用于功率变换与调节的装置制造方法及图纸

技术编号:3378516 阅读:186 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
公开了对具有多个输出电压的功率变换器进行控制的技术。一种稳压功率变换器实例包括连于功率变换器的输入端和功率变换器的第一、第二输出端之间的能量传送元件。在该功率变换器的输入端和该能量传送元件之间连接了开关,从而,开关的切换将在上述功率变换器的第一输出端处产生第一输出电压和在其第二输出端处产生第二输出电压。当上述能量传送元件两端的电压为功率变换器输入端处的电压与第一输出电压之差时,该能量传送元件中的电流增大。当上述能量传送元件两端的电压为第一与第二输出电压之和时,该能量传送元件中的电流减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及电子电路,更具体地,涉及其中存在功率调节的电路。
技术介绍
电气设备需要功率来进行工作。许多电气设备均采用开关模式的功率变换器进行供电。一些开关模式的功率变换器设计成提供多种输出电压。对于这种类型的功率变换器,一个挑战是提供正、负直流输出电压。已知的这种类型的功率变换器通常均依赖齐纳二极管的固定值来设定输出电压,而这增加了成本,并限制了这些功率变换器的灵活性。
技术实现思路
一种功率变换器,包括连于功率变换器的输入端和功率变换器的第一、第二输出端之间的能量传送元件;连于所述功率变换器的输入端和所述能量传送元件之间的开关,从而,所述开关的切换引起在所述功率变换器的第一输出端处产生第一输出电压,并在所述功率变换器的第二输出端处产生第二输出电压,其中,当所述能量传送元件两端的电压为所述功率变换器的输入端处的电压与所述第一输出电压之差时,所述能量传送元件中的电流增加,当所述能量传送元件两端的电压为所述第一和第二输出电压之和时,所述能量传送元件中的电流减小。一种功率变换器,包括连于功率变换器的输入端和功率变换器的第一、第二输出端之间的能量传送元件;连于所述功率变换器的输入端和所述能量传送元件之间的开关,从而,所述开关的切换引起在所述功率变换器的第一输出端处产生第一输出电压,并在所述功率变换器的第二输出端处产生第二输出电压,其中,当所述能量传送元件两端的电压为所述功率变换器的输入端处的电压与所述第一输出电压之差时,所述能量传送元件中的电流增加,当所述能量传送元件两端的电压为所述第一和第二输出电压之和时,所述能量传送元件中的电流减小;以及连接到所述开关的控制电路,用于控制所述开关的切换,以响应所述功率变换器的第一和第二输出对输出电压进行稳压。附图说明在附图中,通过举例而非限制的方式详细示出了本专利技术。图1示出了根据本专利技术教导的开关稳压器的功能框图,该开关稳压器具有以输入返回(input return)为参考的正、负输出。图2的示意图示出了包括在根据本专利技术教导的稳压器实例中的并联稳压器实例,该并联稳压器响应输出电流的变化而独立地调节电流值,以维持所希望的输出电压。图3的示意图示出了包括在根据本专利技术教导的稳压器实例中的并联稳压器实例。图4的示意图示出了根据本专利技术教导的稳压器电路实例。具体实施例方式公开了涉及电源稳压器的实例。在以下的描述中,阐述了大量具体细节来使读者透彻理解本专利技术。然而,对本领域普通技术人员而言,显而易见,无需上述具体细节即可实施本专利技术。为避免使本专利技术变得不清楚,没有详细描述与上述实施方式有关的众所周知的方法。贯穿本说明书的“一个实施例”或“某一实施例”表明,在本专利技术的至少一个实施例中包括了结合实施例描述的特定特征、结构或特性。因而,在本说明书各处出现的“对于一个实施例”或“在某一实施例中”不一定均指相同的实施例。而且,在根据本专利技术的教导的一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合以下所述和/或在附图中示出的特定特征、结构、特性、组合和/或子组合。正如以下所讨论的,根据本专利技术教导的一些电源稳压器实例使用开关模式的功率变换器,而这些功率变换器提供相对于公共参考点(即输入返回)的两个极性相反的输出电压。可以在各种应用中使用公开的电源稳压器实例,在这些应用中,不使用隔离变压器,用较高的输入电压来提供正、负直流(DC)输出电压。与已知的方法相比,公开的方法实例可以以更低的成本提供两个经过稳压的输出电压。与那些依靠齐纳二极管的固定值来设定输出电压的其他已知方法相比,在选择输出电压方面,公开的电源稳压器和方法提供了更多的灵活性。公开的电源稳压器和方法的某些目标应用是那些不要求在输入与输出之间设置电隔离的应用(如用于主要家用电器的电源)。为进行说明,图1的功能框图示出了根据本专利技术教导的一般功率变换器或开关稳压器100的实例,该实例包括以输入返回为参考的正输出160与负输出165。如图所示,直流输入电压VG105连接到开关S1115,而该开关由控制电路170进行控制。在各种实例中,控制电路170包括了采用任何以下开关技术的电路,这些技术至少包括恒定频率脉宽调制(PWM)、可变频率PWM、通/断控制等之中的一种技术。能量传送元件(在图中示出为电感器L1125)连于开关S1115与稳压器电路100的输出之间。在所示实例中,输出为负载阻抗Z1150两端的输出电压V1160和负载阻抗Z2155两端的电压V2165。在图中,电容器C1140与负载阻抗Z1150的两端相连,电容器C2145与负载阻抗Z2155的两端相连。如图1中的实例所示,每个输出均连接到与负载阻抗Z1150和负载阻抗Z2155连接的接地端子。在工作中,通过开关S1115响应控制电路170进行的动作或切换,将直流输入电压VG105转换为负载阻抗Z1150两端的输出电压V1160和负载阻抗Z2155两端的输出电压V2165。在所示实例中,控制电路170引起开关S1115在三个位置之间进行切换。当开关S1115位于位置G时,电感器L1125中的电流IL130与输入电压VG105提供的输入电流IG110相同。当开关S1115位于位置F时,电感器L1125中的电流IL130与从图示的功率变换器的输出得到的续流电流IF120相同。当开关S1115位于位置X时,电感器125中的电流IL130为0。在所述实例中,控制电路170用一定的顺序和持续时间将开关S1115在位置G、X、F进行之间切换,以便对一个输出进行稳压。在一种工作模式(连续导通模式)中,开关115总不处于位置X。该单个经过稳压的输出可以是V1160、V2165或它们两者的组合。在工作中,开关S1115的切换产生了包含三角或梯形分量的电流IL130、IG110和IF120。电容器C1140和C2145分别过滤电流IL130和IF120,这便分别产生了直流输出电压V1160和V2165,相对于它们的DC值,上述电压具有较小的交流(AC)变化。负载阻抗Z1150和负载阻抗Z2155通过相应的输出电压V1160和V2165产生负载电流I1135和I2137。对于图1中的稳压器,开关S1115仅对单个输出电压进行稳压。另一个输出电压将随负载电流I1135和I2137变化。对多于一个的输出电压进行稳压需要电流调节器来响应输出电压V1160和V2165的变化而对电流I1135和I2137进行调节。在所示实例中,控制电路170包括三个输入端,其中,一个输入端与负载阻抗Z1150的一端相连,一个输入端与负载阻抗Z2155一端相连,且一个输入端与接地端子相连。在功率变换器或电源稳压器100的一个实例中,不包括控制电路170,或者,控制电路170以固定的模式来切换开关S1115的状态,这产生了未经稳压的输出电压V1160和V2165。在该实例中,当电感器L1125两端的电压为输入电压VG105与输出电压V1160之差时,流经电感器L1125的电流IL130增大,而这是在开关S1115处于位置G时发生的。继续讨论这个实例,当电感器L1125两端的电压为输出电压V1160与输出电压V2165之和时,流经电感器L1125的电流IL130减小,而这是在开关S1115处于位置F时发生的。图2大体示出了功率变换器或电源稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率变换器,包括:连于功率变换器的输入端和功率变换器的第一、第二输出端之间的能量传送元件;连于所述功率变换器的输入端和所述能量传送元件之间的开关,所述开关的切换引起在所述功率变换器的第一输出端处产生第一输出电压,并在所述功率变换器的第二输出端处产生第二输出电压,其中,当所述能量传送元件两端的电压为所述功率变换器的输入端处的输入电压与所述第一输出电压之差时,所述能量传送元件中的电流增加,当所述能量传送元件两端的电压为所述第一和第二输出电压之和时,所述能量传送元件中的电流减小。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:AB奥德尔
申请(专利权)人:电力集成公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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