[实用新型]一种直流电力系统

说明书

一种直流电力系统，具有通过AC/DC转换器附接到总线的AC电网电源；通过DC/DC预调节器附接到总线的PV板，直接附接到总线的第一直流负载；以及通过DC/DC转换器附接到总线的第二直流负载。AC电网和AC/DC转换器的功能是产生和调节DC总线电压。PV电源的功能是提供DC负载所需的功率量。由于DC/DC预调节器的转换效率远高于AC/DC转换器的转换效率，如果负载主要由PV而不是AC电网供电，则转换损耗大大降低。此外，电池可以通过电池充电器/控制器附接到总线，电池充电器/控制器是双向DC/DC转换器。

技术领域

本实用新型涉及电力系统领域，更具体地说，涉及一种利用光伏电池对直流功率耗散器供电的系统，以便使用多个电源和功率耗散器来引导电流总线。

背景技术

对于各种各样的电子产品和设备，需要直流电(这里称作“DC”)。通常，使用变压器将交流(本文称作“AC”)电力转换为低效率的DC。或者，即使使用诸如太阳能电池板/光伏输入(本文称作“PV”)的DC电源，也将该电力转换为AC，然后转换回DC。在另外其它版本的现有技术系统中，存在DC输入和DC输出(DC输入和DC输出之间具有电池)和/ 或电压转换。

这些情况中每一种都涉及低效率，但通常每一种都是需要的，因为可供使用的电源是交流的或不稳定的。也就是说，当使用光伏板供电时，由于依赖于来自太阳的能量，到达光伏板的能量在整个白天发生变化而在夜间实际上几乎不存在，所以输出通常是不稳定的。

图1示出了现有技术的具有光伏逆变器的电力转换装置。逆变器内部设有DC/DC预调节器和一个DC/AC逆变器。在这种情况下，负载与AC电网(作为正在使用电力的物理位置或地址外部的AC电流而提供的电源)进行接口。功率耗散器(利用电流执行动作的装置) 只接收AC电力，在电路或总线上功率耗散器所在的点处不能检测到PV或DC输入。PV电力的转换损耗包括DC/DC损耗和DC/AC逆变损耗。大约40％的功率损耗是由于DC/DC损耗引起的，60％是由于DC/AC逆变引起的。

图2示出了现有技术的光伏充电系统。充电器具有DC/DC预调节器和DC/AC充电器。电池和负载之间的接口也可能具有电池控制器。对于简单的应用，负载可以直接连接到电池。对于更复杂的系统，需要电池控制器(一种控制何时从电池吸取电流并将该电流单独或与现有电流一起送入总线中的装置)。在这种情况下，负载与电池进行接口，并且PV电源在电路内在负载点处是检测不到的。(在本公开中可以互换地使用“负载”，“电力负载”、“耗散器”和“功率耗散器”，以上针对图1提供定义。)该情况下PV电力的转换损耗包括DC/DC损耗和DC/DC充电器损耗两者。每种损耗造成大约50％的电力损耗。

虽然这些现有技术的系统克服了合并的问题并能够使用PV电力输出来为装置供电，但它们是低效的。需要的是一种更高效地使用不稳定电源的方式。

实用新型内容

所公开的技术的实施例是具有多个输入和输出的直流(DC)电气系统。系统的总线电压在AC电网电压可用时由AC电网通过AC/DC转换器提供，或者当AC电网电压不可用时由电池通过DC/DC转换器提供。光伏电源输出(DC)通过通过DC/DC预调节器连接到总线。DC/DC预调节器被定义为从不稳定的输入电压向稳定的输出电压提供电流的装置。由于总线电压由 AC电网或电池提供，所以光伏电源在光伏板的最大功率点处向总线提供电流。最大功率点是输出功率达到其最大值时光伏板的输出电压和输出电流的组合。