專利名稱：：高效生成開關(guān)控制信號周期的開關(guān)功率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明大體涉及到電子學(xué)領(lǐng)域及，尤其是通過高效生成開關(guān)控制信號周期的開關(guān)功率變換器轉(zhuǎn)換電壓的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：很多裝置利用功率操作。功率最初由一電源提供，如一個公用事業(yè)公司，通常它提供穩(wěn)定輸入電壓。然而，各種設(shè)備使用的電壓等級有別于電源所提供的穩(wěn)定輸入電壓。例如，基于發(fā)光二極管(LED)的照明系統(tǒng)，工作于非公用事業(yè)公司所提供的電壓等級下。為了調(diào)節(jié)來自電源電壓與裝置需要利用電壓的區(qū)別，功率變換器連接于電源和裝置之間，以將交流電(AC)源提供的電壓水平轉(zhuǎn)換為，如，另外一不同于所供電壓水平的AC交流電源。整功率變換器還可以將AC功率轉(zhuǎn)換為DC(直流電)功率和將DC功率轉(zhuǎn)換為AC功率。開關(guān)開關(guān)功率變換器即為一類功率變換器的實例。開關(guān)功率變換器利用開關(guān)及能源儲存技術(shù)將輸入電壓轉(zhuǎn)換為一部分與其相連的設(shè)備適宜的輸出電壓。圖1描繪的是功率控制系統(tǒng)100，它包括開關(guān)功率變換器102，電壓電源101提供AC輸入"mains"電源主電壓Vmains至二極管全橋式整流器103。所述電壓電源101為，例如，一公用事業(yè)單位，而AC電源電壓Vmains則為，例如，在美國為60Hz/120V，在歐洲為50Hz/230V。整流器103對輸入的電源電壓Vma^進行整流。整流器103將輸入的電源電壓Vmains進行整流，并向開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器提供一個經(jīng)過整流的，隨時間而變的初級供電電壓Vx。開關(guān)功率變換器102提供近乎恒定的電壓功率至負載112的同時對電壓電源101維持阻抗輸入特性。對電壓電源101維持阻性輸入特性時提供近乎恒定的電壓電力至負載112，這就被稱為功率因素校正(PFC)。因此，控制功率因素校正后的開關(guān)整流器102可使輸入至開關(guān)整流器102的電流iL產(chǎn)生與AC電源電壓Vmains近乎成比例的變4b。PFC和輸出電壓控制器114控制PFC開關(guān)108的導(dǎo)電性，從而提供功率因數(shù)校正并調(diào)節(jié)開關(guān)功率變換器102的輸出電壓Vc。PFC和輸出電壓控制器114通過控制電感電流iL以-使平均電感電流iL成線性并直接與初級供電電壓Vx成比例。電感電流iL與初級供電電壓Vx的比例系數(shù)被調(diào)整以調(diào)節(jié)至負載112的電壓。PFC和輸出電壓控制器114提供一個脈沖寬度調(diào)制的(PWM)控制信號CSQ,以控制開關(guān)108的導(dǎo)通性。在至少一個實施例中，開關(guān)108是一個場效應(yīng)晶體管(FET),而控制信號CSQ是開關(guān)108的柵極電壓?？刂菩盘朇So的脈沖寬度值和占空比取決于兩個反饋信號，即初級供電電壓Vx和電容電壓/輸出電壓Vc。一般也將輸出電壓Vc稱為"鏈接電壓"。電流控制回路119提供電流iRTN至PFC和輸出電壓控制器114，以使PFC和輸出電壓控制器114調(diào)節(jié)平均iL電流210(圖2)，使其等于目標iL電流208(圖2)。10當二極管111為反向偏置和初級供電電壓VX低于輸入電源的RMS值時，電容器106提供儲能至負載112。電容器106的值與設(shè)計選才奪相關(guān)。在至少一個實例中，它非常大以維持非常穩(wěn)定輸出電壓Vc,由PFC和輸出電壓控制器114確定。當使用400V輸出電壓Vc時，電容器106的值為1微法每瓦由開關(guān)整流器102提供的最大輸出功率。在穩(wěn)定負載條件隨初級供電電壓Vx頻率波動期間，輸出電壓Vc保持在幾乎恒定的目標值。然而，輸出電壓Vc隨負載條件變化而變化。PFC和輸出電壓控制器114隨輸出電壓Vc變化而變化，通過調(diào)節(jié)開關(guān)控制信號CSo還原輸出電壓Vc至目標值以響應(yīng)電壓CSo的變化。在至少一個實例中，PFC和輸出電壓控制器114包括一小電容115,以從初級供電電壓Vx過濾任何高頻信號。因為寄生阻抗，每次開關(guān)108切換于絕緣和傳導(dǎo)狀態(tài)時開關(guān)功率變換器102產(chǎn)生開關(guān)損耗。寄生阻抗包括經(jīng)過開關(guān)108的寄生電容132。在切換開關(guān)控制信號CSo每周期TT，能源;故用于，例如，充電寄生電容132。因此，開關(guān)功率變換器102在開關(guān)控制信號CSo的各周期TT產(chǎn)生開關(guān)損耗。PFC和輸出電壓控制器114控制開關(guān)功率變換器102,從而傳送需求量的功率至電容器106。電力的需要量取決于負載112需求的電壓和電流。輸入電壓控制回路116提供初級供電電壓Vx的樣本至PFC和輸出電壓控制器114。PFC和輸出電壓控制器114確定參考電壓Vref(表示輸出電壓Vc的目標電壓)和實際輸出電壓Vc(感應(yīng)自節(jié)點122并作為接收自電壓回路U8的反饋信號)的差另U。PFC和輸出電壓控制器114普遍利用如下技術(shù)，如PI補償控制，以對參考電壓Vref相關(guān)的輸出電壓Vc中的差別作出反應(yīng)。PFC和輸出電壓控制器114處理此差別，以順利地調(diào)節(jié)輸出電壓進而避免因?qū)π″e誤信號產(chǎn)生響應(yīng)而產(chǎn)生輸出電壓Vc快速波動。PFC和輸出電壓控制器114生成脈寬調(diào)制的開關(guān)控制信號CSo進而驅(qū)動開關(guān)108。參見Prodi6的論文，"功率因數(shù)校正整ii流器的快速電壓回路的補償器設(shè)計與評價"(Cbwpe"^torZ)ew'g""w/7e"折e^)《IEEE功率電子匯刊》(IEEETransactionsonPowerElectronics),,第12巻，5號，9月1007，1719-1729頁(本文將其作為"Prodi6"引用)，描述了一個PFC和輸出電壓控制器114的例案。圖2和3分別描繪開關(guān)控制策略。其為典型的開關(guān)功率變換器，如開關(guān)功率變換器102，用以轉(zhuǎn)換輸入電壓Vx為功率因數(shù)矯正后的輸出電壓Vc。圖2描述過渡開關(guān)策略，圖3描述穩(wěn)定周期開關(guān)策略。參考圖1和2，PFC和輸出電壓控制器114控制PFC開關(guān)108的傳導(dǎo)率。在至少一個實例中，初級供電電壓Vx202為整流正弦波。為了調(diào)節(jié)傳輸?shù)哪芰坎⒐β室驍?shù)保持在接近1,PFC和輸出電壓控制器114改變著控制信號CS。的周期，使輸入電流iL能夠追蹤到輸為了調(diào)節(jié)傳輸能源量并維持功率因數(shù)接近1，PFC和輸出電壓控制器114改變開關(guān)控制信號CSo的期間TT,以使電感電流iL(作為"輸入電流"引用)跟蹤初級供電電壓Vx的變化并保持輸出電壓Vc穩(wěn)定。過轉(zhuǎn)換開關(guān)策略204闡述的是，當初級供電電壓Vx增加時，PFC和輸出電壓控制器114增加開關(guān)控制信號CSo的周期TT。當初級供電電壓Vx降低時，PFC和輸出電壓控制器114降低開關(guān)控制信號CSQ的周期。在轉(zhuǎn)換開關(guān)策略204的一個實例中，脈寬時間Tl近乎恒定。時間T2代表感應(yīng)器110的回掃時間，這種情況發(fā)生于開關(guān)108絕緣及二極管111導(dǎo)電條件下。在至少一個實例中，感應(yīng)器110的值與設(shè)計選擇有關(guān)。在至少一個實例中，所選感應(yīng)器110的值可儲備足夠的能量(當開關(guān)108導(dǎo)電時傳輸自電壓電源101的能量)，從而在當開關(guān)108絕緣時傳輸能量至電容器106并進而維持需要的輸出電壓Vc。對于轉(zhuǎn)換開關(guān)策略204，脈寬時間Tl加上回掃時間T2等于開關(guān)控制信號CSo的周期TT。電感電流L波形206描述電感電流L隨時間變4b與初級供電電壓Vx。當開關(guān)108導(dǎo)電，即處于"ON"的狀態(tài)時，電感電流iL在脈寬Tl中增加。當開關(guān)108絕緣，如處于"OFF，狀態(tài)時，電感器電流在回掃時間T2中下降，并通過二極管111提供電感電流iL以對電容器106再充電。當開關(guān)控制信號CS。處于周期TT電感電流t達到0時，發(fā)生不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)。當在整個周期TT電感電流iL超過0時，發(fā)生連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)。當電感電流L等于0時，轉(zhuǎn)換開關(guān)策略204通過開始開關(guān)控制信號CS。的各周期，在DCM和CCM的邊界，操作開關(guān)功率變換器102。例如，開關(guān)信號CSG的頻率1/TT在20kHz至130kHz之間。開關(guān)控制信號CSo的周期TT和誘導(dǎo)電流iL波形206中描繪的誘導(dǎo)電流iL每循環(huán)持續(xù)時間被延長，便于視覺觀察。當小功率轉(zhuǎn)換自電壓電源101時，過渡開關(guān)策略204在高頻率操作開關(guān)108,如接近電源電壓Vmains的過零點212,并在輕負荷，如當負載112的功率需求輕時。PFC和輸出電壓控制器114設(shè)置一追蹤初級供電電壓Vx的目標電流208。當電感電流iL在脈寬Tl達到目標電流208時，開關(guān)控制信號CS。打開開關(guān)108,然后電感電流iL在回掃時間T2降至0。平均電流210代表平均電感電流L。平均電感電流iL追蹤初級供電電壓Vx從而提供功率因素校正。根據(jù)圖3，周期恒定開關(guān)策略302保持開關(guān)控制信號CSo的穩(wěn)定周期TT，并改變開關(guān)控制信號CSo的^永寬Tl以控制電感電流iL。當初級供電電壓Vx從0增加至峰值時，PFC和輸出電壓控制器114降低開關(guān)控制信號CSQ的脈寬Tl穩(wěn)定周期開關(guān)策略302操作DCM中的開關(guān)整流器102從而使回掃時間T2加脈寬Tl小于或等于開關(guān)控制信號CSQ的周期TT。電感電流iL波形304描述的是穩(wěn)定周期開關(guān)策略302在誘導(dǎo)電流iL的效果與初級供電電壓Vx相關(guān)。使至于為周期恒定開關(guān)策略302而設(shè)計的轉(zhuǎn)換開關(guān)策略204，PFC和輸出電壓控制器11413設(shè)定目標電流208以追蹤初級供電電壓Vx。對穩(wěn)定周期策略302，TT2(T1+T2)，所述整流器102運行于DCM。PFC和輸出電壓控制器114以比輸入電壓Vx頻率更高的頻率更新開關(guān)控制信號CSo。輸入電壓Vx的頻率一般為50-60Hz。開關(guān)控制信號CSo的頻率1/TT為，如，在10kHz和130kHz之間。等于或高于20kHz的頻率避開了可聞及頻率，并且等于或低于130kHz的頻率避免顯著的開關(guān)無效率。從開關(guān)損耗對傳輸至負載112的能量的方面來說，穩(wěn)定周期開關(guān)策略302為無效率。與其相比，過渡開關(guān)策略204則更為低效率。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一個實例中，一個系統(tǒng)包括一個生成開關(guān)控制信號，以控制開關(guān)功率變換器中開關(guān)的傳導(dǎo)率?？刂崎_關(guān)的電阻率使輸入至開關(guān)整流器的電流發(fā)生與輸入至開關(guān)整流器的電壓電源信號成比例的變化?？刂崎_關(guān)的導(dǎo)電性使輸入至開關(guān)功率變換器的電流發(fā)生與輸入至開關(guān)功率變換器的電壓電源信號成比例的變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至開關(guān)功率變換器相連負載的估算功率呈負相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的瞬時電壓水平呈負相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)；和14控制器也包括一脈寬發(fā)生器與以下至少一個響應(yīng)以確定開關(guān)控制信號的脈寬(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的瞬時電壓水平，和(iii)開關(guān)功率變換器輸出電壓信號的電壓水平。在本發(fā)明的另外一個實例中，一種方法包括生成開關(guān)控制信號，以控制開關(guān)功率變換器中開關(guān)的導(dǎo)電性?？刂崎_關(guān)的導(dǎo)電性使輸入至開關(guān)功率變換器的電流發(fā)生與輸入至開關(guān)功率變換器的電壓電源信號成比例的變化。此方法另外包括確定開關(guān)控制信號的周期，從而使開關(guān)控制信號的周期發(fā)生與以下因素中至少一個對應(yīng)的變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至開關(guān)功率變換器相連負載的估算功率呈負相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈負相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)；此方法也包括與以下至少一個響應(yīng)以確定開關(guān)控制信號的脈寬(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的電壓水平，和(iii)開關(guān)功率變換器輸出電壓信號的電壓水平。此方法另外包括提供開關(guān)控制信號至開關(guān)功率變換器。在本發(fā)明的另外一個實例中，一套裝置包括用來生成開關(guān)控制信號并控制開關(guān)功率變換器中開關(guān)模式開關(guān)導(dǎo)電性的多種組件?？刂崎_關(guān)的導(dǎo)電性使輸入至開關(guān)功率變換器的電流發(fā)生與輸入至開關(guān)功率變換器的電壓電源信號成比例的變化。此裝置另外包括用來確定開關(guān)控制信號的周期，從而使開關(guān)控制信號的周期發(fā)生與以下因素中至少一個對應(yīng)的變化的組件(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至開關(guān)功率變換器瞬時功率呈負相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的電壓水平改變呈負相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)；和此裝置也包括用來與以下至少一個響應(yīng)以確定開關(guān)控制信號的脈寬的組件(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的電壓水平，和(m)開關(guān)功率變換器輸出電壓信號的電壓水平。通過參考附圖，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可更容易理解本發(fā)明，并搞清楚它的多種客體，特征和優(yōu)勢。貫穿多幅圖的相同參考數(shù)字指的是相同或相似的元件。圖1(標記為已有技術(shù))描繪的是一包括開關(guān)功率變換器的功率控制系統(tǒng)。圖2(標記的已有技術(shù))描述轉(zhuǎn)換開關(guān)控制策略及其在圖1所示的開關(guān)功率變換器的電感電流中的效果。圖3(標記的已有技術(shù))描繪周期恒定開關(guān)策略及其在圖1所示的開關(guān)功率變換器的電感電流中的效果。電感電流中的效果。圖4描繪的是一功率控制系統(tǒng)，其特征為具有一開關(guān)功率變換器和一控制信號周期-功率傳送相關(guān)性策略模塊。圖5描繪的是相關(guān)波形集合，其系描述初級供電電壓，電感電流和傳送至圖4所示的功率控制系統(tǒng)的功率之間的關(guān)系。圖6描述的是高效的周期-瞬時初級供電電壓Vx相關(guān)策略。圖7描繪的是相關(guān)波形，其系與與電感應(yīng)電流和圖4所示的功率控制系統(tǒng)的開關(guān)控制信號相關(guān)。圖8描繪的是功率因數(shù)校正(PFC)和圖4所示的功率控制系統(tǒng)的輸出電壓控制器。圖9-13描繪的是高效的周期-瞬時初級供電電壓Vx相關(guān)策略。圖14描繪的是非線性A-S調(diào)制器。圖15描繪的是一比例積分器。圖16和17描繪的是均方根值發(fā)生器。圖18描繪的是PFC和圖4所示的功率控制系統(tǒng)的輸出電壓控制器的另一個實例。圖19-21描繪的是高效的周期-功率轉(zhuǎn)換-瞬時初級供電電壓相關(guān)策略，以增加初級供電RMS電壓和功率轉(zhuǎn)換百分比。具體實施例方式一個功率控制系統(tǒng)包括一開關(guān)功率變換器和控制器，通過生成對如下至少一種產(chǎn)生相應(yīng)變化的開關(guān)控制信號，此控制器對時變電壓電源信號做出反應(yīng)i)開關(guān)控制信號的周期與傳送至與開關(guān)功率變換器相連的負載的確定功率呈負相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈負相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)。功率控制系統(tǒng)也包括一脈寬發(fā)生器，用于確定開關(guān)控制信號的脈寬，作為對如下因素的反應(yīng)(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的瞬時電壓，及(iii)開關(guān)功率變換器輸出電壓信號的電壓水平。因此，周期可以根據(jù)變量的單相函數(shù)，雙相函數(shù)或三相函數(shù)確定。(i)傳送至與開關(guān)功率變換器相連的負載的確定功率；(ii)電壓電源信號的瞬時電壓水平；和(iii)時變電壓電源信號的線電壓水平(總體被稱作"周期確定變量")。"單相函數(shù)"指的是周期確定變量(i)，(ii)，或(iii)中任意一種被用來確定開關(guān)控制信號周期。"雙相函數(shù)"指的是周期確定變量(i),(ii)，或(iii)中的任意兩種被用來確定開關(guān)控制信號周期。"三相函數(shù)"指的是周期確定變量(i),(ii)，或(iii)中的任意三種被用來確定開關(guān)控制信號周期。對具有近似正弦波電壓電源信號的電力供應(yīng)，當電壓電源信號的相位角在45。和135。之間時開關(guān)整流器從電壓電源傳輸80%的功率至負載。開關(guān)功率變換器中的開關(guān)損耗隨著開關(guān)周期降低而減少，或換言之，開關(guān)功率變換器中的開關(guān)損耗隨著開關(guān)頻率的升高而增加。通過改變開關(guān)控制信號的周期，周期可根據(jù)周期確定變量的單相函數(shù)，雙相函數(shù)或三相函數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)變化，在至少一個實例中，當提供功率因數(shù)校正(PFC)時，控制器在具有相關(guān)開關(guān)損耗的開關(guān)周期和周期確定變量之間實現(xiàn)高效相關(guān)性。圖4描繪的是具有開關(guān)功率變換器402和高效控制信號周期發(fā)生器408的功率控制系統(tǒng)400。在至少一個實例中，開關(guān)功率變換器402的設(shè)置方法如開關(guān)功率變換器102—樣。整流器103整流由電壓電源404提供的輸入電壓VIN以生成時變的初級供電電壓Vx。在至少一個實例中，電壓電源404與電壓電源101相同，豐lr入電壓Vin與電源電壓Vmains相同。功率控制系統(tǒng)400也包括PFC和輸出電壓控制器406。PFC和輸出電壓控制器406使用代表初級供電電壓Vx和輸出電壓Vc的反饋信號生成開關(guān)控制信號CS^PFC和輸出電壓控制器406包括高效控制信號周期發(fā)生器408，以有效地關(guān)聯(lián)開關(guān)控制信號CS,的周期TT和周期確定變量從而，例如，增加功率控制系統(tǒng)400的效率。在至少一個實例中，此周期確定變量為i)傳送至負載112的確定功率，(ii)初級供電電壓Vx的瞬時電壓水平，和(iii)初級供電電壓Vx的線電壓水平。在至少一個實例中，傳輸至負載112的估計功率通過將平均輸出電壓Vc(通過電壓控制回路418獲得)和開關(guān)整流器402的平均輸出電流i0UT相乘估算出。在至少一個實例中，傳送至負載112的估計功率用"K"表示，并通過圖8所示的負載功率需求估算器803確定。在至少一個實例中，初級供電電壓Vx的瞬時電壓水平代表初級供電電壓Vx的一個值，此值通過比率約等于1/TT(1/TT代表開關(guān)控制信號CS,的頻率)的電壓回路416抽樣得出。所謂"瞬時"包括延時，如在初級供電電壓Vx的抽樣值獲取中的任何傳輸和處理延時。在至少一個實例中，初級供電電壓Vx的線電壓水平代表至少一個周期的初級供電電壓Vx。例如，在至少一個實例中，線電壓水平是初級供電電壓Vx的均方根(RMS),初級供電RMS電壓的峰值Vx—rms,或初級供電電壓Vx，的平均值。例如，在美國線電壓標稱為120Vrms，而在歐洲則標稱為230Vrms，其中，"Vrms，，代表1個RMS伏特。一般來說，線電壓水平和負載功率需求將在50-240Hz的頻率更新，瞬時電壓將會以開關(guān)108的開關(guān)頻率更新，如開關(guān)控制信號CS,的頻率。在至少一個實例中，所述高效控制信號周期發(fā)生器408包括一控制信號周期策略，以使PFC和輸出電壓控制器406生成開關(guān)控制信號CS,的周期TT(根據(jù)至少一種周期確定變量變化)。圖5描述的是相關(guān)波形500的合集，其系描述初級供電電壓VX502，電感電流iL504和從電壓電源404傳送至開關(guān)整流器402的功率506之間的相關(guān)性。初級供電電壓Vx周期的一半發(fā)生于相位角0°-45°和135°-180°。初級供電電壓Vx的RMS電壓等于在相位角45°和135°19的電壓。如此，在等于初級供電電壓Vx的半個周期TT的時間，初級供電電壓Vx大于初級供電RMS電壓Vx—rms，而在等于半個周期TT的時間，小于初級供電RMS電壓Vx—rms。正弦波初級供電電壓Vx的峰值電壓為々2.VX—rms。為提供功率因素校正，PFC和輸出電壓控制器406生成開關(guān)控制信號CS,，以使平均電感電流iL508追蹤初級供電電壓Vx。從電壓電源404傳送至開關(guān)整流器402的功率506等于VxiL。當初級供電電壓Vx大于初級供電RMS電壓Vx—rms時，功率506的百分之八十被傳送至開關(guān)整流器402,當當初級供電電壓Vx小于初級供電RMS電壓Vx—RMs時，功率506的百分之二十被傳送。換言之，當初級供電電壓Vx在相位角45°和135°之間時，功率506的80%被傳送，當處于初級供電電壓Vx波谷時，功率506的20%被傳送。在至少一個實例中，初級供電電壓Vx的波谷低于初級供電RMS電壓Vx一薩，對正弦波，其相位角在0°-45°和135°-180°。因為寄生阻抗，每次開關(guān)108切換于絕緣和傳導(dǎo)狀態(tài)時開關(guān)整流器402產(chǎn)生開關(guān)損耗。在開關(guān)控制信號CS!的每個周期TT，功率被用于，例如，充電寄生電容132。在開關(guān)控制信號CS,的每周期TT，開關(guān)整流器402產(chǎn)生開關(guān)損耗。因此，控制信號CS,的頻率越高，開關(guān)損耗越高。根據(jù)圖1-5，關(guān)于傳統(tǒng)過渡開關(guān)策略204,開關(guān)控制信號CSo的頻率在相位角0。-45。和135°-180°為最高。因此，在最低量的功率從電壓電源101傳送至開關(guān)整流器102的時間內(nèi)統(tǒng)過渡開關(guān)策略204引起最大的開關(guān)損耗。在至少一個實例中，與傳統(tǒng)過渡開關(guān)策略204相關(guān)的開關(guān)損耗中超過一半(>50%)發(fā)生于20%功率從電壓電源101至開關(guān)整流器102的傳送過程中。穩(wěn)定周期開關(guān)策略302則更為高效因為與傳統(tǒng)過渡開關(guān)策略204相關(guān)的開關(guān)損耗中只有大約一半(50%)發(fā)生于20%功率從電壓電源101至開關(guān)整流器102的傳送過程中。20在至少一個實例中，高效控制信號周期發(fā)生器408使PFC和輸出電壓控制器406通過增加開關(guān)控制信號CS,的周期TT以改善功率控制系統(tǒng)400的功率?；驌Q言之，在低功率傳送至負載112,低瞬時初級供電電壓Vx和(或)高初級供電RMS電壓Vx—RMs時降#<開關(guān)108的開關(guān)率。表1闡述典型開關(guān)損耗和功率轉(zhuǎn)換率對比。實際節(jié)電和優(yōu)化的開關(guān)控制信號CS!周期TT發(fā)生策略取決于功率控制系統(tǒng)400的功率器件。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表1如前文所述，在至少一個實例中，初級供電電壓vx的波谷低于初級供電RMS電壓VXRMS,對正弦波，其相位角在0°-45°和135°-180°。圖6描述的是對高效控制信號周期發(fā)生器408，典型的高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略600。根據(jù)圖5和6,隨著初級供電電壓Vx向峰值電壓a/2.Vx—rms增加時，從電壓電源404傳送至開關(guān)整流器402的功率非線性增加。對任何初級供電電壓Vx和開關(guān)功率變換器402輸出功率的給定值，存在優(yōu)化開關(guān)周期TT。此優(yōu)化周期通常在初級供電電壓Vx的波谷時增加。若周期TT太短，則會存在過度的開關(guān)損失。若周期TT太長，寄生阻抗中將會存在過量損耗，如開關(guān)108和感應(yīng)器110各自的阻抗及感應(yīng)器110的芯損耗。高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略600提供策略以確定周期TT為瞬時初級供電電壓Vx的函數(shù)。周期TT的優(yōu)化值的實際值與設(shè)計選擇相關(guān)，并且，如，取決于開關(guān)整流器402的各部件的值，如感應(yīng)器110，開關(guān)108，電容器106，二極管111的特性，以及瞬時初級供電電壓Vx，初級供電RMS電壓Vx—RMs和傳送至負載112的功率。在至少一個實例中，功率控制系統(tǒng)400比常規(guī)功率控制系統(tǒng)100更有效率，因為開關(guān)108的開關(guān)頻率隨著電壓電源404提供的功率的增加而增加，從而，控制器實現(xiàn)開關(guān)周期與開關(guān)108的相關(guān)開關(guān)損耗之間的高度關(guān)聯(lián)。在至少一個實例中，開關(guān)整流器402運行于DCM中。譬如說，控制信號CS,的頻率1/TT介于10kHzand130kHz之間。開關(guān)控制信號CS,的周期TT和誘導(dǎo)電流iL波形504中描繪的誘導(dǎo)電流iL各循環(huán)持續(xù)延長，以便于提高視覺清晰度。圖7描繪的是典型電感電流^和開關(guān)控制信號CS，之間典型關(guān)聯(lián)波形700。在開關(guān)控制信號CS,的各脈寬的周期Tl中，電感電流k隨著乂人電壓電源404傳送至感應(yīng)器110而升高。在回掃時間T2，電感電流iL隨著感應(yīng)器儲能量充電電容器106降低。平均電感電流iLAVG706追蹤初級供電電壓Vx從而提供功率因素校正。圖8描述的是PFC和輸出電壓控制器800，其系代表PFC和輸出電壓控制器406的一個實例。PFC和輸出電壓控制器800依據(jù)由控制信號周期發(fā)生器策略模塊802實施的開關(guān)控制信號發(fā)生策略確定開關(guān)控制信號CSi。高效控制信號周期發(fā)生策略模塊802代表高效控制信號周期發(fā)生器408的一個實例。在至少一個實例中，控制信號周期發(fā)生策略模塊802生成TT，作為以下中至少一個的函數(shù)瞬時初級供電電壓Vx和傳送至負載112的估計功率。在至少一個實例中，此控制信號周期策22略模塊802生成TT為初級供電電壓Vx和傳送至負載112的估計功率兩者的函數(shù)。PFC和輸出電壓控制器800確定周期TT和開關(guān)控制信號CS,的脈寬Tl,以，例如，對開關(guān)整流器402提供功率傳送效率和功率因素校正。在至少一個實例中，傳送至負載112的估計功率由"K"代表，為功率控制回路418中的負載功率需求估算器803的輸出值。在至少一個實例中，脈寬周期Tl的平方，如Tl2,根據(jù)等式1確定。1"T1"為控制信號CS,的脈寬(接通持續(xù)時間)。"L"表示電感器110的電感值。Vx—rms代表初級供電RMS電壓Vx—rms。"K"代表負載112的功率需求的估計值，它由負載功率需求估計器803確定。"TT"是控制信號CS,的周期，它由控制信號周期生成策略模塊802生成。"Vx"為初級供電電壓Vx的當前值的采樣值。"Vc"為連接電壓Vc的抽樣值。在優(yōu)選實例中，此計算用適當換算值和工作長度進行定點運算實現(xiàn)。RMS值發(fā)生器804從取樣初級供電電壓Vx，確定初級供電RMS電壓Vx—固s。模塊806接收初級供電RMS電壓Vx—RMs值并確定2*L/(VX—rms2)。"2.L/(VX—rm浐)，，代表一標度因子。升壓因子模塊808確定升壓因子(1-Vx/Vc).。乘法器810將開關(guān)控制信號CS，周期TT，模塊806的輸出值，升壓因子模塊808的輸出值及估計功率需求K相乘以生成Tl2。非線性A-S調(diào)制器812確定開關(guān)控制信號CS!的脈寬Tl。脈寬調(diào)制器(PWM)814接收脈寬時間Tl和周期TT，并生成開關(guān)控制信號CS,，從而使開關(guān)控制信號CS,具有脈寬Tl和周期TT。23在至少一個實例中，為確保開關(guān)整流器402運轉(zhuǎn)與DCM110的L值根據(jù)等式[2]設(shè)定。感應(yīng)器L—Vmin/[(Pmax'J)'(2'fmax)1-々2、Vcap■"L"感應(yīng)器110的值。"Vmin，，是初級供電RMS電壓Vx—的最小預(yù)期值。"Pmax"負載112的最大需求功率。"J"為過度設(shè)計系數(shù)，任何大于1的值表明過度設(shè)計。在至少一個實例中，"J"為1.1。"fmax"為控制信號CS,的最大頻率。"Vc"為標稱輸出電壓Vc。回掃時間T2可依據(jù)等式[3]確定。在至少一個實例中，為避免感應(yīng)器110飽和，感應(yīng)器110的L值可使電感電流的峰值iL—PEAK大于或等于VX.T1/L的最大值。低線電壓運行中初始電源電壓Vx達到峰值實現(xiàn)全輸出功率時，輸入電流峰值1lpeak發(fā)生。被PFC和輸出電壓控制器406用來確定開關(guān)控制信號CS,周期的高效控制信號周期發(fā)生策略與設(shè)計選擇相關(guān)，并可優(yōu)化開關(guān)功率變換器402的效率。24此外，在至少一個實例中，可能初級供電電壓水平的范圍也可影響周期TT的時間。例如，以保留于DCM操作，對高線電壓條件，增加周期TT以保留于DCM操作。圖9-13描述的是典型的高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略。用來提供高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)的此特定策略取決于很多運行參數(shù)，如功率控制系統(tǒng)(如功率控制系統(tǒng)400)的組件值，運行頻率和傳送至負載112的功率。圖9-13闡述各種提供高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)的策略。其它周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略與開關(guān)控制信號CS,周期呈負相關(guān)，瞬時初級供電電壓Vx可用于(基于設(shè)計選擇)，如功率控制系統(tǒng)的運行參數(shù)。圖9描述的是高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略900。初級供電電壓Vx從0變至0.75a/2.Vx一rms時周期TT呈線性下降，直至初級供電電壓Vx等于々2.Vx—rms時才保持恒定。高于電壓Vb的恒定周期TT設(shè)定開關(guān)控制信號CSi開關(guān)頻率的上限，例如可以阻止開關(guān)108的過量開關(guān)損耗。圖10描述的是高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1000。高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1000維持穩(wěn)定的開關(guān)控制信號CS,周期TT直至初級供電RMS電壓Vx—RMs等于0.25'Vx—rms，然后呈線性下降直至初級供電RMS電壓Vx—rms等于0.75a/2.Vx一rms，然后保持恒定直至初級供電RMS電壓Vx—rms等于々2*VX—rms。高于電壓VA的穩(wěn)定周期TT設(shè)定開關(guān)控制信號CS,開關(guān)頻率的上限，例如可以阻止開關(guān)108的過量開關(guān)損耗。低于電壓Vs的穩(wěn)定周期TT設(shè)定開關(guān)108開關(guān)頻率的下限，例如可以避開處于人可聞及頻段的頻率。圖11描述的是高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1100。高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1100系階躍函數(shù)，周期TT25只需取決于一步一步地轉(zhuǎn)變。其系階躍函數(shù)，周期TT只需取決于一步一步地轉(zhuǎn)變。圖12描述的是高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1200。高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1200最初隨著初級供電RMS電壓Vx—rms從0增加而增加，其后當初級供電電壓Vx接近于々2.VX—rms時，呈非線性下降。雖然高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1200短暫增加，但它仍使開關(guān)控制信號CS!的周期TT與瞬時初級供電電壓Vx呈負相關(guān)。在至少一個實例中，高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1200使感應(yīng)器110接近々包和。圖13描述的是高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1300。高效周期-瞬時初級供電電壓Vx關(guān)聯(lián)策略1300通常呈平方地下降直至初級供電電壓Vx等于々2'V、rms。高效控制信號周期發(fā)生器408使用的特定周期-瞬時轉(zhuǎn)變關(guān)聯(lián)策略與設(shè)計選擇相關(guān)，并適應(yīng)如下變量例如，效率，功率因素校正，計算復(fù)雜度和組件特性。在此優(yōu)選實例中，周期發(fā)生器408應(yīng)用于數(shù)字邏輯并接受輸入值的數(shù)字化體現(xiàn)。高效控制信號周期發(fā)生器408可用眾多方法中任意一種以生成開關(guān)控制信號CS,周期TT。例如，控制信號周期發(fā)生策略模塊802使用的周期-瞬時初級供電電壓Vx策略可作為算法儲存，控制信號周期發(fā)生策略模塊802可根據(jù)此算法確定開關(guān)控制信號CS!周期TT。另外一個實例中，周期-功率轉(zhuǎn)換關(guān)if關(guān)策略可儲存于可選記憶體816。在至少一個實例中，此記憶體816包括一關(guān)聯(lián)周期TT值和初級供電電壓Vx值的查表。然后，控制信號周期發(fā)生策略模塊802可基于初級供電電壓Vx的值恢復(fù)周期TT的值。在至少一個實例中，PFC和輸出電壓控制器800作為可編程的PFC和輸出控制電壓控制器應(yīng)用。其描述于美國專利申請第11/967,275號，題為"可編程的功率控制系統(tǒng)，，(申請于2007年12月31日，專利26權(quán)人CirrusLogic公司，發(fā)明人JohnL.Melanson)。美國專利申請第11/967,275號描述典型的系統(tǒng)和方法，并以引用方式并入本文。因為優(yōu)化周期取決于開關(guān)組件的設(shè)計選擇，高效周期信號算法的可編程性使每個設(shè)計在利用PFC和輸出電壓控制器800的相同集成電路實例時，對效率特別優(yōu)化。圖14顯示的是非線性A-S調(diào)制器1400，其系代表非線性A-2調(diào)制器812的一個實例。非線性A-i:調(diào)制器1400調(diào)節(jié)開關(guān)功率變換器402的非線性功率傳遞進程。開關(guān)功率變換器402的非線性功率傳遞進程可建立數(shù)學(xué)模型，即為平方函數(shù)，x2。非線性A-i:調(diào)制器1400包括非線性系統(tǒng)反饋模塊1402，由x2表示。反饋模塊1402的輸出為延遲-1數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出信號T1的平方，如[Tl(n-l)]2。延遲z"1406表示延遲-1數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號Tl。負[Tl(n-l)]2通過加算器1412加入Tl2。非線性調(diào)制器1400包括一獨立于數(shù)字轉(zhuǎn)換器1408的補償模塊1404。非線性補償模塊1404處理環(huán)路濾波器1410的輸出信號，即用平方根函數(shù)x1/2以補償非線性反饋模塊1402所產(chǎn)生的非線性。補償模塊1404的輸出被數(shù)字轉(zhuǎn)換器1408量子化以生成開關(guān)控制信號CSi脈寬Tl。圖15描述的是PI補償器1500,其系代表負載功率需求估算器803的一個實例。PI補償器1500生成負載功率需求信號K。負載功率需求信號K在如下情況發(fā)生變化參考電壓Vref和輸出電壓Vc之間的差異變化時時，由錯誤發(fā)生器1501生成的錯誤信號ev變化時。參考信號VreF為被設(shè)置為輸出電壓Vc的期望值。PI補償器1500包括積分信號通道1502和比例信號通道1504。積分信號通道1502包括一積分器1506以合并錯誤信號ev和一增益模塊1508以將錯誤信號ev的積分乘以增益因子g2并生成完整的輸出信號IPW。比例通道1504包括一增益模塊1510以將錯誤信號乘以增益因子gl并生成成比例的輸27出信號PPW。加算器1512將積分輸出信號Ipw和比例輸出信號Ppw相加以生成負載功率需求信號K。增益因子gl和g2的值與試驗選擇相關(guān)。增益因子gl和g2影響PFC和輸出電壓控制器406的響應(yīng)性。典型的增益因子gl和g2的值陳述與下文中圖8-31的模擬代碼，美國專利申請第11/967,269號，題為"使用非線性a-i:調(diào)制器調(diào)節(jié)非線性功率轉(zhuǎn)換進程的功率控制系統(tǒng)"，申請于2007年12月31日，專利權(quán)人CirrusLogic公司。發(fā)明人JohnL.Melanson。美國專利申請第11/967,269號描述典型的系統(tǒng)和方法，并以引用方式并入本文。PFC和輸出電壓控制器406更快的響應(yīng)時間可使開關(guān)控制信號CS，更迅速地適應(yīng)最小化錯誤信號ev。如果響應(yīng)太慢，輸出電壓Vc可能無法跟蹤負載112功率需求的變化，進而無法維持近乎恒定的值。如果響應(yīng)太快，輸出電壓Vc可能對負載112功率需求的微小短暫波動產(chǎn)生反應(yīng)。這些快速反應(yīng)可能在PFC和輸出電壓控制器406中產(chǎn)生振動，損害或降低各組件的壽命。比例生成器1500的特定反應(yīng)比率為設(shè)計選擇。圖16和17描述的是RMS值發(fā)生器804的典型實例。初級供電電壓Vx的RMS值為初級供電電壓Vx平方的平均值的平方根。RMS值發(fā)生器1600接收在一周期的初級供電電壓{Vx}中初級供電電壓Vx的抽樣值，平方模塊1602將初級供電電壓的每一個抽樣值平方以確定{Vx2}。低通濾波器1604確定(Vx"平均值VX2_MEAN。平方根模塊1606確定VX2MEAN的平方才艮，以確定初級供電RMS電壓Vx—rms。RMS值發(fā)生器1700接收初級供電電壓Vx，峰值探測器1702確定其峰值VX—peak。因為初級供電電壓Vx在至少一個實例中為正弦波，用乘法器1704將Vx—peak乘以a/2/2，以生成初級供電RMS電壓VXRMS。在至少一個實例中，因為Vx—peak的精確值并非決定性，所以用RMS值發(fā)生器1700確定VxPEAK足夠適用。圖18描述的是PFC和輸出電壓控制器1800,其系代表PFC和輸出電壓控制器406的一個實例。在至少一個實例中，多相函數(shù)控制信號周期發(fā)生策略模塊1802作為周期確定變量的單相，雙相或三相函數(shù)確定開關(guān)控制信號CS、的周期TT。因為初級供電RMS電壓Vx一RMs增加平均輸入電流，從而使供應(yīng)給定量功率所需要的平均電感電流iL降低。例如，對初級供電RMS電壓Vx—rmS=120V,供應(yīng)30瓦特功率，輸入等于250mA,如P=V'I.對初級供電RMS電壓Vx—rmS=240V,供應(yīng)30瓦特功率，RMS電感電流、rms等于125mA.。因此，開關(guān)控制信號CS,的周期TT可隨初級供電RMS電壓Vx_rmS值的增加而增加，進而降低開關(guān)控制信號CS,的頻率。開關(guān)控制信號CS,的頻率降低可增加功率控制系統(tǒng)400的效率。在至少一個實例中，PFC和輸出電壓控制器1800運行方式與PFC和輸出電壓控制器800相同，除了策略模塊1802確定開關(guān)控制信號CS!的周期TT以作為周期確定變量的單相，雙相或三相函數(shù)。圖19，20和21分別描述的是高效周期確定策略1900，2000和2100，其系代表周期確定變量的三相函數(shù)。所述"三相函數(shù)"表明所有3個周期確定變量都用于確定開關(guān)控制信號CS,的周期TT。根據(jù)圖19,傳送至負載112的估計功率大于可傳送至負載112的最大功率的一半(〉50%)。隨著初級供電RMS電壓Vx—rms增加，周期確定策略l卯O增加周期TT的值以實現(xiàn)初級供電RMS電壓Vx—rms的給定值。此外，周期TT也與瞬時初級供電電壓Vx呈負相關(guān)。周期確定策略1900代表高效周期確定策略的一個實例，其可^皮基于VX_rmS的高效控制信號周期發(fā)生策略1802利用。圖10-13所示的周期-功率傳送關(guān)聯(lián)策略也可被基于Vx—RMS的高效控制信號周期發(fā)生策略1802利用，其系通過增加初級供電RMS電壓Vx一rms的值增加開關(guān)控制信號CS!的周期TT。圖20描述的是高效周期確定策略2000，其系代表周期確定變量的三相函數(shù)。傳送至負載112的估計功率范圍在可傳送至負載112的最大功率的20%至50%。隨著初級供電RMS電壓Vx—增加，周期確定策略2000增加周期TT的值以實現(xiàn)初級供電RMS電壓VXRMS的給定值。此外，周期TT也與瞬時初級供電電壓Vx呈負相關(guān)。周期確定策略2000代表高效周期確定策略的一個實例，其可被基于Vxrms的高效控制信號周期發(fā)生策略1802利用。圖10-13所示的周期-功率傳送關(guān)聯(lián)策略也可被基于Vx—rms的高效控制信號周期發(fā)生策略1802利用，其系通過增加初級供電RMS電壓Vx—rms的值增加開關(guān)控制信號CS,的周期TT。圖21描述的是高效周期確定策略2100，其系代表周期確定變量的瞬時電壓水平的三相函數(shù)。傳送至負載112的估計功率范圍在可傳送至負載112的最大功率的0%至20%。隨著初級供電RMS電壓Vx—RMS增加，周期確定策略2000增加周期TT的值以實現(xiàn)初級供電RMS電壓Vx—rms的給定值。對初級供電RMS電壓Vx—rms等于240V，若隨著初級供電RMS電壓Vx—rms下降，周期TT和瞬時初級供電電壓Vx的關(guān)系在一穩(wěn)定比率々2.240,瞬時初級供電電壓Vx等于0V時，周期TT可能為80微秒。然而，為了保持開關(guān)108的頻率高于20kHz,人可聞及頻段的上限，周期確定策略2100限制周期TT的最大量在50微秒，如20kHz。此外，周期TT也與瞬時初級供電電壓Vx呈負相關(guān)。周期確定策略2100代表高效周期確定策略的一個實例，其可被基于Vx—RMS的高效控制信號周期發(fā)生策略1802利用。圖10-13所示的周期-功率傳送關(guān)聯(lián)策略也可被基于Vx_rmS的高效控制信號周期發(fā)生策略1802利用，其系通過增加初級供電RMS電壓Vx一rms.的值增加開關(guān)控制信號CS,的周期TT。圖19-21—起描述的是開關(guān)控制信號CS,周期的典型函數(shù)，其系與傳送至負載112的估計功率呈負相關(guān)。雖然傳送至負載112的估計功率的特定實例和開關(guān)控制信號CS!的周期TT也被描繪與此，以上兩者的特定關(guān)系，即開關(guān)控制信號CS,的周期TT與傳送至負載112的估計功率呈負相關(guān)，與設(shè)計選擇相關(guān)。此外，圖19-21可被用作如下雙相函數(shù)(i)初級供電電壓Vx和(ii)初級供電RMS電壓Vx—rms，當提供功率因素校正(PFC)時，如果傳送至負載112的估計功率保持穩(wěn)定。此外，圖19-21可被用作初級供電RMS電壓VXRMS的單相函數(shù)并通過使用初級供電RMS電壓Vx一rms和開關(guān)控制信號CS,周期TT的逆相關(guān)關(guān)系提供功率因素校正(PFC)。因此，當提供功率因素校正(PFC)時，PFC和輸出電壓控制器406實現(xiàn)具有相關(guān)開關(guān)損耗的開關(guān)周期與以下因素的高效關(guān)聯(lián)(i)傳送至開關(guān)整流器的瞬時功率，(ii)初級供電電壓Vx,和(或)(iii)初級供電RMS電壓VX—rms。盡管已經(jīng)對本發(fā)明作了詳細描述，但應(yīng)明白，在不偏離所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明之范圍和精神情況下仍可以進行多種變化、替代和更改。權(quán)利要求1.一個系統(tǒng)，其包括一個控制器，其系用來生成一控制開關(guān)整流器中開關(guān)的電阻率的開關(guān)控制信號，其中，對開關(guān)電阻率的控制使輸入至開關(guān)整流器的電流產(chǎn)生與輸入至開關(guān)整流器的時變電壓電源信號相應(yīng)的變化，其中控制器包括一周期發(fā)生器，其系用來確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期發(fā)生與以下因素中至少一個對應(yīng)的變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至與開關(guān)整流器相連負載的估算功率呈逆相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的瞬時電壓水平呈逆相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)；和一脈寬發(fā)生器，其系用來與以下至少一個響應(yīng)，確定開關(guān)控制信號的脈寬；(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的瞬時電壓水平，和(iii)開關(guān)整流器輸出電壓信號的電壓水平。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其另外包括一輸入，其系用來接收發(fā)自電壓電源的時變電壓電源信號；及此開關(guān)整流器，與控制器相連，以將此電壓電源信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐惠敵鲭妷盒盘?，此開關(guān)整流器包括此開關(guān)以控制從電壓電源傳輸至開關(guān)整流器的功率，其中所述開關(guān)功率另外包括一輸出，其中所述開關(guān)在導(dǎo)電時使功率從電壓電源傳送至感應(yīng)器，在絕緣時使功率傳送至負載。3.根絕權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中周期發(fā)生器被設(shè)置成確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期根據(jù)以下因素中至少兩個發(fā)生變4b:(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至與開關(guān)整流器相連負載的估算功率呈逆相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈逆相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的電壓水平呈正相關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中周期發(fā)生器被設(shè)置成確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期根據(jù)以下因素發(fā)生變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至與開關(guān)整流器相連負載的估算功率呈逆相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈逆相關(guān)；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓7jC平呈正相關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)的周期對電壓電源信號的瞬時電壓水平的趨勢為線性。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)的周期對電壓電源信號的瞬時電壓水平的趨勢為非線性。7.才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)的周期對電壓電源信號的瞬時電壓水平的趨勢為基于分段線性階躍函數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，對時變電壓電源信號的180度半周期，開關(guān)控制信號包括多周期和當時變電壓電源信號的量小于其均方根時存在的小于開關(guān)控制信號的半周期。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述系統(tǒng)，其中控制器另外包括一模擬變數(shù)字的電壓水平探測器，其系用來探測時變電壓電源的^f直；和此周期發(fā)生器，包括一函數(shù)發(fā)生器，與電壓水平探測器相連，用來接收數(shù)字探測后的電壓水平值并生成一控制開關(guān)控制信號周期的數(shù)字化周期控制信號。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中此函數(shù)生成器被配置以生成控制信號的周期，其系傳送至與開關(guān)整流器相連的負載的估計功率，電壓電源系的瞬時電壓水平，和時變電壓電源信號的線電壓水平的一個函凄t。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中時變電壓電源信號的線電壓水平由以下中的一個代表一均方才艮值，一平均值，和一時變電壓電源信號值的峰值。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)控制信號的最大周期有別于開關(guān)控制信號的最小周期，其比率至少為2:1。13.—種方法包4舌生成一控制開關(guān)整流器中開關(guān)的電阻率的開關(guān)控制信號，其中，對開關(guān)電阻率的控制使輸入至開關(guān)整流器的電流產(chǎn)生與輸入至開關(guān)整流器的時變電壓電源信號相應(yīng)的變化；確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期發(fā)生與以下因素中至少一個對應(yīng)的變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至與開關(guān)整流器相連負載的估算功率呈逆相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈逆相關(guān)；和Ciii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)；確定開關(guān)控制信號的脈寬，其系對以下中至少一個做出的反應(yīng)(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的瞬時電壓水平，和(iii)開關(guān)整流器輸出電壓信號的電壓水平；和提供開關(guān)控制信號至開關(guān)整流器。14.一又利要求13的方法，它還包含才妄收來自電壓電源的時變電壓電源信號；接收電壓電源信號的瞬時電壓水平的一個樣本；接收開關(guān)整流器輸出電壓信號的電壓水平的一個樣本；轉(zhuǎn)變電壓電源信號為一輸出電壓信號；和供應(yīng)此輸出電壓信號至負載。15.一又利要求13的方法，它還包含使開關(guān)在控制信號的每周期根據(jù)開關(guān)控制信號的脈寬導(dǎo)電；和使開關(guān)在每周期的剩余時間絕緣。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中確定開關(guān)控制信號的周期包括確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期根據(jù)一下至少兩種變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至與開關(guān)整流器相連負載的估算功率呈逆相關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈逆相關(guān)；禾口(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中確定開關(guān)控制信號的周期包括確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至與開關(guān)整流器相連負載的估算功率呈逆相關(guān)；(ii)與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈逆相關(guān)；和(iii)與時變電壓電源信號的線電壓水平呈正相關(guān)。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中確定開關(guān)控制信號的周期另外包括確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)的周期與電壓電源4言號的瞬時電壓水平呈線性相關(guān)。19.4艮據(jù)4又利要求13所述的方法，其中確定開關(guān)控制信號的周期另外包括確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈線性相關(guān)。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中確定開關(guān)控制信號的周期另外包括確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平的關(guān)系基于分段線性階3夭函數(shù)。21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述開關(guān)整流器包括一連接于此開關(guān)整流器的輸入和輸出之間感應(yīng)器，此方法另外包括傳送功率至感應(yīng)器(當開關(guān)導(dǎo)電時)；和傳送功率至開關(guān)整流器的輸出(當開關(guān)絕緣時)。22.斗又利要求13的方法，它還包含確定處于時變電壓電源信號的180度半周期中的開關(guān)控制信號的多周期，從而使當時變電壓電源信號的量小于其均方根時，小于開關(guān)控制信號的半周期存在。23.纟又利要求13的方法，它還包含^笨測時變電壓電源信號的電壓水平^直；和確定開關(guān)控制信號的周期，其包括根據(jù)探測出的電壓水平確定開關(guān)控制信號的周期。24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中時變電壓電源信號的線電壓水平由以下中的一個代表一均方根值，一平均值，和一時變電壓電源信號值的峰值。25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中確定開關(guān)控制信號的周期另外包括確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的最大周期有別于開關(guān)控制信號的最小周期，其比率至少為2:1。26.—套裝置，其包括一件構(gòu)件，其系用來生成一控制開關(guān)整流器中開關(guān)的電阻率的開關(guān)控制信號，其中，對開關(guān)電阻率的控制使輸入至開關(guān)整流器的電流產(chǎn)生與輸入至開關(guān)整流器的時變電壓電源信號相應(yīng)的變4匕；一件構(gòu)件，其系用來確定開關(guān)控制信號的周期從而使開關(guān)控制信號的周期發(fā)生與以下因素中至少一個對應(yīng)的變化(i)開關(guān)控制信號的周期與傳輸至開關(guān)整流器瞬時功率呈逆纟目關(guān)；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的電壓水平文變呈逆相關(guān)；和(m)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓7jc平呈正相關(guān)；和一件構(gòu)件，其系用來對以下中至少一個估文出的反應(yīng)確定開關(guān)控制信號的脈寬(i)開關(guān)控制信號的確定周期，(ii)電壓電源信號的電壓水平，和(iii)開關(guān)整流器輸出電壓信號的電壓水平。全文摘要一個功率控制系統(tǒng)包括一開關(guān)整流器和控制器，此控制器對通過生成根據(jù)如下至少一種而變化的開關(guān)控制信號對時變電壓電源信號做出反應(yīng)(i)開關(guān)控制信號的周期與傳送至與開關(guān)整流器相連的負載的確定功率呈反趨向；(ii)開關(guān)控制信號的周期與電壓電源信號的瞬時電壓水平呈反趨勢；和(iii)開關(guān)控制信號的周期與時變電壓電源信號的線電壓水平呈直接趨勢。在至少一個實例中，當提供功率功率因素校正(PFC)時，控制器實現(xiàn)具有相關(guān)開關(guān)損耗的開關(guān)周期和傳送至開關(guān)整流器的瞬時功率之間的高效關(guān)聯(lián)。文檔編號H02M1/00GK101675577SQ200880014453公開日2010年3月17日申請日期2008年5月2日優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日發(fā)明者約翰·L·梅蘭松申請人:塞瑞斯邏輯公司