(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024102006
(43)【公開日】2024-07-30
(54)【発明の名称】電気自動車用充電器の絶縁
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240723BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20240723BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20240723BHJP
H02J 1/00 20060101ALI20240723BHJP
B60L 53/30 20190101ALI20240723BHJP
【FI】
H02J7/00 P
H02J7/00 L
H02J7/34 A
H02J7/35 K
H02J1/00 304H
H02J1/00 306L
H02J1/00 309E
B60L53/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024003810
(22)【出願日】2024-01-15
(31)【優先権主張番号】63/479,885
(32)【優先日】2023-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】517094840
【氏名又は名称】ソーラーエッジ テクノロジーズ リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001416
【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】イラン ヨスコヴィッチ
(72)【発明者】
【氏名】ヤキル ローウェスタン
(57)【要約】 (修正有)
【課題】充電中にグリッドと電気自動車(EV)との間の選択的絶縁を提供するための1つ以上のシステム及び方法を提供する。
【解決手段】絶縁デバイス100において、絶縁コンポーネント103Aは、入力ノードと1つ以上の出力ノードとの間に配置される。絶縁コンポーネントは、EVバッテリを充電する電力を供給するために、どの1つ以上のノードが使用されるかを選択することを可能にするスイッチによってノードに接続される。電力グリッドに接続されていないときに、絶縁コンポーネントをバイパスするために、リレーなどの他のスイッチが使用される。
【選択図】
図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、
複数の回路ノードであって、入力及び出力(I/O)電力を伝送するように構成されている、複数の回路ノードと、
絶縁コンポーネントと、
第1の複数のスイッチと、
コントローラであって、前記第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、
第1の動作モードにおいて、前記複数の回路ノードのうちの第1のノードを、前記絶縁コンポーネントを介して、前記複数の回路ノードのうちの第2のノードに接続し、
第2の動作モードにおいて、前記第1のノードを前記第2のノードに接続するように構成されている、コントローラと、を備える、装置。
【請求項2】
前記第1の複数のスイッチが、前記複数の回路ノードを前記絶縁コンポーネントに選択的に接続する、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1の複数のスイッチの各々が、トランジスタ、電界効果トランジスタ(FET)、又はリレーのうちの少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載の装置。
【請求項4】
前記第1の複数のスイッチが、前記複数の回路ノードのうちの少なくともいくつかを、前記複数の回路ノードのうちの少なくとも1つの他のノードに接続する、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
前記第1のノードが、
交流(AC)グリッド、
直流(DC)電源、又は
バッテリのうちの少なくとも1つに接続されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
前記第2のノードが、電気自動車(EV)に接続されている、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
前記第1のノードが、直流(DC)電源に接続され、前記DC電源と前記第1のノードとの間に結合されたDCからDCへの(DC/DC)変換器を更に備える、請求項1~6のいずれか一項に記載の装置。
【請求項8】
前記第1のノードが、バッテリに接続され、前記バッテリと前記第1のノードとの間に結合されたDC/DC変換器を更に備える、請求項1~7のいずれか一項に記載の装置。
【請求項9】
前記第1のノードが、ACグリッドに接続され、前記ACグリッドと前記第1のノードとの間に結合されたACからDCへの(AC/DC)変換器を更に備える、請求項1~8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項10】
DC電源とACグリッドとの間に結合された直流から交流への(DC/AC)変換器を更に備える、請求項1~9のいずれか一項に記載の装置。
【請求項11】
前記絶縁コンポーネントが、
コアと、
第1の巻線と、
第2の巻線であって、前記第1の巻線が前記コアを使用して前記第2の巻線に誘導結合されている、第2の巻線と、
前記第1の巻線と前記第1のノードとの間に結合されている第2の複数のスイッチと、
前記第2の巻線と前記第2のノードとの間に結合された第3の複数のスイッチと、を備える、請求項1~10のいずれか一項に記載の装置。
【請求項12】
前記コントローラが、
前記第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、第3の動作モードにおいて、前記複数の回路ノードのうちの第3のノードを、前記絶縁コンポーネントを介して、前記第1のノード又は前記第2のノードに接続し、かつ
第4の動作モードにおいて、前記第3のノードを前記第1のノード又は前記第2のノードに接続するように更に構成されており、
前記絶縁コンポーネントが、
第3の巻線であって、前記コアを使用して前記第1の巻線及び前記第2の巻線に誘導結合されている、第3の巻線と、
前記第3の巻線と前記第3のノードとの間に接続された第4の複数のスイッチと、を更に備える、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記絶縁コンポーネントが、
第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
前記第1のノードと前記第1の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
前記第2のノードと前記第1の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を備え、
前記コントローラが、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの切り替えを、ブレークビフォアメーク遷移で行うように構成されている、請求項1~12のいずれか一項に記載の装置。
【請求項14】
前記コントローラが、前記第2のスイッチが開いた後にのみ前記第1のスイッチを閉じ、前記第1のスイッチが開いた後にのみ前記第2のスイッチを閉じることにより、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、請求項13に記載の装置。
【請求項15】
前記第1の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタのうちの少なくとも1つを含む、請求項13又は14に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
再生可能電力システム(例えば、いくつかの非限定的な例を挙げると、太陽光発電、風力タービン、又は水力発電システム)は、再生可能電力源によって生成された直流(direct current、DC)電力を、電気負荷による消費及び/又は電力グリッドへの電力供給のために、交流(alternating current、AC)に変換する直流-交流(direct current to alternating current、DC/AC)インバータを特徴とし得る。電気自動車(electrical vehicle、EV)は、バッテリなどのEV車載エネルギー貯蔵デバイスにAC及び/又はDC電力を供給することができる家庭用充電回路によって再充電可能であり得る。特定の場所(例えば、自宅)における電力システムには、インバータ及びEV充電器の両方が含まれることがあり、それらは別々の筐体、別々の制御、監視及び/又は通信デバイス、並びに別々の電子回路を特徴とし得る。
【発明の概要】
【0002】
以下は、例示のみを目的とした、本発明の概念のうちのいくつかの短い概要であり、本発明及び「発明を実施するための形態」における実施例を制限又は制約することを意図したものではない。当業者は、「発明を実施するための形態」から他の組み合わせ及び特徴を認識するであろう。
【0003】
絶縁コンポーネントを使用した、電気自動車(EV)の充電中にユーティリティグリッドとEVとの間を絶縁するための回路、方法、デバイス、コンポーネント、及びシステムが開示される。絶縁コンポーネントは、そうすることが有利な場合に、絶縁コンポーネントの入力をユーティリティグリッドに(直接又は間接的に)接続し、又は有利でない場合(ユーティリティグリッドが、EV充電電力を供給する電力システムから切断されているときなど)に、切断することを可能にするスイッチを含んでもよい。絶縁コンポーネントは、絶縁コンポーネントを使用せずに電源ノードをEVに接続するためのスイッチを含んでもよい。
【0004】
絶縁コンポーネントは、Hブリッジ(電圧の極性を切り替える電子回路)を有する絶縁変圧器を含んでもよい。例えば、直流から直流への(direct current to direct current、DC-DC)絶縁変圧器を、開示される方法、回路、及び回路コンポーネント(キャパシタ、スイッチ、リレー、抵抗器など)とともに使用して、住宅用及び商用EV充電システムにおいて有利な場合に、ユーティリティグリッドとEVとの間に絶縁を提供してもよい。DC-DC絶縁変圧器を、種々の入出力(input-output、I/O)ノードへのスイッチとともに使用してもよく、スイッチは、各I/Oノードを変圧器の巻線に個別に、他のノードと並列に、又は他のノードと直列に接続される。
【0005】
絶縁コンポーネントは、2つのノード間の絶縁された遷移でエネルギーを伝送するために、ブレークビフォアメーク(break-before-make、BBM)接続で構成されたスイッチを有する貯蔵デバイスを含んでもよい。例えば、エネルギー貯蔵デバイス(バッテリ、キャパシタ、スーパーキャパシタ、燃料電池、フライホイールなど)を、開示された方法、回路、及び回路コンポーネント(キャパシタ、スイッチ、リレー、抵抗器など)とともに使用して、住宅用及び商用電力システムで有利な場合に、EVとグリッドとの間の絶縁及びエネルギー伝送を提供し得る。
【0006】
スイッチを、任意の2つ以上のI/O回路ノード間で絶縁コンポーネントを選択的に構成するために使用してもよく、それによって、絶縁コンポーネントを、装置の複数のノードから充電及び放電するために使用することを可能にする。グリッドが接続されていないとき、グリッド接続が使用されていないとき、又はグリッド接続が有利でないときに、他のスイッチを、絶縁コンポーネントなしでI/O回路ノードに接続するように構成してもよい。スイッチは、非絶縁接続が使用されるとき、EV充電装置からグリッドを切断してもよい。スイッチは、EV充電が行われる地域の電気関連法の要件によっては、リレー又はトランジスタであってもよい。
【0007】
上記のように、本概要は、本明細書に記載される特徴のいくつかの概要にすぎず、以下の「発明を実施するための形態」で更に説明される概念の一部を簡略化された形態で紹介するために提供される。本概要は網羅的なものではなく、特許請求される主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、特許請求の範囲及び図面に関してよりよく理解されるであろう。本開示は、例として示されており、添付の図によって限定されるものではない。
【
図1A】グリッドと電気自動車(EV)との間に絶縁デバイスを有する電力システムの態様を示すブロック図を表す。
【
図1B】直流(DC)バスに関連する絶縁デバイスを示すブロック図を表す。
【
図1C】切り替え可能な貯蔵デバイスを有するDCバスに関連付けられた絶縁デバイスを示すブロック図を表す。
【
図1D】交流(AC)バスに関連する絶縁デバイスを示すブロック図を表す。
【
図1E】DC専用入力に関連付けられた絶縁デバイスを示すブロック図を表す。
【
図1G】複数のAC及び複数のDC入力に関連付けられた絶縁デバイスを示すブロック図を表す。
【
図1H】複数のAC入力態様に関連する絶縁デバイスを示すブロック図を表す。
【
図2A】2個の電源と1個の負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器を示すブロック図を表す。
【
図2B】組み合わされた2個の電源と、1個の負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器を示すブロック図を表す。
【
図2C】組み合わされた3個の電源と、1個の負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器を示すブロック図を表す。
【
図2D】電源と負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器を示す回路図を表す。
【
図2E】2個の電源用の一次巻線を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図2F】直列の2個の電源を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す回路図を表す。
【
図2G】並列の2個の電源を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す回路図を表す。
【
図2H】3個の電源用の一次巻線を伴う切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図2I】直列の3個の電源を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す回路図を表す。
【
図2J】並列の3個の電源を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す回路図を表す。
【
図2K】4個の電源用の一次巻線を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図2L】2個の負荷用の二次巻線を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図2M】2個の電源用の一次巻線及び2個の負荷用の二次巻線を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図2N】3個の電源用の一次巻線及び2個の負荷用の二次巻線を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図2O】4個の電源用の一次巻線及び2個の負荷用の二次巻線を有する切り替え可能な絶縁変圧器を示す概略回路図を表す。
【
図3A】1個の電源と1個の負荷との間に接続された1個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3B】1個の電源と1個の負荷との間に接続された2個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3C】1個の電源と1個の負荷との間に接続された直列絶縁コンポーネントにおける3個の貯蔵デバイスを示すブロック図を表す。
【
図3D】1個の電源と1個の負荷との間に接続されたn個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3E】2個の電源と1個の負荷との間に接続された2個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3F】複数の電源と1個の負荷との間に接続されたn個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3G】2個の電源と2個の負荷との間に接続されたn個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3H】複数の電源と2個の負荷との間に接続されたn個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図3I】1個の電源と1個の負荷との間に接続された単一貯蔵デバイス絶縁コンポーネントを示す回路図を表す。
【
図4】電源から負荷に電力を伝送するためにエネルギー貯蔵デバイスを使用する方法のフローチャートを表す。
【
図5】絶縁コンポーネントのスイッチを制御するためのデバイスを示すブロック図を表す。
【
図6A】単一貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図6B】二重貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図6C】三重貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【
図6D】ソーラーシステムに接続された三重貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネントを示すブロック図を表す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書で開示されるのは、複数の電源と複数の負荷との間を絶縁するためのシステム、デバイス及び方法である。電源から負荷に伝送される電力は、交流(AC)又は直流(DC)であってもよい。複数の電源と負荷との間の絶縁を可能にするために、1つ以上の絶縁コンポーネント及びスイッチのネットワークが、絶縁コンポーネントを異なる電源及び負荷に接続する。リレー又はトランジスタも含み得るスイッチのネットワークは、効率を改善し、摩耗を低減し、絶縁コンポーネントの故障を制限し、回路の寿命を延ばすために、絶縁コンポーネントなしで電源及び負荷を接続するように構成してもよい。絶縁コンポーネントは、絶縁変圧器であってもよい。絶縁コンポーネントは、ブレークビフォアメーク(BBM)電気エネルギー貯蔵デバイスであってもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス用のBBM技術は、トランジスタ又はリレーを使用して実装してもよい。複数のBBM電気エネルギー貯蔵デバイスの使用には、電源から負荷へのより効率的な電力伝送を提供するという利点があり得る。電気エネルギー貯蔵デバイスは、バッテリ、キャパシタ、スーパーキャパシタ、フライホイール、又は燃料電池を含んでもよい。電気エネルギー電源は、ユーティリティグリッド(例えば、AC)、太陽光発電システム(例えば、DC又はAC)、風力タービン発電システム(例えば、高周波AC、DC、又はグリッド周波数AC)、電気化学バッテリ、重力バッテリ、圧縮空気/ガスエネルギー貯蔵、又は燃料電池であってもよい。
【0010】
グリッドに接続された電気自動車(EV)充電回路は、EVからエネルギーを充電又は放電するとき、安全のためにグリッドからの絶縁を必要とすることがある。本明細書で開示されるのは、充電又は放電時に、グリッドとEVとの間に切り替え可能な絶縁コンポーネントを提供するシステム、デバイス、及び方法である。絶縁コンポーネントは、1個又は複数の入力及び出力を有してもよい。絶縁コンポーネントは、絶縁コンポーネントの入力及び出力を選択するために、スイッチを用いてデバイスの異なる電源及び負荷に接続してもよい。電源は、DC及びAC電源を含む。電源を、ACバス又はDCバスに結合してもよい。電力変換器を、電源と、AC又はDCバスとの間、若しくはAC又はDCバスと、絶縁コンポーネントとの間を接続するために使用してもよい。変換器を、電源、電圧線(電力バス)、及びEVの間で電圧を揃えるように調整してもよい。変換器は、EVと、貯蔵バッテリ又はユーティリティグリッドなどの電力を受け取ることができる電源との間の電力の流れを可能にするように双方向であってもよい。
【0011】
絶縁コンポーネントは、変圧器及びエネルギー貯蔵デバイスタイプから選択してもよい。絶縁コンポーネントは、変圧器とエネルギー貯蔵デバイスとを組み合わせてもよい。絶縁コンポーネントは、AC電力、DC電力、又は組み合わされたAC電力及びDC電力を伝送するよう指示され得る。絶縁コンポーネントを、許容されるDC電力絶縁容量までDC電力を伝送し、許容されるAC電力絶縁容量までAC電力を伝送するように構成してもよい。絶縁コンポーネントを、グリッド周波数又は非グリッド周波数で(タービン又は発電機からなどの)AC電力を伝送するように構成してもよい。
【0012】
以下の実施例では、技術的な解決法を説明するために1台のEVを使用することがあるが、絶縁コンポーネントとEVの充電端子との間の絶縁デバイスに複数のEV充電器を追加することにより、比較的簡単なプロセスで1台のEVの代わりに複数台のEVを使用することができる。例えば、絶縁デバイスで絶縁された電力出力は、絶縁デバイス及びEVの外部にあるEV充電ステーションなどの、複数のEV充電ステーションに絶縁された電力を提供するために使用してもよい。同様に、EV充電ステーションを、絶縁デバイスと絶縁デバイスの出力端子との間に追加してもよい。
【0013】
電力流は双方向であり得るので、電源及び負荷は交換可能であってもよい。したがって、本明細書における一次巻線及び二次巻線、又はコイルという用語の使用は、特定の方向への電力流の例として使用され得るが、電力流は反対方向にも構成され得ることが理解される。同様に、入力及び出力という用語は例として示したものであり、電力は逆方向に流れてもよく、電源及び負荷という用語は端子又はノードに逆に適用されてもよいことが理解される。
【0014】
以下の図は、上記の技術的な解決法の例示的な組み合わせの図を表す。これらの技術的な解決法は、解決法の有用性及び解決法間の相乗効果を示すために使用される、スイッチ及びリレーのいくつかの組み合わせを表す。
【0015】
ここで
図1Aを参照すると、グリッド111と電気自動車(EV)107との間に絶縁デバイス100を備えた電力システムの態様を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス100は、DC電源101、電力グリッド111、及びEV107のそれぞれに接続するように構成された端子E1、E2、及びE3を含んでもよい。DC電源101を、DCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス106を、回路ノードN1でDC電源101と並列にDCバスに接続してもよい。DCバスを、絶縁デバイス100の端子E1に接続してもよい。電力グリッド111を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネル113に接続してもよい。電気パネル113を、絶縁デバイス100の端子E2に接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含んでもよい。EV107を、絶縁デバイス100の端子E3に接続してもよい。
【0016】
1本の接続線は、本出願における図面の電気接続、回路ノード、及び端子を概略的に表し得るが、物理的な電気線(導体)及び端子の数は、伝送される電力のタイプに応じて、各概略的な線表現について2つ以上であってもよい。例えば、DC電力を伝送する場合、1本の線が、2個の電力導体及び2個の端子を表し得て、1個の導体及び端子は正電圧用であり、1個の導体及び端子は負電圧用である。例えば、単相AC電力を伝送する場合、1本の線が、2個の電力導体及び2個の端子を表し得て、1個の導体及び端子は線間電圧用であり、1個の線及び端子は中性電圧用である。例えば、2相AC電力を伝送する場合、1本の線が、3個の電力導体及び3個の端子を表し得て、2個の導体及び端子は2つの線間電圧(同じ位相又は異なる位相)用であり、1個の導体及び端子は中性電圧用である。例えば、3相AC電力を伝送する場合、1本の線が、4個の電力導体及び4個の端子を表し得て、3個の導体及び端子は3つの線間電圧(異なる位相)用であり、1個の導体及び端子は中性電圧用である。
【0017】
ブロック図の電気接続線及び端子と同様に、ブロック図のノードは、電力伝送タイプの各電圧(例えば、DC、AC単相、AC二重電圧、AC三相など)に1つ、複数の物理回路ノードを表し得る。各電圧のための導体、端子、及び回路ノードに加えて、接地電位(アース電位)用の1つ以上の導体、端子、及びノードがあってもよい。回路ノード(N1~NX)及び端子(E1~EX)の参照は、図にわたって共有され得るが、参照は、各図に固有である。同様の回路ノード及び端子の参照符号の使用は、これらが同じ又は同様の回路ノード及び端子であることを意味しない。この段落で開示された慣例は、本出願の他の図に適用され得る。
【0018】
絶縁デバイス100は、端子E1に接続された回路ノードN2を含んでもよい。DC/DC電力変換器104を、回路ノードN2と回路ノードN3との間に接続してもよい。回路ノードN4を、スイッチS13Bを使用して、ACバス及び端子E2に接続してもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN2と回路ノードN4との間でスイッチS13Aと直列に接続してもよい。AC/DC変換器105を、回路ノードN4と回路ノードN5との間に接続してもよい。絶縁コンポーネント103Aを、絶縁コンポーネント103Aの端子E11、E12、及びE13をそれぞれ使用して、電源回路ノードN3及びN5と、負荷回路ノードN6との間に接続してもよい。回路ノードN6を、端子E3に接続してもよい。絶縁が有利でない場合に、回路ノードN3でのDC/DC変換器104の出力を回路ノードN6に接続するために、スイッチS11を使用してもよい。絶縁コンポーネント103Aは、以下の詳細な態様で説明するように、入力を、E11又はE12からの入力の受け入れの間で切り替え得る、1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Aは、回路ノードN3を使用してDC/DC変換器104から、及び回路ノードN5を使用してAC/DC変換器105から、同時に電力を受け入れ得る、2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。
【0019】
絶縁デバイス100は、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S11、及びS12)、切り替え可能な絶縁コンポーネント103A、及び変換器(例えば、102、104、及び105)の動作を制御するためのコントローラ114を含んでもよい。コントローラ114を、絶縁デバイス100又は絶縁デバイス100と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S11、及びS12)、切り替え可能な絶縁コンポーネント103A、及び変換器(例えば、102、104、及び105)の動作を制御するように構成してもよい。本明細書で使用される場合、コントローラという用語は、スイッチの開閉を制御することなどによって、回路の動作を制御するように構成されたアナログ又はデジタルのサブ回路を意味する。本明細書に開示されるスイッチは、スイッチの開閉を制御する関連付けられたコントローラを有し、コントローラは、各スイッチに対して個別であってもよく、又は2つ以上のスイッチを制御するための組み合わされたコントローラであってもよいことが理解される。例えば、1つ以上のコントローラは、変換器及び絶縁変圧器(Hブリッジ)に使用されるスイッチの動作を制御するように構成される。例えば、1つ以上のコントローラを使用して、デバイス又はシステム内の全てのスイッチの動作を制御してもよい。
【0020】
スイッチS12は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN5でAC/DC変換器105の出力を回路ノードN6に接続するように制御してもよい。本明細書で使用される場合、電流経路という用語は、電流が流れる導体を通る経路を意味する。例えば、スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合など、DCバス(回路ノードN2)が電力グリッド111に接続されていない場合に、スイッチS11を閉じて、DC/DC変換器104の出力をEV107に接続してもよい。例えば、スイッチS13Aが閉じていて、スイッチS13Bが開いている場合に、スイッチS11及びS12を閉じて、DC/DC変換器104及びAC/DC変換器105の出力をノードN6に接続してもよく、それによって、有利でないときに絶縁コンポーネント103Aを使用しない。スイッチS13A、S13B、S11、及びS12は、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0021】
例えば、以下の表1は、
図1Aの異なる電力供給シナリオに対するスイッチの許容される構成を表す。スイッチの開状態及び閉状態という用語は、それぞれ非導通及び導通を意味する。
【0022】
【0023】
例えば、グリッドが接続されていない場合に、構成2及び3を使用して、絶縁コンポーネント103Aを使用せずに、DC電源101からEV107に電力を送ってもよい。例えば、DC電源101がEV107充電に必要とされるよりも多くの電力を生成している場合に、構成1を使用して、DC電力をEV107充電のために使用し、DC電力の余剰電力をユーティリティグリッドに供給してもよい。例えば、DC電源101がEV107充電のために十分な電力を生成していない場合に、構成2を使用して、絶縁コンポーネント103Aを使用せずにDC電源101から電力を供給し、かつAC/DC変換器105及び絶縁コンポーネント103Aを使用してユーティリティグリッドから電力を供給してもよい。
【0024】
ここで
図1Bを参照すると、直流(DC)バスに関連する絶縁デバイス110の態様を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス110は、直流電源101に接続するように構成された端子E1、電力グリッド111に接続するように構成された端子E2、及びEV107に接続するように構成された端子E4とを含んでもよい。DC電源101及び電気エネルギー貯蔵デバイス106を、回路ノードN1でDCバスに接続してもよい。DCバスを、絶縁デバイス110の端子E1に接続してもよい。電力グリッド111は、絶縁デバイス110の端子E2に(場合によっては、電気パネル、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルを介して)接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含むことができる。EV107を、絶縁デバイス110の端子E3に接続してもよい。
【0025】
絶縁デバイス110は、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S21、S22、S23、及びS24)、絶縁コンポーネント103B、並びに変換器(例えば、102及び105)の動作を制御するコントローラ124を含んでもよい。コントローラ124を、絶縁デバイス110又は絶縁デバイス110と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S21、S22、S23、及びS24)、絶縁コンポーネント103B、及び変換器(例えば、102及び105)の動作を制御するように構成してもよい。
【0026】
絶縁デバイス110は、端子E1に接続された回路ノードN2を含めてもよい。回路ノードN3及びN4を、ACバス及び端子E2に接続してもよい。スイッチS13Bを、回路ノードN3とN4との間に配置してもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN2と回路ノードN3との間でスイッチS13Aと直列に接続してもよい。AC/DC変換器105を、回路ノードN3と回路ノードN5との間に接続してもよい。絶縁コンポーネント103Bを、絶縁コンポーネント103Bの端子E11、E13、E12、及びE14をそれぞれ使用して、電源回路ノードN2、N4、及びN5と、負荷回路ノードN6との間に接続してもよい。回路ノードN6を、端子E3に接続してもよい。スイッチS21は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN2を回路ノードN6に接続するために使用してもよい。絶縁コンポーネント103Bは、以下の詳細な態様で説明するように、絶縁コンポーネント103Bへの入力を、E11、E12、又はE13からの入力の受け入れの間で切り替え得る、1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Bは、スイッチS24が閉じられている場合に、回路ノードN4を使用したAC電力の受け入れと同時に、回路ノードN2からのDC電力の受け入れ、又は回路ノードN5を使用したAC/DC変換器105からのDC電力の受け入れを行い得る、2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。絶縁コンポーネント103Bは、スイッチS24が閉じられている場合に、回路ノードN2からのDC電力の受け入れ、回路ノードN5を使用したAC/DC変換器105からのDC電力の受け入れ、及び回路ノードN4を使用したAC電力の受け入れを同時に行い得る、3入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。
【0027】
スイッチS21又はS22は、絶縁コンポーネント103Bが回路ノードN2又はN5からそれぞれ電力を受け取るのに有利でない場合に、閉じてもよい。例えば、スイッチS22は、電力グリッドが接続されていない又はスイッチS13Bが開いている場合など、絶縁がこの電流経路にとって有利でない場合に、回路ノードN5でのAC/DC変換器105の出力を回路ノードN6に接続するために使用してもよい。例えば、スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合など、DCバス(回路ノードN2)が電力グリッド111に接続されていない場合には、スイッチS21を閉じて、回路ノードN6を使用して回路ノードN2をEV107に接続してもよい。例えば、スイッチS13Aが閉じていて、スイッチS13Bが開いている場合に、スイッチS21、S22、及びS23を閉じて、回路ノードN2及びAC/DC変換器105の出力をノードN6に接続してもよく、それによって、電力グリッド111から絶縁された電流経路に有利でないときに絶縁コンポーネント103Bを使用しない。AC/DC変換器がEV107に電力を供給するために使用される場合には、スイッチS23を閉じてもよい。電力グリッド111からのAC電力が、端子E13を使用して、切り替え可能な絶縁コンポーネント103Bを通してEV107に供給される場合には、スイッチS24を閉じてもよい。スイッチS13A、S13B、S21、S22、S24、及びS24は、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0028】
例えば、以下の表2は、
図1Bの異なる電力供給シナリオに対するスイッチの許容される構成を表す。スイッチの開状態及び閉状態という用語は、それぞれ非導通及び導通を意味する。
【0029】
【0030】
例えば、グリッドが利用可能でない場合に、構成2を用いて、絶縁コンポーネント103Bを使用せずに、DC電源101からEV107に電力を送ってもよい。例えば、DC電源101がEV107充電に必要とされるよりも多くの電力を生成している場合に、構成1を使用して、DC電力をEV107充電のために使用し、DC電力の余剰電力をユーティリティグリッドに供給してもよい。例えば、DC電源101がEV107充電のために十分な電力を生成していない場合など、構成2を使用して、絶縁コンポーネント103Bを使用せずにDC電源101から電力を供給し、かつ、AC/DC変換器105及び絶縁コンポーネント103Bを使用してユーティリティグリッドから、又はスイッチS24を使用してACバスから直接、電力を供給してもよい。例えば、グリッドが利用可能でない場合に、構成3を使用して、絶縁コンポーネント103Bを使用せずに、DC電源101からEV107に電力を送ってもよい。例えば、構成4は、絶縁なしでDC電源から電力を供給し、絶縁コンポーネント103Bを介してAC電力を直接供給するために使用される。例えば、構成5は、DC電源からの電力を直接並びに変換器102及び105を介して絶縁することなく供給し、AC電力を絶縁コンポーネント103Bを介して直接供給するために使用される。
【0031】
ここで
図1Cを参照すると、切り替え可能に接続された貯蔵デバイス126を有するDCバス用の、絶縁デバイス120を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス120は、DC電源101、電力グリッド111、EV107、及び電気エネルギー貯蔵デバイス126のそれぞれに接続するように構成された端子E1、E2、E3、及びE4を含んでもよい。端子E1を、回路ノードN1などにおいて絶縁デバイス120のDCバスと接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス126を、回路ノードN1と回路ノードN3との間のスイッチS31を使用することなどによって、絶縁デバイス120内のDCバスに接続してもよい。電力グリッド111を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネル113に接続してもよい。電気パネル113を、絶縁デバイス120の端子E2に接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含んでもよい。EV107を、絶縁デバイス120の端子E3に接続してもよい。
【0032】
DC/DC電力変換器104を、回路ノードN1と回路ノードN5との間に接続してもよい。DC/DC電力変換器124を、スイッチS31と並列に、回路ノードN1と回路ノードN3との間に接続してもよい。端子E1の電圧が端子E4の電圧と同じである場合など、DC/DC電力変換器124が有利でない場合に、スイッチS31を閉じて、DC/DC電力変換器124を無効にしてもよい。端子E1にわたる電圧が端子E4にわたる電圧と異なる場合に、スイッチS31を開いて、DC/DC電力変換器124を有効にし、2つの電圧の間で、有利なように降圧モード又は昇圧モードの電圧変換を行ってもよい。回路ノードN2及び回路ノードN4は、スイッチS13A及びスイッチS13Bを使用して、ACバス及び端子E2に接続されてもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN1と回路ノードN2との間でスイッチS13Aと直列に接続してもよい。AC/DC変換器105を、回路ノードN2と回路ノードN6との間に接続してもよい。絶縁コンポーネント103Cを、絶縁コンポーネント103Cの端子(
図1BのE11、E12、及びE13など)を使用して、電源回路ノードN5及びN6と、負荷回路ノードN7との間に接続してもよい。スイッチS32は、この電流経路に対して絶縁が有利でない場合に、回路ノードN5でのDC/DC変換器104の出力を回路ノードN7に接続するために使用してもよい。絶縁コンポーネント103Cは、以下の詳細な態様で説明するように、入力を、回路ノードN5又はN6からの入力の受け入れの間で切り替え得る、1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Cは、回路ノードN5を使用してDC/DC変換器104から、及び回路ノードN6を使用してAC/DC変換器105から、同時に電力を受け入れ得る、2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。
【0033】
スイッチS33は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN6でのAC/DC変換器105の出力を回路ノードN7に接続するために使用してもよい。例えば、スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合など、DCバス(例えば、回路ノードN1)が電力グリッド111に接続されていない場合に、スイッチS32を閉じて、DC/DC変換器104の出力をEV107に接続してもよい。例えば、スイッチS13Aが閉じていて、スイッチS13Bが開いている場合に、スイッチS32及びS33を閉じて、DC/DC変換器104及びAC/DC変換器105の出力をノードN7に接続してもよく、それによって、有利でないときに絶縁コンポーネント103Cを使用しない。スイッチS13A、S13B、S32、S33、S34、及びS35は、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0034】
絶縁デバイス120は、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S31、S32、S33、S34、及びS35)、絶縁コンポーネント103C、並びに変換器(例えば、102、124、104、及び105)の動作を制御するコントローラ134を含んでもよい。コントローラ134を、絶縁デバイス120又は絶縁デバイス120と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S31、S32、S33、S34、及びS35)、絶縁コンポーネント103C、及び変換器(例えば、102、124、104、及び105)の動作を制御するように構成してもよい。
【0035】
例えば、表2は、
図1Cの異なるシナリオに対する必要な変更を加えたスイッチの許容される構成を表す。加えて、S31は、DC/DC変換器124を使用して貯蔵デバイス126とDCバスとの間で電圧変換を提供できるようにするために開いていてもよいし、貯蔵デバイス126とDCバスとの間で直接電力を提供するために閉じていてもよい。
【0036】
ここで
図1Dを参照すると、交流(AC)バスからの絶縁デバイス130を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス130は、DC電源101、電力グリッド111、EV107、及び電気エネルギー貯蔵デバイス126のそれぞれに接続するように構成された端子E1、E2、E3、及びE4を含んでもよい。端子E1を、回路ノードN1などにおいて絶縁デバイス130のDCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス126を、回路ノードN1と回路ノードN3との間のスイッチS41を使用することなどによって、絶縁デバイス130内のDCバスに接続してもよい。電力グリッド111(又はDC電源101)を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネルに接続してもよい。電力グリッド111を、絶縁デバイス130の端子E2に接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含んでもよい。EV107を、絶縁デバイス130の端子E3に接続してもよい。
【0037】
回路ノードN1を、スイッチS45を用いて回路ノードN2に接続してもよい。DC/DC電力変換器124を、回路ノードN1と回路ノードN2との間でスイッチS44と直列に接続して、スイッチS45と並列に接続してもよい。端子E1の電圧が端子E4の電圧と同じである場合など、DC/DC電力変換器124が有利でない場合に、スイッチS41を閉じて、DC/DC電力変換器124を無効にしてもよい。端子E1にわたる電圧が端子E4にわたる電圧と異なる場合に、スイッチS31を開いて、DC/DC電力変換器124を有効にし、2つの電圧の間で、有利なように降圧モード又は昇圧モードの電圧変換を行ってもよい。回路ノードN4及び回路ノードN5は、スイッチS13A及びスイッチS13Bを使用して、ACバス及び端子E2に接続されてもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN1と回路ノードN4との間でスイッチS13Aと直列に接続してもよい。AC/DC変換器105を、回路ノードN5と回路ノードN6との間でスイッチS43と直列に接続してもよい。絶縁コンポーネント103Dを、絶縁コンポーネント103Dの端子T1、T2、T3、及びT4をそれぞれ使用して、電源回路ノードN4、N5、及びN6と、負荷回路ノードN2との間に接続してもよい。スイッチS45は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN1を回路ノードN2に接続するために使用してもよい。絶縁コンポーネント103Dは、回路ノードN4又はN5からの入力(AC電力入力)を受け入れる第1の入力と、N6からの電力(DC電力)を回路ノードN2に伝送するための第2の入力との間で切り替え得る、2入力1出力絶縁コンポーネント等の切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Dは、回路ノードN5を使用してACバスから、及び回路ノードN6を使用してAC/DC変換器105から、同時に電力を伝送し得る、3入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。
【0038】
スイッチS42は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN6でのAC/DC変換器105の出力を回路ノードN7に接続するために使用してもよい。例えば、スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合など、DCバス(例えば、回路ノードN1)が電力グリッド111に接続されていない場合に、スイッチS45を閉じて、DCバスをEV107に接続してもよい。例えば、スイッチS13Aが閉じていて、スイッチS13Bが開いている場合に、スイッチS42、S43、及びS45を閉じて、DCバス及びAC/DC変換器105をノードN7に接続してもよく、それによって、有利でないときに絶縁コンポーネント103Dを使用しない。スイッチS13A、S13B、S42、S43、S44、及びS45は、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0039】
絶縁デバイス130は、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S41、S42、S43、S44、及びS45)、絶縁コンポーネント103D、並びに変換器(例えば、102、124、104、及び105)の動作を制御するコントローラ144を含んでもよい。コントローラ144を、絶縁デバイス130又は絶縁デバイス130と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S31、S32、S33、S34、及びS35)、絶縁コンポーネント103D、及び変換器(例えば、102、124、104、及び105)の動作を制御するように構成してもよい。
【0040】
表1及び表2のシナリオと同様に、
図1Dのスイッチは、必要な変更として、絶縁コンポーネント103Dの異なる使用を可能にする状態に構成してもよい。スイッチS41、S44、及びS45を使用して、貯蔵デバイス126又はDCバスの電圧をEV107の充電のために有利な電圧に変換するために、DC/DC変換器124の使用が有利である場合に応じて、貯蔵デバイス126とEV107との間で電力を伝送してもよい。
【0041】
ここで
図1Eを参照すると、一次DC入力からの絶縁デバイス140を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス140は、DC電源101、電力グリッド111、及びEV107のそれぞれに接続するように構成された端子E1、E2、及びE3を含んでもよい。端子E1を、回路ノードN2などにおいて絶縁デバイス140のDCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス106を、回路ノードN1など、絶縁デバイス140の外部のDCバスに接続してもよい。電力グリッド111を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネル113に接続してもよい。電力グリッド111を、ユーティリティ側相互接続などにおいて、絶縁デバイス130の端子E2に接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含むことができる。EV107は、絶縁デバイス140の端子E3に接続してもよい。
【0042】
回路ノードN1を、回路ノードN2に接続してもよい。DC/DC電力変換器104を、回路ノードN2と回路ノードN4との間に接続して、スイッチS53と並列に接続してもよい。端子E1の電圧が回路ノードN4の電圧と同じである場合など、DC/DC電力変換器104が有利でない場合に、スイッチS53を閉じて、DC/DC電力変換器104を無効にしてもよい。端子E1にわたる電圧が端子T3の電圧と異なる場合に、スイッチS53を開いて、DC/DC電力変換器104を有効にし、2つの電圧の間で、有利なように降圧モード又は昇圧モードの電圧変換を行ってもよい。回路ノードN2及び回路ノードN5は、スイッチS54を使用して接続してもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN5と端子E2との間でスイッチS52と直列に接続してもよい。絶縁コンポーネント103Eを、絶縁コンポーネント103Eの端子T3、T2、及びT1をそれぞれ使用して、電源回路ノードN4及びN5と、負荷回路ノードN3との間に接続してもよい。スイッチS51は、スイッチS52が開いているときなど、絶縁がこの電流経路にとって有利でない場合に、回路ノードN4を回路ノードN3に接続するために使用してもよい。絶縁コンポーネント103Eは、入力を、回路ノードN4又はN5からの入力の受け入れの間で切り替え得る、1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Eは、ノードN4及びN5から同時に電力を伝送し得る、2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。スイッチS51、S52、S53、及びS54は、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0043】
絶縁デバイス140は、スイッチ(例えば、S51、S52、S53、及びS54)、絶縁コンポーネント103E、並びに変換器(例えば、102及び104)の動作を制御するコントローラ154を含んでもよい。コントローラ154を、絶縁デバイス140又は絶縁デバイス140と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S51、S52、S53、及びS54)、絶縁コンポーネント103E、並びに変換器(例えば、102及び104)の動作を制御するように構成してもよい。
【0044】
例えば、以下の表3は、
図1Eの異なる電力供給シナリオに対するスイッチの許容される構成を表す。スイッチの開状態及び閉状態という用語は、それぞれ非導通及び導通を意味する。
【0045】
【0046】
例えば、DC電源101がEV107充電に必要とされるよりも多くの電力を生成している場合に、構成1を使用して、DC電力をEV107充電のために使用し、DC電力の余剰電力をユーティリティグリッド111に供給してもよい。例えば、DC電源101がEV107充電のために十分な電力を生成していない場合に、構成2を使用して、絶縁コンポーネント103Eを使用せずにDC電源101から電力を供給し、かつAC/DC変換器105及び絶縁コンポーネント103Eを使用してユーティリティグリッド111から電力を供給してもよい。例えば、構成3を使用して、絶縁コンポーネント103Eを使用せずに、DC電源101からEV107に電力を送ってもよい。
【0047】
ここで
図1Fを参照すると、EV搭載の絶縁123を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス150は、それぞれ、DC電源101、電気エネルギー貯蔵デバイス126、電力グリッド111、及びEV127への接続を含んでもよい。回路ノードN1を、絶縁デバイス150のDCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス126を、スイッチS61を使用して、回路ノードN1など、絶縁デバイス150へのDCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス126を、DC/DC電力変換器124を使用してDCバスに接続してもよい。電力グリッド111を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネル113に接続してもよい。電力グリッド111を、スイッチS62などを使用して、絶縁デバイス150の回路ノードN4に接続してもよい。EV127は、電気エネルギー貯蔵デバイス109、充電器108、及び搭載型絶縁コンポーネント123を含んでもよい。EV127は、絶縁デバイス150のDC/DC変換器104及び/又はAC/DC変換器105に接続するように構成された端子E1及び/又はE2を含んでもよい。
【0048】
DC/DC電力変換器104を、回路ノードN1と端子E1との間に接続してもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN1とN4との間に接続してもよい。絶縁コンポーネント123は、入力を、端子T1又はT2からの入力の受け入れの間で切り替え得る、1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント123は、ノードN2及びN3から充電器108に同時に電力を伝送し得る、2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。スイッチS61、S62、S63、及びS64は、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0049】
EV127は、絶縁が有利でない場合に、端子E1及びE2を充電器108に接続するためのスイッチS63及びS64を含んでもよい。EV127は、絶縁コンポーネント123並びにスイッチS63及びS64の動作を制御するマイクロコントローラユニット(microcontroller unit、MCU)194を含んでもよい。絶縁コンポーネント123は、EV端子E1及びE2並びに充電器108に接続するための端子T1、T2、及びT3を含んでもよい。
【0050】
絶縁デバイス150は、スイッチ(例えば、S61、S62、S63、及びS64)、絶縁コンポーネント123、並びに変換器(例えば、102及び104)の動作を制御するコントローラ164を含んでもよい。コントローラ154を、絶縁デバイス150、EV127、MCU194、又は絶縁デバイス150及びEV107と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S61、S62、S63、及びS64)、絶縁コンポーネント123、及び変換器(例えば、102、104、105、及び126)の動作を制御するように構成してもよい。
【0051】
例えば、以下の表4は、
図1Fの異なる電力供給シナリオに対するスイッチの許容される構成を表す。スイッチの開状態及び閉状態という用語は、それぞれ非導通及び導通を意味する。
【0052】
【0053】
例えば、DC電源101がEV127充電に必要とされるよりも多くの電力を生成している場合に、構成1を使用して、DC電力をEV127充電のために使用し、DC電力の余剰電力を電力グリッド111に供給してもよい。例えば、絶縁コンポーネント123を使用せずにDC電源101から電力を供給するために、構成2を使用してもよい。追加のスイッチ(図示せず)を、DC/AC変換器102と回路ノードN4との間に配置してもよく、追加のスイッチを開いて、スイッチS62を閉じて、ACバスのみをEV127から絶縁してもよく、DC電力側は、絶縁コンポーネント123を使用せずに接続される(スイッチS63は閉じている)。
【0054】
ここで
図1Gを参照すると、複数のAC入力及び複数のDC入力からの絶縁デバイス160を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス160は、DC電源101、電気エネルギー貯蔵デバイス126、EV107、及び電力グリッド111のそれぞれに接続するように構成された端子E1、E2、E3、及びE4を含んでもよい。端子E1を、回路ノードN1などにおいて絶縁デバイス160のDCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス126を、回路ノードN1と回路ノードN2との間のスイッチS71を使用することなどによって、絶縁デバイス120内のDCバスに接続してもよい。電気エネルギー貯蔵デバイス126を、スイッチS77と直列のDC/DC電力変換器124を使用してDCバスに接続してもよい。電力グリッド111を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネル113に接続してもよい。電気パネル113は、絶縁デバイス160の端子E4に接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含んでもよい。EV107を、絶縁デバイス160の端子E3に接続してもよい。
【0055】
DC/DC電力変換器104を、回路ノードN1と回路ノードN3との間でスイッチS79と直列に接続してもよい。DC/DC電力変換器124を、回路ノードN1と回路ノードN3との間に、スイッチS77と直列に、かつスイッチS71と並列に接続してもよい。端子E1の電圧が端子E2の電圧と同じである場合など、DC/DC電力変換器124が有利でない場合に、スイッチS71を閉じて、DC/DC電力変換器124を無効にするか、スイッチS77を開いてもよい。端子E1にわたる電圧が端子E2の電圧と異なる場合に、スイッチS71を開いて、スイッチS77を閉じ、DC/DC電力変換器124を有効にし、2つの電圧の間で、有利なように降圧モード又は昇圧モードの電圧変換を行ってもよい。回路ノードN5及び回路ノードN6を、スイッチS13A及びスイッチS13Bを使用して、ACバス及び端子E4に接続してもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN1と回路ノードN5との間でスイッチS13Aと直列に接続してもよい。AC/DC変換器105を、回路ノードN6と回路ノードN7との間でスイッチS77と直列に接続してもよい。絶縁コンポーネント103Gを、絶縁コンポーネント103Gの端子T1、T2、T3、T4、及びT5を使用して、電源回路ノードN1、N2、N3、N5、及びN7と、負荷回路ノードN4との間に接続してもよい。スイッチS73は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN3でのDC/DC変換器104の出力を回路ノードN4に接続するために使用してもよい。
【0056】
絶縁コンポーネント103Gは、以下の詳細な態様で説明するように、入力を、回路ノードN2、N3、N5、又はN7からのAC又はDC入力の受け入れの間で切り替え得る1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Gは、回路ノードN3を使用してDC/DC変換器104から、及び回路ノードN7を使用してAC/DC変換器105から、同時に電力を受け入れ得る2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。絶縁コンポーネント103Gは、回路ノードN3を使用してDC/DC変換器104から、回路ノードN7を使用してAC/DC変換器105から、及び回路ノードN2又はN5から、同時に電力を受け入れ得る3入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。絶縁コンポーネント103Gは、回路ノードN3を使用してDC/DC変換器104から、回路ノードN7を使用してAC/DC変換器105から、回路ノードN2から、及び回路ノードN5から(AC電力)、同時に電力を受け入れ得る4入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。
【0057】
スイッチS74は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、回路ノードN7でのAC/DC変換器105の出力を回路ノードN4に接続するために使用してもよい。スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合など、DCバス(回路ノードN1)が電力グリッド111に接続されていない場合に、スイッチS73を閉じて、DC/DC変換器104の出力をEV107に接続してもよい。スイッチS13Aが閉じていて、スイッチS13Bが開かれている場合に、スイッチS73、S74、S75及びS79を閉じて、DC/DC変換器104及びAC/DC変換器105の出力をノードN4に接続してもよく、それによって、有利でないときに絶縁コンポーネント103Gを使用しない。スイッチS13A、S13B、S71、S72、S73、S74、S75、S76、S77、S78、及びS79は、開いているときに絶縁を提供するために、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0058】
絶縁デバイス160は、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S71、S72、S73、S74、S75、S76、S77、S78、及びS79)、絶縁コンポーネント103G、及び変換器(例えば、102、124、104、及び105)の動作を制御するコントローラ174を含んでもよい。コントローラ174を、絶縁デバイス160又は絶縁デバイス160と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S71、S72、S73、S74、S75、S76、S77、S78、及びS79)、絶縁コンポーネント103G、及び変換器(例えば、102、124、104、及び105)の動作を制御するように構成してもよい。
【0059】
表1及び表2と同様に、
図1Gのスイッチは、EV107と電力グリッド111との間に絶縁コンポーネント103Gを含む構成で、必要な変更として、開閉してもよい。
【0060】
ここで
図1Hを参照すると、複数のAC及びDC入力に関連する絶縁デバイス170を示すブロック図が表されている。絶縁デバイス170は、DC電源101、EV107、及び電力グリッド111のそれぞれに接続するように構成された端子E1、E2、及びE3を含んでもよい。端子E1を、回路ノードN1などにおいて絶縁デバイス170のDCバスに接続してもよい。電力グリッド111を、分電盤、分電パネル、又は回路遮断器パネルなどの電気パネル113に接続してもよい。電気パネル113を、絶縁デバイス170の端子E3に接続してもよい。EV107は、電気エネルギー貯蔵デバイス109及び充電器108を含んでもよい。EV107を、絶縁デバイス170の端子E2に接接続してもよい。
【0061】
DC/DC電力変換器104を、回路ノードN1と回路ノードN4との間に接続してもよい。回路ノードN2、N3、及びN5を、スイッチS13A及びS13Bを使用して、ACバス及び端子E3に接続してもよい。DC/AC変換器102を、回路ノードN1と回路ノードN2との間に接続してもよい。AC/DC変換器105を、回路ノードN3と絶縁コンポーネント103Hとの間でスイッチS83と直列に接続してもよい。スイッチS81は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、DC/DC変換器104の出力を回路ノードN4に接続するために使用してもよい。絶縁コンポーネント103Hは、以下の詳細な態様で説明するように、入力を、変換器104又は105からと、回路ノードN2、N3、又はN5からの、AC又はDC入力の受け入れの間で切り替え得る、1入力1出力絶縁コンポーネントなどの、切り替え可能な絶縁コンポーネントであってもよい。絶縁コンポーネント103Hは、変換器104又は105から、及び回路ノードN2、N3、又はN5から同時に電力を受け入れ得る、2入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。絶縁コンポーネント103Hは、DC/DC変換器104から、AC/DC変換器105から、及び回路ノードN2、N3、又はN5から、同時に電力を受け入れ得る、3入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。絶縁コンポーネント103Hは、DC/DC変換器104から、AC/DC変換器105から、回路ノードN2、N3、又はN5のうちの2つから(AC電力)、同時に電力を受け入れ得る、4入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。絶縁コンポーネント103Hは、DC/DC変換器104から、AC/DC変換器105から、回路ノードN2、N3、又はN5のうちの2つから(AC電力)、同時に電力を受け入れ得る、5入力1出力絶縁コンポーネントを含んでもよい。
【0062】
スイッチS82は、絶縁がこの電流経路に対して有利でない場合に、AC/DC変換器105の出力を回路ノードN4に接続するために使用してもよい。スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合など、DCバス(回路ノードN1)が電力グリッド111に接続されていない場合に、スイッチS81は、DC/DC変換器104の出力を回路ノードN4に接続してもよい。スイッチS13Aが閉じていて、スイッチS13Bが開かれている場合に、スイッチS81、S82、及びS83を閉じて、DC/DC変換器104及びAC/DC変換器105の出力をノードN4に接続してもよく、それによって、有利でないときに絶縁コンポーネント103Hを使用しない。スイッチS13A又はスイッチS13Bが開いている場合に、スイッチS81及びS84を閉じて、DC/DC変換器104及びDC/AC変換器102の出力をノードN4に接続してもよく、それによって、有利でないときに絶縁コンポーネント103Hを使用しない。このシナリオに加えて、スイッチS13Aが開いており、スイッチS13Bが閉じている場合に、スイッチS83、S85、及びS86を閉じて、絶縁コンポーネント103Hが、AC/DC電力変換器105及び電力グリッド111から電力を受け取るようにしてもよい。例えば、絶縁コンポーネント103Hが、利用可能なDC電力絶縁容量及び利用可能なAC電力絶縁容量を有し、電力グリッド111から電力を受け取る場合は、接続されたデバイスはこれら両方の利用可能性を利用し得る。スイッチS13A、S13B、S81、S82、S83、S84、S85、及びS86は、開いているときに絶縁を提供するために、電気機械式リレーで実装してもよい。
【0063】
絶縁デバイス170は、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S81、S82、S83、S84、S85、及びS86)、絶縁コンポーネント103H、及び変換器(例えば、102、104、及び105)の動作を制御するコントローラ184を含んでもよい。コントローラ184を、絶縁デバイス170又は絶縁デバイス170と通信する別のデバイスに組み込んで、スイッチ(例えば、S13A、S13B、S81、S82、S83、S84、S85、及びS86)、絶縁コンポーネント103H、及び変換器(例えば、102、104、及び105)の動作を制御するように構成してもよい。
【0064】
表1及び表2と同様に、
図1Hのスイッチは、EV107と電力グリッド111との間に絶縁コンポーネント103Hを含む構成において、必要な変更として、開閉してもよい。追加的に、DC/AC変換器102からEV107に直接AC電力を供給するために、スイッチS84を閉じてもよい。
【0065】
例示的な絶縁コンポーネントは、電力伝送、電源の数と種類、負荷の数と種類の、他の組み合わせに対して構成され得る。例えば、ゴルフスポーツセンターは、同時に充電する必要がある電気ゴルフカートを複数台所有することがあり、
図1A~
図1Hの例は、1台の例示的なEVの代わりに複数台のEVを含んでもよい。電力グリッドからの電力の絶縁は、EVの数及び種類とは無関係であり、システムの総電力(ピーク及び平均)は、特に構成された技術的解決法のために制御されることが理解される。技術的解決策の態様は、異なって編成されてもよいが、特に構成された解決策は、本明細書で開示される技術的解決法の少なくともいくつかの態様を備えてもよい。
【0066】
ここで
図2Aを参照すると、2個の電源と1個の負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器200を示すブロック図が表されている。切り替え可能な絶縁変圧器200は、1電源1負荷絶縁変圧器201、並びに、この1電源1負荷絶縁変圧器201と、切り替え可能な絶縁変圧器200の端子T201、T202、及びT203との間に、スイッチS201、S202、及びS203を含む。スイッチS201及びS202を交互に閉じて、2個の端子T201及びT202のうちの1つから電力伝送できるようにしてもよい。スイッチS201及びS202を同時に閉じて、端子T201及びT202の両方から同時に電力伝送できるようにしてもよい。
【0067】
ここで
図2Bを参照すると、組み合わされた2個の電源と、1個の負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器210を示すブロック図が表されている。切り替え可能な絶縁変圧器210は、1電源1負荷絶縁変圧器211、並びに、この2電源1負荷絶縁変圧器211と、切り替え可能な絶縁変圧器210の端子T211、T212、及びT213との間に、スイッチS211、S212、及びS213を含む。2電源1負荷絶縁変圧器211は、端子T211及びT212から電力を伝送するためにそれぞれ1つずつ、2個の一次コイル(以下で説明され得るような)を備えてもよい。スイッチS211及びS212を交互に閉じて、2個の端子T211及びT212のうちの1つから電力伝送できるようにしてもよい。この例は、使用されていない一次コイルからのフィードバックに起因する欠点を有し得て、変圧器211は、このフィードバックを管理する解決法を備え得る。スイッチS211及びS212を同時に閉じて、端子T211及びT212の両方から同時に電力伝送できるようにしてもよい。
【0068】
ここで
図2Cを参照すると、n個の電源とm個の負荷との間の切り替え可能な絶縁変圧器220を示すブロック図が表されている。切り替え可能な絶縁変圧器220は、n電源m負荷絶縁変圧器220を含む。切り替え可能な絶縁変圧器220は、n電源m負荷絶縁変圧器221の電源側と、切り替え可能な絶縁変圧器200の端子T221、T222、...、T22nとの間に、スイッチS221、S222、...、S22nを含む。切り替え可能な絶縁変圧器220は、n電源m負荷絶縁変圧器221の電源側と、切り替え可能な絶縁変圧器220の端子T231、T232、...、T23mとの間に、スイッチS231、S232、...、S23mを含む。
【0069】
n電源m負荷絶縁変圧器221は、n個の一次コイル(以下に示す)を備えてもよく、各一次コイルは、端子T221~T22nから電力を伝送するためのものである。n電源m負荷絶縁変圧器221は、m個の二次コイル(以下に表されるように)を備えてもよく、各二次コイルは、端子T231~T23mから電力を伝送するためのものである。スイッチS221~S22nを交互に閉じて、2個の端子T221~T22nのうちの1つから電力伝送できるようにしてもよい。スイッチS231~S23mを交互に閉じて、2個の端子T231~T23mのうちの1つから電力伝送できるようにしてもよい。この例は、使用されていない一次コイル又は二次コイルからのフィードバックに起因する欠点を有し得て、変圧器221は、このフィードバックを管理する解決法を備え得る。スイッチS221~S22nのうちのいくつかを同時に閉じて、それぞれの端子T221~T22nから同時に電力伝送できるようにしてもよい。スイッチS231~S23mのうちのいくつかを同時に閉じて、それぞれの端子T231~T23mから同時に電力伝送できるようにしてもよい。スイッチS221~S22nの全てを同時に閉じて、それぞれの端子T221~T22nから同時に電力伝送できるようにしてもよい。スイッチS231~S23mの全てを同時に閉じて、それぞれの端子T231~T23mから同時に電力伝送できるようにしてもよい。
【0070】
ここで
図2Dを参照すると、電源Vinと負荷Voutとの間の切り替え可能な絶縁変圧器230を示す回路図が表されている。絶縁変圧器230は、DC-DC変圧器E1、並びにHブリッジH1及びH2を含んでもよい。HブリッジH1は、(入力端子A及びB上の)入力電圧Vinを、変圧器E1の一次コイルLpを駆動するために使用され得る高周波デュアルステージPWM出力に変換するように動作し得るスイッチQp1、Qp2、Qp3、及びQp4を含んでもよい。HブリッジH2は、変圧器E1の二次コイルLs上の電圧を、(入力端子C及びD上の)出力電圧Voutに変換するように動作し得るスイッチQs1、Qs2、Qs3、及びQs4を含んでもよい。キャパシタ215は、出力電圧VoutをDC電圧出力として安定させ調整するために、出力電圧Voutにわたって使用してもよい。HブリッジH1及びH2は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。Qp1、Qp2、Qp3、Qp4、Qs1、Qs2、Qs3、及びQs4の各スイッチは、電界効果トランジスタ(field-effect transistor、FET)であってもよく、ゲート端子g、電源端子s、及びドレイン端子dを含む。
【0071】
ここで
図2Eを参照すると、2個の電源用の一次巻線Lp1及びLp2を有する、切り替え可能な絶縁変圧器240を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器240は、DC-DC変圧器E2並びにHブリッジH1、H2、及びH3を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1及びH2はそれぞれ、入力端子A1、B1、A2、及びB2上の入力電圧を、変圧器E2の一次コイルLp1及びLp2を駆動するために使用され得る高周波デュアルステージPWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH3は、変圧器E2の二次コイルLs上の電圧を、入力端子C及びD上の出力電圧に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧にわたって使用され、これをDC電圧出力として安定させ、調整してもよい。HブリッジH1、H2、及びH3は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0072】
ここで
図2Fを参照すると、直列に接続された2個の電源を有する切り替え可能な絶縁変圧器250を示す回路図が表されている。絶縁変圧器250は、
図2Dの絶縁変圧器230と同様であってもよいが、HブリッジH1への入力は、端子A1及びB1上の電圧Vin1並びに端子A2及びB2上の電圧Vin2の、直列の2個の電源からであり得る。これらの電圧はともに直列に結合されてVinを生成し、VinはHブリッジH1及び変圧器E1用の電源であってもよい。変圧器E1は、
図2Dのように一次巻線Lp及び二次巻線Lsを有してもよい。
【0073】
ここで
図2Gを参照すると、並列の2個の電源を有する切り替え可能な絶縁変圧器260を示す回路図が表されている。絶縁変圧器260は、
図2Dの絶縁変圧器230と同様であってもよいが、HブリッジH1への入力は、端子A1及びB1並びに端子A2及びB2上の電圧Vinの、並列の2個の電源からであり得る。これらの入力は一緒に並列に結合されてVinを生成する(電流は両方の電源から結合される)。組み合わされた電流及び電圧は、HブリッジH1及び変圧器E1用の電源であってもよい。変圧器E1は、
図2Dのように一次巻線Lp及び二次巻線Lsを有してもよい。
【0074】
ここで
図2Hを参照すると、3個の電源のための一次巻線を有する、切り替え可能な絶縁変圧器270を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器270は、DC-DC変圧器E3並びにHブリッジH1、H2、H3、及びH4を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1、H2、及びH3はそれぞれ、入力端子A1、B1、A2、B2、A3、及びB3上の入力電圧を、変圧器E3の一次コイルLp1、Lp2、及びLp3を駆動するために使用され得る高周波デュアルステージPWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH4は、変圧器E3の二次コイルLs上の電圧を、入力端子C及びD上の出力電圧に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧にわたって使用され、これをDC電圧出力として安定させ、調整してもよい。HブリッジH1、H2、H3、及びH4は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0075】
ここで
図2Iを参照すると、直列の3個の電源を有する、切り替え可能な絶縁変圧器280を示す回路図が表されている。絶縁変圧器280は、
図2Dの絶縁変圧器230と同様であってもよいが、HブリッジH1への入力は、端子A1及びB1上、端子A2及びB2上、並びに端子A2及びB2上の電圧の、直列の3個の電源からであり得る。これらの電圧はともに直列に結合されてVinを生成し、VinはHブリッジH1及び変圧器E1用の電源であってもよい。変圧器E1は、
図2Dのように一次巻線Lp及び二次巻線Lsを有してもよい。
【0076】
ここで
図2Jを参照すると、並列の3個の電源を有する、切り替え可能な絶縁変圧器282を示す回路図が表されている。絶縁変圧器282は、
図2Dの絶縁変圧器230と同様であってもよいが、HブリッジH1への入力は、端子A1及びB1上、端子A2及びB2上、並びに端子A3及びB3上の並列の3個の電源からであり得る。これらの入力は一緒に並列に結合されてVinを生成する(電流は3個の電源から結合される)。結合された電流及び電圧Vinは、HブリッジH1及び変圧器E1用の電源であってもよい。変圧器E1は、
図2Dのように一次巻線Lp及び二次巻線Lsを有してもよい。
【0077】
ここで
図2Kを参照すると、4個の電源用の一次巻線を有する、切り替え可能な絶縁変圧器290を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器290は、DC-DC変圧器E4並びにHブリッジH1、H2、H3、H4、及びH5を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1、H2、H3、及びH4はそれぞれ、入力端子A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、及びB4上の入力電圧を、変圧器E4の一次コイルLp1、Lp2、Lp3、及びLp4を駆動するために使用され得る高周波デュアルステージPWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH5は、変圧器E4の二次コイルLs上の電圧を、入力端子C及びD上の出力電圧に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧にわたって使用され、これをDC電圧出力として安定させ、調整してもよい。HブリッジH1、H2、H3、H4、及びH5は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0078】
ここで
図2Lを参照すると、2個の負荷用の二次巻線Ls1及びLs2を有する、切り替え可能な絶縁変圧器291を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器291は、DC-DC変圧器E1d並びにHブリッジH1、H2、及びH3を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1は、入力端子A及びB上の入力電圧を、変圧器E1dの一次コイルLpを駆動するために使用され得る高周波交流PWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH2及びH3は、変圧器E1dの二次コイルLs1及びLs2上の電圧を、端子C1、D1、C2、及びD2上の出力電圧及び電流に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧をDC電圧出力として安定化及び調整するために、出力電圧にわたって使用してもよい。HブリッジH1、H2、及びH3は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0079】
ここで
図2Mを参照すると、2個の電源用の一次巻線Lp1及びLp2と、2個の負荷用の二次巻線Ls1及びLs2とを有する、切り替え可能な絶縁変圧器292を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器292は、DC-DC変圧器E2d並びにHブリッジH1、H2、H3、及びH4を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1及びH2はそれぞれ、入力端子A1、B1、A2、及びB2上の入力電圧を、変圧器E2dの一次コイルLp1及びLp2を駆動するために使用され得る高周波交流PWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH3及びH4は、変圧器E2dの二次コイルLs1及びLs2上の電圧を、端子C1、D1、C2、及びD2上の出力電圧及び電流に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧をDC電圧出力として安定化及び調整するために、出力電圧にわたって使用してもよい。HブリッジH1、H2、H3、及びH4は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0080】
ここで
図2Nを参照すると、3個の電源用の一次巻線Lp1、Lp2、及びLp3と、2個の負荷用の二次巻線Ls1及びLs2とを有する、切り替え可能な絶縁変圧器293を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器293は、DC-DC変圧器E3d並びにHブリッジH1、H2、H3、H4、及びH5を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1、H2、及びH3はそれぞれ、入力端子A1、B1、A2、B2、A3、及びB3上の入力電圧を、変圧器E3dの一次コイルLp1、Lp2、及びLp3を駆動するために使用され得る高周波交流PWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH4及びH5は、変圧器E3dの二次コイルLs1及びLs2上の電圧を、端子C1、D1、C2、及びD2上の出力電圧及び電流に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧をDC電圧出力として安定化及び調整するために、出力電圧にわたって使用してもよい。HブリッジH1、H2、H3、H4、及びH5は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0081】
ここで
図2Oを参照すると、4個の電源用の一次巻線Lp1、Lp2、Lp3、及びLp4と、2個の負荷用の二次巻線Ls1及びLs2とを有する、切り替え可能な絶縁変圧器294を示す概略回路図が表されている。絶縁変圧器294は、DC-DC変圧器E4d並びにHブリッジH1、H2、H3、H4、H5、及びH6を含んでもよく、各Hブリッジは、
図2Dのようなスイッチ(FET)を含んでもよい。HブリッジH1、H2、H3、及びH4はそれぞれ、入力端子A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、及びB4上の入力電圧を、変圧器E4dの一次コイルLp1、Lp2、Lp3、及びLp4を駆動するために使用され得る高周波交流PWM出力に変換するように動作してもよい。HブリッジH4及びH5は、変圧器E4dの二次コイルLs1及びLs2上の電圧を、端子C1、D1、C2、及びD2上の出力電圧及び電流に変換するように動作してもよい。キャパシタは、出力電圧をDC電圧出力として安定化及び調整するために、出力電圧にわたって使用してもよい。HブリッジH1、H2、H3、H4、H5、及びH6は対称であるため、変圧器は双方向に動作し得る。
【0082】
絶縁変圧器が使用される場合、ここでのスイッチのいずれかは、メークビフォアブレーク遷移で、コントローラによって動作されてもよく、したがって、電気接続を維持する。同様に、BBM遷移は、BBM電気接続を維持すると言うことができる。
【0083】
ここで
図3Aを参照すると、1個の電源と1個の負荷との間に接続された、1個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント310を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント320は、電気エネルギー貯蔵デバイス311と、それぞれの端子T1及びT2に接続されたスイッチS1及びS2とを含む。スイッチS1及びS2は電気機械式リレーであってもよい。スイッチS2を開いて、貯蔵デバイス311をT2から切断してもよい。スイッチS2が開かれた後、スイッチS1を閉じて、T1を貯蔵デバイス311に接続し、スイッチS1が開かれた後、貯蔵デバイス311をT1から切断してもよい。スイッチS1が開いた後、スイッチS2を閉じて、T2を貯蔵デバイス311に接続してもよい。このようにして、BBM接続を維持することができ、絶縁コンポーネント310は、端子T1とT2との間の絶縁を維持することができる。
【0084】
ここで
図3Bを参照すると、1個の電源と1個の負荷との間に接続された、2個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント320を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント310は、電気エネルギー貯蔵デバイス321及び322と、端子T1に接続されたスイッチS1及びS2と、端子T2に接続されたスイッチS3及びS4とを含む。スイッチS1、S2、S3、及びS4は電気機械式リレーであってもよい。スイッチS2を開いて、貯蔵デバイス321をT2から切断してもよい。スイッチS2が開かれた後、スイッチS1を閉じて、T1を貯蔵デバイス321に接続してもよい。スイッチS1を開いて、貯蔵デバイス321をT1から切断してもよい。スイッチS1が開かれた後、スイッチS2を閉じて、T2を貯蔵デバイス321に接続してもよい。スイッチS4を開いて、貯蔵デバイス322をT2に切断してもよい。スイッチS4が開かれた後、スイッチS3を閉じて、T1を貯蔵デバイス322に接続してもよい。スイッチS3を開いて、貯蔵デバイス322をT1から切断してもよい。スイッチS3が開かれた後、スイッチS4を閉じて、T2を貯蔵デバイス322に接続してもよい。それにより、スイッチは、BBM遷移で開閉され得る。したがって、BBM接続が維持することができ、絶縁コンポーネント320は、端子T1と端子T2との間の絶縁を維持することができる。
【0085】
ここで
図3Cを参照すると、1個の電源と1個の負荷との間に接続された、3個の貯蔵装置デバイス直列絶縁コンポーネント330内を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント330は、1つ以上の電気エネルギー貯蔵デバイス(例えば、331、332、及び333)と、貯蔵デバイス331及び332を使用してそれぞれの端子T1及びT2に接続されるスイッチS1及びS2とを含んでもよい。スイッチS1及びS2は、電気機械式リレーであってもよい。スイッチS2を開いて、貯蔵デバイス332を貯蔵デバイス333及び端子T2から切断してもよい。スイッチS2が開かれた後、スイッチS1が閉じられ、貯蔵デバイス332を貯蔵デバイス331及び端子T1に接続してもよい。スイッチS1を開いて、貯蔵デバイス332を貯蔵デバイス331及び端子T1から切断してもよい。スイッチS1が開かれた後、スイッチS2は閉じられ、貯蔵デバイス332を貯蔵デバイス333及び端子T2に接続してもよい。この遷移において、BBM接続を維持することができ、絶縁コンポーネント330は、端子T1とT2との間の絶縁を維持し得る。
【0086】
ここで
図3Dを参照すると、1個の電源と1個の負荷との間に接続された、n個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント340を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント340は、電気エネルギー貯蔵デバイス341、342など~34yを含む。スイッチS1、S3など~Sy-1は端子T1に接続され、スイッチS2、S4など~Syは端子T2に接続される。スイッチS1~Syは、電気機械式リレーであってもよい。
【0087】
各スイッチ-貯蔵デバイス-スイッチのセットに対して、
・T2に接続されたスイッチを開くことができ、貯蔵デバイスをT2から切断してもよい。
・T2に接続されたスイッチが開かれた後、T1に接続されたスイッチ(S1~Sy-1)が閉じられてもよく、T1が貯蔵デバイス(341~34y)に接続される。
・T1に接続されたスイッチを開くことができ、貯蔵デバイスをT1から切断してもよい。
・T1に接続されたスイッチが開かれた後、T2に接続されたスイッチ(S2~Sy)が閉じられてもよく、T2が貯蔵デバイス(341~34y)に接続される。
それにより、スイッチはBBM遷移で開閉され得る。したがって、BBM接続を維持することができ、絶縁コンポーネント340は、端子T1と端子T2との間の絶縁を維持することができる。
【0088】
ここで
図3Eを参照すると、2個の電源と1個の負荷との間に接続された、2個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント350を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント350の各々は、絶縁コンポーネント310、320、330、又は340のうちの1つを含んでもよく、一方の側は、端子T1又はT3のうちの1つに接続し、他方は、端子T2に接続してもよい。コンポーネント310、320、330、又は340の構造及び動作は、
図3A~
図3Dにおいて説明され得る。
【0089】
ここで
図3Fを参照すると、複数の電源と1個の負荷との間に接続された、n個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント360を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント360の各々は、絶縁コンポーネント310、320、330、又は340のうちの1つを含んでもよく、一方の側は、端子T1、T3~Tyのうちの1つに接続し、他方の側は、端子T2に接続してもよい。コンポーネント310、320、330、又は340の構造及び動作は、
図3A~
図3Dにおいて説明され得る。
【0090】
ここで
図3Gを参照すると、2個の電源と2個の負荷との間に接続された、n個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント370を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント370は、貯蔵デバイス371、372など~37yを含むことができる。各貯蔵デバイス371~37yについて、一方の側は、スイッチS11~S1y又はS31~S3yを使用して、端子T1及びT3のうちの1つに接続してもよい。各貯蔵デバイス371~37yの他方の側は、スイッチS21~S2y又はS41~S4yを使用して端子T2及びT4の一方に接続してもよい。
図3A~
図3Dにあるように、各貯蔵デバイス371~37yについて、電源スイッチは、負荷スイッチが切断された後に接続されてもよく、各負荷スイッチは、電源スイッチが切断された後に接続してもよい。又は代替的に、各スイッチ-貯蔵デバイス-スイッチのセットについて、
・負荷端子に接続されたスイッチを開くことができ、貯蔵デバイスを負荷端子から切断することができる。
・負荷端子に接続されたスイッチが開いてから遅延時間が経過した後、電源端子に接続されたスイッチを閉じて、電源端子を貯蔵デバイスに接続することができる。
・電源端子に接続されたスイッチを開くことができ、貯蔵デバイスを電源端子から切断することができる。
・電源端子に接続されたスイッチが開いてから遅延時間が経過した後、負荷端子に接続されたスイッチを閉じて、負荷端子を貯蔵デバイスに接続することができる。
それにより、スイッチは、BBM遷移で開閉され得る。したがって、BBM接続が維持することができ、絶縁コンポーネント370は、端子T1、T2、T3、及びT4の間の絶縁を維持することができる。
【0091】
ここで
図3Hを参照すると、複数の電源と2個の負荷との間に接続された、n個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント380を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント380は、貯蔵デバイス381、382など~38yを含むことができる。各貯蔵デバイス381~38yについて、一方の側は、スイッチS1、S3など~Syを使用して端子T1~Tyのうちの1つに接続してもよい。各貯蔵デバイス381~38yの他方の側は、スイッチSa2~Sax又はSb2~Sbx(xは2
*yである)を使用して端子T2及びT4の一方に接続してもよい。
図3A~
図3Dと同様に、各貯蔵デバイス381~38yについて、電源スイッチは、負荷スイッチが切断された後に接続されてもよく、各負荷スイッチは、電源スイッチが切断された後に接続してもよい。又は代替的に、各スイッチ-貯蔵デバイス-スイッチのセットについて、
・負荷端子に接続されたスイッチを開くことができ、貯蔵デバイスを負荷端子から切断することができる。
・負荷端子に接続されたスイッチが開かれてから遅延時間が経過した後、電源端子に接続されたスイッチが閉じられ、電源端子を貯蔵デバイスに接続することができる。
・電源端子に接続されたスイッチを開くことができ、貯蔵デバイスを電源端子から切断することができる。
・電源端子に接続されたスイッチが開いてから遅延時間が経過した後、負荷端子に接続されたスイッチを閉じて、負荷端子を貯蔵デバイスに接続することができる。
それにより、スイッチは、BBM遷移で開閉され得る。したがって、BBM接続を維持することができ、絶縁コンポーネント380は、端子T1、T2、T3、T4など~Tyの間の絶縁を維持することができる。
【0092】
ここで
図3Iを参照すると、1個の電源と1個の負荷との間に接続された、1個の貯蔵デバイス絶縁コンポーネント390を示す回路図が表されている。この図では、DC電源端子はT1+及びT1-であり、DC負荷端子はT2+及びT2-であり、
図3A~
図3Hに示され得るような接続の概略図の代わりに、個々の導体として端子を表している。絶縁コンポーネント390は、電気エネルギー貯蔵デバイス391を含む。電気エネルギー貯蔵デバイス391は、回路ノードN1及びN2に接続されたバッテリ端子BT+及びBT-を含む。絶縁コンポーネント390は、2極単投スイッチS1及びS2を含む。スイッチS1は、端子T1+/T1-と回路ノードN1/N2との間に接続してもよい。スイッチS2は、端子T2+/T2-と回路ノードN1/N2との間に接続してもよい。スイッチS2が開いて、貯蔵デバイス端子BT+/BT-がT2+/T2-から切断された後に、スイッチS1を閉じて、端子T1+/T1-を貯蔵デバイス端子BT+/BT-に接続してもよい。スイッチS1が開いて、貯蔵デバイス端子BT+/BT1がT1+/T1-から切断された後に、スイッチS2を閉じて、端子T2+/T2-を貯蔵デバイス端子BT+/BT1に接続してもよい。この遷移において、BBM接続を維持することができ、絶縁コンポーネント390は、端子T1+/T1-とT2+/T2-との間の絶縁を維持することができる。
【0093】
ここで
図4を参照すると、エネルギー貯蔵デバイスを使用して、電源から負荷に電力を伝送する方法のフローチャート400が表されている。ステップ402において、太陽光発電(photovoltaic、PV)システム又は貯蔵デバイスはグリッド及び負荷から切断されてもよい。ステップ404において、貯蔵デバイスをグリッドに接続し得て、貯蔵装置デバイスを充電し得る。ステップ406において、貯蔵デバイスはグリッドから切断されてもよい。ステップ408において、貯蔵デバイスを負荷に接続し得て、貯蔵デバイスは負荷に放電し得る。ステップ410において、貯蔵デバイスは負荷から切断されてもよい。ステップ410に続いて、プロセッサは、ステップ404を開始し、負荷が完全に充電されるまでサイクルを繰り返してもよい。この方法は、先に開示された装置上で動作し、詳細な実施例は、全体としてみた本開示全体から推測することができる。
【0094】
ここで
図5を参照すると、絶縁コンポーネントのスイッチを制御するためのデバイス500を示すブロック図が表されている。デバイス500は、コントローラ501、メモリ509、通信モジュール502、センサ又はセンサインターフェース504、及びスイッチインターフェース507を備える。デバイス500は、ディスプレイ508を備えてもよい。デバイス500は、安全及び遠隔シャットダウンインターフェース506を備えてもよい。
【0095】
図6A~
図6Dは、本出願全体を通して開示される回路図の代替図であり、以前の回路に関する補足説明とみなされ得る。非限定的な例として、
図6A~
図6Dの図は、
図1A~
図1H、
図3A~
図3I、及び
図5の図のいずれか、並びに
図4の方法、並びにこれらの図に関連する文章と関連付けることができる。
図6A~
図6Dの回路は、先に開示された回路例の変形であり、開示された技術的態様における変形の補足的説明を提供する。
【0096】
ここで
図6Aを参照すると、単一貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネント600を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント600は、ユーティリティグリッド601とEV607との間を絶縁するために使用してもよい。EV607は、バッテリ及び内蔵変換器を含んでもよく、変換器は、双方向であってもよく、EVバッテリの充電及び放電を取り扱うように構成されてもよい。絶縁コンポーネント600は、貯蔵コンポーネント604とグリッド601との間にスイッチS1を含んでもよい。貯蔵コンポーネント604は、バッテリ及び内蔵変換器を含んでもよく、変換器は、双方向であってもよく、バッテリの充電及び放電を取り扱うように構成されてもよい。絶縁コンポーネント600は、貯蔵コンポーネント604とEV607との間にスイッチS2を含んでもよい。
【0097】
スイッチS1及びS2は、S2を接続する前にS1を切断し、S1を接続する前にS2を切断する(ブレークビフォアメーク)ように構成されたコントローラを含んでもよい。例えば、1個のスイッチを切断した後、コントローラは、もう一方のスイッチを接続することを1~100ミリ秒の間遅延させる。いくつかの構成では、コントローラは、100ミリ秒超~10分など、より長く遅延させることができる。スイッチS1及びS2は、電気機械式リレー、電界効果トランジスタ(FET)、又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(insulated-gate bipolar transistor、IGBT)であってもよい。スイッチS1及びS2は、
図3Iにおけるような貯蔵バッテリ端子のための別個の極を備える、2極単投スイッチであってもよい。この段落は、絶縁コンポーネント600のスイッチS1及びS2に言及するが、この段落の開示は、絶縁コンポーネント610、620、及び630のスイッチS1A、S1B、S1C、S2A、S2B、及びS2Cにも適用することができる。
【0098】
例えば、BBMスイッチング遅延は、貯蔵コンポーネント604のバッテリが充電又は放電後に電気的、化学的、及び/又は熱的に回復するための時間を必要とする場合、100ミリ秒~10分の間であってもよい。例えば、貯蔵バッテリの温度が、構成されたバッテリ動作温度範囲の上限閾値に達すると、コントローラは、バッテリを流れる電流を低下させて、貯蔵コンポーネント604によって生成される熱を低下させることができる。充電又は放電が完了すると、コントローラは、スイッチを遅延させて、バッテリ温度が下限温度閾値を下回るまでバッテリを冷却させてもよい。この段落は、絶縁コンポーネント600の貯蔵コンポーネント604に言及しているが、この段落の開示は、絶縁コンポーネント610、620、及び630の貯蔵コンポーネント604A、604B、及び604Cにも適用される。
【0099】
ここで
図6Bを参照すると、二重貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネント610を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント610は、ユーティリティグリッド601とEV607との間を絶縁するために使用されてもよい。絶縁コンポーネント610は、貯蔵コンポーネント604Aとグリッド601との間にスイッチS1Aを含んでもよい。絶縁コンポーネント610は、貯蔵コンポーネント604Bとグリッド601との間にスイッチS1Bを含んでもよい。貯蔵コンポーネント604A及び604Bはそれぞれ、バッテリ及び内蔵変換器を含んでもよく、変換器は、双方向であってもよく、それぞれのバッテリの充電及び放電を取り扱うように構成されてもよい。絶縁コンポーネント610は、貯蔵コンポーネント604AとEV607との間にスイッチS2Aを含んでもよい。絶縁コンポーネント610は、貯蔵コンポーネント604BとEV607との間にスイッチS2Bを含んでもよい。
【0100】
スイッチS1A、S2A、S1B、及びS2Bは、S2Aに接続する前にS1Aを切断し、S1Aに接続する前にS2Aを切断し、S2Bに接続する前にS1Bを切断し、及び/又はS1Bに接続する前にS2Bを切断する(ブレークビフォアメーク)ように構成されたコントローラを含んでもよい(各々別々に、又は1個のコントローラを共有する)。例えば、1個のスイッチを切断した後、コントローラは、対応する他のスイッチの接続を1~100ミリ秒の間で遅延させる。いくつかの構成では、コントローラは、100ミリ秒超~10分以上までの間など、より長く遅延する。
【0101】
ここで
図6Cを参照すると、三重貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネント620を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント620は、ユーティリティグリッド601とEV607との間を絶縁するために使用されてもよい。絶縁コンポーネント620は、貯蔵コンポーネント604Aとグリッド601との間にスイッチS1Aを含んでもよい。絶縁コンポーネント620は、貯蔵コンポーネント604Bとグリッド601との間にスイッチS1Bを含んでもよい。絶縁コンポーネント620は、貯蔵コンポーネント604Cとグリッド601との間にスイッチS1Cを含んでもよい。貯蔵コンポーネント604A、604B、及び604Cは各々、バッテリ及び変換器を含んでもよく、変換器は、双方向であってもよく、それぞれのバッテリの充電及び放電を取り扱うように構成されてもよい。絶縁コンポーネント620は、貯蔵コンポーネント604AとEV607との間にスイッチS2Aを含んでもよい。絶縁コンポーネント620は、貯蔵コンポーネント604BとEV607との間にスイッチS2Bを含んでもよい。絶縁コンポーネント620は、貯蔵コンポーネント604CとEV607との間にスイッチS2Cを含んでもよい。
【0102】
三重並列貯蔵デバイスの絶縁コンポーネントを有する利点は、コントローラがソフトスイッチングのために構成され得ることであり、ソフトスイッチングは、電源(グリッド601又はEV607)及び負荷(EV607又はグリッド601)が常に各々に接続された少なくとも1個の貯蔵コンポーネント604A、604B、又は604Cを常に有することを意味する。1個のバッテリが消耗状態に近づくと、消耗したバッテリが切り離される前に、別の少なくとも部分的に充電されたバッテリが負荷に接続されてもよい。同様に、1個のバッテリが完全に充電された状態に近づいた場合、充電されたバッテリが切断される前に、別の消耗したバッテリが電源に接続されてもよい。充電されたバッテリ及び消耗したバッテリの両方が電源又は負荷と並列に接続されるとき、電流は、充電されたバッテリから消耗したバッテリに、それらのうちの1つが切断されるまで流れてもよい(理想的には、切断は、ソフトスイッチングなど、切断されたバッテリへの電流が0であるときに行われる)。
【0103】
ここで
図6Dを参照すると、ソーラーシステム602及び603に接続された、三重貯蔵デバイスベースの絶縁コンポーネント630を示すブロック図が表されている。絶縁コンポーネント630は、ユーティリティグリッド601とEV607との間を絶縁するために使用されてもよい。絶縁コンポーネント630は、貯蔵コンポーネント604Aとグリッド601との間にスイッチS1Aを含んでもよい。絶縁コンポーネント630は、貯蔵コンポーネント604Bとグリッド601との間にスイッチS1Bを含んでもよい。絶縁コンポーネント630は、貯蔵コンポーネント604Cとグリッド601との間にスイッチS1Cを含んでもよい。貯蔵コンポーネント604A、604B、及び604Cはそれぞれ、バッテリ及び変換器を含んでもよく、変換器は、双方向であってもよく、それぞれのバッテリの充電及び放電を取り扱うように構成されてもよい。絶縁コンポーネント630は、貯蔵コンポーネント604AとEV607との間にスイッチS2Aを含んでもよい。絶縁コンポーネント630は、貯蔵コンポーネント604BとEV607との間にスイッチS2Bを含んでもよい。絶縁コンポーネント630は、貯蔵コンポーネント604CとEV607との間にスイッチS2Cを含んでもよい。
図6Dのシステムは、太陽光発電(PV)アレイ603を含んでもよい。
図6Dのシステムは、双方向DC/AC変換器(双方向インバータなど)を含んでもよい。
図6Dのシステムは、グリッド601をDC/AC変換器602から切断するためのスイッチS3(リレー、FET、又はIGBTなど)を含んでもよく、それによって、スイッチS1A及びS2A、スイッチS1B及びS2B、又はスイッチS1C及びS2Cを閉じることによって、PVアレイがバッテリを直接充電することを可能にする。スイッチS3は、DC/AC変換器602に組み込まれてもよい。
【0104】
以下は、本開示を説明する条項である。
条項1.装置であって、
複数の回路ノードであって、入力及び出力(I/O)電力を伝送するように構成されている、複数の回路ノードと、
絶縁コンポーネントと、
第1の複数のスイッチと、
コントローラであって、第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、
第1の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第1のノードを、絶縁コンポーネントを介して、複数の回路ノードのうちの第2のノードに接続し、かつ
第2の動作モードにおいて、第1のノードを第2のノードに接続するように構成されている、コントローラと、を備える、装置。
条項2.第1の複数のスイッチが、複数の回路ノードを絶縁コンポーネントに選択的に接続する、条項1に記載の装置。
条項3.第1の複数のスイッチの各々が、トランジスタ、電界効果トランジスタ(FET)、又はリレーのうちの少なくとも1つを含む、条項1又は2に記載の装置。
条項4.第1の複数のスイッチが、複数の回路ノードのうちの少なくともいくつかを、複数の回路ノードのうちの少なくとも1つの他のノードに接続する、条項1~3のいずれか一項に記載の装置。
条項5.第1のノードが、
交流(AC)グリッド、
直流(DC)電源、又は
バッテリのうちの少なくとも1つに接続されている、条項1~4のいずれか一項に記載の装置。
条項6.第2のノードが、電気自動車(EV)に接続されている、条項1~5のいずれか一項に記載の装置。
条項7.第1のノードが、直流(DC)電源に接続され、DC電源と第1のノードとの間に結合されたDCからDCへの(DC/DC)変換器を更に備える、条項1~4のいずれか一項に記載の装置。
条項8.第1のノードが、バッテリに接続され、バッテリと第1のノードとの間に結合されたDC/DC変換器を更に備える、条項1~4のいずれか一項に記載の装置。
条項9.第1のノードが、ACグリッドに接続され、ACグリッドと第1のノードとの間に結合されたACからDCへの(AC/DC)変換器を更に備える、条項1~4のいずれか一項に記載の装置。
条項10.DC電源とACグリッドとの間に結合された直流-交流(DC/AC)変換器を更に備える、条項1~4のいずれか一項に記載の装置。
条項11.絶縁コンポーネントが、
コアと、
第1の巻線と
第2の巻線であって、第1の巻線が、コアを使用して第2の巻線に誘導結合される、第2の巻線と、
第1の巻線と第1のノードとの間に結合された第2の複数のスイッチと、
第2の巻線と第2のノードとの間に結合された第3の複数のスイッチと、を備える、条項1~10のいずれか一項に記載の装置。
条項12.第2の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項11に記載の装置。
条項13.第2の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーのうちの少なくとも1つを含む、条項11又は12に記載の装置。
条項14.第3の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項11に記載の装置。
条項15.第3の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーのうちの少なくとも1つを含む、条項11又は14に記載の装置。
条項16.第2の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項11に記載の装置。
条項17.第3の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項11に記載の装置。
条項18.第1のノード及び第2の複数のスイッチと直列に接続された、複数の回路ノードのうちの第3のノードを更に備える、条項1~17のいずれか一項に記載の装置。
条項19.第1のノード及び第2の複数のスイッチと並列に接続された、複数の回路ノードのうちの第3のノードを更に備える、条項1~17のいずれか一項に記載の装置。
条項20.複数の回路ノードのうちの他のノードが、第1のノード及び第2の複数のスイッチと直列に接続された、条項11~19のいずれか一項に記載の装置。
条項21.複数の回路ノードのうちの他のノードが、第1のノード及び第2の複数のスイッチと並列に接続された、条項11~19のいずれか一項に記載の装置。
条項22.コントローラが、
第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、第3の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第3のノードを、絶縁コンポーネントを介して、第1のノード又は第2のノードに接続し、かつ
第4の動作モードにおいて、第3のノードを第1のノード又は第2のノードに接続するように更に構成されており、
絶縁コンポーネントが、
第3の巻線であって、コアを使用して第1の巻線及び第2の巻線に誘導結合されている第3の巻線と、
第3の巻線と第3のノードとの間に接続された第4の複数のスイッチと、を更に備える、条項11~21のいずれか一項に記載の装置。
条項23.第4の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項22に記載の装置。
条項24.第4の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーである、条項22に記載の装置。
条項25.第4の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項22に記載の装置。
条項26.コントローラが、第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、
第5の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第4のノードを、絶縁コンポーネントを介して、第1のノード又は第2のノードに接続し、かつ
第6の動作モードにおいて、第4のノードを第1のノード又は第2のノードに接続するように更に構成されており、
絶縁コンポーネントが、
コアを囲む第4の巻線と、
第4の巻線と第4のノードとの間に結合された第5の複数のスイッチと、を更に備える、条項11~25のいずれか一項に記載の装置。
条項27.第5の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項26に記載の装置。
条項28.第5の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーである、条項26に記載の装置。
条項29.第5の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項26に記載の装置。
条項30.コントローラが、第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、
第7の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第5のノードを、絶縁コンポーネントを介して、第1のノード又は第2のノードに接続し、かつ
第8の動作モードにおいて、第5のノードを第1のノード又は第2のノードに接続するように更に構成されており、
絶縁コンポーネントが、
コアを囲む第5の巻線と、
第5の巻線と第5のノードとの間に結合された第6の複数のスイッチと、を更に備える、条項11~29のいずれか一項に記載の装置。
条項31.第6の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項30に記載の装置。
条項32.第6の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーである、条項30に記載の装置。
条項33.第6の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項30に記載の装置。
条項34.絶縁コンポーネントが、
第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと第1の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
第2のノードと第1の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を備え、
コントローラが、第1のスイッチと第2のスイッチとの切り替えを、ブレークビフォアメーク遷移で行うように構成されている、条項1~8のいずれか一項に記載の装置。
条項35.コントローラが、第2のスイッチが開いた後にのみ第1のスイッチを閉じ、第1のスイッチが開いた後にのみ第2のスイッチのみを閉じることにより、ブレークビフォアメーク遷移で第1のスイッチ及び第2のスイッチを動作させるように更に構成されている、条項34に記載の装置。
条項36.第1の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタのうちの少なくとも1つを含む、条項34又は35に記載の装置。
条項37.コントローラが、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に遅延が生じるように構成され、遅延が1ミリ秒~100ミリ秒である、条項34~36のいずれか一項に記載の装置。
条項38.コントローラが、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に遅延が生じるように構成され、遅延が100ミリ秒よりも大きい、条項34~36のいずれか一項に記載の装置。
条項39.絶縁コンポーネントが、
第2の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと第2の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第3のスイッチと、
第2のノードと第2の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第4のスイッチと、を更に備え、
コントローラが、第3のスイッチと第4のスイッチとの切り替えを、ブレークビフォアメーク遷移で行う
ように構成されている、条項34~38のいずれか一項に記載の装置。
条項40.コントローラが、第4のスイッチが開いた後にのみ第3のスイッチを閉じ、第3のスイッチが開いた後にのみ第4のスイッチを閉じることによって、ブレークビフォアメーク遷移で第3のスイッチ及び第4のスイッチを動作させるように更に構成されている、条項39の装置。
条項41.第2の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項39又は40に記載の装置。
条項42.コントローラが、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に第2の遅延が生じるように構成され、第2の遅延が1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項39~41のいずれか一項に記載の装置。
条項43.絶縁コンポーネントが、
第3の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第5のスイッチと、
第2のノードと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第6のスイッチと、を更に備え、
コントローラが、第5のスイッチと第6のスイッチとの切り替えを、ブレークビフォアメーク遷移で行うように構成されている、条項34~42のいずれか一項に記載の装置。
条項44.コントローラが、第6のスイッチが開いた後にのみ第5のスイッチを閉じ、第5のスイッチが開いた後にのみ第6のスイッチを閉じることにより、ブレークビフォアメーク遷移で第5のスイッチ及び第6のスイッチを動作させるように更に構成されている、条項43に記載の装置。
条項45.第2の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項43又は44に記載の装置。
条項46.コントローラが、第5のスイッチを開くことと第6のスイッチを閉じることとの間、又は第6のスイッチを開くことと第5のスイッチを閉じることとの間に第3の遅延が生じるように構成され、第3の遅延が1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項43~45のいずれか一項に記載の装置。
条項47.コントローラが、
第1のスイッチ又は第5のスイッチを開く前に、第3のスイッチを閉じる、
第3のスイッチ又は第5のスイッチを開く前に、第1のスイッチを閉じる、
第1のスイッチ又は第3のスイッチを開く前に、第5のスイッチを閉じる、
第4のスイッチ又は第6のスイッチを開く前に、第2のスイッチを閉じる、
第2のスイッチ又は第6のスイッチを開く前に、第4のスイッチを閉じる、又は
第2のスイッチ又は第4のスイッチを開く前に、第6のスイッチを閉じる、ことによって、メークビフォアブレーク遷移を実行するように更に構成されている、条項43~46のいずれか一項に記載の装置。
条項48.絶縁コンポーネントが、
第1のノードに接続された第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第2のノードに接続された第2の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第3の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
第2の電気エネルギー貯蔵デバイスと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を備え、
コントローラが、第2のスイッチが開いた後にのみ、第1のスイッチを閉じるように更に構成され、コントローラが、第1のスイッチが開いた後にのみ、第2のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項1~8のいずれか一項に記載の装置。
条項49.コントローラが、第1のスイッチ及び第2のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項48に記載の装置。
条項50.第1の電気エネルギー貯蔵デバイス、第2の電気エネルギー貯蔵デバイス、又は第3の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項48又は49に記載の装置。
条項51.第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に遅延を更に含み、遅延が1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項48~50のいずれか一項に記載の装置。
条項52.絶縁コンポーネントが、
第1のノードと第2のノードとの間の複数の電気経路であって、複数の電気経路の各経路が、
電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
第2のノードと電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を含み、
コントローラが、複数の電気経路の各経路について、第2のスイッチが開いた後にのみ第1のスイッチを閉じ、第1のスイッチが開いた後にのみ第2のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項1~8のいずれか一項に記載の装置。
条項53.コントローラが、複数の電気経路の各経路について、第1のスイッチ及び第2のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項52に記載の装置。
条項54.複数の電気経路の各経路について、電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項52又は53に記載の装置。
条項55.複数の電気経路の各経路について、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に、遅延を更に含み、遅延が1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項52~54のいずれか一項に記載の装置。
条項56.装置であって、
複数の回路ノードであって、入力及び出力(I/O)電力を伝送するように構成されている、複数の回路ノードと、
複数の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
複数のスイッチと、
コントローラであって、複数のスイッチを選択的に動作させて、
第1の動作モードにおいて、複数の電気エネルギー貯蔵デバイスを使用して、複数の回路ノードのうちの第1のサブセットから、複数の回路ノードのうちの第2のサブセットに電力を伝送するように構成され、
複数の電気エネルギー貯蔵デバイスの各デバイスが、複数のスイッチのうちのそれぞれのスイッチのサブセットを使用して、第1のサブセット及び第2のサブセットの両方に同時に接続されることなく、第1のサブセットと第2のサブセットとの間で交互に接続し、
第2の動作モードにおいて、複数の電気エネルギー貯蔵デバイスを使用せずに、第1のサブセットから第2のサブセットに電力を伝送するように構成されている、コントローラと、を備える、装置。
条項57.装置であって、
絶縁コンポーネントと、
複数の入力ノードと
少なくとも1個の電源と、
複数の入力ノードの各々を絶縁コンポーネントに選択的に接続し、かつ少なくとも1つの出力ノードを絶縁コンポーネントに選択的に接続するように構成された第1の複数のスイッチと、
コントローラであって、
複数のスイッチを使用して、複数の入力ノードのうちの少なくともいくつかのノードを絶縁コンポーネントに接続し、かつ
第1の複数のスイッチを使用して、少なくとも1つの出力ノードを絶縁コンポーネントに接続するように構成されたコントローラと、を備える、装置。
条項58.少なくともいくつかのノードが、複数の入力ノードの各々からの利用可能な電力及び少なくとも1つの出力ノードの所望の電力に基づいて、絶縁コンポーネントに接続されている、条項57に記載の装置。
条項59.コントローラが、
少なくともいくつかのノードを絶縁コンポーネントから切断するか、又は
少なくとも1つの出力ノードを絶縁コンポーネントから切断するように更に構成されている、条項57又は58に記載の装置。
条項60.第1の複数のスイッチの各々が、トランジスタ、電界効果トランジスタ(FET)、及びリレーのうちの少なくとも1つを含む、条項57~59のいずれか一項に記載の装置。
条項61.第1の複数のスイッチが、複数の入力ノードのうちの少なくとも1つを、少なくとも1つの出力ノードに接続するように構成され、かつ、コントローラが、複数の入力ノードのうちの少なくとも1つを、少なくとも1つの出力ノードに接続するように構成されている、条項57~60のいずれか一項に記載の装置。
条項62.複数のスイッチがリレーを含む、条項57~61のいずれか一項に記載の装置。
条項63.少なくとも1つの出力ノードが、少なくとも1台の電気自動車(EV)に電力を供給するように構成されている、条項57~62のいずれか一項に記載の装置。
条項64.端子を更に備え、端子の各々が、
交流(AC)グリッドと、
交流発電機と、
太陽光発電アレイと、
風力タービン、
直流(DC)発生器と、
バッテリと、
EVと、のうちの少なくとも1つに接続するように構成されている、条項57~63のいずれか一項に記載の装置。
条項65.DCバス及びACバスを更に備え、DCバスが少なくとも1個のDC電源に接続され、ACバスが少なくとも1個のAC電源に接続され、複数の入力ノードの各々がDCバス又はACバスに接続されている、条項57~64のいずれか一項に記載の装置。
条項66.DCバスと複数の入力ノードのうちの少なくともいくつかとの間に接続された、少なくとも1個のDCからDCへの電力変換器を更に備える、条項65に記載の装置。
条項67.複数の入力ノードのうちの少なくともいくつかと、ACバスとの間に接続された、少なくとも1個のACからDCへの電力変換器を更に備える、条項65又は66に記載の装置。
条項68.DCバスとACバスとの間に接続された、少なくとも1個のDCからACへの電力変換器を更に備える、条項65に記載の装置。
条項69.絶縁コンポーネントが、
コアと、
第1の巻線と、
第2の巻線であって、第1の巻線が、コアを使用して第2の巻線に誘導結合される、第2の巻線と、
第1の巻線と第1のノードとの間に結合された第2の複数のスイッチと、
第2の巻線と第2のノードとの間に結合された第3の複数のスイッチと、を備える、条項57~68のいずれか一項に記載の装置。
条項70.第2の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項69に記載の装置。
条項71.第2の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーのうちの少なくとも1つを含む、条項69又は70に記載の装置。
条項72.第3の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項69に記載の装置。
条項73.第3の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーのうちの少なくとも1つを含む、条項69又は72に記載の装置。
条項74.第2の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項69に記載の装置。
条項75.第3の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項69に記載の装置。
条項76.第1のノード及び第2の複数のスイッチと直列に接続された、複数の回路ノードのうちの第3のノードを更に備える、条項57~75のいずれか一項に記載の装置。
条項77.第1のノード及び第2の複数のスイッチと並列に接続された、複数の回路ノードのうちの第3のノードを更に備える、条項57~75のいずれか一項に記載の装置。
条項78.複数の回路ノードのうちの他のノードが、第1のノード及び第2の複数のスイッチと直列に接続されている、条項69~77のいずれか一項に記載の装置。
条項79.複数の回路ノードのうちの他のノードが、第1のノード及び第2の複数のスイッチと並列に接続されている、条項69~77のいずれか一項に記載の装置。
条項80.コントローラが、
第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、第3の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第3のノードを、絶縁コンポーネントを介して、第1のノード又は第2のノードに接続し、
第4の動作モードにおいて、第3のノードを第1のノード又は第2のノードに接続するように更に構成されており、
絶縁コンポーネントが、
第3の巻線であって、コアを使用して第1の巻線及び第2の巻線に誘導結合される第3の巻線と、
第3の巻線と第3のノードとの間に接続された第4の複数のスイッチと、を更に備える、条項69~79のいずれか一項に記載の装置。
条項81.第4の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項80に記載の装置。
条項82.第4の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーである、条項80に記載の装置。
条項83.第4の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項80に記載の装置。
条項84.コントローラが、第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、
第5の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第4のノードを、絶縁コンポーネントを介して、第1のノード又は第2のノードに接続し、かつ
第6の動作モードにおいて、第4のノードを第1のノード又は第2のノードに接続するように更に構成されており、
絶縁コンポーネントが、
コアを囲む第4の巻線と、
第4の巻線と第4のノードとの間に結合された第5の複数のスイッチと、を更に備える、条項69~83のいずれか一項に記載の装置。
条項85.第5の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項84に記載の装置。
条項86.第5の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーである、条項84に記載の装置。
条項87.第5の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項84に記載の装置。
条項88.コントローラが、第1の複数のスイッチを選択的に動作させて、
第7の動作モードにおいて、複数の回路ノードのうちの第5のノードを、絶縁コンポーネントを介して、第1のノード又は第2のノードに接続し、かつ
第8の動作モードにおいて、第5のノードを第1のノード又は第2のノードに接続するように更に構成されており、
絶縁コンポーネントが、
コアを囲む第5の巻線と、
第5の巻線と第5のノードとの間に結合された第6の複数のスイッチと、を更に備える、条項69~87のいずれか一項に記載の装置。
条項89.第6の複数のスイッチが、Hブリッジとして構成されている、条項88に記載の装置。
条項90.第6の複数のスイッチの各スイッチが、トランジスタ、FET、又はリレーである、条項88に記載の装置。
条項91.第6の複数のスイッチが、ダイオードブリッジを含む、条項88に記載の装置。
条項92.絶縁コンポーネントが、
第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと第1の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
第2のノードと第1の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を備え、
コントローラは、第2のスイッチが開いた後にのみ、第1のスイッチを閉じるように更に構成され、コントローラは、第1のスイッチが開いた後にのみ、第2のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項57~68のいずれか一項に記載の装置。
条項93.コントローラが、第1のスイッチ及び第2のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項92に記載の装置。
条項94.第1の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタのうちの少なくとも1つを含む、条項92又は93に記載の装置。
条項95.コントローラが、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に遅延が生じるように構成され、遅延が、1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項92~94のいずれか一項に記載の装置。
条項96.絶縁コンポーネントが、
第2の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと第2の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第3のスイッチと、
第2のノードと第2の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第4のスイッチと、を更に備え、
コントローラが、第4のスイッチが開かれた後にのみ第3のスイッチを閉じるように更に構成され、コントローラが、第3のスイッチが開かれた後にのみ第4のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項92~95のいずれか一項に記載の装置。
条項97.コントローラが、第3のスイッチ及び第4のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項96に記載の装置。
条項98.第2の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項96又は97に記載の装置。
条項99.コントローラが、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に第2の遅延が生じるように構成され、第2の遅延が、1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項96~98のいずれか一項に記載の装置。
条項100.絶縁コンポーネントが、
第3の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第5のスイッチと、
第2のノードと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第6のスイッチと、を更に備え、
コントローラが、第6のスイッチが開かれた後にのみ第5のスイッチを閉じるように更に構成され、コントローラが、第5のスイッチが開かれた後にのみ第6のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項92~99のいずれか一項に記載の装置。
条項101.コントローラが、第5のスイッチ及び第6のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項100に記載の装置。
条項102.第2の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項100又は101に記載の装置。
条項103.コントローラが、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に第3の遅延が生じるように構成され、第3の遅延が、1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項100~102のいずれか一項に記載の装置。
条項104.コントローラが、
第1のスイッチ又は第5のスイッチを開く前に、第3のスイッチを閉じる、
第3のスイッチ又は第5のスイッチを開く前に、第1のスイッチを閉じる、
第1のスイッチ又は第3のスイッチを開く前に、第5のスイッチを閉じる、
第4のスイッチ又は第6のスイッチを開く前に、第2のスイッチを閉じる、
第2のスイッチ又は第6のスイッチを開く前に、第4のスイッチを閉じる、又は
第2のスイッチ又は第4のスイッチを開く前に、第6のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項100~103のいずれか一項に記載の装置。
条項105.絶縁コンポーネントが、
第1のノードに接続された第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第2のノードに接続された第2の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第3の電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1の電気エネルギー貯蔵デバイスと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
第2の電気エネルギー貯蔵デバイスと第3の電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を備え、
コントローラが、第2のスイッチが開いた後にのみ、第1のスイッチを閉じるように更に構成され、コントローラが、第1のスイッチが開いた後にのみ、第2のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項57~68のいずれか一項に記載の装置。
条項106.コントローラが、第1のスイッチ及び第2のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項105に記載の装置。
条項107.第1の電気エネルギー貯蔵デバイス、第2の電気エネルギー貯蔵デバイス、又は第3の電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項105又は106に記載の装置。
条項108.第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に遅延を更に含み、遅延が、1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項105~107のいずれか一項に記載の装置。
条項109.絶縁コンポーネントが、
第1のノードと第2のノードとの間の複数の電気経路であって、複数の電気経路の各経路が、
電気エネルギー貯蔵デバイスと、
第1のノードと電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第1のスイッチと、
第2のノードと電気エネルギー貯蔵デバイスとの間に結合された第2のスイッチと、を含み、
コントローラが、複数の電気経路の各経路について、第2のスイッチが開いた後にのみ第1のスイッチを閉じ、第1のスイッチが開いた後にのみ第2のスイッチを閉じるように更に構成されている、条項57~68のいずれか一項に記載の装置。
条項110.コントローラが、複数の電気経路の各経路について、第1のスイッチ及び第2のスイッチを、ブレークビフォアメーク遷移で動作させるように更に構成されている、条項109に記載の装置。
条項111.複数の電気経路の各経路に対して、電気エネルギー貯蔵デバイスは、バッテリ、キャパシタ、又はスーパーキャパシタを含む、条項109又は110に記載の装置。
条項112.複数の電気経路の各経路に対して、第1のスイッチを開くことと第2のスイッチを閉じることとの間、又は第2のスイッチを開くことと第1のスイッチを閉じることとの間に遅延を更に含み、遅延が、1ミリ秒~100ミリ秒の間である、条項109~111のいずれか一項に記載の装置。
条項113.方法であって、
コントローラによって、かつ第1の動作モードにおいて複数のスイッチを使用して、複数の回路ノードの第1のノードを、絶縁コンポーネントを介して、複数の回路ノードのうちの第2のノードに接続することと、
コントローラによって、かつ第2の動作モードにおいて複数のスイッチを使用して、直接接続を介して第1のノードを第2のノードに接続することと、を含む、方法。
条項114.方法であって、
コンピューティングデバイスによって、利用可能な電力について複数の入力ノードの各々を監視することと、
コンピューティングデバイスによって、所望の電力について少なくとも1つの出力ノードを監視することと、
コンピューティングデバイスによって、利用可能な電力及び所望の電力に基づいて、複数のスイッチを使用して、複数の入力ノードのうちの少なくとも1つを絶縁コンポーネントに接続することと、
コンピューティングデバイスによって、少なくとも1つの出力ノードを絶縁コンポーネントに接続することと、を含む、方法。
条項115.絶縁コンポーネントが絶縁変圧器を含む、条項113又は114に記載の方法。
条項116.絶縁コンポーネントが、第1のスイッチ、少なくとも1個の電気エネルギー貯蔵デバイス、及び第2のスイッチを備え、
電気エネルギー貯蔵デバイスが、バッテリ、キャパシタ、及びスーパーキャパシタのうち少なくとも1つを含み、
方法が、第1のスイッチ及び第2のスイッチを使用して第1のノードから第2のノードに電力を転送することを更に含み、第1のスイッチが、第2のスイッチが切断された後に接続され、第2のスイッチが、第1のスイッチが切断された後に接続される、条項113又は114に記載の方法。
【外国語明細書】