BRPI0924037B1

BRPI0924037B1 - conversor de potência elétrica

Info

Publication number: BRPI0924037B1
Application number: BRPI0924037A
Authority: BR
Inventors: Yoshimoto Kantaro
Original assignee: Nissan Motor
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2019-01-02
Also published as: BR122018070680B1; EP2387819A4; CN102282749A; JP2010166692A; WO2010082275A1; RU2473159C1; BR122018070691B1; BRPI0924037A2; US8917053B2; US20110273136A1; CN102282749B; EP2387819A1; EP2387819B1; JP5621193B2

Description

“CONVERSOR DE POTÊNCIA ELÉTRICA”

Campo da Técnica

A presente invenção refere-se a um conversor de potência elétrica que usa um transformador. Especial mente, a presente invenção se refere ao conversor de potência elétrica que é, de preferência, instalado em um veículo elétrico.

Antecedentes da Técnica

Em geral, um veículo elétrico inclui: i) um carregador para carregar, a partir de uma fonte de alimentação de corrente alterna externa (soquete), uma bateria principal para acionar um veículo e ii) um conversor CC-CC para carregar, a partir da bateria principal, uma bateria auxiliar para acionar acessórios. O carregador e o conversor CC-CC formam um circuito que usa um transformador para isolar um circuito de alta tensão a partir de um circuito de baixa tensão, em que o circuito de alta tensão é conectado à bateria principal enquanto o circuito de baixa tensão inclui a fonte de alimentação de corrente alternada e a bateria auxiliar. Recentemente, o elemento versado na técnica tenta integrar o carregador ao conversor CC-CC. O documento de patente 1 apresenta um conversor de potência elétrica que tem tal estrutura com três enrolamentos, ou seja, um enrolamento para uma bateria principal, um enrolamento para uma fonte de alimentação de corrente alternada e um enrolamento para uma bateria auxiliar compartilham um único transformador e são enrolados em torno de um núcleo comum, em que uma conversão de potência elétrica é realizada por meio do núcleo comum.

Lista de Citação

Literatura de Patente [PTL 1] Pedido de patente japonês aberto à inspeção pública n°. Heisei 8(1996)317508 (= JP8317508)

Sumário da Invenção

Problema Técnico

Entretanto, embora o conversor de potência elétrica apresentado em JP8317508 tenha tal estrutura em que o núcleo comum é usado para compartilhar o transformador, o transformador é grande para manter um espaço para enrolar os três enrolamentos em torno do núcleo comum, por meio disso, aumentando o tamanho do conversor como um todo.

Solução para o Problema

Para resolver as inconveniências convencionais acima, é, portanto, u objetivo da presente invenção fornecer um conversor de potência elétrica capaz de lograr um tamanho pequeno em sua totalidade.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um conversor de potência elétrica para transmitir e receber, por meio de um transformador, uma potência elétrica entre uma fonte de alimentação de corrente alternada e uma segunda bateria ou entre uma primeira batería e a segunda batería, sendo que o conversor de potência elétrica compreende: uma barra coletora comum para conectar os seguintes membros a um enrolamento primário do transformador: um primeiro eletrodo da fonte de alimentação de corrente alternada, e um primeiro eletrodo da primeira bateria; um primeiro circuito de comutação para conectar seletivamente os seguintes membros ao enrolamento primário do transformador: um segundo eletrodo da fonte de alimentação de corrente alternada, e um segundo eletrodo da primeira bateria, sendo que o primeiro circuito de comutação é adaptado para implantar uma conversão de potência elétrica; um segundo circuito de comutação para conectar a segunda bateria a um enrolamento secundário do transformador, sendo que o segundo circuito de comutação é adaptado para implantar a conversão de potência elétrica; e um controlador para controlar a potência elétrica de cada uma dentre a fonte de alimentação de corrente alternada, a primeira bateria e a segunda bateria através do ligamento ou do desligamento de um comutador do primeiro circuito de comutação e um comutador do segundo circuito de comutação.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um método de conversão de potência elétrica para transmitir e receber, por meio de um transformador, uma potência elétrica entre uma fonte de alimentação de corrente alternada e uma segunda bateria ou entre uma primeira bateria e a segunda bateria, sendo que o método compreende: conectar os seguintes membros a um enrolamento primário do transformador: um primeiro eletrodo da fonte de alimentação de corrente alternada, e um primeiro eletrodo da primeira bateria; conectar seletivamente os seguintes membros ao enrolamento primário do transformador: um segundo eletrodo da fonte de alimentação de corrente alternada, e um segundo eletrodo da primeira bateria, sendo que a operação de conexão seletiva é adaptada para implantar uma conversão de potência elétrica; conectar a segunda bateria a um enrolamento secundário do transformador, sendo que a conexão do enrolamento secundário é adaptada para implantar a conversão de potência elétrica; e controlar a potência elétrica de cada uma dentre a fonte de alimentação de corrente alternada, a primeira bateria e a segunda bateria através do ligamento ou do desligamento de um comutador do primeiro circuito de comutação e um comutador do segundo circuito de comutação.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecido um conversor de potência elétrica para transmitir e receber, por meio de um meio de transformação, uma potência elétrica entre um meio de fonte de alimentação de corrente alternada e um segundo meio de armazenamento de eletricidade ou entre um primeiro meio de armazenamento de eletricidade e o segundo meio de armazenamento de eletricidade, sendo que o conversor de potência elétrica compreende: um meio de conexão comum para conectar os seguintes membros a um meio de enrolamento primário do meio de transformação: um primeiro eletrodo do meio de fonte de alimentação de corrente alternada, e um primeiro eletrodo do primeiro meio de armazenamento de eletricidade; um primeiro meio de comutação para conectar seletivamente os seguintes membros ao meio de enrolamento primário do meio de transformação: um segundo eletrodo do meio de fonte de alimentação de corrente alternada, e um segundo eletrodo do primeiro meio de armazenamento de eletricidade, sendo que o primeiro meio de comutação é adaptado para implantar uma conversão de potência elétrica; um segundo meio de comutação para conectar o segundo meio de armazenamento de eletricidade a um meio de enrolamento secundário do meio de transformação, sendo que o segundo meio de comutação é adaptado para implantar a conversão de potência elétrica; e um meio de controle para controlar a potência elétrica de cada um dentre o meio de fonte de alimentação de corrente alternada, o primeiro meio de armazenamento de eletricidade e o segundo meio de armazenamento de eletricidade através do ligamento ou do desligamento de um meio de comutação do primeiro meio de comutação e um meio de comutação do segundo meio de comutação.

De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é fornecido um conversor de potência elétrica para transmitir e receber, por meio de um transformador, uma potência elétrica entre uma pluralidade de tensões e uma tensão de saída, sendo que o conversor de potência elétrica compreende: uma barra coletora comum para conectar um primeiro lado de extremidade de cada uma dentre a pluralidade de tensões a um enrolamento primário do transformador; um primeiro circuito de comutação para conectar seletivamente um segundo lado de extremidade de cada uma dentre a pluralidade de tensões ao enrolamento primário do transformador, sendo que o primeiro circuito de comutação é adaptado para implantar uma conversão de potência elétrica; um segundo circuito de comutação para conectar a tensão de saída a um enrolamento secundário do transformador, sendo que o segundo circuito de comutação é adaptado para implantar a conversão de potência elétrica; e um controlador para controlar a potência elétrica de cada uma dentre a pluralidade de tensões e a potência elétrica da tensão de saída através do ligamento ou do desligamento de um comutador do primeiro circuito de comutação e um comutador do segundo circuito de comutação.

Efeitos Vantajosos da Invenção

Com o conversor de potência elétrica da presente invenção, um único transformador que usa membros em comum com os enrolamentos é usado para transmitir e converter apropriadamente uma potência elétrica dentre uma fonte de alimentação de corrente alternada, uma primeira bateria e uma segunda bateria, logrando assim um tamanho pequeno do conversor em sua totalidade.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

A Figura 2 explica uma estrutura de um comutador interativo.

A Figura 3 explica a operação de um circuito inversor em um lado primário.

A Figura 4 explica as comutações quando o circuito inversor no lado primário é operado como um inversor.

A Figura 5 explica comutações quando o circuito inversor no lado primário é operado como um conversor.

Figura 6 é um diagrama em bloco de controle de um controlador do conversor de potência elétrica, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

A Figura 7 mostra a tensão Vdc_b de uma primeira batería em relação a uma razão de distribuição R2.

A Figura 8 é um gráfico de temporização que mostra um exemplo de uma distribuição de tempo, ou seja, um tempo para operar o circuito inversor no lado primário como um inversor em relação a um tempo para operar o circuito inversor no lado primário como um conversor.

A Figura 9 explica uma trajetória para carregar uma segunda bateria através do suprimento de uma potência elétrica a partir de uma fonte de alimentação de corrente alternada para o lado secundário por meio de um transformador comum e uma trajetória para carregar a primeira bateria através do suprimento de uma potência elétrica a partir da segunda bateria para o lado primário por meio do transformador comum,

A Figura 10 mostra um exemplo de uma disposição quando o conversor de potência elétrica da primeira modalidade é instalado em um veículo elétrico.

A Figura 11 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

A Figura 12 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica, de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção.

A Figura 13 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica, de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção.

A Figura 14 é um diagrama em bloco de controle do controlador do conversor de potência elétrica, de acordo com a quarta modalidade.

A Figura 15 mostra uma tensão Vdc_b da primeira bateria em relação a um tempo de distribuição Tb1.

A Figura 16 é um gráfico de temporização que mostra um exemplo de uma distribuição de tempo, ou seja, um tempo para carregar a segunda bateria através do suprimento de uma potência elétrica a partir da fonte de alimentação de corrente alternada para o lado secundário por meio do transformador comum em relação a um tempo para carregar a primeira batería através do suprimento de uma potência elétrica a partir da segunda batería para o lado primário por meio do transformador comum.

Descrição de Modalidades

Doravante no presente documento, as modalidades da presente invenção serão apresentadas em referência aos desenhos.

Primeira Modalidade

Estrutura

A Figura 1 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica 1A, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. Por meio de um transformador, o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade transmite e recebe uma potência elétrica entre i) uma dentre uma fonte de alimentação de corrente alternada 2 e uma primeira bateria 3 e ii) uma segunda bateria 4. O conversor de potência elétrica 1A é, de preferência, instalado, por exemplo, em um veículo elétrico. Para instalação do conversor de potência elétrica 1A no veículo elétrico, por exemplo, a fonte de alimentação de corrente alternada 2 atua como uma fonte de alimentação externa monofásica de 100 Vrms, a primeira bateria 3 atua como uma bateria de baixa tensão (por exemplo, bateria de chumbo de 12 V) para acionar os acessórios, e a segunda bateria 4 atua como uma bateria de alta tensão de cerca de 300 V. Em suma, o conversor de potência elétrica 1A realiza tais funções como o carregamento da bateria de alta tensão a partir da fonte de alimentação externa, e o carregamento da bateria de baixa tensão (para acionar acessórios) através da diminuição de uma tensão de saída da bateria de alta tensão. A bateria de alta tensão do veículo elétrico é isolada do solo (corpo veicular), portanto, o simples toque em qualquer um dentre + e - não ocasiona um choque elétrico, o que produz um projeto seguro. Por outro lado, tendo em vista que a bateria de baixa tensão é aterrada com o corpo veicular e um primeiro lado da fonte de alimentação de corrente alternada também é aterrado, a bateria de baixa tensão é isolada da bateria de alta tensão por meio do transformador. Além disso, não somente para o veículo elétrico, o transformador de potência da presente invenção é amplamente usado para transmitir e receber, por meio do transformador, a potência elétrica entre uma pluralidade de tensões e uma tensão de saída. Em termos de uma combinação de uma pluralidade de tensões e de tensão de saída, não somente uma combinação de uma fonte de alimentação e baterias, também existe uma combinação de uma fonte de alimentação e cargas e uma combinação de baterias e cargas.

O conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade tem terminais de conexão, ou seja, um terminal conectado à fonte de alimentação de corrente alternada 2, um terminal conectado à primeira bateria 3 e um terminal conectado à segunda bateria 4, conforme visto na Figura 1. No conversor de potência elétrica 1A, são fornecidos um retificador 11, um circuito PFC (Correção de Fato de Potência) 12, um primeiro circuito inversor 13 (primeiro circuito de comutação), um transformador comum 14 e um segundo circuito inversor 15 (segundo circuito de comutação).

Com o conversor de potência elétrica 1A, uma potência elétrica inserida a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é retificada pelo retificador 11 que inclui uma ponte de diodo. Então, por meio do circuito PFC 12, a potência elétrica é inserida no primeiro circuito inversor 13 que implanta uma conversão CC-CA. Além disso, um eletrodo negativo 3N da primeira bateria 3 é comumente conectado a um eletrodo negativo que foi submetido à retificação da fonte de alimentação de corrente alternada 2 (barra coletora comum CB). Nesse ínterim, como um eletrodo diferente de uma saída do circuito PFC 12, um eletrodo positivo 3P da primeira bateria 3 é inserido no primeiro circuito inversor 13.

O primeiro circuito inversor 13 tem três potenciais como entradas, ou seja, a barra coletora comum CB do eletrodo negativo, a saída do circuito PFC 12 e o eletrodo positivo 3P da primeira bateria 3. O primeiro circuito inversor 13 tem tal estrutura que a barra coletora comum CB é conectada a um ponto central CPI entre um enrolamento primário 141a do transformador comum 14 e um enrolamento primário 141b do transformador comum 14. Na estrutura acima, uma extremidade (inferior na Figura 1) de um terminal 141aT do transformador comum 14 é conectada a um eletrodo positivo no lado da fonte de alimentação de corrente alternada 2 (saída do circuito PFC 12) por meio de comutadores interativos, enquanto uma extremidade (superior na Figura 1) de um terminal 141bT do transformador comum 14 é conectada ao eletrodo positivo 3P da primeira bateria 3 por meio dos comutadores interativos.

Conforme mostrado na Figura 2(a) e Figura 2(b), cada um dos comutadores 21 a 28 que formam os comutadores interativos tem tal estrutura em que o(s) diodo(s) é(são) conectado(s) em série com o elemento de comutação, com a finalidade de produzir capacidade de resistência à tensão para uma tensão reversa. Como um elemento de comutação, a estrutura IGBT mostrada na Figura 2(a) ou a estrutura MOSFET mostrada na Figura 2(b) são selecionadas, dependendo da capacidade de resistência à tensão e similares. Além disso, conforme mostrado na Figura 2(c) e Figura 2(d), a conexão inversa de dois comutadores em paralelo forma um comutador interativo. Além disso, o diodo não é necessário quando um comutador que tem uma propriedade preventiva reversa que é uma capacidade de resistência á tensão reversa é usado como um elemento de comutação.

Além disso, para suprimir a alteração de tensão atribuível às comutações pelos comutadores interativos, o primeiro circuito inversor 13 tem condensadores de atenuação 29a, 29b entre respectivos eletrodos negativos e positivos. Os condensadores de atenuação 29a, 29b são conectados em uma posição mais próxima aos comutadores interativos.

Por outro lado, o segundo circuito inversor 15 conectado ao primeiro circuito inversor 13 por meio do transformador comum 14 é conectado à segunda bateria 4 e as funções como um retificador durante o carregamento da segunda batería 4. Além disso, o segundo circuito inversor 15 atua como um inversor durante o suprimento de eletricidade da segunda batería 4. O segundo circuito inversor 15 tem tal estrutura em que os comutadores 31, 32 são conectados em série em respectivos lados de um ponto central CP2 entre os enrolamentos secundários 142a, 142b do transformador comum 14. Um eletrodo negativo 4N da segunda batería 4 é conectado ao ponto central CP2 entre os comutadores 31, 32 enquanto um eletrodo positivo 4P da segunda bateria 4 é conectado à extremidade dos enrolamentos 142a, 142b do transformador comum 14. O ligamento e o desligamento dos comutadores 31, 32 permitem que o segundo circuito inversor 15 atue como o retificador ou inversor. Além disso, como o primeiro circuito inversor 13 que tem os condensadores de atenuação 29a, 29b, o segundo circuito inversor 15 também tem um condensador de atenuação 33 para suprimir a alteração de tensão atribuível às comutações pelos comutadores 31, 32.

Além disso, a primeira bateria 3 e a bateria 4 são usadas como uma fonte de alimentação para suprir potência elétrica para uma carga. Apesar de não mostrada na Figura 1, a carga é conectada a cada uma dentre a primeira bateria 3 e a segunda bateria 4. Além disso, o conversor de potência elétrica 1A tem um controlador 100 que liga e desliga cada um dos comutadores 21 a 28 (que formam os comutadores interativos) do primeiro circuito inversor 13 e liga e desliga os comutadores 31, 32 do segundo circuito inversor 15 com a finalidade de controlar a potência elétrica de cada uma dentre a fonte de alimentação de corrente alternada 2, a primeira bateria 3 e a segunda bateria 4. A primeira bateria 3 também é usada como uma fonte de alimentação para acionar um sensor, um calculador e similares do controlador 100.

Operação

Então, referindo-se às Figuras de 3 a 5, as operações do circuito do conversor de potência elétrica 1A dotado da estrutura acima são apresentadas, de acordo com a primeira modalidade. Em tais operações de circuito, as seguintes funções são realizadas, ou seja, a potência elétrica é suprida a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda bateria 4 por meio do transformador comum 14 para, por meio disso, carregar a segunda bateria 4 e a potência elétrica é suprida da segunda bateria 4 para a primeira bateria 3 por meio do transformador comum 14 para, por meio disso, carregar a primeira bateria 3.

Com o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, a operação do primeiro circuito inversor 13 é considerada como sendo um inversor e um conversor que são conectados aos respectivos eletrodos positivos (saída do circuito PFC 12 e eletrodo positivo 3P da primeira bateria 3). Quando o primeiro circuito inversor 13 forma o inversor conectado a uma saída potencial do circuito PFC 12, tal circuito serve como um circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 3(a). Nesse ínterim, quando o primeiro circuito inversor 13 forma o conversor conectado à saída potencial da primeira batería 3, tal circuito serve como um circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 3(b). No presente contexto, o circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 3(b) serve não somente como um conversor para carregar a primeira bateria 3, mas também pode servir como um inversor.

A Figura 4(a) e a Figura 4(b) mostram detalhes das operações do inversor na Figura 3(a). Quando se opera o primeiro circuito inversor 13 como o inversor na Figura 3(a), um circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 4(a) e um circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 4(b) são comutados através do ligamento ou do desligamento dos comutadores 25 to 28 que formam os comutadores interativos. Com o primeiro circuito inversor 13, o circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 4(a) aplica uma tensão positiva ao enrolamento primário 141b do transformador comum 14 enquanto o circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 4(b) aplica uma tensão negativa ao enrolamento primário 141a do transformador comum 14. Como tal, a execução de tensões positivas e negativas implanta a conversão de potência elétrica por meio do transformador comum 14.

Além disso, a Figura 5 (a) e a Figura 5(b) mostram os detalhes de operações do conversor na Figura 3(b). Quando opera o primeiro circuito inversor 13 como o conversor na Figura 3(b), um circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 5 (a) e a um circuito indicado pelas linhas em negrito na Figura 5(b) são comutados através do ligamento ou do desligamento dos comutadores 21 a 24 que formam os comutadores interativos. Com isto, a primeira bateria 3 pode ser carregada a partir da tensão de corrente alternada gerada para os enrolamentos primários 141a, 141b do transformador comum 14.

Por outro lado, além de realizar uma operação como um inversor, o segundo circuito inversor 15 conectado aos enrolamentos secundários 142a, 142b do transformador comum 14 também pode operar como um conversor para retificação. Neste caso, o ligamento e o desligamento dos comutadores 31, 32 permitem que o segundo circuito inversor 15 opere como o conversor. Com o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, o segundo circuito inversor 15 é operado como o conversor durante o carregamento da segunda bateria 4 a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 e é operado como o inversor durante o carregamento da primeira bateria 3 a partir da segunda bateria 4.

Operação do controlador 100:

Então, as operações de controle do controlador 100 do conversor de potência elétrica 1A serão apresentada em mais detalhes.

A Figura 6 é um diagrama em bloco de controle do controlador 100. Conforme mostrado na Figura 6, sendo que o controlador 100 inclui um controlador de tensão 101, um controlador de distribuição de potência elétrica 102 e um gerador de PWM 13 onde PWM denota Modulação de Largura de Pulso.

Com base em tensões captadas Vdc_a, Vdc_b, Vdc_c dos respectivos condensadores de atenuação 29a, 29b e 33 e com base em valores de instrução de tensão Vdc_b* e Vdc_c*, as instruções de tarefa A, B, C devem ser calculadas a partir de: i) razão do número de enrolamento de enrolamentos primários 141a, 141b e enrolamentos secundários 142a, 142b do transformador comum 14 e ii) razão das tensões captadas Vdc_a, Vdc_b, Vdc_c. No presente contexto, a instrução de tarefa A é um valor para instruir período LIGADO dos comutadores 25 a 28, a instrução de tarefa B é um valor para instruir período LIGADO dos comutadores 21 to 24, e a instrução de tarefa C é um valor para instruir período LIGADO dos comutadores 31, 32.

O controlador de distribuição de potência elétrica 102 busca por uma razão (tempo de operação do primeiro circuito inversor 13 como inversor, em relação ao tempo de operação do primeiro circuito inversor 13 como conversor). Com uma instrução de potência elétrica X, uma instrução de potência elétrica Y e a tensão captada Vdc_b como entrada, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 calcula uma razão de distribuição R que corresponde à distribuição de tempo.

No presente contexto, a instrução de potência elétrica X é dada para instruir a potência elétrica carregada para a segunda batería 4 e é definida de acordo com a capacidade da fonte de alimentação de corrente alternada 2. Além disso, a instrução de potência elétrica Y serve para instruir uma potência elétrica carregada para a primeira bateria 3, calcula uma potência elétrica de carga da primeira batería 3 e fornece uma estimação como uma instrução de potência elétrica. Primeiramente, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 calcula uma razão de distribuição R1 derivada da instrução de potência elétrica X e da instrução de potência elétrica Y. A razão de distribuição R1 é dada pela seguinte expressão:

R1 = instrução de potência elétrica X/(instrução de potência elétrica X + instrução de potência elétrica Y)

Além disso, a tensão captada Vdc_b é uma tensão da primeira bateria 3 cuja tensão foi atenuada por meio do condensador de atenuação 29b. Com o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, conforme apresentado acima, a primeira bateria 3 também é usada para acionar acessórios, ou seja, usada como uma fonte de alimentação de controle. Como tal, para prevenir uma queda de tensão da tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3, uma razão de distribuição R2 é operado de acordo com a tensão captada Vdc_b. A Figura 7 mostra a tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3, em relação à razão de distribuição R2. Conforme mostrado na Figura 7, na seção em que a tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3 está entre um limite inferior Vdc_b_L e um limite superior Vdc_b_H, quanto maior a tensão captada Vdc_b é, maior a razão de distribuição

R2. Com a tensão captada Vdc_b inferior a Vdc_bJ_, a razão de distribuição R2 é 0, dessa forma, se pára o carregamento de eletricidade para a segunda bateria 4 a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 e o carregamento somente para a primeira bateria 3 a partir da segunda bateria 4. Além disso, com uma bateria de chumbo de 12 V usada como a primeira bateria 3, o limite inferior Vdc_b_L é definido, por exemplo, em 9 V enquanto o limite superior Vdc_b_H é definido, por exemplo, em 14 V.

Como a razão de distribuição final R, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 seleciona a menor razão de distribuição R1 e razão de distribuição R2 que são calculadas através dos cálculos acima. Então, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 emite, dessa forma, a razão de distribuição final selecionada R para o gerador de PWM 103.

De acordo com a razão de distribuição R do controlador de distribuição de potência elétrica 102, o gerador de PWM 103 determina uma distribuição de tempo, ou seja, um tempo para operar o primeiro circuito inversor 13 como inversor e um tempo para operar o primeiro circuito inversor 13 como conversor. Então, de acordo com as instruções de tarefa A, B, C do controlador de tensão 101, o gerador de PWM 103 gerar pulsos de PWM para ligar e desligar os comutadores 25 a 28 na seção para operar o primeiro circuito inversor 13 como inversor enquanto gera os pulsos de PWM para ligar e desligar os comutadores 21 a 24 e os comutadores 31 e 32 na seção para operar o primeiro circuito inversor 13 como conversor.

A Figura 8 mostra um exemplo da distribuição de tempo em relação à razão de distribuição R. Na Figura 8, Ts denota uma frequência de PWM e define uma frequência portadora de PWM. O gerador de PWM 103 divide a frequência Ts de acordo com a razão de distribuição R. Na seção de (1 - R)Ts, o gerador de PWM 103 gerar pulso de PWM para ligar e desligar os comutadores 21 a 25 e os comutadores 31, 32, de acordo com a instrução de tarefa B e a instrução de tarefa C respectivamente. Na seção de RxTs, o gerador de PWM 103 gera pulso de PWM para ligar e desligar os comutadores 25 a 28, de acordo com a instrução de tarefa A. Com isto, uma potência elétrica da segunda bateria 4 é suprida para o primeiro lado do circuito inversor 13 por meio do transformador comum 14, seguindo uma trajetória indicada pelas linhas em negrito na Figura 9(b). Então, a potência elétrica é retificada por meio dos comutadores 21 a 24 e, então, é carregada para a primeira bateria 3. Então, na seção de RxTs, uma potência elétrica da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é suprida para o segundo lado do circuito inversor 15 por meio do transformador comum 14 e é carregada para a segunda bateria 4, seguindo uma trajetória indicada pelas linhas em negrito na Figura 9(a). No presente contexto, o retificador 11 e o circuito PFC 12 operam independentemente da distribuição de potência elétrica. Além disso, a potência elétrica de cada uma dentre a fonte de alimentação de corrente alternada 2, a primeira batería 3 e a segunda batería 4 é calculada em média por tempo através dos condensadores de atenuação 29a, 29b, 33. Como tal, as operações acima pelo conversor de potência elétrica 1A podem ser relacionadas como operações contínuas que podem ser realizadas quando o controle de potência elétrica é implementado por meio de uma pluralidade de conversores de potência elétrica.

Conforme apresentado acima em detalhes através do levantamento de exemplos específicos, com o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, o controlador 100 liga e desliga os comutadores 21 a 28 do primeiro circuito inversor 13 no lado primário do transformador comum 14 e os comutadores 31 e 32 do segundo circuito inversor 15 no lado secundário do transformador comum 14. Como tal, o controle de potência elétrica entre uma pluralidade de fontes de alimentação, ou seja, um controle de carregamento da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda batería 4 e do carregamento da segunda bateria 4 para a primeira batería 3 é realizado por meio do circuito que usa comumente o único transformador comum 14 e também enrolamentos, dessa forma, reduzindo o conversor de potência elétrica. Especialmente, este tipo de potência elétrica é grande em peso e volume do transformador, que é desvantajoso em termos de redução. Portanto, o uso comum do transformador é consideravelmente eficaz para a redução.

Além disso, conforme apresentado acima, o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade é eficaz como um conversor de potência elétrica que é instalado, especialmente, em um veículo elétrico. A Figura 10 mostra um exemplo de uma disposição em que o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade é instalada em um veículo elétrico 150. No exemplo mostrado na Figura 10, a primeira bateria 3 é uma bateria de baixa tensão para acionar acessórios, a segunda bateria 4 é uma bateria de alta tensão para suprir uma potência elétrica para um motor de acionamento M. Um veículo elétrico convencional inclui um carregador para carregar uma bateria de alta tensão a partir de uma corrente alternada monofásica externa e um conversor CC-CC para carregar uma bateria de baixa tensão (para acionar acessórios) a partir da bateria de alta tensão. Por outro lado, o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade da presente invenção pode realizar as funções acima por meio de um único aparelho e o conversor de potência elétrica 1A per se é pequeno em tamanho, dessa forma, obtendo peso leve do veículo e aumentando a disposição livre na instalação no veículo, para fazer por meio disso o veículo com projeto fácil.

Além disso, o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade tem o retificador 11 para retificar a tensão de entrada da fonte de alimentação de corrente alternada 2. Como tal, apesar de o conversor de potência elétrica 1A ter tal estrutura em que o eletrodo negativo da fonte de alimentação de corrente alternada 2 e o eletrodo negativo 3N da primeira bateria 3 são conectados à barra coletora comum CB para, por meio disso, formar um eletrodo comum, a diferença de potencial entre o lado do eletrodo positivo da fonte de alimentação de corrente alternada 2 e o lado do eletrodo positivo 3P da primeira bateria 3 pode ser mantida.

Além disso, com o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, com base na razão de distribuição R1 = instrução de potência elétrica X/(instrução de potência elétrica X + instrução de potência elétrica Y), o controlador 100 busca pela distribuição de tempo, ou seja, o tempo para suprir a potência elétrica da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda bateria 4 e o tempo para suprir a potência elétrica da segunda bateria 4 para a primeira bateria 3. De acordo com a distribuição de tempo obtida dessa forma, o controlador 100 liga e desliga os comutadores 21 a 28 do primeiro circuito inversor 13 e os comutadores 31 e 32 do segundo circuito inversor 15. Como tal, de acordo com a escala da potência de carga que é demandada ou estimada, o controlador 100 pode controlar apropriadamente a potência elétrica carregada da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda bateria 4 e a potência elétrica carregada da segunda bateria 4 para a primeira bateria 3. Além disso, por meio das operações da razão de tempo para operar os comutadores 21 a 28 e os comutadores 31, 32, o tempo de cada uma dentre as potências elétricas acima é tornado uma razão de um período curto. Como tal, a potência elétrica que foi calculada em média por tempo e atravessa o primeiro circuito inversor 13 e o segundo circuito inversor 15 pode ser submetida às operações contínuas como aquelas realizadas quando o controle de potência elétrica é implementado por meio de uma pluralidade de conversores de potência elétrica.

Além disso, com o conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, de acordo com a tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3, o controlador 100 ajusta a distribuição de tempo, ou seja, o tempo para suprir a potência elétrica a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda bateria 4 e o tempo para suprir a potência elétrica a partir da segunda bateria 4 para a primeira bateria 3. Como tal, quando o estado carregado da primeira bateria 3 é diminuído a julgar pela tensão, o carregamento elétrico para a primeira bateria 3 pode ser priorizado, dessa forma, impedindo em avanço um problema de falha de controle que pode ser ocasionado por uma queda de tensão da primeira bateria 3 usada como uma fonte de alimentação do controlador 100.

Segunda Modalidade

Então, uma segunda modalidade da presente invenção será apresentada.

A Figura 11 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica 1B, de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. O conversor de potência elétrica 1B da segunda modalidade que tem tal estrutura que conecta o condensador de atenuação 29a com o condensador de atenuação 29b por meio de um diodo 41 pode manter a tensão do condensador de atenuação 29a maior ou igual à tensão do condensador de atenuação 29b. No presente contexto, a estrutura básica e as operações do conversor de potência elétrica 1B da segunda modalidade são similares àquelas do conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade. Portanto, os elementos estruturais que são comuns ou correspondentes àqueles da primeira modalidade são denotados pelos mesmos números de referência e descrições repetidas serão omitidas.

Com o conversor de potência elétrica 1B da segunda modalidade, o circuito tem tal estrutura em que o diodo 41 mantém a tensão do condensador de atenuação 29a maior ou igual à tensão do condensador de atenuação 29b. Como tal, mesmo quando a fonte de alimentação de corrente alternada 2 é suspensa ou falha em ser conectada, a diferença de potencial não é revertida. Como tal, os comutadores 25, 26 do primeiro circuito inversor 13 não precisa ter uma estrutura para ter a capacidade de resistência à tensão reversa que é mostrado na Figura 2(a) e na Figura 2(b), dessa forma, eliminando a necessidade de um diodo em série com o(s) comutador(es). Além disso, não existe necessidade de corte, por meio de um comutador, da trajetória do condensador de atenuação 29b para o condensador de atenuação 29a. Como tal, os comutadores 27, 28 conectados inversamente em paralelo aos comutadores 25, 26 não são necessários. Em suma, os diodos 42, 43 são conectados sozinhos em paralelo aos respectivos comutadores 25, 26. Além disso, quando a fonte de alimentação de corrente alternada 2 não é conectada, o diodo 41 conectado entre o condensador de atenuação 29a e o condensador de atenuação 29b pode carregar o condensador de atenuação 29a.

Conforme apresentado acima, o conversor de potência elétrica 1B da segunda modalidade tem tal estrutura em que o diodo 41 mantém a tensão do condensador de atenuação 29a maior ou igual à tensão do condensador de atenuação 29b. Como tal, o número de comutadores do primeiro circuito inversor 13 é adicionalmente diminuído (isto é, os comutadores 27, 28 não são necessários), obtendo dessa forma tamanho adicionalmente menor e custo inferior. Além disso, em vista da aplicabilidade ao veículo elétrico 150, a bateria de chumbo 12 V é frequentemente usada para a primeira bateria 3 para acionar acessórios, enquanto isso, uma fonte de alimentação comercial tal como 100 Vrms é usada como a fonte de alimentação de corrente alternada 2. Como tal, a tensão após a retificação é superior à tensão da primeira bateria 3. Com isto, o conversor de potência elétrica 1B que impede a tensão reversa e obtém o tamanho pequeno pode ser efetivamente usado, de acordo com a segunda modalidade.

Terceira modalidade

Então, uma terceira modalidade da presente invenção será apresentada.

A Figura 12 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica 1C, de acordo com a terceira modalidade da presente invenção. O conversor de potência elétrica 1C da terceira modalidade tem tal estrutura em que terminais em rota 141aT, 141bT são fornecidos no caminho dos respectivos enrolamentos primários 141a, 141b do transformador comum 14, conectando assim os comutadores 21 a 24 do primeiro circuito inversor 13 aos terminais em rota 141aT, 141bT. No presente contexto, a estrutura básica e as operações do conversor de potência elétrica 1C da terceira modalidade são similares àquelas do conversor de potência elétrica 1B da segunda modalidade. Portanto, os elementos estruturais que são comuns ou correspondentes àqueles da segunda modalidade são denotados pelos mesmos números e as descrições repetidas serão omitidas.

Com o conversor de potência elétrica 1C da terceira modalidade, a barra coletora comum CB é conectada ao ponto central CPI entre os enrolamentos primários 141a, 141b do transformador comum 14. Além disso, os terminais 141aT, 141bT nas extremidades dos respectivos enrolamentos primários 141a, 141b são conectados ao eletrodo positivo (saída do circuito PFC 12) no lado da fonte de alimentação de corrente alternada 2 por meio dos respectivos comutadores 25, 26 do primeiro circuito inversor 13. Além disso, os terminais em rota 141aT, 141bT dispostos no caminho dos respectivos enrolamento primários 141a, 141b são conectados ao eletrodo positivo 3P da primeira bateria 3 por meio dos comutadores 21 a 24. No presente contexto, o número de enrolamentos para dispor os terminais 141aT, 141bT, 141aT, 141bT dos enrolamentos primários 141a, 141b deve ser definido em vista da tensão quando a primeira bateria 3 é gerafmente usada.

Conforme apresentado acima, o conversor de potência elétrica 1C da terceira modalidade tem tal estrutura de circuito em que os comutadores 21 a 24 do primeiro circuito inversor 13 são conectados aos terminais em rota 141aT, 141bT dispostos no caminho dos respectivos enrolamentos primários 141a, 141b do transformador comum 14. Como tal, a implantação de comutações dos comutadores 21 a 24 a partir da tensão inferior dos terminais em rota 141aT, 141bT dispostos no caminho dos enrolamentos primários 141a, 141b pode diminuir a perda dos comutadores 21 a 24 (Perda de comutador inclui uma perda constante durante o período ligado e uma perda de comutação. A perda de comutação é um produto de corrente e tensão, portanto, a perda pode ser diminuída quando se realiza a comutação a partir tensão inferior). Como tal, o conversor de potência elétrica 1C da terceira modalidade pode carregar eficientemente a eletricidade para a segunda bateria 4, reduzindo em tamanho assim um resfriador para radiar calor do comutador e diminuir o consumo de potência elétrica.

Quarta modalidade

Então, uma quarta modalidade da presente invenção será apresentada.

A Figura 13 é um diagrama de circuito que mostra uma estrutura de um conversor de potência elétrica 1D, de acordo com a quarta modalidade da presente invenção. O conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade tem tal estrutura em que uma saída de CA da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é diretamente inserida no primeiro circuito inversor 13, em vez de fornecer o retificador 11 ou o circuito PFC 12. Além disso, outras estruturas e operações do conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade são similares àquelas do conversor de potência elétrica 1A da primeira modalidade, portanto, os elementos estruturais que são comuns ou correspondentes àqueles da primeira modalidade são denotados pelos menos números e as descrições repetidas serão omitidas.

A fonte de alimentação de corrente alternada 2 que é uma fonte de alimentação monofásica de 100 V comum é conectada ao conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade. A fonte de alimentação de corrente alternada 2 tem um primeiro potencial que é aterrada. Com o conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade, a entrada da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é conectada a um condensador 29a' não por meio do retificador 11 ou circuito PFC 12. O condensador 29a' é menor em capacidade que o condensador de atenuação 29a da primeira modalidade. A capacidade do condensador 29a' é capaz de absorver a corrente de ondulação ocasionada por comutações dos comutadores 25 to 28 e é menor que a capacidade do condensador de atenuação 29b no lado da primeira bateria 3.

A Figura 14 é um diagrama em bloco de controle do controlador 100 do conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade. O conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade implanta a seguinte operação. Com uma tensão V_a do condensador 29a' (tensão de entrada da fonte de alimentação de corrente alternada 2) e a tensão Vdc_b do condensador 29b (tensão da primeira bateria 3) como entradas, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 do controlador 100 busca um tempo de distribuição Tb para distribuir um período da fonte de alimentação de corrente alternada 2 com base nas tensões inseridas dessa forma V_a, Vdc_b. O tempo de distribuição Tb serve para carregar a primeira bateria 3 a partir da segunda bateria 4. Do período Tac da fonte de alimentação de corrente alternada 2, o tempo para carregar a segunda bateria 4 a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é denotado por Tac - Tb.

Para impedir o carregamento a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda bateria 4 quando a tensão V_a do condensador 29a' é inferior a uma certa tensão limítrofe Va_th, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 calcula um tempo de distribuição TbO como a distribuição de tempo. O tempo de distribuição TbO pode ser obtido através de uma comparação da tensão V_a do condensador 29a* com a certa tensão limítrofe Va_th. Além disso, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 calcula um tempo de distribuição Tb1 para impedir uma queda de tensão da tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3. Com base na tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3 em relação ao tempo de distribuição Tb1, conforme mostrado na Figura 15, o tempo de distribuição Tb1 pode ser calculado a partir da tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3.

Além disso, do tempo de distribuição TbO e do tempo de distribuição Tb1 obtido dessa forma, o controlador de distribuição de potência elétrica 102 seleciona o maior dentre um tempo de distribuição final Tb e, então, emite o tempo de distribuição final Tb do gerador de PWM 103.

De acordo com o tempo de distribuição Tb do controlador de distribuição de potência elétrica 102, o gerador de PWM 103 gera pulsos de PWM para ligar e desligar os comutadores 21 a 24 e os comutadores 31, 32 na seção para carregar a primeira bateria 3 a partir da segunda bateria 4 e gera pulsos de PWM para ligar e desligar os comutadores 21 a 24 e os comutadores 31, 32 na seção para carregar a segunda bateria 4 a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2. Com as operações de controle acima, o ligamento e o desligamento dos comutadores 25 a 28 não são implantados quando a tensão V_a do condensador 29a' é inferior a certa tensão limítrofe Va_th, e, por meio disso, o transformador comum 14 não é requerido de uma razão de aumento de alta tensão para carregar a segunda bateria 4. Como tai, a razão de número de enrolamento dos enrolamentos do transformador comum 14 não precisa ser aumentada.

A Figura 16 mostra um exemplo da distribuição de tempo da tensão V_a do condensador 29a' em relação ao tempo de distribuição Tb. Conforme mostrado na Figura 16, quando a tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3 é suficientemente alta, a comutação dos comutadores 21 a 24 e os comutadores 31, 32 na faixa em que a tensão V_a do condensador 29a' é inferior a certa tensão limítrofe Va_th carrega a primeira bateria 3 a partir da segunda bateria 4 enquanto comuta os comutadores 25 a 28 na faixa em que a tensão V_a do condensador 29a' é superior a certa tensão limítrofe Va_th carrega a segunda bateria 4 a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2. Além disso, quando a tensão captada Vdc_b do condensador 29a' é inferior, a operação do tempo de distribuição Tb altera o tempo de carregamento da primeira bateria 3, controlando dessa forma o volume de carregamento da primeira bateria 3.

Conforme apresentado acima, o conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade tem tal estrutura em que a saída de CA da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é inserida diretamente no primeiro circuito inversor 13 sem fornecer o retificador 11 ou o circuito PFC 12, obtendo assim redução adicional e custo baixo de todo o aparelho. Além disso, em vista da aplicabilidade ao veículo elétrico 150, a bateria de chumbo 12 V usada como a primeira bateria 3 (para acessórios) e a monofase de 100 V como a fonte de alimentação de corrente alternada 2 têm um primeiro terminal que é aterrado. Como tal, o lado aterrado de cada é conectado à barra coletora comum CB enquanto um segundo terminal é conectado aos enrolamentos primários 14a, 14b do transformador comum 14 sem retificar o segundo terminal e, neste estado, o controlador 100 implanta o controle de distribuição sem implantar as comutações na faixa de baixa tensão. Com isto, a conversão de potência elétrica por meio do transformador comum 14 pode ser apropriadamente implantada, sem aumentar desnecessariamente a razão de número enrolamento dos enrolamentos do transformador comum 14.

Além disso, com o conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade, o controlador 100 liga e desliga os comutadores 21 a 28 do primeiro circuito inversor 13 e os comutadores 31, 32 do segundo circuito inversor 15 de tal modo que o carregamento seja implementado a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 para a segunda bateria 4 na faixa em que a tensão de entrada V_a da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é maior que a certa tensão limítrofe Va_th e que o carregamento é implementado a partir da segunda bateria 4 para a primeira bateria 3 na faixa em que a tensão de entrada V_a da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é inferior a certa tensão limítrofe Va_th. Como tal, quando se seleciona a razão de número de enrolamento do transformador comum 14, o projeto da razão de número de enrolamento dos enrolamentos do transformador comum 14 é facilitado, sem a necessidade de converter a potência elétrica através da adoção de uma razão de alto aumento a partir da tensão de corrente alternada baixa. Além disso, o carregamento da segunda bateria 4 na faixa em que a tensão de entrada V_a da fonte de alimentação de corrente alternada 2 é superior a certa tensão limítrofe Va_th pode impedir em avanço uma perda aumentada que pode ser ocasionada na conversão de potência elétrica. Além disso, o carregamento da primeira bateria 3 é implementado no período Tac da fonte de alimentação de corrente alternada 2, mantendo assim um volume de carregamento apropriado da primeira bateria 3.

Além disso, o conversor de potência elétrica 1D da quarta modalidade tem as seguintes operações. De acordo com a tensão captada Vdc_b da primeira bateria 3, o controlador 100 ajusta a distribuição de tempo, ou seja, o tempo para carregar a segunda bateria 4 a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 2 e o tempo para carregar a primeira bateria 3 a partir da segunda bateria 4. Como tal, quando o estado de carregamento da primeira bateria 3 é diminuído, o carregamento para a primeira bateria 3 pode ser priorizado, impedindo assim em avanço uma problema de falha de controle que pode ser ocasionado por uma queda de tensão da primeira bateria 3 usada como uma fonte de alimentação do controlador 100.

Aplicabilidade Industrial

As modalidades acima da presente invenção exemplificam uma aplicação da presente invenção. Portanto, não se pretende que o escopo técnico da presente invenção seja limitados aos conteúdos apresentados como as modalidades. Em outras palavras, o escopo técnico da presente invenção não se limita aos assuntos técnicos específicos apresentados nas modalidades acima e, por meio disso, inclui modificações, alterações, técnicas alternativas e similares facilmente conduzidas pela apresentação acima.

Este pedido é baseado em um pedido de patente japonês anterior n°. P2009006543 (depositado em 15 de janeiro de 2009 no Japão). Todos os conteúdos do pedido de patente japonês n°. P2009-006543 cuja prioridade é reivindica são incorporados no presente documento a título de referência, a fim de obter alguma proteção contra erros de tradução 5 ou partes omitidas.

O escopo da presente invenção é definido em referência às seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conversor de potência (1A a 1D) elétrica para transmitir e receber, por meio de um transformador (14), uma potência elétrica entre uma fonte de alimentação de corrente alternada (2) e uma segunda bateria (4) ou entre uma primeira bateria (3) e a segunda bateria (4), o conversor de potência elétrica (1A a 1 D) compreendendo:

um segundo circuito de comutação (31, 32) para conectar a segunda bateria (4) a um enrolamento secundário do transformador (14), sendo que o segundo circuito de comutação (31, 32) é adaptado para implantar a conversão de potência elétrica; e um controlador (100) para controlar a potência elétrica de cada uma dentre a fonte de alimentação de corrente alternada (2), a primeira bateria (3) e a segunda bateria (4) através do ligamento ou do desligamento de um comutador do primeiro circuito de comutação (21 a 28) e um comutador do segundo circuito de comutação (31, 32), e

CARACTERIZADO por compreender um circuito de retificação (11) para retificar uma tensão de entrada da fonte de alimentação de corrente alternada (2);

uma barra coletora comum (CB) para conectar os seguintes membros a um enrolamento primário (141a, 141b) do transformador (14):

um lado de eletrodo negativo da saída do circuito de retificação (11), e um eletrodo negativo (3N) da primeira bateria (3); e um primeiro circuito de comutação (21 a 28) para conectar seletivamente os seguintes membros ao enrolamento primário (141a, 141b) do transformador (14):

um lado de eletrodo positivo da saída do circuito de retificação (11), e um eletrodo positivo (3P) da primeira bateria (3);

sendo que o primeiro circuito de comutação (21 a 28) é adaptado para implantar uma conversão de potência elétrica;

em que o lado de eletrodo positivo da saída do circuito de retificação (11) é conectado ao eletrodo positivo (3P) da primeira bateria (3) por meio de um diodo (41, 42, 43), o diodo (41, 42, 43) é disposto entre um eletrodo positivo (3P) da primeira bateria (3) e um lado do eletrodo positivo da saída do circuito de retificação (11) de tal modo que uma direção a partir do eletrodo positivo (3P) da primeira bateria (3) para o lado do eletrodo positivo da saída do circuito de retificação (11) é dianteira, o primeiro circuito de comutação (21 a 28) conecta o eletrodo positivo (3P) da primeira bateria (3) ao enrolamento primário (141a, 141b) do transformador (14) por meio do comutador que tem uma capacidade de resistência à tensão reversa, e o primeiro circuito de comutação (21 a 28) conecta o eletrodo positivo da saída do

Petição 870180138466, de 05/10/2018, pág. 7/10 circuito de retificação (11) ao enrolamento primário (141a, 141b) do transformador (14) por meio do comutador sem capacidade de resistência à tensão reversa.