离线电源制造技术

根据一方面，本发明专利技术实施方式提供了电源系统，其包括输入线路、整流器、开关、电容器和控制电路，其中，输入线路配置为接收输入AC功率；整流器具有耦合到所述输入线路的输入和输出；开关具有耦合到整流器的输出的第一端和选择性地耦合到电感器的第二端；电容器耦合到所述电感器；控制电路耦合到所述电感器和所述电容器；其中，所述控制电路被配置为控制开关以便将整流器的输出选择性地耦合到电感器以产生第一DC功率电平，当接收到第一DC功率电平时在第一操作模式下操作，检测整流的AC功率的相位角，以及响应于所述相位角的检测转换到第二操作模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离线电源本专利技术的背景专利
根据本专利技术的至少一个实例通常涉及向低功率设备提供低电压电源。相关技术论述在家庭自动化和节能市场中，对“智能插座”以及更高成本且节能的其他智能电源产品的需求正在快速增长。比如，当“智能插座”检测到耦合到插座的设备已进入待机模式时，这种“智能插座”可以阻止能量流向插座。另外，多个“智能插座”也可以被联网在一起，以更有效地控制到多个插座的功率分配。
技术实现思路
根据本专利技术的多个方面针对电源系统，该电源系统包括输入线路、整流器、开关、电容器和控制电路，其中，所述输入线路配置为接收输入AC功率；所述整流器具有耦合到输入线路的输入和输出；所述开关具有耦合到整流器的输出的第一端和选择性地耦合到电感器的第二端；所述电容器耦合到电感器；所述控制电路耦合到电感器和电容器；其中，所述控制电路被配置为:控制所述开关以便将所述整流器的输出选择性地耦合到所述电感器以产生第一 DC功率电平；当接收到所述第一 DC功率电平时在第一操作模式下操作；检测整流的AC功率的相位角；以及响应于所述相位角的检测，转换到第二操作模式。 根据一个实施方式，控制电路还被配置成:当从接收来自电容器的第二 DC功率电平时，在所述第二操作模式下操作。在另一个实施方式中，所述第一操作模式是工作操作模式，且所述第二操作模式是待机操作模式，并且其中所述第一 DC功率电平大于所述第二 DC功率电平。 根据另一个实施方式，控制电路包括耦合到电感器和电容器的处理器以及耦合到开关和电容器的控制器。在一个实施方式中，处理器被配置为在待机操作模式下将选定的处理器任务暂停。在另一个实施方式中，电源系统还包括过零点(zero-crossing)标志线，其被耦合到处理器并被配置成检测所整流的AC功率的相位角。另一个实施方式中，开关被控制器控制以便将整流器的输出选择性地耦合到电感器从而向电感器提供电压脉冲。 根据一个实施方式，开关是场效应晶体管。在一个实施方式中，所述开关以处于5MHz-20MHz范围内的切换频率被控制电路操作。在另一个实施方式中，电感器的值在10uH-500uH的范围内。在一个实施方式中，电容器的值在InF至1yF的范围内。 根据一个实施方式，所述整流器、开关、电感器和控制电路被集成在单个芯片内。 根据本专利技术的另一方面针对向耦合到AC输入线路的处理器提供DC功率的方法，该方法包括:接收来自耦合到AC输入线路的AC电源的输入AC功率；整流所述输入AC功率以产生整流的AC功率；通过将所整流的AC功率选择性地耦合到电感器，由所整流的AC功率产生第一 DC功率电平；向电容器和处理器提供所述第一 DC功率电平并在第一操作模式下操作处理器；检测所整流的AC功率的相位角；以及响应于所述相位角的检测，将所述处理器转换到第二操作模式。 根据一个实施方式，将所述处理器转换到第二操作模式包括将所述处理器转换到待机操作模式，并且使所述电容器放电以在第二操作模式下向处理器提供小于所述第一 DC功率电平的第二 DC功率电平。在一个实施方式中，该方法还包括当处理器在所述待机操作模式下时将选定的处理器任务暂停。 根据另一个实施方式，检测包括监测耦合到处理器的过零点标志线，并确定对应于所整流的AC功率的相位角范围的过零点窗口，所述相位角范围包括在其处所整流的AC功率具有零电压值的相位角。在一个实施方式中，该方法还包括响应于过零点窗口已经过去的判定，将所述处理器转换到第一操作模式。 根据一个实施方式，产生包括使用具有固定频率和随相位角的变化而变化的占空比的控制信号将所整流的AC功率选择性地耦合到电感器。在一个实施方式中，将所整流的AC功率选择性地耦合到电感器包括使用控制信号控制开关以向电感器提供来自所整流的AC功率的电压脉冲。 根据本专利技术的多个方面还针对处理器系统，该处理器系统包括输入线路、处理器和装置，其中，所述输入线路被配置为接收输入AC功率，所述输入AC功率具有周期性波形，所述周期性波形包括在其处波形的电压小于阈值电压的部分；所述处理器被配置为在来源于所述输入AC功率的DC功率下操作；所述装置用于检测波形的电压并且在检测到电压大于压阈值时控制处理器以在第一操作模式下操作，以及用于在检测到电压等于或小于电压阈值时在第二操作模式下操作。 【附图说明】 附图不旨在按比例绘制。在附图中，用同样的数字表示在各图中示出的每个相同的或几乎相同的组件。为清楚起见，并非每个组件都可以标记在每个附图中。在附图中: 图1是示出了根据本专利技术的多个方面的电源系统的电路图； 图2是示出根据本专利技术的多个方面的整流的信号和对应的电压脉冲的图形；以及 图3是示出根据本专利技术的多个方面的用于提供来自AC干线的低DC电源电压的过程的流程图。 【具体实施方式】 本专利技术的实施方式不限于以下描述中所阐述或附图中所示的组件的结构和布置的细节。本专利技术的实施方式能够以多种方式被实践或实施。而且，本文所用措词和术语以描述为目的而不应当被视为限制。本文对“包含(including) ”、“包括(comprising)”、或“具有(having) ”、“容纳(containing) ”、“含有(involving) ”以及其变化的使用是指包括其后列出的项和其等效物以及其他项。 如上面所讨论的，“智能插座”和其他智能电源产品通常被用来改善成本和效率。“智能插座”通常包括配置为监测和控制插座的嵌入式处理器。嵌入式处理器通常耦合到向插座提供功率的AC干线。然而，在最小化对提供至插座的功率的影响的同时使嵌入式处理器与AC线路断开运行，可能会要求该嵌入式处理器是低功耗处理器。例如，嵌入式低功率处理器可以接收来自耦合到AC线路的低电压电源的低电源电压。由AC线路产生这种低电压电源通常要求在低电压电源内使用高电压输入电容器和高电容输出电容器，这两者都是比较大的。低电压电源还可以包括其他组件(如，二极管、电感器、控制器集成电路(1C)、晶体管、电阻器、电容器等)，这些组件同样占据了宝贵的空间并导致电源变得昂贵。 本文所述的至少一些实施方式提供了低成本和小尺寸的低电压电源设计，其可以消除对输入电容器的需求并且降低电源内的其他组件的尺寸。 图1是依据一个实施方式的电源系统102的电路图。电源系统102耦合到AC线路101和零线输入103，并且包括被配置为操作电源系统102的控制电路。在一个实施方式中，控制电路包括处理器116和开关控制器107。 电源系统102还包括桥式整流器104。桥式整流器104被耦合到AC线路101和零线103输入，并且包括多个二极管(第一个二极管104a、第二个二极管104d、第三个二极管104g和第四个二极管104j)。第一个二极管104a的阳极104c和第二个二极管104d的阴极104e都被耦合到AC线路输入101。第四个二级管104j的阳极104k和第三个二极管104g的阴极104i都被耦合到AC零线103。第二个二极管104d的阳极104f和第三个二极管104g的阳极104h都经由负电源线115被耦合到处理器116。第一个二极管104a的阴极104b和第四个二极管105j的阴极1041都被耦合到开关106。 开关106也被耦合到电感器112的输入1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，包括：输入线路，所述输入线路被配置为接收输入AC功率；整流器，所述整流器具有耦合到所述输入线路的输入和输出；开关，所述开关具有耦合到所述整流器的输出的第一端和选择性耦合到电感器的第二端；电容器，所述电容器耦合到所述电感器；以及控制电路，所述控制电路耦合到所述电感器和所述电容器，其中，所述控制电路被配置为：控制所述开关以便将所述整流器的输出选择性耦合到所述电感器，从而产生第一DC功率电平；当接收到所述第一DC功率电平时在第一操作模式下操作；检测整流的AC功率的相位角；以及响应于所述相位角的检测，转换到第二操作模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电源系统,包括: 输入线路，所述输入线路被配置为接收输入AC功率； 整流器，所述整流器具有耦合到所述输入线路的输入和输出； 开关，所述开关具有耦合到所述整流器的输出的第一端和选择性耦合到电感器的第二端; 电容器，所述电容器耦合到所述电感器；以及 控制电路，所述控制电路耦合到所述电感器和所述电容器， 其中，所述控制电路被配置为: 控制所述开关以便将所述整流器的输出选择性耦合到所述电感器，从而产生第一 DC功率电平； 当接收到所述第一 DC功率电平时在第一操作模式下操作； 检测整流的AC功率的相位角；以及 响应于所述相位角的检测，转换到第二操作模式。2.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述控制电路还被配置成:当接收来自所述电容器的第二 DC功率电平时，在所述第二操作模式下操作。3.如权利要求2所述的电源系统，其中，所述第一操作模式是工作操作模式，且所述第二操作模式是待机操作模式，并且其中，所述第一 DC功率电平大于所述第二 DC功率电平。4.如权利要求3所述的电源系统，其中，所述控制电路包括耦合到所述电感器和所述电容器的处理器以及耦合到所述开关和所述电容器的控制器。5.如权利要求4所述的电源系统，其中，所述处理器被配置为在所述待机操作模式下使选定的处理器任务暂停。6.如权利要求4所述的电源系统，其中，所述开关被所述控制器控制成将所述整流器的输出选择性地耦合到所述电感器以向所述电感器提供电压脉冲。7.如权利要求4所述的电源系统，还包括过零点标志线，所述过零点标志线被耦合到所述处理器并被配置成检测所整流的AC功率的相位角。8.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述开关是场效应晶体管。9.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述开关以处于5MHz-20MHz范围内的切换频率通过所述控制电路进行操作。10.如权利要求1所述的电源系统,其中，所述电感器的值在10uH-500uH的范围内。11.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述电容器的值在InF至1yF的范围内。12.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述整流器、所述开关、所述电感器和所述控制电路被集成在单个芯片上。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·R·瓦莱，
申请(专利权)人：施耐德电气IT公司，
类型：发明
国别省市：美国;US