本發(fā)明涉及感應(yīng)能量傳遞系統(tǒng)，例如感應(yīng)加熱系統(tǒng)或感應(yīng)電池充電系統(tǒng)，這些示例是非限制性的。

這些感應(yīng)能量傳遞系統(tǒng)包括能量轉(zhuǎn)換器(例如逆變器)，其由供電電網(wǎng)(也被稱(chēng)為市電)饋電并且將該能量轉(zhuǎn)換為電能或熱能，以將其傳輸?shù)较到y(tǒng)。

本發(fā)明涉及具有多個(gè)輸入并且能夠優(yōu)先在輔助輸入而不是在供電電網(wǎng)上獲取能量的轉(zhuǎn)換器。用于輔助輸入的能量源可以特別是光伏能，其中系統(tǒng)根據(jù)其設(shè)置優(yōu)先選擇輸入能量源而不用另一種。

背景技術(shù)：

感應(yīng)能量傳遞系統(tǒng)通常包括電源，例如AC市電，其被整流和濾波并且為至少一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器(例如逆變器)供電。

最常見(jiàn)的家用系統(tǒng)是感應(yīng)加熱板。感應(yīng)加熱板包括逆變器，優(yōu)選包括諧振逆變器，其為感應(yīng)器供電。該感應(yīng)器具有電感L，一個(gè)或幾多個(gè)電容器C可與該電感器組合，從而形成一電路，該電路在頻率f＝1/(2π√(L.C’))(一般約20kHz)下發(fā)生諧振。

放置在感應(yīng)器上的廚具(優(yōu)選為鐵磁體)暴露于該感應(yīng)器的頻率f下的交變磁場(chǎng)并且受到感應(yīng)電流(所謂的渦電流)的作用，由此導(dǎo)致其加熱。

此系統(tǒng)提供許多優(yōu)點(diǎn)：

·通過(guò)控制諧振逆變器非常容易地進(jìn)行功率調(diào)整。

·由于能量直接在負(fù)載上耗散的事實(shí)，導(dǎo)致高運(yùn)行動(dòng)態(tài)。

·由于相同的原因?qū)е赂咻敵觥?/p>

·可以具有精確的電子溫度控制和高功率，有助于這些技術(shù)的成功。

因此，其它暢銷(xiāo)的高潛力的應(yīng)用正在開(kāi)始出現(xiàn)，例如感應(yīng)能量傳遞或感應(yīng)熱水器。

感應(yīng)能量傳遞基于相似的原理，即，放置在感應(yīng)器上的容器被第二感應(yīng)器替代，由此形成允許二次回收電能的高頻(HF)變壓器。

所傳遞的能量當(dāng)然也可用于其它目的，例如為移動(dòng)設(shè)備、露營(yíng)車(chē)、街市檔位電源等進(jìn)行無(wú)線供電，其中無(wú)線系統(tǒng)提供許多優(yōu)點(diǎn)，尤其包括電絕緣，這可確保在戶外環(huán)境下的高水平的作業(yè)安全性。

感應(yīng)熱水器的技術(shù)是最新的，其中感應(yīng)允許以與烹飪加熱板相同的方式，具有高的加熱功率同時(shí)保持用于能量傳遞的最佳功率密度、高動(dòng)力學(xué)、精確的功率調(diào)整，以及尤其是在熱水器的情況下，感應(yīng)器對(duì)水垢不敏感：由于感應(yīng)器不再是加熱元件，所以其不再受鍋爐水垢沉積的影響，如浸入或位于護(hù)套內(nèi)的電阻器可能就是這樣的例子。

感應(yīng)熱水器也是為了適應(yīng)所謂的間歇型新能源(例如風(fēng)能或太陽(yáng)能)的出現(xiàn)，這些間歇性新能源的生產(chǎn)是不受控制的。實(shí)際上可以與逆變器控制系統(tǒng)通信，以便指示哪種能量可實(shí)時(shí)用于該逆變器控制系統(tǒng)。這使得使用和生產(chǎn)能夠匹配，而使用和生產(chǎn)的匹配是這些能量的主要障礙。當(dāng)然這也可以通過(guò)以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)：熱水器是日常存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中加熱時(shí)間和加熱功率對(duì)于其正確操作并不是很重要的，而主要方面是可獲得足夠的用于生成熱水的日常能量。由于家用熱水通常是定期汲取的，所以逆變器的控制系統(tǒng)可以配備預(yù)測(cè)或甚至學(xué)習(xí)程序，由此汲取水，其數(shù)據(jù)容易與位于水槽或出口管道上的溫度傳感器的變化相關(guān)，也可以易于每天或每周記錄。

最近也從WO-A1-2014026879中已知指定為“組合”系統(tǒng)的幾種感應(yīng)系統(tǒng)。這意味著相同類(lèi)型的發(fā)電機(jī)可用于幾種應(yīng)用，包括例如非限制性的三個(gè)上述應(yīng)用，即，感應(yīng)加熱板、感應(yīng)熱水器和車(chē)輛的感應(yīng)再充電。對(duì)于16A-230V逆變器(即，具有最大功率3700W)，感應(yīng)加熱板的使用時(shí)間平均為每天半小時(shí)。熱水器的使用時(shí)間平均為每天兩小時(shí)。電動(dòng)車(chē)的平均充電時(shí)間為每天四小時(shí)(緩慢1/2充電)。因此，對(duì)于這些應(yīng)用或者甚至對(duì)于其它需要立即使用逆變器的應(yīng)用(優(yōu)先于(烹飪)所謂的儲(chǔ)存應(yīng)用)，可以并且明智地使用同一個(gè)逆變器。因此，逆變器循環(huán)地分配給不同的負(fù)載，允許在午餐時(shí)間進(jìn)行烹飪、在下午加熱水以便吸收間歇性能量并且通宵為車(chē)輛充電，這個(gè)示例僅僅是關(guān)于家電以及這些家電的使用時(shí)刻和負(fù)載進(jìn)行說(shuō)明。

這些“組合”型裝置具有沒(méi)有完全優(yōu)化用戶的電力消耗的缺點(diǎn)。事實(shí)上是沒(méi)有提供使用綠色能量源的解決方案，以便完全優(yōu)化用戶的電力消耗。

最終，光伏型的所謂綠色能源的問(wèn)題是電力生產(chǎn)和使用難以匹配。事實(shí)是，光伏板僅在晴朗的天氣發(fā)電。因此，在這些情況下不可能調(diào)和能量的需求和供應(yīng)。盡管WO-A1-2014026879建議優(yōu)化熱水器的電力消耗，但是熱水器的電力消耗仍然受限于固定的供電裝置，在市電電源供電情況下，該固定的供電裝置在任何時(shí)候都可用，而在通過(guò)綠色能源供電的情況下，該固定的供電裝置是間歇性的。

此外，從現(xiàn)有技術(shù)(例如GB2492342)已知使用兩個(gè)單獨(dú)電源的系統(tǒng)，一個(gè)電源例如來(lái)自光伏板，另一個(gè)電源來(lái)自交流電壓源，其中該一個(gè)或兩個(gè)電源可以隨時(shí)間顯示出功率波動(dòng)。在這種情況下已知使用兩者中任一個(gè)與另一個(gè)并聯(lián)的能源以便補(bǔ)償功率波動(dòng)。在這種配置中，在光伏板的輸出處使用包括邏輯電路的外部最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)模塊，以便使它們的產(chǎn)量最大化。

間歇性能源(光伏、渦輪：風(fēng)力、液壓)正在中型發(fā)電廠和家庭使用中發(fā)展。私人用戶也可以在他的/她的屋頂或太陽(yáng)能夠照射的任何其它表面上裝備光伏板。這些光伏板直接或間接連接到逆變器，其作用首先是管理由板產(chǎn)生的可變能量(MPPT)，其次是將由板產(chǎn)生的DC電流整形為50Hz(或60Hz，這取決于國(guó)家)交流信號(hào)，允許標(biāo)準(zhǔn)家電本地使用該能量或允許在電力分配水平上的同步，以便轉(zhuǎn)售該電力生產(chǎn)。此外，在改善光伏板的輸出方面正在取得重大進(jìn)展，使得這種綠色能量源成為私人最容易獲取的一種。

本發(fā)明通過(guò)非限制性示例提供了在感應(yīng)熱水器類(lèi)型的感應(yīng)能量傳輸系統(tǒng)的能量管理上的改進(jìn)。以創(chuàng)造性的方式，其提出僅使用能夠與至少兩個(gè)不同能量源相互作用的一個(gè)單一逆變器，其中至少一個(gè)能量源為綠色能源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于感應(yīng)設(shè)備的供電裝置，包括為至少一個(gè)感應(yīng)器供電的逆變器，并且：

-其包括至少兩個(gè)電源輸入，各電源輸入能夠連接至不同的能量源；

-其僅包括一個(gè)單一逆變器，配置該逆變器，以便轉(zhuǎn)換來(lái)自至少兩個(gè)能量源中的一個(gè)的輸入電流和輸出電流；

-其包括從一個(gè)電源切換至另一個(gè)電源的切換裝置。

因此，本發(fā)明使得可以得利于多個(gè)電源，而不需要使感應(yīng)器電路復(fù)雜化。相應(yīng)地，保持高輸出。

根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種熱水裝置，其包括設(shè)計(jì)成容納一定體積的水的加熱單元、布置以便加熱所述一定體積的水的感應(yīng)負(fù)載，以及根據(jù)上述方面所述的配置使得所述感應(yīng)器在所述負(fù)載中生成感應(yīng)電流的裝置。

最后，根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種設(shè)備，其包括至少兩個(gè)能量源以及本發(fā)明的上述兩個(gè)方面所述的任一種裝置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明為一種用于感應(yīng)設(shè)備的供電裝置，包括為至少一個(gè)感應(yīng)器供電的逆變器并且包括：

-電力輸入。這種有利的單一電力輸入配置為例如來(lái)自光伏板的直流電壓源。

-僅一個(gè)單一逆變器，配置其以便轉(zhuǎn)換來(lái)自能量源的輸入電流和輸出電流。

因此，僅一個(gè)單一逆變器用作光伏逆變器以及用作感應(yīng)能量傳遞逆變器。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明還涉及一種用于電動(dòng)和/或混合動(dòng)力車(chē)輛的電池充電裝置，包括電池、充電器、能夠與所述充電器相互作用的次級(jí)感應(yīng)裝置，以及根據(jù)本發(fā)明所述的配置使得感應(yīng)器在次級(jí)感應(yīng)裝置中生成感應(yīng)電流的裝置。

根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種設(shè)備，其包括至少兩個(gè)能量源和根據(jù)本發(fā)明所述的裝置。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的目的、目標(biāo)、特征以及優(yōu)點(diǎn)將從本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述中更好地顯現(xiàn)出來(lái)，以下通過(guò)下列附圖說(shuō)明其實(shí)施方式，其中：

-圖1示出了本發(fā)明的一般原理；

-圖2示出了本發(fā)明的詳細(xì)布線圖；

-圖3示出了本發(fā)明的操作原理。

此處附圖以示例方式給出且不限定本發(fā)明。這些附圖為簡(jiǎn)要示意圖，旨在方便理解本發(fā)明，并且沒(méi)有必要按照實(shí)際應(yīng)用的比例繪制。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“設(shè)定點(diǎn)(consigne)”、“設(shè)定點(diǎn)(point de consigne)”或它們的等同物被定義為用戶可配置的溫度水平。在使用本發(fā)明來(lái)為熱水器供電的非限制性情況下，供電裝置對(duì)應(yīng)于該溫度設(shè)定點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“市電”或其等同物被定義為發(fā)射具有常規(guī)電參數(shù)并且從電網(wǎng)得到的AC電流源，例如從國(guó)家電網(wǎng)獲得的頻率為50Hz的230V信號(hào)。

優(yōu)選地，術(shù)語(yǔ)“市電”或其等同物包括由不可運(yùn)輸?shù)陌l(fā)電設(shè)施(例如核電站)輸送的AC電流源。

有利地，術(shù)語(yǔ)“市電”或其等同物包括經(jīng)由例如用于家用的公共主電網(wǎng)提供的AC電流源。

應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“綠色能源”、“間歇性能源”以及“可再生能源”或它們的等同物被定義為是從太陽(yáng)能電池板、風(fēng)能和/或除市電之外的任何其它類(lèi)的能源系統(tǒng)中獲得的能源，并且特別地，該能源不隨時(shí)間顯示相同的規(guī)律性。

感應(yīng)器101是指用于感應(yīng)能量傳遞的元件。通常，該元件可以包括能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的繞組。該感應(yīng)器101被設(shè)計(jì)成與負(fù)載(例如顯示導(dǎo)電性的材料)或者還有次級(jí)繞組相互作用，感應(yīng)電流在該負(fù)載中產(chǎn)生熱量。

切換裝置是指允許從一種能量源切換到另一種能量源的裝置。在本發(fā)明中以及在兩個(gè)能量源的情況下，切換器也稱(chēng)為轉(zhuǎn)換繼電器。

在特別是參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述之前，下面描述了本發(fā)明存在可優(yōu)選但不起限定作用的多種選擇，其中這些選擇既能夠單獨(dú)實(shí)施也能夠以互相之間的任意組合實(shí)施。這些選擇列舉如下：

·有利地，切換裝置包括控制裝置，允許在至少兩種操作模式之間切換：適于交流電壓源300的模式以及適于直流電壓源200的模式。

特定于各供電模式的操作模式的存在能夠優(yōu)化由各電源傳輸?shù)哪芰俊?/p>

·有利地，控制裝置包括與中央處理器800通信的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)模塊600，用于在本發(fā)明切換到適合DC光伏電源200的操作模式時(shí)控制逆變器100。

為了最大化光伏板處的可用功率，中央處理器800使用MPPT模塊600。

·有利地，最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)模塊600使用擾動(dòng)和觀察算法。

這是一種基于試驗(yàn)/誤差原理的算法。接著，當(dāng)操作模式涉及光伏板的能量時(shí)，MPPT模塊600更改逆變器100的頻率并且測(cè)量由此獲得的功率以使其最大化。

·有利地，對(duì)于直流電壓源200，本發(fā)明包括電磁兼容性(CEM)濾波器201。

·有利地，對(duì)于直流電壓源200，本發(fā)明包括直流電壓(DC)切換器500。

該DC切換器500允許中央處理器800切換到直流電壓源200。

·有利地，直流電壓切換器500具有控制模塊502。

該控制模塊502允許在每次切換到直流電壓源200之前和期間在光伏板200處測(cè)試可用功率。

·有利地，控制裝置利用繼電器控制501管理直流電壓源200的直流電壓切換器500。

繼電器控制501允許通過(guò)中央處理器800來(lái)控制切換器500。

·有利地，對(duì)于交流電壓源300，本發(fā)明包括交流電壓(AC)切換器400。

該AC切換器400允許中央處理器800切換到交流電壓源300。

·有利地，配置控制裝置以利用繼電器控制401管理交流電壓源300的交流電壓切換器400。

繼電器控制401允許通過(guò)中央處理器800來(lái)控制AC切換器400。

·有利地，本發(fā)明可應(yīng)用于熱水裝置，其包括設(shè)計(jì)成容納一定體積的水的加熱單元、布置成加熱該一定體積的水的感應(yīng)負(fù)載、以及配置使得感應(yīng)器101在感應(yīng)負(fù)載中產(chǎn)生感應(yīng)電流的本發(fā)明。

·有利地，配置控制裝置，以便：

-在適合于交流電壓源300的模式中，應(yīng)用被稱(chēng)為AC設(shè)定點(diǎn)的第一溫度設(shè)定點(diǎn)，用于加熱水。

-在適用于直流電壓源300的模式中，應(yīng)用被稱(chēng)為DC設(shè)定點(diǎn)的第二溫度設(shè)定點(diǎn)，用于加熱水。

其中，第二設(shè)定點(diǎn)大于第一設(shè)定點(diǎn)。

·有利地，在預(yù)定的至少一個(gè)時(shí)間幀配置切換裝置，以便切換至：

-從對(duì)應(yīng)于直流電壓源200的輸入上的可用功率閾值開(kāi)始的直接電壓供電模式。

-低于所述功率閾值的交流電壓供電模式。

該第一時(shí)間幀對(duì)應(yīng)于一天的日照時(shí)間。因此，中央處理器800能夠在該時(shí)間幀內(nèi)測(cè)試光伏板200處的可用功率。

·有利地，在預(yù)定的至少第二時(shí)間幀配置切換裝置，以便切換到交流電壓供電模式300。

該第二時(shí)間幀對(duì)應(yīng)于夜間時(shí)間。因此，中央處理器800不會(huì)嘗試在夜間對(duì)光伏板200執(zhí)行功率測(cè)試。

·有利地，本發(fā)明可以應(yīng)用于一種設(shè)備，該設(shè)備包括至少兩個(gè)能量源和熱水裝置，所述熱水裝置包括設(shè)計(jì)成容納一定體積的水的加熱單元、設(shè)置為加熱該一定體積的水的感應(yīng)負(fù)載、以及配置使得感應(yīng)器101在感應(yīng)負(fù)載中產(chǎn)生感應(yīng)電流的本發(fā)明。

·有利地，電源之一是所謂的“綠色”能源。

使用綠色能源可為用戶節(jié)省大量資金。

·有利地，兩個(gè)電源中的一個(gè)是光伏太陽(yáng)能200。

用戶可以容易地將光伏板布置在他/她的房屋的屋頂上，例如以便利用這種免費(fèi)能量源。

·有利地，電源之一是“市電”類(lèi)300的電源。

使用市電作為第二電源是必要的，因?yàn)榈诙娫词撬^的間歇源。

·有利地，在直流電壓切換器500中存在一個(gè)或多個(gè)光耦合器503。

使用光耦合器503能夠使DC切換器500和中央處理器800電流隔離。

·有利地，在直流電壓切換器500和中央處理器800之間存在光隔離連接件504。

該連接件允許DC切換器500和中央處理器800之間進(jìn)行通信，而且不需要電流接觸。

·有利地，中央處理器800具有指示日期和時(shí)間的時(shí)鐘。

這個(gè)時(shí)鐘允許系統(tǒng)告知日期和時(shí)間，從而在理論上的日照時(shí)間之外還知道日夜時(shí)間，。

·有利地，逆變器100將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理器800。

為了控制逆變器，中央處理器800需要關(guān)于逆變器100的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

·有利地，逆變器100將功率測(cè)量發(fā)送到中央處理器800。

功率數(shù)據(jù)是必要的，使得中央處理器800可使用MPPT 600來(lái)控制逆變器100。

·有利地，逆變器100將電流測(cè)量發(fā)送到中央處理器800。

·有利地，逆變器100將電壓測(cè)量發(fā)送到中央處理器800。

·有利地，逆變器100將相位測(cè)量發(fā)送到中央處理器800。

·有利地，用戶界面允許用戶選擇裝置的操作模式并且確定該裝置的參數(shù)。

·有利地，兩個(gè)電源中的一個(gè)是光伏太陽(yáng)能200。

·有利地，電源之一是市電電源300。

·有利地，中央處理器800具有氣候預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)輸入。

使用氣象數(shù)據(jù)模塊可以允許中央處理器800優(yōu)化其操作，并且能夠在使用光伏板200作為直流電壓源的情況下預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)未來(lái)的日照時(shí)段。

·有利地，有利于綠色能源的自動(dòng)供電模式可供使用。

如果他/她希望僅使用直流電壓源200以便節(jié)省或者如果他/她的環(huán)境不允許這樣，則用戶可使用市電作為電源。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明具有兩個(gè)電源：直流電壓源200(例如光伏板)和交流電壓源300(例如市電)。配置本裝置以能夠根據(jù)用戶參數(shù)或預(yù)定參數(shù)來(lái)選擇要使用的電源類(lèi)型。

在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供幾種操作模式：固定模式和自動(dòng)模式。

固定模式對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)配置，根據(jù)該系統(tǒng)配置使用單一能量源。因此，該供電模式是固定的。例如，非限制性地，用戶可以決定僅使用光伏板200作為電源，而不管可用的陽(yáng)光，或者相反地，系統(tǒng)可以固定在市電電源300上。

自動(dòng)模式對(duì)應(yīng)于一種系統(tǒng)配置，根據(jù)該系統(tǒng)配置，例如非限制性地，太陽(yáng)能模式被默認(rèn)地激活。根據(jù)該操作模式，逆變器100轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式，并且系統(tǒng)隨后試圖達(dá)到用戶預(yù)先配置或預(yù)定的DC設(shè)定點(diǎn)溫度，該DC設(shè)定點(diǎn)溫度特定于使用來(lái)自光伏板200的直流電壓的供電模式。如果由于沒(méi)有從太陽(yáng)能獲得足夠的可用功率而未能達(dá)到設(shè)定點(diǎn)，并且如果該設(shè)定點(diǎn)和電流測(cè)量之間的偏差超過(guò)用戶在系統(tǒng)中預(yù)定的值，則系統(tǒng)切換到交流電壓供電模式，即處于市電300下，以便允許系統(tǒng)達(dá)到由用戶定義的或預(yù)定的特定于交流電壓供電模式的AC溫度設(shè)定點(diǎn)。此AC溫度設(shè)定點(diǎn)不同于DC溫度設(shè)定點(diǎn)。該AC溫度設(shè)定點(diǎn)小于DC溫度設(shè)定點(diǎn)。

根據(jù)特別有利的實(shí)施方式，本發(fā)明每次使用單一能量源。從一個(gè)能量源到另一個(gè)能量源的切換處于全部或沒(méi)有的模式。因此，在第一種情況下，系統(tǒng)所用能量的100％來(lái)自市電能量源，0％來(lái)自光伏板；在第二種情況下，系統(tǒng)所用能量的100％來(lái)自光伏板，并且0％來(lái)自市電能量源。

如果存在日光但沒(méi)有光伏能可用，并且熱水器中的水溫低于AC設(shè)定點(diǎn)，則系統(tǒng)將從常規(guī)電網(wǎng)(市電)獲得其能量。然而，由于加熱時(shí)間通常較長(zhǎng)，因此系統(tǒng)將定期測(cè)試光伏源，以便確定綠色能源是否可用。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，系統(tǒng)可以記憶對(duì)連續(xù)功率測(cè)試的響應(yīng)，并且在因此適應(yīng)對(duì)光伏源測(cè)試的周期性之前推斷太陽(yáng)光的類(lèi)型。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該裝置以一個(gè)或多個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)輸入為特征，允許對(duì)(通過(guò)非限制性的示例)諸如溫度、陽(yáng)光或風(fēng)的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行預(yù)先評(píng)估。因此，設(shè)備使自己適應(yīng)于環(huán)境并且根據(jù)氣候條件來(lái)配置其設(shè)置，以便最大化可用功率并且減弱對(duì)其操作造成影響的至少一些氣象影響，該氣象影響可能對(duì)用戶不利。

圖1示出了本發(fā)明的根據(jù)一個(gè)非限制性實(shí)施方式的框圖。兩個(gè)能量源源1和源2被連接至單一逆變器。感應(yīng)系統(tǒng)接著被連接在逆變器的輸出處。能量傳遞隨后發(fā)生在感應(yīng)器和和負(fù)載之間。該逆變器具有能夠根據(jù)其操作模式和/或用戶參數(shù)在一個(gè)電源和另一個(gè)電源之間切換的特定特征。此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，一個(gè)或兩個(gè)電流源可以是直流電壓源和/或交流電流源。

有利地，逆變器完全從一個(gè)能量源切換到另一個(gè)能量源，以便每次僅使用單一能量源。

圖2示出了本發(fā)明的根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式并且通過(guò)非限制性示例的電路圖。根據(jù)該實(shí)施方式，單一逆變器100被連接至兩個(gè)能量源：從光伏板獲得的直流電壓源200和從供電電網(wǎng)(市電300)獲得的交流電壓源。

來(lái)自光伏板的直流電壓源通過(guò)多個(gè)元件連接到逆變器。首先，電磁兼容性(EMC)濾波器201允許在它們的電磁環(huán)境中恰當(dāng)?shù)厥褂霉夥?00，而本身不會(huì)對(duì)周?chē)难b備產(chǎn)生電磁干擾。

接下來(lái)，EMC 201并聯(lián)連接到可包括控制模塊502的直流電壓切換器(DC切換器)500。該控制模塊502確保監(jiān)控光伏板處的可用功率，使得在用于為感應(yīng)裝置供電的有用電力條件下將系統(tǒng)切換到這種綠色能源。最后，DC切換器500可以具有一個(gè)或多個(gè)光耦合器503，允許通過(guò)連接件504從中央處理器800光隔離DC切換器500。因此，DC切換器500通過(guò)非電流接觸連接至中央處理器800。最后，繼電器控制501用于根據(jù)管理所有功能的裝置的中央處理器800管理DC切換器500。

根據(jù)本發(fā)明，逆變器100是存在于電路中的唯一的逆變器，該電路指的是從光伏板到感應(yīng)器以及做適當(dāng)調(diào)整下的從市電到感應(yīng)器的電路。

第二能量源為市電300，其通過(guò)包括EMC濾波器301的各種模塊連接到系統(tǒng)，允許在其電磁環(huán)境中恰當(dāng)?shù)厥褂迷撌须?，而本身不?huì)對(duì)周?chē)脑O(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。接下來(lái)，交流電壓切換器(AC切換器)400并聯(lián)連接到EMC 301。該AC切換器400由中央處理器800通過(guò)用作繼電器控制的連接件401控制。

隨后，DC切換器500和AC切換器400兩者都連接到逆變器100。在該連接程度下，中央處理器800經(jīng)由連接件105執(zhí)行對(duì)電流強(qiáng)度的測(cè)量。逆變器100還經(jīng)由連接件103和102連接到感應(yīng)器101和中央處理器800。該連接件102使得可以向中央處理器800發(fā)送關(guān)于電信號(hào)的電流、電壓、相位以及感應(yīng)器101處的溫度的數(shù)據(jù)。作為反饋，中央處理器800發(fā)回脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)103。該信號(hào)隨后允許頻率控制逆變器100。

有利地，中央處理器800對(duì)逆變器的控制通過(guò)改變其操作頻率來(lái)執(zhí)行。

最后，中央處理器800具有最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)模塊600，其允許在使用直流電壓源的情況下經(jīng)由中央處理器800控制逆變器的頻率，以便通過(guò)電壓和電流的測(cè)量最大化可用功率，從而通過(guò)PWM連接件103調(diào)整逆變器100的頻率。該MPPT系統(tǒng)600例如根據(jù)擾動(dòng)和觀察(D&O)類(lèi)算法操作。該算法包括通過(guò)試驗(yàn)/誤差尋找最大功率點(diǎn)。實(shí)際上，系統(tǒng)嘗試達(dá)到始于高逆變器頻率的最大功率點(diǎn)，并且通過(guò)利用PWM連接件103逐漸減小該高逆變器頻率，利用連接件102測(cè)量電壓和電流以便計(jì)算功率。因此，配置MPPT模塊60以允許中央處理器800控制逆變器100，以便最大化由逆變器100傳輸?shù)墓β剩皇怯涩F(xiàn)有技術(shù)中通常遇到的由光伏板傳輸?shù)墓β省?/p>

根據(jù)特別有利的實(shí)施方式，MPPT模塊600是被配置成由中央處理器800使用的計(jì)算機(jī)程序，以便以最大化由逆變器100傳輸?shù)墓β蕿槟康膩?lái)控制逆變器100。使用計(jì)算機(jī)程序類(lèi)的MPPT模塊600可提供本發(fā)明對(duì)所有類(lèi)型的能量源的高水平的適應(yīng)性。實(shí)際上，優(yōu)選地，中央處理器800能夠自動(dòng)地評(píng)估例如系統(tǒng)當(dāng)前所用能量源的類(lèi)型并且相應(yīng)地適配所述逆變器100。

因此，優(yōu)選地，若中央處理器800通過(guò)由逆變器100提供的功率測(cè)量102檢測(cè)逆變器100處的功率變化，則可以激活MPPT模塊600，有利地用于連續(xù)電信號(hào)的輸入。這些功率變化可以例如與可再生能源(例如光伏板)的使用相關(guān)。反之，若在逆變器100的輸出處測(cè)量的功率隨時(shí)間恒定，則可以停止MPPT模塊600。

有利地并且根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明允許使用單一逆變器100，其能夠在頻率上適應(yīng)于其可以連接到的所有類(lèi)型的能量源，以便優(yōu)化其電力輸出。

該算法可以在計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序自身存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且可由至少一個(gè)處理器以指令的形式讀取。優(yōu)選地，該算法集成在微處理器中。

最后，整個(gè)系統(tǒng)可通過(guò)接口700配置和控制，該接口700包括例如非限制性的觸摸屏或標(biāo)準(zhǔn)屏幕和真實(shí)或虛擬鍵盤(pán)。借助該接口，用戶能夠確定他/她所選擇的用途：例如“舒適性”，其中優(yōu)先應(yīng)用熱水的AC設(shè)定點(diǎn)，或“節(jié)能”，其中最小的市電能量被使用，即使這會(huì)涉及到在光伏能量低產(chǎn)量的情況下會(huì)具有較少的可用熱水。

本發(fā)明可應(yīng)用于諸如用于水加熱的能量存儲(chǔ)裝置。熱水器是允許加熱水以用于各種不同的家庭或工業(yè)要求的裝置。熱水器是指具有至少一個(gè)水槽的蓄水器具，該水槽用作用于存儲(chǔ)熱水的加熱單元，其通常也被稱(chēng)為缸體，其中水在該水槽中被加熱，其中該水槽時(shí)常被稱(chēng)為加熱單元或缸體。所述水槽的容量根據(jù)儲(chǔ)存器具的要求而不同，例如與臉盆、淋浴和/或浴缸等的一個(gè)或多個(gè)水龍頭相關(guān)聯(lián)。

本發(fā)明可應(yīng)用在感應(yīng)熱水器中。這種熱水器包括加熱單元和感應(yīng)加熱裝置，該感應(yīng)加熱裝置包括發(fā)電機(jī)以及包括至少一個(gè)感應(yīng)器和至少一個(gè)負(fù)載的感應(yīng)模塊，其中配置所述至少一個(gè)感應(yīng)器，以在負(fù)載中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其特征在于，所述至少一個(gè)感應(yīng)器和至少一個(gè)負(fù)載被設(shè)置成浸沒(méi)在所述加熱單元中。技術(shù)效果是保證由感應(yīng)器和至少一個(gè)負(fù)載形成的感應(yīng)模塊與容納在熱水器中的水之間實(shí)現(xiàn)直接熱交換。導(dǎo)致?lián)p耗的感應(yīng)器的不可避免的加熱被回收，并且還用于加熱容納在熱水器中的水。

圖3示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在熱水器模式中使用本發(fā)明的示例，其具有兩個(gè)能量源輸入和兩個(gè)不同的對(duì)應(yīng)于各能量源的溫度設(shè)定點(diǎn)。因此，溫度設(shè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)于供電模式。當(dāng)供電模式為交流電壓供電模式時(shí)，指定作為AC設(shè)定點(diǎn)的設(shè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)于溫度設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)供電模式為直流電壓供電模式時(shí)，指定作為DC設(shè)定點(diǎn)的設(shè)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)于溫度設(shè)定點(diǎn)。在從一種供電模式到另一種供電模式的每個(gè)切換操作期間，溫度設(shè)定點(diǎn)也改變，使得溫度設(shè)定點(diǎn)與設(shè)備切換到的供電模式相匹配。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，AC溫度設(shè)定點(diǎn)小于DC溫度設(shè)定點(diǎn)。

圖3示出了三天四夜。作為示例，根據(jù)光伏板處是否存在能量來(lái)指示操作模式。

例如，區(qū)域1代表一個(gè)晚上；沒(méi)有可用的光伏能量，因此發(fā)電機(jī)切換到交流電壓源(市電)。

在表示晴天的區(qū)域2中，光伏能量可用并且因此存儲(chǔ)在缸體中。發(fā)電機(jī)由此切換到直流電壓能量源。

在表示夜晚的區(qū)域3中，光伏能量不可用。然而在白天儲(chǔ)存的能量足以確保提供直到第二天的家用熱水(ECS)。因此，發(fā)電機(jī)切換到市電而不消耗任何能量；它處于待命狀態(tài)。

在對(duì)應(yīng)于沒(méi)有陽(yáng)光的區(qū)域4中，由于光伏能量不可用，所以發(fā)電機(jī)切換到市電用于ECS加熱。

在對(duì)應(yīng)于夜晚的區(qū)域5中，由于沒(méi)有光伏能量，所以發(fā)電機(jī)被切換到市電。

在代表幾乎沒(méi)有光伏能量可用的一天的區(qū)域6中，發(fā)電機(jī)被切換到直流電壓源。雖然沒(méi)有足夠的能量來(lái)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)，但足以提供所需的ECS不需要切換到交流電壓能量源。

在區(qū)域7，在黑暗期間，發(fā)電機(jī)切換到交流電。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，AC供電模式和DC供電模式之間的切換由中央處理器800控制。除了其它方面，可基于時(shí)間數(shù)據(jù)來(lái)管理切換。中央處理器800具有用作日歷并允許系統(tǒng)告知當(dāng)前日期和時(shí)間的時(shí)鐘。這隨后允許了解理論日照時(shí)間(例如對(duì)于光伏板的使用)。根據(jù)由本發(fā)明的用戶選擇的操作模式，中央處理器800可能需要知道光伏板200處的可用功率。為此，中央處理器800必須切換到直流電壓供電模式并通過(guò)模塊502測(cè)試可用功率。根據(jù)用戶參數(shù)，如果該測(cè)量功率足夠，則中央處理器800保持切換到該電源。如果所測(cè)量功率不足并且根據(jù)用戶參數(shù)，中央處理器800切換到交流電壓供電模式。為了優(yōu)化光伏板處的這些功率測(cè)試的頻率，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，中央處理器800參考其時(shí)鐘?？紤]這個(gè)時(shí)間數(shù)據(jù)以便優(yōu)化光伏板處的功率測(cè)試頻率。例如在晚上，中央處理器800將不在光伏板處進(jìn)行功率測(cè)試，因?yàn)槠鋾r(shí)鐘通知其天黑了。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，切換管理部分取決于時(shí)間參數(shù)。這些參數(shù)例如定義具有不同操作方法的至少兩個(gè)時(shí)間跨度，例如白天和黑夜。

因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明根據(jù)用戶設(shè)置和時(shí)間參數(shù)自動(dòng)管理從一個(gè)電源切換到另一個(gè)，以便最大化可用功率并最小化與使用交流電源(市電)相關(guān)的能量消耗。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明是用于感應(yīng)設(shè)備的供電裝置，其包括為至少一個(gè)感應(yīng)器101供電的逆變器100，并且包括：

-單一電力輸入。該單一電力輸入配置成來(lái)自例如光伏板的直流電壓源。

-僅一個(gè)單一逆變器(100)，其配置成轉(zhuǎn)換來(lái)自輸入電流的輸入電流和輸出電流；

因此，只有一個(gè)單一逆變器用作光伏逆變器和感應(yīng)能量傳遞逆變器。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，而是適用于由權(quán)利要求的范圍涵蓋的所有實(shí)施方式。

附圖標(biāo)記

100、逆變器

101、感應(yīng)器

102、電流、電壓、溫度和相位信號(hào)

103、脈寬調(diào)制信號(hào)

104、切換式電源

105、電流測(cè)量

200、光伏板

201、電磁兼容性濾波器

300、市電

301、電磁兼容性濾波器

400、交流電壓(AC)切換器

401、切換信號(hào)

500、直流電壓(DC)切換器

501、切換信號(hào)

502、控制

503、光電耦合器

504、光學(xué)隔離連接件

600、最大功率點(diǎn)跟蹤軟件

700、鍵盤(pán)和監(jiān)控屏

800、中央處理器