直流家居系统的制作方法

本发明涉及直流家居技术领域，具体而言，涉及一种直流家居系统。

背景技术：

目前家居配电系统中均采用ac220v三线制(火线、零线、地线)配电，存在电气安全问题隐患，每年我国家庭触电事故高达千起。在家居交流配电系统中大多数家用电器负载如冰箱、空调等采用变频技术将交流配电系统的电转换为直流电使用，增加了电能转换损耗以及电器成本。同时，虽然分布式能源的技术的快速发展，但各种分布式新能源发电接入交流配电网时需经过电压、频率、相位的同步过程，面临着并网难的问题。

针对相关技术中家居系统中三相电源存在安全隐患的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种直流家居系统，以至少解决现有技术中家居系统中三相电源存在安全隐患的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种直流家居系统，包括：入户电源，用于为家居系统提供电能；直流配电箱，与入户电源连接，用于将入户电源提供的电能转化为负载可用的直流电压，并提供短路保护；动力配线，与直流配电箱连接，用于加载直流电压，以提供给负载使用。

进一步地，入户电源为直流电源。

进一步地，入户电源至少包括以下之一：储能电源、光伏电源、直流电网。

进一步地，直流配电箱至少包括两种电压转换电路：双向dc/dc变换器、断路器。

进一步地，双向dc/dc变换器，与入户电源连接，用于将入户电源提供的电能转化为负载可用的直流电压；断路器，与双向dc/dc变换器连接，用于提供短路保护。

进一步地，断路器根据负载的类型划分为不同类型。

进一步地，负载的类型至少包括以下之一：空调、厨房、浴室、插座、照明。

进一步地，每个类型的断路器连接有与其对应的动力配线。

进一步地，断路器为单向保护断路器。

进一步地，系统还包括：总开关，一端与入户电源连接，另一端与直流配电箱连接，用于控制直流家居系统的通断。

在本发明中，构建了一种全直流家居浮地配用电的系统，有别于原有家庭220v交流供用电系统，该系统对家庭配电系统提出全新的定义，以提高直流用电的安全性。同时，减少了家用电器中间电能转换环节，降低了家用电器的成本以及中间电能损耗，提高了能源利用的经济性和高效性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的直流家居系统的一种可选的结构框图；以及

图2是根据本发明实施例的直流家居系统的另一种可选的结构框图；

图3是根据本发明实施例的直流家居系统的入户直流电压等级划分的一种可选的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种直流家居系统，具体地，图1示出该系统的一种可选的结构框图，如图1所示，该系统包括：

入户电源102，用于为家居系统提供电能；

直流配电箱104，与入户电源102连接，用于将入户电源提供的电能转化为负载可用的直流电压，并提供短路保护；

动力配线106，与直流配电箱104连接，用于加载直流电压，以提供给负载使用。

在上述实施方式中，构建了一种全直流家居浮地配用电的系统，有别于原有家庭220v交流供用电系统，该系统对家庭配电系统提出全新的定义，以提高直流用电的安全性。同时，减少了家用电器中间电能转换环节，降低了家用电器的成本以及中间电能损耗，提高了能源利用的经济性和高效性。

在本发明一个优选的实施方式中，入户电源为直流电源。进一步地，入户电源至少包括以下之一：储能电源、光伏电源、直流电网。

进一步地，直流配电箱至少包括两种电压转换电路：双向dc/dc变换器、断路器。

在本发明优选的图2中还提供了另一种可选的结构框图，如图2所示，入户配电箱包含1个双向dc/dc变流器和一组短路保护断路器开关。双向dc/dc变换器，与入户电源连接，用于将入户电源提供的电能转化为负载可用的直流电压；断路器，与双向dc/dc变换器连接，用于提供短路保护。

优选的，入户配电箱根据入户直流电压等级确定是否配置双向dc/dc变流器，直流侧可以直接兼容匹配电压等级的光伏或者储能接入，则不需要配置双向dc/dc变换器，否则需要配置双向dc/dc变换器，以实现将入户电源提供的电能转化为负载可用的直流电压。

在上述实施方式中，断路器根据负载的类型划分为不同类型。负载的类型至少包括以下之一：空调、厨房、浴室、插座、照明。每个类型的断路器连接有与其对应的动力配线。

在本发明另一个优选的实施方式中，可以根据负载的优先级划分为不同的类型：具体的，负载的优先级根据负载的功能进行划分，或，根据当前时间确定负载的优先级。负载的优先级根据负载的功能进行划分，从高到低依次为：生活家用电器、办公家用电器、娱乐家用电器以及照明系统；负载的优先级根据当前时间确定，从高到低依次为：在当前时间为白天时，生活家用电器、办公家用电器、娱乐家用电器以及照明系统；在当前时间为夜晚时，按照优先级从高到低的顺序确定多个类别依次为：照明系统、娱乐家用电器、办公家用电器、生活家用电器。

进一步地，断路器为单向保护断路器。双向保护断路器成本较高。

进一步地，系统还包括：总开关，一端与入户电源连接，另一端与直流配电箱连接，用于控制直流家居系统的通断。

在本发明又一个优选的实施方式中，入户电源可以实现多级电压的调节，如图3所示，入户电源可以包括：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)。

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750vdc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；

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375vdc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高效直流负载设备。

在实现的时候，可以如图2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。

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。

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。

本发明中采用全直流浮地配用电，减少了家用电器中间电能转换环节，降低了家用电器的成本以及中间电能损耗。直流家居配用电采用浮地两线制设计，其直流配用电系统的电源侧和负载侧不接地或经高阻抗接地。直流系统具有很高的电气安全性能(对于220v的直流电压，最大预期接触电压仅为0.01v)。而对于电源侧不接地的情况，交流系统因电缆普遍存在对地分布电容尚有容性漏电流通过，而直流系统几乎没有漏电流。且全直流家居浮地配用电系统采用两线制的设计可以有效降低配用电成本。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。