TWI685170B - Intelligent current control device - Google Patents
Intelligent current control device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI685170B TWI685170B TW108108362A TW108108362A TWI685170B TW I685170 B TWI685170 B TW I685170B TW 108108362 A TW108108362 A TW 108108362A TW 108108362 A TW108108362 A TW 108108362A TW I685170 B TWI685170 B TW I685170B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- current
- phase
- power
- power conversion
- control device
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
本發明係有關一種智能電流控制裝置,尤指一種雙向動態調整電動車的充放電電流的智能電流控制裝置。 The invention relates to an intelligent current control device, in particular to an intelligent current control device which dynamically adjusts the charging and discharging current of an electric vehicle in two directions.
在電動車充放電的應用中,因為電動車所需的電力較大,現行做法是給一路獨立的充電支路,以滿足電動車用的充電器所需的額定功率,因此,通常需要額外申請新的電力容量給電動車用的充電器所使用。但是,在某些應用場合中(例如個人住宅),欲在現有供電支路及已配定的額定功率下,加裝電動車充電器等大電力需求的負載,為了避免總使用電力超過額定功率,甚至進一步造成前端的斷路器跳脫,電力的供應會受到各供電支路的額定功率在扣掉既有負載使用的電力後,剩餘最小電力的那個支路所限制。因此,難以在有限的電力供應裡,將電力做最有效的運用,進一步降低電動車的充電時間,提昇使用者的便利性。另外,當電動車接上充電器時,電動車上所搭載的電池可以是一個電力來源,其可提供整個電力系統做電力調度使用。 In the application of electric vehicle charging and discharging, because the electric vehicle requires a large amount of power, the current practice is to provide an independent charging branch to meet the rated power required by the electric vehicle charger. Therefore, an additional application is usually required The new power capacity is used by electric vehicle chargers. However, in some applications (such as personal residences), if you want to install a load with a large power demand such as an electric vehicle charger under the existing power supply branch and the assigned rated power, in order to avoid the total power usage exceeding the rated power Even further cause the front-end circuit breaker to trip, and the power supply will be limited by the branch with the smallest remaining power after the rated power of each power supply branch is deducted from the power used by the existing load. Therefore, it is difficult to make the most effective use of power in a limited power supply, to further reduce the charging time of electric vehicles and improve user convenience. In addition, when the electric vehicle is connected to the charger, the battery mounted on the electric vehicle can be a source of power, which can provide the entire power system for power dispatching.
所以,如何設計出一種智能電流控制裝置,利用智能電流控制裝置分別獨立限制調整控制每一相單相電流的大小,最大化地利用原有設置的額定電力,乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。 Therefore, how to design an intelligent current control device, using the intelligent current control device to independently limit and adjust the size of each phase of single-phase current, to maximize the use of the original set rated power, is the creator of this case to overcome And to solve a major problem.
為了解決上述問題,本發明係提供一種智能電流控制裝置,以克服習知技術的問題。因此,本發明智能電流控制裝置對供電支路與負載進行電流控制,智能電流控制裝置包括:至少一電源轉換單元,由供電支路傳輸多個獨立相的單相電流,且根據獨立相的單相電流傳輸總充放電電力對負載進行充電或放電。及控制單元,耦接至少一電源轉換單元。其中,控制單元控制獨立相的各單相電流與供電支路中同一相的家用相電流合成的總相電流小於等於供電支路的額定相電流。 In order to solve the above problems, the present invention provides an intelligent current control device to overcome the problems of the conventional technology. Therefore, the intelligent current control device of the present invention performs current control on the power supply branch and the load. The intelligent current control device includes: at least one power conversion unit, which transmits a plurality of single-phase currents in independent phases by the power supply branch, and The phase current transmits the total charge and discharge power to charge or discharge the load. And a control unit, coupled to at least one power conversion unit. Wherein, the control unit controls the total phase current of each single-phase current of the independent phase and the household phase current of the same phase in the power supply branch to be less than or equal to the rated phase current of the power supply branch.
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明之目的、特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。 In order to further understand the technology, means and effects of the present invention to achieve the intended purpose, please refer to the following detailed description and drawings of the present invention. I believe the purpose, features and characteristics of the present invention can be obtained in depth and For specific understanding, the accompanying drawings are provided for reference and explanation only, and are not intended to limit the present invention.
100‧‧‧供電系統 100‧‧‧Power supply system
10‧‧‧供電支路 10‧‧‧Power supply branch
12‧‧‧斷路單元 12‧‧‧Breaking unit
14-1、14-2、14-3‧‧‧家用負載 14-1, 14-2, 14-3 ‧‧‧ household load
20、20’、20”‧‧‧智能電流控制裝置 20, 20’, 20”‧‧‧‧ Intelligent current control device
22-1、22-2、22-3‧‧‧第一電流偵測單元 22-1, 22-2, 22-3‧‧‧ first current detection unit
24、24’、24-1~24-n‧‧‧電源轉換單元 24, 24’, 24-1~24-n‧‧‧‧Power conversion unit
242-1、242-2、242-3‧‧‧轉換器 242-1, 242-2, 242-3‧‧‧Converter
244‧‧‧控制器 244‧‧‧Controller
246-1、246-2、246-3‧‧‧第二電流偵測單元 246-1, 246-2, 246-3 ‧‧‧ second current detection unit
248‧‧‧子控制器 248‧‧‧Sub-controller
26‧‧‧電力偵測單元 26‧‧‧Power detection unit
28‧‧‧控制單元 28‧‧‧Control unit
200‧‧‧車用負載 200‧‧‧car load
Ira1、Ira2、Ira3‧‧‧額定相電流 Ira1, Ira2, Ira3 ‧‧‧ Rated phase current
Ia1、Ia2、Ia3‧‧‧總相電流 Ia1, Ia2, Ia3 ‧‧‧ total phase current
Ih1、Ih2、Ih3‧‧‧家用相電流 Ih1, Ih2, Ih3 ‧‧‧ household phase current
It1、It2、It3‧‧‧單相電流 It1, It2, It3‧‧‧single-phase current
Ict‧‧‧總充放電電流 Ict‧‧‧Total charge and discharge current
Ic1~Icn‧‧‧充放電電流 Ic1~Icn‧‧‧Charge and discharge current
Ics1、Ics2、Ics3‧‧‧單相充放電電流 Ics1, Ics2, Ics3 ‧‧‧ Single-phase charge and discharge current
Vac1、Vac2、Vac3‧‧‧單相電壓 Vac1, Vac2, Vac3‧‧‧single-phase voltage
Vat‧‧‧總充電電壓 Vat‧‧‧Total charging voltage
Si1、Si2、Si3‧‧‧家用電流訊號 Si1, Si2, Si3 ‧‧‧ household current signal
Sr1、Sr2、Sr3‧‧‧額定電流訊號 Sr1, Sr2, Sr3 ‧‧‧ Rated current signal
Sb1、Sb2、Sb3‧‧‧剩餘電流訊號 Sb1, Sb2, Sb3 ‧‧‧ residual current signal
Sd‧‧‧交握訊號 Sd‧‧‧ handshake signal
Sa1、Sa2、Sa3‧‧‧電流控制訊號 Sa1, Sa2, Sa3‧‧‧ Current control signal
St1、St2、St3‧‧‧單相電流訊號 St1, St2, St3‧‧‧single-phase current signal
Sc1~Scn‧‧‧電流命令 Sc1~Scn‧‧‧Current command
圖1為本發明智能電流控制裝置之電路方塊示意圖;圖2A為本發明智能電流控制裝置之第一實施例的電路方塊示意圖;圖2B為本發明智能電流控制裝置之第二實施例的電路方塊示意圖;圖3A為本發明電源轉換單元第一實施例的電路方塊示意圖;圖3B為本發明電源轉換單元第二實施例的電路方塊示意圖; 圖4為本發明智能電流控制裝置之第三實施例的電路方塊示意圖;圖5A為本發明智能電流控制裝置之充電控制波形示意圖;及圖5B為本發明智能電流控制裝置之放電控制波形示意圖。 1 is a schematic circuit block diagram of the intelligent current control device of the present invention; FIG. 2A is a schematic circuit block diagram of the first embodiment of the intelligent current control device of the present invention; FIG. 2B is a circuit block diagram of the second embodiment of the intelligent current control device of the present invention 3A is a circuit block diagram of the first embodiment of the power conversion unit of the present invention; FIG. 3B is a circuit block diagram of the second embodiment of the power conversion unit of the present invention; 4 is a schematic circuit block diagram of a third embodiment of the intelligent current control device of the present invention; FIG. 5A is a schematic diagram of the charging control waveform of the intelligent current control device of the present invention; and FIG. 5B is a schematic diagram of the discharge control waveform of the intelligent current control device of the present invention.
為方便闡述本發明的裝置特點,茲有關本發明之技術內容及詳細說明,係皆以三個獨立的單相電力作為說明與示意,並配合圖式說明如下:請參閱圖1為本發明智能電流控制裝置之電路方塊示意圖。供電系統100耦接車用負載200,且供電系統100包括供電支路10與智能電流控制裝置20。其中,車用負載200可例如為電動車(electric vehicle,EV),然不以此為限制本發明,此處的車用負載亦可為其他會影響原本電力供應配置的大電力負載。供電支路10包括斷路單元12與家用負載(14-1~14-3),且供電支路10由電力公司傳輸(包含接收或傳送)多個獨立相的總相電流(Ia1~Ia3)。智能電流控制裝置20耦接斷路單元12(此處所指的斷路單元12,可為斷路器(breaker)或保險絲(fuse)等保護裝置)、家用負載(14-1~14-3)及車用負載200之間,且多個獨立相實際傳輸的總相電流(Ia1~Ia3)對應地對每相家用負載(14-1~14-3)提供家用相電流(Ih1~Ih3),以及對應地對智能電流控制裝置20傳輸多個獨立相的單相電流(It1~It3)。多個獨立相的單相電流(It1~It3)經智能電流控制裝置20的控制及轉換後,提供總充放電電流Ict對車用負載200充電,或車用負載200提供總充放電電流Ict對智能電流控制裝置20放電,因此可實現對車用負載200的雙向電流控制。
In order to facilitate the description of the device features of the present invention, the technical contents and detailed descriptions of the present invention are described and illustrated with three independent single-phase powers, together with the schematic description as follows: Please refer to FIG. 1 for the intelligence of the present invention Schematic diagram of the circuit block of the current control device. The
具體而言,供電支路10可使用的額定功率,可由電力公司與各個用戶協議,或由用戶端在不超過電力公司配給的額定功率下自行設定,其中,智能電流控制裝置20可根據其額定功率的設定,得到每一個支路的額定電流訊號(Sr1~Sr3),其中並包含額定相電流(Ira1~Ira3)資訊。各個用戶再根據實際需求將額定功率分成多個獨立支路使用,例如但不限於客廳用電為同一支路、廚房用電為同一支路、房間用電為同一支路。由於每個支路所耦接的負載不盡相同,因此每個獨立支路的用電量通常是不一樣的。
Specifically, the rated power that can be used by the
以智能電流控制裝置20對車用負載200充電的情況為例,由於每一相的家用負載(14-1~14-3)可能不盡相同(例如但不限於,家用負載14-1為客廳用電的電器,例如電視、家用負載14-2為廚房用電的電器,例如冰箱、家用負載14-3為房間用電的電器,例如電燈),因此每一相所消耗的家用相電流(Ih1~Ih3)不盡相同(例如但不限於,電視、冰箱、電燈分別消耗5A、10A、1A),造成每一相的額定相電流(Ira1~Ira3)減去每一相所消耗的家用相電流(Ih1~Ih3)時,所獲得的每一相尚可利用(剩餘)的單相電流(It1~It3)會不相同。通常,這些單相剩餘電流結合給後端車用負載200使用,都會向各相取相同電流值。而為了避免因其中任一相所使用的電力超過額定功率,故僅會使用各相剩餘電流中,最小的那組電流當作對車用負載200充電的基準。因此當每一相單相電流(It1~It3)尚可使用的最大值的至少其中之一不相同時,由於尚可使用的單相電流(It1~It3)加總值會比習知作法使用剩餘電流最小的那相電流乘以電流相數所得到的值還要來的高,故習知作法的充電電流大小會受到限制。因此,本發明之主要目的在於,利用智能電流控制裝置20分別獨立限制、調整、控制每一相單相電流(It1~It3),如此,多相供電的電力可以依各相的額定值及實際使用量做最有效的運用。相較於習知作法,可達到最大利用原有設置的額定電
力,縮短車用負載200的充放電時間,以提升智能電流控制裝置20的充放電效能。
Taking the case where the intelligent
復參閱圖1,智能電流控制裝置20包括多個第一電流偵測單元(22-1~22-3),分別耦接智能電流控制裝置20的耦接點至家用負載(14-1~14-3)的路徑上,以通過家用電流訊號(Si1~Si3)得知家用負載(14-1~14-3)每一相所消耗的家用相電流(Ih1~Ih3),且根據每一個支路的額定電流訊號(Sr1~Sr3)可得知每一相的額定相電流(Ira1~Ira3)。智能電流控制裝置20根據家用電流訊號(Si1~Si3)與額定電流訊號(Sr1~Sr3)對提供車用負載200使用的單相電流(It1~It3)進行電流控制,使可供車用負載200使用的最大電流可根據每個獨立相的額定相電流(Ira1~Ira3)與對應相的家用相電流(Ih1~Ih3)的合成電流所決定。如圖1所示,每一相的總相電流(Ia1~Ia3)、同一相(對應相)的家用相電流(Ih1~Ih3)以及同一相(對應相)供給車用負載充電用的單相電流(It1~It3)會匯集在節點(N1~N3)。假設電流由節點(N1~N3)流出為正,流入節點(N1~N3)為負。當車用負載200為充電模式,即智能電流控制裝置20對車用負載200充電時,每一相所消耗的家用相電流(Ih1~Ih3)加上同一相的(對應相)供給車用負載充電用的單相電流(It1~It3)所得到的同一相(對應相)總相電流(Ia1~Ia3)必須分別小於等於同一相的額定相電流(Ira1~Ira3)。以第一支路為例,並考慮電流方向,It1+Ih1+(-Ia1)=0,公式整理後,Ih1+It1=Ia1<Ira1。當車用負載200為放電模式,且其所能提供的電力除了供家用負載(14-1~14-3)使用之外,還有多餘電力可提供給電力公司時,每一相的單相電流(It1~It3)扣掉同一相(對應相)所消耗的家用相電流(Ih1~Ih3),剩餘所能夠提供給電力公司的同一相(對應相)總相電流(Ia1~Ia3)亦必須分別小於等於同一相的額定相電流(Ira1~Ira3)。同樣以第一支路為例,並考慮電流方向,即(-It1)+Ih1+Ia1=0,整理後,It1-Ih1=Ia1<Ira1。值得一提,於本發明之一實施例中,額定功率或額定電流是指每一用戶所能使用電量的最大值。此額定值,不
限於與斷路單元12的保護點有直接相關,其可依契約額定由電力公司藉由通訊的方式來控制並任意設定,以達到電力調度的目的,也可由用戶端在契約額定的範圍內,自行設定。
Referring back to FIG. 1, the intelligent
請參閱圖2A為本發明智能電流控制裝置之第一實施例的電路方塊示意圖,復配合參閱圖1。智能電流控制裝置20包括複數個電源轉換單元(24-1~24-n)、電力偵測單元26及控制單元28。電源轉換單元(24-1~24-n)為三相輸入的電源轉換單元,且分別將單相電壓(Vac1~Vac3)轉換為總充放電電壓Vat,或將總充放電電壓Vat轉換為單相電壓(Vac1~Vac3)。每個電源轉換單元(24-1~24-n)分別接收多個獨立相的單相電流(It1~It3),且根據單相電流(It1~It3)及控制單元28的電流命令(Sc1~Scn)而提供相應的充放電電流(Ic1~Icn)。或者每個電源轉換單元(24-1~24-n)分別接收充放電電流(Ic1~Icn),且根據充放電電流(Ic1~Icn)而提供相應的單相電流(It1~It3)。充放電電流(Ic1~Icn)的總和為總充放電電流Ict,且單相電流(It1~It3)與充放電電流(Ic1~Icn)的關係可用簡單的輸入功率與輸出功率關係式換算而求得。每個電源轉換單元(24-1~24-n)將充放電電流(Ic1~Icn)提供至車用負載200,以對車用負載200充電。或者車用負載200將充放電電流(Ic1~Icn)提供至每個電源轉換單元(24-1~24-n),使電源轉換單元(24-1~24-n)根據充放電電流(Ic1~Icn)對供電支路10提供單相電流(It1~It3)。
Please refer to FIG. 2A for a schematic circuit block diagram of the first embodiment of the smart current control device of the present invention. The intelligent
具體而言,由於電源轉換單元(24-1~24-n)為雙向交流轉直流的轉換單元,因此經轉換後,多個獨立相的單相電流(It1~It3)的電流值會與充放電電流(Ic1~Icn)或總充放電電流Ict不同。但是,電源轉換單元(24-1~24-n)的輸入功率會大致上等於輸出功率(不考慮電源轉換單元轉換效率因素之情況)。因此經過轉換後,多個獨立相的單相電流(It1~It3)的電流值雖然會與充放電電流(Ic1~Icn)或總充放電電流Ict不同,但是會有功率上相同的對應關係。意即單相電流(It1~It3)與每一相的單相電壓(Vac1~Vac3)的乘積所得到的(輸入)功率加總 會大致上等於總充電電壓Vat與各電源轉換單元(24-1~24-n)輸出的充放電電流(Ic1~Icn)的乘積所得到的(輸出)功率加總。使各單相電流(It1~It3)所對應的多個單相功率的加總等於總充放電電流Ict所對應的總充放電功率。 Specifically, since the power conversion units (24-1~24-n) are bidirectional AC to DC conversion units, after conversion, the current values of single-phase currents (It1~It3) of multiple independent phases will be The discharge current (Ic1~Icn) or the total charge-discharge current Ict is different. However, the input power of the power conversion unit (24-1~24-n) will be roughly equal to the output power (without considering the conversion efficiency of the power conversion unit). Therefore, after conversion, the current values of the single-phase currents (It1~It3) of multiple independent phases will be different from the charge and discharge currents (Ic1~Icn) or the total charge and discharge current Ict, but they will have the same corresponding relationship in power. It means the sum of the (input) power obtained by the product of the single-phase current (It1~It3) and the single-phase voltage (Vac1~Vac3) of each phase It will be roughly equal to the sum of the (output) power obtained by multiplying the total charging voltage Vat and the charge-discharge current (Ic1~Icn) output by each power conversion unit (24-1~24-n). Make the sum of multiple single-phase powers corresponding to each single-phase current (It1~It3) equal to the total charge-discharge power corresponding to the total charge-discharge current Ict.
電力偵測單元26耦接第一電流偵測單元(22-1~22-3)與控制單元28,且接收家用電流訊號(Si1~Si3)及額定電流訊號(Sr1~Sr3)。電力偵測單元26通過家用電流訊號(Si1~Si3)得知每一相家用負載(14-1~14-3)所使用的家用相電流(Ih1~Ih3),且根據各相額定相電流訊號(Sr1~Sr3)得知每一相的額定相電流(Ira1~Ira3),再利用家用電流訊號(Si1~Si3)與各相額定相電流訊號(Sr1~Sr3)的資訊,得到每一相單相電流(It1~It3)尚可使用的最大值,並且提供每一相單相電流(It1~It3)尚可使用的最大值所代表的相剩餘電流訊號(Sb1~Sb3)至控制單元28。值得一提,於本發明之一實施例中,電力偵測單元26除了可包括在智能電流控制裝置20中(如圖2A所示),也可獨立於智能電流控制裝置20之外,且提供相剩餘電流訊號(Sb1~Sb3)至智能電流控制裝置20的控制單元28。
The
控制單元28耦接電力偵測單元26與每一個電源轉換單元(24-1~24-n),且根據相剩餘電流訊號(Sb1~Sb3)及交握訊號Sd分別提供電流命令(Sc1~Scn)來控制電源轉換單元(24-1~24-n),使總充放電電流Ict被各單相電流(It1~It3)尚可使用的最大值所限制。其中,控制單元根據交握訊號Sd得知車用負載200為充電模式或放電模式,再根據車用負載200為充電模式或放電模式下,利用相剩餘電流訊號(Sb1~Sb3)對應的計算出總充放電電流Ict的極值。
The
具體而言,當車用負載200未耦接智能電流控制裝置20時,每一相單相電流(It1~It3)尚可使用的最大值是已知的。當車用負載200耦接智能電流控制裝置20時,控制單元28與車用負載200以交握訊號Sd相互通訊(此通訊稱為交握機制)。此時,控制單元28首先通過交握訊號Sd傳遞訊息至車用負載200,告知車用負載200可用的總充放電電力。其中,總充放電電力包括了電壓、電
流或功率值的限制,車用負載200所需求或可提供的電力必須小於等於智能電流控制裝置20尚可使用的最大總充放電電力。剩餘多少可用的總充放電電力會對應的等於每一相單相電流(It1~It3)尚可使用的最大電力加總(以輸入功率大致上等於輸出功率的概念而言)。然後控制單元28接收由車用負載200提供的交握訊號Sd得知車用負載200為充電模式或放電模式,且在充電模式下需要多少的電力,或在放電模式下可提供多少的電力。
Specifically, when the
在對車用負載200充電的充電模式下,控制單元28首先通過交握訊號Sd告知車用負載200還剩餘多少可用的最大總充放電電力。接下來,控制單元28通過交握訊號Sd得知車用負載200所需求的電力(此電力必須小於等於智能電流控制裝置20尚可使用的最大充放電能力)。最後,控制單元28控制電源轉換單元(24-1~24-n)提供車用負載200所需求的電力。在車用負載200對智能電流控制裝置20放電的狀況,恰與充電狀況相反,在此不再加以贅述。
In the charging mode for charging the
由於電源轉換單元(24-1~24-n)為複數,因此包括了多種控制方式。控制方式的其中之一為,控制單元28控制電源轉換單元(24-1~24-n)平均地轉換充放電電流(Ic1~Icn)。意即,雖然每一相剩餘的單相電流(It1~It3)可能不相同,但是電源轉換單元(24-1~24-n)所提供的充放電電流(Ic1~Icn)是一樣的。由於經過電源轉換單元(24-1~24-n)轉換後,輸入電流值會與輸出電流值不同,但輸入功率等於輸出功率之故,因此為方便說明,以功率相同的觀點做為說明示意。假設,電源轉換單元(24-1~24-3)為三組,每一相的剩餘可用電力分別為30W、60W、90W(共180W)。此時控制單元28與車用負載200溝通後,車用負載200要求以180W的電力對車用負載200做充電。控制單元28並將180W的功率平均分攤給三組電源轉換單元(24-1~24-3),使每組平均輸出60W的充電電力至車用負載200。控制單元28控制三組電源轉換單元(24-1~24-3)交流端的第一相分別接收30W/3=10W的電力;第二相分別限制接收60W/3=20W的電力;第三相
分別限制接收90W/3=30W的電力。使得,每組電源轉換單元(24-1~24-3)分別接收並提供60W的電力(10W+20W+30W)給車用負載200。藉此,由於電源轉換單元(24-1~24-3)平均地提供充電電力,因此每一組電源轉換單元(24-1~24-3)所輸出的充放電電流(Ic1~Ic3)是一樣的。值得一提,以相同例子而言,車用負載200對智能電流控制裝置20放電的控制方式恰與充電的控制方式相反,在此不再加以贅述。
Because the power conversion unit (24-1~24-n) is a complex number, it includes multiple control methods. One of the control methods is that the
控制方式的其中之二為,控制單元28控制電源轉換單元(24-1~24-n)中的至少其中之一電源轉換單元轉換充放電電流(Ic1~Icn)。意即,並非所有的電源轉換單元(24-1~24-n)皆運作。以上述例子而言,且同樣以功率相同的觀點做為說明示意。電源轉換單元(24-1~24-3)可以僅有二組或一組運作。以二組運作為例,但不限於,控制單元28根據車用負載200要求總充電電力為180W,且將180W的功率分配120W給第一組電源轉換單元24-1,分配60W給第二組電源轉換單元24-2。由於第一相剩餘可用電力為30W,因此控制單元28控制兩組電源轉換單元(24-1~24-2)的第一相分別接收20W、10W;第二相剩餘可用電力為60W,因此第二相分別接收40W、20W;第三相剩餘可用電力為90W,因此第三相分別接收60W、30W。使得,每組電源轉換單元(24-1~24-2)分別接收120W與60W的電力,且經轉換後分別提供120W與60W的充電電力。藉此,使得第一組的電源轉換單元24-1輸出的充放電電流Ic1為第二組的電源轉換單元24-2輸出的充放電電流Ic2的兩倍,且第三組的電源轉換單元24-3輸出的充放電電流Ic3為0。值得一提,以相同例子而言,車用負載200對智能電流控制裝置20放電的控制方式恰與充電的控制方式相反,在此不再加以贅述。
The second of the control methods is that the
請參閱圖2B為本發明智能電流控制裝置之第二實施例的電路方塊示意圖,復配合參閱圖1~2A。本實施例與圖2A的實施例差異在於,智能電流控制裝置20’包括單一個電源轉換單元24-1。電源轉換單元24-1接收多個獨
立相的單相電流(It1~It3),且根據單相電流(It1~It3)而提供充放電電流Ic1。或者電源轉換單元24-1接收充放電電流Ic1,且根據充放電電流Ic1而提供多個單相電流(It1~It3)。其中,充放電電流Ic1等於總充放電電流Ict。控制單元28同樣的根據車用負載200要求而輸出電流命令Sc1控制電源轉換單元24-1,使總充放電電流Ict被各單相電流(It1~It3)的最大值所限制。由於電源轉換單元24-1為單數,因此,車用負載200最多能接收的總充放電電力,等於電源轉換單元24-1所能提供的最大電力,車用負載200放電時亦是如此。值得一提,本實施例未敘述的元件及動作方式皆與圖2A相似,不再加以贅述。
Please refer to FIG. 2B for a schematic circuit block diagram of the second embodiment of the intelligent current control device of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment of FIG. 2A is that the intelligent current control device 20' includes a single power conversion unit 24-1. The power conversion unit 24-1 receives multiple
The single-phase current (It1~It3) of the vertical phase, and the charge/discharge current Ic1 is provided according to the single-phase current (It1~It3). Or the power conversion unit 24-1 receives the charging and discharging current Ic1, and provides a plurality of single-phase currents (It1 to It3) according to the charging and discharging current Ic1. Among them, the charge and discharge current Ic1 is equal to the total charge and discharge current Ict. The
請參閱圖3A為本發明電源轉換單元第一實施例的電路方塊示意圖,復配合參閱圖1~2B。電源轉換單元24包括三個轉換器(242-1~242-3)、控制器244及,三個第二電流偵測單元(246-1~246-3),三個轉換器(242-1~242-3)分別耦接供電支路10與車用負載200,且分別作單相電壓(Vac1、Vac2、Vac3)與總充電電壓Vat之間的轉換。根據功率的換算,每個轉換器(242-1~242-3)分別接收單相電流(It1、It2、It3),且根據單相電流(It1、It2、It3)提供單相充放電電流(Ics1、Ics2、Ics3),單相充放電電流(Ics1、Ics2、Ics3)的總和為該組電源轉換單元所輸出的充放電電流(Ic1~Icn)或總充放電電流Ict。值得一提,車用負載200放電時,恰巧相反。
Please refer to FIG. 3A for a schematic circuit block diagram of the first embodiment of the power conversion unit of the present invention. The
控制器244分別耦接三個轉換器(242-1~242-3)與控制單元28,且控制單元28根據車用負載20所發出的交握訊號Sd中的充電電力需求,計算並提供電流命令(Sc1~Scn)至各組電源轉換單元24的控制器244,使單一控制器244根據單一電流命令(Sc1~Scn)分別提供電流控制訊號(Sa1~Sa3)至每個轉換器(242-1~242-3),以控制每個轉換器(242-1~242-3)分別接收單相電流(It1、It2、It3)而提供單相充放電電流(Ics1、Ics2、Ics3),或分別接收單相充放電電流(Ics1、Ics2、Ics3)而提供單相電流(It1、It2、It3)。三個第二電流偵測單元(246-1~246-
3)耦接控制器244,並分別偵測代表單相電流(It1、It2、It3)的單相電流訊號(St1、St2、St3),且提供單相電流訊號(St1、St2、St3)至控制器244,使控制器244根據單相電流訊號(St1、St2、St3)控制每個轉換器(242-1~242-3)調整單相電流(It1、It2、It3)的大小。
The
舉例而言(以對車用負載200充電,且不考慮電源轉換單元轉換效率的觀點做為說明示意),當控制器244通過電流命令(Sc1~Scn)得知需控制所屬控制器244的電源轉換單元24需提供60W的充電電力,且所分到可用的單相電力分別為30W、30W、20W時,控制器244設定第一至三組的轉換器(242-1~242-3)分別提供30W、20W、10W的單相充放電電力。使得,第一至三組的轉換器(242-1~242-3)分別接收30W、20W、10W的單相電力並轉換提供相同瓦數的單相充放電電力。若30W、20W、10W的單相電力接收分別對應3A、2A、1A的單相電流(It1、It2、It3)時,控制器244根據單相電流訊號(St1、St2、St3)控制每個轉換器(242-1~242-3)調整單相電流(It1、It2、It3)的大小符合3A、2A、1A。值得一提,車用負載200放電時,恰巧相反。
For example (taking the view of charging the
請參閱圖3B為本發明電源轉換單元第二實施例的電路方塊示意圖,復配合參閱圖1~3A。本實施例與圖3A的實施例差異在於,電源轉換單元24’的第二電流偵測單元(246-1~246-3)分別耦接轉換器(242-1~242-3)內部的子控制器248,使轉換器(242-1~242-3)分別根據單相電流訊號(St1、St2、St3)得知並配合控制器244調整單相電流(It1、It2、It3)的電流值。值得一提,本實施例未敘述的元件及動作方式皆與圖3A相似,不再加以贅述。
Please refer to FIG. 3B for a schematic circuit block diagram of the second embodiment of the power conversion unit of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment of FIG. 3A is that the second current detection units (246-1~246-3) of the power conversion unit 24' are respectively coupled to the sub-units inside the converters (242-1~242-3) The
請參閱圖4為本發明智能電流控制裝置之第三實施例的電路方塊示意圖,復配合參閱圖1~3B。本實施例與圖2A的實施例差異在於,智能電流控制裝置20”包括三個電源轉換單元(24-1~24-3),且電源轉換單元(24-1~24-3)為單相輸入的電源轉換單元。電源轉換單元(24-1~24-3)各別將單相電壓
(Vac1~Vac3)轉換為總充電電壓Vat,或分別將總充電電壓Vat對應地轉換為單相電壓(Vac1~Vac3)。每個電源轉換單元(24-1~24-3)分別接收單一組的單相電流(It1、It2、It3),且各別根據單一組的單相電流(It1、It2、It3)及控制單元28的電流命令(Sc1~Scn)而對應地提供單一組的充放電電流(Ic1、Ic2、Ic3)。或者每個電源轉換單元(24-1~24-n)分別接收單一組的充放電電流(Ic1、Ic2、Ic3),且根據單一組的充放電電流(Ic1、Ic2、Ic3)而對應地提供單一組的單相電流(It1、It2、It3)。值得一提,本實施例未敘述的元件及動作方式皆與圖2A相似,不再加以贅述。此外,本實施例中,各個電源轉換單元(24-1~24-3)內部的電路方塊類似於圖3A與圖3B,差異僅在於電源轉換單元(24-1~24-3)內部僅包含單一個轉換器242-1與單一個第二電流偵測單元246-1。其內部元件的連結及動作方式皆與圖3A、3B相似,不再加以贅述。
Please refer to FIG. 4, which is a circuit block diagram of a third embodiment of the intelligent current control device of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment of FIG. 2A is that the intelligent
請參閱圖5A為本發明智能電流控制裝置之充電控制波形示意圖,復配合參閱圖1~4。在符合車用負載200為充電模式Ih1+It1=Ia1<Ira1的公式之下,額定相電流(Ira1~Ira3)為定值,且每一相的家用相電流(Ih1~Ih3)加上每一相的單相電流(It1~It3)不得超過每一相的額定相電流(Ira1~Ira3)。因此,如圖5A所示,當某一相的家用相電流(Ih1~Ih3)上升時,同一相的單相電流(It1~It3)就被限制往下調整,以避免多相電力的某一相所使用的電力超過同一相的額定功率。
Please refer to FIG. 5A for a schematic diagram of the charging control waveform of the intelligent current control device of the present invention. Under the formula that matches the
請參閱圖5B為本發明智能電流控制裝置之放電控制波形示意圖,復配合參閱圖1~5A。由於車用負載200可通過智能電流控制裝置20對電力公司放電,且電力公司對每相家用負載(14-1~14-3)提供家用相電流(Ih1~Ih3),造成每相單相電流(It1~It3)與家用相電流(Ih1~Ih3)的電流方向對應電力公司供電的方向是相反的。因此扣掉家用負載(14-1~14-3)所消耗的家用相電流(Ih1~Ih3),剩餘的電流就是車用負載200可以額外的提供給電力公司的單相電流
(It1~It3)。在符合車用負載200為放電模式It1-Ih1=Ia1<Ira1的公式之下,額定相電流(Ira1~Ira3)為定值,且每一相的單相電流(It1~It3)減去每一相的家用相電流(Ih1~Ih3)不得超過每一相的額定相電流(Ira1~Ira3)。因此,如圖5B所示,當某一相的家用相電流(Ih1~Ih3)上升時,同一相的單相電流(It1~It3)供電量就可以往上調整至同一相所使用的電力不超過額定功率即可。若考慮電流方向,且假設由電力公司供電的方向為正,車用負載200可提供的單相電流(It1~It3)為反相的額定相電流(Ira1~Ira3)減去每一相的家用相電流(Ih1~Ih3)。
Please refer to FIG. 5B for a schematic diagram of the discharge control waveform of the intelligent current control device of the present invention. Since the
惟,以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非用以限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包括於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。 However, the above is only a detailed description and drawings of preferred specific embodiments of the present invention, but the features of the present invention are not limited thereto, and are not intended to limit the present invention. All scope of the present invention should be applied as follows The scope of the patent shall prevail, and all the embodiments which conform to the spirit of the present invention and similar changes shall be included in the scope of the present invention, and anyone who is familiar with this skill in the field of the present invention can easily think about it Changes or modifications can be covered in the patent scope of the following case.
100‧‧‧供電系統 100‧‧‧Power supply system
10‧‧‧供電支路 10‧‧‧Power supply branch
12‧‧‧斷路單元 12‧‧‧Breaking unit
14-1、14-2、14-3‧‧‧家用負載 14-1, 14-2, 14-3 ‧‧‧ household load
20‧‧‧智能電流控制裝置 20‧‧‧Intelligent current control device
22-1、22-2、22-3‧‧‧第一電流偵測單元 22-1, 22-2, 22-3‧‧‧ first current detection unit
200‧‧‧車用負載 200‧‧‧car load
Ira1、Ira2、Ira3‧‧‧額定相電流 Ira1, Ira2, Ira3 ‧‧‧ Rated phase current
Ia1、Ia2、Ia3‧‧‧總相電流 Ia1, Ia2, Ia3 ‧‧‧ total phase current
Ih1、Ih2、Ih3‧‧‧家用相電流 Ih1, Ih2, Ih3 ‧‧‧ household phase current
It1、It2、It3‧‧‧單相電流 It1, It2, It3‧‧‧single-phase current
Ict‧‧‧總充放電電流 Ict‧‧‧Total charge and discharge current
Si1、Si2、Si3‧‧‧家用電流訊號 Si1, Si2, Si3 ‧‧‧ household current signal
Sr1、Sr2、Sr3‧‧‧額定電流訊號 Sr1, Sr2, Sr3 ‧‧‧ Rated current signal
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108108362A TWI685170B (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | Intelligent current control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108108362A TWI685170B (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | Intelligent current control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI685170B true TWI685170B (en) | 2020-02-11 |
TW202034600A TW202034600A (en) | 2020-09-16 |
Family
ID=70413572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108108362A TWI685170B (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | Intelligent current control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI685170B (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1701500B (en) * | 2003-07-15 | 2010-12-08 | 三菱电机株式会社 | Three-phase power converter and power converter |
CN105811553A (en) * | 2016-05-17 | 2016-07-27 | 江苏林洋微网科技有限公司 | Household fast charging device and control method thereof |
TW201836231A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-01 | 台達電子工業股份有限公司 | Electric power system and method of operating the same |
TW201902070A (en) * | 2017-05-23 | 2019-01-01 | 台達電子工業股份有限公司 | Electric vehicle charging circuit and control method thereof |
-
2019
- 2019-03-13 TW TW108108362A patent/TWI685170B/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1701500B (en) * | 2003-07-15 | 2010-12-08 | 三菱电机株式会社 | Three-phase power converter and power converter |
CN105811553A (en) * | 2016-05-17 | 2016-07-27 | 江苏林洋微网科技有限公司 | Household fast charging device and control method thereof |
TW201836231A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-01 | 台達電子工業股份有限公司 | Electric power system and method of operating the same |
TW201902070A (en) * | 2017-05-23 | 2019-01-01 | 台達電子工業股份有限公司 | Electric vehicle charging circuit and control method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202034600A (en) | 2020-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9866144B2 (en) | Three port converter with dual independent maximum power point tracking and dual operating modes | |
US20220158464A1 (en) | Ev charger with adaptable charging protocol | |
CN105633959A (en) | Uninterruptible power supply and control method thereof | |
TW201316641A (en) | Networked DC power system | |
KR20170121628A (en) | Electric vehicle charging system and method for charging electric vehicle | |
CN104092382A (en) | Three-input-isolation DC/DC converter | |
CN106716775B (en) | Uninterruptible power system with preliminary filling electric transducer | |
CN103326583A (en) | Power converter and charging and discharging system thereof | |
CN202737466U (en) | Hierarchical micro power grid networking device based on terminal user | |
CN111541257B (en) | Residential micro-grid based on high-frequency alternating-current bus and operation method | |
CN107846048B (en) | Charging circuit, capacitive power supply conversion circuit thereof and charging control method | |
US10523006B2 (en) | Controller for an inverter | |
TWI685170B (en) | Intelligent current control device | |
CN111688528B (en) | Intelligent current control device | |
JP6722295B2 (en) | Power conversion system, power supply system, and power conversion device | |
CN107919716A (en) | Charging circuit and its capacitive battery power-switching circuit and reverse blocking on-off circuit | |
US9917473B2 (en) | Power system, power management method, and program | |
CN114364570A (en) | Vehicle-grid-home power interface | |
CN204928190U (en) | Solar energy contravariant system | |
CN215601078U (en) | Intelligent power supply and charger | |
CN216699511U (en) | Micro-grid system | |
US20230006568A1 (en) | Systems and methods of retrofitting for direct current power distribution | |
CN116154839A (en) | Power conversion system | |
Zhao et al. | Analysis of a Novel Isolated Input-Series and Output-Series Full-Bridge Bidirectional DC/DC Converter | |
CN105610166A (en) | Single-phase power supply and power utilization system and electrical equipment connected to same |