專利名稱：開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及開關(guān)電源。特別地，本發(fā)明涉及DC/DC變換級或DC/AC變換級，接收基本恒定的輸入電壓或電流并生成DC或AC輸出電壓或電流。本發(fā)明還涉及電流控制的開關(guān)放大器。下面，將以接收恒定輸入電壓并生成輸出電流的示例說明本發(fā)明，但是這僅是作為舉例而不是對本發(fā)明的限制。
背景技術(shù)：
上述類型的開關(guān)電源都是公知的，并且它們的一些應(yīng)用都可以在市場上買到。
在一個示例中，開關(guān)電源被實(shí)現(xiàn)為升壓變換器，用于將太陽能電池組的輸出電壓(100V電壓等級)變換為按約420V電壓等級的更高的恒定DC電平，即比標(biāo)準(zhǔn)電源電壓的最大電壓更高。使用這種變換器可以將來自太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換為電源。
在另一個示例中，開關(guān)電源被實(shí)現(xiàn)為DC/AC逆變器，用于從DC電壓中生成AC電流。這種逆變器可以被用在，例如，具有連接AC電源的輸入并具有用于驅(qū)動照明的驅(qū)動器輸出的照明驅(qū)動器上。這種驅(qū)動器典型地包括從交變的輸入電壓生成基本恒定的電壓的級，后面有基于所述恒定電壓生成的交變電流的級。
在又一示例中，開關(guān)電源被實(shí)現(xiàn)為用于在運(yùn)動控制裝置中驅(qū)動傳動器的跨導(dǎo)放大器。
一般地說，開關(guān)電源已經(jīng)被開發(fā)為特定的輸出功率。一般地說，對于更高的輸出功率，用在電源中的元件的尺寸應(yīng)該更大?？梢酝ㄟ^使用包括兩個或多個并聯(lián)的電源單元的電源組件避免這種情況。假使那樣，每個獨(dú)立的電源單元僅需要提供相對低的功率，這樣獨(dú)立的元件的尺寸可以相對小，這就意味降低成本。同樣，一個優(yōu)點(diǎn)可以是這種應(yīng)用可以由已經(jīng)被開發(fā)出來并被驗(yàn)證的低功率電源單元制成，而不需要開發(fā)全新的高功率變換器。此外，優(yōu)點(diǎn)在于低功率電源單元易于制造，并且已經(jīng)有了大量生產(chǎn)制品的設(shè)備。
使用多個并聯(lián)的電源單元的另一個優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為事實(shí)上可能生成具有低紋波振幅的輸出電流。

圖1示出了典型的電源輸出電流I的時距圖，在高電流級IH(線103)和低電流級IL(線104)之間連續(xù)地上升(線101)并下降(線102)。在足夠大的時間刻度內(nèi)，該電流可以被認(rèn)為是具有數(shù)量IAV＝0.5·(IH+IL)，及具有紋波振幅0.5·(IH-IL)的恒定電流。
大體上，可以使電源組件的每個電源單元完全獨(dú)立于其他全部電源單元而操作。然而，可能會發(fā)生單元同相操作，在這種情況下電源組件的全部輸出電流的紋波振幅是獨(dú)立電源單元的獨(dú)立輸出紋波振幅的總和。本發(fā)明的一般目的是使紋波盡量小。
此外，獨(dú)立操作的單元的缺點(diǎn)是在輸出電流中可能引起分諧波，即，信號變化具有等于兩個單元的開關(guān)頻率差的頻率。本發(fā)明的另一目的是盡量防止這種次諧波。
因此，首選同步地操作電源單元，這樣它們的輸出峰值合拍均勻地分布。圖2是示出了兩個電源單元的情況的圖，它們以180度·的相位關(guān)系獨(dú)立地提供輸出電流I1和I2，?？梢匀菀椎乜闯?，如果獨(dú)立電流I1和I2具有相同的振幅，并且如果從低峰值到高峰值的增加率dI/dt等于從高峰值到低峰值的降低率dI/dt，合成的電流Itotal為基本恒定，沒有紋波或僅有非常小的紋波。即使當(dāng)所述獨(dú)立電流不具有理想匹配時，典型地?zé)o論如何也會完成紋波振幅的縮減。
通常，當(dāng)N代表電源單元的數(shù)量時，這些單元以360·/N度的相互相位關(guān)系理想地操作。
在電源組件中操作電源單元使得它們同步地但具有移位相位的操作被稱為“交叉”操作。交叉操作與這里考慮的申請相關(guān)的領(lǐng)域已經(jīng)在由J.S.Batchvarov et al，2000，I.E.E.E.31st Annual Power ElectronicsSpecialists Conference，第655頁“interleaved converters based onhysteresis current control(基于滯后電流控制的交叉轉(zhuǎn)換器)”的出版物中被提出。在該報告中，涉及兩個轉(zhuǎn)換單元的組件，轉(zhuǎn)換單元中的一個具有主狀態(tài)而另一個轉(zhuǎn)換器具有從狀態(tài)。該報告中提出的控制電路比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目的在于提供改進(jìn)的電源組件。
特別地，本發(fā)明的重要目的在于提供包括以交叉方式操作的兩個或多個電源單元，并且具有相對簡單控制電路的電源組件。
在更早的未公開的專利申請中，同樣的發(fā)明人提出了一種電源組件，其中每個電源單元為串聯(lián)的下一個電源單元生成控制信號，并接收來自串聯(lián)的前一電源單元的控制信號。最后一個電源單元為串聯(lián)的第一個電源單元生成控制信號，由此電源組件的電源單元以環(huán)形結(jié)構(gòu)布置?？刂菩盘柺沟媒徊娌僮髯詣拥卮_定。特別地，控制信號使得延遲的電源單元的開關(guān)頻率輕微地增長，而提前的電源單元的開關(guān)頻率輕微地減少。更特別地，由電源單元生成的控制信號包括將被施加到參考電壓上的斜坡電壓。由此，其自動地確保連續(xù)的電源單元相對于其臨近的單元具有實(shí)質(zhì)上相同的相位差。盡管較早的解決方案運(yùn)行情況較為滿意，其缺點(diǎn)是，增加了復(fù)雜性，即，相比電源單元獨(dú)立運(yùn)行的電源組件，增加了元件的數(shù)量。
本發(fā)明的一個重要目的在于提供一種具有與較早提出的電源組件相同的優(yōu)點(diǎn)的同時避免了所述電源組件的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個重要方面，本發(fā)明的電源組件的電源單元由普通的控制設(shè)備控制，能夠檢測獨(dú)立電源單元的相位關(guān)系，并被設(shè)計為為獨(dú)立電源單元生成其控制信號，使得延遲電源單元的開關(guān)頻率輕微的增長，而提前的電源單元的開關(guān)頻率輕微地減少。
附圖簡述本發(fā)明的這些或其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將參考附圖，通過對根據(jù)本發(fā)明的電源組件的優(yōu)選實(shí)施例的而進(jìn)一步地說明，其中相同的參考數(shù)字代表相同或類似地部件，并且其中圖1是示意地說明在小的時間刻度內(nèi)的AC信號可以在大的時間刻度內(nèi)產(chǎn)生恒定的信號的時距圖；圖2是示意地說明兩個信號的紋波部分相加可以相互補(bǔ)償?shù)臅r距圖；圖3是示意地說明電源組件的框圖；圖4是示意地說明電源單元的框圖；圖5是示意地說明窗口比較器的操作的時距圖；圖6A和6B是示意地說明邊界生成器的時距圖；圖7是示意地說明窗口比較器和門極驅(qū)動器的框圖；圖8是示意地示出轉(zhuǎn)換單元輸出信號的相互關(guān)系，以便說明相位失配及同步補(bǔ)償?shù)臅r距圖；圖9是示意地說明根據(jù)本發(fā)明的電源單元的細(xì)節(jié)的框圖；圖10是示意地說明根據(jù)本發(fā)明的電源組件的框圖；圖11是示意地說明圖10的電源組件的操作的時距圖。
下面，除非特別說明，將以轉(zhuǎn)換器組件的例子說明本發(fā)明。然而，需要注意的是這種說明并不是要將本發(fā)明僅限制為轉(zhuǎn)換器；特別注意本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白相同或類似的原理也可以應(yīng)用到逆變器、放大器等上。
圖3是示意地示出了包括多個并聯(lián)的轉(zhuǎn)換器單元10的轉(zhuǎn)換器組件1的部分。下面，獨(dú)立的轉(zhuǎn)換器單元的部件將由同樣的參考數(shù)字表示，通過下標(biāo)1、2、3等區(qū)別，圖3中僅示出了轉(zhuǎn)換器單元101、102、103，但是組件1可以很容易通過增加轉(zhuǎn)換器單元來加以擴(kuò)充。此外，轉(zhuǎn)換器組件1可以去除其中一個轉(zhuǎn)換器單元，而僅包括兩個轉(zhuǎn)換器單元。
在下面的說明中，假定轉(zhuǎn)換器單元10接收輸入DC電壓VIN并生成輸出電流IOUT。每個轉(zhuǎn)換器單元10i具有兩個輸入端11i和12i分別連接至電源電壓線2a和2b，用于接收輸入電壓VIN，并且具有連接于輸出線3的輸出端13i，用于提供輸出電流IOUT，i其中，i＝1、2、3…等。轉(zhuǎn)換器單元10并聯(lián)連接，即它們相應(yīng)的第一輸入端11i都一起連接至電源電壓線2a，它們相應(yīng)的第二輸入端12i都一起連接至電源電壓線2b，并且它們相應(yīng)的輸出端13i都一起連接至一個輸出線3，輸出線3連接至負(fù)載L。負(fù)載電流IL可以寫作以下公式IL=Σi=1NIOUT,i]]>其中，N是整數(shù)表示轉(zhuǎn)換器單元10的全部數(shù)量，在圖3的示例中N為3。
根據(jù)本發(fā)明的重要方面，每個轉(zhuǎn)換器單元10i具有控制輸入14i。此外，組件1包括控制設(shè)備100，具有多個控制輸出134i，每個控制輸出134i耦接至對應(yīng)的相應(yīng)轉(zhuǎn)換器單元10i的控制輸入14i。盡管控制設(shè)備100可以以硬件實(shí)現(xiàn)，控制設(shè)備100優(yōu)選地以可編程設(shè)備實(shí)現(xiàn)，例如EPLD。
可以看出，轉(zhuǎn)換器組件1的模塊設(shè)計可以通過去除其中一個轉(zhuǎn)換器單元而容易地修改。例如，在控制輸出1342不連接的情況下，轉(zhuǎn)換器單元102可以被去除。
同樣，在增加的控制單元10x的控制輸入14x被連接至另一個控制輸出134x的情況下，控制組件1可以通過增加另一個轉(zhuǎn)換器單元10x(在圖3中未示出)而容易地擴(kuò)充。
轉(zhuǎn)換器單元的一般設(shè)計本身是已知的。已知的轉(zhuǎn)換器單元的可能實(shí)施例，適用于作為本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器單元的基礎(chǔ)，將參考圖4說明。這個示例的轉(zhuǎn)換器單元10包括半橋式開關(guān)放大器60，其核心由一對控制的開關(guān)61和62形成，通常以一對MOSFETS實(shí)現(xiàn)，串接在第一輸入端11的一面用于連接至高電壓級VHIGH和第二電源輸入端12的另一面用于連接至低電壓級VLOW之間。兩個可控制開關(guān)61和62之間的點(diǎn)A通過串聯(lián)的負(fù)載電感64連接至輸出端13。圖4中，這個示例中示出了連接至輸出端13的負(fù)載L可以是電壓源，例如可充電電池或，如圖所示，標(biāo)準(zhǔn)電源。在這種情況下，輸出端13的電壓是由電源確定的恒定的。典型地，濾波電容器63并聯(lián)至輸出13。
可控制的開關(guān)61和62具有它們的分別連接至門極驅(qū)動器50的控制輸出52和53的控制端。門極驅(qū)動器50被設(shè)計為以兩個可能的操作狀態(tài)操作。
·在第一操作狀態(tài)中，門極驅(qū)動器50為可控制的開關(guān)61和62生成其控制信號，使得第一開關(guān)61處于其導(dǎo)通狀態(tài)，同時第二開關(guān)62處于其關(guān)斷狀態(tài)。
·在第二操作狀態(tài)中，門極驅(qū)動器50為可控制的開關(guān)61和62生成其控制信號，使得第二開關(guān)62處于其導(dǎo)通狀態(tài)，同時第一開關(guān)61處于其關(guān)斷狀態(tài)。
門極驅(qū)動器50進(jìn)一步被設(shè)計為防止可控制的開關(guān)61和62在任意時間同時導(dǎo)通。此外，門極驅(qū)動器50被設(shè)計為確保預(yù)定的最大開啟時間和/或最大關(guān)閉時間是有關(guān)的。
這樣，處于第一操作狀態(tài)時，點(diǎn)A被連接至高電壓級VHIGH，并且電流IH在第一電源輸入端11和輸出端13之間生成。通過電感64濾波，并且決定輸出端13的電壓級相對于高電源電壓級VHIGH，這典型地導(dǎo)致上升輸出電流IOUT，由圖5中的線65a和65b表示。處于第二操作狀態(tài)，點(diǎn)A被連接至低電壓VLOW，并且電流IL在第二電源輸入端12和輸出端13之間生成。通過電感64濾波，這典型地導(dǎo)致減少的輸出電流IOUT，由圖5中線66a和66b表示。
可以看到在圖4中的示出的設(shè)置中，輸出電流IOUT能夠過零并改變方向。同樣可能操作驅(qū)動器50使得輸出電流IOUT經(jīng)常為正或負(fù)，即，不改變方向。在那種情況下，開關(guān)之一經(jīng)常保持關(guān)，或可以由非可控制開關(guān)代替，或甚至可以由二極管代替。參考圖4，假設(shè)電流為正(即，從第一電源輸入端11流向輸出端13)，并且第一開關(guān)61處于其導(dǎo)通狀態(tài)而第二開關(guān)62處于其關(guān)斷狀態(tài)。然后，電流值將增加(如圖5中線65b)當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)61接通其關(guān)斷狀態(tài)，而第二開關(guān)62保持其關(guān)斷狀態(tài)，具有減少的量的正電流從第二電源輸入端12通過開關(guān)62的二極管流向輸出端13。顯然如果第二開關(guān)62由二級管代替可以達(dá)到同樣的效果。同樣如果第二開關(guān)62接通其導(dǎo)通狀態(tài)同樣的效果將會達(dá)到更有效。
輸出電流IOUT例如可以通過輸出電流感應(yīng)器67測量，其生成代表測量的輸出電流的信號SM，提供給窗口比較器30的測量的信號輸入36。
窗口比較器30具有接收第一邊界輸入信號SBH的第一輸入32，及接收第二邊界輸入信號SBL的第二輸入33，其中第一邊界級SBH比第二邊界級SBL高。在下面，這兩個邊界級將被分別表示為高邊界級SBH和低邊界級SBL。
窗口比較器30比較分別在第一和第二輸入32和33接收到的具有兩個邊界級SBH和SBL測量的信號SM。人們意識到，為了窗口比較器30能夠比較具有邊界級SBH和SBL的測量的輸出信號SM，測量的輸出信號SM應(yīng)當(dāng)具有相同的維度作為邊界級，即，它們都應(yīng)當(dāng)為電流信號或電壓信號。因此，如果例如邊界級SBH和SBL都定義為電壓域內(nèi)的信號，輸出傳感器67應(yīng)當(dāng)提供其輸出信號SM也作為在電壓域內(nèi)的信號。
參考圖5，操作如下。假定測量的輸出電流IOUT是在由邊界SBH和SBL定義的窗口之間，并且門極驅(qū)動器50處于第一操作狀態(tài)，使得輸出電流IOUT上升，如圖5中線65a所示。這種狀況繼續(xù)，直到在時刻t1時測量的輸出信號SM變得與高邊界級SBH相等。在那時，窗口比較器30為門極驅(qū)動器50生成其輸出信號，使得門極驅(qū)動器50接通其第二操作狀態(tài)。作為結(jié)果，輸出電流IOUT減小，如圖5中線66a所示。
這種狀態(tài)繼續(xù)，直到到t2時刻，到達(dá)低邊界級SBL。則窗口比較器30為門極驅(qū)動器50生成其輸出信號，使得門極驅(qū)動器50再次接通器操作狀態(tài)，即，再一次進(jìn)入第一操作狀態(tài)，使得輸出電流IOUT再一次上升，由圖5中的65b表示。
在大于輸出電流IOUT的周期的時間刻度中，輸出電流IOUT具有平均值IOUT，AV大約對應(yīng)于0.5·(SBH+SBL)，盡管IOUT，AV的確切值將取決于負(fù)載的性質(zhì)。
在已知的轉(zhuǎn)換器單元中，窗口比較器30具有分別連接至邊界生成器20的輸出22和23的輸入32和33，邊界生成器20具有耦接至轉(zhuǎn)換器單元10的目標(biāo)輸入16的輸入21。邊界生成器20被設(shè)計為根據(jù)在其輸入21被接收到的目標(biāo)信號STARGET，在其輸出22和23分別生成高邊界級信號SBH和低邊界級信號SBL。這可以以多個途徑完成。在圖6A說明的第一個示例性實(shí)施例中，邊界生成器20適用于根據(jù)公式SBH＝STARGET+S1；SBL＝STARGET-S2生成其輸出信號。其中，S1和S2為可以相等的常數(shù)值。這樣，在這個示例中，如圖6A所示，窗邊界SBH和SBL仿效目標(biāo)信號STARGET的形狀。這個圖還示出了由輸出電流IOUT構(gòu)成的合成波形?？梢?，平均值IOUT，AV基本上等于目標(biāo)信號STARGET。
在圖6B中說明的另一個示例性實(shí)施例中，邊界生成器20假定高邊界級SBH經(jīng)常為正并且低邊界級SBL經(jīng)常為負(fù)。只要目標(biāo)信號STARGET大于零，低邊界級SBL具有小于零的常數(shù)值S2C，而高邊界級S1被選擇，使得S1和S2C的平均值對應(yīng)于目標(biāo)信號STARGET。當(dāng)目標(biāo)信號STARGET為負(fù)時，相反的情況被選中，即，高邊界級SBH具有常數(shù)正值S1C，而低邊界級SBL具有被選的值S2，使得S2和S1C的平均值對應(yīng)于目標(biāo)信號STARGET。在這種情況下，輸出電流IOUT的平均值IOUT，AV將基本上對應(yīng)于目標(biāo)信號STARGET。
圖7是示例地說明窗口比較器30和門極驅(qū)動器50的可能實(shí)施例的框圖。在這個實(shí)施例中，窗口比較器30包括第一電壓比較器37和第二電壓比較器38，而門極驅(qū)動器50包括RS觸發(fā)器57。第一比較器37具有耦接至窗口比較器30的第一輸入32的反相輸入，具有耦接至窗口比較器30的測量的信號輸入36的非反相輸入，并且具有耦接至RS觸發(fā)器57的R輸入的輸出。第二比較器38具有耦接至窗口比較器30的第二輸入33的非反相輸入，具有耦接至窗口比較器30的測量的信號輸入36，及具有耦接至RS觸發(fā)器57的S輸入的輸出。RS觸發(fā)器57的Q輸出為第一開關(guān)61提供驅(qū)動信號，而RS觸發(fā)器57的Q輸出為第二開關(guān)62提供驅(qū)動信號。
上述說明說明了獨(dú)立的轉(zhuǎn)換單元10的操作。因而，上面給出的說明可以認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)?，F(xiàn)在，將參考圖8的兩個轉(zhuǎn)換器單元的輸入信號的時間函數(shù)的時距圖，作為示例，說明轉(zhuǎn)換器組件中的多個轉(zhuǎn)換器單元的協(xié)同操作。如圖8中所示，水平線SBH和SBL表示兩個轉(zhuǎn)換器單元的邊界級。曲線111表示第一轉(zhuǎn)換器單元的第一輸出信號。第一輸出信號在t0時刻開始上升，在t1時刻達(dá)到高邊界級SBH，然后在t2時刻下降至低邊界SBL。第一輸出信號在t3時刻再次達(dá)到高邊界級SBH，然后在t4時刻下降至低邊界SBL。該信號的基本周期P是P＝|t2-t0|。
虛曲線112表示在理想情況下第二轉(zhuǎn)換器單元的第二輸出信號的定時，當(dāng)?shù)谝缓偷诙敵鲂盘柧哂姓孟喾吹南辔唬蚓哂?80度·相位差的情況下兩個信號的總和將具有盡可能低的紋波。在這種理想定時中，第二轉(zhuǎn)換器單元的第二輸出信號具有在t0和t2之間的t5時刻的最低的峰值，并且在t1和t3之間的t6時刻具有最高的峰值。
假定第二轉(zhuǎn)換器單元的所述第二輸出信號被相對于所述理想情況延遲，該延遲的情況通過曲線113說明?？梢娝龅诙敵鲂盘?13在t7＝t5+Δt5時刻到達(dá)低邊界級SBL。
在發(fā)明人的較早報告中，對這種情況的校正是通過在邊界級上增加坡度信號來實(shí)現(xiàn)的；在本發(fā)明中，采用不同的方法。
為了轉(zhuǎn)換器單元10能夠應(yīng)用在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器組件1中，如圖3中所示，轉(zhuǎn)換器單元10具有控制輸入14，耦接至窗口比較器30的控制輸入31，如圖9的局部圖中說明的?？刂圃O(shè)備100被設(shè)計為以稍后說明的方式在其對應(yīng)的控制輸出134i生成同步控制輸出信號SC，OUT。轉(zhuǎn)換單元10的窗口比較器30被設(shè)計為響應(yīng)于同步控制輸出信號SC，OUT，為門極驅(qū)動器50生成其輸出信號，以這種方式，同步控制輸出信號SC，OUT優(yōu)先于單元輸出信號是否到達(dá)邊界級之一的事實(shí)。
根據(jù)本發(fā)明，控制設(shè)備100監(jiān)視轉(zhuǎn)換器單元的輸出信號的相對定時并且，在圖8的示例中，找到在t7和t5之間的定時差Δt5。根據(jù)這個結(jié)果，控制設(shè)備100可以承擔(dān)下面兩個同步控制動作之一，但是優(yōu)選地承擔(dān)兩個控制動作。
在第一控制動作中，控制設(shè)備100為第二轉(zhuǎn)換器單元生成同步控制輸出信號SC，OUT(2)，使得對應(yīng)的門極驅(qū)動器50(2)在t8時刻從其第一操作狀態(tài)切換到其第二操作狀態(tài)，t8滿足t8-t6＝Δt6＜Δt5，即，在第二轉(zhuǎn)換器單元輸出信號到達(dá)高邊界級SBH之前，如果沒有承擔(dān)同步控制動作，這期望在時刻t9＝t6+Δt5發(fā)生。這將在兩個轉(zhuǎn)換器單元輸出信號之間減小相位差或定時差，可以在圖8中向下傾斜的第二輸出信號(曲線部分113a)比(虛線)曲線部分113b較早的事實(shí)中看出，這示出了在沒有同步控制動作將被承擔(dān)的情況下，所期望的第二轉(zhuǎn)換器單元輸出信號。
在第二控制動作中，控制設(shè)備100為第一轉(zhuǎn)換器單元生成同步控制輸出信號SC，OUT(1)，使得對應(yīng)的門極驅(qū)動器50(1)在t10時刻從其第二操作狀態(tài)切換到其第一操作狀態(tài)，t10滿足t10-t2＝Δt10＞0，即，在第一轉(zhuǎn)換器單元輸出信號在t2時刻達(dá)到低邊界級SBL之后。這將在兩個轉(zhuǎn)換器單元輸出信號之間減小相位差或定時差，可以在圖8中向下傾斜的第二輸出信號(曲線部分111a)比(虛線)曲線部分111b較早的事實(shí)中看出，這示出了在沒有同步控制動作將被承擔(dān)的情況下，所期望的第二轉(zhuǎn)換器單元輸出信號。
控制設(shè)備100在設(shè)置提前|t9-t8|和延遲|t10-t2|時具有一些自由度。需要注意的是，在圖9中說明的同步控制動作之后，第一和第二控制單元輸出信號之間的相位失配比不進(jìn)行同步控制動作的相位失配少。原理上，由于控制設(shè)備100獲得全部開關(guān)瞬間的信息，能夠確切地計算出期望的開關(guān)瞬間及理想的開關(guān)瞬間，并且控制設(shè)備100能夠以相位失配在一個步驟中補(bǔ)償?shù)姆绞缴善渫娇刂戚敵鲂盘朣C，OUT(1)和/或SC，OUT(2)。然而，這不是必需的，并且甚至可能帶來過度補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)險，可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。因此，優(yōu)選地，控制設(shè)備100被設(shè)計為以相位失配被部分地減少的方式生成其同步控制輸出信號SC，OUT(1)和/或SC，OUT(2)。
例如，假定相位失配僅通過適應(yīng)第一轉(zhuǎn)換器單元輸出信號111的同步補(bǔ)償，通過延遲其從t2到t10的切換。必要的延遲Δt10可以如下計算Δt10=K·(t7-(t6-12P)),]]>其中K是取決于相應(yīng)的第一和第二轉(zhuǎn)換器單元的輸出信號的波形的常數(shù)因子。在嚴(yán)格三角形波形的情況下，相應(yīng)的第一和第二轉(zhuǎn)換器單元輸出信號具有相互的恒等的波形，K等于信號的工作周期。在如上所述的優(yōu)選實(shí)施例中，控制設(shè)備100被設(shè)計為以根據(jù)公式Δt10=K1·(t7-(t6-12P))]]>獲得延遲Δt10的方式生成其第二同步控制輸出信號SC，OUT(2)，其中K1＜K。例如，K1可以表示為預(yù)定的K∶K1＝αK的百分比，α例如是10％。
然而，以這種方式計算的Δt7包括比較復(fù)雜的乘法過程。優(yōu)選地，延遲Δt10根據(jù)公式Δt10=K2·(t7-(t6-12P))]]>計算。其中，K2是預(yù)定義的常數(shù)因子，其被定義為比期望的工作周期K的最小值小，其取決于類似轉(zhuǎn)換器單元的最小和最大輸出和輸出電壓的操作狀態(tài)。有利地，K2等于1/2或1/4或1/8或1/16等，因?yàn)楸?、4、8、16等除可以通過移位寄存器等等容易地實(shí)現(xiàn)。
控制設(shè)備100的相應(yīng)的控制輸出134i可以是單獨(dú)輸出，并且相應(yīng)的控制輸出信號SC，OUT可以是表現(xiàn)為不同值以區(qū)別不同命令的信號。
例如，輸出信號SC，OUT可以●總是具有常數(shù)值，例如值零，只要開關(guān)瞬間就可以基于達(dá)到邊界級之一的轉(zhuǎn)換器輸出信號確定；●示出在t8時刻具有第一特征的信號脈沖，以便在轉(zhuǎn)換器輸出信號達(dá)到邊界級之一之前觸發(fā)開關(guān)；●并且示出從t2時刻到t10時刻具有第二特征的信號脈沖，以便在轉(zhuǎn)換器輸出信號達(dá)到邊界級之一之前延遲開關(guān)。
例如，第一特征可以是第一符號，而第二特征可以是反相符號。可選地，脈沖可以具有相同的符號不同的高度?？蛇x地，脈沖可以具有相同的符號不同的持續(xù)時間。
可選地，第一特征可以與第二特征相同，其中只要信號相位在初始脈沖邊緣(相應(yīng)地，從零轉(zhuǎn)換到HIGH或從零轉(zhuǎn)換到LOW)后為HIGH或LOW，開關(guān)通常被禁止，并且其中開關(guān)總是通過脈沖的第二邊緣(相應(yīng)地，從HIGH返回至零或從LOW返回至零)被觸發(fā)。
控制設(shè)備100的相應(yīng)的控制輸出134i還有可能實(shí)際上由兩條線構(gòu)成，一條線承載開關(guān)觸發(fā)信號而另一條線承載開關(guān)禁止(延遲)信號。
同樣，轉(zhuǎn)換器單元10的控制輸入14可以是單輸入，或者包括兩條輸入線的輸入，對應(yīng)于控制設(shè)備100的配置，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解。
比較圖7，圖10是僅包括兩個轉(zhuǎn)換器單元的示例性轉(zhuǎn)換器組件的窗口比較器和門極驅(qū)動器的框圖。在圖10中，使用與如圖7中相同的參考數(shù)字，用下標(biāo)1或2來補(bǔ)充區(qū)別不同的轉(zhuǎn)換器單元。分別來自比較器381和382的置位信號，被分別表示為S1和S2，而分別來自第一比較器371和372的復(fù)位信號，被分別表示為R1和R2?？刂圃O(shè)備100具有輸入121、122、123、124來接收所述置位和復(fù)位信號。
圖11是時距圖，示出了置位信號和復(fù)位信號分別作為關(guān)于測量的輸出信號SM1和SM2的時間的函數(shù)。第一輸出信號SM1在t11、t13、t15時刻達(dá)到高邊界級，SBH引起觸發(fā)開關(guān)從向上傾斜至向下傾斜的輸出信號SM1的復(fù)位脈沖R1。第一輸出信號SM1在t12、t14、t16時刻達(dá)到低邊界級SBL，引起觸發(fā)開關(guān)從向下傾斜到向上傾斜的輸出信號SM1的置位脈沖S1。
同樣，第二輸出信號SM2在t21、t23、t25時刻達(dá)到高邊界級SBH，引起觸發(fā)開關(guān)從向上傾斜至向下傾斜的輸出信號SM1的復(fù)位脈沖R2。第二輸出信號SM2在t22、t24、t26時刻達(dá)到低邊界級SBL，引起觸發(fā)開關(guān)從向下傾斜到向上傾斜的輸出信號SM2的置位脈沖S2。
假定第一輸出信號SM1相對于第二輸出信號SM2是初始滯后的。下面將說明通過延遲第二輸出信號SM2來補(bǔ)償?shù)谝惠敵鲂盘朣M1的延遲的控制設(shè)備100的操作。
為了同步第二轉(zhuǎn)換器單元，控制設(shè)備100包括第一計時器功能，實(shí)現(xiàn)為由復(fù)位信號R1和R2觸發(fā)的向上/向下計數(shù)器2312。假定計數(shù)器值為零。在t21時刻，計數(shù)器2312開始以特定的向上速度計數(shù)，由第二轉(zhuǎn)換器單元102的第二復(fù)位信號R2觸發(fā)。在t13時刻，計數(shù)器2312開始以等于向上速度的特定向下速度計數(shù)，由第一轉(zhuǎn)換器單元101的第一復(fù)位信號R1觸發(fā)；在t13時刻，計數(shù)器值是時間間隔t21-t13的持續(xù)時間的度量。在t23時刻，第二輸出信號SM2達(dá)到高邊界級SBH，但是這發(fā)生的太早以致于，在t23時刻，計數(shù)器2312仍具有剩余的大于零的計數(shù)值CR；該計數(shù)值CR是度量時間間隔t13-t23的持續(xù)時間和時間間隔t21-t13的持續(xù)時間的差。
控制設(shè)備100現(xiàn)在禁止第二觸發(fā)器572的開關(guān)，如第二輸出信號SM2連續(xù)地向上傾斜在t23時刻超過高邊界級SBH所示。所以，每個轉(zhuǎn)換器單元10i包括第一AND門141i耦接在第一電壓比較器37i和觸發(fā)器57i的復(fù)位輸入之間。第一AND門1411 具有一個輸入接收來自第一電壓比較器371[372]的復(fù)位信號R1[R2]的輸入，并使其輸出耦接至觸發(fā)器571[572]的復(fù)位輸入。第一AND門1411 具有連接至控制設(shè)備100的第一同步控制輸出134a1[134a2]的第二輸入。
控制設(shè)備100具有第一延遲信號生成器241i，具有耦接至第一計數(shù)器231i的輸入，其被設(shè)計為在相應(yīng)的第一同步控制輸出134ai生成第一延遲同步控制信號SCDH1[SCDH2]。第一延遲信號生成器241i被設(shè)計為只要相應(yīng)的計數(shù)器231i的計數(shù)值不等于零，生成其第一延遲信號同步控制信號SCDH1[SCDH2]為LOW信號，并且只要相應(yīng)的計數(shù)器231i不等于零，使其第一延遲同步控制信號SCDH1[SCDH2]為HIGH。這樣，第二轉(zhuǎn)換器單元102的觸發(fā)器572僅當(dāng)計數(shù)器2312在t31時刻到達(dá)零時，才復(fù)位。
第二輸出信號SM2現(xiàn)在開始向下傾斜，但是其需要直到t32時刻使第二輸出信號SM2降到高邊界級SBH以下，此時來自第二轉(zhuǎn)換器單元102的第一電壓比較器372的輸出信號R2從HIGH轉(zhuǎn)到LOW。這個事件觸發(fā)計數(shù)器2312再次開始計數(shù)。
在t23時刻，如之前說明的，控制設(shè)備100被設(shè)計為通過將剩余的計數(shù)值CR除以預(yù)定的常數(shù)因子K2。延遲的長度，即從t23至t32的時間間隔的持續(xù)時間，由t23時刻的計數(shù)器值CR/K2及計數(shù)器的向下計數(shù)速度確定。
上面說明的相對于第一轉(zhuǎn)換器單元延遲第二轉(zhuǎn)換器單元。為了相對于第二轉(zhuǎn)換器單元延遲第一轉(zhuǎn)換器單元，第一轉(zhuǎn)換器單元101的第一計數(shù)器2311由第一復(fù)位信號R1觸發(fā)向上計數(shù)，并且由第二復(fù)位信號R2觸發(fā)向下計數(shù)。
上面說明了當(dāng)相應(yīng)的輸出信號達(dá)到相應(yīng)的高邊界級SBH時，相對第一轉(zhuǎn)換單元延遲第二轉(zhuǎn)換單元(及相對第二轉(zhuǎn)換單元延遲第一轉(zhuǎn)換單元)。也可以當(dāng)相應(yīng)的輸出信號達(dá)到相應(yīng)的低邊界級SBL時，延遲第一[第二]轉(zhuǎn)換單元101[102]。所以控制設(shè)備100具有第二向上/向下計數(shù)器232i，由SET信號S1和S2觸發(fā)，并且每個轉(zhuǎn)換器單元10i具有在第二電壓比較器38i和相應(yīng)觸發(fā)器57i的置位輸入之間的第二AND門142i。第二AND門1421 具有接收來自第二電壓比較器381[382]的置位信號S1[S2]的輸入，并且其輸出耦接至觸發(fā)器571[572]的置位輸入。第二AND門1421 具有連接至控制設(shè)備100的第二同步控制輸出134b1[134b2]的第二輸入。
控制設(shè)備100具有第二延遲信號生成器242i，使其輸入耦接至第二計數(shù)器232i，被設(shè)計為生成在相應(yīng)的第二同步控制輸出134bi提供的第二同步延遲控制信號SCDLi。第二延遲信號生成器241i被設(shè)計為只要相應(yīng)的計數(shù)器232i的計數(shù)值不等于零，生成其第二延遲同步控制信號SCDLi為LOW信號，并且一旦相應(yīng)的計數(shù)器232i變?yōu)榱?，使其第二延遲同步控制信號SCDLi為HIGH。這樣，第二轉(zhuǎn)換器單元102的觸發(fā)器572僅當(dāng)計數(shù)器2322到達(dá)零時，才置位。
在高邊界級SBL的操作類似于在高邊界級SBH的情況下的延遲操作，則在此省略重復(fù)的說明。
參考圖11，已經(jīng)詳細(xì)說明了相對于其他轉(zhuǎn)換器延遲一個轉(zhuǎn)換器單元。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以相對于其他轉(zhuǎn)換器單元提前一個轉(zhuǎn)換器單元。為此，每個轉(zhuǎn)換器單元10i可以具有耦接在第一AND門141i和相應(yīng)的觸發(fā)器57i的復(fù)位輸入之間的第一OR門161i(用于當(dāng)相應(yīng)的輸出信號接近相應(yīng)的高邊界級SBH時提前時刻)，和/或耦接在第二AND門142i和相應(yīng)的觸發(fā)器57i之間的第二OR門162i(用于當(dāng)相應(yīng)的輸出信號接近相應(yīng)的低邊界級SBL時提前時刻)。第一OR門161i具有一個輸入，接收來自第一AND門的141i的輸出信號，并且其輸出連接觸發(fā)器57i的復(fù)位輸入。第二OR門162i具有接收來自第二AND門的142i的輸出信號，并且其輸出連接觸發(fā)器57i的置位輸入。第一和第二OR門161i和162i每個具有耦接至控制設(shè)備100的相應(yīng)的同步控制輸出134ci和134di的第二輸入，其中控制設(shè)備100提供相應(yīng)的第一和第二提前同步控制信號SCAHi和SCALi。
控制設(shè)備100被設(shè)計為監(jiān)視來自窗口比較器的置位和復(fù)位信號的定時，并且，當(dāng)其發(fā)現(xiàn)一個轉(zhuǎn)換器單元相對于其他滯后時，以HIGH脈沖的形式計算提前同步控制信號SCAHi或SCALi的定時，直接地置位或復(fù)位相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器單元的相應(yīng)的觸發(fā)器。
可選地，轉(zhuǎn)換器組件1也可以在上述計數(shù)器和AND門都可以省略的情況下，僅具有相對于其他轉(zhuǎn)換器單元提前一個轉(zhuǎn)換器單元的功能。
上文中，本發(fā)明的要點(diǎn)已經(jīng)以包括正好兩個轉(zhuǎn)換器單元的轉(zhuǎn)換器組件的示例性實(shí)施例進(jìn)行了說明。轉(zhuǎn)換器組件的同樣的要點(diǎn)應(yīng)用的情況包括三個或更多轉(zhuǎn)換器單元，那樣，轉(zhuǎn)換器單元可以被表示為10i，i范圍1、2、3、4等。前面討論的轉(zhuǎn)換器單元101和102應(yīng)用于每個連續(xù)的轉(zhuǎn)換器單元10i和10(i+1)。
在僅有兩個轉(zhuǎn)換器單元的情況下，兩個轉(zhuǎn)換器單元的輸出電流之間180度的相位差被認(rèn)為是理想的，假定兩個輸出電流具有理想的波形。則，在相對圖10和11討論的示例性實(shí)施例中，計數(shù)器的向下計數(shù)速度選擇等于計數(shù)器的向上計數(shù)速度，由此，在穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，時間間隔t21-t12的持續(xù)時間基本等于時間間隔t13-t23的持續(xù)時間。在具有N轉(zhuǎn)換器單元的實(shí)施例中，在穩(wěn)定狀態(tài)情況下，假定轉(zhuǎn)換器組件中的全部轉(zhuǎn)換器單元基本理想，兩個相鄰的轉(zhuǎn)換器之間的理想的相位差為基本等于360·/N。如果每個計數(shù)器的向下計數(shù)速度等于其向上計數(shù)速度的(N-1)倍時，這可以實(shí)現(xiàn)。
為了確定轉(zhuǎn)換器單元10i是否具有正確的相位，其輸出信號可以與預(yù)定的其他輸出信號之一進(jìn)行比較。這樣，作N次比較，并且目標(biāo)相位差等于360·/N。然而，可以將一個轉(zhuǎn)換器單元101作為參考單元，并將其他全部轉(zhuǎn)換器單元10i(i≠1)的相位與這個轉(zhuǎn)換器單元101的相位比較。這樣，作N-1次比較，并且全部的目標(biāo)相位差都不同。
本領(lǐng)域技術(shù)人員明白轉(zhuǎn)換器組建的合成的全部輸出電流，是全部獨(dú)立轉(zhuǎn)換器單元的獨(dú)立輸出電流的總和，將僅有很小的紋波幅值。
這樣本發(fā)明成功地提供了開關(guān)電源組件，包括至少兩個相互并聯(lián)的開關(guān)電源單元；每個電源單元具有輸出級，能夠有選擇地以其輸出信號增加的第一模式操作，并以其輸出信號減少的第二模式操作；控制設(shè)備接收來自全部電源單元的模式開關(guān)控制信號；其中控制設(shè)備，如果其發(fā)現(xiàn)兩個電源單元之間的實(shí)際相位關(guān)系偏離最優(yōu)的相位關(guān)系，其被設(shè)計為為至少一個電源單元生成同步控制信號，有效地改變至少一個模式開關(guān)瞬間的計時，以便減小實(shí)際相位關(guān)系于所述最優(yōu)相位關(guān)系之間的偏離。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明不僅限于上面討論的示例性實(shí)施例，可以在后面權(quán)利要求定義發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)作出變化和修改。
例如，在上文中，以具有串聯(lián)的兩個可控制的開關(guān)61和62的轉(zhuǎn)換器說明了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不僅限于具有串聯(lián)的兩個可控制的開關(guān)的設(shè)備；如果僅有一個所屬的開關(guān)是可控制的也是足夠的。例如，參考圖4，第二開關(guān)62可以由陰極定向點(diǎn)A的(非可控制的)二級管代替，或者第一開關(guān)61可以由陽極定向點(diǎn)A的(不可控)二極管代替(補(bǔ)償型轉(zhuǎn)換器)。由于這些類型的轉(zhuǎn)換器都是已知的，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的要點(diǎn)也可以應(yīng)用在這種類型的轉(zhuǎn)換器中。然而，要指出的是這種情況下轉(zhuǎn)換器對應(yīng)的電流是滯后控制的。例如，在第二開關(guān)62由其陰極定向點(diǎn)A的(不可控)二極管代替，滯后控制僅執(zhí)行在接近等于高邊界級的上升電流。下降的電流的低邊界級通常為零。當(dāng)發(fā)現(xiàn)下降的電流開始等于零時，可以以上述方式完成，但是在這個特殊情況下也可以以其他方式完成。
上文中，本發(fā)明說明了以半橋式配置的實(shí)現(xiàn)。然而，本領(lǐng)域計數(shù)人員能夠理解本發(fā)明還可以以全橋式配置實(shí)現(xiàn)。
上文中，已經(jīng)參考說明了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的功能模塊的框圖，說明了本發(fā)明。能夠理解這些功能模塊中的一個或多個可以以硬件方式實(shí)現(xiàn)，其中該功能模塊的功能由獨(dú)立的硬件部件實(shí)現(xiàn)，但是這些功能模塊中的一個或多個也可以以軟件方式實(shí)現(xiàn)，由此該功能模塊的功能可以通過計算機(jī)程序的一個或多個組合或例如微處理器、微控制器等的可編程設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.開關(guān)電源組件(1)包括至少兩個相互并聯(lián)的開關(guān)電源單元(10i)；每個電源單元(10i)具有輸出級(50i，60i)，能夠有選擇地以其輸出信號(IOUT，i)增加的第一模式操作，并以其輸出信號(IOUT，i)減少的第二模式操作；控制設(shè)備(100)接收來自全部電源單元(10i)的模式開關(guān)控制信號；其中控制設(shè)備(100)，如果其發(fā)現(xiàn)兩個電源單元之間的實(shí)際相位關(guān)系偏離最優(yōu)的相位關(guān)系，其被設(shè)計為為至少一個電源單元(102)生成同步控制信號，有效地改變至少一個模式開關(guān)瞬間的計時，以便減小實(shí)際相位關(guān)系與所述最優(yōu)相位關(guān)系之間的偏離。
2.開關(guān)電源組件(1)包括多個至少兩個相互并聯(lián)的開關(guān)電源單元(10i)；每個電源單元(10i)具有輸出級(50i，60i)用于生成輸出信號(IOUT，i)，輸出級(50i，60i)能夠有選擇地以其輸出信號(IOUT，i)增加的第一模式操作，并以其輸出信號(IOUT，i)減少的第二模式操作；每個電源單元(10i)具有模式開關(guān)控制裝置(30i)，用于生成第一模式開關(guān)控制信號(Ri)控制輸出級(50i，60i)從其第一操作模式轉(zhuǎn)到其第二操作模式，并用于生成第二模式開關(guān)控制信號(Si)控制輸出級(50i，60i)從其第二操作模式轉(zhuǎn)到其第一操作模式；開關(guān)電源組件(1)進(jìn)一步包括具有輸入(121、122、123、124)的控制設(shè)備(100)，接收來自全部電源單元(10i)的模式開關(guān)控制信號；其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為確定一個電源單元(102)的模式開關(guān)控制信號的相位和至少一個參考電源單元(101)的模式開關(guān)控制信號的相位之間的最優(yōu)相位關(guān)系；其中，控制設(shè)備(100)被設(shè)計為將所述第一電源單元(102)的模式開關(guān)控制信號與所述至少一個參考電源單元(101)的模式開關(guān)控制信號比較；并且控制設(shè)備(100)中，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際相位關(guān)系偏離于所述最優(yōu)相位關(guān)系，其被設(shè)計為為所述一個電源單元(102)和/或所述至少一個參考電源單元(101)生成同步控制信號，有效地分別改變所述一個電源單元(101)和/或所述至少一個參考電源單元(101)的至少一個模式開關(guān)瞬間的定時，以便減小實(shí)際相位關(guān)系和所述最優(yōu)相位關(guān)系之間的偏離，以確保全部單元的交叉操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)如果發(fā)現(xiàn)所述一個電源單元(102)相對滯后于所述最優(yōu)相位關(guān)系，其被設(shè)計為為所述至少一個參考電源單元(101)生成延遲同步控制信號(SCDH1，SCDL1)，有效地延遲所述一個電源單元(102)的至少一個模式開關(guān)瞬間的定時。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)如果發(fā)現(xiàn)所述一個電源單元(102)相對滯后于所述最優(yōu)相位關(guān)系，其被設(shè)計為為所述至少一個參考電源單元(101)生成提前同步控制信號(SCAH1，SCAL1)，有效地提前所述一個電源單元(102)的至少一個模式開關(guān)瞬間的定時。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)如果發(fā)現(xiàn)所述一個電源單元(102)相對早于所述最優(yōu)相位關(guān)系，其被設(shè)計為為所述一個參考電源單元(102)生成延遲同步控制信號(SCDH2，SCDL2)，有效地延遲所述一個電源單元(102)的至少一個模式開關(guān)瞬間的定時。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)如果發(fā)現(xiàn)所述一個電源單元(102)相對早于所述最優(yōu)相位關(guān)系，其被設(shè)計為為所述至少一個參考電源單元(101)生成提前同步控制信號(SCAH1，SCAL1)，有效地提前所述至少一個參考電源單元(101)的至少一個模式開關(guān)瞬間的定時。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為生成同步控制信號，使得相位失配能夠在一個步驟中完全補(bǔ)償。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為生成同步控制信號，使得相位失配能夠通過預(yù)定的常數(shù)因子K2得以減少。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為計算所述一個電源單元(102)的輸出信號(SM2)達(dá)到第一邊界級(SBH)時的第一時間(t21)與所述至少一個參考電源單元(101)的輸出信號(SM1)達(dá)到同一個第一邊界級的第二時間(t13)的第一時間差(|t21-t13|)；其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為計算所述第二時間(t13)與所述一個電源單元(102)的輸出信號(SM2)再次達(dá)到所述第一邊界級(SBH)時的第三時間(t23)之間的第二時間差(|t23-t13|)；其中控制設(shè)備被設(shè)計為計算所述第一時間差(|t21-t13|)和所述第二時間差(|t23-t13|)之間的差；其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為將所述計算出的差除以預(yù)定的因子(K2)以得到延遲時間(|t31-t23|)；并且其中控制設(shè)備(100)被設(shè)計為為所述一個電源單元(102)生成延遲同步控制信號(SCDH2)，使得所述一個電源單元(102)在所述第三時間(t23)加上所述延遲時間延遲(|t31-t23|)計算出來的延遲開關(guān)時間(t31)切換其操作模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中輸出級(50i，60i)包括至少一個輸入(R；S)耦接至AND門(141，142)的輸出，該AND門(141，142)具有接收來自相應(yīng)的模式開關(guān)控制裝置(30i)的指令信號(R1；S1)的輸入，并具有接收來自控制設(shè)備(100)的延遲同步控制信號(SCDH1，SCDL1)的另一個輸入。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中輸出級(50i，60i)包括至少一個輸入(R；S)耦接至OR門(161，162)的輸出，該OR門(161，162)具有接收來自相應(yīng)的模式開關(guān)控制裝置(30i)的指令信號(R1；S1)的輸入，并具有接收來自控制設(shè)備(100)的延遲同步控制信號(SCDH1，SCDL1)的另一個輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中全部電源單元(10)相互之間是相同的。
13.相據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中每個電源單元(10i)包括目標(biāo)信號輸入(16i)，全部電源單元的全部目標(biāo)信號輸入被并聯(lián)連接至一個公用的目標(biāo)信號源(STAGET)。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中每個電源單元(10i)包括電流輸出(13i)，全部電源單元的全部電流輸出被并聯(lián)連接至一個公用的組件輸出源(3)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中每個電源單元(10i)包括第一電源輸入(11i)和第二電源輸入(12i)全部電源單元的全部第一電源輸入被并聯(lián)連接至一個公用的高電壓電源(VHIGH)，并且全部電源單元的全部第二電源輸入被并聯(lián)連接至一個公用的低電壓電源(VLOW)。
16.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中所述信號生成裝置包括兩個可控制開關(guān)(61，62)串聯(lián)耦接在第一電源輸入(11)和第二電源輸入(12)之間，在所述開關(guān)之間的點(diǎn)(A)耦接至所述模塊輸出(13)；開關(guān)驅(qū)動器(50)具有耦接至相應(yīng)的開關(guān)(61，62)的控制輸入的輸出(52，53)，開關(guān)驅(qū)動器(50)能夠以第一操作狀態(tài)操作，該狀態(tài)中生成其控制輸出信號使得第二開關(guān)(62)不導(dǎo)通，而第一開關(guān)(61)處于其導(dǎo)通狀態(tài)，并且能夠以第二操作狀態(tài)操作，該狀態(tài)中生成其控制輸出信號使得第一開關(guān)(61)不導(dǎo)通，而第二開關(guān)(62)處于其導(dǎo)通狀態(tài)；窗口比較器(30)具有高邊界輸入(32)和低邊界輸入(33)，耦接至所述開關(guān)驅(qū)動器(50)的控制輸入(51)的控制輸出(34)，及耦接至接收來自所述電流傳感器(67)的所述測量信號(SM)的測量信號輸入(36)；其中，窗口比較器(30)適用于生成第一控制信號指揮所述開關(guān)驅(qū)動器(50)，在所述下降測量信號(SM)變得與其低邊界輸入(33)的信號級(SBL)相等時，進(jìn)入其第一操作狀態(tài)，并且生成第二控制信號指揮所述開關(guān)驅(qū)動器(50)在所述上升測量信號(SM)變得與其高邊界輸入(32)的信號級(SBH)相等時，進(jìn)入其第二操作狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求2的開關(guān)電源組件(1)，其中模式開關(guān)控制裝置(30i)被設(shè)計為生成第一模式開關(guān)控制信號(Ri)控制輸出級(50i，60i)如果上升輸出信號(IOUT，i)達(dá)到第一邊界級(SBH)則從其第一操作模式切換至其第二操作模式，并且生成第二模式開關(guān)控制信號(Si)控制輸出級(50i，60i)如果下降輸出信號(IOUT，i)達(dá)到第二邊界級(SBL)則從其第二操作模式切換至其第一操作模式。
18.根據(jù)前面任意權(quán)利要求的開關(guān)電源組件(1)，其中電源模塊被實(shí)現(xiàn)為DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊。
19.根據(jù)前面任意權(quán)利要求的開關(guān)電源組件(1)，其中電源模塊被實(shí)現(xiàn)為DC/AC轉(zhuǎn)換器模塊。
20.太陽能電池組件，包括升壓轉(zhuǎn)換器用于上變頻太陽能電池的輸出電壓，具有其輸出電壓耦接至DC/AC反向器，其中所述升壓轉(zhuǎn)換器和所述反向器中的任一或全部，包括根據(jù)前面任意權(quán)利要求的開關(guān)電源組件(1)。
21.用于驅(qū)動例如氣體放電照明的照明驅(qū)動器，包括根據(jù)前面任意權(quán)利要求的開關(guān)電源組件(1)DC/AC反向器用于為照明生成電源電流。
22.運(yùn)動控制裝置的驅(qū)動傳動器，包括根據(jù)前面任意權(quán)利要求的開關(guān)電源組件(1)。
全文摘要
說明了開關(guān)電源組件(1)，包括至少兩個相互并聯(lián)的開關(guān)電源單元(10
文檔編號H02M3/28GK1898853SQ200480038276
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者R·范德瓦爾, J·J·列杰森, J·A·M·范爾普, M·A·M·亨德里希 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司