[发明专利]带隔离的印刷电路板动力电池和中压多电池电源

说明书

用于布置在多电池电源(500)中的印刷电路板(PCB)动力电池(100)，包含：具有多个分段外壳(104、106)的外壳组件(102)和定位在外壳组件(102)内的PCB组件(120)，其中，外壳组件(102)和PCB组件(120)被配置为提供支持多电池电源(500)的输出电压的、动力电池(100)的一体化电压隔离。此外，描述了包含带有隔离的PCB动力电池(100)的多电池电源(500)。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2015年9月11日在美国专利商标局提交的美国临时专利申请第62/217,248号的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明的各方面主要涉及带隔离的印刷电路板(PCB)动力电池和中压多电池电源。在整个说明书中，术语“驱动器”、“驱动系统”和“电源”可以互换使用。

背景技术

被配置为控制第一交流(AC)系统和第二AC系统之间的能量流动的电源被用于各种商业和工业应用中。各种电源将能量从第一频率及电压转换成第二频率及电压。例如，电源通常用于AC电机控制和操作系统中。实现这样的电源的一种方式是本文也称为驱动系统的驱动器，例如模块化的中压驱动器，其包含一个或多个动力电池，每个动力电池包含具有中间直流(DC)链路的多个固态转换器。在Hammond的美国第5,625,545号专利中论述了结合这种动力电池的一个示例性系统，该专利的公开内容通过引用整体并入本文。

模块化的中压驱动器通常通过在每一相上增加几个串联连接的低电压动力电池来构建，以便实现驱动耦合到模块化中压驱动器的电机所需的期望输出中压。根据例如电动机的类型，驱动输出电压可以在1kV到11kV之间的任何范围内。即使各个动力电池可以包括较低的电压，驱动器的输出中压也可以明显较高。由于各种导电部件与动力电池和驱动系统的部件之间所需的最小间距，输出电压显著高于各个动力电池的电压的情况给中压驱动器的构造造成了很大的问题。通常，驱动系统壳体为金属的，并且每个动力电池壳体的至少部分也是金属的。因此，当动力电池安装在驱动系统机柜中时，需要额外的工作来保持各个动力电池之间以及动力电池与系统机柜之间的适当隔离。这种适当隔离通常要求需要添加到驱动系统的绝缘非导电材料，这价格昂贵，并且进一步增加了驱动器的劳动力成本。因此，本领域需要改进的动力电池和包括动力电池的改进的驱动系统。

发明内容

简而言之，本发明的各方面涉及带隔离的印刷电路板(PCB)动力电池和模块化中压多电池电源。

本发明的第一方面提供了一种用于布置在多电池电源中的PCB动力电池，该动力电池包括：外壳组件，该外壳组件包括多分段外壳；以及定位在外壳组件内的PCB组件；其中，外壳组件和PCB组件被配置为提供支持多电池电源的输出电压的、动力电池的一体化电压隔离。

本发明的第二方面提供了一种多电池电源，用于从源头接收电力并在输出端将电力输送到负载，电源包括多个PCB动力电池，每个动力电池包括外壳组件，外壳组件包括多分段外壳；以及定位在外壳组件内的PCB组件；其中，外壳组件和PCB组件被配置为提供支持多电池电源的输出电压的、动力电池的一体化电压隔离。

附图说明

图1示出已知的模块化多电池电源的框图。

图2示出另一种已知的模块化多电池电源的框图。

图3示出根据本发明的示例性实施例的带隔离的印刷电路板动力电池的透视图。

图4示出根据本发明的示例性实施例的带隔离的印刷电路板动力电池的分解透视图。

图5示出根据本发明的示例性实施例的中压多电池电源的透视图。

图6和图7示出根据本发明的示例性实施例的印刷电路板动力电池的示例性电路图。