推进力。根据交通工具的不同，这些 推进器可能包括转子、螺旋桨、轮等。推进系统还可以包括传动系，该传动 系统被配置为将动力从电动机传送到推进器；对于某些交通工具，电动机和 传动系统在某些情况下可能被称为交通工具的动力系统。
[0003]许多这些交通工具越来越多地使用高压电源以获得各种益处，例如重量 和效率优化。在目前的许多交通工具中，这种高压电源一般可以提供600到 800V DC。这些交通工具的许多车载部件，例如交通工具管理系统电子设备、 通信系统、导航系统等，都设计为在较低电压(例如24至28V DC)下运行。
[0004]存在多种技术来提供较低电压的电力。一些技术将第二较低电压电源与 高压电源封装在一起或与高压电源分开，但这会增加额外的封装重量和充电 电路。其他技术使用DC
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DC转换器将高电压转换为较低电压，但这些技术可 能缺乏电力转换效率，并且由于较大的输入/输出电压差而产生过多的热耗散。 还有其他技术只是在高压电源中使用一个或多个(但不是全部)电池，但这 些技术会导致电池不平衡，从而导致未使用的容量。
[0005]因此，需要一种装置和方法，该装置和方法至少考虑到上面讨论的一些 问题以及其他可能的问题。

技术实现思路

[0006]如上所述，在具有高压电源的装置中提供较低电压电力的现有技术可能 会增加不期望的重量、功率损耗和热耗散，或者导致不平衡的电池和未使用 的容量。本公开的示例实施方式涉及改进的电力分配，并且具体地，涉及电 动系统(诸如那些车载交通工具)中的电力分配。在电源平衡以优化电力和 能量的利用的情况下，示例实施方式可以将高压电源变换为较低电压电力。
[0007]示例实施方式可以从高压电源为车载电子设备提供较低电压电力。示例 实施方式包括在电源之间的节点处分成电源段的电源串。可以监测这些电源 段的充电状态，并且可以选择电源段以平衡它们的充电状态，同时将处于高 电压的电源串转换为用于装置上的各种部件的较低电压。
[0008]因此，本公开包括但不限于以下示例实施方式。
[0009]一些示例实施方式提供了一种装置，其包括：被配置为提供电力的电源 串，电源经串联连接以提供处于第一电压的第一电压轨，在电源之间的节点 处电源串被分成电源
段；降压电路，其电耦合到电源串并被配置为提供处于 小于第一电压的第二电压下的第二电压轨，降压电路包括控制电路，其被配 置为监测电源段的充电状态，并且基于充电状态控制选择电源段之一来传送 输出，由该输出提供第二电压轨提供；一个或多个第一电子部件，其电耦合 到第一电压轨，并被设计为在第一电压下工作；以及一个或多个第二电子部 件，其电耦合到第二电压轨，并被设计为在第二电压下工作。
[0010]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，被配置为监测充电状态的控制电路包括被配置为监测 由电源段提供的电压并将电压转换为电源段的充电状态的控制电路。
[0011]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，被配置为控制选择电源段之一的控制电路包括被配置 为选择具有最高充电状态的电源段之一的控制电路。
[0012]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，降压电路还包括DC
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DC转换器，其可切换地连接到可 选择的电源段之一，并且被配置为输入来自电源段之一的电力并且传送电压 调节输出作为第二电压轨提供的输出，并且其中控制电路被配置为基于充电 状态控制选择连接到DC
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DC转换器的电源段之一。
[0013]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，降压电路还包括多掷开关，其耦合到电源串和DC
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DC 转换器并且在它们之间，多掷开关被配置为将DC
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DC转换器可切换地连接到 电源段之一，并且其中被配置为控制选择电源段之一的控制电路包括被配置 为控制多掷开关的控制电路。
[0014]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，电源段在电源段的相应端子对处连接到节点，并且其 中多掷开关是双刀多掷开关，其包括连接到两个或多个电源段的相应端子对 的输入和连接到DC
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DC转换器的输出。
[0015]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，DC
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DC转换器是第一DC
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DC转换器，其可切换地连 接到电源段的第一组中的一个电源段，并且降压电路还包括可切换地连接到 电源段的第二组中的一个电源段的第二DC
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DC转换器，第一DC
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DC转换器 和第二DC
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DC转换器被配置为传送电压调节输出，第一DC
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DC转换器和第 二DC
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DC转换器经并联连接以提供第二电压轨，并且其中被配置为控制选择 电源段之一的控制电路包括被配置为控制选择电源段的第一组中的一个电源 段和电源段的第二组中的一个电源段的控制电路。
[0016]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，降压电路还包括第一多掷开关以及第二多掷开关，第 一多掷开关耦合到电源段的第一组的那些电源段和第一DC
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DC转换器并在它 们之间，第二多掷开关耦合到电源段的第二组的那些电源段和第二DC
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DC转 换器并在它们之间，并且其中被配置为控制选择电源段的第一组中的一个电 源段和电源段的第二组中的一个电源段的控制电路包括被配置为控制第一多 掷开关和第二多掷开关的控制电路。
[0017]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，电源段在电源段的相应端子对处连接到节点，其中第 一多掷开关是第一双
刀多掷开关，其包括连接到电源段的第一组的那些电源 段的相应端子对的第一输入和连接到第一DC
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DC转换器的第一输出，并且其 中第二多掷开关是第二双刀多掷开关，其包括连接到电源段的第二组的那些 电源段的相应端子对的第二输入和连接到第二DC
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DC转换器的第二输出。
[0018]在任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任何组合的装置的 一些示例实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装置(100)，包括：电源串(102)，其被配置为提供电力，电源经串联连接以提供处于第一电压的第一电压轨(104)，所述电源串在所述电源之间的节点(108)处被分成电源段(106)；降压电路(110)，其电耦合到所述电源串并被配置为提供处于小于所述第一电压的第二电压的第二电压轨(112)，所述降压电路包括控制电路(114)，所述控制电路(114)被配置为监测所述电源段的充电状态，并基于所述充电状态控制选择所述电源段之一来传送输出，由所述输出提供所述第二电压轨；一个或多个第一电子部件(116)，其电耦合到所述第一电压轨，并被设计为在所述第一电压下工作；以及一个或多个第二电子部件(118)，其电耦合到所述第二电压轨，并被设计为在所述第二电压下工作。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中被配置为监测所述充电状态的所述控制电路(114)包括被配置为监测由所述电源段(106)提供的电压并将所述电压转换为所述电源段的所述充电状态的所述控制电路。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置(100)，其中被配置为控制选择所述电源段(106)之一的所述控制电路(114)包括被配置为选择具有最高充电状态的所述电源段之一的所述控制电路。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的装置(100)，其中所述降压电路(110)还包括DC
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DC转换器(120)，其可切换地连接到可选择的所述电源段(106)之一，并且被配置为输入来自所述电源段之一的所述电力并且传送电压调节输出作为提供所述第二电压轨(112)的所述输出，并且其中，所述控制电路(114)被配置为基于所述充电状态控制选择连接到所述DC
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DC转换器(120)的所述电源段之一。5.根据权利要求4所述的装置(100)，其中，所述降压电路(110)还包括多掷开关(122)，所述多掷开关(122)耦合到所述电源串(102)和所述DC
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DC转换器(120)并且在它们之间，所述多掷开关被配置为将所述DC
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DC转换器可切换地连接到所述电源段(106)之一，并且其中，被配置为控制选择所述电源段之一的所述控制电路(114)包括被配置为控制所述多掷开关的所述控制电路。6.根据权利要求4至权利要求5中任一项所述的装置(100)，其中所述DC
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DC转换器(120)是可切换地连接到所述电源段(106)的第一组(124A)中的一个电源段的第一DC
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DC转换器(120A)，并且所述降压电路(110)还包括可切换地连接到所述电源段的第二组(124B)中的一个电源段的第二DC
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DC转换器(120B)，所述第一DC
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DC转换器和所述第二DC
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DC转换器被配置为传送电压调节输出，所述第一DC
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DC转换器和所述第二DC
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DC转换器经并联连接以提供所述第二电压轨(112)；并且其中，被配置为控制选择所述电源段之一的所述控制电路(114)包括被配置为控制选择所述电源段的所述第一组中的一个电源段和所述电源段的所述第二组中的一个电源段的所述控制电路。7.根据上述权利要求中的任一项所述的装置(100)，其中，所述降压电路(110)还包括多个DC
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DC转换器(120)，所述多个DC
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DC转换器(120)可切换地连接到可选择的所述电源段
(106)中的多个电源段，并且被配置为输入来自所述电源段中的多个电源段的电力并传送电压调节输出，所述DC
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D...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：极光飞行科学公司，
类型：发明
国别省市：