具有启动电路的电力供应系统及其使用方法与流程

本公开大致涉及诸如功率逆变器的电力系统的各方面，并且在一些非限制性实施例中，涉及包括启动电路和辅助能量存储元件的电力供应系统（power supply system）。

背景技术：

1、市电电力（mains electric power）（例如，电网、公用电力、家用电力和/或其类似物）可以被使用以向许多不同类型的电气装置供电。然而，市电电力可能不是在任何地方都容易获得或可使用。例如，为了在缺乏固定或可靠的市电电力连接的地点提供电力，基于内燃机的发电机可能被使用。这种发电机会导致局部空气和噪声污染。此外，这种发电机可能不适用于某些应用，诸如在具有有限空气循环的封闭空间中操作（operate）。

2、基于电池的电源对于发电机可以是更合适的替代方案，例如，在安静操作和无废气方面。基于电池的电源可以包括电力单元（power unit），该电力单元包括一个或多个能量存储元件和一个或多个逆变器，该一个或多个逆变器用于将存储在一个或多个能量存储元件中的电力供应给负载。在一些情况下，可以使用启动电路或模块来控制这些电力单元的操作。

技术实现思路

1、在一些配置中，启动模块可以包括辅助能量存储元件（例如，可再充电电池、电容器或其类似物），其被使用以作为启动操作的一部分向电力单元供应电力。当电力单元操作时，电力单元可以供应电力，以通过充电电路对启动模块的辅助能量存储元件充电。然而，当电力单元不操作时，如果例如充电电路没有以及时的方式被适当地禁用，则辅助能量存储元件可以继续释放其能量。例如，如果当充电能量变得不可用时充电电路未被禁用，则可以在启动模块内创建本地回路（local loop），其中来自辅助能量存储元件的能量被放电，然后返回到其自身（例如，经由充电电路），从而通过热量或其他泄漏消耗能量。一旦辅助能量存储元件已经释放其能量，它将没有足够的电力或没有电力来为启动模块的启动操作（例如，初始化）和/或电力单元的启动操作（或初始化）提供电力。

2、因此，提供了包括启动电路和辅助能量存储元件的改进的电力供应系统、使用这种电力供应系统的方法、以及用于操作这种电力供应系统的计算机程序产品（例如，其克服了上述缺陷中的一些或全部）。

3、根据各非限制性实施例或方面，提供了一种对电力供应系统的启动模块与电力单元（power unit）之间的电力传递（power transfer）进行管理的方法，其中，所述启动模块包括：至少一个辅助能量存储元件；第一功率转换器，所述第一功率转换器用于将辅助电力输送到供电节点（supply node），其中，所述辅助电力源自所述辅助能量存储元件；及电力输送控制电路，所述电力输送控制电路包括电流传感器，所述电流传感器被设置以检测所述第一功率转换器的输出与所述供电节点之间的电流，所述电力输送控制电路可操作以用于控制所述辅助电力到所述供电节点的输送；其中，所述电力单元包括：第二功率转换器，所述第二功率转换器用于将电力输送到供电节点，其中，输送到供电节点的电力可用于对辅助能量存储元件充电；并且其中，所述电力供应系统还包括：充电电路，所述充电电路可操作以用于通过经由所述供电节点接收充电电力来对所述辅助能量存储元件充电。其中，所述方法包括：经由所述电流传感器，感测从所述第一功率转换器的输出经由所述电力输送控制电路流向供电节点的辅助供电电流的存在；以及响应于感测到辅助供电电流，禁用充电电路。

4、根据各非限制性实施例或方面，还提供了一种电力供应系统，所述电力供应系统包括启动模块和电力单元。所述启动模块包括：至少一个辅助能量存储元件；功率转换器，所述功率转换器用于将辅助电力从辅助能量存储元件输送到供电节点；充电电路，例如电池充电器，所述充电电路可操作以用于通过经由供电节点接收充电电力来对辅助能量存储元件充电；电力输送控制元件，例如fet或二极管，所述电力输送控制元件连接在功率转换器的输出与供电节点之间，所述电力输送控制元件可操作以用于控制辅助电力到供电节点的输送；电流传感器，用于感测从功率转换器的输出经由电力输送控制元件流向供电节点的辅助供电电流的存在。所述电力单元包括ac-dc转换器，所述ac-dc转换器用于向所述供电节点输送电力，其中，所输送的电力可用于对所述启动模块中的所述辅助能量存储元件充电。响应于电流传感器感测到辅助供电电流，禁用充电电路。

5、根据各非限制性实施例或方面，还提供了一种对启动模块的辅助能量存储元件的充电进行控制的方法，所述启动模块包括：第一节点（n1），所述第一节点连接充电电路的vout、功率转换器的vin和辅助能量存储元件的端子；第二节点（n2），所述第二节点连接功率转换器的vout、p沟道fet（p-fet）的漏极端子和第一双极结型晶体管（t1）的发射极；第三节点（n3），所述第三节点连接p-fet的源极端子、第二双极结型晶体管（t2）的发射极、第三双极结型晶体管（t3）的发射极、充电电路的vin和电力单元的电压输出；接地节点（n-gnd），所述接地节点经由耦合在t1、t2和t3的集电极与接地节点之间的相应电阻器r1、r2和r3连接所述辅助能量存储元件的负极端子与t1、t2和t3的集电极；第四节点（n4），所述第四节点连接耦合在t3的基极与第四节点之间的电阻器r4、t2的集电极以及耦合在接地节点与第四节点之间的电阻器r2；第五节点（n5），所述第五节点连接t1的基极和集电极以及电阻器r1，电阻器r1耦合在接地节点与第五节点之间；和第六节点（n6），所述第六节点将t3的集电极连接到充电电路的禁用端子（disable terminal）。其中，所述方法包括：（a）当所述第二节点处的电压小于所述第三节点处的电压时，通过所述充电电路的vout对所述辅助能量存储元件充电；以及（b）当所述第二节点处的电压大于所述第三节点处的电压时，不对所述辅助能量存储元件充电。

1.一种对电力供应系统的启动模块与电力单元之间的电力传递进行管理的方法，其中：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于感测到不存在所述辅助供电电流，所述方法还包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电力输送控制电路包括以下中的至少一者：以理想二极管或光耦合器的性质操作的电路。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述电力输送控制电路包括场效应晶体管（fet），其中，所述fet可在用于在所述第一功率转换器的所述输出与所述供电节点之间导通电流的一种状态和用于不在所述第一功率转换器的所述输出与所述供电节点之间导通电流的另一状态中操作。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述电力单元包括至少一个电力模块，并且每个电力模块包括至少一个能量存储元件和h桥逆变器，并且其中，所述电力单元包括用于控制所述至少一个电力模块的至少一个电力单元控制器。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述电力单元包括以下中的至少一者：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述电力单元包括dc-dc转换器，所述dc-dc转换器用于利用经由所述供电节点供应的电力向所述电力单元的所述电力单元控制器供电。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述启动模块还包括由所述辅助能量存储元件供电的启动控制器。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，响应于不存在感测到所述辅助供电电流，所述方法还包括将所述第一功率转换器的所述输出的电压降低到低于所述供电节点处的电压。

10.一种电力供应系统，包括：

11.根据权利要求10所述的电力供应系统，还包括开关，所述开关响应于所述第一功率转换器的输出处的电压以及所述供电节点处的电压，被配置为在相应存在和不存在所述辅助供电电流的情况下禁用和启用所述充电电路。

12.根据权利要求10或11所述的电力供应系统，其中，以下中的至少一者：

13.根据权利要求10-12中任一项所述的电力供应系统，其中，所述电力单元还包括以下中的至少一者：

14.一种系统，包括用于执行上述方法权利要求中任一项所述的步骤的部件。

15.一种计算机程序产品，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使启动模块的启动控制器执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。