(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 209472386 U(45)授权公告日 2019.10.08
(21)申请号 201821658751.2(22)申请日 2018.10.12
(73)专利权人 珠海格力电器股份有限公司
地址 519070 广东省珠海市前山金鸡西路
六号(72)发明人 赵志刚 郝斌 赵宇明 童亦斌
蒋世用 李雨桐 袁金荣 (74)专利代理机构 北京市隆安律师事务所
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代理人 廉振保(51)Int.Cl.
H02J 1/10(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
CN 209472386 U(54)实用新型名称
一种直流供电系统(57)摘要
本实用新型提供了一种直流供电系统，包括：第一直流母线，用于为第一直流母线上的负载设备提供第一电压等级的电压，第一直流母线位于家庭第一区域；第一电源转换器，连接在第一直流母线上，用于将第一电压等级的电压转换为第二电压等级的电压；第二直流母线，与第一电源转换器相连，用于为第二直流母线上的负载设备提供第二电压等级的电压，第二直流母线位于家庭第二区域。通过上述方案解决了现有总体线路比较长、多设备同时用电时，相互之间会存在影响，从而使得高耐压线路的利用率和稳压性受到影响的问题，达到了减少多设备之间的影响，提升高低压家用电器混用的安全性的技术效果。
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权 利 要 求 书
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1.一种直流供电系统，其特征在于，包括：第一直流母线，用于为第一直流母线上的负载设备提供第一电压等级的电压，所述第一直流母线位于家庭第一区域；
第一电源转换器，连接在所述第一直流母线上，用于将所述第一电压等级的电压转换为第二电压等级的电压；
第二直流母线，与所述第一电源转换器相连，用于为第二直流母线上的负载设备提供第二电压等级的电压，所述第二直流母线位于家庭第二区域；
其中，所述第一电压等级的电压的电压值大于所述第二电压等级的电压的电压值；所述家庭第一区域为高压用电区域，所述家庭第二区域为频繁活动安全区域。
2.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一直流母线上的负载设备包括以下至少之一：空调、洗衣机、电磁炉、电饭煲、抽油烟机、浴霸。
3.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第二直流母线上的负载设备包括以下至少之一：加湿器、电风扇、净水机、空气净化器、冰箱、家庭媒体中心。
4.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一电压等级的电压的电压值为400V，所述第二电压等级的电压的电压值为48V。
5.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一电源转换器为具备多输入接口的电源转换器。
6.根据权利要求5所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一电源转换器连接有旁路供电和/或备用直流电源。
7.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，所述第一电源转换器为宽范围输入的电源转换器。
8.根据权利要求1所述的直流供电系统，其特征在于，还包括：第二电源转换器，与入户电压相连，用于将入户电压转换为所述第一电压等级的电压；所述第一直流母线，与所述第二电源转换器相连，用于为第一直流母线上的负载设备提供第一电压等级的电压，所述入户电压为220V。
9.根据权利要求8所述的直流供电系统，其特征在于，所述第二电源转换器连接有旁路供电和/或备用直流电源。
10.根据权利要求8所述的直流供电系统，其特征在于，所述第二电源转换器为宽范围输入的电源转换器。
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说 明 书一种直流供电系统
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技术领域
[0001]本实用新型涉及电网供电技术领域，具体而言，涉及一种直流供电系统。背景技术
[0002]随着分布式系能源、储能及电动汽车的广泛应用，多能源混合应用的直流系统可以满足分布式新能源和储能直接接入的需求，且可以有效减少能源转换的中间环节，从而提高能源综合利用效率。
[0003]对于交流供电系统而言，在交流电进到家里的时候，一般配电都是采用单相220Vac这个电压等级进行供电，而且都统一使用这个电压等级进行供电。对于家里的所有用电设备都接入这个供电线路。
[0004]针对家里一些大功率的设备，一般是采用为这些大功率设备串入断路器的方式。[0005]然而，因为总体线路比较长、多设备同时用电时，相互之间会存在影响，从而使得高耐压线路的利用率和稳压性受到影响。[0006]针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方式。实用新型内容
[0007]本实用新型实施例提供了一种直流供电系统，以减少多设备之间的影响，提升高耐压线路的利用率和稳定性，包括：[0008]第一直流母线，用于为第一直流母线上的负载设备提供第一电压等级的电压，所述第一直流母线位于家庭第一区域；[0009]第一电源转换器，连接在所述第一直流母线上，用于将所述第一电压等级的电压转换为第二电压等级的电压；[0010]第二直流母线，与所述第一电源转换器相连，用于为第二直流母线上的负载设备提供第二电压等级的电压，所述第二直流母线位于家庭第二区域；[0011]其中，所述第一电压等级的电压的电压值大于所述第二电压等级的电压的电压值。
[0012]在一个实施方式中，所述第一直流母线上的负载设备包括以下至少之一：空调、洗衣机、电磁炉、电饭煲、抽油烟机、浴霸。[0013]在一个实施方式中，所述第二直流母线上的负载设备包括以下至少之一：加湿器、电风扇、净水机、空气净化器、冰箱、家庭媒体中心。[0014]在一个实施方式中，所述第一电压等级的电压的电压值为400V，所述第二电压等级的电压的电压值为48V。[0015]在一个实施方式中，所述第一电源转换器为具备多输入接口的电源转换器。[0016]在一个实施方式中，所述第一电源转换器连接有旁路供电和/或备用直流电源。[0017]在一个实施方式中，所述第一电源转换器为宽范围输入的电源转换器。[0018]在一个实施方式中，上述系统还包括：
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第二电源转换器，与入户电压相连，用于将入户电压转换为所述第一电压等级的
电压；
所述第一直流母线，与所述第二电源转换器相连，用于为第一直流母线上的负载
设备提供第一电压等级的电压，所述入户电压为220V。[0021]在一个实施方式中，所述第二电源转换器连接有旁路供电和/或备用直流电源。[0022]在一个实施方式中，所述第二电源转换器为宽范围输入的电源转换器。[0023]在上述实施例中，提供了一种直流供电系统，设置有第一直流母线和第二直流母线，和第一电源转换器，通过第一电源转换器可以将第一电压等级的电压转换为第二电压等级的电压，从而通过不同的直流母线为不同负载的设备提供直流电压。通过上述方案解决了现有总体线路比较长、多设备同时用电时，相互之间会存在影响，从而使得高耐压线路的利用率和稳压性受到影响的问题，达到了减少多设备之间的影响，提升高低压家用电器混用的安全性的技术效果。
附图说明
[0024]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0025]图1是根据本实用新型实施例的直流供电系统的结构示意图；[0026]图2是根据本实用新型实施例的家庭供电系统的结构示意图；[0027]图3是根据本实用新型实施例的直流供电系统的另一结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。[0029]考虑到现有的总体线路比较长、多设备同时用电时，相互之间会存在影响，从而使得高耐压线路的利用率和稳压性受到影响的问题。考虑到如果可以采用分区域的直流电器配置以及直流电器功率及电压匹配优化设计，可以满足安全、高效能源应用的直流系统及直流电器的关键部件研究与开发，能进一步提高家居用电安全性和可靠性。在本例中提供了一种直流供电系统，如图1所示，可以包括：[0030]第一直流母线101，用于为第一直流母线上的负载设备提供第一电压等级的电压，所述第一直流母线位于家庭第一区域；[0031]第一电源转换器102，连接在所述第一直流母线上，用于将所述第一电压等级的电压转换为第二电压等级的电压；[0032]第二直流母线103，与所述第一电源转换器相连，用于为第二直流母线上的负载设备提供第二电压等级的电压，所述第二直流母线位于家庭第二区域；[0033]其中，所述第一电压等级的电压的电压值大于所述第二电压等级的电压的电压值。
[0034]即，第一直流母线和第二直流母线上位于家庭中的不同区域，连接不同的电压的
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负载设备，例如，可以是大功率负载或其他需高压应用负载，例如：第一直流母线上可以连接有高压击穿惰性气体发光、产生微波加热等电器，第二直流母线上可以连接有对应电压等级的高效直流负载设备。[0035]例如，可以如图2所示，根据家用电器使用习惯，将家用电器划分为频繁活动安全区域(例如：客厅区和卧室区)和高压用电区域(例如：卫浴区和厨房区)：[0036]对于频繁活动安全区域，可以将该区域电压设置为DC48V(连接第二直流母线)，主要将一些低压小功率的电器(如加湿器、电风扇、净水机、空气净化器、冰箱、家庭每媒体中心等)集中放置在人体频繁活动的区域，即使不小心触碰到电源，也因为电压等级属于安全电压，不会造成人身危害。实现安全用电。[0037]对于高压用电区域，可以将该区域电压设置为DC400V(连接第一直流母线)，主要为厨房区/卫浴区，必要的高压/大功率的电器(如空调、洗衣机、电磁炉、电饭煲、抽油烟机、浴霸等)集中进行放置，由于该地区电压等级高，不小心触碰会产生人身安全，这里的线缆应做加强绝缘且应深埋建筑墙内，避免触碰高压，实现安全用电。[0038]进一步的，在上述直流供电系统中还可以设置有：第二电源转换器，与入户电压相连，用于将入户电压转换为所述第一电压等级的电压；所述第一直流母线，与所述第二电源转换器相连，用于为第一直流母线上的负载设备提供第一电压等级的电压，所述入户电压为220V。即，将入户的220V电压转换为400V电压。[0039]然而，在实际实现的时候，每个电压等级的电压值可以根据实际需求设定，本申请对此不作限定。
[0040]为了保证在供电过程中第一直流母线和第二直流母线上的负载设备可以有效运行，且可以增加容错能力，在线路出现故障时候可以有效运行。上述第一电源转换器可以为具备多输入接口的电源转换器，从而使得第一电源转换器可以连接有旁路供电和/或备用直流电源。上述第二电源转换器可以为具备多输入接口的电源转换器，从而使得第二电源转换器可以连接有旁路供电和/或备用直流电源。[0041]进一步的，为了保证整个供电电路的可靠性，第一电源转换器和第二电源转换器可以设置为旁路供电模式，当第二直流电压等级或第三直流电压等级的直流母线失压或产生其它异常情况的时候，可以将线路切入第一直流电压等级的直流母线上进行供电。因此，电源转换器可以选择宽范围输入的电源转换器，也可以是具备多输入接口的电源转换器。[0042]下面结合一个具体实施例对上述供电系统进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。[0043]在本例中，提供了一种直流家居供电系统架构，如图3所示，可以包括：多个直流电压等级的供电母线(例如，可以包括：直流电压等级1、直流电压等级2和直流电压等级3)。[0044]具体的，可以将家居入户直流配电电压设置为：直流电压等级1，选定220VDC或其他推荐值，该线路上的负载(负载1、负载2、……、负载n，其中，n可以为1)可以是对应电压等级的高效直流负载设备.
[0045]在直流电压等级1的直流供电母线上，接入电源转换器1，通过该电源转换器将配电电压转换为直流电压等级2，该直流电压等级2可以是400VDC或其他推荐值，该线路上的负载(负载1、负载2、……、负载n，其中，n可为1)可以是大功率负载或其他需高压应用负载，例如：高压击穿惰性气体发光、产生微波加热等电器；
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在实现的时候，可以如图3所示，在直流电压等级2的直流供电母线上，接入电源转
换器2，通过该电源转换器2将配电电压转换为直流电压等级3，该直流电压等级2可以是48VDC或其他推荐值，该线路上的负载(负载1、负载2、……、负载n，其中，n可为1)可以是对应电压等级的小功率、安全直流负载设备。[0047]进一步的，为了保证整个供电电路的可靠性，电源转换器2可以设置为旁路供电模式，当直流电压等级2的直流母线失压或产生其它异常情况的时候，可以将线路切入直流电压等级1的直流母线上进行供电。因此，电源转换器2可以选择宽范围输入的电源转换器，也可以是具备多输入接口的电源转换器。[0048]值得注意的是，在该例中是以三级为例进行的说明，在实际实现的时候，也可以采用两级、四级，或者是更多级的供电线路，本申请对此不作限定，可以根据实际需要设定。[0049]即，提供了一种直流家居供电系统，形成了一种直流母线供电多个直流电器，及一种直流母线供电一个直流电器的策略，在多负载接入情况下，供电系统输出以软切入及软切出的方式，完成增加的及减少的直流负载的接入和切出，避免了高功率非阻性负载接入或切出对直流母线供电电压造成的冲击。具体的，通过电源转换器限功率的方式，柔性地增加或减小直流母线的供电能力，对于一种直流母线供电的单一负载接入情况下，可以不对功率输出做以限制，从而保证负载设备的快速启动。[0050]在实现的时候，可以设置多个直流电压等级，并为不同直流电压等级定义不同的电压值。且为了对供电系统进行控制，不仅可以从接入设备的数量来考虑，还可以针对不同类别的负载设备，采用不同的控制策略，例如：多阻性负载同时接入，则不做控制，感性负载、容性负载，做以阶梯控制；进一步的，可以对电源转换器做旁路设计，也可以使用备用电源等设计方式。
[0051]在上例中，通过直流供电系统架构的细分，并针对细分的直流供电系统架构，制定不同的控制策略，从而使得负载设备供电更稳定、供电系统的成本更低。[0052]从以上的描述中，可以看出，本实用新型实施例实现了如下技术效果：提供了一种直流供电系统，设置有第一直流母线和第二直流母线，和第一电源转换器，通过第一电源转换器可以将第一电压等级的电压转换为第二电压等级的电压，从而通过不同的直流母线为不同负载的设备提供直流电压。通过上述方案解决了现有总体线路比较长、多设备同时用电时，相互之间会存在影响，从而使得高耐压线路的利用率和稳压性受到影响的问题，达到了减少多设备之间的影响，提升高耐压线路的利用率和稳定性的技术效果。[0053]尽管本申请内容中提到不同的具体实施例，但是，本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等，某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例，仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。[0054]虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的实施方式包括这些变形和变化而不脱离本申请。
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