CN107615635B - 可重新配置的电力转换器 - Google Patents

Abstract

可配置电力转换器包括安装到底座的可互换面板和安装到所述可互换面板的电路端子。所述电路端子中的每一个可配置为输入电路端子或输出电路端子。所述电力转换器还包括在所述底座内的直流电总线，所述直流电总线包括正极端子和负极端子。所述电力转换器还包括在所述直流电总线的所述正极端子和所述负极端子之间电连接的电开关。所述电力转换器进一步包括控制器，所述控制器操作所述电开关以将电力从自所述输入电路端子接收的电源提供到所述直流电总线，并且操作所述电开关以从所述直流电总线的电源将电力提供到所述输出电路端子。所述输入电路端子和所述输出电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力。

Description

可重新配置的电力转换器

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年4月10日提交的美国临时申请第62/146,058号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

提供以下描述来帮助读者理解。所提供信息或所引用参考文献均不承认为现有技术。在电子器件中，电力转换器是指将电能从一种形式转换到另一种形式的装置。电力转换器可包括到DC转换器的直流电(DC)、将交流电(AC)转换到DC的整流器、将DC转换到AC的反相器、变换器等。电力转换器具有大量实际应用，包括将AC电力提供到使用DC电源的AC装置，将DC电力提供到使用AC电源的DC装置，向上或向下步进DC电压以满足具体负载的需要等。

发明内容

说明性可配置电力转换器包括安装到底座的可互换面板和安装到可更换面板的多个电路端子。多个电路端子中的每一个可配置为输入电路端子或输出电路端子。可配置电力转换器还包括在底座内的直流电总线。直流电总线包括正极端子和负极端子。可配置电力转换器还包括在直流电总线的正极端子和负极端子之间电连接的多个电开关。可配置电力转换器进一步包括控制器，其被配置成操作多个电开关以将电力从自输入电路端子接收的电源提供到直流电总线，并且被配置成操作多个电开关以从直流电总线的电源提供电力到输出电路端子。输入电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力。输出电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力。多个电路端子中的至少一个支持交流电电力，并且同时多个电路端子中的至少一个支持直流电电力。

在一些实施例中，可配置电力转换器进一步包括被配置成电连接到直流电总线的正极端子和负极端子的外部直流电总线端子。在一些实施例中，外部直流电总线端子安装到底座。在一些实施例中，多个电开关中的每一个包括具有栅极和二极管的晶体管，并且控制器被配置成通过将电力提供到每个晶体管的栅极来操作多个电开关。

在可配置电力转换器的一些实施例中，多个电路端子中的至少一个被配置成支持三相交流电电力。在一些实施例中，多个端子的第一输出电路端子支持直流电电力，并且多个端子的第二输出电路端子支持交流电电力。可配置电力转换器的一些实施例进一步包括电连接到多个电路端子中的每一个的多个可互换电滤波器元件。

可配置电力转换器的一些实施例进一步包括各自包含多个电开关中的至少两个的多个电支路。多个电支路中的每一个电连接到直流电总线的正极端子和负极端子。多个电路端子中的每一个电连接到多个电支路中的至少一个。在一些实施例中，多个电支路中的每一个的多个电开关中的至少两个并联连接。多个电路端子中的每一个电连接到在相应电开关之间的多个电支路中的至少一个。

可配置电力转换器的一些实施例进一步包括被配置成储存第一组设定和第二组设定的存储器。基于从制造商的用户接口接收的用户输入，第一组设定储存于存储器中。基于从客户的用户接口接收的用户输入，第二组设定储存于存储器中。在一些实施例中，第一组设定包括用于多个电路端子中的每一个的可操作电压范围和可操作电流范围。第二组设定包括用于多个电开关中的每一个的限定的电压范围和限定的电流范围。限定的电压范围在可操作电压范围内。限定的电流范围在可操作电流范围内。

在一些实施例中，多个电路端子中的每一个的可操作电压范围对应于由与多个电路端子中的相应一个相关联的硬件支持的电压范围。多个电路端子中的每一个的可操作电流范围对应于由与多个电路端子中的相应一个相关联的硬件支持的电流范围。在一些实施例中，第二组设定包括多个电路端子中的哪些为输入电路端子和哪些为输出电路端子的指示。

说明性方法包括通过控制器检测多个电路端子的存在和多个电开关的存在。方法还包括通过控制器确定多个电路端子中的哪些为输出电路端子和多个电路端子中的哪些为输入电路端子。方法进一步包括通过控制器确定用于多个电路端子中的每一个的最大电压限值和最大电流限值和操作多个电开关以将电力从自输入电路端子接收的电源提供到直流电总线，并且将电力从直流电总线的电源提供到输出电路端子。操作多个电开关不包括使得电压超出用于多个电路端子中的相应一个的最大电压限值，或使得电流超出用于多个电路端子中的相应一个的最大电流限值。输入电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力。输出电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力。

前述发明内容仅仅是说明性的，且并不旨在以任何方式作为限制。除了上文描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考以下附图以及详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得显而易见。

附图说明

图1A为根据说明性实施例的具有三个主电路端子的电力转换器系统的侧视图。

图1B为根据说明性实施例的具有三个主电路端子的电力转换器系统的正视图。

图1C为根据说明性实施例的具有三个主电路端子的电力转换器系统的俯视图。

图1D为根据说明性实施例的具有三个主电路端子的电力转换器系统的底视图。

图1E为根据说明性实施例的具有三个主电路端子的电力转换器系统的后视图。

图2A为根据说明性实施例的具有六个主电路端子的电力转换器系统的侧视图。

图2B为根据说明性实施例的具有六个主电路端子的电力转换器系统的正视图。

图3A为根据说明性实施例的电力转换器系统的示意图。

图3B为根据说明性实施例的开关的示意图。

图4为根据说明性实施例的用于操作电力转换器系统的方法的流程图。

图5为根据说明性实施例的计算装置的框图。

通过以下描述和所附权利要求书结合附图理解，本公开的前述和其它特征将变得显而易见。应理解，这些附图只描绘了根据本公开的几个实施例，并且因此不应被视为限制了本公开的范围，将通过使用这些附图用额外的特性和细节来描述本公开。

具体实施方式

在以下详细描述中参考附图，附图形成本文的一部分。在附图中，相似的符号通常识别相似的组件，除非上下文另外规定。在详细描述、附图以及权利要求书中所描述的说明性实施例并不意指限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以作出其它改动。将容易理解的是，如本文中所一般描述且在图中说明的本公开的各方面可以广泛多种不同配置来布置、取代、组合和设计，所有广泛多种不同配置明确被预期并构成本公开的部分。

电力转换器用于将电能从一种形式转换到另一种形式。举例来说，电力转换器可将12伏直流电(VDC)转换成120伏交流电(VAC)。在另一个实例中，通过电力转换器，120VAC可转换成24VDC或480VAC。在又另一实例中，在60赫兹(Hz)下120VAC可转换成在50Hz下120VAC。

电力转换器可购自用于特定目的的制造商或用于将已知电力形式转换成另一种电力形式。举例来说，用户可具有从设施服务以480VAC提供的电力，但是用户可具有使用24VDC的马达。电力转换器可被设计成针对所述用户将480VDC电力转换成24VDC。对于电力转换器制造商，为满足可指定几乎任何电力形式作为输入和几乎任何其它电力形式作为输出的用户的各种需要，对于制造商有利的是，能够快速地和/或容易地使电力转换器平台适于消费者的需要。

本文所描述的各种实施例提供电力转换器平台，其可容易地适于许多客户的需要，每个客户具有其自身的具体需要。图1A到图1E示出根据说明性实施例的电力转换器系统的视图。电力转换器系统100包括主电路端子105、前板107、顶部端子110、控制连接面板115、冷却端口120、壁安装托架125和底部安装托架130。在替代实施例中，可使用附加、更少和/或不同元件。

在图1A到图1E中示出的实施例中，电力转换器系统100包括三个主电路端子105。主电路端子105中的每一个包括两个柱形件(例如，正极端子柱形件和负极或共用端子柱形件)。主电路端子105可被配置成接收两个螺栓电缆承板连接器、汇流排连接器或任何其它合适的电连接器。

图2A和图2B为根据说明性实施例的具有六个主电路端子的电力转换器系统的视图。在说明性实施例中，三个主电路端子205中的每一个可被配置成连接到任何合适电源或负载。举例来说，主电路端子205中的两个可被配置成双向连接到240VAC单相的电网，主电路端子205中的一个可被配置成连接到DC源如太阳能面板或电池，主电路端子205中的一个可被配置成连接到24VDC负载，并且剩余两个端子可被配置成连接到+/-300VDC源。在另一个实例中，主电路端子205中的四个可被配置成连接到480/277VAC(三相加中性)电源，并且主电路端子205中的两个可被配置成连接到400VDC负载。

在说明性实施例中，三个主电路端子205中的每一个可被配置成连接到任何合适电源或负载。举例来说，主电路端子205中的两个可被配置成双向连接到240VAC单相的电网，主电路端子205中的一个可被配置成连接到DC源如太阳能面板或电池，主电路端子205中的一个可被配置成连接到24VDC负载，并且剩余两个端子可被配置成连接到+/-300VDC源。在另一个实例中，主电路端子205中的四个可被配置成连接到480/277VAC(三相加中性)电源，并且主电路端子205中的两个可被配置成连接到400VDC负载。

电力转换器系统100具有两个顶部端子110。在替代实施例中，电力转换器系统100具有少于或多于两个顶部端子110。在说明性实施例中，顶部端子100被配置成连接到DC电源并且主电路端子105被配置成将AC电力提供到一个或多个负载。举例来说，顶部端子100可接收DC电力并且三个主电路端子105各自提供三相AC电力的一相。在替代实施例中，顶部端子110可被配置成提供DC电力，并且主电路端子105可被配置成接收AC电力(例如，三相AC电力)。即，输入到主电路端子105的AC电力可转换成由顶部端子110输出的DC电力。

在替代实施例中，电力转换器系统100可包括少于或多于三个主电路端子105。举例来说，在图2A和图2B中示出的实施例中，电力转换器系统200包括六个主电路端子。图2A为具有六个主电路端子的电力转换器系统的侧视图，并且图2B为根据说明性实施例的具有六个主电路端子的电力转换器系统的正视图。在替代实施例中，电力转换器系统100或电力转换器系统200可具有任何合适数量的主电路端子。

图3A为根据说明性实施例的电力转换器系统的示意图。示意图300包括开关305、感应器310、电容器315、DC总线端子320、电路端子335、电路端子340和电路端子345。在替代实施例中，可使用附加、更少和/或不同元件。

在说明性实施例中，电力转换器示意图300可以用作反相器。举例来说，电路端子335可连接到三相AC电源，如来自发电机或电力网的480VAC。滤波器元件如感应器310和/或电容器315可用于对进入到电力转换器系统中的电力进行滤波。如图3A中所示，电路端子335、电路端子340和电路端子345中的每一个可包括对从电路端子输出(或输入到电路端子)的电力进行滤波的滤波器元件。举例来说，电路端子335、电路端子340和电路端子345中的每一个包括感应器310和电容器315。在图3A中示出的实施例中，电路端子335中的每一个的一个导体(例如，共用或接地导体)连接到电容器315，并且每个电容器315彼此共同连接。在替代实施例中，可使用任何合适电滤波机制或元件。在一些实施例中，DC总线端子320可包括滤波组件，如连接于DC总线端子320之间的电容器。

在替代实施例中，可使用滤波器元件的任何合适布置或任何合适滤波器元件。举例来说，滤波器元件的类型和布置可基于电力转换器系统的具体用途选择。在说明性实施例中，电路端子335可连接到主电路端子105或主电路端子205中的三个。在一些实施例中，滤波器元件可通过将向电力转换器系统100添加或去除滤波器元件来重新配置。在一些实施例中，电力转换器系统可不包括滤波组件。

如图3A中所示，电路端子335的每个相可连接到支路350中的一个。支路350中的每一个包括两个开关305和与端子的连接件。开关305可为任何合适开关装置。举例来说，图3B为根据说明性实施例的开关的示意图。开关305与在连接点330处的导体一致地连接。图3B的开关305包括双极晶体管和二极管。在替代实施例中，开关305可包括任何合适晶体管如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在替代实施例中，可使用任何合适开关。举例来说，开关305可不包括二极管。在另一个实例中，开关305为双向的。图3A的开关中的每一个可分别通过选择性地应用电力到栅极325来控制。举例来说，控制器可将电力应用到示意图300的每个开关305的栅极325。

在一些实施例中，附加支路350可包括于电力转换器系统的结构中，但不使用。举例来说，可不使用一个或多个主电路端子105。因此，基础结构可用于多种客户需要。开关305可用于控制流动到或来自DC总线端子320中的任一个的电压和/或电流。举例来说，与电路端子335对应的开关305可经控制以提供跨越DC总线端子320的恒定或整流电压。

在说明性实施例中，电路端子345可被配置成接收DC电力。举例来说，电路端子345可电连接到太阳能电源、电池等。如图3A中所示，电路端子345的两个电连接件中的一个电连接到DC总线端子320中的一个(例如，DC总线的负极端子)。在一些实施例中，DC总线的负极或正极端子中的任一个可接地。与电路端子345的正极端子连接到的支路350相关联的开关305可用于提供跨越DC总线端子320的DC电压。在其中电路端子335和电路端子345连接到电源的实施例中，对应开关305中的每一个可经操作以提供跨越DC总线端子320的相同DC电压。举例来说，与电路端子335相关联的开关305可经操作以跨越DC总线端子320将三相电源整流至800VDC，并且与电路端子345相关联的开关305可经操作以将800VDC(在端子320处)降压至在电路端子345处的24VDC。

在说明性实施例中，电路端子340可连接到DC电力负载，如电池或其它能量储存装置。在图3A中示出的实施例中，两个支路350用于将电力提供到电路端子340的正极端子。与将电路端子340的正极端子连接到支路350中的仅一个相比，使用两个支路350可加倍可通过电路端子340的电量，而不损坏开关305和/或电路滤波器如感应器310。在替代实施例中，电路端子(如电路端子340)可连接到两个以上支路350。举例来说，电路端子可连接到三个、四个、五个、六个等支路350。

举例来说，在太阳能电源供应电力(例如，在阳光充足的日子期间)时，根据示意图300的电力转换器可在电路端子340处从太阳能电源(或任何其它合适的电源)接收电力。自太阳能电源接收的电力可经增压以将电力提供到DC总线，并且转换成合适电力以经由电路端子340为电池或其它DC负载供电。在一些实施例中，太阳能电源提供400VDC，DC总线电压为750VDC，并且电路端子340(例如，连接到电池或其它DC负载)的电压为100VDC。在替代实施例中，可使用任何合适电压。

按照以上实例，如果太阳能电源不提供电力到电力转换器(例如，在夜间期间)，则连接到电路端子340的DC负载可通过将连接到电路端子335的三相AC电力转换而被供电，所述三相AC电力可通过传统电力网供应。举例来说，480V三相AC电力可经整流以提供在DC总线处的750VDC。在DC总线处的750VDC又可转换成用于DC负载的100VDC。

在替代实例中，太阳能电源可用于为连接到电路端子340的电池充电。电池又可用于为另一个DC负载供电。在电池充电时，从太阳能电源供应到DC总线的电力可反相成三相AC电力，供应到电路端子335。举例来说，三相AC电力可供应到电力网。

在另一实施例中，DC总线端子320可如经由顶部端子110电连接到外部电源或负载。举例来说，DC电源可用于将电力供应到DC总线端子320。支路350中的每一个的各种开关305可用于将来自DC电源的DC电力转换成任何合适电力形式，如任何合适频率或形态的较低DC电压或AC电压。类似地，电路端子中的一个或多个(如电路端子335、电路端子340、电路端子345、主电路端子110或主电路端子210)还可连接到电源(AC或DC)以提供电力到DC总线。因此，端子中的任一个可被配置成提供电力或接收任何合适电压的电力。类似地，电路端子中的任一个可被配置成连接到AC或DC电源或负载。另外，在一些实施例中，电路端子中的任一个的AC电力可为任何合适频率或形态(例如，正弦、方波、锯齿或任何任意形态)。各种配置通过控制支路350中的每一个的开关305可兼容。

如以上参考图1A到图1E所述，电力转换器系统100的主电路端子105可被配置成输入或输出任何合适电力形式。在这类实施例中，底座可包括如上文所解释的开关305、支路350以及DC总线。可使用任何合适数量的支路350。这类底座可用作几乎任何客户需要的基础。即，主电路端子105可以任何合适方式连接到支路350。类似地，开关305可由控制器以任何合适方式操作。举例来说，顶部端子110(与DC总线端子320对应)和任何合适数量的主电路端子105可添加到基础底座。即，示意图300的电路端子335、电路端子340和电路端子345的配置仅为一种实现方式。一些实施例可不包括三相AC电力，一些可不包括AC输入或输出，一些可不包括DC输入或输出等。

图4为根据说明性实施例的用于操作电力转换器系统的方法的流程图。在替代实施例中，可执行附加、更少和/或不同操作。另外，流程图和箭头的使用不意指关于操作的顺序或流程的限制性。举例来说，在一些实施例中，两个或更多个操作可同时执行。

在操作405中，检测硬件配置。举例来说，控制器或处理器以通信方式连接到开关、传感器或其它硬件。控制器可扫描控制器的输入端口和输出端口，以确定控制器与哪些开关、传感器或其它硬件以通信方式连接。即，控制器可确定控制器可操作哪些开关或其它硬件，并且控制器可确定哪些传感器或其它硬件(例如，电压敏感器、电流传感器等)将信息提供到控制器。

在一些实施例中，基础平台电力控制器可修改并且被配置成用于具体用户的需要。在这类实施例中，具有类似编程的类似控制器可用于各自具有不同硬件配置的多个用户的电力控制器。在说明性实施例中，操作405确定用于具体电力转换器系统的特定硬件配置。

在操作410中，确定电压和电流限值。在说明性实施例中，控制器通过与在转换器内的储存的存储器通信或通过直接地感测电路参数确定每个电路端子(例如，主电路端子105、顶部端子110等)的电压限值和电流限值。电压限值和电流限值的确定可基于所确定的硬件配置。举例来说，控制器可确定使用哪些类型的开关305。基于开关305的类型，控制器可确定开关305的电压限值和电流限值。在说明性实施例中，控制器确定连接到电路端子的支路350的数量。举例来说，电路端子345连接到支路350中的一个，并且电路端子340连接到两个支路350。在说明性实施例中，在相同电压下，电路端子340的电流限值为电路端子345的电流限值的两倍。在替代实施例中，电路端子可连接到任何合适数量的支路350。

在操作415中，确定可编程设定。在说明性实施例中，可编程设定储存于可通过控制器访问的一个或多个存储器装置中。在实施例中，可编程设定通过电力转换器系统的制造商储存。举例来说，控制器可包括可通信以可用另一个计算装置如笔记本计算机编辑编程设定的通信端口。在一些实施例中，电力转换器系统可包括安装到电力转换器系统底座的接口面板(例如，控制连接面板115)。在替代实施例中，可编程设定中的一些通过制造商储存并且不可由用户(例如，客户)重新编程，并且可编程设定中的一些可由用户重新编程。举例来说，不可由用户重新编程的第一组可编程设定可指示电路端子的配置。举例来说，电路端子的配置可包括编程的电压限值和电流限值、端子的类型的指示(例如，电力输入电路端子或电力输出电路端子)、用于电路端子的电力的类型(例如，DC电力的电压、AC电力的波形、AC电力的频率)。可由用户重新编程第二组可编程设定。在说明性实施例中，可重新编程设定可包括一个或多个电路端子的电压限值或电流限值或电路端子是否充当输入或输出。

在说明性实施例中，不可由用户重新编程的第一组可编程设定包括基于硬件的性能确定的最大电压限值和最大电流限值。在这类实施例中，用户可调节指示以下项的设定：主电路端子是用作输入还是输出、主电路端子为AC电力还是DC电力、任何DC端子的电压和/或电流、任何AC端子的电压和/或频率、DC总线的电压，以及用于每个电路端子的电压限值和电流限值。举例来说，电力转换器系统可用工厂设定发送到客户。工厂设定可指示，第一主电路端子为AC输入端子，第二主电路端子为DC输入端子，并且第三主电路端子为AC输出端子。用户可调节可编程设定，使得第一电路端子为AC输出端子，第二主电路端子为AC输入端子，并且第三主电路端子为DC输入端子。在其它实例中，用户可将用于任何主电路端子的设定调节为输入或输出，并且用户可将用于任何主电路端子的设定调节为AC或DC。即，可由用户任意分配每个端子。在一些例子中，主电路端子中的一个或多个支持AC(作为输入或输出)并且主电路端子中的一个或多个同时支持DC(作为输入或输出)。

在说明性实施例中，可由控制器使用硬编码工厂电压限值或电流限值，并且用户可在硬编码电压限值或电流限值内调节电力转换器系统的电压限值或电流限值。举例来说，电力转换器的制造商可确定，通过电路端子的最大安全电流为300安培(A)。用户可将用于电路端子的电流限值调节为在300A限值内。举例来说，用户可将电流限制到200A，以保护连接到电路端子的负载。然而，用户不可超出由制造商设定的300A限值。电压或电流限值可基于电力转换器的组件如开关305的限值。在一些实施例中，用户不可超出的电压限值或电流限值在操作410中确定。在替代实施例中，电压限值或电流限值由制造商储存于中存储器。

在操作425中，操作开关。在说明性实施例中，控制器操作开关如开关305，以转换从输入电路端子到DC总线的输入电力并且转换从DC总线到输出电路端子的电力。在说明性实施例中，基于所确定的硬件配置、所确定的电压限值和电流限值(例如，硬件的电压限值和电流限值，以及储存于可编程设定中的电压限值和电流限值)以及可编程设定，操作开关。

返回参考图1A到图1E，说明性电力转换器系统100包括控制连接面板115。控制连接面板115可用于接收一种或多种控制信号。控制信号可通过任何合适类型的信号，如模拟信号、离散信号或数字信号。可使用任何合适通信协议。控制信号可经由有线或无线连接件接收。在说明性实施例中，控制信号可用于指示主电路端子105中的一个或多个的电压、电流或频率中的一个或多个。在说明性实施例中，操作425基于所接收的控制信号操作开关。

在说明性实施例中，控制连接面板115包括将电力提供到控制器的连接件。在一些实施例中，控制连接面板115包括输出连接件。输出连接件可允许电力转换器系统100(例如，系统的控制器)操作一个或多个外围组件如控制继电器。

电力转换器系统100的硬件配置可针对任何合适应用进行修改。举例来说，电力转换器系统100包括两个顶部端子110。在替代实施例中，顶部端子110可从电力转换器系统100去除，可使用一个顶部端子110，或可使用两个以上顶部端子110。类似地，图1A到图1E的电力转换器系统100包括三个主电路端子105。三个主电路端子105安装到前板107。前板107可从电力转换器系统100去除并且用被配置成具有安装的不同主电路端子105的不同前板107替换。举例来说，前板207被配置成具有安装的六个主电路端子205。在替代实施例中，任何合适前板107或前板207可被配置成具有安装的任何合适大小、形状以及数量的主电路端子。在说明性实施例中，电力转换器系统100内部的硬件(例如，DC总线和开关305)相同，不论使用哪个前板或使用多少主电路端子。在这类实施例中，具有不同数量的主电路端子的不同前板可互换，而不显著改变内部硬件。

在说明性实施例中，电力转换器系统100包括冷却端口120。冷却端口120可用于循环通过电力转换器系统100的热传递流体。热传递流体可以是液体或气体。在说明性实施例中，冷却端口120连接到冷却水源。在电力转换器系统100内的管道将冷却水放置成与电力转换器系统100的产热的各种组件热通信。热传递到冷却水，并且升温的冷却水通过冷却端口120中的一个泵送离开电力转换器系统100。在替代实施例中，可使用任何合适冷却流体。

在一些实施例中，冷却端口120不用于或不安装在电力转换器系统100中。举例来说，冷却风扇可通过电力转换器系统100的壳体循环环境空气，以将热从各种组件传递到环境。在另一个实例中，电力转换器系统不包括有源冷却系统，并且自然对流可用于耗散由电力转换器系统100产生的热。

电力转换器系统100可以任何合适方式安装。举例来说，壁安装托架125可用于将电力转换器系统100安装到壁、柱子或任何其它合适的竖直结构。壁安装托架125允许电力转换器系统100牢固地安装在较高位置中。地板安装托架130允许电力转换器系统100安装到地板，使得系统固定并且不能够翻倒。

在说明性实施例中，电力转换器系统100和/或电力转换器系统200可具有从上到下大约507毫米(mm)的高度。从电力转换器系统的侧面到侧面的宽度可为大约162mm。电力转换器系统200从前到后的长度可为大约445mm。在替代实施例中，本文所述的电力转换器系统可具有不同尺寸。

图5为根据说明性实施例的计算装置的框图。说明性计算装置500包括存储器505、处理器510、收发器515、用户接口520和电源525。在替代实施例中，可使用附加、更少和/或不同元件。计算装置500可为本文所述的任何合适装置。举例来说，计算装置500可是操作开关如开关305的控制器。计算装置500可用于实施本文所描述的方法中的一个或多个。

在说明性实施例中，存储器505为用于信息的电子器件保持位置或储存器，使得信息可由处理器510访问。存储器505可包括(但不限于)任何类型的随机存取存储器(RAM)、任何类型的只读存储器(ROM)、任何类型的闪速存储器等如磁性储存装置(例如，硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如，紧密光碟(CD)、数字通用光盘(DVD)等)、智能卡、闪速存储器装置等。计算装置500可具有一个或多个计算机可读介质，其使用相同或不同存储器介质技术。计算装置500可具有一个或多个驱动器，其支持存储介质如CD、DVD、闪速存储器卡等的载入。

在说明性实施例中，处理器510实行指令。指令可由专用计算机、逻辑电路或硬件电路执行。处理器510可在硬件、固件、软件或其任何组合中实施。术语“实行”为例如运行应用程序或进行由指令要求的操作的过程。可使用一种或多种编程语言、脚本语言、汇编语言等编写指令。处理器510实行指令，意指其执行由所述指令要求的操作。处理器510可操作地与用户接口520、收发器515、存储器505等耦合以接收、发送和处理信息并且控制计算装置500的操作。处理器510可从永久性存储器装置如ROM装置检索一组指令并且以可实行形式将所述指令拷贝到通常为某一形式的RAM的暂时性存储器装置。说明性计算装置500可包括使用相同或不同处理技术的多个处理器。在说明性实施例中，指令可储存于存储器505中。

在说明性实施例中，收发器515被配置成接收和/或发射信息。在一些实施例中，收发器515经由有线连接如乙太网连接件、一种或多种双绞线导线、同轴电缆、光缆等传送信息。在一些实施例中，收发器515经由使用微波、红外波、无线电波、展频技术、卫星等的无线连接传送信息。收发器515可被配置成使用蜂窝式网络、局域网、广域网、互联网等与另一装置通信。在一些实施例中，计算装置500的元件中的一个或多个经由有线或无线通信进行通信。在一些实施例中，收发器515提供用于从计算装置500到外部系统、用户或存储器呈递信息的接口。举例来说，收发器515可包括与显示器、打印机、扬声器等的接口。在说明性实施例中，收发器515还可包括警报灯/指示灯、网络接口、磁盘驱动器、计算机存储器装置等、在说明性实施例中，收发器515可从外部系统、用户、存储器等接收信息。在说明性实施例中，收发器515被配置成经由控制连接面板115通信。

在说明性实施例中，用户接口520被配置成从用户接收信息和/或将信息提供到用户。用户接口520可为任何合适用户接口。用户接口520可为用于接收用于进入计算装置500中的用户输入和/或机器指令的接口。用户接口520可使用各种输入技术，其包括(但不限于)键盘、触控笔和/或触摸屏幕、鼠标、轨迹球、小键盘、麦克风、语音识别、运动识别、磁盘驱动器、远端控制器、输入端口、一个或多个按钮、拨号盘、操纵杆等，以允许外部源如用户将信息输入到计算装置500中。用户接口520可用于导航菜单、调节选项、调节设定、调节显示器等。在说明性实施例中，用户接口520包括控制连接面板115。

用户接口520可被配置成提供用于从计算装置500到外部系统、用户、存储器等呈递信息的接口。举例来说，用户接口520可包括用于显示器、打印机、扬声器、警报灯/指示灯、网络接口、磁盘驱动器、计算机存储器装置等的接口。用户接口520可包括彩色显示器、负极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器等。

在说明性实施例中，电源525被配置成将电力提供到计算装置500的一个或多个元件。在一些实施例中，电源525包括交流电源如可用线路电压(例如，在美国的60赫兹下的120伏交流电)。电源525可包括将电力转换成可由计算装置500的一个或多个元件使用的电力(如1.5伏、8伏、12伏、24伏等)的一个或多个变换器、整流器等。电源525可包括一个或多个电池。

在说明性实施例中，本文所述的操作中的任一个可至少部分地实施为储存在计算机可读存储器上的计算机可读指令。在由处理器实行计算机可读指令时，计算机可读指令可引起执行操作的节点。

本文描述的主题有时说明在不同其它组件内含有的或与不同其它组件连接的不同组件。应理解，这类所描绘的架构仅是示范性的，并且实际上可实施实现相同功能的许多其它架构。从概念意义上说，实现相同功能的组件的任何布置实际上是“相关的”，使得实现所需功能。因此，在本文中被组合以实现具体功能的任何两个组件都可以被视为彼此“相关联”，使得实现所需功能，而不管架构或中间组件如何。同样，如此相关联的任何两个组件也可以被视为彼此“以操作方式连接”或“以操作方式耦合”以实现所需功能，并且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“能以可操作方式耦合”以实现所需功能。能以可操作方式耦合的特定实例包括(但不限于)能在物理上配合和/或在物理上进行交互的组件，和/或能以无线方式交互和/或以无线方式进行交互的组件，和/或在逻辑上进行交互和/或能在逻辑上交互的组件。

关于本文中大体上任何复数和/或单数术语的使用，本领域的技术人员可在适于上下文和/或应用的情况下将复数转换成单数和/或将单数转换成复数。为清晰起见，本文中可明确地阐述各种单数/复数排列。

所属领域的技术人员将理解，一般来说，本文中并且尤其所附权利要求书(例如所附权利要求书主体)中所使用的术语通常意思指“开放性”术语(例如术语“包括”应解释为“包括(但不限于)”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括”应解释为“包括(但不限于)”等)。所属领域的技术人员将进一步理解，如果打算引入特定数量的权利要求叙述，那么这类打算将在该权利要求中明确叙述，并且在不存在这类叙述的情况下，不存在这类打算。举例来说，出于辅助理解，以下所附权利要求书可含有引入性词组“至少一个”和“一个或多个”的使用，以引入权利要求叙述。然而，这类词组的使用不应当解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”对一个权利要求叙述的引入将含有这类引入的权利要求叙述的任何具体权利要求都限于仅含有一个这类叙述的发明，即使当相同权利要求包括引入性词组“一个或多个”或“至少一个”以及不定的冠词如“一”或“一个”时也是如此(例如，“一”和/或“一个”通常应当解释为意味着“至少一个”或“一个或多个”)；对于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用，情况也是如此。另外，即使明确叙述引入特定数量的权利要求叙述，所属领域的技术人员将认识到这类叙述通常应被解释为至少意味着所叙述数量(例如无其它修饰语的明确叙述“两种叙述”通常意味着至少两种叙述或两种或两种以上叙述)。此外，在其中使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的定则的那些例子中，通常在本领域的技术人员将理解所述定则的意义上预期这类配置(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的定则的那些例子中，通常在本领域的技术人员将理解所述定则的意义上预期这类配置(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统)。所属领域的技术人员将进一步理解，几乎任何表示两个或两个以上替代性术语的转折性词语和/或词组，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应理解为涵盖包括所述术语中的一个、所述术语中的任一个或两个术语的可能性。举例来说，词组“A或B”将理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。另外，除非另外指出，否则词语“近似”、“大约”、“约”、“基本上”等的使用意指加或减百分之十。

已出于说明和描述的目的呈现了说明性实施例的前述描述。并非旨在为穷举的或限制本发明为所公开的确切形式，且根据以上教示，修改及变化为可能的或可自所公开的实施例的实践获得所述修改及变化。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等效物限定。

Claims (20)

1.一种可配置电力转换器，包含：

可互换面板，所述可互换面板安装到底座；

多个电路端子，所述多个电路端子安装到所述可互换面板，其中所述多个电路端子中的每一个可配置为输入电路端子或输出电路端子；

在所述底座内的直流电总线，其中所述直流电总线包含正极端子和负极端子；

多个电开关，所述多个电开关电连接在所述直流电总线的所述正极端子和所述负极端子之间；以及

控制器，所述控制器被配置成操作所述多个电开关以将电力从自所述输入电路端子接收的电源提供到所述直流电总线，并且被配置成操作所述多个电开关以从所述直流电总线的电源将电力提供到所述输出电路端子，

其中所述输入电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力，其中所述输出电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力，并且其中所述多个电路端子中的至少一个支持交流电电力并且同时所述多个电路端子中的至少一个支持直流电电力。

2.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，进一步包含被配置成电连接到所述直流电总线的所述正极端子和所述负极端子的外部直流电总线端子。

3.根据权利要求2所述的可配置电力转换器，其中所述外部直流电总线端子安装到所述底座。

4.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，其中所述多个电开关中的每一个包含具有栅极和二极管的晶体管，其中所述控制器被配置成通过将电力提供到每个晶体管的所述栅极来操作所述多个电开关。

5.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，其中所述多个电路端子中的至少一个被配置成支持三相交流电电力。

6.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，其中所述多个电路端子的第一输出电路端子支持直流电电力，并且其中所述多个电路端子的第二输出电路端子支持交流电电力。

7.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，进一步包含电连接到所述多个电路端子中的每一个的多个可互换电滤波器元件。

8.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，进一步包含多个电支路，所述电支路各自包含所述多个电开关中的至少两个，其中所述多个电支路中的每一个电连接到所述直流电总线的所述正极端子和所述负极端子，并且其中所述多个电路端子中的每一个电连接到所述多个电支路中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的可配置电力转换器，其中所述多个电支路中的每一个的所述多个电开关中的所述至少两个串联连接，并且其中所述多个电路端子中的每一个电连接到在所述相应电开关之间的所述多个电支路中的所述至少一个。

10.根据权利要求1所述的可配置电力转换器，进一步包含被配置成储存第一组设定和第二组设定的存储器，其中所述第一组设定基于自制造商的用户接口接收的用户输入而储存于所述存储器中，并且其中所述第二组设定基于自客户用户接口接收的用户输入而储存于所述存储器中。

11.根据权利要求10所述的可配置电力转换器，其中所述第一组设定包括用于所述多个电路端子中的每一个的可操作电压范围和可操作电流范围，并且其中所述第二组设定包括用于所述多个电开关中的每一个的限定的电压范围和限定的电流范围，其中所述限定的电压范围在所述可操作电压范围内，并且其中所述限定的电流范围在所述可操作电流范围内。

12.根据权利要求11所述的可配置电力转换器，其中所述多个电路端子中的每一个的所述可操作电压范围对应于由与所述多个电路端子中的相应一个相关联的硬件支持的电压范围，并且其中所述多个电路端子中的每一个的所述可操作电流范围对应于由与所述多个电路端子中的相应一个相关联的硬件支持的电流范围。

13.根据权利要求10所述的可配置电力转换器，其中所述第二组设定包括所述多个电路端子中的哪些为输入电路端子和哪些为输出电路端子的指示。

14.一种用于操作电力转换器的方法，所述方法包含：

由控制器检测多个电路端子的存在和多个电开关的存在；

通过所述控制器确定所述多个电路端子中的哪些为输出电路端子和所述多个电路端子中的哪些为输入电路端子；

通过所述控制器确定用于所述多个电路端子中的每一个的最大电压限值和最大电流限值；以及

操作所述多个电开关以将电力从自所述输入电路端子接收的电源提供到直流电总线，并且将电力从所述直流电总线的电源提供到所述输出电路端子，

其中所述操作所述多个电开关不包括使得电压超出用于所述多个电路端子中的相应一个的所述最大电压限值，或使得电流超出用于所述多个电路端子中的相应一个的所述最大电流限值，

其中所述输入电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力，并且其中所述输出电路端子可各自支持交流电电力或直流电电力。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个电路端子中的至少一个被配置成支持三相交流电电力。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个电路端子的第一输出电路端子支持直流电电力，并且其中所述多个电路端子的第二输出电路端子支持交流电电力。

17.根据权利要求14所述的方法，进一步包含确定第一电开关不与所述多个电路端子中的任一个相关联，并且其中所述操作所述多个电开关不包括使得所述第一电开关打开。

18.根据权利要求14所述的方法，进一步包含：

从制造商的计算装置接收包含所述最大电压限值和所述最大电流限值的第一组设定；以及

从客户的计算装置接收包含用户电压限值和用户电流限值的第二组设定，

其中所述操作所述多个电开关不包括使得电压超出用于所述多个电路端子中的相应一个的所述用户电压限值，或使得电流超出用于所述多个电路端子中的相应一个的所述用户电流限值。

19.根据权利要求14所述的方法，进一步包含

从多个传感器接收用于所述多个电路端子中的每一个的电压的指示和电流的指示；

通过所述控制器将所述电压的所述指示与用于所述多个电路端子中的相应一个的所述最大电压限值进行比较；以及

通过所述控制器将所述电流的所述指示与用于所述多个电路端子中的相应一个的所述最大电流限值进行比较，

其中所述操作所述多个电开关至少部分地基于所述电压的所述指示与所述最大电压限值的所述比较，并且基于所述电流的所述指示与所述最大电流限值的所述比较。

20.根据权利要求14所述的方法，进一步包含监测所述直流电总线的所述电压，其中所述操作所述多个电开关包含维持所述直流电总线的恒定电压。

Images