用于吸收功率波动的吸收电路及其相关方法
【专利摘要】本发明涉及用于吸收功率波动的吸收电路(9)，该吸收电路意于被并联连接到由功率因数校正电路(1)供电的电气设备工件，所述吸收电路(9)是降压电路，包括：-与电感(17)和至少一个开关(15、23)串联安装的电容器(19)；-控制模块(25)；-用于测量意于向所述电气设备供电的第一电流(I3)的装置(27)，开关(15、23)由控制模块(25)控制为基于第一电流(I3)的波动而改变电容器的充电，以削弱功率波动，并且所述电路还包括用于测量电容器(19)的端子处的电压(Vc)的装置(28)，并且控制模块(25)配置为控制流动通过电容器(19)的第二电流(Ic)，以使得在电容器(19)的端子处的电压(Vc)保持在预定区间内。
【专利说明】用于吸收功率波动的吸收电路及其相关方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及包括功率因数校正器(PFC)的电气设备产品，更特别的，涉及意于从电网对积累装置再充电的电压转换器。
【背景技术】
[0002]功率因数对应于存在于由电网传输的电压和电流之间的相移。因此，功率因数校正器的作用在于吸收与电网的电压同相的电流，以最小化无功功率并且最大化有功功率。因此功率因数校正器用作AC-DC转换器。然而，功率因数校正器的输出端的功率并不是纯DC，而是包括正弦分量。目前，如果积累装置类似于，例如，必须被再充电的电池，该正弦分量必须被消除以确保电池的正确的充电并且避免其过早损耗。因此，如在图1中表现的，电容器3被添加到功率因数校正器I的输出端处，以用作缓冲器，并且DC/DC电压转换器被添加以除去电压(和/或电流)的变化。DC/DC转换器5还用在电容器3的输出端处，以将电压值调整到可被电池7接受的电压。然而，电容器3的值通常非常高(几千微法)以充分地降低100或120Hz电压波动并且支持有效电流值。实质上，电网所消耗的功率对于50Hz网络以10Hz脉动，对于60Hz网络以120Hz脉动。此外，由于化学电容器的大的能量密度，这些高电容器值通常规定了化学电容器的使用。这些化学电容器具有短的寿命。
[0003]为了至少部分地克服现有技术的上述缺点，并且提出使得能够在功率因数校正器的输出端处获得DC功率而无需使用非常大的电容器的解决方案。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的实施例涉及一种用于吸收功率波动的吸收电路，该吸收电路意于被并联地连接到由功率因数校正电路供电的电气设备产品，其特征在于，所述吸收电路是电压降电压型电路，并且包括与电感、至少一个开关串联安装的电容器、一个控制模块、以及用于测量意于为所述电气设备产品供电的第一电流的测量装置，所述开关由控制模块控制，以依据第一电流的波动来改变电容器的充电，以削弱功率波动。
[0005]根据一个实施例，吸收电路还包括用于测量流经电容器的第二电流的测量装置，并且所述控制模块包括第一控制环和第二控制环，所述第一控制环配置为将流经电容器的第二电流的值锁定至第一参考值，所述第二控制环配置为依据向所述电气设备产品供电的第一电流来锁定第一参考值。
[0006]根据一个实施例，第二控制环包括带通滤波器，以对与向所述电气设备产品供电的第一电流中的噪声相关的频率和DC分量进行滤波，所述第二控制环还包括用于从第二参考值减去带通滤波器的输出以建立第一参考值的装置。
[0007]根据一个实施例，所述吸收电路包括用于测量在电容器的端子处的电压的测量装置，并且所述控制模块还包括第三控制环，所述第三控制环配置为使得在所述电容器的端子处的电压保持在预定区间内。
[0008]根据一个实施例，在所述电容器的端子处的电压通过在第三控制环的水平处修改第二参考值而调节。
[0009]根据一个实施例，吸收电路包括具有至少一个开关的分支，所述开关由所述控制模块控制并且连接至串联安装的电感和电容器的端部。
[0010]根据一个实施例，吸收电路包括连接在串联安装的电感和电容器的任一侧上的两个分支，所述两个分支包括串联连接并且意于与电气设备产品并联安装的开关，所述开关由控制模块控制，以依据第一电流的波动来改变电容器的充电，以削弱功率波动。
[0011]本发明还涉及AC电压到DC电压转换器，所述转换器意于向包括连接至根据本发明的吸收电路的功率因数校正电路的电气设备产品供电。
[0012]根据电压转换器的一个实施例，所述功率因数校正电路由逆变器实现，所述逆变器包括构建电机的相的线圈，所述逆变器还包括关联于每个所述相的开关装置。此外，在从单相电网向电气设备产品供电时，电机的第一和第二相意于被连接到电网，电机的第三相和与第三相相关联的开关装置分别构建吸收电路的电感和开关，并且所述开关装置由吸收电路的控制模块控制，以依据第一电流的波动来改变电容器的充电，以削弱功率波动。
[0013]本发明还涉及将根据本发明的电压转换器作为积累装置的充电器的应用。
[0014]本发明还涉及一种用于吸收由功率因数校正电路向电设备产品传输的功率波动的方法，包括与电感和至少一个开关串联安装的电容器的电路与所述电气设备产品并联连接。所述方法包括:
[0015]-测量由功率因数校正电路传输至所述电气设备产品的第一电流；
[0016]-控制所述开关，以依据第一电流的波动来改变电容器的充电，以削弱功率波动。
[0017]根据该方法的一个实施例，第一电流对应于由功率因数校正电路传输的电流的DC部分。
[0018]根据一个实施例，该方法还包括:
[0019]-测量流经电容器的第二电流；
[0020]-将流经电容器的第二电流的值控制至第一参考值；以及
[0021]-依据向所述电气设备产品供电的第一电流的函数来控制第一参考值。
[0022]根据一个实施例，该方法包括:
[0023]-测量在电容器的端子处的电压，以及
[0024]-控制在电容器的端子处的电压，使得其保持在预定区间内。
[0025]根据一个实施例，功率因数校正电路在输入端处被连接到三相供电网络。
[0026]根据一个实施例，功率因数校正电路在输入端处被连接到单相供电网络。
[0027]根据一个实施例，电气设备产品包括积累装置。
[0028]本发明还涉及一种用于吸收功率波动的吸收电路，所述吸收电路意于被并联连接到由功率因数校正电路供电的电气设备产品，所述吸收电路是电压降电压型线路，并且包括:
[0029]-与电感和至少一个开关串联安装的电容器，
[0030]-控制模块，
[0031]-用于测量意于向所述电气设备产品供电的第一电流的测量装置，
[0032]所述开关由控制模块控制，以依据第一电流的波动来改变电容器的充电，以削弱功率波动，并且
[0033]所述吸收电路还包括用于测量在电容器的端子处的电压的测量装置，并且所述控制模块被配置为将流经电容器的第二电流锁定为使得在所述电容器的端子处的电压保持在预定区间内。
[0034]该电路可包括先前描述的任意一个特征。
[0035]特别的，根据一个实施例，所述控制模块包括用于控制流经配置为接收电流设定点的电容器的电流的控制环，所述设定点依据在电容器的端子处的电压和给定电压值之间的差值而被确定，从而以将电容器的电压的DC分量调节至所述值。
[0036]根据一个实施例，所述控制模块包括至少一个限制单元，该限制单元配置为限制流动通过电容器的电流，使得在电容器的端子处的电压保持小于或等于最大值和/或大于或等于最小值。
[0037]根据一个实施例，控制模块包括:
[0038]-第一控制环，其配置为将流经电容器的第二电流的值锁定至第一参考值，以及
[0039]-第二控制环，其配置为依据向所述电气设备产品供电的第一电流来锁定第一参考值。
[0040]根据一个实施例，第二控制环包括带通滤波器，以对与向所述电气设备产品供电的第一电流中的噪声相关的频率和DC分量进行滤波。
[0041]根据一个实施例，所述第二控制环还包括用于从设定点减去带通滤波器的输出以建立第一参考值的装置。
[0042]本发明还涉及一种用于吸收由功率因数校正电路向电气设备产品传输的功率波动的方法，所述方法包括:
[0043]-将包括与电感和至少一个开关串联安装的电容器的电路与电气设备产品并联连接，
[0044]-测量由功率因数校正电路传输至所述电气设备产品的第一电流，
[0045]-控制所述开关，以依据第一电流的波动来改变电容器的充电，以削弱功率波动，
[0046]-测量电容器的端子处的电压，以及控制流经电容器的第二电流，使得在电容器的端子处的电压保持在预定区间内。
[0047]该方法可包括先前描述的任意一个特征。
[0048]特别地，根据一个实施例，该方法包括:
[0049]-依据电容器端子处的电压和给定电压值之间的差值来确定电流设定点，
[0050]-控制流经电压电容器的电流，包括接收所述设定点，以将电容器的电压的DC分量调节至所述值。
[0051]根据一个实施例，所述方法包括限制流经电容器的电流，使得在电容器的端子处的电压保持小于或等于最大值和/或大于或等于最小值。
[0052]根据一个实施例，该方法还包括:
[0053]-测量流经电容器的第二电流，
[0054]-对流经电容器的第二电流的值进行第一控制，该第一控制将第二电流值控制至第一参考值，以及
[0055]-依据向所述电气设备产品供电的第一电流(I3)对第一参考值进行第二控制。
[0056]根据一个实施例，第二控制包括通过带通滤波器对与向所述电气设备产品供电的第一电流中的噪声相关的频率和DC分量进行滤波。
[0057]根据一个实施例，所述第二控制还包括从设定点减去带通滤波器的输出以建立第一参考值。
【专利附图】
【附图说明】
[0058]本发明的其他特征和优势将从借由指示但是以非限制性的方式给出的一个可行实施例的描述，并参考表现该实施例的附图，而变得显而易见。
[0059]在图中:
[0060]图1示出了根据现有技术的电池充电器的电路图；
[0061]图2示出了根据本发明的一个实施例的电池充电器的电路图；
[0062]图3示出了根据本发明的一个实施例的功率波动吸收电路的电路图；
[0063]图4示出了根据本发明的另一个实施例的功率波动吸收电路的电路图；
[0064]图5a示出了第一控制环；
[0065]图5b示出了第一控制环与第二控制环交错；
[0066]图6示出了参考电流生成电路的电路图；
[0067]图7示出了功率波动吸收电路的电路图，在所述电路中，开关由滞后控制模块控制;
[0068]图8示出了连接至三相网络的根据本发明的实施例的电压转换器的电路图；
[0069]图9示出了包括逆变器的电压转换器的电路图，其中一个电桥用于形成根据本发明的实施例的功率波动吸收电路。
[0070]在所有的附图中，相同的元件使用相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0071]在下文的描述中，下列通常指代为:
[0072]术语“金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) ”对应于具有金属氧化物栅极的场效应晶体管；
[0073]术语“绝缘栅双极型晶体管(IGBT) ”是指具有绝缘栅极的双极型晶体管，并且对应于混合型晶体管，其将输入端处的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和输出端处的双极型晶体管组合。
[0074]本发明的实施例涉及使用用于吸收在功率因数校正器的输出端处的功率波动的电路。图2示出了在电池7的充电器2中的这种功率波动吸收电路9的示例性布置。充电器2包括连接至电网的功率因数校正器I。校正器I包括两个输出端子，表示为B+和B-，高输出端子B+和通常对应于接地端的低输出端子B-。功率波动吸收电路9连接在功率因数校正器I的高输出端子B+和低输出端子B-之间。此外，电容器13也连接在功率因数校正器I的两个端子之间。该电容器13是用于解决耦合问题，例如当不同电气设备产品的开关闭合(功率因数校正器I或吸收电路9)时避免过电压的问题，并且该电容器的值相对较低，为10yF的数量级。然而，该电容器13可以被省去。功率波动吸收电路9是降压型或“下降(buck)”型的电路，其包括与电感和至少一个开关串联安装的电容器，其使得可以调节在电容器中流动的电流。充电器2包括电节点11，三个分支连结到该节点11。第一分支连结到功率因数校正器I的高输出端子B+。第二分支连结到吸收电路9。第三分支连结到将由DC电源供电的电气设备产品。
[0075]此外，为了使在高输出端子B+和低输出端子B-之间传输的电压适于可被积累装置7(通常是电池)接受的电压，使用DC电压转换器5。然而，如果该可被积累装置接受的电压大于在端子B+和B-之间传输的电压，则可以省去DC电压转换器5并且将电池直接连接至吸收电路9的输出端。
[0076]图3示出了功率波动吸收电路9的实施例的示例。电路9是半桥电路。吸收电路9包括第一开关15，该第一开关15 —方面连结至电节点11而另一方面连结至电感17的第一端子。电感17的第二端子连结到电容器19的第一端子，电容器19的第二端子连结到功率因数校正器I的低输出端子B-，也就是说连结到接地端21。吸收电路9还包括第二开关23，该第二开关23 —方面连结到电感17的第一端子且另一方面连结到接地端21。在操作中，开关15和23的断开和闭合是同步的且相反的，使得当一个断开时另一个闭合。因此，这两个开关15、23可被单个开关所替代，该单个开关对应于第一开关15，并且其断开位置将对应于连结到接地端的位置。
[0077]开关例如通过IGBT或MOSFET类型的晶体管与二极管并联的联合而实现。
[0078]开关15和23由装置27的控制模块25所控制，该控制模块25测量在电节点11的第三分支上的由13指示的第一电流或合成电流。控制模块25依据测得的合成电流13的强度来控制开关15和23的位置。实质上，在电节点11处，流入电流的和等于流出电流的和，使得合成电流13等于由功率因数校正器I的高输出端子B+供给的电流I i和流经第二分支的电流I2之间的差值(I != 12+13)。因此，通过控制开关15和23，能够改变电流12且因此改变合成电流13。从而，想法是控制开关15和23以使得I3对应于I ^勺DC部分。
[0079]此外，在吸收电路9中必须考虑其他约束。实质上，在电容器19的端子处的电压必须保持低于其闪络电压并且大于ov(在下文中示出的半桥安装的情况下)。因此，为了控制电容器19的操作，控制模块25还包括用于测量流经电容器19的电流I。的测量装置26和用于测量电容器19的端子处的电压V。的测量装置28。对开关15和23的控制从而也依据电容器19的端子处的电压V。和电流I。的值而被调制。
[0080]增加电容器19的端子处的电压范围限度使得可以改进电容器19中的存储效率，并从而降低该电容器19的值。为此，可使用全桥构型的吸收电路10，其一个示例性实施例示出在图4中。电路10包括两个对称的并联分支，每个分支包括一方面连结到电节点11且另一方面连结到第二开关23、23’的第一开关15、15’，所述第二开关23、23’在其另一端连结到接地端21。并联分支中的每一个的两个开关以同步且相反的方式操作，这四个开关由控制模块25控制。电路10还包括连结到两个开关15、15’、23、23’的共同端子的每一端的分支。该分支包括与电感17串联的电容器19。
[0081]此外，对于半桥电路9，每个并联分支的两个开关15、15’、23、23’可由单个开关所替代，该单个开关在第一位置连结到电节点11，在第二位置连结到接地端21。
[0082]频率波动吸收电路9、10的操作限制将基于图5a和5b中的图而详细地描述。控制模块25包括示于图5a中的第一控制环27，该第一控制环使得可以将流经电容器19的电流I。调节到第一参考值I ,ef。吸收电路9、10的开关的控制模块29由减法器31的输出控制，该减法器31的输入是电容器19的电流I。和第一参考值I %，使得I。被调节至第一参考值！ref。
[0083]图5b示出了第一控制环27与第二控制环33交错。第二环33依据合成电流13的变化改变第一参考值IMf。为了仅依据合成电流I3的正弦部分调制第一参考值I Mf，带通滤波器35应用到电流13，该带通滤波器使得可以消除对应于噪声的高频和DC部分。在带通滤波器35的输出端处获得的电流13’被传递到减法器37，该减法器的另一输入端接收对应于设定点的第二参考值Ia。减法器37的输出对应于第一参考值IMf。因此，参考值1%仅依据合成电流I3的正弦部分的变化被调制，该正弦部分是需要被消除的部分。
[0084]图6示出了使得能够获得第一参考值IMf的电路的示例性实施例。该电路包括第二控制环33的示例性实施例，该第二控制环33包括减法器47和滤波器35。滤波器35从合成电流13中抽取正弦部分13’。在减法器47中，正弦部分13’从第二参考值、中减去以获得第一参考值IMf，流经电容器19的电流I。需要被控制到所述第一参考值。
[0085]为了将电容器19的端子处的电压控制在可接受的范围内，第二参考值Ia也依据电容器19的端子处的电压V。被控制。电容器19的电压V。被调节到可接受的值，例如，在电池被再充电的情况下为电池电压的一半。
[0086]图6中的电路包括用于控制第二参考值Ia的示例性单元34。单元34包括用于测量指示为Vbat的电池7的电压的测量装置39 (在该情况下使用对应于电池7的电压的一半的参考电压)和两个指示为R的电阻，这两个电阻安装在电压分压器电桥构型中，以将电压Vbat/2恢复等于电池7的电压Vbat的一半。减法器41建立了该电压Vbat/2和由测量装置28提供的电容器19的端子处的电压V。之间的差值。该差值(Vbat/2-V。)由低通滤波器43滤波以消除对应于噪声的高频。为了避免在低通滤波器的输出端处的饱和，滤波器45应用上限和下限。然后获得第二参考值Ia，该第二参考值被应用到电容器19以在电容器19的端子处获得电压值Vbat/2。
[0087]然而，为了避免在瞬时现象过程中该电压的任意发散(特别地为了避免电容器19的闪络)，第二参考值1^皮限制。当电容器的电压V。达到最小阈值Vmin或最大阈值Vmax时，电路9、10改变状态。这些阈值Vmin、Vmax是预定的阈值，例如在半桥电路的情况下为100V和600V。因此，当达到最小阈值Vmin时，电路9、10的开关被控制为升高电容器19的电压V。，并且当达到最大阈值Vmax时，电路9、10的开关被控制为降低电容器19的电压V。，而不考虑合成电流13的变化。
[0088]图6中的电路还包括用于这种限制的单元UP Bmax。为了将电容器19的电压V。保持在预定区间内，在第二控制环33的减法器47的输出端处获得的值Iief’借助两个单元Bmin和B max被限制，单元B min和B max分别限定了对于电压V。来说可接受的最小电压阈值V min和最大电压阈值￥_。
[0089]在第一单元Bmin中，减法器49用于建立最小电压阈值Vmin(例如100V)和由测量装置28供给的电压V。之间的差值。放大器50将增益K应用到由减法器49传输的电压V Kmin。接着，限幅器51应用饱和限制，以获得电流Ib的值，电容器19的电流I。必须被调节到电流Ib以在电容器19处获得电压V Μη。在比较器53中，在限幅器51的输出端处获得的电流值Ib则与从第二电流环33获得的电流值IMf’比较。比较器53传输对应于这两个值之间的最大值的电流值。
[0090]在第二单元Bmax中，减法器55用于建立最大电压阈值Vmax(例如600V)和由测量装置28供给的电压V。之间的差值。放大器56放大由减法器55传输的电压V Kmax。接着，限幅器57应用饱和限制，以获得电流值Ib’，电容器19的电流I。必须被调节到电流I b’以在电容器19处获得电压V—。在比较器59中，从限幅器57获得的电流值Ib’则与从第一单元Bmin的比较器53获得的电流值I Mf”比较。比较器59保留最小值，以获得第一参考值IMf，该第一参考值接着被传递到图5a中示出的第一电流环27的控制模块29。
[0091]吸收电路9、10的开关的断开和闭合则被控制为使得电容器19的电流I。对应于第一参考电流值IMf。图7示出了在滞后控制的情况下在设定点IMf的基础上电路9、10的开关的控制模块29的示例性实施例。在第二单元Bmax的比较器59的输出端处获得的电流Iref传递至第一加法器61以限定低阈值I Mf_Sb，例如1&-4。电流IMf还被传递至第二加法器62以限定高阈值Iief+Sh，例如Iief+4。低阈值被送至第一比较器65以与由测量装置26供给的电容器19的电流值I。比较。当低阈值和电容器19的电流I。之间的差值为正或值为O时，第一比较器65的输出具有的值为I。高阈值被送至第二比较器67以与由测量装置26供给的电容器19的电流I。的值比较。当电容器的电流I。和高阈值之间的差值为正或值为O时，第二比较器67的输出具有的值为I。高阈值和低阈值的引入使得可以限制吸收电路9、10的开关的开关频率。第一比较器65和第二比较器67的输出分别送至RS触发器69的输入端S和R。
[0092]RS触发器的输出端Q被连结至吸收电路9、10的开关15，并且当输出端Q处于I时控制开关15的闭合。RS触发器的输出端0_被连结至吸收电路9、10的另一开关23，并且当输出端Q_处于I时控制开关23的闭合。从而，开关15、23的控制使得可以将电容器19的电流I。控制在值I Mf-Sb和IMf+Sh之间。
[0093]吸收电路9、10还可用在连接至三相网络的功率因数校正器I的端子处，如图8所示。实质上，三相网络并不总是非常平衡，使得也存在连接到三相网络的功率因数校正器I的输出的正弦分量。在该情况下，功率波动吸收电路9、10的适于也使得可以消除正弦分量。如果电池7支持在吸收电路9、10的输出端处传输的电压，则充电器可以仅包括如之前所述的吸收电路9、10和功率因数校正器I。
[0094]本发明的实施例可被实施在功率因数校正器I中，所述功率因数校正器通过一方面连结至三相电机72的相且另一方面连结至积累装置(譬如电池)的电压逆变器而实施。电压逆变器例如，诸如在 申请人:的法国专利申请FR2938711和FR2944391中描述的那些。
[0095]图9示出了在包括3个H构型桥(标示为P1、P2和P3)的H构型桥逆变器71的情况下电池7的充电电路的示意性电路图，每个电桥P1、P2和P3包括两个开关装置(例如开关73)的两个分支，分支的中间点被连结到电机72的相phl、ph2和ph3并且分支的端部被连结到电池7。为了在单相网络78中对电池7进行再充电，电机的两个相(例如phi和ph2)的中间点被连接到网络，并且电容器75被连接到第三相的中间点。电容器75还经由开关77连结到接地端21，当电池7正在被充电时所述开关77处于闭合位置，否则开关77处于断开位置。与为第三相Ph3供电的H构型桥P3的分支的开关73和电容器75串联的第三相ph3则构建用于吸收由逆变器71的另两相传输的功率波动的吸收电路。通过控制如在先前实施例中描述的适当形成的(duly formed)匹配电路9的开关73，由逆变器71传输至电池7的正弦部分被吸收，这使得可以将DC电流传输至电池7并且从而将DC功率传输至电池7。
[0096]因此，吸收电路使得可以通过开关的控制而控制流经电容器19的电流I。的值，以使得由吸收电路9、10吸收的电流I2对应于由功率因数校正器I传输的电流I1的正弦部分。合成电流13则对应于电流I 值。在吸收电路9、10中所需的电容器19的电容值相比于在没有这样的电路9、10时吸收所述电流^的正弦部分所需的电阻值要小得多。由于电容器19的电容值相对较低，是大约百微法的数量级，从而可以使用薄膜类型的电容器。
[0097]此外，如前文所述，该控制可将电容器19的端子处的电压值V。考虑在内，使得将电容器19的端子处的电压值V。保持在预定区间内。最终，应当注意到吸收电路9、10可用在由单相电网或三相电网供电的功率因数校正器的输出端处。
[0098]图6中的电路使得可以将电容器19的电压V。调节到可接受的值，例如电池电压Vbat的一半Vbat/2。特别地，在电容器19的端子处的电压V。的DC分量可以被调节到电池电压Vbat的一半V bat/2，特别地依靠单元34的低通滤波器43以控制第二参考值Ia。低通滤波器43可传输作为输出的设定点^的DC分量。
[0099]然而，调节到电池电压Vbat的一半V bat/2是示例。电容器19的端子处的电压V。的调节，特别是该电压V。的DC分量的调节，可以通过保证电压V。保持在预定区间内的任意值而实施。因此，就确保了当吸收电路9、10正在运行时电容器的电压V。的摆动不会掉落。
[0100]此外，图6中的电路可以使得电容器19的电压V。能够被调节为使得电容器19的端子处的电压V。依靠限制单元B min、Bmax而保持在预定区间3内。特别的，单元Bmax配置为限制流动通过电容器19的电流I。，使得在电容器19的端子处的电压V。保持小于或等于最大值Vmax。限制单元Bmin特别地配置为限制流动通过电容器19的电流I。，使得在电容器19的端子处的电压V。保持大于或等于最小值Vmin。
【权利要求】
1.一种用于吸收功率波动的吸收电路(9、10)，所述吸收电路意于被并联连接到由功率因数校正电路⑴供电的电气设备产品，所述吸收电路(9、10)是电压降电压型电路，并且包括: -电容器(19)，与电感(17)和至少一个开关(15、23)串联安装， -控制模块(25)， -用于测量意于向所述电气设备产品供电的第一电流(I3)的测量装置(27)， 所述开关(15、23)由所述控制模块(25)控制以依据第一电流(I3)的波动来改变所述电容器的充电，以削弱功率波动，并且 所述电路还包括用于测量在所述电容器(19)的端子处的电压(V。)的测量装置(28)，并且所述控制模块(25)被配置为锁定流经所述电容器(19)的第二电流(I。)，以使得在所述电容器(19)的端子处的电压(V。)保持在预定区间内。
2.根据权利要求1所述的吸收电路(9、10)，其中所述控制模块(25)包括用于控制流经配置为接收电流设定点(Ia)的电容器(19)的电流(I。)的控制环，所述设定点(Ia)依据在所述电容器(19)的端子处的电压(V。)和给定电压值之间的差值而被确定，从而将所述电容器(19)的电压(V。)的DC分量调节至所述值。
3.根据权利要求1或2所述的吸收电路(9、10)，其中所述控制模块(25)包括至少一个限制单元(Bmin、Bmax)，所述限制单元配置为限制流动通过所述电容器(19)的电流(Ic)，使得在所述电容器(19)的端子处的电压(V。)保持小于或等于最大值(Vmax)和/或大于或等于最小值(Vmin)。
4.根据权利要求1到3中的任意一项所述的吸收电路(9、10)，其中所述控制模块(25)还包括: -第一控制环(27)，其配置为将流经所述电容器(19)的第二电流值(I。)锁定至第一参考值(Ireif)，以及 -第二控制环(33)，其配置为依据向所述电气设备产品供电的第一电流(I3)来锁定所述第一参考值(Iref)。
5.根据权利要求4所述的吸收电路(9、10)，其中所述第二控制环(33)包括带通滤波器(35)，以对与向所述电气设备产品供电的第一电流(I3)中的噪声相关的频率和DC分量进行滤波。
6.根据权利要求2和5所述的吸收电路(9、10)，其中所述第二控制回路(33)还包括用于从所述设定点(Ia)减去所述带通滤波器(35)的输出以建立所述第一参考值(IMf)的
目.ο
7.根据权利要求1到6中的任意一项所述的吸收电路(9、10)，包括具有至少一个开关(15,23)的分支，所述开关由所述控制模块(25)控制并且连接至串联安装的电感(17)和电容器(19)的端部。
8.根据权利要求1到7中的任意一项所述的吸收电路(10)，包括连接到串联安装的所述电感和所述电容器(19)的任一侧上的两个分支， 所述两个分支包括串联连接并且意于与所述电气设备产品并联安装的开关(15、15’、23,23')， 所述开关(15、15’、23、23’)由所述控制模块(25)控制以依据所述第一电流(I3)的波动来改变所述电容器(19)的充电，以削弱功率波动。
9.一种意于向电气设备产品(7)供电的AC电压到DC电压转换器，包括连接至根据权利要求1-8中的任意一项所述的吸收电路(9、10)的功率因数校正电路(I)。
10.根据权利要求9所述的电压转换器，其中所述功率因数校正电路(I)通过逆变器(71)实施， 所述逆变器(71)包括构建电机(72)的相(phl、ph2、ph3)的线圈， 所述逆变器(71)还包括关联于每个所述相(72)的开关装置(73)， 其中，在从单相电网为电气设备产品(7)供电时， 电机(72)的第一相(phi)和第二相(ph2)意于被连接到所述电网， 所述电机(72)的第三相(ph3)和与所述第三相(ph3)相关联的开关装置(73)分别构建所述吸收电路(9、10)的电感(17)和开关，所述开关装置(73)由所述吸收电路(9、10)的控制模块(25)控制以依据所述第一电流(I3)的波动来改变所述电容器(19、77)的充电，以削弱功率波动。
11.根据权利要求9或10中所述的电压转换器作为积累装置(7)的充电器的应用。
12.—种用于吸收由功率因数校正电路(I)向电气设备产品传输的功率波动的方法，所述方法包括: -将包括与电感(17)和至少一个开关(15、15’、23、23’)串联安装的电容器(19)的电路与所述电气设备产品并联连接， -测量由所述功率因数校正电路(I)传输至所述电气设备产品的第一电流(I3)， -控制所述开关(15、15’、23、23’)，以依据所述第一电流(I3)的波动来改变所述电容器(19)的充电，以削弱功率波动， -测量所述电容器(19)的端子处的电压(V。)，以及控制流经所述电容器(19)的第二电流(I3)，使得在所述电容器(19)的端子处的电压(V。)保持在预定区间内。
13.根据权利要求12所述的方法，包括: -依据电容器(19)的端子处的电压(V。)和给定电压值之间的差值来确定电流设定点(Ia)， -控制流经所述电压电容器(19)的电流(I。)，包括接收所述设定点(Ia)，以将所述电容器(19)的电压(V。)的DC分量调节至所述值。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中包括限制流动通过所述电容器(19)的电流(13)，使得在所述电容器(19)的端子处的电压(V。)保持小于或等于最大值(Vmax)和/或大于或等于最小值(Vmin)。
15.根据权利要求12到14中的任意一项所述的方法，包括 -测量流经所述电容器(19)的第二电流(I。)， -对流经所述电容器(19)的第二电流值(I。)进行的第一控制，所述第一控制将所述第二电流值控制至第一参考值(IMf)，以及 -依据向所述电气设备产品供电的第一电流(I3)对所述第一参考值(Iref)进行的第二控制。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二控制包括通过带通滤波器(35)对与向所述电气设备产品供电的第一电流(I3)中的噪声相关的频率和DC分量进行滤波。
17.根据权利要求13和16所述的方法，其中所述第二控制还包括从所述设定点(Ia)减去所述带通滤波器(35)的输出以建立第一参考值(IMf)。
18.根据权利要求12-17中的任意一项所述的方法，其中所述功率因数校正电路(I)在输入端处被连接到三相供电网络。
19.根据权利要求12-17中的任意一项所述的方法，其中所述功率因数校正电路(I)在输入端处被连接到单相供电网络。
20.根据权利要求12-19中的任意一项所述的方法，其中所述电气设备产品包括积累装置(7)。
【文档编号】H02M1/15GK104488178SQ201380037408
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】L.德苏泽 申请人:法雷奥电机控制系统公司