專利名稱：電源系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電源領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及采用可編程數(shù)字控制的開關(guān)式電源。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代社會(huì)的許多領(lǐng)域中，可靠的電源對(duì)于電子設(shè)備的正確運(yùn)行至關(guān)重要。其中這樣的一個(gè)領(lǐng)域是移動(dòng)無(wú)線電話技術(shù)，移動(dòng)無(wú)線電話的用戶都希望移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行時(shí)不受干擾。在這種移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，為了將主電壓轉(zhuǎn)換為可提供給各種負(fù)載(例如無(wú)線電收發(fā)器等)穩(wěn)定的DC電壓，采用了開關(guān)式電源。在開關(guān)式電源中，為了得到期望的電源輸出特性，根據(jù)不同的占空比來(lái)控制晶體管的接通和斷開。而且，開關(guān)式電源還通常與電池連接以便給電池充電，使得在主電壓失敗的時(shí)候可以用電池來(lái)取代電源。在布達(dá)佩斯1997 年4月22-24日Telescon 97發(fā)表的“一種用于標(biāo)準(zhǔn)電信系統(tǒng)的新型改進(jìn)的整流器”中描述了開關(guān)式電源的例子。由Feng、Y-Y等人在2001年加拿大溫哥華召開的2001 IEEE第32期年刊電源電子線路專家會(huì)議(第2卷1251頁(yè)-1256頁(yè))上發(fā)表的“具有快速響應(yīng)的單級(jí)單開關(guān)回掃 PFC AC/DC轉(zhuǎn)換器的數(shù)字控制”中，公開了一種單級(jí)單開關(guān)AC/DC轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的一個(gè)問(wèn)題是如何提供改進(jìn)型開關(guān)式電源和改進(jìn)型電源系統(tǒng)。通過(guò)一種開關(guān)式電源來(lái)解決這一問(wèn)題，所述開關(guān)式電源具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞具有輸出電壓和輸出電流的輸出信號(hào)的輸出端；其中用絕緣屏障(140)將所述輸入端與所述輸出端(135)隔開，使得所述輸入端
(110)設(shè)在絕緣屏障(140)的原邊(primary side)上,而所述輸出端(135)設(shè)在絕緣屏障
(140)的副邊(secondary side)上；所述開關(guān)式電源包括耦合在輸入端和輸出端之間的變換級(jí)(125)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)可控制的第一開關(guān)元件(205)，它用于產(chǎn)生變換級(jí)占空比(D)，以使所述變換級(jí)(125)產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，和可編程數(shù)字電路(600)，它根據(jù)在絕緣屏障(140)的所述原邊上獲得的至少一個(gè)信號(hào)(Uin、Iin、Uint、Iint、Ua。)來(lái)控制所述第一開關(guān)元件(205)，所述可編程數(shù)字電路設(shè)置在所述絕緣屏障的所述原邊上。在所述絕緣屏障的所述原邊上提供可編程數(shù)字電路，可有利地使可編程數(shù)字電路控制所述第一開關(guān)元件，而不需要通過(guò)絕緣屏障發(fā)送控制信號(hào)。不需要通過(guò)絕緣屏障發(fā)送控制信號(hào)使得可以更加精確地控制開關(guān)元件，因此可產(chǎn)生更加精確的變換級(jí)占空比。因?yàn)橄丝刂菩盘?hào)通過(guò)絕緣屏障的傳輸，所以消除或減少了由于不準(zhǔn)確的控制信號(hào)和不恰當(dāng)?shù)难訒r(shí)所造成的開關(guān)元件偶爾交叉導(dǎo)通的危險(xiǎn)(即兩個(gè)開關(guān)元件的同時(shí)導(dǎo)通造成的瞬時(shí)短路)。而且這種交叉導(dǎo)通可能由于脈沖變壓器傳輸控制信號(hào)的延時(shí)或光耦合器的隨機(jī)延時(shí)而發(fā)生。本發(fā)明還涉及開關(guān)式電源(100)，此開關(guān)式電源具有用于接收電功率的輸入端(110)和用于傳遞具有輸出電壓和輸出電流的輸出信號(hào)的輸出端(135)；其中用絕緣屏障(140)將所述輸入端(110)與所述輸出端(135)隔開，使得所述輸入端(110)在絕緣屏障(140)的原邊，而所述輸出端(135)在絕緣屏障(140)的副邊；所述開關(guān)式電源包括耦合在輸入端和輸出端之間的變換級(jí)(125)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)產(chǎn)生變換級(jí)占空比(D)的可控的第一開關(guān)元件(205)，使得所述變換級(jí)(125)產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，以及可編程數(shù)字電路(600)，它根據(jù)至少一個(gè)信號(hào)控制所述開關(guān)元件(205)。在開關(guān)式電源的一個(gè)實(shí)施例中，所述可編程數(shù)字電路位于所述絕緣屏障的原邊。在開關(guān)式電源的一個(gè)實(shí)施例中，變換級(jí)可運(yùn)行于輸送基本上恒定的輸出功率的模式(m2_3)下；以及變換級(jí)可運(yùn)行于輸送基本上恒定的輸出電流的模式(M3_5)下。在開關(guān)式電源的一個(gè)實(shí)施例中，所述可編程數(shù)字電路包括接收表示變換級(jí)輸入電流(Iint)的信號(hào)(725)的裝置；所述可編程數(shù)字電路適于從表示變換級(jí)輸入電流(Iint)的所述信號(hào)中得到輸出電流(Iout);以及所述可編程數(shù)字電路還適于在第一開關(guān)元件的控制中利用輸出電流(Irat)的所述導(dǎo)出值U=)。這個(gè)解決方案可有利地控制開關(guān)式電源，使得開關(guān)式電源在副邊輸送恒定的輸出功率或恒定的輸出電流，而控制是基于僅在絕緣屏障的原邊得到的信號(hào)進(jìn)行的。因此，不用測(cè)量實(shí)際輸出電流便可控制輸出電流。上述問(wèn)題還通過(guò)電源系統(tǒng)進(jìn)行解決，此電源系統(tǒng)包括至少第一開關(guān)式電源和與分配單兀并聯(lián)的第二開關(guān)式電源。第一開關(guān)式電源具有第一輸入端和第一輸出端，其中用第一絕緣屏障將所述第一輸入端和第一輸出端分開。第一開關(guān)式電源包括連接在第一輸入端和第一輸出端之間的第一變換級(jí)，第一變換級(jí)具有至少一個(gè)第一開關(guān)元件。第一開關(guān)式電源還包括適于控制所述第一開關(guān)元件的第一可編程數(shù)字電路。第二開關(guān)式電源具有第二輸入端和第二輸出端，其中用所述第二絕緣屏障將第二輸入端和第二輸出端分開。第二開關(guān)式電源包括連接在第二輸入端和第二輸出端之間的第二變換級(jí)，第二變換級(jí)具有至少一個(gè)第二開關(guān)元件。第二開關(guān)式電源還包括適于控制所述第二開關(guān)元件的第二可編程數(shù)字電路。通過(guò)所述開關(guān)式電源和電源系統(tǒng)增強(qiáng)了可靠性和靈活性，并降低了開關(guān)式電源和電源系統(tǒng)的制造成本。在電源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中,第一可編程數(shù)字電路適于在確定第一開關(guān)式電源重啟嘗試的時(shí)間時(shí)采用主頻，第二可編程數(shù)字電路適于在確定第二開關(guān)式電源重啟嘗試的時(shí)間時(shí)采用主頻。因此可得到第一和第二開關(guān)式電源重啟嘗試的精確同步，從而降低了第一和第二開關(guān)式電源由于非同步重啟造成的重啟失敗的危險(xiǎn)。在本發(fā)明開關(guān)式電源的一個(gè)方面中，開關(guān)式電源包括預(yù)調(diào)節(jié)器，此預(yù)調(diào)節(jié)器包括至少第二開關(guān)元件，可編程數(shù)字電路還適于控制所述第二開關(guān)元件。因此通過(guò)可編程數(shù)字電路的方法可實(shí)現(xiàn)輸入電流的波形和相位可調(diào)。在本發(fā)明開關(guān)式電源的一個(gè)實(shí)施例中，可編程數(shù)字電路位于所述絕緣屏障的原邊。因此使必須穿過(guò)絕緣屏障傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)量最小，同時(shí)也使系統(tǒng)的干擾最小。在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)方面中，可編程數(shù)字電路包括接收表示變換級(jí)輸入電流(Iint)的值的裝置?？删幊虜?shù)字電路適于從所述變換級(jí)輸入電流中得到輸出電流(Itjut)，同時(shí)可編程數(shù)字電路還適于在控制第一開關(guān)元件中利用輸出電流的所述導(dǎo)出值。由此不需要測(cè)量輸出電流，同時(shí)不必跨過(guò)絕緣屏障傳輸表示輸出電流的信號(hào)。在開關(guān)式電源的一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)式電源包括參量測(cè)量的裝置、產(chǎn)生所述參量的參考值的裝置以及產(chǎn)生所述參量的測(cè)量值與參考值之間差值的裝置。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，可編程數(shù)字電路包括將所述參量的測(cè)量值與參考值之間的所述差值轉(zhuǎn)化為數(shù)字表示的裝置。由此用于轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示的裝置可以使用適當(dāng)數(shù)量的比特用于數(shù)字表示。在實(shí)施例的一個(gè)方面中，所述參量是開關(guān)式電源的輸出電壓，同時(shí)可編程數(shù)字電路還適于利用在控制第一開關(guān)元件時(shí)的所述差值。由此通過(guò)可編程數(shù)字電路可得到輸出電壓的精確調(diào)節(jié)。在開關(guān)式電源的一個(gè)實(shí)施例中，變換級(jí)包括安排在全橋中的四個(gè)開關(guān)元件。在這個(gè)實(shí)施例中，可編程數(shù)字電路適于控制所述四個(gè)開關(guān)元件。因此變換級(jí)可高效率地工作。在本實(shí)施例的一個(gè)方面中，可編程數(shù)字電路適于產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)并將它發(fā)送給所述四個(gè)開關(guān)元件中的每一個(gè)?？删幊虜?shù)字電路還適于確定所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)中的兩個(gè)相對(duì)于所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)中的另外兩個(gè)的相移，基于所述變換級(jí)的占空比的期望值確定所述相移。由此通過(guò)所述可編程數(shù)字電路可實(shí)現(xiàn)全橋的控制。


圖I是包括兩個(gè)調(diào)節(jié)級(jí)的整流開關(guān)式電源的示意圖。圖2是包括全橋的變換級(jí)的示例。圖3是圖2中所示變換級(jí)的全橋的輸出電壓的圖示。圖4是預(yù)調(diào)節(jié)器的示例。圖5是開關(guān)式電源的I-U特性的示例。圖6是用于控制開關(guān)式電源的可編程數(shù)字電路的示例。圖7是包括數(shù)字控制的開關(guān)式電源的示意圖。圖7a是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例包括數(shù)字控制操作的開關(guān)式電源的示意圖。圖7b是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例包括數(shù)字控制操作的開關(guān)式電源的示意圖。圖7c是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例包括數(shù)字控制操作的開關(guān)式電源的示意圖。
圖7d是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例包括數(shù)字控制操作的開關(guān)式電源的示意圖。圖8是說(shuō)明通過(guò)可編程數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的示意圖。圖SB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、更詳細(xì)地說(shuō)明變換級(jí)控制的框圖。圖8C是說(shuō)明產(chǎn)生變換級(jí)占空比控制信號(hào)740的調(diào)節(jié)器1240和圖8B中所示的反饋調(diào)節(jié)器1250B的備選實(shí)施例的框圖。圖9a、9b和9c是說(shuō)明包括全橋的變換級(jí)的開關(guān)兀件的控制的脈沖串不意圖。圖10是包括若干開關(guān)式電源的電源系統(tǒng)的示例。
圖IOa描述了如圖10所示分配單元1010的示范性簡(jiǎn)化示意圖。圖11是說(shuō)明如何通過(guò)使用主頻來(lái)確定開關(guān)式電源重啟的時(shí)間的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I中示意性地顯示了開關(guān)式電源(SMPS) 100。如圖I所示的SMPS是一種包括輸入濾波器105的整流器，輸入濾波器包括可連接主電壓Uae的輸入端IlOA和110B。濾波器105的輸出連接到二極管橋115的輸入，利用二極管橋115來(lái)對(duì)所施加的主電壓Ua。進(jìn)行整流。二極管橋115的輸出側(cè)連接到預(yù)調(diào)器120的輸入，預(yù)調(diào)器120的輸出連接到變換級(jí) 125的輸入，而變換級(jí)125的輸出連接到輸出濾波器130。SMPS100可經(jīng)由輸出濾波器130 的輸出端135A和135B連接到負(fù)載上。當(dāng)主電壓Ua。加到SMPS100上時(shí)，在二極管橋115的輸出上便產(chǎn)生了已整流的電壓，它稱為輸入電壓Uin。在預(yù)調(diào)器120的輸出上產(chǎn)生中間電壓 Uint。變換級(jí)125的輸出上的電壓稱為輸出電壓U—。輸出濾波器130用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行濾波，而輸入濾波器105主要用于保護(hù)主網(wǎng)絡(luò)不受SMPS100可能引起的擾動(dòng)的影響。當(dāng)在SMPS100上施加負(fù)載時(shí)，輸入電流Iin便流入預(yù)調(diào)器120。預(yù)調(diào)器120的輸出電流稱為中間電流Iint，中間電流是變換級(jí)125的輸入電流。變換級(jí)125的輸出電流稱為輸出電流1_。參見圖1，SMPS100是包括兩個(gè)整流級(jí)(即預(yù)調(diào)器120和變換級(jí)125)的整流器，因此可將它稱為兩級(jí)整流器。此外，圖I中的SMPS100還包括絕緣屏障140，它使SMPS100的輸入端110與 SMPS100的輸出端135電絕緣。主要出于安全因素才引入此絕緣屏障140，不過(guò)它也可以用于選擇負(fù)載所連接的電位。在圖I中，顯示出絕緣屏障140位于變換級(jí)125中。設(shè)置在圖 I中絕緣屏障140左邊的SMPS100的部分，在下文中將稱為設(shè)置在絕緣屏障140的原邊，而設(shè)置在絕緣屏障右邊的SMPS100的部分，以下將稱為設(shè)置在絕緣屏障140的副邊。變換級(jí)125包括至少一個(gè)開關(guān)元件，通過(guò)開關(guān)元件來(lái)控制SMPS100的輸出特性。如圖2所示為變換級(jí)125的一個(gè)示例。圖2中的變換級(jí)為DC/DC轉(zhuǎn)換器125，它包括具有4個(gè)開關(guān)元件205A-205D的全橋200。全橋200的輸出連接到變壓器210的原邊上。其中變壓器210向SMPS100提供絕緣屏障140。因此，絕緣屏障140包括具有主繞組和副繞組的變壓器210，所述變壓器利用電磁感應(yīng)在主繞組和副繞組之間不會(huì)有直接的電接觸的情況下將電能從主繞組傳送到副繞組。在變壓器210的副邊上，整流元件215連接到變壓器繞組的每個(gè)頭上。整流元件 215的輸出連接到電感器220。電容器230并聯(lián)在變換級(jí)125的輸出上。變換級(jí)125可有利地還包括驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件205的線路，這未在圖2中顯示。圖2中的變換級(jí)125的開關(guān)元件205A-205D的開關(guān)狀態(tài)是受控的，因此變換級(jí)占空比D也是受控的。在圖3中，變壓器210原邊上的電壓Uprtimy用時(shí)間t的函數(shù)來(lái)說(shuō)明。變換級(jí)占空比D定義為D =其中，T為變壓器210原邊上的電壓UpHMy的周期，h和t2分別是全橋200的開關(guān)元件的設(shè)定在周期τ的正半周和負(fù)半周期間產(chǎn)生非零％__所持續(xù)的時(shí)間?？赏ㄟ^(guò)改變開關(guān)元件205的開關(guān)狀態(tài)而改變變換級(jí)占空比D，使得可在SMPS100的輸出上產(chǎn)生期望的輸出信號(hào)。在圖2中的變換級(jí)125中，全橋200可用一個(gè)開關(guān)元件205、用兩個(gè)開關(guān)元件205 或任何其它數(shù)量的開關(guān)元件205來(lái)代替,通過(guò)這樣來(lái)產(chǎn)生可控的變換級(jí)占空比D。在圖I的SMPS100中，可以將預(yù)調(diào)器120省略，仍然會(huì)得到主電壓Uac的整流。然而，在SMPS100的許多應(yīng)用中，重要的是能夠控制輸入電流Iin的相位和形狀，并且對(duì)輸入電流Iin的這種控制最好通過(guò)預(yù)調(diào)器120來(lái)執(zhí)行。例如，在高功率應(yīng)用中，重要的是輸入電流 Iin和輸入電壓Uin的相位接近，這是因?yàn)檩斎腚娏鱅in和輸入電壓Uin之間的相移會(huì)導(dǎo)致功率損耗，而如果SMPS100提供的功率比較高的話，這種損耗將導(dǎo)致相當(dāng)大的損失。通過(guò)控制輸入電流Iin的形狀可使泛音信號(hào)最小化。這種泛音信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生損耗并且可能干擾主網(wǎng)絡(luò)的其它用戶。除了控制輸入電流外，預(yù)調(diào)器120還可提升輸入電壓Uin，使Uint>Uin。此外，預(yù)調(diào)器可提供恒定的中間電壓Uint，這用作變換級(jí)125的輸入電流。恒定的中間電流有助于量度高效的變換級(jí)125。如圖4所示為預(yù)調(diào)器120的一個(gè)示例。圖4中的預(yù)調(diào)器120是帶有功率因數(shù)校正的提升預(yù)調(diào)器，它提供了作為恒定DC中間電壓Uint的輸出。功率因數(shù)校正的目的是使 SMPS100的輸入表現(xiàn)出完全的電阻特性。圖4的預(yù)調(diào)器120具有兩個(gè)輸入端405A和405B， 以及兩個(gè)輸出端410A和410B。電感器415連接到輸入端405A上。在電感器415的另一側(cè)連接了開關(guān)元件420，開關(guān)元件420又連接到輸入端405B上。在輸入端405B和開關(guān)元件420之間，可以引入電阻器425，電阻器可用于輸入電流Iin的測(cè)量。并聯(lián)在開關(guān)元件420 上的是串聯(lián)連接的整流元件430和電容器435。預(yù)調(diào)器120的輸出電壓(即中間電壓)Uint 是電容器435兩端上的電壓。電容器435在輸入電壓Uin較高時(shí)儲(chǔ)存能量,在輸入電壓較低時(shí)釋放能量，以維持恒定的輸出功率。通過(guò)改變開關(guān)元件420的接通和斷開時(shí)間，可控制輸入電流Iin。此外，可以獲得恒定的中間電壓Uint。圖4中預(yù)調(diào)器120的配置可按照幾種方式改變。例如，包括并聯(lián)連接的開關(guān)445和電阻器450的電路440可有利地連接到輸入端 405A上。當(dāng)SMPS100連接到主電壓Ua。上時(shí)，電路440可用于限制輸入電流Iin。此外，電容器455可連接在輸入端405A和405B之間，電容器455保護(hù)主網(wǎng)絡(luò)不受由開關(guān)元件420的開關(guān)產(chǎn)生的紋波電壓的影響。在圖5中，如I-U圖中所顯示的為SMPS100的期望特性的示例。在圖中用標(biāo)號(hào)I 指示的點(diǎn)上，沒(méi)有給SMPS100施加負(fù)載，因而沒(méi)有輸出電流1_。這一點(diǎn)上的輸出電壓Uwt 是額定電壓U·。雖然根據(jù)應(yīng)用，額定電壓可取任何值，但是常用的額定電壓值為48V。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，輸出電流Iin也增加，而輸出電壓Uout在額定電壓Unom上保持恒定。在用標(biāo)號(hào) I和標(biāo)號(hào)2所指示的圖中的兩個(gè)點(diǎn)之間的負(fù)載范圍中，按照恒定電壓調(diào)節(jié)來(lái)控制SMPS100。 標(biāo)號(hào)2指示的點(diǎn)代表額定電壓上的電流，此時(shí)SMPS100的輸出功率達(dá)到它的最大值。在圖中用標(biāo)號(hào)2和標(biāo)號(hào)3指示的點(diǎn)之間，SMPS100的輸出功率保持恒定，且按照恒定功率調(diào)節(jié)來(lái)控制SMPS100。圖5中用標(biāo)號(hào)3指示的點(diǎn)代表(ItjuPUtjut)的值，此時(shí)輸出電流已達(dá)到它的最大值。此極限常由流過(guò)SMPS100的部件的最大電流來(lái)設(shè)定，或由任何連接的電池開始吸收電流時(shí)的輸出電壓值來(lái)設(shè)定。在圖中用標(biāo)號(hào)3和標(biāo)號(hào)5指示的點(diǎn)之間，按照恒定電流調(diào)節(jié)來(lái)控制SMPS100。在備選實(shí)施例中，根據(jù)所調(diào)節(jié)的SMPS100的I_U特性可采用除了圖5中所顯示的
I-U特性之外的其它形狀。例如，可以省略在圖3的標(biāo)號(hào)2和3所指示的點(diǎn)之間的恒定功率范圍。然而，通過(guò)利用I-U-特性的恒定功率部分和恒定電流部分來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，輸入濾波器105、二極管橋115和預(yù)調(diào)器120可以制造得更小，這是因?yàn)樗鼈儾槐蒯槍?duì)同時(shí)的額定輸出電壓和最大輸出電流上的峰值功率而設(shè)計(jì)。這對(duì)于針對(duì)可在較大的主電壓Uac跨度內(nèi)操作而設(shè)計(jì)的SMPS100而言尤其相關(guān)，因?yàn)檩^低的主電壓Uac會(huì)對(duì)SMPS100可輸送的最大功率有所限制。如上所述，SMPS100的額定輸出電壓通常取值為48V。中間電壓Uint則通常取值為400V。在典型的SMPS100中，輸出電流Itjut可設(shè)為25A。開關(guān)元件420和205的開關(guān)頻率可例如約為100kHz。Unrail、和開關(guān)頻率的這些值是僅作為示例而給出的。顯然，這些參量可以為SMPS100的應(yīng)用所需要的任何值。為按照期望的I-U特性控制SMPS100的輸出信號(hào)的電流、電壓和功率，分別控制變換級(jí)125和預(yù)調(diào)器120的開關(guān)元件205和420的開關(guān)狀態(tài)。為提供對(duì)變換級(jí)125和預(yù)調(diào)器 120的開關(guān)元件的有效控制，必須知道大量參量的大小。這些參量?jī)?yōu)選為輸入電壓Uin、輸入電流Iin、中間電壓Uint、中間電流Iint、輸出電壓Uout和輸出電流U。傳統(tǒng)上，變換級(jí)125和預(yù)調(diào)器120的開關(guān)元件205和420的控制是分別通過(guò)模擬電路而執(zhí)行的。然而，模擬電路一般成本較高且耗費(fèi)空間。模擬電路的可靠性會(huì)隨電路中元件的數(shù)量增加而降低，并且模擬電路的可靠性還受時(shí)間的影響，由于元件可能老化。此外，模擬元件的可靠性會(huì)隨外界參數(shù)如溫度的變化而改變。因此希望能夠用可編程的數(shù)字控制來(lái)替代模擬電路。將可編程的數(shù)字控制引入到SMPS100中還在調(diào)節(jié)參數(shù)方面帶來(lái)了靈活性，例如 SMPS100應(yīng)當(dāng)正常工作的最大溫度、額定輸出電壓、SMPS可輸送的最大功率電平等。此外， 可以在制造時(shí)沒(méi)有電位計(jì)的情況下對(duì)SMPS100進(jìn)行校準(zhǔn)，從而節(jié)約了就投入到校準(zhǔn)工作的大量人力而言的成本。而且，可在SMPS100中使用較低精度(因此更便宜)的元件，通過(guò)在校準(zhǔn)時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)仍然可以得到精度高的SMPS100。在SMPS100的實(shí)施例中，其中恒定功率區(qū)域包括在期望的I_U特性中，主電壓Ua。 的測(cè)量可有利地提供給可編程數(shù)字電路，由可編程數(shù)字電路向SMPS100提供可編程數(shù)字控制。根據(jù)這一測(cè)量，可通過(guò)可編程數(shù)字電路來(lái)計(jì)算SMPS100應(yīng)當(dāng)提供的最大功率電平。當(dāng)將可編程數(shù)字控制引入到SMPS100中時(shí)，必須特別注意不能破壞絕緣屏障140。 如圖1、2和4中所示，預(yù)調(diào)器120和變換級(jí)125的開關(guān)元件設(shè)置在絕緣屏障140的原邊上。 因此，必須在絕緣屏障140的原邊上提供用于控制這些開關(guān)元件的操作的信號(hào)。此外，在絕緣屏障140的原邊給出輸入電流Iin和輸入電壓Uin，以及中間電流Iint和中間電壓Uint。而且，為使SMPS100可以啟動(dòng)，可編程的數(shù)字控制必須用絕緣屏障140的原邊上的電源電壓來(lái)饋送。在包括用于為可編程數(shù)字電路提供主電壓Ua。的測(cè)量的裝置的實(shí)施例中，這種測(cè)量顯然是在絕緣屏障140的原邊上產(chǎn)生的。然而，在絕緣屏障140的副邊上給出希望知道大小的一些參量，如輸出電壓Urat和輸出電流Iwt。因此，必須提供用于跨過(guò)絕緣屏障140進(jìn)行傳輸信號(hào)的裝置或其它解決方案。向SMPS100提供可編程數(shù)字控制的可編程數(shù)字電路可設(shè)置在絕緣屏障140的原邊上，或設(shè)置在它的副邊上。通過(guò)將可編程數(shù)字電路設(shè)在原邊，可使需要跨過(guò)絕緣屏障140傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)量最小。由于跨過(guò)絕緣屏障140傳輸信號(hào)需要額外的元件，SMPS100的成本隨必須跨過(guò)絕緣屏障140傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)量而增加。此外，通過(guò)在絕緣屏障140的原邊上設(shè)置可編程數(shù)字控制，可使必須傳輸表示所測(cè)量的參量(例如Iil^PUin)的模擬信號(hào)所跨過(guò)的距離最短，因此使這些信號(hào)中的擾動(dòng)最小。然而，當(dāng)將可編程數(shù)字電路設(shè)置在絕緣屏障140的原邊上時(shí)，特別注意要避免可編程數(shù)字電路中由預(yù)調(diào)器120和變換級(jí)125的開關(guān)元件的開關(guān)所產(chǎn)生的擾動(dòng)。通過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)SMPS100使得功率電流、數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)物理上是分開的，來(lái)避免這種擾動(dòng)以及主電壓Uac的擾動(dòng)。圖6中示意性地說(shuō)明了用于控制SMPS100的可編程數(shù)字電路600的一個(gè)示例?？删幊虜?shù)字電路600包括處理裝置605、工作存儲(chǔ)器610和用于存儲(chǔ)可執(zhí)行命令的至少部分非易失的存儲(chǔ)器615?？删幊虜?shù)字電路600還包括具有Α/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入620和數(shù)字輸出625。顯然，可編程數(shù)字電路600可以具有任何數(shù)量的模擬輸入620、數(shù)字輸入和數(shù)字輸出 625。圖7中示意性地說(shuō)明本發(fā)明的SMPS100的實(shí)施例，其中已在絕緣屏障140的原邊上引入了可編程數(shù)字電路600，用以分別控制預(yù)調(diào)器120和變換級(jí)125的開關(guān)元件420和 205?？梢詡鹘y(tǒng)方式測(cè)量輸入電壓Uin、輸入電流Iin、中間電壓Uint和中間電流Iint的大小并提供給可編程數(shù)字電路600?？稍诮^緣屏障140的副邊上測(cè)量出輸出電壓Uout和輸出電流 Iwt，并因此通過(guò)絕緣接口 705提供給數(shù)字可編程電路600。圖7中分別用標(biāo)號(hào)710、715、 720,725,730 和 735 指示對(duì)應(yīng)于 Uin, Iin、Uint、Iin0Uout 和 Iout 的信號(hào)。根據(jù)Uin、Iin, Ulnt、Iint, Uout和Iwt的大小，通過(guò)利用存于存儲(chǔ)器610中的可執(zhí)行命令，可編程數(shù)字電路600可確定出變換級(jí)125的占空比D。然后，可編程數(shù)字電路600向變換級(jí)125發(fā)送信號(hào)740，指示開關(guān)元件205的接通和斷開時(shí)間。在本發(fā)明的實(shí)施例中，其中變換級(jí)125包括多于一個(gè)的開關(guān)元件205如全橋200，信號(hào)740優(yōu)選包括多個(gè)信號(hào)740，每個(gè)信號(hào)740指示其中一個(gè)開關(guān)元件205的接通和斷開時(shí)間。以相同的方式，根據(jù)仏…^和 Uint的大小，可編程數(shù)字電路600可確定出開關(guān)元件420的期望的接通和斷開時(shí)間。可編程數(shù)字電路600隨后向預(yù)調(diào)器120發(fā)送信號(hào)745，信號(hào)745指示開關(guān)元件420的期望的接通和斷開時(shí)間。在這些實(shí)施例中，其中預(yù)調(diào)器120包括多于一個(gè)開關(guān)元件，信號(hào)745最好可包括多個(gè)信號(hào)，預(yù)調(diào)器120的每個(gè)開關(guān)元件對(duì)應(yīng)其中一個(gè)信號(hào)。有利地是，絕緣接口 705可包括針對(duì)跨過(guò)絕緣屏障140所傳輸?shù)拿總€(gè)信號(hào)的線性光耦合器。光耦合器是相對(duì)比較小且便宜的器件，具有一定的精度，即可用于脈沖整形信號(hào) (如脈寬調(diào)制控制信號(hào)740和745)的傳輸,也可用于模擬信號(hào)(如信號(hào)710-735)的傳輸。 光耦合器其中包括絕緣屏障邊上發(fā)出信號(hào)的發(fā)光二極管，和絕緣屏障140邊上接收信號(hào)的光接收器。當(dāng)信號(hào)要跨過(guò)絕緣屏障140進(jìn)行傳輸時(shí)，控制從發(fā)光二極管發(fā)射出的光，使得它可以在光電二極管中產(chǎn)生電流，該電流與所傳輸?shù)男盘?hào)成比例。作為使用光稱合器的備選方案，還可以使用其它可跨過(guò)絕緣屏障140傳輸信號(hào)的裝置，例如脈沖變壓器。然而，脈沖變壓器主要適用于脈沖整形信號(hào)的傳輸，不太適用于模擬信號(hào)的傳輸。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，輸出電流Irat不是經(jīng)過(guò)測(cè)量得到的，而是在可編程數(shù)字電路600中用存儲(chǔ)器610中所存儲(chǔ)的可執(zhí)行命令從中間電流Iint的測(cè)量值導(dǎo)出的。這樣，便減少了必須跨過(guò)絕緣屏障140傳送的信號(hào)數(shù)量，從而使SMPS100的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，并因此更便宜、更小巧且更可靠。此外，跨過(guò)絕緣屏障140測(cè)量和傳輸信號(hào)會(huì)導(dǎo)致不希望的損失。由于不必測(cè)量對(duì)應(yīng)于輸出電流Itjut的信號(hào)，這些損失也可因此得以減少。根據(jù)變壓器原理得到原邊電流和副邊電流之間的關(guān)系，即SPMS100的中間電流 Iint和SMPS100的輸出電流Iwt之間的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)式電源，它具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞具有輸出電壓和輸出電流的輸出功率的輸出端；其中，用適于將所述輸入端與所述輸出端電絕緣的絕緣屏障將所述輸入端與所述輸出端隔開，使得在絕緣屏障的原邊上提供所述輸入端，而在絕緣屏障的副邊上提供所述輸出端；所述絕緣屏障是以具有主繞組和副繞組的變壓器來(lái)提供的；所述主繞組具有原邊電流；所述開關(guān)式電源還包括耦合在所述輸入端和輸出端之間的變換級(jí)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)可控制的第一開關(guān)元件，它用于產(chǎn)生變換級(jí)占空比，以使所述變換級(jí)產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，所述至少一個(gè)第一開關(guān)元件設(shè)置在絕緣屏障的所述原邊；所述開關(guān)式電源還包括用于控制所述至少一個(gè)第一開關(guān)元件的可編程數(shù)字電路，其中所述可編程數(shù)字電路具有存儲(chǔ)器以及用于接收表示原邊電流的信號(hào)的裝置；所述開關(guān)式電源的特征在于所述可編程數(shù)字電路設(shè)置在所述絕緣屏障的原邊；所述可編程數(shù)字電路適于借助于在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的可執(zhí)行命令從表示原邊電流的所述信號(hào)導(dǎo)出輸出電流；所述可編程數(shù)字電路還適于利用輸出電流的所述導(dǎo)出值控制第一開關(guān)元件；在表示占空比的值高于第一閾值時(shí)，可執(zhí)行的命令用來(lái)產(chǎn)生輸出電流的導(dǎo)出值，作為與以下數(shù)字值相應(yīng)的值
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的開關(guān)式電源，其特征在于，當(dāng)表示占空比的值高于第二閾值時(shí)，E = k;當(dāng)表示占空比的值低于第二閾值時(shí)，E = k(a+bD);其中，k、a和b都是常數(shù)，而 D是表不占空比的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的開關(guān)式電源，其特征在于，Iintoff的絕對(duì)值大過(guò)零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，當(dāng)表示占空比的值低于第一閾值時(shí)，可執(zhí)行的命令可用來(lái)產(chǎn)生正比于輸入電流的輸出電流的導(dǎo)出值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)表示占空比的值，而其中可執(zhí)行的命令可用來(lái)根據(jù)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的表示占空比的值產(chǎn)生輸出電流的導(dǎo)出值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)可工作于用于輸送基本上恒定的輸出功率的模式；而且，所述變換級(jí)可工作于用于輸送基本上恒定的輸出電流的模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)式電源，當(dāng)從屬于上述任一權(quán)利要求時(shí)，其特征在于，當(dāng)所述變換級(jí)工作于用于輸送基本上恒定的輸出電流的模式，或工作于用于輸送基本上恒定的輸出電壓的模式時(shí)，沒(méi)有表示輸出電壓的信號(hào)由所述可編程數(shù)字電路用來(lái)產(chǎn)生占空比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于還包括適于控制變換級(jí)占空比值的變換級(jí)輸出控制器；所述變換級(jí)輸出控制器至少部分地用所述可編程數(shù)字電路來(lái)體現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路還適于根據(jù)輸出電流的所述導(dǎo)出值和表示變換級(jí)占空比的所述信息操作變換級(jí)，以便輸送基本上恒定的輸出電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路還適于允許在占空比值高于第一閾值時(shí)根據(jù)所述導(dǎo)出的輸出電流值和表示變換級(jí)占空比的所述信息來(lái)操作變換級(jí)，以輸送基本上恒定的輸出電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、4或10所述的開關(guān)式電源，其特征在于，第一閾值為0.4或更低的值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)輸出控制器適于控制變換級(jí)占空比值，使所述變換級(jí)工作于用于輸送基本上恒定的輸出電壓的模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)是DC/DC變換級(jí)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)包括四個(gè)全橋設(shè)置的開關(guān)元件，所述可編程數(shù)字電路適于控制所述四個(gè)開關(guān)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，并將所述一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)送到所述四個(gè)開關(guān)元件中的每一個(gè)中； 而且，所述可編程數(shù)字電路還適于確定所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的兩個(gè)相對(duì)于所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的另兩個(gè)的相移，所述相移是基于所述全橋的占空比的期望值來(lái)確定的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于將主頻率用于確定開關(guān)式電源的重啟嘗試的定時(shí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于接收表示開關(guān)式電源的輸入端所連接的主電壓的信號(hào)；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于使用所述信號(hào)確定由所述開關(guān)式電源輸送的最大功率。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述開關(guān)式電源包括用于測(cè)量諸如輸入電流或輸出電壓的參量的裝置；用于產(chǎn)生所述參量的基準(zhǔn)值的裝置；用于產(chǎn)生所述參量的所述測(cè)量值與所述基準(zhǔn)值之間差異的裝置；以及所述可編程數(shù)字電路包括將所述參量的基準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的所述差異轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于還包括在輸入端和變換級(jí)之間耦合的預(yù)調(diào)器，所述預(yù)調(diào)器包括受所述可編程數(shù)字電路控制的第二開關(guān)元件。
20.—種電源系統(tǒng),它包括如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所定義的第一開關(guān)式電源；所述第一開關(guān)式電源適于輸送第一功率輸出；以及如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所定義的第二開關(guān)式電源；所述第二開關(guān)式電源適于輸送第二功率輸出；以及分配單元，該分配單元具有分配單兀輸入，該分配單兀輸入連接成接收所述第一功率輸出和所述第二功率輸出，該分配單元還具有至少一個(gè)用于向負(fù)載提供電功率的分配單元輸出。
21.一種開關(guān)式電源，它具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞具有輸出電壓和輸出電流的輸出功率的輸出端；其中，用適于將所述輸入端與所述輸出端電絕緣的絕緣屏障將所述輸入端與所述輸出端隔開，使得在絕緣屏障的原邊上提供所述輸入端，而在絕緣屏障的副邊上提供所述輸出端；所述開關(guān)式電源包括耦合在所述輸入端和輸出端之間的變換級(jí)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)可控制的第一開關(guān)元件，該第一開關(guān)元件用于產(chǎn)生變換級(jí)占空比，以使所述變換級(jí)產(chǎn)生所述輸出功率；數(shù)字電路，設(shè)置在所述絕緣屏障的原邊上；所述開關(guān)式電源的特征在于預(yù)調(diào)器耦合在輸入端和變換級(jí)之間，所述預(yù)調(diào)器包括第二開關(guān)元件；而且，所述數(shù)字電路被安排為根據(jù)至少一個(gè)在絕緣屏障的所述原邊上得到并表示測(cè)量參量的信號(hào)來(lái)控制所述第一開關(guān)元件；而且，所述數(shù)字電路是可編程數(shù)字電路，所述數(shù)字電路被設(shè)置成運(yùn)行可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序碼，以使可編程數(shù)字電路控制所述第一開關(guān)元件的通斷時(shí)間；所述可編程數(shù)字電路被設(shè)置成運(yùn)行可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序碼，以使可編程數(shù)字電路控制所述第二開關(guān)元件的通斷時(shí)間；其中，所述可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序碼的執(zhí)行使所述可編程數(shù)字電路達(dá)成預(yù)調(diào)器和變換級(jí)的組合控制，以允許所述輸出電壓和所述輸出電流的精確控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的開關(guān)式電源，其特征在于可編程數(shù)字電路是單個(gè)處理器或單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。
23.根據(jù)權(quán)利要求21-22中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于所述變換級(jí)是DC/DC變換級(jí)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)包括四個(gè)全橋設(shè)置的開關(guān)元件，所述可編程數(shù)字電路適于控制所述四個(gè)開關(guān)元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，并將所述一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)送到所述四個(gè)開關(guān)元件中的每一個(gè)中； 而且，所述可編程數(shù)字電路還適于確定所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的兩個(gè)相對(duì)于所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的另兩個(gè)的相移，所述相移是基于所述全橋的占空比的期望值來(lái)確定的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的開關(guān)式電源，其特征在于，可編程數(shù)字電路包括具有數(shù)字計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)器，而其中預(yù)調(diào)器和變換級(jí)的采樣次序是通過(guò)所述數(shù)字計(jì)數(shù)器來(lái)確定的。
27.根據(jù)權(quán)利要求21-26中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于還包括變換級(jí)輸出控制器，適于控制變換級(jí)占空比值；所述變換級(jí)輸出控制器至少部分地用所述可編程數(shù)字電路來(lái)體現(xiàn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求21-27中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于將主頻率用于確定開關(guān)式電源的重啟嘗試的定時(shí)。
29.根據(jù)權(quán)利要求21-28中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于接收表示開關(guān)式電源的輸入端所連接的主電壓的信號(hào)；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于使用所述信號(hào)確定由所述開關(guān)式電源輸送的最大功率。
30.根據(jù)權(quán)利要求21-29中任一項(xiàng)所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述開關(guān)式電源包括用于測(cè)量參量的裝置；用于產(chǎn)生所述參量的基準(zhǔn)值的裝置；用于產(chǎn)生所述參量的所述測(cè)量值與所述基準(zhǔn)值之間差異的裝置；以及所述可編程數(shù)字電路包括將所述參量的基準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的所述差異轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述參量是開關(guān)式電源的輸出電壓；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于利用所述差異控制第一開關(guān)元件。
32.—種電源系統(tǒng),它包括如權(quán)利要求21-31中任一項(xiàng)所定義的第一開關(guān)式電源；所述第一開關(guān)式電源適于輸送第一功率輸出；以及如權(quán)利要求21-31中任一項(xiàng)所定義的第二開關(guān)式電源；所述第二開關(guān)式電源適于輸送第二功率輸出；以及分配單元，該分配單元具有分配單元輸入，所述分配單元輸入連接成接收所述第一功率輸出和所述第二功率輸出， 該分配單元還具有至少一個(gè)用于向負(fù)載提供電功率的分配單元輸出。
33.一種開關(guān)式電源，它具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞具有輸出電壓和輸出電流的輸出功率的輸出端；其中，用適于將所述輸入端與所述輸出端電絕緣的絕緣屏障將所述輸入端與所述輸出端隔開，使得在絕緣屏障的原邊上提供所述輸入端，而在絕緣屏障的副邊上提供所述輸出端；所述開關(guān)式電源包括耦合在所述輸入端和輸出端之間的變換級(jí)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)可控制的第一開關(guān)元件，它用于產(chǎn)生變換級(jí)占空比，以使所述變換級(jí)產(chǎn)生所述輸出功率；在輸入端和變換級(jí)之間耦合的預(yù)調(diào)器，所述預(yù)調(diào)器包括第二開關(guān)元件；以及可編程數(shù)字電路；所述開關(guān)式電源的特征在于可編程數(shù)字電路被設(shè)置在絕緣屏障的原邊上；可編程數(shù)字電路被設(shè)置成根據(jù)至少一個(gè)在絕緣屏障的所述原邊上得到的信號(hào)來(lái)控制所述第一開關(guān)元件；所述可編程數(shù)字電路進(jìn)一步被設(shè)置成控制所述第二開關(guān)元件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的開關(guān)式電源，其特征在于所述可編程數(shù)字電路是單個(gè)處理器或單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的開關(guān)式電源，其特征在于所述變換級(jí)是DC/DC變換級(jí)。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)包括四個(gè)全橋設(shè)置的開關(guān)元件，所述可編程數(shù)字電路適于控制所述四個(gè)開關(guān)元件。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，并將所述一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)送到所述四個(gè)開關(guān)元件中的每一個(gè)中； 而且，所述可編程數(shù)字電路還適于確定所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的兩個(gè)相對(duì)于所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的另兩個(gè)的相移，所述相移是基于所述全橋的占空比的期望值來(lái)確定的。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的開關(guān)式電源，其特征在于，可編程數(shù)字電路包括具有數(shù)字計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)器，而其中預(yù)調(diào)器和變換級(jí)的采樣次序是通過(guò)所述數(shù)字計(jì)數(shù)器來(lái)確定的。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的開關(guān)式電源，其特征在于還包括變換級(jí)輸出控制器，它適于控制變換級(jí)占空比值；所述變換級(jí)輸出控制器至少部分地用所述可編程數(shù)字電路來(lái)體現(xiàn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于將主頻率用于確定開關(guān)式電源的重啟嘗試的定時(shí)。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述開關(guān)式電源包括用于測(cè)量參量的裝置；用于產(chǎn)生所述參量的基準(zhǔn)值的裝置；用于產(chǎn)生所述參量的所述測(cè)量值與所述基準(zhǔn)值之間差異的裝置；以及所述可編程數(shù)字電路包括將所述參量的基準(zhǔn)值與測(cè)量值之間的所述差異轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示的裝置。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述參量是開關(guān)式電源的輸出電壓；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于利用所述差異控制第一開關(guān)元件。
43.—種電源系統(tǒng),它包括如權(quán)利要求33所述的第一開關(guān)式電源,所述第一開關(guān)式電源適于輸送第一功率輸出；以及如權(quán)利要求33所述的第二開關(guān)式電源，所述第二開關(guān)式電源適于輸送第二功率輸出；以及分配單元，該分配單元具有分配單元輸入，所述分配單元輸入連接成接收所述第一功率輸出和所述第二功率輸出，該分配單元還具有至少一個(gè)用于向負(fù)載提供電功率的分配單元輸出。
44.一種開關(guān)式電源,它具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞輸出信號(hào)的輸出端， 所述輸出信號(hào)具有輸出電壓和輸出電流；其中，用絕緣屏障將所述輸入端與所述輸出端隔開，使得在絕緣屏障的原邊上提供所述輸入端，而在絕緣屏障的副邊上提供所述輸出端；所述開關(guān)式電源包括耦合在所述輸入端和輸出端之間的變換級(jí)，所述變換級(jí)具有四個(gè)全橋設(shè)置的開關(guān)元件，用來(lái)產(chǎn)生變換級(jí)占空比，以使所述變換級(jí)產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，以及可編程數(shù)字電路，用以根據(jù)至少一個(gè)信號(hào)控制所述四個(gè)開關(guān)元件，其中所述可編程數(shù)字電路適于產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，并將所述一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)送到所述四個(gè)開關(guān)元件中的每一個(gè)中；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于確定所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的兩個(gè)相對(duì)于所述四個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)的另兩個(gè)的相移，所述相移是基于所述全橋的占空比的期望值來(lái)確定的。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路被設(shè)置在所述絕緣屏障的原邊上。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)可工作于用于輸送基本上恒定的輸出功率的模式；以及，所述變換級(jí)可工作于用于輸送基本上恒定的輸出電流的模式。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路包括用于接收表示所述變換級(jí)的輸入電流的信號(hào)的裝置；所述可編程數(shù)字電路適于從表示所述變換級(jí)的輸入電流的所述信號(hào)導(dǎo)出所述輸出電流；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于利用所述輸出電流的所述導(dǎo)出的值控制開關(guān)元件。
48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于還包括變換級(jí)輸出控制器，適于控制變換級(jí)占空比值；所述變換級(jí)輸出控制器至少部分地用所述可編程數(shù)字電路來(lái)體現(xiàn)。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路還適于根據(jù)輸出電流的所述導(dǎo)出值和表示變換級(jí)占空比的所述信息操作變換級(jí)，以輸送基本上恒定的輸出電流。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路還適于允許在占空比值高于預(yù)定閾值時(shí)根據(jù)所述導(dǎo)出的輸出電流值和表示變換級(jí)占空比的所述信息來(lái)操作變換級(jí)，以輸送基本上恒定的輸出電流。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的開關(guān)式電源，其特征在于，預(yù)定閾值為0.4或更低的值。
52.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)是DC/DC變換級(jí)。
53.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于將主頻率用于確定開關(guān)式電源的重啟嘗試的定時(shí)。
54.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述可編程數(shù)字電路適于接收表示開關(guān)式電源的輸入端所連接的主電壓的信號(hào)；而且，所述可編程數(shù)字電路還適于使用所述信號(hào)確定由所述開關(guān)式電源輸送的最大功率。
55.根據(jù)權(quán)利要求48所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述變換級(jí)輸出控制器適于控制變換級(jí)占空比值，使得變換級(jí)操作于用于輸送基本上恒定的輸出電壓的模式。
56.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，使用至少一個(gè)光耦合器來(lái)跨過(guò)絕緣屏障傳輸至少一個(gè)信號(hào)。
57.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述至少一個(gè)信號(hào)是在絕緣屏障的所述原邊上，所述可編程數(shù)字電路被設(shè)置在所述絕緣屏障的所述原邊上。
58.一種開關(guān)式電源，它具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞具有輸出電壓和輸出電流的輸出信號(hào)的輸出端；其中，用絕緣屏障將所述輸入端與所述輸出端隔開，使得在絕緣屏障的原邊上提供所述輸入端，而在絕緣屏障的副邊上提供所述輸出端；所述開關(guān)式電源包括耦合在所述輸入端和輸出端之間的變換級(jí)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)可控制的第一開關(guān)元件，它用于產(chǎn)生變換級(jí)占空比，以使所述變換級(jí)產(chǎn)生所述輸出信號(hào)；以及可編程數(shù)字電路，設(shè)置在所述絕緣屏障的原邊上，用以根據(jù)至少一個(gè)信號(hào)來(lái)控制所述開關(guān)元件，所述至少一個(gè)信號(hào)在絕緣屏障的所述原邊上；其中，輸出電壓和從輔助處理器得來(lái)的輸出基準(zhǔn)電壓信號(hào)都是輸入位于副邊上的差分放大器的輸入信號(hào)，以產(chǎn)生跨過(guò)絕緣屏障傳送到原邊上的可編程數(shù)字電路的模擬輸出誤差信號(hào)，由此所述至少一個(gè)信號(hào)是所述輸出誤差信號(hào)。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述差分放大器是頻率相關(guān)的， 具有相對(duì)于低頻分量放大更高頻率分量的傳遞函數(shù)特征。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的開關(guān)式電源，其特征在于，所述差分放大器是頻率相關(guān)的， 具有衰減較低頻率分量而放大較高頻率分量的傳遞函數(shù)特征。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的開關(guān)式電源，其特征在于，輸出電壓是輸入到差分放大器的唯一輸入，其中所述放大器的輸出信號(hào)被饋入可編程數(shù)字電路，而其中輸出基準(zhǔn)電壓信號(hào)是在可編程數(shù)字電路中產(chǎn)生的。
62.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，該預(yù)調(diào)器包括響應(yīng)于第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)來(lái)控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)而被切換的開關(guān)元件，而其中預(yù)調(diào)器是對(duì)DC總線提供輸出DC 電壓的提升調(diào)節(jié)器，其中輸出DC電壓的峰值幅值大過(guò)在輸入端上接收的峰值電壓；耦合在 DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換，所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出；傳感器，用于產(chǎn)生具有與流過(guò)所述轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)元件的電流相對(duì)應(yīng)的特征的測(cè)量電流信號(hào)；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端， 耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及數(shù)字控制器，響應(yīng)于與輸出電壓相對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)以及響應(yīng)于測(cè)量電流信號(hào)，所述數(shù)字控制器為所述至少一個(gè)開關(guān)元件產(chǎn)生作為反饋信號(hào)和測(cè)量電流信號(hào)的函數(shù)的第二調(diào)制信號(hào)；其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
63.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，該預(yù)調(diào)器包括響應(yīng)于第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)來(lái)控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)而被切換的開關(guān)元件；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換，所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出；傳感器，用于產(chǎn)生具有與流過(guò)所述轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)元件的電流相對(duì)應(yīng)的特征的測(cè)量電流信號(hào)；整流電路， 耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到所述整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及數(shù)字控制器，它包括電壓調(diào)節(jié)器，用于比較相應(yīng)于輸出電壓的反饋信號(hào)和基準(zhǔn)電壓信號(hào)，以及產(chǎn)生中間控制信號(hào)；電流調(diào)節(jié)器，用于比較測(cè)量電流信號(hào)和中間控制信號(hào)，并調(diào)節(jié)第二調(diào)制信號(hào)的特征來(lái)控制轉(zhuǎn)換器的輸出，其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
64.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，該預(yù)調(diào)器包括響應(yīng)于第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)來(lái)控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)而被切換的開關(guān)元件；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，該開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換，所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出；傳感器，用于產(chǎn)生具有與流過(guò)所述轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)元件的電流相應(yīng)的特征的測(cè)量電流信號(hào)；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及數(shù)字控制器，響應(yīng)于與輸出電壓相對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)以及響應(yīng)于測(cè)量電流信號(hào)，所述數(shù)字控制器為所述至少一個(gè)開關(guān)元件產(chǎn)生作為反饋信號(hào)和測(cè)量電流信號(hào)的函數(shù)的第二調(diào)制信號(hào)；其中數(shù)字控制器和輸出端之間的電隔離使轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
65.—種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源,它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，預(yù)調(diào)器包括調(diào)節(jié)器開關(guān)元件，調(diào)節(jié)器開關(guān)元件是響應(yīng)于供給調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端的第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)而被切換的。以控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述至少一個(gè)開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換， 所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出，其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及設(shè)置在變壓器初級(jí)上的數(shù)字控制器，數(shù)字控制器為所述預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件產(chǎn)生第一調(diào)制信號(hào)， 其中所述調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離，其中數(shù)字控制器包括: 電壓調(diào)節(jié)器，用于比較相應(yīng)于由預(yù)調(diào)器產(chǎn)生的電壓的測(cè)量電壓信號(hào)和基準(zhǔn)中間電壓信號(hào)， 并產(chǎn)生基準(zhǔn)輸入電流信號(hào)；乘法器，用于將基準(zhǔn)輸入電流信號(hào)乘以從開關(guān)式電源測(cè)量到的輸入電壓信號(hào)；以及電流調(diào)節(jié)器，用于比較從開關(guān)式電源測(cè)量到的輸入電流信號(hào)和來(lái)自乘法器的乘法信號(hào)，并且為預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件調(diào)整第一調(diào)制信號(hào)的特征。
66.—種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源,它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，預(yù)調(diào)器包括調(diào)節(jié)器開關(guān)元件，調(diào)節(jié)器開關(guān)元件是響應(yīng)于供給調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端的第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)而被切換的，以控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)，其中預(yù)調(diào)器是對(duì)DC總線提供輸出DC電壓的提升調(diào)節(jié)器，其中輸出DC 電壓的峰值幅值大過(guò)在輸入端上接收的峰值電壓；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述至少一個(gè)開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換，所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出，其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及設(shè)置在變壓器初級(jí)的數(shù)字控制器，所述數(shù)字控制器為所述預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件產(chǎn)生第一調(diào)制信號(hào)，其中所述調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
67.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端，其中輸入端接收DC功率；耦合到AC電源的橋式整流器，為開關(guān)式電源的輸入端提供DC功率；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，預(yù)調(diào)器包括調(diào)節(jié)器開關(guān)元件，調(diào)節(jié)器開關(guān)元件是響應(yīng)于供給調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端的第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)而被切換的，以控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述至少一個(gè)開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換，所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出，其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及設(shè)置在變壓器初級(jí)的數(shù)字控制器，所述數(shù)字控制器為所述預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件產(chǎn)生第一調(diào)制信號(hào)，其中所述調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
68.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，預(yù)調(diào)器包括調(diào)節(jié)器開關(guān)元件，調(diào)節(jié)器開關(guān)元件是響應(yīng)于供給調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端的第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)而被切換的，以控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的全橋式轉(zhuǎn)換器，全橋式轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述至少一個(gè)開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換，所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出，其中全橋式轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；以及設(shè)置在變壓器初級(jí)的數(shù)字控制器，所述數(shù)字控制器為所述預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件產(chǎn)生第一調(diào)制信號(hào)，其中所述調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
69.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，預(yù)調(diào)器包括調(diào)節(jié)器開關(guān)元件，調(diào)節(jié)器開關(guān)元件是響應(yīng)于供給調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端的第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)而被切換的，以控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述至少一個(gè)開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換， 所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出，其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率；設(shè)置在變壓器初級(jí)上的數(shù)字控制器，所述數(shù)字控制器為所述預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件產(chǎn)生第一調(diào)制信號(hào)， 其中所述調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；以及設(shè)置在變壓器次級(jí)上的控制電路，所述控制電路包括電壓調(diào)節(jié)器，用以比較相應(yīng)于輸出電壓的反饋信號(hào)和基準(zhǔn)電壓信號(hào)，并產(chǎn)生中間控制信號(hào)來(lái)控制第二調(diào)制信號(hào)的一個(gè)方面。
70.一種用于從輸入功率提供輸出功率的開關(guān)式電源，它包括用于接收輸入功率的輸入端；耦合在輸入端和DC總線之間的預(yù)調(diào)器，預(yù)調(diào)器包括調(diào)節(jié)器開關(guān)元件，調(diào)節(jié)器開關(guān)元件是響應(yīng)于供給調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端的第一調(diào)制開關(guān)信號(hào)而被切換的，以控制開關(guān)式電源的功率因數(shù)；耦合在DC總線和變壓器初級(jí)之間的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)元件，所述至少一個(gè)開關(guān)元件響應(yīng)于供給開關(guān)元件的控制端的第二調(diào)制信號(hào)而被切換， 所述轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器初級(jí)提供交變電壓輸出，其中轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離；傳感器，用于產(chǎn)生具有與流過(guò)所述轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)開關(guān)元件的電流相對(duì)應(yīng)的特征的測(cè)量電流信號(hào)；整流電路，耦合到變壓器次級(jí)以整流在變壓器次級(jí)上產(chǎn)生的電壓；輸出端，耦合到整流電路，并提供具有輸出電壓的輸出電功率; 以及設(shè)置在變壓器初級(jí)上的數(shù)字控制器，所述數(shù)字控制器為所述預(yù)調(diào)器的調(diào)節(jié)器開關(guān)元件產(chǎn)生第一調(diào)制信號(hào)，其中所述調(diào)節(jié)器開關(guān)元件的控制端與開關(guān)式電源的輸出端電隔離。
71.—種開關(guān)式電源,它具有用于接收電功率的輸入端和用于傳遞輸出信號(hào)的輸出端， 輸出信號(hào)具有輸出電壓和輸出電流；其中，用絕緣屏障將所述輸入端與所述輸出端隔開，使得在絕緣屏障的原邊上提供所述輸入端，而在絕緣屏障的副邊上提供所述輸出端；所述開關(guān)式電源包括耦合在所述輸入端和輸出端之間的變換級(jí)，所述變換級(jí)具有至少一個(gè)可控第一開關(guān)元件，用于產(chǎn)生變換級(jí)占空比，以使所述變換級(jí)產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，所述開關(guān)式電源還包括用于根據(jù)至少一個(gè)信號(hào)來(lái)控制所述開關(guān)元件的可編程數(shù)字電路，其中所述可編程數(shù)字電路包括用于接收表示所述變換級(jí)的輸入電流的信號(hào)的裝置；所述可編程數(shù)字電路適于從表示所述變換級(jí)的輸入電流的所述信號(hào)導(dǎo)出所述輸出電流；所述可編程數(shù)字電路適于將所述輸出電流的所述導(dǎo)出的值用于第一開關(guān)元件的控制；所述可編程數(shù)字電路適于根據(jù)輸出電流的所述導(dǎo)出值和表示變換級(jí)占空比的所述信息操作變換級(jí)，以輸送基本上恒定的輸出電流；所述可編程數(shù)字電路適于允許在占空比值高于具有0. 4或更低的預(yù)定閾值時(shí)根據(jù)所述導(dǎo)出的輸出電流值和表示變換級(jí)占空比的所述信息來(lái)操作變換級(jí)，以輸送基本上恒定的輸出電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用可編程數(shù)字控制的開關(guān)式電源，并涉及包括提供多個(gè)開關(guān)式電源的電源系統(tǒng)。用絕緣屏障將開關(guān)式電源系統(tǒng)的輸入端和輸出端隔開，并且開關(guān)式電源包括具有至少一個(gè)開關(guān)元件的變換級(jí)和具有一個(gè)第二開關(guān)元件的預(yù)調(diào)器。變換級(jí)的開關(guān)元件以及預(yù)調(diào)器的開關(guān)元件由可編程數(shù)字電路數(shù)字化地控制。該可編程數(shù)字電路設(shè)置在所述第二絕緣屏障的原邊上。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102594147SQ20111043743
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者A·漢松, J·馬, M·安德松, T·薩爾斯特倫 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源系統(tǒng)北美公司