相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年12月8日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/089,111的權(quán)益，其通過(guò)引用并入本文。

本文公開了電力供應(yīng)器(powersupply)系統(tǒng)，更具體地，公開了準(zhǔn)諧振三相磁控管電力供應(yīng)器。

背景技術(shù)：

在典型的磁控管應(yīng)用中，諸如微波加熱應(yīng)用或等離子體光源應(yīng)用，可以使用電力供應(yīng)器將由多相電力源(powersource)(諸如三相饋線電網(wǎng)電力源)提供的電力轉(zhuǎn)換成適合于由磁控管使用的電力，并將電力供應(yīng)到磁控管。然而，常規(guī)的多相電力供應(yīng)器通常會(huì)在電力供應(yīng)器的輸出處產(chǎn)生大程度的紋波，該紋波可能引起由磁控管產(chǎn)生的大程度的射頻(rf)發(fā)射。此外，常規(guī)的多相電力供應(yīng)器典型地包括功率因數(shù)校正電路，以及伴隨的功率因數(shù)校正電解構(gòu)件(electrolyticcomponents)，其使得常規(guī)的多相電力供應(yīng)器在尺寸和成本兩方面均變得昂貴，并且使得常規(guī)的電力供應(yīng)器對(duì)于在某些磁控管應(yīng)用中(諸如在機(jī)載微波加熱的應(yīng)用中)的使用不夠可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文描述了適用于為磁控管(諸如用于微波爐上的磁控管)提供電力的電力供應(yīng)器。該電力供應(yīng)器適合用于通常需要或要求魯棒性和高可靠性的應(yīng)用中，諸如在用于飛行器上的微波爐中。該電力供應(yīng)器也適合用于其它應(yīng)用中。

在一種示例實(shí)施例中，該電力供應(yīng)器包括開關(guān)模式電源電路和控制模塊，控制模塊控制開關(guān)模式電源電路的操作以使得該電力供應(yīng)器相對(duì)于電力源呈現(xiàn)為線性電阻負(fù)載。控制模塊可以包括被配置為控制開關(guān)模式電源電路的操作的模擬反饋回路或數(shù)字處理器。確保該電力供應(yīng)器相對(duì)于電力源呈現(xiàn)為線性電阻負(fù)載可確保：電力供應(yīng)器的輸出至少基本上無(wú)紋波，并且電力供應(yīng)器達(dá)到為1或接近1的功率因數(shù)。

根據(jù)一種實(shí)施例，電力供應(yīng)器包括用于將電力供應(yīng)器耦接至電力源的至少一個(gè)輸入。電力供應(yīng)器還包括配置為從電力源提取電能的至少一個(gè)開關(guān)模式電源電路，其中電能將被傳輸?shù)截?fù)載。電力供應(yīng)器附加地包括耦接于輸入與開關(guān)模式電源電路之間的至少一個(gè)控制模塊，其中控制模塊被配置為控制開關(guān)模式電源電路的操作以調(diào)節(jié)電力供應(yīng)器的輸入處的電壓電流比。

在其它實(shí)施例中，電力供應(yīng)器包括一個(gè)或多個(gè)下列特征的任意合適的組合。

電力源是三相饋線電力源。

輸入包括用于將電力供應(yīng)器耦接至三相饋線(mains)電力源的相應(yīng)相的相應(yīng)輸入。

開關(guān)模式電源電路包括用于從三相饋線電力源的相應(yīng)相提取電能的相應(yīng)開關(guān)模式電源電路。

控制模塊包括配置為控制相應(yīng)開關(guān)模式電源電路的操作的相應(yīng)控制模塊，其中相應(yīng)控制模塊中的每一個(gè)被配置為調(diào)節(jié)電力供應(yīng)器的相應(yīng)輸入處的電壓電流比。

電力供應(yīng)器還包括與相應(yīng)開關(guān)模式電源電路的輸出耦接的相應(yīng)電力變壓器以及與相應(yīng)電力變壓器的輸出耦接的相應(yīng)整流電路。

相應(yīng)整流電路的輸出串聯(lián)連接，以產(chǎn)生用于將電力供應(yīng)器耦接至負(fù)載的單一電力供應(yīng)器輸出。

控制模塊被配置為調(diào)節(jié)電力供應(yīng)器的輸入處的電壓電流比，以使得該電力供應(yīng)器對(duì)于電力源呈現(xiàn)為線性電阻負(fù)載。

控制模塊包括誤差放大器和控制單元。

控制單元與開關(guān)模式電源電路耦接并被配置為根據(jù)控制信號(hào)來(lái)控制開關(guān)模式電源電路的操作。

誤差放大器被配置為檢測(cè)電力供應(yīng)器的輸入處的電壓波形與電流波形之間的差異，并且根據(jù)檢測(cè)到的電壓波形與電流波形之間的差異來(lái)調(diào)節(jié)控制信號(hào)的電平。

控制單元包括與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路耦接的壓控振蕩器，其中壓控振蕩器的頻率通過(guò)控制信號(hào)來(lái)控制。

控制模塊包括數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器被配置為基于在電力供應(yīng)器的輸入處采樣的電壓波來(lái)生成控制信號(hào)以控制開關(guān)模式電源電路的操作。

控制模塊與開關(guān)模式電源電路隔離，并且電力供應(yīng)器還包括光耦接器，用于將控制信號(hào)從控制模塊傳輸?shù)介_關(guān)模式電源電路。

負(fù)載是磁控管。

根據(jù)另一種實(shí)施例，電力供應(yīng)器包括用于將電力供應(yīng)器耦接至三相電力源的三相輸出中的每一個(gè)的相應(yīng)輸入。電力供應(yīng)器還包括被配置為從電力源的相應(yīng)相提取電能的相應(yīng)開關(guān)模式電源電路。電力供應(yīng)器還包括耦接于相應(yīng)電力源輸入與相應(yīng)開關(guān)模式電源電路之間的一個(gè)或多個(gè)控制模塊。一個(gè)或多個(gè)控制模塊被配置為控制相應(yīng)開關(guān)模式電源電路的操作以調(diào)節(jié)電力供應(yīng)器的相應(yīng)輸入的每一個(gè)處的電壓電流比。

在其它實(shí)施例中，電力供應(yīng)器包括一個(gè)或多個(gè)下列特征的任意合適的組合。

一個(gè)或多個(gè)控制模塊包括用于三個(gè)相中的每一個(gè)的相應(yīng)誤差放大器和相應(yīng)控制單元。

每個(gè)相應(yīng)的控制單元被配置為根據(jù)控制信號(hào)來(lái)控制對(duì)應(yīng)的開關(guān)模式電源電路的操作。

每個(gè)相應(yīng)的誤差放大器被配置為檢測(cè)電力供應(yīng)器的對(duì)應(yīng)輸入的電壓波形與電流波形之間的差異，并且根據(jù)檢測(cè)到的電壓波形與電流波形之間的差異來(lái)調(diào)節(jié)控制信號(hào)的電平。

每個(gè)控制單元包括與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路耦接的壓控振蕩器，其中壓控振蕩器被配置為控制場(chǎng)效應(yīng)電阻器的操作，其中壓控振蕩器的頻率通過(guò)控制信號(hào)來(lái)控制。

該一個(gè)或多個(gè)控制模塊包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器，一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器被配置為基于電力供應(yīng)器的相應(yīng)輸入處的相應(yīng)采樣電壓波來(lái)生成控制信號(hào)以控制相應(yīng)開關(guān)模式電源電路的操作。

一個(gè)或多個(gè)控制模塊與相應(yīng)的開關(guān)模式電源電路隔離。

電力供應(yīng)器還包括相應(yīng)的光耦接器，用于將控制信號(hào)從一個(gè)或多個(gè)控制模塊傳輸?shù)较鄳?yīng)的開關(guān)模式電源電路。

根據(jù)又一種實(shí)施例，一種用于調(diào)節(jié)具有用于將電力供應(yīng)器耦接至電力源的輸入以及用于從電力源提取電能的開關(guān)模式電源電路的電力供應(yīng)器的方法，其中電能將被提供到負(fù)載，包括獲取指示電力供應(yīng)器的輸入處的電壓波形的第一信號(hào)。該方法還包括獲取指示電力供應(yīng)器的輸入處的電流波形的第二信號(hào)。該方法還包括將第一信號(hào)與第二信號(hào)進(jìn)行比較，以檢測(cè)第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的差異。該方法還包括基于檢測(cè)到的第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的差異來(lái)控制開關(guān)模式電源電路的操作，以調(diào)節(jié)電力供應(yīng)器的輸入處的電壓電流比。

在其它實(shí)施例中，該方法還包括一個(gè)或多個(gè)下列特征的任意合適的組合。

獲取第一信號(hào)包括從電力供應(yīng)器的輸入處的整流電壓信號(hào)中獲取第一信號(hào)。

獲取第二信號(hào)包括使用電流感測(cè)電阻器來(lái)感測(cè)電力供應(yīng)器的輸入處的電流信號(hào)。

獲取第二信號(hào)包括經(jīng)由可調(diào)電阻器獲取第二信號(hào)。

該方法還包括調(diào)整可調(diào)電阻器的電阻，以調(diào)節(jié)由開關(guān)模式電源電路從電力源提取的能量的量。

獲取第一信號(hào)包括經(jīng)由可調(diào)電阻器獲取第一信號(hào)。

該方法還包括調(diào)整可調(diào)電阻器的電阻，以調(diào)節(jié)由開關(guān)模式電源電路從電力源提取的能量的量。

負(fù)載是磁控管。

附圖說(shuō)明

圖1a-1b是兩個(gè)常規(guī)電力供應(yīng)器的框圖；

圖2是示出設(shè)置于根據(jù)本公開的一種實(shí)施例的三相電力源的每一相上的線性負(fù)載的效應(yīng)的一組曲線；

圖3是根據(jù)一種實(shí)施例的示例準(zhǔn)諧振電力供應(yīng)器的電路圖。

圖4是根據(jù)一種實(shí)施例的功率模塊的電路圖。

圖5是根據(jù)另一種實(shí)施例的示例準(zhǔn)諧振電力供應(yīng)器的電路圖。

圖6是根據(jù)一種實(shí)施例的用于操作電力供應(yīng)器的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

首先轉(zhuǎn)至圖1a和1b，這兩個(gè)圖中示出了通常用于三相(3相)電力源應(yīng)用的兩個(gè)常規(guī)電力供應(yīng)器。首先參考圖1a，電力供應(yīng)器10包括三個(gè)模塊12。每個(gè)模塊12將電力供應(yīng)器10耦接至與三相電力源的特定相對(duì)應(yīng)的電力源輸出。每個(gè)模塊12包括功率因數(shù)校正級(jí)14和dc/dc級(jí)16。模塊12的經(jīng)整流的輸出串聯(lián)連接，以產(chǎn)生電力供應(yīng)器10的單個(gè)輸出。每個(gè)模塊12還包括各自的pfc電容器20，其臨時(shí)存儲(chǔ)由pfc級(jí)14提供的能量并將所存儲(chǔ)的能量供應(yīng)到dc/dc轉(zhuǎn)換器16。

現(xiàn)在參考圖1b，常規(guī)的電力供應(yīng)器30與圖1a的電力供應(yīng)器10相似，不同之處在于電力供應(yīng)器30包括dc/dc級(jí)32以及用于將電力供應(yīng)器30耦接至三相電力源的每一相的功率因數(shù)校正(pfc)級(jí)34。類似于圖1a的電力供應(yīng)器10，電力供應(yīng)器30包括pfc電容器36，其臨時(shí)存儲(chǔ)由pfc級(jí)34提供的能量并將該能量供應(yīng)到dc/dc轉(zhuǎn)換器32。

常規(guī)的電力供應(yīng)器(諸如圖1a-1b所示的電力供應(yīng)器)典型地采用pfc電解構(gòu)件(pfcelectrolyticcomponents)，諸如pfc電容器，這些pfc電解構(gòu)件在電力供應(yīng)器的尺寸和成本兩方面可能是昂貴的。除了尺寸大和價(jià)格高以外，pfc電解構(gòu)件還會(huì)至少部分由于pfc電解構(gòu)件的老化特性而導(dǎo)致常規(guī)電力供應(yīng)器的可靠性降低。另外，當(dāng)電力源被施加于電力供應(yīng)器的輸入時(shí)，pfc電解構(gòu)件導(dǎo)致高沖擊電流被供應(yīng)到電力供應(yīng)器的輸出。因此，這樣的常規(guī)電力供應(yīng)器通常包括旁通電路(by-passingcircuit)和/或限流器，這可能進(jìn)一步增加電力供應(yīng)器的尺寸和成本。當(dāng)電力源為多相電力源時(shí)，這樣的旁通電路被提供于多相電力供應(yīng)器的每一相。

另外，這樣的常規(guī)電力供應(yīng)器典型地在電力供應(yīng)器的輸出處經(jīng)受相對(duì)高的紋波，諸如電力供應(yīng)器的輸出處的電流的相對(duì)高的紋波。因而，可能需要相對(duì)大的濾波器來(lái)為可能需要相對(duì)無(wú)紋波的電力輸入的負(fù)載(諸如磁控管)提供合適的電力供應(yīng)器輸出。此外，電力源的電壓電平下降導(dǎo)致提供到電力供應(yīng)器的負(fù)載的電流增加，這可能導(dǎo)致電力源(諸如饋線電網(wǎng))中不穩(wěn)定，尤其是如果負(fù)載相對(duì)于電力源的容量是大的。

圖2是示出設(shè)置于三相電力源的每一相上的適當(dāng)大的電阻負(fù)載的效應(yīng)的一組曲線。特別地，曲線40代表與電力源的第一相對(duì)應(yīng)的周期性電壓波，曲線42代表與電力源的第二相對(duì)應(yīng)的周期性電壓波，而曲線44代表與電力源的第三相對(duì)應(yīng)的周期性電壓波。代表電力源的三個(gè)相的絕對(duì)電壓之和的曲線46示出了出現(xiàn)于電力源的三個(gè)相的絕對(duì)電壓之和中的顯著紋波。另一方面，曲線48所示的從電力源的三個(gè)相獲得的歸一化的功率水平是至少基本上無(wú)紋波的。

當(dāng)適當(dāng)大的電阻負(fù)載被設(shè)置于三相電力供應(yīng)器的每一相上時(shí)，一般產(chǎn)生曲線48所示的無(wú)紋波的功率水平。在這種情況下，由電阻負(fù)載從三相電力供應(yīng)器的每一相提取的功率在數(shù)學(xué)上可以由正弦平方(sin²)函數(shù)表示，相間的相移為120°。因此，相對(duì)于電力源的三個(gè)相的每一相呈現(xiàn)為至少基本上為電阻負(fù)載的電力供應(yīng)器確保了從電力源的三個(gè)相提取的功率之和是無(wú)紋波的，從而確保了提供到與電力供應(yīng)器連接的負(fù)載的無(wú)紋波輸出(諸如無(wú)紋波電流或無(wú)紋波電壓)。這樣的準(zhǔn)諧振電力供應(yīng)器可以獲得為1.0的功率因數(shù)或者接近1.0的功率因數(shù)，而無(wú)需使用經(jīng)常用于常規(guī)電力供應(yīng)器中的功率因數(shù)校正模塊和蓄電電解構(gòu)件(powerstoringelectrolyticcomponents)。

圖3是根據(jù)本公開的一種實(shí)施例的準(zhǔn)諧振電力供應(yīng)器50的電路圖。電力供應(yīng)器50包括與電力源52耦接的功率模塊51。在電力供應(yīng)器50與多相電力源52一起工作的實(shí)施例中，電力供應(yīng)器50包括與多相電力輸入電力源52的每一相耦接的相應(yīng)功率模塊51。在一種實(shí)施例中，例如，如果電力源52是三相電力源(諸如饋線電網(wǎng))，則電力供應(yīng)器50包括分別與電力源的三相線耦接的三個(gè)功率模塊51。在各種實(shí)施例中，功率模塊51的輸出按串聯(lián)或并聯(lián)來(lái)布置以提供電力供應(yīng)器50的組合輸出。

繼續(xù)參考圖3，功率模塊51包括與變壓器電路56耦接的開關(guān)模式電源電路54，諸如零電壓開關(guān)(zvs)轉(zhuǎn)換器。開關(guān)模式電源電路54包括第一開關(guān)元件60和第二開關(guān)元件62。例如，第一開關(guān)元件60和第二開關(guān)元件62可以是晶體管，諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)。

開關(guān)模式電源電路54的輸入與用于控制開關(guān)模式電源電路54的操作的控制模塊58耦接。控制模塊58包括控制單元65，控制單元65進(jìn)而包括壓控振蕩器(vco)64和晶體管(例如，fet晶體管)驅(qū)動(dòng)電路66。在所示的實(shí)施例中，vco64和fet晶體管驅(qū)動(dòng)電路66被設(shè)置為單個(gè)控制單元65。在另一種實(shí)施例中，vco64和fet驅(qū)動(dòng)電路66被設(shè)置為功率模塊51中的單獨(dú)的控制元件?？刂颇K58還包括用于控制提供到控制模塊58的輸入信號(hào)的反饋回路70。反饋回路70包括誤差放大器72，誤差放大器72可以是例如運(yùn)算放大器電路。誤差放大器72包括反相輸入端子73、同相輸入端子74和輸出端子75。整流電路77對(duì)來(lái)自電力供應(yīng)器52的電壓信號(hào)進(jìn)行整流。提供到誤差放大器72的反相輸入端子73的參考電流信號(hào)經(jīng)由第一二極管77、第二二極管78和電阻器80從電力源52的整流電壓信號(hào)中獲得。耦接于誤差放大器72的反相端子73與輸出端子75之間的電阻器88和電容器90確定誤差放大器72的頻率響應(yīng)和增益。反饋回路70通常是快速動(dòng)作的。在某些實(shí)施例中，反饋回路70被設(shè)計(jì)為以例如高達(dá)800hz的最大饋線頻率工作。

在操作中，誤差放大器72將提供到誤差放大器72的反相輸入的參考信號(hào)與經(jīng)由電阻器82從由電流感測(cè)電阻器84感測(cè)的電流中獲得的電流感測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較。誤差放大器72可操作以在由電力源52供應(yīng)到功率模塊51的電壓波和電流波的不同角度檢測(cè)功率模塊51的輸入處的電力源電壓波和電力源電流形狀之間的差異，并且根據(jù)所檢測(cè)到的差異來(lái)調(diào)節(jié)誤差放大器72的輸出處的信號(hào)。誤差放大器72的輸出處的信號(hào)被提供到控制單元65。特別地，誤差放大器72的輸出處的信號(hào)可以控制控制單元65的vco64的頻率。fet驅(qū)動(dòng)電路66通過(guò)vco64的頻率來(lái)控制，以生成由控制模塊58輸出的控制信號(hào)，用于控制開關(guān)模式電源電路54的操作。來(lái)自控制模塊58的控制信號(hào)可以被提供到晶體管60和晶體管62各自的柵極端子，用于控制晶體管60和晶體管62各自的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)，并由此調(diào)節(jié)由開關(guān)電路54在任何給定時(shí)間從電力源52提取的電力的量。因此，誤差放大器72動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)在電力源的電壓和電流的周期性波形的不同角度處從電力源提取的即時(shí)電力的量，由此控制功率模塊51的輸入處的電壓電流比。

因?yàn)樵诠β誓K51的輸入處的電壓電流比受反饋回路70控制，所以電力源電壓的下降導(dǎo)致由電力供應(yīng)器50從電力源提取的電流下降，由此保持電力源的穩(wěn)定性。此外，在一種實(shí)施例中，因?yàn)楣β誓K51的輸入處的電壓電流比受到控制，所以通過(guò)從電力源提取預(yù)定量的電力，并將所轉(zhuǎn)換的預(yù)定量的電力提供到負(fù)載，電力供應(yīng)器50有效地作為能量轉(zhuǎn)換器來(lái)操作。電力供應(yīng)器50的這個(gè)特性可以在具有可變電壓負(fù)載的應(yīng)用中特別有用，諸如在其中磁控管的陽(yáng)極電壓可能由于rf負(fù)載以及磁控管正在工作的整體熱條件而變化的磁控管應(yīng)用中。

控制功率模塊51的輸入處的電壓電流比使功率模塊51相對(duì)于電力源52呈現(xiàn)為線性電阻負(fù)載，并且可確保從電力源提取的功率是sin²函數(shù)，如同上文關(guān)于圖2所描述的。在至少某些實(shí)施例中，相對(duì)于電力源52的線性電阻負(fù)載導(dǎo)致電力供應(yīng)器50實(shí)現(xiàn)為1.0或接近1.0(例如，0.98)的功率因數(shù)，即使是在相對(duì)高的功率水平(諸如1700瓦)下。

電阻器80和/或電阻器82的電阻值可以是可調(diào)節(jié)的，例如通過(guò)線性電阻器調(diào)整或者通過(guò)脈寬調(diào)制(pwm)。在某些實(shí)施例中，電阻器80和/或電阻器82的電阻值可以被動(dòng)態(tài)調(diào)整或者以其它方式調(diào)節(jié)，以控制進(jìn)入功率模塊51的實(shí)際平均電流，并因此控制在功率模塊51的輸出的真實(shí)的功率水平。在電力供應(yīng)器50包括分別與多相電力源52的相輸出耦接的多個(gè)模塊51的一種實(shí)施例中，可以在每個(gè)功率模塊51中同步動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)實(shí)際電流和真實(shí)的功率水平，由此確保在電力源52的各個(gè)相中共享至少基本上相等的負(fù)載。在另一種實(shí)施例中，設(shè)置乘法器電路以代替電阻器80，以向誤差放大器72提供參考信號(hào)。附加地或替代地，在一種實(shí)施例中，設(shè)置乘法器電路以代替電阻器82，以向誤差放大器72提供參考信號(hào)。向誤差放大器72提供感測(cè)信號(hào)和/或參考信號(hào)的乘法器電路可以在功率模塊51的工作期間動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

在一種實(shí)施例中，功率模塊51的控制模塊58包括信號(hào)處理器件(諸如數(shù)字信號(hào)處理器)，信號(hào)處理器件根據(jù)多相電力源52的相的相互作用的數(shù)學(xué)模型來(lái)工作。在一種實(shí)施例中，使用信號(hào)處理器件來(lái)代替控制單元64和反饋回路70，以直接控制開關(guān)模式電源電路54的操作。在多相電力源系統(tǒng)中，可以在多相電力源的相之間的適當(dāng)相移(諸如在三相系統(tǒng)中為120°)的情況下使各個(gè)功率模塊51的數(shù)字信號(hào)處理器的操作同步，以進(jìn)一步增強(qiáng)電力供應(yīng)器50的性能和穩(wěn)定特性。在電力供應(yīng)器50包括分別與多相電力源52的相輸出耦接的多個(gè)模塊51的一種實(shí)施例中，設(shè)置相應(yīng)的信號(hào)處理器件以控制多個(gè)功率模塊51中的相應(yīng)功率模塊51的操作。在電力供應(yīng)器50包括分別與多相電力源52的相輸出耦接的多個(gè)模塊51的另一種實(shí)施例中，設(shè)置單個(gè)信號(hào)處理器件以控制多個(gè)模塊51的操作。

仍然參考圖3，在一種實(shí)施例中，控制模塊58與開關(guān)模式電源電路54隔離。由控制模塊58提供到開關(guān)模式電源電路54的控制信號(hào)可以經(jīng)由光耦接器(在圖3中未示出)或者其它合適的器件與開關(guān)模式電源電路54耦接，該光耦接器或其它合適的器件被配置為將控制信號(hào)從隔離的控制模塊58傳輸?shù)介_關(guān)模式電源電路54。

簡(jiǎn)要地參考圖4，在一種實(shí)施例中，功率模塊121總體上與圖3的功率模塊51相同，并且包括許多與圖3的功率模塊51編號(hào)相同的元件，只是功率模塊121包括與開關(guān)模式電源電路54隔離的控制模塊122。例如，控制模塊122可以包括關(guān)于圖3所描述的控制模塊58?？刂颇K122包括用于經(jīng)由變壓器128接收來(lái)自電力源52的參考電流信號(hào)的輸入124、126，以及用于接收來(lái)自電力源52的參考電壓信號(hào)的輸入130、132?？刂颇K122可以將經(jīng)由輸入124、126接收的參考電流信號(hào)與經(jīng)由輸入130、132接收的參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并且可以生成控制信號(hào)以控制晶體管60和62的操作，如同關(guān)于圖3所描述的。由控制模塊122生成的控制信號(hào)可以被提供到控制模塊的輸出132、134，并且然后可以經(jīng)由光耦接器140、142或經(jīng)由耦接于輸出132、134與晶體管60和62之間的其它合適的器件提供到晶體管60和62。

返回去參考圖3，功率模塊51還包括用于限定功率模塊51的最大功率容量的電容器90、電容器92和電感器94。另外，在所示的實(shí)施例中，設(shè)置電容器98以限制開關(guān)元件60、62的半橋電路兩端的紋波。在某些實(shí)施例中，可從功率模塊51中刪除電容器90、電容器92、電感器94和/或電容器98中的一個(gè)或多個(gè)。

繼續(xù)參考圖3，在一種實(shí)施例中，因?yàn)殡娏?yīng)器50不包括功率因數(shù)校正級(jí)并且沒(méi)有將能量存儲(chǔ)于相應(yīng)的pfc電容器內(nèi)，所以在工作中，變壓器56的初級(jí)側(cè)100的電壓電平不會(huì)超過(guò)電力源的峰值電壓電平，諸如饋線電網(wǎng)的峰值電壓。在所示的實(shí)施例中，變壓器56的次級(jí)側(cè)102耦接至整流電路，諸如倍壓器電路104。在另一種實(shí)施例中，倍壓器電路104被替換為全波整流電路。在使用全波整流電路來(lái)代替倍壓器電路104的一種實(shí)施例中，具有相對(duì)較小的電容值的單個(gè)電容器被置于全波整流器的輸出，由此降低整流器的輸出處的能量損失。因此，在功率模塊51的輸出處的相對(duì)較小的電容經(jīng)受到功率模塊51的開關(guān)頻率的紋波和/或電力源52的頻率的諧波。此外，流過(guò)全波整流器的每個(gè)二極管的電流的量相對(duì)于流過(guò)圖3所示的倍壓器104中的每個(gè)二極管d3和d4的電流量下降50％。在至少某些實(shí)施例中，流過(guò)全波整流器的二極管的電流的量的下降導(dǎo)致功率模塊51的可靠性更高。

如上所述，在一種實(shí)施例中，多個(gè)功率模塊51的輸出可以串聯(lián)或并聯(lián)連接，以在一種實(shí)施例中產(chǎn)生電力供應(yīng)器50的單一輸出。每個(gè)功率模塊51的變壓器56的匝數(shù)比可以被確定為使得每個(gè)功率模塊51的輸出電壓被保持于電力供應(yīng)器50的單一輸出處所需的標(biāo)稱電壓的50％。將電壓保持于電力供應(yīng)器50的單一輸出處所需的或所期望的標(biāo)稱電壓的50％可以提高或最大化每個(gè)功率模塊51的效率。

圖5是根據(jù)一種實(shí)施例的電力供應(yīng)器150的框圖。電力供應(yīng)器150包括三個(gè)功率模塊151，用于分別將電力供應(yīng)器150耦接至三相電力源(諸如三相饋線電力源)的每個(gè)輸出。在一種實(shí)施例中，每個(gè)功率模塊151都與圖3的功率模塊51相同。在另一種實(shí)施例中，每個(gè)功率模塊151都與圖5的功率模塊121相同。在一種實(shí)施例中，三個(gè)模塊151的各個(gè)輸出串聯(lián)連接，以產(chǎn)生圖5中以vout152示出的單個(gè)輸出電壓信號(hào)。在一種實(shí)施例中，三個(gè)功率模塊150的各個(gè)變壓器的匝數(shù)比使得各個(gè)轉(zhuǎn)換器的電壓輸出信號(hào)處于將需要或期望被保持于vout152處的標(biāo)稱電壓的50％。在至少某些實(shí)施例中，將各個(gè)轉(zhuǎn)換器的電壓輸出信號(hào)保持于vout152處所需或所期望的標(biāo)稱電壓的50％可在電力供應(yīng)器150中確保相對(duì)高的(例如，最大的)功率轉(zhuǎn)換器效率。在一種實(shí)施例中，vout152處的電壓信號(hào)被供應(yīng)到磁控管陽(yáng)極。

圖6是根據(jù)一種實(shí)施例的用于操作電力供應(yīng)器的方法200的流程圖。在一種實(shí)施例中，方法200結(jié)合圖3的電力供應(yīng)器50來(lái)執(zhí)行。在另一種實(shí)施例中，方法200以與圖3的電力供應(yīng)器50不同的合適電力供應(yīng)器來(lái)執(zhí)行。該電力供應(yīng)器包括用于將電力供應(yīng)器耦接至電力源的輸入，以及用于從電力源提取電能的開關(guān)模式電源電路，其中電能將被傳輸?shù)截?fù)載。在步驟202，獲取第一信號(hào)。第一信號(hào)指示電力供應(yīng)器的輸入處的電壓波形。第一信號(hào)從例如由交流(ac)電力源的輸出(諸如饋線電力源的相)提供到電力供應(yīng)器的輸入的整流電壓信號(hào)中獲取。

在步驟204，獲取第二信號(hào)。第二信號(hào)指示電力供應(yīng)器的輸入處的電流波形。通過(guò)例如經(jīng)由電流感測(cè)電阻器感測(cè)電流來(lái)獲得第二信號(hào)。在步驟206，將在步驟202獲得的第一信號(hào)與在步驟204獲得的第二信號(hào)進(jìn)行比較，以檢測(cè)第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的差異。第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的差異對(duì)應(yīng)于電力供應(yīng)器的輸入處的電壓信號(hào)和電流信號(hào)之間的瞬時(shí)差異。在一種實(shí)施例中，通過(guò)誤差放大器來(lái)比較第一信號(hào)和第二信號(hào)。在另一種實(shí)施例中，通過(guò)數(shù)字電路(諸如數(shù)字處理器)來(lái)比較第一信號(hào)和第二信號(hào)。

在步驟208，基于在步驟206檢測(cè)到的第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的差異來(lái)控制開關(guān)模式功率模塊的操作。控制開關(guān)模式功率模塊的操作以調(diào)節(jié)電力供應(yīng)器的輸入處的電壓電流比。該比值可以被調(diào)節(jié)以確保該比值隨時(shí)間為至少基本上恒定的，或者至少基本上線性的。調(diào)節(jié)電壓電流比使得該比值隨時(shí)間為至少基本上恒定的或者至少基本上線性的，進(jìn)而使電力供應(yīng)器相對(duì)于電力源呈現(xiàn)為至少基本上是電阻性的。

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在本文中(尤其是在所附的權(quán)利要求書中)，詞語(yǔ)“一(a)”、“一個(gè)(an)”和“該(the)”及類似指稱的使用應(yīng)當(dāng)被理解為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非文中另有說(shuō)明或者明顯與上下文相矛盾。在本文中，關(guān)于值的范圍的敘述旨在僅用作單獨(dú)涉及落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)的值的速記方法，除非文中另有說(shuō)明，并且每個(gè)單獨(dú)的值都被納入本說(shuō)明書中，如同它在本文中單獨(dú)列出。本文所描述的所有方法都可以以任意合適的順序來(lái)執(zhí)行，除非本文另有說(shuō)明或者在其它方面明顯與上下文相矛盾。本文所提供的任意的和所有示例或者示例性語(yǔ)言(例如，“諸如”)的使用僅為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的范圍施加限制，除非另有說(shuō)明。本說(shuō)明書中的語(yǔ)言不應(yīng)被理解為將任何未作權(quán)利要求聲明的要件指定為實(shí)施本發(fā)明所必需的。

本文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括本發(fā)明人已知的用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)當(dāng)理解，所示的實(shí)施例只是示例性的，并且不應(yīng)被當(dāng)作是對(duì)本發(fā)明的范圍的限定。