CN111130324A - 带有无源升压器的可重新配置的市电输入 - Google Patents

带有无源升压器的可重新配置的市电输入 Download PDF

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CN111130324A CN201911059141.XA CN201911059141A CN111130324A CN 111130324 A CN111130324 A CN 111130324A CN 201911059141 A CN201911059141 A CN 201911059141A CN 111130324 A CN111130324 A CN 111130324A
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Abstract

本文提供了针对运输气候控制系统的具有无源升压器的可重新配置的市电的方法和系统。运输气候控制系统包括无源升压电路。该系统还包括控制器，控制器被配置为确定无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个。当无源升压电路连接到第一市电时，控制器指示无源升压电路以第一配置运行；并且当无源升压电路连接到第二市电时，控制器指示无源升压电路以第二配置运行。该系统还包括诸如马达的负载。负载可以驱动诸如压缩机、风扇等设备。负载连接到无源升压电路，并被配置为从无源升压电路接收电力。

Description

带有无源升压器的可重新配置的市电输入
技术领域
本公开总体上涉及针对运输气候控制系统的能源管理。更具体地，本公开涉及针对运输气候控制系统的用于管理和控制从不同类型的市电电源接收的电力的方法和系统。
背景技术
运输气候控制系统可以包括例如运输制冷系统(TRS)和/或加热、通风和空调(HVAC)系统。TRS通常用于控制运输单元(例如卡车、集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱等)、棚车、半挂牵引车、公共汽车或其他类似的运输单元)货物空间内的环境条件(例如温度、湿度、空气质量等)。TRS可以维持货物空间的环境条件以维护货物(例如农产品、冷冻食品、药品等)。在一些实施例中，运输单元可以包括HVAC系统，以控制车辆的乘客空间内的气候。
发明内容
电气化要求等法规导致更多电气化系统，对发动机的依赖性降低。这样，市电(岸电)被更频繁地用于给包括例如切换(或辅助)电池的电气系统充电或供电。在一些情况下，当运输单元越过国界线时，不同国家/地区的可用市电可能会有所不同(例如，一些国家/地区可能具有220伏特的市电，而其他国家/地区可能具有110伏特的市电)。
通常，对于具有可用市电选项(例如，用户可以在110V市电接入选项或220V市电接入选项之间进行选择)的运输气候控制系统，需要订购特定的工厂选项，其意味着具有不同的电气部件设计，例如马达和/或马达保护和安装套件的设计(例如插头和/或插座的设计)，这具体取决于市电的电压、相位和频率和/或电气部件。本文描述的实施例可以允许用户具有可以接受任一市电选项(110V或220V(或230V/460V，230V/400V等))的单一配置(例如，电气部件设计)。本文描述的实施例可以允许连接到不同的市电电源，而不需要不同的电气部件和/或固定布线。应当理解，适配器插头或不同的连接线可以用于连接到不同的市电电源(110V或230V等)。
在一个实施例中，提供了一种运输气候控制系统。所述系统包括无源升压电路。所述系统还包括控制器，控制器被配置为确定无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个。当无源升压电路连接到第一市电时，控制器指示无源升压电路以第一配置运行；并且当无源升压电路连接到第二市电时，控制器指示无源升压电路以第二配置工作。所述系统还包括负载(例如，马达，备用马达等)。负载可以驱动诸如压缩机之类的设备。负载连接到无源升压电路，并被配置为从无源升压电路接收电力。当无源升压电路连接到第一市电时，无源升压电路被配置为使用来自第一市电的第一电压驱动负载。当无源升压电路连接到第二市电时，无源升压电路被配置为对来自第二市电的第二电压进行升压，并且无源升压电路被配置为使用升压后的电压驱动负载。第一电压大于第二电压。应当理解，可以使用DC/AC逆变器。还应当理解，无源升压电路可以整流电压以驱动负载/为负载供电，负载是例如DC电机、电换向马达(ECM)、AC电机(如AC马达)(具有DC/AC逆变器)等。
在另一个实施例中，提供了一种针对运输气候控制系统的用于管理多个市电电源的方法。所述方法包括：控制器确定无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个。所述方法还包括：当无源升压电路连接到第一市电时，控制器指示无源升压电路以第一配置运行；并且当无源升压电路连接到第二市电时，控制器指示无源升压电路以第二配置运行。所述方法还包括：当无源升压电路连接到第一市电时，无源升压电路使用来自第一市电的第一电压驱动负载。所述方法还包括：当无源升压电路连接到第二市电时，无源升压电路对来自第二市电的第二电压进行升压，并使用升压后的电压驱动负载。此外，所述方法包括：通过负载驱动诸如压缩机的设备。第一电压大于第二电压。
通过考虑以下详细描述和附图，其他特征和方面将变得清楚。
附图说明
参考形成本公开的一部分的附图，这些附图示出了可以实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
图1A示出了根据一个实施例的具有前壁安装的车辆驱动的运输制冷单元的卡车的侧视图。
图1B示出了根据一个实施例的具有多温度运输制冷系统的冷藏运输单元的示意性截面侧视图。
图1C示出了根据一个实施例的具有APU的车辆的透视图。
图1D示出了根据一个实施例的APU的前透视图。
图1E示出了根据一个实施例的具有车顶安装的车辆驱动的运输制冷单元的货车的侧视图。
图2A示出了根据一个实施例的用于运输气候控制系统的可重新配置的市电输入系统的框图示意图。
图2B示出了根据一个实施例的反电动势电压与设备速度之间的关系图。
图2C示出了根据一个实施例的设备的运行曲线。
图3A示出了根据一个实施例的停用的无源升压器电路300。
图3B示出了根据一个实施例的激活的无源升压器电路300。
图4A和图4B示出了根据一个实施例的无源升压器电路(倍增器)的其他实施例。
图5A和5B示出了根据一个实施例的无源升压器电路(三倍器)的实施例。
图6A和6B示出了根据一个实施例的无源升压器电路(四倍器)的实施例。
图7是示出根据一个实施例的针对运输气候控制系统的用于控制从不同类型的市电电源接收的电力的方法的流程图。
贯穿全文，相同的参考数字表示相同的部分。
具体实施方式
本公开总体上涉及针对运输气候控制系统的能源管理。更具体地，本公开涉及针对运输气候控制系统的用于管理和控制从不同类型的市电电源接收的电力的方法和系统。
本文描述的实施例可以允许用户具有可以接受任一市电选项(110V或220V)的单一配置(例如，电气部件设计)。特别地，本文描述的实施例可以允许连接到不同的市电电源，而不需要不同的电气部件和/或固定布线。
图1A示出了温度受控的单体卡车11，其包括用于运送货物的经调节的装载空间12。运输制冷单元(TRU)14安装到装载空间12的前壁16。通过控制器15控制TRU 14，以在装载空间12内提供温度控制。卡车11还包括车辆动力室18，其容纳诸如内燃机(例如，柴油发动机等)的原动机21，原动机21提供动力以移动卡车11和操作TRU 14。在一些实施例中，原动机21可以与可选的机器22(例如，交流发电机)结合工作来操作TRU 14。在一个实施例中，TRU 14包括车辆电气系统。而且，在一些实施例中，卡车11可以是由原动机21与电池电源组合提供动力的混合动力车辆，或者可以是原动机21被替换为电源(例如电池电源)的电动卡车。在一些实施例中，卡车11可以是电动车辆。
尽管图1A示出了温度受控的单体卡车11，但是应当理解，本文所述的实施例还可应用于任何其他类型的运输单元，包括但不限于集装箱(例如，平板车上的集装箱、联运集装箱等)、棚车或其他类似的运输单位。应当理解，当停靠时，在装载/卸载期间和/或在装载之前，TRU可以使用市电(以降低装载空间中的温度)。
图1B示出了用于TU 125的MTRS 100的一个实施例，其可以例如由牵引车(未示出)拖曳。MTRS 100包括在TU 125的内部空间150内提供环境控制(例如温度、湿度、空气质量等)的TRU 110。MTRS 100还包括MTRS控制器170和一个或多个传感器(例如霍尔效应传感器、电流传感器等)，这些传感器被配置为测量MTRS 100的一个或多个参数(例如环境温度、压缩机吸入压力、压缩机排气压力、送风温度、回风温度、湿度等)，并将参数数据传递给MTRS控制器170。MTRS 100由动力模块112提供动力。TRU 110设置在TU 125的前壁130上。在其他实施例中，应当理解，TRU 110可以设置在例如TU 125的车顶126或另一壁上。
在一些实施例中，MTRS 100可以包括底座单元113。在一些实施例中，底座单元113可以是可以在TU 125的内部空间150内提供环境控制(例如，温度、湿度、空气质量等)的TRU。底座单元113可以与TRU 110组合工作以提供冗余或可以代替TRU 110。此外，在一些实施例中，底座单元113可以是动力模块，其包括例如可以为TRU 110供电的发电机。
可编程MTRS控制器170可以包括单个集成控制单元，或者可以包括TRS控制元件的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文所述原理的特定应用。MTRS控制器170被配置为控制MTRS 100的操作。
如图1B中所示，动力模块112设置在TRU 110中。在其他实施例中，动力模块112可以与TRU 110分离。而且，在一些实施例中，动力模块112可以包括设置在TRU 110内或外的两个或多个不同的动力源。在一些实施例中，动力模块112可包括原动机、电池、交流发电机、发电机、太阳能电池板、燃料电池、市电等中的一个或多个。另外，原动机可以是内燃机或微型涡轮发动机，并且可以作为两速原动机、变速原动机等来运行。动力模块112可以向例如MTRS控制器170、压缩机(未示出)、多个DC(直流)部件(未示出)、动力管理单元(未示出)等提供动力。DC部件可以是MTRS 100的需要DC电力进行工作的附件或部件。DC部件的示例可以包括例如用于冷凝器风扇或蒸发器鼓风机的DC风扇马达(例如，电换向马达(ECM)，无刷DC马达(BLDC)等)、燃料泵、排水管加热器、电磁阀(例如控制器脉冲控制阀)等。
动力模块112可以包括用于向多个DC部件(未示出)、动力管理单元(未示出)等提供DC电力的DC电源(未示出)。DC电源可以从例如市电电源(例如市电等)、与发电机(例如，皮带驱动的交流发电机、直接驱动的发电机等)耦合的原动机(例如，诸如柴油机的内燃机等)等接收机械力和/或电力。例如，在一些实施例中，由柴油机产生的机械能通过发电机被转换为电能。然后，通过皮带驱动的交流发电机产生的电能通过例如双向电压转换器被转换为DC电力。双向电压转换器可以是双向多电池电压转换器。
内部空间150可以被划分为多个区152。术语“区”是指内部空间150由壁175分隔开的区域的一部分。应当理解，本文公开的本发明也可以用在单区TRS中。
用于TU 125的MTRS 100包括TRU 110和多个远程蒸发器单元180。在一些实施例中，HVAC系统可以由辅助动力单元(APU，见图1C和1D)提供动力。当TU 125的主原动机关闭时，例如当驾驶员将TU 125停放较长时间以休息时，可以操作APU。APU可以提供例如运行次级HVAC系统的动力，以向TU 125的车厢提供经调节的空气。APU还可提供动力以运行车厢内的车厢附件，例如电视、微波炉、咖啡机、冰箱等。APU可以是机械驱动的APU(例如，原动机驱动)或电驱动的APU(例如，电池驱动)。
牵引车包括用于向牵引车、MTRS 100和/或TU 125的电负载供电的车辆电气系统。
图1C示出了根据一个实施例的车辆10。车辆10是半挂牵引车，用于将存储在货物隔室(例如，集装箱、拖车等)中的货物运输到一个或多个目的地。在下文中，术语“车辆”将用来代表所有这样的牵引车和卡车，并且不应解释为将本发明的应用仅限于牵引车-拖车组合中的牵引车。在一些实施例中，车辆10可以是例如单体卡车、货车等。
车辆10包括初级动力源20、限定睡眠部分30和驾驶部分35的车厢25、APU元件(以下称为APU)40以及多个车辆附件部件45(例如，电子通信设备、车厢灯、初级和/或次级HVAC系统、初级和/或次级HVAC风扇、用于车辆10的窗户/挡风玻璃的遮阳帘、车厢附件等)。经由驾驶员侧门(未示出)和乘客侧门32可进入车厢25。车厢25可以包括初级HVAC系统(未示出)和次级HVAC系统(未示出)，初级HVAC系统可以被配置为在驾驶部分35内并且可能在整个车厢25内提供经调节的空气，次级HVAC系统用于在车厢25的睡眠部分30内提供经调节的空气。车厢25还可包括多个车厢附件(未示出)。车厢附件的示例可以包括例如冰箱、电视、视频游戏机、微波炉、设备充电站、连续气道正压(CPAP)机、咖啡机、用于向睡眠部分30提供经调节的空气的次级HVAC系统。
初级动力源20可以提供足够的动力以操作(例如，驾驶)车辆10以及多个车辆附件部件45和车厢附件部件47中的任何一个。初级动力源20还可以向初级HVAC系统和次级HVAC系统提供动力。在一些实施例中，初级动力源可以是原动机，例如，内燃发动机(例如，柴油发动机等)。
当初级动力源20不可用时，APU 40是车辆10的次级动力单元。例如，当初级动力源20不可用时，APU 40可以配置为向车辆附件部件、车厢附件、初级HVAC系统和次级HVAC系统中的一个或多个提供动力。在一些实施例中，APU 40可以是电动APU。在其他实施例中，APU40可以是由原动机提供动力的APU。可以使用任何附接方法将APU 40附接至车辆10。在一些实施例中，可以由车辆10的乘员(例如，驾驶员或乘客)打开(即，激活)或关闭(即，停用)APU40。APU 40通常不提供用于操作(例如，驾驶)车辆10的足够动力。APU 40可以由APU控制器41控制。
图1D示出了根据一个实施例的可以与车辆(例如，图1C中所示的车辆10)一起使用的APU(例如，电动APU)140。应当理解，APU 140可以是柴油APU。APU 140包括多个能量存储元件60，每个能量存储元件耦合到多个转换器70之一。转换器70可以将由APU 140产生的电力(例如，AC或DC电力)提供给一个或多个车厢附件、初级HVAC系统和次级HVAC系统。次级HVAC系统可以将经调节的空气提供给车厢的睡眠部分(例如，图1C所示的车厢25的睡眠部分30)。能量存储元件60可以是例如电池组、燃料电池等。在一些实施例中，APU 140可以由车辆的乘员(例如，驾驶员或乘客)打开或关闭。例如，当车辆的初级动力源关闭时，乘员可以打开APU 140以提供存储在能量存储元件60中的动力。应当理解，本文描述的实施例也可以与由原动机提供动力的APU一起使用。
在一些实施例中，APU(例如，如图1C所示的APU 40和/或如图1D所示的APU 140)包括车辆电气系统。
图1E示出了温度受控的货车80，该货车80包括用于运送货物的经调节的装载空间82(或内部空间)。运输制冷单元(TRU)85安装到装载空间82的车顶84。通过控制器83控制TRU 85，以在装载空间82内提供温度控制。货车80还包括车辆动力室86，其容纳提供动力以使货车80移动并操作TRU 85的原动机87，例如内燃机(例如，柴油发动机等)。在一些实施例中，原动机87可以与可选的机器88(例如，交流发电机)结合工作来操作TRU 85。在一个实施例中，TRU 85包括车辆电气系统。另外，在一些实施例中，货车80可以是由原动机87结合电池电源提供动力的混合动力汽车，也可以是原动机87被替换为电源(例如电池电源)的电动卡车。
图2示出了根据一个实施例的用于运输气候控制系统的可重新配置的市电输入系统200的框图示意图。
如图2所示，系统200包括控制器205。控制器205可以是图1A-1E的控制器中的任何一个。系统200还包括市电接口210。市电接口210可以与市电(未示出)接口，从而市电可以向系统200提供电力(例如，充电和/或供电)。系统200还包括无源升压器215。无源升压器215通过市电接口210接收来自市电的输入电压。在一个实施例中，系统200可以包括电压传感器(未示出)。控制器205可以经由例如电压传感器测量来自市电的输入电压。取决于来自市电的输入电压，控制器205可以控制/配置无源升压器215以升压(或不升压)来自市电的输入电压。
无源升压器215将电压输出到系统200的负载225。负载225可以是DC负载或AC负载。在一个实施例中，从无源升压器215输出的电压是整流电压，并且该整流电压可以用于驱动例如DC负载225(例如，驱动压缩机的DC马达驱动器)。在另一个实施例中，从无源升压器215输出的电压是整流电压，并且该整流电压可以用于驱动例如AC负载225(例如，变速电机、驱动压缩机的AC马达驱动器、压缩机、马达、马达风扇等)。控制器205可以控制和/或配置逆变器220和/或负载225。应当理解，在一个实施例中，当负载225是DC负载(例如，电换向机器“ECM”)，系统200不具有逆变器220(或旁路逆变器220)。在这样的实施例中，如果来自无源升压器215的电压不足以驱动负载，则可能需要DC/DC升压转换器。
在一个实施例中，负载225可以是例如压缩机马达。该压缩机可以是变速(例如，二速)压缩机或可变负载压缩机。对于可变负载压缩机，可以使用电动节气门(ETV)，例如，通过控制进入压缩机的制冷剂量，来卸载压缩机，而无需改变压缩机速度。应当理解，膨胀阀(EV)也可以用于控制进入蒸发器的制冷剂的量，其本质上控制返回到压缩机的制冷剂的量。
通常，压缩机被设计并接线为在特定电压下工作。例如，一些压缩机被制成由220V或230V输入电压驱动。当压缩机以高速运行时，相关联的反电动势(即反电动势或逆电动势)可能接近该特定电压。例如，对于230V的压缩机，当压缩机以一定的高速运行时，相关联的反电动势可以约为190V(接近230V)。这样的反电动势(例如190V)与110V输入电压不兼容(即230V压缩机不能在110V输入电压下运行)——无法将电流从低压源馈入更高电压。
因此，对于230V的压缩机，如果只有110V的市电可用，则在没有可重新配置的升压器的情况下，压缩机无法在市电下充分运行。在这种情况下，用户可能必须选择特定的输入电压(针对特定的市电)，并选择不同的马达和/或其他电气部件以满足特定的输入电压(即，系统必须针对特定的市电选项进行设计，并且一旦构建系统，用户就无法轻松地更改为其他配置)。例如，如果马达(例如，用于压缩机的马达)以其被设计的较低(输入)电压运行，则马达可能会限制在次优速度。在次优速度下，制冷系统的性能也可能受到限制。如果(输入)电压可以被升压，则马达可以达到其速度范围的上限，因为(输入)电压高于升高的反电动势。应当理解，当压缩机以例如单相低输入电压运行时，压缩机的运行速度受到限制。压缩机仍然能够以降低的功率继续运行。需要额外的电压来满足机器(例如电动机)的反电动势要求，以使压缩机以足够高的速度旋转。应当理解，在一个实施例中，诸如DC/DC转换器升压电路的有源升压器电路或具有升压电感器的逆变器可以用于对输入电压进行升压。
在操作中，控制器205可以经由例如传感器(未示出)来确定负载225(例如，压缩机马达)的工作电压。控制器205还可以经由例如电压传感器(未示出)来测量来自市电接口(最终来自市电)的输入电压。来自市电的输入电压可以是例如110VAC单相、120VAC单相、220VAC单相、240VAC单相、230VAC三相、460VAC三相等。应当理解，对于三相输入，可能已经有足够的电力(即，电力对于系统运行而言不是一个大问题)。还应当理解，(无源升压器215的)实现方式对于单相和三相输入将是相同/相似的，其中三相输入将需要更多的二极管和更多的电容器。
如果控制器205确定来自市电的输入电压不足以驱动负载/给负载225供电(例如，输入电压不能满足压缩机以一定速度运行的反电动势要求)，则控制器205可以控制无源升压器215以对来自市电的输入电压进行升压以驱动负载225/给负载225供电(即，激活/启用无源升压器215)。如果控制器205确定来自市电的输入电压足以驱动负载225/给负载225供电，则控制器205可以控制无源升压器215不对来自市电的输入电压进行升压(即，停用/禁用无源升压器215)。
在一实施例中，无源升压器215可以是无源倍压器。在另一个实施例中，无源升压器215可以是无源电压三倍器。在又一个实施例中，无源升压器215可以是无源电压四倍器。
图2B示出了根据一个实施例的反电动势电压与设备速度之间的关系图260。在这样的实施例中，设备可以是例如压缩机、风扇等。如图2B所示，水平坐标表示设备的速度。垂直坐标表示与设备的速度(例如，单位“每分钟的转数”)相对应的反电动势电压(单位伏特)。在这样的实施例中，该设备可以是例如230V AC/DC(或460V AC/DC等)压缩机或风扇等。应当理解，在图2B中，当速度低于特定速度(例如，在5700RPM左右)时，速度与反电动势电压之间的关系由速度常数定义。当设备的速度超过特定速度时，对于230V压缩机或风扇等，相应的反电动势电压可以恒定(例如，在190V左右)。
图2C示出了根据一个实施例的设备的运行曲线280。在这样的实施例中，设备可以是例如压缩机、风扇等。如图2C所示，运行曲线280表示设备的操作边界。当DC母线电压升高(例如，通过图2A的无源升压器215)时，运行曲线可以右移，并且设备可以更高的速度和/或转矩进行操作(请参见将运行曲线280向右移动(虚线曲线)的水平箭头)。
图3A示出了根据一个实施例的停用的无源升压器电路300。应当理解，停用的无源升压器电路300可以被定义为没有电压倍增器/升压器配置的无源整流器电路。
应当理解，“无源电压升压器电路”是指仅包括无源元件的升压器电路。无源元件是不产生电能，而是耗散、存储和/或释放电能的电气部件。无源元件包括电阻器、电容器、电感器、变压器(可以提高电压或电流但不能增加功率)、二极管(当它们不具有负差分电阻时)等。也应当理解“无源升压器电路”表示升压器电路不包含任何有源元件。有源元件是为电路供电的元件。有源元件包括例如电压源和电流源、发电机、晶体管等。例如，与有源升压器电路不同，无源升压器电路不包括晶体管或MOSFET。
如图3A所示，无源升压器电路300包括无源整流器。无源整流器314包括二极管310、311、312和313。升压器电路300还包括配置开关315和320。应当理解，开关可以是继电器和/或接触器。升压器电路300还包括电容器325和326。电源305(不是升压器电路300的一部分)可以向升压器电路300供电。升压器电路300可以向负载380(不是升压器电路300的一部分)输出电力。
在图3A中，电源305的第一端连接到二极管310的第二端和二极管311的第一端。电源305的第二端连接开关315的第一端。开关315的第二端连接到二极管312的第二端和二极管313的第一端。二极管311的第二端和二极管313的第二端连接到电容器325的第一端和负载380的第一端。二极管310的第一端和二极管312的第一端连接到电容器326的第二端和负载380的第二端。开关315的第一端和电源305的第二端连接到开关320的第一端。开关320的第二端连接到电容器325的第二端和电容器326的第一端。
控制器(例如图2的控制器205)可以控制开关315和320。如果控制器确定(例如，通过电压传感器)来自市电的输入电压(例如220VAC或230VAC)足以驱动负载/为负载供电(例如，工厂标准的电动马达，例如230VAC/460VAC压缩机马达)，则控制器205可以控制无源升压器300不对来自市电的输入电压进行升压(即，停用/禁用无源升压器300)。即，由控制器经由开关315和320停用无源升压器电路300。如图3A所示，开关315闭合(连接、接通)，并且开关320断开(断连，关断)。
应当理解，图3A中的无源升压器电路300是无源倍压器。无源倍压器例如由控制器(诸如图2的控制器205)停用，该控制器指示开关315闭合并且指示开关320断开。在这种情况下，当来自电源305的输入电压是Vin(均方根值)时，可以将到负载380的输出电压整流为Vin(称为Vlink＝Vin*sqrt(2))。控制器(诸如图2的控制器205)可以控制无源升压器电路300不对整流后的Vin进行升压(在这种情况下不加倍)。应当理解，二极管(例如，二极管310、311、312和313)可能会稍稍降低电压，但是该降低通常被认为是微不足道的。应当理解，整流后的Vin是稳定的电压，并且可以为压缩机驱动模块(CDM)提供DC链路。
应当理解，电路300的尺寸可以确定为使得电容器(例如，电容器325和/或326)的电容值与在运输气候控制系统中使用的其他电容器(例如，启动和运行电容器)相同。还应当理解，这种类型的电容器的成本非常低。应当理解，无源升压器通常不用于运输气候控制行业，因为它们不那么可靠(例如，因为无源升压器中使用的电容器不可靠并且需要更换)。应当理解，在本文描述的实施例中，无源升压器中的电容器(例如电容器325和/或326)可以具有大尺寸和/或大电容(例如，大约10mf或更大)。这种类型的电容器的可靠性可能降低，并且可以视为维护项目。例如，电容器(诸如电容器325和/或326)可以为大约15,000uf(15mf)。应当理解，在无源升压器中使用这种类型的电容器给用户增加了微不足道的维护(即，这种电容器被包括在具有运输气候控制系统的车辆的可维修部分中)，但是与其他解决方案(例如在有源升压器中使用MOSFET等)相比大大降低了制造成本。
应当理解，无源升压器电路300对于低成本市场可能是有益的。在一种模式(升压模式或非升压模式)中，无源开关(例如开关315和320)可以是完全数字的(即，仅开或关，没有脉冲宽度调制)。与通常使用MOSFET开关的有源升压器电路不同，无源升压器电路300不需要在一种模式(升压模式或非升压模式)期间进行有源开关，制造成本较低，不需要控制器额外控制任何MOSFET开关，并且不需要频繁地对任何附件进行开/关切换。与有源升压器电路不同，无源升压器电路可以具有成本效益，并且可以为逆变器提供高压DC链路，而不会产生开关损耗。
图3B示出了处于激活配置的激活的无源升压器电路300。应当理解，被激活的无源升压器电路300可以被定义为具有电压倍增器/升压器配置的无源整流器电路。除了开关315断开并且开关320闭合之外，升压器电路300与图3A所示的升压器电路300相同。
应当理解，图3B中的无源升压器电路300是无源倍压器。无源倍压器由例如控制器(例如，图2的控制器205)通过断开开关315和闭合开关320来激活。在这种情况下，当来自电源305的输入电压是Vin时，负载380的输出电压可以是整流后的Vin的两倍(称为Vlink＝Vin*sqrt(2)*2)。控制器(诸如图2的控制器205)可以控制无源升压器电路300以对整流后的Vin进行升压(在这种情况下为两倍)。
还应当理解，如果控制器确定来自市电的输入电压(例如110VAC或120VAC)不足以驱动负载/为负载供电(例如，输入电压不能满足230V/460V三相压缩机/马达以一定速度运行的反电动势要求)，则控制器可以控制无源升压器300以对来自市电的输入电压进行升压，以驱动负载/为负载供电(即通过开关315和320激活/启用无源升压器)。
应当理解，当对电压进行升压时，由于功率(例如，来自市电的输入功率)是恒定的，因此与(例如，来自市电的)输入电流相比，来自无源升压器电路300的输出电流可能更低。在这种情况下，例如，当运输气候控制系统连接到低压市电并对电压进行升压时，负载380(例如，压缩机马达)仍可以运行，但可能无法以其全部容量运行(即，以降低的操作(例如降低的负载和/或速度)运行)。在这种情况下，例如当运输气候控制系统连接到低压市电并且对电压进行升压时，运输气候控制系统可能不具有对辅助(切换)电池等充电的任何能力。还应理解，例如，当运输气候控制系统连接至低压市电(即，电压不足以运行负载/为供负载电)时，如果不对电压进行升压，则负载380(例如，压缩机马达)可能根本不能运转。
图4A和图4B示出了根据一个实施例的被配置为将输入电压Vin加倍的无源升压器电路400的其他实施例(也称为加倍电路)。
如图4A和4B所示，无源升压器电路400包括电容器410和420。应当理解，电容器410和420可以与图3A和3B的电容器325和326相同(或相似)。电路400还包括二极管415和425。电路400连接到提供输入电压Vin的电源405。电路400的输出电压Vout 480等于Vin的2倍。还应当理解，图4A和4B是以不同方式绘制的相同电路。
图5A和5B示出了根据一个实施例的被配置为将输入电压Vp增加三倍的无源升压器电路500的实施例(也称为三倍电路)。
如图5A和5B所示，无源升压器电路500包括电容器510、520和530。应当理解，电容器510、520和530可以与图3A和3B的电容器325和326相同(或相似)。电路500还包括二极管515、525和535。电路500连接到提供输入电压Vp的电源505。电路500的输出电压Vout 580等于Vp的3倍。还应当理解，图5A和5B是以不同方式绘制的相同电路。
图6A和6B示出了根据一个实施例的被配置为使输入电压Vp增加四倍的无源升压器电路600的实施例(也称为四倍电路)。
如图6A和6B所示，无源升压器电路600包括电容器610、620、630和640。应当理解，电容器610、620、630和640可以与图3A和3B的电容器325和326相同(或相似)。电路600还包括二极管615、625、635和645。电路600连接到提供输入电压Vp的电源605。电路600的输出电压Vout 680等于Vp的4倍。还应当理解，图6A和6B是以不同方式绘制的相同电路。
应当理解，在图4A-图6B中，未示出由控制器控制以激活或停用升压器的开关。还应当理解，类似地，通过添加更多的二极管和电容器以保持充电，升压器可以达到第n级。还应当理解，对于第n级的升压器，其使用受限于负载可从升压器中抽吸的最大电流。还应当理解，在图4A-图6B中，二极管可以是可选的。
图7是示出根据一个实施例的针对运输气候控制系统的用于控制从不同类型的市电电源接收的电力的方法700的流程图。
如图7所示，方法开始于705，其中诸如电压传感器(未示出)之类的设备检测来自市电电源的输入电压。方法进行到710。在710，控制器(例如，图2的控制器205)确定是否将无源升压电路(例如，图2的升压器215或图3的电路300)连接到第一市电(例如220VAC或230VAC)电源或第二市电(例如110VAC或120VAC)电源。控制器可以根据来自连接到控制器的设备的检测到的输入电压来确定市电电源。然后，当无源升压电路连接到第一市电电源时，方法进行到720，或者当无源升压电路连接到第二市电时，方法进行到730。
在720，控制器指示无源升压电路以第一配置(例如，非升压配置/模式)运行。在非升压配置中，控制器可以控制开关(例如图3的开关315和320)，以便无源升压电路不对来自第一市电电源的输入电压进行升压。然后方法进行到725。在725，无源升压电路使用来自第一市电的第一电压(例如，整流后的输入电压)驱动(直接或通过将DC电力转换为AC电力的逆变器)负载(例如，马达)。
在730，控制器指示无源升压电路以第二配置(例如，升压配置/模式)运行。在升压配置中，控制器可以控制开关(例如图3的开关315和320)，以便无源升压电路将来自第二市电电源的输入电压升压到升压后的电压。然后方法进行到735。在735，无源升压电路使用升压后的电压(例如，整流后的输入电压的两倍)来驱动(直接或通过将DC电力转换为AC电力的逆变器)负载(例如，马达)。
方法从725或735进行到740。在740，负载使用来自无源升压电路的输出电压驱动设备(压缩机、风扇等)。
应当理解，在一个实施例中，市电电源可能具有非常低的电压，使得升压后的电压不足够高以驱动(直接或者通过将DC电力转换成AC电力的逆变器)负载(例如，马达)。在这样的实施例中，基于检测到的低输入电压，控制器可以向用户/系统发出警报，和/或始终对输入电压进行升压，和/或指示系统与市电电源断开连接。
还应理解，在一个实施例中，市电电源可能具有非常高的电压，使得输入电压本身或升压后的电压超过运行(直接或者通过将DC电力转换成AC电力的逆变器)负载(例如，马达)的安全阈值。在这样的实施例中，基于检测到的高输入电压，控制器可以向用户/系统发出警报，和/或仅在一定百分比的时间内对输入电压进行升压，和/或指示系统与市电电源断开连接。
各个方面：
应当理解，方面1-8和9-16中的任何方面都可以进行组合。
方面1.一种运输气候控制系统，包括：
无源升压电路；
控制器，被配置为确定所述无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个，当所述无源升压电路连接到第一市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第一配置运行；并且当所述无源升压电路连接到第二市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第二配置运行；以及
负载，连接到所述无源升压电路并且被配置为从所述无源升压电路接收电力，
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述无源升压电路被配置为使用来自所述第一市电的第一电压驱动所述负载；
当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述无源升压电路被配置为对来自所述第二市电的第二电压进行升压，并且使用升压后的电压驱动所述负载，
其中所述第一电压大于所述第二电压。
方面2.根据方面1所述的系统，其中所述第一电压等于所述第二电压的两倍。
方面3.根据方面1或方面2所述的系统，其中所述无源升压电路包括倍压器部分，所述倍压器部分被配置为当所述无源升压电路连接到所述第二市电时对所述第二电压进行升压。
方面4.根据方面1-3中任一项所述的系统，其中所述无源升压电路包括开关，以及
其中当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述控制器被配置为关断所述开关，从而使用所述第一电压来驱动所述负载。
方面5.根据方面1-4中任一项所述的系统，其中所述无源升压电路包括开关，以及
其中当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述控制器被配置为接通所述开关，从而对所述第二电压进行升压并且使用升压后的电压驱动所述负载。
方面6.根据方面1-5中的任一项所述的系统，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，以及
其中当所述无源升压电路连接至所述第一市电时，所述输入电压是所述第一电压，所述输出电压是所述第一电压的整流电压，并且使用所述输出电压驱动所述负载。
方面7.根据方面1-6中任一项所述的系统，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，以及
其中当所述无源升压电路连接至所述第二市电时，所述输入电压是所述第二电压，所述输出电压是升压后的电压的整流电压，并且使用所述输出电压驱动所述负载。
方面8.根据方面7所述的系统，其中所述升压后的电压的整流电压等于所述第一电压的整流电压。
方面9.一种针对运输气候控制系统的用于管理多个市电电源的方法，所述方法包括：
控制器确定无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个；
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第一配置运行；并且当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第二配置运行；
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述无源升压电路使用来自所述第一市电的第一电压驱动负载；
当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述无源升压电路对来自所述第二市电的第二电压进行升压并使用升压后的电压驱动所述负载，
其中所述第一电压大于所述第二电压。
方面10.根据方面9所述的方法，其中所述第一电压等于所述第二电压的两倍。
方面11.根据方面9或方面10所述的方法，其中所述无源升压电路包括倍压器部分，当所述控制器确定所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述倍压器部分对所述第二电压进行升压。
方面12.根据方面9-11中任一项所述的方法，其中所述无源升压电路包括开关，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述控制器关断所述开关，从而使用所述第一电压驱动所述负载。
方面13.根据方面9-12中任一项所述的方法，其中所述无源升压电路包括开关，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述控制器接通所述开关，从而对所述第二电压进行升压，并且使用升压后的电压驱动所述负载。
方面14.根据方面9-13中的任一项所述的方法，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，使用所述输出电压驱动所述负载，其中所述输入电压是所述第一电压，并且所述输出电压是所述第一电压的整流电压。
方面15.根据方面9-14中任一项所述的方法，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接至所述第二市电时，使用所述输出电压驱动所述负载，其中所述输入电压是所述第二电压，并且所述输出电压是升压后的电压的整流电压。
方面16.根据方面15所述的方法，其中所述升压后的电压的整流电压等于所述第一电压的整流电压。
在本说明书中使用的术语旨在描述特定实施例，而不旨在进行限制。除非另外明确指出，否则术语“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他更多特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件。
关于前面的描述，应当理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下，特别是在所采用的构造材料以及部件的形状、尺寸和布置方面进行细节的改变。本说明书和所描述的实施例仅是示例性的，本公开的真实范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (16)

1.一种运输气候控制系统，包括：
无源升压电路；
控制器，被配置为确定所述无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个，当所述无源升压电路连接到第一市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第一配置运行；并且当所述无源升压电路连接到第二市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第二配置运行；以及
负载，连接到所述无源升压电路并且被配置为从所述无源升压电路接收电力，
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述无源升压电路被配置为使用来自所述第一市电的第一电压驱动所述负载；
当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述无源升压电路被配置为对来自所述第二市电的第二电压进行升压，并且使用升压后的电压驱动所述负载，
其中所述第一电压大于所述第二电压。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电压等于所述第二电压的两倍。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述无源升压电路包括倍压器部分，所述倍压器部分被配置为当所述无源升压电路连接到所述第二市电时对所述第二电压进行升压。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述无源升压电路包括开关，以及
其中当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述控制器被配置为关断所述开关，从而使用所述第一电压来驱动所述负载。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述无源升压电路包括开关，以及
其中当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述控制器被配置为接通所述开关，从而对所述第二电压进行升压并且使用升压后的电压驱动所述负载。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，以及
其中当所述无源升压电路连接至所述第一市电时，所述输入电压是所述第一电压，所述输出电压是所述第一电压的整流电压，并且使用所述输出电压驱动所述负载。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，以及
其中当所述无源升压电路连接至所述第二市电时，所述输入电压是所述第二电压，所述输出电压是升压后的电压的整流电压，并且使用所述输出电压驱动所述负载。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述升压后的电压的整流电压等于所述第一电压的整流电压。
9.一种针对运输气候控制系统的用于管理多个市电电源的方法，所述方法包括：
控制器确定无源升压电路是否连接到第一市电和第二市电中的一个；
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第一配置运行；并且当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述控制器指示所述无源升压电路以第二配置运行；
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述无源升压电路使用来自所述第一市电的第一电压驱动负载；
当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述无源升压电路对来自所述第二市电的第二电压进行升压并使用升压后的电压驱动所述负载，
其中所述第一电压大于所述第二电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电压等于所述第二电压的两倍。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述无源升压电路包括倍压器部分，当所述控制器确定所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述倍压器部分对所述第二电压进行升压。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述无源升压电路包括开关，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，所述控制器关断所述开关，从而使用所述第一电压驱动所述负载。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述无源升压电路包括开关，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接到所述第二市电时，所述控制器接通所述开关，从而对所述第二电压进行升压，并且使用升压后的电压驱动所述负载。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接到所述第一市电时，使用所述输出电压驱动所述负载，其中所述输入电压是所述第一电压，并且所述输出电压是所述第一电压的整流电压。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述无源升压电路具有输入电压和输出电压，所述方法还包括：
当所述无源升压电路连接至所述第二市电时，使用所述输出电压驱动所述负载，其中所述输入电压是所述第二电压，并且所述输出电压是升压后的电压的整流电压。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述升压后的电压的整流电压等于所述第一电压的整流电压。
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