[发明专利]用于双向运行的适配器设备

说明书

本发明提出了一种用于双向电网运行的适配器设备。

技术领域

本发明涉及功率传输技术领域。特别地，本发明涉及一种用于连接交流电装置和直流电装置的适配器设备、一种用于运行适配器设备的方法、一种供能系统、一种交通工具以及将功率因数校正(PFC)设备用于双向功率传输的应用。

背景技术

如果充电应非接触式进行，感应能量传输系统可用于为纯电动汽车(EV，ElectricVehicle)或混合动力汽车(PHEV，插电式混合动力电动汽车)充电，该混合动力汽车通过燃料和电能的组合运行。但是，也可以使用电缆连接的系统。两种系统的共同点是使用不同级别的电压和电流，特别是为了遵守例如电磁辐射的极限值。

在交流电网上运行并在输出端产生直流电压的高功率的电压转换器必须满足一系列国际标准化规定，以使得它们不会干扰其他设备的运行并且不会损害电网电压的质量。特别是对于kW范围内的高功率(例如电动汽车的充电设备所需要的高功率)，对电网输入电流的低谐波含量的要求是设计准则。

在理想情况下，网络上的电压转换器作用类似于电阻器，即，电网消耗的电流始终与输入电压成比例。如果这是正弦的(通常是这种情况)，那么消耗的电流也就是纯正弦波并因此不包含任何其他谐波。

然而，在电能存储装置(例如电容器)的电荷直接由功率整流器吸收的情况下，电流以短脉冲被吸收并且因此包含许多谐波。

为了防止这种情况，通常在整流器和电容器之间连接一个PFC电路(功率因数校正)。PFC电路本质上是升压转换器，其被控制为使得由电网消耗的电流类似于线路电压一样运行，即，是正弦的并且仅具有最小的相移。

针对电动汽车的充电设备还适用额外的要求。这些充电设备应小巧、轻便且坚固，并且尽管如此仍尽可能在没有电池损耗的情况下从电网汲取的能量。出于安全和电磁可靠性(EMV)的原因，电网和电池之间的电位隔离可能会由法规规定。另外，在所有的机动车部件(尤其是汽车部件)中，存在很高的成本压力。

由于这些条件，正在寻求取消上述额外的PFC级或为其提供附加功能的可能性。

文献US 9,093,917 B1和US 9,590,494 B1例如描述了各种所谓无桥PFC电路(无桥功率因数校正电路)。

文献US 2007/0029987 US示出了具有桥式整流器的升压PFC电路。

本发明的目的可以看作是实现能量的有效传递。

发明内容

相应地提出了一种用于连接交流电装置和直流电装置的适配器设备、一种用于运行适配器设备的方法、一种供能系统、一种交通工具以及将功率因数校正(PFC)设备用于双向功率传输的应用。

本发明的主题由独立权利要求的特征说明。本发明的实施例和其他方面有从属权利要求和以下描述说明。

根据本发明的一个方面提供了一种用于连接交流电装置和直流电装置的适配器设备，其中，适配器设备包括：交流电连接、直流电连接、第一电桥支路、第二电桥支路和模式设置装置。第一电桥支路具有第一开关装置和第二开关装置，并且第二电桥支路具有第三开关装置和第四开关装置。在第一桥点处，第一开关装置与第二开关装置串联连接，并且在第二桥点处，第三开关装置与第四开关装置串联连接。另外，第一桥点与交流电连接的第一交流触点连接，并且第二桥点与交流电连接的第二交流触点连接。在一个示例中，第一桥点与第一交流触点的连接具有第一电感，并且第二桥点与第一交流触点的连接具有第二电感。电感可以是线路电感和/或线圈。第一电桥支路和第二电桥支路并联连接在直流电连接的第一直流触点处或直流电连接的第二直流触点处。