混合功率轉(zhuǎn)換器級(jí)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及功率轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]功率轉(zhuǎn)換器可以被用來(lái)通過(guò)對(duì)輸入功率信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)方面進(jìn)行轉(zhuǎn)換而生成輸出功率信號(hào)。作為一個(gè)示例,DC/DC功率轉(zhuǎn)換器可以將第一電壓電平的輸入DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓電平的輸出DC功率信號(hào)。作為另一個(gè)示例,AC/DC功率轉(zhuǎn)換器可以將輸入AC功率信號(hào)整流為輸出DC功率信號(hào)。作為又一個(gè)示例,DC/AC功率轉(zhuǎn)換器可以將輸入DC功率信號(hào)逆變?yōu)檩敵鯝C功率信號(hào)。在一些示例中,功率轉(zhuǎn)換器可以包括多個(gè)級(jí)(stage)。例如,功率轉(zhuǎn)換器可以包括DC/DC級(jí)和DC/AC級(jí)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]總體上,本公開(kāi)針對(duì)用于將多個(gè)功率轉(zhuǎn)換器級(jí)進(jìn)行混合的技術(shù)。例如,所混合的功率轉(zhuǎn)換器級(jí)的一個(gè)或多個(gè)有源電路元件(例如,一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)/晶體管)可以被用來(lái)執(zhí)行DC/DC和DC/AC功率轉(zhuǎn)換兩者。
[0004]在一個(gè)示例中,一種方法包括通過(guò)功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)有源電路元件并且在充電狀態(tài)期間從輸入功率信號(hào)生成第一 DC功率信號(hào);在充電狀態(tài)期間向電池輸出該第一DC功率信號(hào);在放電狀態(tài)期間從電池接收第二DC功率信號(hào);通過(guò)該功率轉(zhuǎn)換器相同的一個(gè)或多個(gè)有源電路元件并且在放電狀態(tài)期間從該第二 DC功率信號(hào)生成AC功率信號(hào);并且在放電狀態(tài)期間向負(fù)載輸出該AC功率信號(hào)。
[0005]在另一個(gè)示例中,一種功率轉(zhuǎn)換器設(shè)備包括:一個(gè)或多個(gè)連接器,其被配置為:在充電狀態(tài)期間接收輸入功率信號(hào),在充電狀態(tài)期間向電池輸出第一 DC功率信號(hào),在放電狀態(tài)期間從電池接收第二 DC功率信號(hào),并且在放電狀態(tài)期間向負(fù)載輸出AC功率信號(hào);以及一個(gè)或多個(gè)有源電路元件,其被配置為:在充電狀態(tài)期間從輸入功率信號(hào)生成第一 DC功率信號(hào),并且在放電狀態(tài)期間從第二 DC功率信號(hào)生成AC功率信號(hào)。
[0006]在另一個(gè)示例中,一種功率轉(zhuǎn)換器設(shè)備包括用于在充電狀態(tài)期間從輸入功率信號(hào)生成第一 DC功率信號(hào)的器件;用于在充電狀態(tài)期間向電池輸出第一 DC功率信號(hào)的器件;用于在放電狀態(tài)期間從電池接收第二 DC功率信號(hào)的器件;用于在放電狀態(tài)期間從第二 DC功率信號(hào)生成AC功率信號(hào)的器件;其中該用于生成第一 DC功率信號(hào)的器件和用于生成AC功率信號(hào)的器件具有至少一個(gè)公共的有源電路元件;以及用于在放電狀態(tài)期間向負(fù)載輸出AC功率信號(hào)的器件。
[0007]這些和其它示例的細(xì)節(jié)在附圖和以下的描述中給出。其它特征、目標(biāo)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)描述和附圖以及權(quán)利要求而變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是圖示依據(jù)本公開(kāi)的一種或多種技術(shù)的示例性電池供電的電機(jī)系統(tǒng)的概念圖。
[0009]圖2A和2B是圖示依據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)示例的圖1的示例性電池供電的電機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的概念圖。
[0010]圖3是圖示依據(jù)本公開(kāi)的一種或多種技術(shù)的另一種示例性電池供電的電機(jī)系統(tǒng)的概念圖。
[0011]圖4A和4B是圖示依據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)示例的圖3的示例性電池供電的電機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的概念圖。
[0012]圖5是是圖示依據(jù)本公開(kāi)的一種或多種技術(shù)的示例性電池供電的電機(jī)系統(tǒng)的示例操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1是圖示依據(jù)本公開(kāi)的一種或多種技術(shù)的示例性電池供電的電機(jī)系統(tǒng)1的概念圖。如圖1的示例所示,系統(tǒng)1可以包括電源4、AC/DC級(jí)6、DC/DC級(jí)8、電池10、DC/AC級(jí)
12、和電機(jī)14。在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括在車輛中。例如,系統(tǒng)1可以包括在電動(dòng)車(EV)中,諸如插電式電動(dòng)車(PEV)、混合電動(dòng)車、插電式混合車輛(PHEV)、等等。
[0014]在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括電源4,其可以被配置為向系統(tǒng)1的一個(gè)或多個(gè)其它組件提供功率。例如,電源4可以被配置為向AC/DC級(jí)6提供輸入功率信號(hào)。在一些示例中,電源4可以表示到供電電網(wǎng)的連接。在一些示例中,電源4所提供的輸入功率信號(hào)可以是AC輸入功率信號(hào)。例如,電源4可以被配置為提供?85VAC to?400VAC的范圍內(nèi)的AC輸入功率信號(hào)。
[0015]在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括AC/DC級(jí)6,其可以被配置為將所接收到的AC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為DC功率信號(hào)。例如,AC/DC級(jí)6可以將從電源4所接收的AC輸入功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為DC功率信號(hào)。在一些示例中,AC/DC級(jí)6可以包括整流器,諸如橋式整流器。在一些示例中,AC/DC級(jí)6可以包括功率因數(shù)校正器(PFC),諸如連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)PFC。在任何情況下,AC/DC級(jí)6可以被配置為向系統(tǒng)1中諸如DC/DC級(jí)8的一個(gè)或多個(gè)其它組件輸出DC功率信號(hào)。
[0016]在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括DC/DC級(jí)8,其可以被配置為將第一 DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 DC功率信號(hào)。例如,DC/DC級(jí)8可以被配置為將從AC/DC級(jí)6接收的第一 DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 DC功率信號(hào)。在一些示例中,DC/DC級(jí)8可以通過(guò)調(diào)節(jié)電壓電平來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)換。例如,DC/DC級(jí)8可以將?400伏特的第一 DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為?48伏特至?96伏特的第二 DC功率信號(hào)。在任何情況下,DC/DC級(jí)8可以被配置為將第二 DC功率信號(hào)輸出至系統(tǒng)1中諸如電池10的一個(gè)或多個(gè)組件。例如,DC/DC級(jí)8可以被配置為輸出第二 DC功率信號(hào)從而對(duì)電池10充電。
[0017]在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括電池10,其可以被配置為存儲(chǔ)電能。在一些示例中,電池10可以是可充電的電池。例如,電池10可以被配置為在充電狀態(tài)期間存儲(chǔ)附加電能并且在放電狀態(tài)期間將其所存儲(chǔ)的電能提供至一個(gè)或多個(gè)其它組件。作為一個(gè)示例,在充電狀態(tài)期間,電池10可以存儲(chǔ)以DC功率信號(hào)的形式所提供的電能,諸如由DC/DC級(jí)8所提供的第二 DC功率信號(hào)。作為另一個(gè)示例,在放電狀態(tài)期間,電池10可以被配置為以DC功率信號(hào)形式向例如DC/AC級(jí)12提供其所存儲(chǔ)的電能。電池10的示例可以包括但并不局限于鎳鉻、鉛酸、鎳金屬混合物、鎳鋅、氧化鋁、鋰離子、鋰聚合物、任意其它類型的可充電電池,或者它們的任意組合。在一些示例中,電池10所提供的DC功率信號(hào)的電壓可以處于大約48伏特至大約96伏特的范圍內(nèi)。
[0018]在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括DC/ACS 12,其可以被配置為將DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為AC功率信號(hào),并且將該AC功率信號(hào)輸出至系統(tǒng)1的一個(gè)或多個(gè)其它組件。例如,DC/AC級(jí)12可以將從電池10所接收的DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為AC功率信號(hào),并且將該AC功率信號(hào)輸出至電機(jī)14。在一些示例中,DC/AC級(jí)12可以被配置為將DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為多相AC功率信號(hào)。例如,DC/AC級(jí)12可以將DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為三相AC功率信號(hào)。
[0019]在一些示例中,系統(tǒng)1可以包括電機(jī)14,其可以被配置為將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。例如,在系統(tǒng)1包括在車輛中的情況下,電機(jī)14可以被配置為推進(jìn)該車輛(例如,向一個(gè)或多個(gè)車輪、渦輪、推進(jìn)器、轉(zhuǎn)子、胎面或者能夠幫助推進(jìn)車輛的其它部件提供機(jī)械驅(qū)動(dòng)力)。在一些示例中,電機(jī)14可以是多相電機(jī)。例如,電機(jī)14可以是三相電機(jī)。
[0020]在操作中,系統(tǒng)1可以操作為充電模式、中性模式和放電模式。例如,在系統(tǒng)1包括在車輛中的情況下,系統(tǒng)1可以在該車輛駐車并且連接至電源4時(shí)操作為充電狀態(tài)。類似地,系統(tǒng)1可以在電機(jī)14對(duì)車輛進(jìn)行推進(jìn)時(shí)以放電狀態(tài)進(jìn)行操作。
[0021]在放電狀態(tài)期間,電能可以以箭頭16A所指示的方向流過(guò)系統(tǒng)1。例如,電源4可以向AC/DC級(jí)6提供第一 AC功率信號(hào)(例如,400伏特的AC功率信號(hào))。AC/DC級(jí)6可以將該第一 AC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一 DC功率信號(hào)(例如,400伏特的DC功率信號(hào)),并且將該第一 DC功率信號(hào)提供至DC/DC級(jí)8。DC/DC級(jí)8可以將該第一 DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 DC功率信號(hào)(例如,96伏特的AC功率信號(hào)),并且將該第二 DC功率信號(hào)輸出至電池10。以這種方式,系統(tǒng)1可以在充電狀態(tài)期間將電能存儲(chǔ)在電池10中。
[0022]在放電狀態(tài)期間,電能可以以箭頭16B所指示的方向流過(guò)系統(tǒng)1。例如,電池10可以向DC/AC級(jí)12提供第三DC功率信號(hào)(例如,96伏特的AC功率信號(hào))。DC/AC級(jí)12可以將該第三DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 AC功率信號(hào)(例如,三相AC功率信號(hào))并且將該第二AC功率信號(hào)輸出到電機(jī)14。電機(jī)14可以將該第二 AC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,以例如推進(jìn)車輛。以這種方式,系統(tǒng)1可以在放電狀態(tài)期間對(duì)電池10所存儲(chǔ)的電能加以利用。
[0023]然而,在一些示例中,可能并不期望包括作為單獨(dú)且分立的組件的DC/DCS 8和DC/AC級(jí)12。例如,作為單獨(dú)且分立的組件的DC/DC級(jí)8和DC/AC級(jí)12可能占據(jù)大