本公開的實(shí)施例涉及一種電源裝置，并且更具體地涉及一種真空吸塵器(cleaner)的電源裝置。

背景技術(shù)：

吸塵器是用于移除室內(nèi)異物(foreign material)以清潔室內(nèi)環(huán)境的電器。近來，許多家庭使用真空吸塵器。真空吸塵器是這樣的電器：其從要清潔的表面吸入包含異物的空氣，從空氣中分離異物并且收集異物，然后將經(jīng)凈化的空氣排出真空吸塵器的主體外部。

這樣的真空吸塵器分類為桶式和直立式。

桶式吸塵器包括其中安裝了鼓風(fēng)單元和灰塵收集單元的主體，與主體分離地安裝且被配置為從地板吸入灰塵的吸入體，以及將主體連接到吸入體的連接管。因此，用戶緊握安裝在連接管上的把手，并在將吸入體在地板上沿著他/她想要清潔的方向移動(dòng)的同時(shí)清潔地板。

直立式吸塵器包括直立的主體，以及與主體的下部耦接以與主體形成一體的吸入體。因此，用戶緊握在主體的上部提供的把手，并且可在移動(dòng)直立吸塵器的整個(gè)主體的同時(shí)清潔地板。

直立式吸塵器將滾筒刷安裝在吸入體中以便提高清潔效率。滾筒刷在以高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)接觸要清潔的表面，從而將要清潔的表面上附著的異物從要清潔的表面分離，并且分離的異物被吸進(jìn)吸入體中，然后被收集在主體中包括的灰塵收集單元中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本公開的一方面是提供一種能夠?qū)⒛孀兤鞯妮斎腚妷壕S持在恒定電平的直流(DC)/交流(AC)電源裝置。

本公開另外的方面將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得明顯，或者可通過實(shí)踐本公開習(xí)得。

依照本公開的一個(gè)方面，一種電源裝置包括：第一電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將第一交流電(AC)電壓轉(zhuǎn)換成直流(DC)電壓；第二電力轉(zhuǎn)換器，被配置為降低從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓并將降低的DC電壓傳送到電力存儲(chǔ)單元，以及升高電力存儲(chǔ)單元的DC電壓且輸出升高后的DC電壓；第三電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓和從第二電力轉(zhuǎn)換器輸出的升高后的DC電壓當(dāng)中的一DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓，并將第二AC電壓傳送到負(fù)載；以及控制器，被配置為控制第二電力轉(zhuǎn)換器以降低和升高DC電壓，并控制第三電力轉(zhuǎn)換器以將DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓。

在該電源裝置中，第二電力轉(zhuǎn)換器可以是雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，其被配置為降低從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓并在第一方向上傳送降低后的DC電壓以對(duì)電力存儲(chǔ)單元充電，以及升高電力存儲(chǔ)單元的充電DC電壓并在與第一方向相反的第二方向上輸出升高后的DC電壓，從而將升高后的DC電壓傳送到第三電力轉(zhuǎn)換器。

在該電源裝置中，當(dāng)在第一方向上傳送降低的DC電壓時(shí)，第二電力轉(zhuǎn)換器可作為降壓轉(zhuǎn)換器操作，而當(dāng)在第二方向上傳送升高的DC電壓時(shí)，第二電力轉(zhuǎn)換器可作為升壓轉(zhuǎn)換器操作。

在該電源裝置中，控制器可控制第二電力轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器操作，以便將從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓傳送到電力存儲(chǔ)單元；并且控制器可控制第二電力轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器操作，以便升高電力存儲(chǔ)單元的DC電壓并將升高后的DC電壓傳送到負(fù)載。

在該電源裝置中，第三電力轉(zhuǎn)換器可以是逆變器，其被配置為將DC電壓轉(zhuǎn)換成具有負(fù)載所需的頻率和相位的第二AC電壓。

在該電源裝置中，第一電力轉(zhuǎn)換器可以是功率因素校正器(Power Factor Corrector，PFC)，其被配置為將第一AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓以抑制第一AC電壓的諧波電流并改善第一AC電壓的功率因素。

在該電源裝置中，PFC可以是單獨(dú)的PFC。

該電源裝置還可包括電連接在第一電力轉(zhuǎn)換器與第二電力轉(zhuǎn)換器之間的電容器，其中電容器可由從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓和從第二電力轉(zhuǎn)換器輸出的升高后的DC電壓中的至少一個(gè)電壓來充電。

在該電源裝置中，其中電容器的充電電壓可被傳送到第三電力轉(zhuǎn)換器。

該電源裝置還可包括AC輸入檢測(cè)器，所述AC輸入檢測(cè)器被配置為檢測(cè)輸入到第一電力轉(zhuǎn)換器的第一AC電壓，并且將檢測(cè)的結(jié)果傳送到控制器。

在該電源裝置中，控制器可產(chǎn)生用于控制第二電力轉(zhuǎn)換器的電力傳送方向的第一控制信號(hào)，以及用于控制第三電力轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換操作的第二控制信號(hào)。

依照本公開的另一方面，一種電氣裝置包括：風(fēng)扇；電動(dòng)機(jī)，被配置為旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇；電池，被配置為存儲(chǔ)電壓；第一電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將第一交流電(AC)電壓轉(zhuǎn)換成直流(DC)電壓；第二電力轉(zhuǎn)換器，被配置為降低從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓并將降低的DC電壓傳送到電池，以及升高電池的DC電壓且輸出升高后的DC電壓；第三電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓以及從第二電力轉(zhuǎn)換器輸出的升高的DC電壓的一DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓，并將第二AC電壓傳送到電動(dòng)機(jī)；以及控制器，被配置為控制第二電力轉(zhuǎn)換器以降低和升高DC電壓，并控制第三電力轉(zhuǎn)換器以將DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓。

在該電氣裝置中，第二電力轉(zhuǎn)換器可以是雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，其被配置為降低從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓并在第一方向上傳送降低后的DC電壓以對(duì)電池充電，以及升高電池的充電DC電壓并在與第一方向相反的第二方向上輸出升高后的DC電壓，從而將升高后的DC電壓傳送到第三電力轉(zhuǎn)換器。

在該電氣裝置中，當(dāng)在第一方向上傳送降低后的DC電壓時(shí)，第二電力轉(zhuǎn)換器可作為降壓轉(zhuǎn)換器操作，而當(dāng)在第二方向上傳送升高后的DC電壓時(shí)，第二電力轉(zhuǎn)換器可作為升壓轉(zhuǎn)換器操作。

在該電氣裝置中，控制器可控制第二電力轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器操作，以便將從第一電壓轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓傳送到電池；并且控制器可控制第二電力轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器操作，以便升高電池的充電的DC電壓并將升高后的DC電壓傳送到電動(dòng)機(jī)。

在該電氣裝置中，第三電力轉(zhuǎn)換器可以是逆變器，其被配置為將DC電壓轉(zhuǎn)換成具有電動(dòng)機(jī)所需的頻率和相位的第二AC電壓。

在該電氣裝置中，第一電力轉(zhuǎn)換器可以是功率因素校正器(PFC)，其被配置為第一AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓以抑制第一AC電壓的諧波電流并改善第一AC電壓的功率因素。

在該電氣裝置中，PFC可以是單獨(dú)的PFC。

該電氣裝置還可包括電連接在第一電力轉(zhuǎn)換器與第二電力轉(zhuǎn)換器之間的電容器，其中電容器可由從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓和從第二電力轉(zhuǎn)換器輸出的升高后的DC電壓中的至少一個(gè)電壓來充電。

在該電氣裝置中，電容器的充電電壓可被傳送到第三電力轉(zhuǎn)換器。

該電氣裝置還可包括AC輸入檢測(cè)器，所述AC輸入檢測(cè)器被配置為檢測(cè)輸入到第一電力轉(zhuǎn)換器的第一AC電壓，并且將檢測(cè)的結(jié)果傳送到控制器。

在該電氣裝置中，控制器可產(chǎn)生用于控制第二電力轉(zhuǎn)換器的電力傳送方向的第一控制信號(hào)，以及用于控制第三電力轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換操作的第二控制信號(hào)。

依照本公開的另一方面，一種真空吸塵器包括：第一電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將第一交流電(AC)電壓轉(zhuǎn)換成直流(DC)電壓；第二電力轉(zhuǎn)換器，被配置為降低從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓并將降低后的DC電壓傳送到電力存儲(chǔ)單元，以及升高電力存儲(chǔ)單元的DC電壓且輸出升高后的DC電壓；第三電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓以及從第二電力轉(zhuǎn)換器輸出的升高后的DC電壓的一DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓，并將第二AC電壓傳送到負(fù)載；以及控制器，被配置為控制第二電力轉(zhuǎn)換器以降低和升高DC電壓，并控制第三電力轉(zhuǎn)換器以將DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓。

依照本公開的另一方面，一種真空吸塵器包括：風(fēng)扇；電動(dòng)機(jī)，被配置為旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇；電池，被配置為存儲(chǔ)電壓；第一電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將第一交流電(AC)電壓轉(zhuǎn)換成直流(DC)電壓；第二電力轉(zhuǎn)換器，被配置為降低從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓并將降低后的DC電壓傳送到電池，以及升高電池的DC電壓且輸出升高后的DC電壓；第三電力轉(zhuǎn)換器，被配置為將從第一電力轉(zhuǎn)換器輸出的DC電壓以及從第二電力轉(zhuǎn)換器輸出的升高后的DC電壓的一DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓，并將第二AC電壓傳送到電動(dòng)機(jī)；以及控制器，被配置為控制第二電力轉(zhuǎn)換器以降低和升高DC電壓，并控制第三電力轉(zhuǎn)換器以將DC電壓轉(zhuǎn)換成第二AC電壓。

依照本公開的另一方面，一種交流(AC)/直流(DC)電源裝置包括：?jiǎn)为?dú)的功率因數(shù)校正器(PFC)，被配置為將商業(yè)AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓；雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，被配置為降低從單獨(dú)的PFC輸出的DC電壓，并將降低后的DC電壓傳送到電池，以及升高電池的DC電壓并輸出升高后的DC電壓；逆變器，被配置為轉(zhuǎn)換從單獨(dú)的PFC輸出的DC電壓以及從雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出的升高后的DC電壓中的一DC電壓的頻率和相位，并將具有轉(zhuǎn)換后的頻率和相位的DC電壓傳送到負(fù)載；以及控制器，被配置為控制雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器以降低和升高DC電壓，并控制逆變器轉(zhuǎn)換DC電壓的頻率和相位。

附圖說明

根據(jù)下列結(jié)合附圖的對(duì)實(shí)施例的描述，本公開的這些和/或其它方面將變得明顯且更容易被領(lǐng)會(huì)，附圖中：

圖1(A)-(B)示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的外觀；

圖2示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

圖3是根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的電源裝置的框圖；

圖4是圖3中示出的電源裝置的雙向直流(DC)-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖；

圖5(A)-(C)是當(dāng)圖4中所示的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器作為電壓降低電路操作時(shí)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖和信號(hào)流曲線圖；

圖6(A)-(C)是當(dāng)圖4中所示的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器作為電壓升高電路操作時(shí)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖和信號(hào)流曲線圖；

圖7示出了當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的電源裝置在充電模式中操作時(shí)的電力供應(yīng)路徑；

圖8示出了當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的電源裝置在DC模式中操作時(shí)的電力供應(yīng)路徑；以及

圖9示出了當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的電源裝置在交流(AC)模式中操作時(shí)的電力供應(yīng)路徑。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的外觀，其中圖1A示出了桶式真空吸塵器，而圖1B示出了直立式真空吸塵器。

圖1A中所示的桶式真空吸塵器100可包括被配置為產(chǎn)生吸力的主體102，接觸要清潔的表面并被配置成吸入空氣的吸刷104，連接到吸刷104的延伸管106，以及安裝在延伸管106中的氣旋灰塵收集單元108。氣旋灰塵收集單元108可產(chǎn)生旋渦氣流以通過離心力將灰塵與空氣分離。主體102可包括被配置為產(chǎn)生吸力的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(未示出)。吸刷104可通過主體102所產(chǎn)生的吸力吸入要清潔的表面上的空氣和空氣中包括的灰塵。吸刷104可形成為寬且平坦的形狀以便它可緊密接觸要清潔的表面。在主體102與吸刷104之間，可提供由樹脂或者金屬制成的延伸管106，用于用戶操縱的把手管110，以及由柔性材料制成且被配置為自由地移動(dòng)把手管110的柔性軟管112。在把手管110中，可提供使得用戶能夠操縱真空吸塵器100的功能的操縱單元114。氣旋灰塵收集單元108可耦合在延伸管106與把手管110之間。吸刷104、延伸管106、氣旋灰塵收集單元108、把手管110和柔性軟管112可被配置成彼此通信。通過吸刷104吸入的空氣可通過延伸管106進(jìn)入氣旋灰塵收集單元108。氣旋灰塵收集單元108可產(chǎn)生旋渦氣流以通過離心力將灰塵與空氣分離，然后收集灰塵。經(jīng)氣旋灰塵收集單元108凈化的空氣可順序地穿過把手管110和柔性軟管112，然后進(jìn)入主體102。氣旋灰塵收集單元108可被定位在延伸管106與把手管110之間以在空氣進(jìn)入主體102之前將灰塵與空氣分離并收集灰塵。

圖1B中所示的直立式真空吸塵器150可包括：吸刷154，其被配置為通過吸力吸入要清潔的表面(例如，地板和地毯)上的諸如毛發(fā)的異物；以及吸塵器主體152，其被配置為收集通過吸刷154吸入的異物。吸塵器主體152可包括：電動(dòng)機(jī)(未示出)，其被配置為產(chǎn)生用于吸入要清潔的表面上的異物的吸力；以及灰塵收集單元(未示出)，其被配置為收集從要清潔的表面吸入的異物。吸塵器主體152可直接連接到吸刷154，而不經(jīng)由單獨(dú)的軟管等等。在吸塵器主體152的上部，可提供把手178以使能用戶的操縱。把手178可包括開關(guān)164以開啟/關(guān)閉電動(dòng)機(jī)。因此，如果用戶緊握把手178，操縱開關(guān)164以開啟電動(dòng)機(jī)，然后在要清潔的表面上移動(dòng)吸塵器主體152，則要清潔的表面上的灰塵和異物可通過吸刷154吸入并收集在吸塵器主體152中。

本公開涉及一種用于供應(yīng)電力給直流(DC)/交流(AC)電氣裝置的電源裝置，以及包括電源裝置的電氣裝置，并且可以應(yīng)用到圖1中所示的桶式真空吸塵器100和直立式真空吸塵器150。然而，根據(jù)本公開的電源裝置可應(yīng)用于另外類型的真空吸塵器，或者除真空吸塵器外的另外種類的電氣裝置(例如，用于DC/AC組合使用)。

圖2示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖2中所示，風(fēng)扇202(例如，離心風(fēng)扇)可旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生吸力。風(fēng)扇202的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的吸力可導(dǎo)致異物和空氣通過上文參考圖1所述的吸刷104(或者154)被吸到真空吸塵器100(或者150)內(nèi)部。通過吸刷104(或者154)吸入的異物和空氣可經(jīng)由風(fēng)扇202穿過雙過濾器204，以便異物被雙過濾器204過濾出來并且空氣被排出到真空吸塵器100(或者150)的外部。

為了在根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)中產(chǎn)生吸力，必須旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇202?？商峁╇妱?dòng)機(jī)206來旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇202。即，電動(dòng)機(jī)206所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力可旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇202從而產(chǎn)生吸力。為了旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)206，需要將電力供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206。供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206的電力可以是DC。然而，產(chǎn)生供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206的DC的過程在商業(yè)AC電力與電池充電電力之間可能不同。即，在商業(yè)AC電力的情況下，商業(yè)AC電力可通過連接到插座212的線纜116(或者166)接收，轉(zhuǎn)換成DC，然后轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的AC信號(hào)，然后被施加到電動(dòng)機(jī)206。在電池充電電力的情況下，電池充電電力可直接轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的AC信號(hào)，然后被施加到電動(dòng)機(jī)206，因?yàn)殡姵爻潆婋娏Ρ旧硎荄C電力。如果電動(dòng)機(jī)206由電池充電電力驅(qū)動(dòng)，則在清潔期間不必將線纜116(或者166)連接到插座212，因此，真空吸塵器100(或者150)可被用作無線纜型，這增加了用戶的便利。相反，如果電動(dòng)機(jī)206由商業(yè)AC電力驅(qū)動(dòng)，則在清潔期間必須將線纜116(或者166)連接到插座212。然而，在這種情況下，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)206可使用商業(yè)AC電力的高電壓強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)，所以可產(chǎn)生更強(qiáng)的吸力。

圖1中所示的真空吸塵器100(或者150)可以是DC/AC真空吸塵器。即，圖1中所示的真空吸塵器100(或者150)可使用選擇電池充電電力和商業(yè)AC電力之一來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)206的方法。當(dāng)線纜116(或166)連接到插座212以便供應(yīng)商業(yè)AC電力時(shí)，如圖2中所示的電源裝置208可將商業(yè)AC電力轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的AC信號(hào)，并且向電動(dòng)機(jī)206供應(yīng)AC信號(hào)。如果線纜116(或者166)與插座212斷開連接從而不供應(yīng)商業(yè)AC電力，則電源裝置208可將電池210中充電的DC電力轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的AC信號(hào)，并且向電動(dòng)機(jī)206供應(yīng)AC信號(hào)。當(dāng)線纜116(或者166)連接到插座212從而商業(yè)AC電力被供應(yīng)給電源裝置208時(shí)，電池210可被充電。

圖3是根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208的框圖。真空吸塵器100(或者150)可以是DC/AC真空吸塵器，如上文參照?qǐng)D2所述。圖3中所示的電源裝置208可用來實(shí)現(xiàn)DC/AC真空吸塵器100(或者150)。

控制器302可控制電源裝置208的整體操作。具體地，控制器302可產(chǎn)生第一控制信號(hào)和第二控制器來控制用于對(duì)電池210充電的充電模式、用于將商業(yè)AC電力轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的AC信號(hào)且將該AC信號(hào)供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206的AC模式，和用于將在電池210中充電的DC電力轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的AC信號(hào)且將該AC信號(hào)供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206的DC模式?？刂破?02所產(chǎn)生的第一控制信號(hào)可控制充電模式、AC模式和DC模式。另外，控制器302所產(chǎn)生的第二控制信號(hào)可控制逆變器310產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)206所需的頻率和相位的電力并將該電力傳送到電動(dòng)機(jī)206?？刂破?02可通過AC輸入檢測(cè)器304確定是否接收到商業(yè)AC電力，并且根據(jù)確定的結(jié)果控制充電模式、AC模式和DC模式。

AC輸入檢測(cè)器304可檢測(cè)輸入到稍后將描述的單獨(dú)的功率因數(shù)校正器(PFC)306的商業(yè)AC電力，并將檢測(cè)結(jié)果提供給控制器302。即，如果線纜116(或者166)連接到插座212從而商業(yè)AC電力被輸入到真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208的單獨(dú)的PFC 306，如上文參照?qǐng)D2所述，則AC輸入檢測(cè)器304可檢測(cè)到商業(yè)AC電力，并且將檢測(cè)的結(jié)果提供給控制器302。

單獨(dú)的PFC 306可將商業(yè)AC電力轉(zhuǎn)換成DC。也就是說，單獨(dú)的PFC 306可將作為AC的商業(yè)AC電力轉(zhuǎn)換成DC，并且將DC傳送給雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308或者逆變器310。單獨(dú)的PFC 306在將商業(yè)AC電力轉(zhuǎn)換成DC時(shí)可有助于抑制諧波電流并改善功率因素。單獨(dú)的PFC 306的輸出電壓可以約為310V。電容器C1可連接在單獨(dú)的PFC 306與雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308之間。電容器C1可被單獨(dú)的PFC 306和雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308中的至少一者充電。

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308可將從單獨(dú)的PFC 306輸出的DC電壓傳送到電池210從而對(duì)電池210充電(第一方向路徑)，或者可將電池210的充電電壓傳送到逆變器310(第二方向路徑)。雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308通過第一方向路徑和第二方向路徑的電力傳送可由來自控制器302的第一控制信號(hào)控制?？刂破?02可產(chǎn)生第一控制信號(hào)以激活雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第一方向路徑和第二方向路徑之一從而通過所激活的路徑傳送DC電壓。雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第一方向路徑的輸出電壓可以是310V，并且第二方向路徑的輸出電壓可以是21.6V。第一方向路徑的輸出電壓310V可以是由將商業(yè)AC電力轉(zhuǎn)換成DC而得到的電壓，并且根據(jù)商業(yè)AC電力和單獨(dú)的PFC 306的額定值可以是另外的電壓，而非310V。因?yàn)殡姵?10被配置有6個(gè)單元，并且每個(gè)單元具有3.6V的電壓，所以可獲得第二方向路徑的輸出電壓21.6V。如果電池210被配置有不同數(shù)量的單元且每個(gè)單元具有不同電壓，則雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第二方向路徑的輸出電壓也可相應(yīng)地變化。電池210可利用通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308接收DC電壓來被充電(充電模式)。電池210的充電電壓可通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308傳送到逆變器310(DC模式)。

逆變器310可將接收到的DC電壓轉(zhuǎn)換成期望頻率和相位的信號(hào)，并將該信號(hào)提供給電動(dòng)機(jī)206。輸入到逆變器310的DC電壓可以是單獨(dú)的PFC 306所轉(zhuǎn)換的DC電壓和在電池210中充電的DC電壓之一。逆變器310可由來自控制器302的第二控制信號(hào)所控制。控制器302可產(chǎn)生第二控制信號(hào)以控制逆變器310以便產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)206所需的頻率和相位的DC電力。

圖4是圖3中所示的電源裝置208的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的電路圖。如圖4中所示，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的兩個(gè)輸出端可分別連接到第一電力線402和第二電力線404。第一開關(guān)設(shè)備S1和電感器L可串聯(lián)連接到第一電力線402。另外，第二開關(guān)設(shè)備S2可連接在第二電力線404與第一電力線402上的、將第一開關(guān)設(shè)備S1連接到電感器L的節(jié)點(diǎn)之間。另外，電容器C2可連接在第二電力線404與第一電力線402上的、將電感器L連接到第一方向路徑的輸出端的節(jié)點(diǎn)之間。第一開關(guān)設(shè)備S1和第二開關(guān)設(shè)備S2可由來自控制器302的第三控制信號(hào)來接通/斷開。如果在控制器302的控制下第一開關(guān)設(shè)備S1和第二開關(guān)設(shè)備S2中的任一者被斷開且另一個(gè)被重復(fù)地接通/斷開，則雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308可操作為降壓轉(zhuǎn)換器(其作為電壓降低電路)以及升壓轉(zhuǎn)換器(其作為電壓升高電路)中的任一者。下面將參照?qǐng)D5和圖6來描述此操作。

圖5是當(dāng)圖4中所示的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308作為電壓降低電路操作時(shí)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的電路圖和信號(hào)流曲線圖。在圖5中，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308可在用于對(duì)電池210充電的充電模式中操作。因此，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308可將輸入到雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的310V的電壓降低到21.6V(其為電池210的額定電壓)，并將21.6V傳送到電池210。

圖5A示出了當(dāng)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308作為降壓轉(zhuǎn)換器(其作為電壓降低電路)操作時(shí)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的等效電路。在圖5A中所示的等效電路中，第一開關(guān)設(shè)備S1可執(zhí)行重復(fù)接通/斷開的開關(guān)操作，而第二開關(guān)設(shè)備S2可維持在斷開狀態(tài)以作為二極管操作。圖5B示出了當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)設(shè)備S1被重復(fù)地接通/斷開時(shí)在二極管(即，維持在斷開狀態(tài)下的開關(guān)設(shè)備S2)兩端的電壓。圖5C示出了當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)設(shè)備S1被重復(fù)地接通/斷開時(shí)由在二極管(即，維持在斷開狀態(tài)下的第二開關(guān)設(shè)備S2)兩端的電壓充電的電容器C2兩端的電壓。

當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)設(shè)備S1被接通時(shí)，電流可流向電感器L，從而在電感器L1中積累能量，另外，電流可越來越多地流向電容器C2和負(fù)載(即，電池210)。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)設(shè)備S1被斷開時(shí)，二極管(即，維持在斷開狀態(tài)下的第二開關(guān)設(shè)備S2)可形成使作為在電感器L中積累的能量的電感器電流流向電容器C2和負(fù)載(即，電池210)的電流路徑。電感器L的電感器電流可減小直到第一開關(guān)設(shè)備S1被接通。

這樣，通過周期性地接通/斷開第一開關(guān)設(shè)備S1以通過電感器L和電容器C2使如圖5B中所示的脈沖電壓平滑，可產(chǎn)生如圖5C中所示的DC電壓。此時(shí)，輸出電壓Vout可低于輸入電壓Vin(電壓降低效果)。即，當(dāng)圖5A中所示的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的輸入電壓Vin是310V時(shí)，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的輸出電壓Vout可由于電壓降低效果而變成21.6V。

圖6是當(dāng)圖4中所示的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308作為電壓升高電路操作時(shí)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的電路圖和信號(hào)流曲線圖。在圖6中，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308可以在用于升高電池210的充電電壓21.6V且將升高的電壓傳送到逆變器310的DC模式中操作。因此，輸入到雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的21.6V的電壓可被升高到310V，這是逆變器310的輸入電壓。

圖6A示出了當(dāng)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308作為升壓轉(zhuǎn)換器(其作為電壓升高電路)操作時(shí)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的等效電路。在圖6A的等效電路中，第二開關(guān)設(shè)備S2可執(zhí)行重復(fù)接通/斷開的開關(guān)操作，而第一開關(guān)設(shè)備S1可維持在斷開狀態(tài)下以作為二極管操作。圖6B示出了當(dāng)?shù)诙_關(guān)設(shè)備S2被重復(fù)地接通/斷開時(shí)在二極管(即，維持在斷開狀態(tài)下的第一開關(guān)設(shè)備S1)兩端的電壓。圖6C示出了當(dāng)?shù)诙_關(guān)設(shè)備S2被重復(fù)地接通/斷開時(shí)由二極管(即，維持在斷開狀態(tài)下的第一開關(guān)設(shè)備S1)兩端的電壓充電的電容器C1兩端的電壓。

當(dāng)?shù)诙_關(guān)設(shè)備S2被接通時(shí)，電流可流向電感器L，從而在電感器L中積累能量，并且在電容器C1中積累的能量可由負(fù)載(即，逆變器310)消耗。此時(shí)，二極管(即，維持在斷開狀態(tài)下的第一開關(guān)設(shè)備S1)可阻斷在電容器C1中積累的電荷流向第二開關(guān)設(shè)備S2。當(dāng)?shù)诙_關(guān)設(shè)備S2被斷開時(shí)，在電感器L中積累的能量VL可被增加到輸入電壓Vi，從而輸出電壓Vout＝Vi+VL。因此，可獲得由于在電感器L中積累的能量VL而升高的輸出電壓Vout。

這樣，通過周期性地接通/斷開第二開關(guān)設(shè)備S2以通過電感器L和電容器C2使如圖6B中所示的脈沖電壓平滑，可產(chǎn)生如圖6C中所示的DC電壓。此時(shí)，輸出電壓Vout可高于輸入電壓Vin(電壓升高效果)。即，當(dāng)圖6A中所示的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的輸入電壓Vin是21.6V時(shí)，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的輸出電壓Vout可由于電壓升高效果而變成310V。

圖7示出了當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208在充電模式中操作時(shí)的電力供應(yīng)路徑。如圖7中所示，當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208在充電模式中操作時(shí)，電力可按這樣的方式供應(yīng)：在單獨(dú)的PFC 306中產(chǎn)生的DC被通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308傳送到電池210。

如果商業(yè)AC電力被單獨(dú)的PFC 306轉(zhuǎn)換成約310V的DC電力，則電容器C1可被充電到310V。電容器C1的充電電壓310V可通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第一方向路徑(見圖5)降低到21.6V，并且21.6V的電壓可被傳送到電池210以對(duì)電池210充電。

為此，控制器302可使用第一控制信號(hào)激活雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第一方向路徑，如上文參照?qǐng)D5所述。另外，控制器302可使用第二控制信號(hào)禁用逆變器310，以防止電力被供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206。從而，當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208處于充電模式中時(shí)，只有電池210可被充電。

圖8示出了當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208在DC模式中操作時(shí)的電力供應(yīng)路徑。如圖8中所示，當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208在DC模式中操作時(shí)，電力可按這樣的方式供應(yīng)：電池210的充電電壓被通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308傳送到逆變器310。

當(dāng)電源裝置208處于DC模式中時(shí)，電池210的充電電壓21.6V可通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第二方向路徑(見圖6)升高到310V的DC電壓，并且310V的DC電壓可被傳送到逆變器310。逆變器310可轉(zhuǎn)換310V的DC電壓的頻率和相位，并將具有轉(zhuǎn)換后的頻率和相位的DC電壓傳送到電動(dòng)機(jī)206以旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)206。

為此，控制器302可使用第一控制信號(hào)激活雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308的第二方向路徑，如上文參照?qǐng)D6所述。另外，控制器302可使用第二控制信號(hào)激活逆變器310，從而將310V的電壓供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206。從而，當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208處于DC模式中時(shí)，310V的電壓可通過逆變器310供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206。

圖9示出了當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208在AC模式中操作時(shí)的電力供應(yīng)路徑。如圖9中所示，當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208在AC模式中操作時(shí)，電力可按這樣的方式供應(yīng)：?jiǎn)为?dú)的PFC 306所產(chǎn)生的DC被直接傳送到逆變器310。

如果商業(yè)AC電力被單獨(dú)的PFC 306轉(zhuǎn)換成約310V的DC電力，則電容器C1可被充電到310V的DC電壓。電容器C1中充電的310V的DC電壓可被直接傳送到逆變器310。逆變器310可轉(zhuǎn)換310V的DC電壓的頻率和相位，并將具有轉(zhuǎn)換后的頻率和相位的DC電壓傳送到電動(dòng)機(jī)206以旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)206。

為此，控制器302可使用第一控制信號(hào)禁用雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器308。另外，控制器302可使用第二控制信號(hào)激活逆變器310以轉(zhuǎn)換310V的DC電壓的頻率和相位，并將具有轉(zhuǎn)換后的頻率和相位的DC電壓供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206。從而，當(dāng)根據(jù)本公開的實(shí)施例的真空吸塵器100(或者150)的電源裝置208處于AC模式中時(shí)，310V的電壓可通過逆變器310供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)206，如同當(dāng)電源裝置208處于DC模式中時(shí)。

如上所述，根據(jù)本公開的實(shí)施例的電源裝置208可提供充電模式、DC模式和AC模式。如圖7、圖8和圖9中所示，310V的恒定電壓可在電源裝置208的充電模式、DC模式和AC模式中被施加到逆變器310的輸入端。

也就是說，在使用電池210的充電電壓的DC模式中，逆變器310的輸入電壓可以是310V。另外，在使用商業(yè)AC電力的AC模式中，逆變器310的輸入電壓可以是310V。另外，在充電模式中，雖然沒有電力被傳送到電動(dòng)機(jī)206，但逆變器310的輸入端可被維持在310V的高電壓。本文中，310V的電壓可以是被供應(yīng)給逆變器310的高電壓的示例，并且可以是驅(qū)動(dòng)負(fù)載(例如，電動(dòng)機(jī)206)所需的另外的電壓電平。

如果不同的電壓電平(例如，310V和21.6V)被施加到逆變器310以用于DC/AC組合使用，則需要考慮到310V和21.6V這兩個(gè)輸入來設(shè)計(jì)逆變器310，這使電源裝置208的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了電源裝置208的尺寸，而且增加了電源裝置208的制造成本。

然而，在根據(jù)本公開的實(shí)施例的電源裝置208中，因?yàn)殡m然電源裝置208用于DC/AC組合使用，但逆變器310的輸入電壓被維持在恒定電平，所以可考慮電壓電平(例如，310V)來設(shè)計(jì)逆變器310，從而簡(jiǎn)化電源裝置208的結(jié)構(gòu)，減小電源裝置208的尺寸，而且減少電源裝置208的制造成本。

根據(jù)本公開的一方面，因?yàn)樵贒C/AC電源裝置中，逆變器的輸入電壓被維持在恒定電平，所以可考慮電壓電平來設(shè)計(jì)逆變器，從而簡(jiǎn)化電源裝置的結(jié)構(gòu)，減小電源裝置的尺寸，而且減少電源裝置的制造成本。

雖然已經(jīng)示出和描述了本公開的幾個(gè)實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)領(lǐng)會(huì)，可在這些實(shí)施例中作出改變而不脫離本公開的原理和精神，其范圍在權(quán)利要求及其等價(jià)物中定義。