包括至少一个电池的功率转换器电路的制作方法

包括至少一个电池的功率转换器电路的制作方法
【专利摘要】提出了一种包括至少一个电池的功率转换器电路。一种电路包括第一功率转换器电路和第二功率转换器电路。该第二功率转换器电路的输入耦合至第一功率转换器电路的输出并且被配置为接收输入信号。可充电电池耦合至第一功率转换器电路的输出。充电控制电路被配置为通过控制该第二功率转换器电路而对该可充电电池的充电进行控制。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及一种功率转换器电路，尤其是一种包括至少一个电池的功率 转换器电路。 包括至少一个电池的功率转换器电路

【背景技术】
[0002] 随着对可持续能量产生的兴趣的增加，对于使用光伏（PV)模块用于产生电力有所 关注。PV模块在阳光照射的时间段期间输出最大功率。然而，例如工业或民用的电力消耗 通常并不对应于那些阳光照射的时间段。在民用的情况下，功率消耗在太阳并不照射时甚 至会更高，例如在晚上或夜间。
[0003] 因此，期望在诸如阳光照射时的存在过度电力时对电力进行存储，并且在诸如晚 上或夜间的高功率消耗时将所存储的电力提供至电网。


【发明内容】

[0004] 根据一个不例，描述了一种电路。该电路包括：包括输出的第一功率转换器电路， 包括输入和输出的第二功率转换器电路。该输入f禹合至第一功率转换器电路的输出并且被 配置为接收输入信号。可充电电池耦合至第一功率转换器电路的输出。该电子电路进一步 包括充电控制电路，其被配置为对第二功率转换器电路进行控制。
[0005] 根据另一个不例，这里描述了一种方法。该方法包括在第一功率转换器电路的输 出处提供输出功率，并且通过控制耦合至第一功率转换器电路的输出的第二功率转换器电 路而对耦合至第一功率转换器电路的输出的可充电电池的充电进行控制。

【专利附图】

【附图说明】
[0006] 现在将参考附图对示例进行解释。附图用来图示基本原则，从而仅图示出了理解 基本原则所必需的方面。附图并非依比例绘制。在图中，相同的附图标记表示同样的特征。
[0007] 图1图示了包括第一功率转换器电路、第二功率转换器电路、电池和充电控制电 路的电子电路的第一实施例；
[0008] 图2,包括图2A和2B，示出了可以根据本文所描述的技术进行充电的电池的表示 形式的实施例；
[0009] 图3示出了电池的充电曲线的一个示例；
[0010] 图4示出了第二功率转换器电路的一个实施例；
[0011] 图5示出了图4的第二功率转换器电路的功率转换级的一个实施例；
[0012] 图6示出了图4的第二功率转换器电路的PWM控制器的一个实施例；
[0013] 图7示出了图4的第二功率转换器电路的功率转换级的另一个实施例；
[0014] 图8示出了图4的第二功率转换器电路的功率转换级和PWM控制器的另外实施 例；
[0015] 图9示意性图示了由图8的PWM控制器所接收的同步信号的波形；
[0016] 图10更为详细地示出了图8的PWM控制器的一个实施例；
[0017] 图11示出了图4的第二功率转换器电路的功率转换级和PWM控制器的另一个实 施例；
[0018] 图12示意性图示了由图11的PWM控制器所接收的同步信号的波形以及转换级的 输出电流的波形；
[0019] 图13示出了包括功率转换器单元的第一功率转换器电路的一个实施例；
[0020] 图14,包括图14A至14C，示出了 PV模块的实施例；
[0021] 图15更为详细地示出了功率转换器单元的一个实施例；
[0022] 图16示出了图15的功率转换器单元的功率转换级的一个实施例；
[0023] 图17示出了图15的功率转换器单元的PWM控制器的一个实施例；
[0024] 图18示出了图15的功率转换器单元的功率转换级的另一个实施例；
[0025] 图19图示了图18的功率转换级的操作原则；
[0026] 图20示出了第一功率转换器电路的另一个实施例；
[0027] 图21示出了第一功率转换器电路的另一个实施例；
[0028] 图22示出了具有多个级联电子电路的功率转换器布置；
[0029] 图23示出了具有多个级联电子电路的功率转换器布置的另外实施例。

【具体实施方式】
[0030] 在以下的详细描述中对附图加以参考。该附图形成了描述的一部分并且通过图示 示出了可以在其中实践本发明的具体实施例。所要理解的是，除非另外特别指出，否则本文 所描述的各个实施例的特征可以互相结合。
[0031] 图1图示了包括第一功率转换器电路1、第二功率转换器电路3、可充电电池2和 充电控制电路4的电子电路的一个实施例。第一功率转换器电路1包括输出，其具有第一 输出节点13和第二输出节点14并且被配置为提供输出功率信号。第二功率转换器电路3 包括输入，其具有耦合至第一功率转换器电路1的输出并且被配置为接收输入功率信号的 第一和第二输入节点31、32。第二功率转换器电路3进一步被配置为向负载Z (在图1中 以虚线图示）提供输出功率信号。可充电电池2耦合至第一功率转换器电路1的输出13、 14以及第二功率转换器电路3的输入31、32。充电控制电路4被配置为检测可充电电池2 的充电状态并且根据可充电电池的充电状态对第二功率转换器电路3进行控制。
[0032] 参考图1，第二功率转换器电路3接收两个输入信号，即输入电流131和输入电压 V2,其中输入电压V2对应于第一功率转换器电路1的输出电压，以及对应于可充电电池2 的端子21、22之间的电压。第二功率转换器电路3的输入电流131对应于第一功率转换器 电路1的输出电流减去可充电电池2的输入电流12 :
[0033] 131=112-12 (1)
[0034] 根据图1的电子电路，在一些实施例中，仅通过控制第二功率转换器电路3,特别 是仅通过控制第二功率转换器电路3的输入电流131和输入电压V2中的一个对可充电电 池2的充电和放电进行控制。这在下文中更为详细地进行解释。
[0035] 可充电电池2可以是常规的可充电电池，例如铅酸电池、镍镉（NiCd)电池、镍金属 氢化物（NiMH)电池或者锂离子电池。参考图2A，可充电电池2可以包括具有在电池端子 21、22之间串联连接的多个电池单元2i-2p的一个单元串。根据图2B所示的另外实施例， 可充电电池2可以包括与电池端子21、22并联连接的多个单元串，其中每个单元串包括多 个串联连接的电池单元2η-2 ρ1、212-2ρ2、21(Γ2Μ。可充电电池2能够在电池端子21、22之间提 供的最大电压取决于在一个串中串联连接的电池单元的数量。可充电电池2的容量取决于 单个电池单元的容量和/或并联连接的单元串的数量。
[0036] 根据一个实施例，图1的电子电路支持第一充电模式和第二充电模式中的至少一 种，在该第一充电模式中，可充电电池2利用恒定充电电流12进行充电，而在该第二充电模 式中，通过在电池端子21、22之间施加基本恒定的电压V2而对可充电电池2进行充电。在 下文中，该第一充电模式也将被称作恒定电流模式，而该第二充电模式则将被称作恒定电 压模式。
[0037] 在恒定电流模式中，通过控制第二功率转换器电路3的输入电流131而将可充电 电池2的输入电流12控制为基本恒定。例如，当电池输入电流12高于预定恒定充电电流 I2 KEF时，由充电控制电路4所控制的第二功率转换器电路3增大输入电流131，并且当电池 充电电流12低于该预定恒定充电电流I2 KEF时，由充电控制电路4所控制的第二功率转换 器电路3减小输入电流131。在恒定电压模式中，第二功率转换器电路3对电池电压V2进 行控制以对应于预定充电电压V2 KEF，上述电池电压是输入节点31、32之间的电压。
[0038] 参考图1，充电控制电路4将输入基准信号S3KEF提供至第二功率转换器电路3。该 输入基准信号S3 KEF表不恒定电流模式中的输入电流131或恒定电压模式中的电池电压V2 的期望信号水平。在恒定电流模式中，充电控制电路4测量第一功率转换器1的输出电流 112并且如下计算输入基准信号S3 KEF :
[0039] S3eef=I31eef=I12-I2eef (2)
[0040] 其中I31KEF是表示输入电流131的期望信号水平的输入基准信号，112是所测量的 第一功率转换器电路1的输出电流，并且I2 KEF是恒定电路模式中的电池电流12的期望信 号水平。第一功率转换器电路1的输出电流112可以以图1中并未图示的常规方式进行测 量。在图1中，充电控制电路4所接收的信号S I12表示所测量的第一功率转换器电路1的 输出电流112。
[0041] 在恒定电压模式中，由充电控制电路4所提供的输入基准信号S3KEF表不限定输入 电压V2的期望信号水平的输入电压基准信号V2 kef。
[0042] 根据一个实施例，充电控制电路4被配置为仅支持两种不同的充电模式中的一种 充电模式。在这种情况下，充电控制电路4被配置为向第二功率转换器电路3供应输入电 流基准信号I31 KEF，或者向第二功率转换器电路3供应输入电压基准信号V2KEF作为输入基 准信号S3 kef。
[0043] 根据另外的实施例，充电控制电路4被配置为检测可充电电池2的充电状态 (state of charge，S0C)，并且被配置为根据所检测的充电状态对第二功率转换器电路3进 行控制。这在以下参考图3进行解释。
[0044] 图3示意性图示了如充电控制电路4所控制的电池电流12和电池电压V2。在该 实施例中，可充电电池2的充电状态由电池电压V2所表示。也就是说，充电控制电路4测量 电池电压V2，并且根据所测量的电池电压V2对第二功率转换器电路3进行操作而使得电池 2以恒定电流模式或恒定电压模式进行充电。参考图3所示的曲线，充电控制电路4在电池 电压V2低于最大电池电压V2MX时以恒定电流模式对第二功率转换器电路3进行操作。图 3示出随时间的电池电压V2和电池电流12,其中图3所图示的充电过程在电池电压V2已 经下降至最小电压V2MIN时开始。随着在恒定电流模式中利用恒定充电电流I2 KEF对电池进 行充电，电池电压V2通常会有所增加。然而，图3所图示的线性增加仅是一个示例。参考 图3，充电控制电路4在电池电压V2达到对应于恒定电压模式的基准V2 KEF的最大电压V2M 时变为恒定电压模式。结果，电池电流12下降。当充电电流下降至最小充电电流I2MIN时， 电池已经被完全充电。
[0045] 根据一个实施例，该电子电路在电池被完全充电之后停留在恒定电压模式。也就 是说，由充电控制电路所控制的第二功率转换器电路3将输入电压V2保持在V2 KEF所表示 的基本恒定的水平。
[0046] 根据另外的实施例，可选开关23分别连接在电池2和第一功率转换器电路1的输 出以及第二功率转换器电路3的输入31、32之间。该开关23由充电控制电路4所控制，其 中充电控制电路4被配置为在电池2已经被完全充电时也就是当充电电流的电流水平下降 至最低水平（电流阈值)I2 MIN时关断开关23以便将电池2从第一和第二功率转换器电路1、 3断开连接。在电池已经从第一和第二功率转换器电路1、3断开连接之后，充电控制电路 4可以控制第二功率转换器电路3以使得输入电压V2被控制为基本上恒定。输入电压基 准信号V2 KEF可以对应于在恒定电压模式中所使用的输入电压基准信号V2KEF。然而，在开关 23已经被断开之后，也可能将输入电压V2调节为与恒定电压模式中的电压水平不同的电 压水平。
[0047] 在电池2已经被完全充电之后，其可能停留在完全充电状态直至第二功率转换器 电路3的功率消耗高于第一功率转换器电路1的输出功率。在这种情况下，该电子电路进 入放电模式，其中电池2为了支持第二功率转换器电路3而进行放电。在放电模式中，第二 功率转换器电路3的输入电压由电池电压V2所限定，其随着电池2的放电而降低。
[0048] 根据一个实施例，充电控制电路4在放电模式中并不对第二功率转换器电路3进 行控制。根据另外的实施例，充电控制电路4在放电模式中测量电池电流12 (在放电模式 中，电池电流12以与图2所图示的方向相反的方向进行流动）并且对第二功率转换器电路 3的输入电流131进行控制以使得电池电流12的量级被限制为预定的最大电流。
[0049] 根据一个实施例，电池2并不被放电至最低电压水平V2MIN以下，并且最低电压水 平V2 MIN处于最高电压水平V2JM的60%和80%之间。在电池已经被放电之后，该电子电路可 以再次如之前所描述的对电池2进行充电，或者电池2可以停留在放电模式一段时间。在 后一种情况下，充电控制电路4对第二功率转换器电路3进行控制以使得第二功率转换器 电路3将输入电压（电池电压）V2保持在最低电压水平V2 min。
[0050] 根据一个实施例，第二功率转换器电路3被配置为向电网供应输出电流132。在 这种情况下，图1的负载Z是供应供电电压V Pe的电网。该电网可以是DC电网或AC电网。 在第一种情况下，供电电压是直流电压（DC电压)，而在第二种情况下，供电电压V rc是交 流电压（AC电压)。电网电&Vrc限定了第二功率转换器电路的输出电压V3,也就是V3=V rc。 在该实施例中，第二功率转换器电路3的输出电流132是可变的并且取决于在第二功率转 换器电路的输入处所接收的输入功率。根据一个实施例，第二功率转换器电路3被实施为 开关模式转换器。
[0051] 图4示意性图示了被配置为向电网供应输出电流132的第二功率转换器电路3的 一个实施例。参考图4,第二功率转换器电路3包括开关模式转换级35,其被配置为接收输 入电流131和输入电压V2并且供应输出电流132。转换级35包括至少一个以脉冲宽度调 制（PWM)方式导通和断开的开关，至少一个电感器以及至少一个电容存储元件（电容器)。第 二功率转换器电路3进一步包括PWM控制器36,其被配置为接收输入基准信号S3 KEF以及输 入电流信号sI31和输入电压SV2中的至少一个。输入电流信号S I31表不第二功率转换器电 路3的输入电流131并且能够通过测量输入电流131而以常规方式获得。输入电压信号S V2 表示第二功率转换器电路3的输入电压V2并且能够通过测量输入电压V2而以常规方式获 得。图4中并未示出用于测量输入电流131和输入电压V2中的至少一个并且用于提供相 对应的测量信号S I31、SV2的测量电路。该PWM控制器被配置为输出至少一个PWM信号用于 对转换级35中的至少一个开关的PWM操作进行控制。
[0052] 图5图示了被配置为向DC电压网供应输出电流132的转换级35的一个实施例。 图5的转换级35利用升压转换器拓扑实施并且包括串联电路，该串联电路具有诸如扼流器 的电感性存储元件302以及处于输入端子31、32之间的开关301。另外，诸如二极管的整流 器元件303连接至共用于电感性存储元件302和开关301的电路节点与第一输出节点33 之间。第二输出节点34连接至第二输入节点。诸如电容器的第一电容性存储元件304连 接在输入节点31、32之间。可选地，诸如电容器的第二电容性存储元件305连接在输出节 点33、34之间。
[0053] 开关301可以被实施为常规的电子开关，诸如M0SFET (金属氧化物场效应晶体 管）或IGBT (绝缘栅双极晶体管)。整流元件303可以被实施为同步整流器，其是使用诸如 M0SFET或IGBT之类的电子开关来实施的整流器。根据另外的实施例，开关301被实施为 GaN-HEMT (氮化镓系高电子迁移率晶体管)。
[0054] 参考图5,开关301从PWM控制器36接收PWM信号S35作为驱动信号，其中PWM控 制器36被配置为调节PWM驱动信号S35的占空比以使得输入信号(输入电流131或输入电 压V2)被控制为对应于基准信号S3 kef。
[0055] 图6示意性图示了 PWM控制器36的一个实施例。在图6中，图示了 PWM控制器36 的功能模块。这些功能模块可以被实施为模拟电路、数字电路或者能够使用硬件和软件来 实施。
[0056] 参考图6, PWM控制器36根据从充电控制电路4所接收的输入信号S3和基准信号 S3KEF计算误差信号SEKK。输入信号S3表不将被控制的输入信号，也就是说，输入信号S3表 不输入电压V2或输入电流131。在图6的实施例中，PWM控制器被配置为根据从充电模式 控制器所接收的操作模式信号S ME而对输入电流131或输入电压V2进行控制。该操作模 式信号指示将对输入电流131还是输入电压V2进行控制，而输入基准信号S3 KEF则指示所 控制的输入信号S3的所期望信号水平。在图6的实施例中，多路复用器接收输入电流信号 SI31和输入电压信号SV2，并且通过操作模式信号SME的控制向计算误差信号S EKK的减法元 件362输出这些信号之一作为输入信号S3。
[0057] 在第二功率转换器电路3仅以恒定电流模式或恒定电压模式进行操作的电子电 路实施例中，PWM控制器36仅接收输入电流信号S I31和输入电压信号SV2之一。在这种情 况下，能够省略多路复用器361和操作模式信号S M〇DE。
[0058] 参考图6,误差信号SEKK由滤波器363所接收，滤波器363根据该误差信号S EKK生 成占空比信号SDC。该占空比信号SDC表示PWM控制器36所提供的驱动信号S35的占空比。 滤波器363可以是用于根据功率转换级的PWM控制器中的误差信号S EKK生成占空比信号SDC 的常规滤波器，诸如P滤波器、PI滤波器或PID滤波器。PWM驱动器364接收该占空比信号 SDC和时钟信号CLK并且生成驱动信号S35。驱动信号S35具有由时钟信号CLK所限定的开 关频率以及如由占空比信号S DC所限定的占空比。该驱动器364可以是如本领域已知的被 配置为基于时钟信号和占空比信息生成PWM驱动信号的常规PWM驱动器。
[0059] 在下文中参考图5和6对图6的PWM控制器36的基本操作原理进行简要解释。总 体上，控制器36对PWM信号S35的占空比进行控制以使得误差信号S EKK为零，从而输入信 号对应于基准信号S3KEF。假设输入信号S3已经被调节为由基准信号S3 KEF所表示的信号水 平，并且输入信号S3或基准信号S3KEF有所变化，从而输入信号S3需要重新进行调节。出 于解释的目的，假设输入信号S3是输入电压S V2并且输入电压V2如基准信号S3KEF所限定 的要有所增大。在这种情况下，控制器36降低驱动信号S35的占空比。降低驱动信号S35 的占空比导致了（平均)输入电流131下降，其中，在第二功率转换器电路的输入31、32处所 接收的给定输入功率时，使得输入电流131下降导致输入电压V2增大。等同地，在要减小 输入电压V2时或者要增大输入电流131时提高占空比。
[0060] 图7图示了转换级35的另外实施例，其被配置为向DC电压网供应输出电流132。 图5的转换器35利用降压转换器拓扑实施并且包括串联电路，该串联电路包括诸如扼流器 的电感性存储元件（电感器)312,以及处于第一输入节点31和第一输出节点33之间的开关 311。诸如二极管之类的续流元件314连接在第二输出节点34和对于电感性存储元件312 和开关311共用的电路节点之间。诸如电容器的第一电容性存储元件312连接在输入节点 31、32之间。连接至输出节点33、34之间的第二电容性存储元件305是可选的。
[0061] 与图5的转换级相同，图7的转换级35中的开关311能够被实施为诸如M0SFET 或IGBT的常规电子开关，或者能够被实施为GaN-HEMT。另外，续流元件314能够被实施为 同步整流器。
[0062] 与根据图5的转换级35相同，图7的转换级中的开关311由PWM控制器36所提 供的PWM驱动信号S35进行驱动。PWM控制器36可以如参考图6所解释的那样来实施，并 且在要减小输入电压V2或者要增大输入电流131时增加驱动信号S35的占空比，并且在要 增大输入电压V2或者要减小输入电流131时降低占空比。
[0063] 转换级35例如在输入电压V2始终低于电网电压Vrc时利用升压拓扑（见图5)实 施，并且在输入电压V2始终高于电网电压V rc时利用降压拓扑(见图7)实施。然而，利用升 压拓扑和降压拓扑之一实施转换级仅是作为示例。转换级35也能够利用诸如降压-升压 转换器拓扑或者升压-降压转换器拓扑的其它非隔离拓扑来实施，或者利用诸如反激转换 器拓扑的隔离拓扑来实施，等等。
[0064] 图5和7的第二功率转换器电路是单向功率转换器电路。也就是说，这些功率转 换器电路被配置为仅以一个方向输送电力，也就是本实施例中的从输入31、32到输出33、 34。然而，通过利用开关替换图5和7的整流器元件303、314,这些功率转换器电路3能够 被轻易地修改以成为双向功率转换器。在这种情况下，该第二功率转换器电路能够进行操 作以从输入31、32向输出33、34输送电力或者从输出33、34向输入31、32输送电力。
[0065] 根据一个实施例，第二功率转换器3是双向转换器电路。在该实施例中，充电控制 电路4可以被配置为对第二功率转换器电路3进行操作以使得从施加于第二功率转换器电 路的输出33、34的电压V3对电池2进行充电。在这种情况下，充电控制电路向常规电池充 电器那样对第二功率转换器电路进行操作，该常规电池充电器被配置为从DC电压或从AC 电压对电池进行充电。与之前所解释的电池充电模式相同，充电控制电路4可以被配置为 在从电网对电池进行充电时以恒定电流模式或恒定电压模式对电池进行充电。
[0066] 图8图不了第二功率转换器电路3的一个实施例，其被配置为向AC电网供应输出 电流132或者从AC电网接收AC电压以便对电池 2进行充电。在该实施例中，PWM控制器 36所控制的转换级35被配置为将输出电流132生成为具有由交变同步信号SSYN。所限定的 信号波形的交变电流。该同步信号S SYNC可以与电网电压同相并且能够通过测量电网电压 Vrc而生成。然而，也可能提供该同步信号SSYNC而使得在同步信号SSYNC和电网电压V rc之间 存在相位偏移。交变输出电流132的振幅是可变的并且取决于第二功率转换器电路3所接 收的输入功率。与之前所解释的第二功率转换器电路3相同，图8的第二功率转换器电路 根据从充电控制电路4 (图8中未示出）所接收的输入基准信号S3KEF而对输入电流131和 输入电压V2进行控制。
[0067] 供应交变输出电流132并接收直流输入电压V2和直流输入电流131的第二功率 转换器电路可以被实施为常规的DC/AC转换器(逆变器)，其被配置为向电网供应交变电流。 然而，下文中参考图8对一个具体实施例进行解释。
[0068] 参考图8,转换级35具有全桥（H4)转换器拓扑并且包括均连接在输入节点31、32 之间的两个半桥电路。这些半桥电路中的每一个包括两个开关，每个开关均具有负载路径 和控制路径。一个半桥电路的两个开关的负载路径串联连接在输入节点31、32之间，其中 第一开关321和第二开关321 2形成第一半桥，并且第三开关3213和第四开关3214形成第 二半桥。每个半桥包括一个输出，其中第一半桥的输出由对于第一和第二开关32^、321 2的 负载路径共用的电路节点所形成。第二半桥的输出由对于第三和第四开关3213、321 4的负 载路径共用的电路节点所形成。第一半桥的输出经由诸如扼流器的第一电感性元件322^禹 合至第二功率转换器电路3的第一输出节点33。第二半桥的输出经由诸如扼流器的第二 电感性元件32?耦合至第二功率转换器电路3的第二输出节点34。根据另外的实施例(未 示出），仅采用第一和第二电感性元件322p322 2中的一个。转换级35进一步包括连接在输 入节点31、32之间的输入电容器323,以及连接在输出节点33、34之间的可选输出电容器 324。
[0069] 开关32L 3212, 3213, 3214中的每一个开关在其控制节点接收控制信号 S35p S352, S353, S354。这些驱动信号335^3354由PWM控制器36所提供，并且是被配置为导 通和关断相对应的开关321i_321 4的脉冲宽度调制（PWM)驱动信号。应当注意的是，PWM信 号S35i_S354的开关频率明显高于同步信号S SYNC的频率以及输出电流132的所期望频率。 根据电网所实施的国家，该同步信号可以为具有50Hz或60Hz频率的正弦信号，而单独的开 关321i_321 4的开关频率可以处于数kHz到数10kHz甚至高达数100kHz的范围之内。
[0070] PWM控制器被配置为在0和1之间对每个驱动信号S35rS354的占空比进行单独 调节，以便使得输出电流132的波形遵循同步信号的波形，并且以便对输入电流131和输入 电压V2之一进行控制。当一个单独的驱动信号S35i_S354的占空比为0时，相对应的开关 35r354被永久关断，并且当一个单独的驱动信号S35i_S354的占空比为1时，相对应的开关 35i_354被永久导通。驱动信号S35i_S354的占空比是驱动信号切换相对应开关的时间段与 一个开关周期的持续时间之间的关系。一个开关周期的持续时间是开关频率的倒数。
[0071] 根据一个实施例，同步信号SSYNC是具有交替出现的正和负的半周期的周期性信 号。因此，输出电流132是具有其中输出电流132为正的正半周期以及具有其中输出电流 132为负的负半周期的交变电流。图9中图示了同步信号S SYN。和相对应输出电流132的一 个实施例。
[0072] 以下简要地对转换级35的两种可能操作原则进行解释。首先，假设要生成输出电 流132的正半周期。根据被称作双极开关或2级开关的第一操作原则，同时导通和关断第 一和第四开关321 1; 3214，而第二和第三开关3212, 3213则被永久性关断。在第一和第四开 关32L 3214的导通阶段，使输出电流132通过(多个)扼流器322i，3222，这取决于跨输入电 容器323的输入电压V2和输出电压V3之间的电压差异，其中输出电压V3由电网电压V rc 所限定。开关321i-32lj^包括诸如二极管的续流元件，其也在图8中有所图示。第二和第 三开关3212, 3213的续流元件在第一和第四开关3211; 3214被关断时取得流过(多个）扼流 器3221; 32?的电流。以该方法，能够通过第一和第四开关3211; 3214的同步开关操作的占 空比而对输出电流132的信号水平进行调节。
[0073] 第一和第四开关3211; 3214的开关频率明显高于输出电流132的频率，从而输出电 流132的振幅、频率和相位能够通过第一和第四开关321 1; 3214的同步开关操作的占空比进 行相应调节。在负半周期期间，第二和第三开关3212,321 3被同时导通和关断，而第一和第 四开关3211; 3214则被永久关断，从而这些第一和第四开关3211; 3214的体二极管传导。可 替换地，开关3211; 3214在其体二极管正向偏压时进行切换(具有短暂的死区时间)，以便被 操作作为同步整流器。
[0074] 根据被称作相位斩波或3级开关的第二操作原则，第一开关32^在输出电流132 的正半周期期间被永久导通，第二和第三开关321 2、3213则永久关断，并且第四开关3214以 钟控方式导通和关断。在第一和第四开关321 1; 3214的导通阶段期间，输出电流132被迫使 通过(多个)扼流器322p 3222，这取决于跨输入电容器323的输入电压V2和输出电压V3之 间的电压差异，其中输出电压V3由电网电压V rc所限定。在第四开关3214的关断阶段期间， 由第三开关3213的续流元件和导通的第一开关32^提供续流路径而因此支持跨输出扼流 器322 r3222的零伏状态。以该方法，能够通过第四开关3214的开关操作的占空比对输出 电流132的振幅进行调节。在负半周期期间，第一和第四开关321p321 4被永久关断，第二 开关3212被永久导通，并且第三开关3213则以钟控方式导通和关断。
[0075] 为了对输出132的瞬时信号水平进行控制，PWM控制器36改变以钟控方式进行开 关的至少一个开关的占空比。该至少一个开关的占空比及其驱动信号的占空比分别为了提 高输出电流132的信号水平而增大，并且为了降低输出电流132的振幅而减小。该占空比 取决于同步信号S SYN。的瞬时信号水平。开关321厂3214可以被实施为诸如MOSFET、IGBT、 GaN-HEMT等的常规电子开关。
[0076] 图10示意性图示了生成PWM驱动信号S35fS354的PWM控制器36的实施例。图 10示出了 PWM控制器36的框图以便对其操作原则进行说明。应当注意的是，图10所示的 框图仅是用来说明PWM控制器36的功能而非其实施方式。以下将更为详细解释的单独的 功能模块可以使用适于实施控制器的常规技术来实施。特别地，PWM控制器36的功能模块 可以被实施为模拟电路、数字电路或者可以使用硬件和软件来实施，诸如具体软件在其上 运行以便实施PWM控制器36的功能的微控制器。
[0077] 参考图10, PWM控制器36包括第一控制回路，其具有接收同步信号&^。并且输出 表不输出电流132的输出电流信号SI32的第一控制器371。第一控制器371被配置为对同 步信号S SYNC的频率以及同步信号SSYNC和输出电流信号SI32之间的相位差进行评估，并且被 配置为生成第一占空比信号S Da。该第一占空比信号SDa对输出电流132的信号波形进行 控制以对应于同步信号S SYNC的信号波形。参考以上的解释，同步信号&^可以与电网电压 同相，或者在同步信号sSYlc和电网电压v rc之间可以具有相位差。
[0078] PWM控制器36进一步包括第二控制回路，其具有接收输入基准信号以及输入电流 信号S I31和输入电压信号SV2中的至少一个的第二控制器372。可选地，当第二功率转换器 电路3支持恒定电流充电和恒定电压充电时，第二控制器372接收操作模式信号S mE。第 二控制器372被配置为生成第二占空比信号SDai，其对输入信号(输入电压V2或输入电流 131)的信号水平进行控制以使得该信号水平对应于如输入基准信号S3 KEF所限定的信号水 平。第二占空比信号对应于图6的占空比信号SDC。第二控制器372因此能够包括图6的 控制器36的生成占空比信号S DC的那些电路模块。那些电路模块是可选的多路复用器（图 6中的361)、误差信号计算器（图6中的362)和滤波器（图6中的363)。
[0079] 第一控制回路可以是相对快速地控制回路，并且第一占空比信号SDa可以是快速 变化以便控制输出电流132而使得输出电流132具有如同步信号S SYN。所限定的交变波形的 占空比信号。对输入信号的信号水平进行控制的第二控制回路与第一控制回路相比可以相 对慢。
[0080] 参考图10,多路复用器接收第一和第二占空比信号sDa、sDai并且输出第三占空比 信号S DaiI。PWM驱动器374接收第三占空比信号SDan和时钟信号CLK并且使用占空比信号 S DCIII生成驱动信号S35fS354。占空比信号SDan并不包括是否生成输出电流132的正或负 半周期的信息。PWM驱动器374进一步接收包括该信息的同步信号S SYN。。根据PWM驱动器 374所支持的具体驱动方案，PWM驱动器374生成具有由占空比信号SDan所限定的占空比 的驱动信号S35i-S35 4中的至少一个。例如，当PWM驱动器374以2级模式对转换级35进 行操作时，在输出电流132的正半周期期间利用由占空比信号S Dan所限定的占空比生成第 一和第四开关321p 3214的驱动信号S35i，S354，而在输出电流132的负半周期期间，利用由 占空比信号S Dan所限定的占空比生成第二和第三开关3212, 3213的驱动信号S352, S353。
[0081] 在正半周期期间，第一和第四开关321i，3214同时导通和关断，而第二和第三 321 2, 3213开关则永久性关断。在第一和第四开关3211; 3214的导通阶段期间，输出电流132 被迫使通过（多个）扼流器322p 3222，这取决于跨输入电容器323的输入电压V2和输出电 压V3之间的电压差异，其中输出电压V3由电网电压V rc所限定。开关321r3214均可以包 括诸如二极管的续流元件，其也在图8中有所图示。第二和第三开关321 2, 3213的续流元件 在第一和第四开关3211; 3214被关断时取得流过(多个）扼流器3221; 32?的电流。在该方 法中，能够通过第一和第四开关3211;3214的同步开关操作的占空比对输出电流132的瞬时 信号水平进行调节。然而，也可能将第二和第三开关321 2,3213作为续流元件进行操作。等 同地，在负半周期期间，第二和第三开关3212,321 3同时被导通和关断，而第一和第四开关 321p3214则被关断。
[0082] 在图8的第二功率转换器电路3中，如由PWM控制器36所控制的转换级35生成具 有由同步信号S SY1CK限定的频率和相位的交变输出电流132。图11图示了第二功率转换器 电路3的另外实施例，其被配置为输出具有由同步信号所限定的交变波形的输出电流。图 11的第二功率转换器电路3包括由PWM控制器所控制的转换级35以及连接至转换级35和 第二功率转换器电路3的输出33、34之间的展开电路38。在该实施例中，转换级输出对应 于整流输出电流132的电流132'。也就是说，转换级35的输出电流132'具有对应于交变 输出电流132的绝对值的信号波形。图12示意性图示了转换级35的输出电流132'和交 变输出电流132的时序图。
[0083] 图11的转换级35可以通过省略第三开关3213并利用永久性电连接替换第四开 关321 4而从图8的转换级35获得。能够省略第二电感器3222。图11的PWM控制器36可 以对应于图10的PWM控制器，其差异仅在于生成了第一和第二驱动信号S35i，S35 2。
[0084] 展开桥电路38可以是从整流输出电流132'生成交变输出电流132的常规展开桥 电路。根据一个实施例，展开桥38接收同步信号SSYNC并且被配置为根据该同步信号SSYNC 而生成输出电流132的正半周期或负半周期。
[0085] 虽然图8的第二功率转换器电路3具有非隔离拓扑，但是也可能利用隔离拓扑来 实施第二功率转换器电路3,也就是利用包括变压器的拓扑或者用于将电路互相电隔离的 其它技术来实施。双向DC/AC转换器的实施例是公知的并且能够被用作第二功率转换器 电路3。那些双向DC/AC转换器例如在以下文献中有所公开：Everts，J.、Krismer，F.、Van den Keybus, J. > Driesen, J. > Kolar, J. ff.的 "Comparative evaluation of soft-switchin g，bidirectional, isolated AC/DC converter topologies, "2012 年 IEEE 第二十七届应用 电力电子会议和博览会（APEC)第1067-1074页，2012年2月5-9日，其全文通过引用结合 于此。这些转换器的双向属性不仅允许从第二功率转换器电路的输入31、33向输出33、34 输送电力，而且允许从输出33、34向输入31、32输送电力以便从电网对电池进行充电。
[0086] 根据一个实施例，第一功率转换器电路1被配置为从电源提供可在其输出13、14 处供应输出功率。根据一个实施例，该电源包括光伏（PV)模块布置。图13示意性地示出 了被配置为从PV模块布置5供应输出电流112的第一功率转换器电路1的一个实施例。
[0087] PV模块布置5在图13中仅是示意性地进行图示。该PV模块布置5包括至少一个 太阳能单元(光伏单元)。图14A至14C中图示了包括至少一个太阳能单元的PV模块布置5 的一些示例性实施例。参考图14A中所示的第一实施例，PV模块布置5仅包括一个太阳能 单元。参考图14B中所示的第二实施例，PV模块布置5包括串联连接的r个太阳能单元 5^1的串，其中r>l。根据图5C中所示的又另一个实施例，s个太阳能单元的串并联连接， 其中s>l。这些串中的每一个包括r个太阳能单元。图14A至14C所示的实 施例仅是示例性的。能够使用许多其它的太阳能单元布置，而且PV模块布置5耦合至第一 功率转换器电路1。
[0088] 不同于将单个太阳能单元串联连接(如图14B所示)或者将具有单个太阳能单元的 串联电路并联连接(如图14C所示)，均包括多个太阳能单元的单元布置可以被串联连接，或 者具有那些布置的串联电路可以被并联连接。也就是说，在图14A至14C的实施例中，每个 太阳能单元都能够由具有多个PV模块(均包括大约72个太阳能单元)的布置所替代以便形 成PV模块布置5。
[0089] 第一功率转换器电路1并不局限于具有被实施为连接至输入11、12的PV模块的 电源。也能够使用其它类型的电源，特别是其它类型的DC电源。
[0090] 参考之前所提供的解释，第一功率转换器电路1的输出电压分别对应于电池电压 V2和第二功率转换器电路3的输入电压。该电池电压V2由处于恒定充电模式或放电模式 中的电池2的充电状态所限定，或者在电池2以恒定电压模式进行操作时由第二功率转换 器电路3所限定。第一功率转换器电路1的输出电流112根据PV模块布置5提供至功率 转换器电路1的输入功率而变化。
[0091] 参考图13,第一功率转换器电路包括具有耦合至PV模块布置5的第一输入节点 11和第二输入节点12的输入。在图13的实施例中，第一功率转换器电路1接收两个输入 信号，即输入电流111和输入电压VI。第一功率转换器电路1所接收的输入功率对应于输 入电流111和输入电压VI的乘积，也即：
[0092] P1IN=V1*I11 (3)
[0093] 第一功率转换器电路1被实施为开关模式转换器，并且包括至少一个稱合在第一 功率转换器电路1的输入11、12和输出13、14之间的开关模式功率转换器单兀10。根据一 个实施例，功率转换器单元10被配置为对输入电流111和输入电压VI进行控制以便从PV 模块布置5接收最大输入功率。
[0094] 所公知的是，太阳能单元并且因此包括若干太阳能单元的PV模块布置在其暴露 于阳光时像提供直流输出电压（DC输出电压)和直流输出电流（DC输出电流）的功率生成器 那样进行操作。针对PV模块布置5所接收的给定光功率，存在有PV模块能够进行操作的 输出电流的范围以及相对应的输出电压的范围。输出功率假设为其最大值的输出电流和输 出电压可以被描述为最大功率点（MPP)。MPP根据PV模块所接收的光功率并且取决于温度 而变化。因此，通过适当控制第一功率转换器电路1的输入电流111和输入电压VI之一， 能够在MPP对PV模块布置5进行操作以便向第一功率转换器电路1供应最大输入功率。
[0095] 图15示意性图示了图13的功率转换器单元10的一个实施例。图15的功率转换 器单元15类似于图4的功率转换器电路3,并且包括被配置为接收第一功率转换级的输入 电流111和输入电压VI并且提供输出电流112的开关模式转换级15。转换级15包括至少 一个以脉冲宽度调制（PWM)方式导通和关闭的开关，至少一个电感器，以及至少一个电容性 存储元件（电容器)。功率转换器单元10进一步包括PWM控制器16,其被配置为接收第一功 率转换器电路1的电流输入信号s m和输入电压SV1之一。输入电流信号sm表不第一功 率转换器电路1的输入电流111并且能够通过测量输入电流111而以常规方式获得。输入 电压信号S V1表示第一功率转换器电路1的输入电压VI并且能够通过测量输入电压VI而 以常规方式获得。图15中并未示出用于测量输入电流111和输入电压VI中的至少一个并 且用于分别提供相对应的测量信号s m、svl的测量电路。
[0096] 参考图15，PWM控制器16进一步接收限定所要控制的输入信号的所期望信号水平 的基准信号S1 KEF。出于解释的目的，假设输入电压VI要由转换器单元10进行控制。在这 种情况下，PWM控制器16接收输入电压信号S V1，并且基准信号S1KEF限定输入电压VI的所 期望信号水平。PWM控制器16被配置为生成被转换级15所接收的PWM驱动信号S15以使 得输入电压具有如基准信号S1 KEF所限定的信号水平。
[0097] 图15的转换器单元10进一步包括最大功率点追踪器（MPPT) 17,其被配置为生成 基准信号S1KEF而使得转换器单元10在MPP中对PV模块布置5进行操作。MPPT17接收表 不输入电流111的输入电流信号s m以及表不输入电压VI的输入电压信号SV1。根据输入 电流信号sm和输入电压信号S V1，MPPT17计算PV模块布置5提供至第一功率转换器电路1 的瞬时输入功率。MPPT17在检测周期中被配置为在给定信号范围内改变基准信号S1 KEF的 信号水平并且针对基准信号S1KEF所限定的每个不同信号水平来确定PV模块布置5所提供 的输入功率。MPPT17进一步被配置为检测已经针对其获得了最大输入功率的输入电压VI， 并且最终将基准信号S1 KEF设置为已经针对其检测到最大输入功率的数值，直至新的检测周 期开始。在一个检测周期中检测MPP可以包括用于检测最大功率点的常规算法，例如"爬山 算法"或"扰动观察算法"。
[0098] 由于被实施为PV模块布置5的DC源所接收的太阳能可能有所变化，所以MPPT17 进一步被配置为检查DC源5是否仍然在其最大功率点进行操作。因此，MPPT17规律地开 始检测周期或者当存在最大功率点可能已经改变的指示时开始检测周期。最大功率点可能 已经改变的指示的一个示例是输入电流信号S m所表示的输入电流111是否在在基准信号 S1KEF并未改变的情况下发生了变化。
[0099] 与参考图5、7和8所解释的转换级35相同，图15的转换级15可以利用诸如升压 拓扑、降压拓扑、降压-升压拓扑、反激拓扑等的常规拓扑来实施。
[0100] 出于解释的原因，图16图示了具有升压拓扑的转换级15的一个示例。在不同16 中并未图示MPPT17。参考图16,转换级15包括串联电路，其具诸如扼流器的有电感性存储 元件102以及输入节点11、12之间的开关101。另外，诸如二极管的整流器元件103连接至 对于电感性存储元件102和开关101共用的电路节点与第一输出节点13之间。第二输出 节点14连接至第二输入节点12。诸如电容器的第一电容性存储元件连接至输入节点11、 12之间。可选地，诸如电容器的第二电容性存储元件105连接至输出节点13、14之间。
[0101] 开关101可以被实施为诸如M0SFET或IGBT的常规电子开关。整流元件103可以 被实施为同步整流器，这是使用诸如M0SFET或IGBT的电子开关所实施的整流器。根据另 外的实施例，开关101被实施为GaN-HEMT。
[0102] 参考图16,开关101从PWM控制器16接收PWM信号S15作为驱动信号，其中PWM 控制器16被配置为对PWM驱动信号S15的占空比进行调节，使得输入信号(输入电压VI) 具有如从MPPT所接收的基准信号S1 KEF所表示的信号水平。
[0103] PWM控制器16可以如图6的PWM控制器36那样实施。图17中图示了 PWM控制器 16的一个可能实施例。在图17中，图示了 PWM控制器16的功能模块。这些功能模块可以 被实施为模拟电路、数字电路或者能够使用硬件和软件来实施。
[0104] 参考图17, PWM控制器16根据输入信号也就是本实施例中的输入电压信号SV1和 从MPPT17所接收的基准信号S1 KEF计算误差信号SEKK2。该误差信号SEKK2被滤波器163所接 收，滤波器163根据该误差信号S EKK2生成占空比信号SDC；2。该占空比信号SDC；2表不PWM控制 器所提供的驱动信号S15的占空比。滤波器363可以是用于从功率转换级的PWM控制器中 的误差信号S EKK2生成占空比信号SDC2的常规滤波器，诸如P滤波器、PI滤波器或PID滤波 器。PWM驱动器164接收该占空比信号S DC2和时钟信号CLK2并且生成驱动信号S15。驱动 信号S15具有如时钟信号CLK2所限定的开关频率以及如占空比信号S DC2所限定的占空比。 该驱动器164可以是如本领域已知的被配置为基于时钟信号和占空比信息生成PWM驱动信 号的常规PWM驱动器。
[0105] 图18图示了在输入11、12和输出13、14之间提供电隔离的功率转换级15的一个 实施例。图18的功率转换级15包括桥电路111，其耦合至输入11、12并且被配置为从在输 入11、12处所接收的输入电压VI生成交流电压V111。桥电路111包括两个半桥，每个半桥 包括高侧开关11L 1113和低侧开关1112, 1114，其中每个半桥的高侧开关和低侧开关串联 连接，并且每个半桥连接在输入的输入节点11、12之间。每个半桥包括输出111 5，1116，这 是对于每个半桥的高侧开关和低侧开关的负载路径共用的电路节点。交变电压V111在桥 电路111的输出111 5, 1116之间可用。
[0106] 功率转换级15进一步包括电感器112和变压器113,后者具有初级绕组113i和次 级绕组113 2。初级绕组lUi与电感器112串联连接，其中具有电感器112和初级绕组113i 的串联电路连接在桥电路111的输出1115, 1116之间。初级绕组113i和次级绕组1132具有 相同的绕组感应。
[0107] 另外，整流器114连接在次级绕组1132和功率转换级10的输出13、14之间。该 整流器电路114被实施为桥整流器并且包括连接至次级绕组113 2的第一节点和第一输出 节点13之间的第一整流器元件111、连接在第二输出节点14和整流器元件1132的第二节 点之间的第二整流器元件114 2、连接至整流器元件1132的第二节点和第一输出节点13之 间的第三整流器元件、以及连接在第二输出节点14和整流器元件113 2的第二节点之间的 第四整流器元件1144。整流器元件111-111在图18的实施例中被实施为二极管。然而， 这仅是作为示例，也可以使用诸如包括M0SFET的同步整流器的其它类型的整流器元件。
[0108] 在图18的功率转换级15中，桥电路111被配置为从输入电压VI生成交变电压 VIII，变压器113将经由电感器112施加于初级绕组113i的交变电压传送至次级绕组1132， 并且整流器114对可在次级绕组113 2获得的交变电压进行整流。
[0109] 图19中示意性图示了桥电路111所生成的交变电压V111的时序图。参考图19， 交变电压V111假设了三个不同的信号水平，即正信号水平+V1、负信号水平-VI和0。正信 号水平+V1通过导通第一开关llli和第四开关111 4所生成，负信号水平通过导通第二开关 1112和第三开关1113所生成，而0则通过导通第一开关llli和第三开关111 3或者第二开 关1112和第四开关1114而获得。
[0110] 桥电路111的一个开关周期在交变电压V111具有正水平+V时包括第一时间段 T1，信号水平为0时的跟随第一时间段的第二时间段，当信号水平为负时的第三时间段T3， 以及当信号水平为0时的第四时间段T4。该开关操作具有两个占空比，也就是由第一和第 二时间段T1、T2所限定的第一占空比D1=T1AT1+T2)以及由第三和第四时间段T3、T4所限 定的第二占空比D2=T3AT3+T4)。根据该实施例，上述占空比相等，从而D1=D2。
[0111] 与之前所解释的实施例相同，可以通过控制占空比D1、D2而对功率转换级15的输 入电压V2进行控制。这些占空比可以以与之前参考图17所解释的相同方式进行控制。在 图18的转换级15中，以之前所解释的方式，驱动器电路115接收PWM信号并且以PWM方式 对开关111^111 4进行驱动。
[0112] 图20图示了第一功率转换器电路1的另外实施例。在该实施例中，第一功率转换 器电路1包括多个输入，其中多个电源中的一个电源f禹合至这些输入 中的每一个输入。另外，第一功率转换器电路1包括多个功率转换器单元lOi-lOm，其中转 换器单元冲-叫经由输入中的一个耦合至电源SiA中的一个电源。在图20中，附图标记 表示单独的转换器单元lOi-10^的输入电压，而附图标记Illi-Illm则表示单独的转 换器单元lOrlOm的输入电流。转换器单元K^-lOm中的每一个可以如之前参考图13至15 所解释的那样实施并且被配置为输出输出电流IlOi-ΠΟ^。单独的转换器单元的输 出耦合至第一功率转换器电路1的输出13、14,从而第一功率转换器电路1的输出电流112 对应于单独的转换器单元lOi-lOm的输出电流IlOi-IlOm。
[0113] 图21图示了第一功率转换器电路1的另外实施例。图21的第一功率转换器电 路1是基于图20的功率转换器电路并且包括均耦合至电源的多个功率转换器单元 lOi-lOm。功率转换器单元lOi-lOm的输出在第一功率转换器电路1的输出节点13、14之间 级联。功率转换器单元lO^lOm中的每一个供应输出电流112,并且功率转换器单元lOi-lOu 中的每一个供应电压VIOi-VlOm，其中由一个功率转换器单元lOi-lOm所供应的每个电压是 第一功率转换器电路1的输出电压V2的一部分，也就是 剛

【权利要求】
1. 一种电路，包括： 第一功率转换器电路，其包括输出； 第二功率转换器电路，其包括输入和输出，其中所述第二功率转换器的所述输入耦合 至所述第一功率转换器电路的所述输出并且被配置为接收输入信号； 可充电电池，耦合至所述第一功率转换器电路的所述输出；以及 充电控制电路，其被配置为通过控制所述第二功率转换器电路而控制对所述可充电电 池进行的充电。
2. 根据权利要求1所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为检测所述可充电电池 的充电状态并且根据所述可充电电池的所述充电状态而控制所述第二功率转换器电路。
3. 根据权利要求1所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为基于向所述第二功率 转换器电路输出基准信号而对所述第二功率转换器电路的所述输入所接收的所述输入信 号进行控制，所述基准信号表示所述输入信号的所期望的信号水平。
4. 根据权利要求3所述的电路，其中所述输入信号包括输入电流或输入电压。
5. 根据权利要求4所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为测量所述电池处的电 压，并且当所述电池电压低于电压阈值时控制所述输入电流。
6. 根据权利要求5所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为当所述电池电压高于 所述电压阈值时控制所述电池电压。
7. 根据权利要求1所述的电路，进一步包括耦合在所述电池和所述第一功率转换器电 路的所述输出之间的电子开关。
8. 根据权利要求1所述的电路，其中所述第一功率转换器电路包括被配置为接收输入 信号并且控制所述输入信号的功率转换器单元。
9. 根据权利要求8所述的电路，其中所述功率转换器单元包括最大功率点追踪器，所 述最大功率点追踪器被配置为生成表示由所述至少一个功率转换器单元所接收的所述输 入信号的所期望的信号水平的基准信号。
10. 根据权利要求8所述的电路，其中所述第一功率转换器电路包括多个功率转换器 单元，每个所述功率转换器单元均包括连接至所述第一功率转换器电路的所述输出的输 出。
11. 一种方法，包括： 在第一功率转换器电路的输出处供应输出功率；以及 通过控制耦合至所述第一功率转换器电路的所述输出的第二功率转换器电路而控制 对耦合至所述第一功率转换器电路的所述输出的可充电电池进行的充电。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中控制所述充电包括检测所述可充电电池的充电 状态并且根据所述可充电电池的所述充电状态而控制所述第二功率转换器电路。
13. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括 在所述第二功率转换器电路的所述输入处接收输入信号；以及 通过向所述第二功率转换器电路输出基准信号而对所述输入信号进行控制，所述基准 信号表示所述输入信号的所期望的信号水平。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述输入信号包括输入电流或输入电压。
15. 根据权利要求14所述的方法，进一步包括： 测量所述电池处的电压；以及 当所述电池电压低于电压阈值时控制所述输入电流。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中当所述电池电压高于所述电压阈值时控制所述 电池电压。
17. -种电路，包括： 第一功率转换器电路，其包括输出； 第二功率转换器电路，其包括输入和输出，其中所述第二功率转换器的所述输入耦合 至所述第一功率转换器电路的所述输出并且被配置为接收输入信号； 可充电电池节点，其耦合至所述第一功率转换器电路的所述输出，所述可充电电池节 点被配置为耦合至可充电电池；以及 充电控制电路，其被配置为通过控制所述第二功率转换器电路而控制对所述可充电电 池进行的充电。
18. 根据权利要求17所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为检测所述可充电电 池的充电状态并且根据所述可充电电池的所述充电状态而控制所述第二功率转换器电路。
19. 根据权利要求17所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为基于向所述第二功 率转换器电路输出基准信号而对所述第二功率转换器电路的所述输入所接收的所述输入 信号进行控制，所述基准信号表示所述输入信号的所期望的信号水平。
20. 根据权利要求19所述的电路，其中所述充电控制电路被配置为测量所述电池处的 电压并且当所述电池电压低于电压阈值时控制所述输入电流，并且其中所述充电控制电路 被配置为当所述电池电压高于所述电压阈值时控制所述电池电压。
【文档编号】H02J3/32GK104052100SQ201410093665
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】G·德伯伊 申请人:英飞凌科技奥地利有限公司