开关电源包括功率因数修正电路和备用输出转换器。可以将一个或多个负载耦合到开关电源的一个或多个输出端。开关电源被配置为在某些负载条件下禁用功率因数修正电路且在其它负载条件下启用功率因数修正电路。结果，当功率因数修正电路被禁用时节省将由功率因数修正电路吸取的功率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及开关电源和使用该开关电源的系统。
技术介绍
电源是能够向负载提供电能的设备或系统一通常通过将电能从一个形式转换成另一形式以使能量与负载的要求相容。例如，电源可以将120或240伏交流电(“AC”)能量转换成适合于供诸如计算机系统的电子设备使用的低压、调节直流(“DC”)能量。有时，将电源与由该电源为其供应能量的设备集成。在其它应用中，电源是分立组件且可以在负载的内部或外部。开关电源(也不同地称为开关模式电源、切换模式电源及其它类似术语)是利用有源开关电路以及感应元件来以最少的能量损失实现能量转换任务的那些。在从AC干线(main)获取其输入的开关电源中，一般构造是采用整流电路和大容量电容器(bulk capacitor)以从可用AC输入产生DC供电。此DC供电然后被提供给产生期望DC输出水平的一个或多个开关DC-DC输出转换电路。存在实现DC-DC转换的许多众所周知的电路拓扑结构。其中有升压转换器，其实现开关DC-DC转换，结果得到DC电压水平的增加；降压转换器，其实现DC-DC转换，结果得到DC电压水平的降低；和所谓的升压-降压转换器，其能够在DC-DC转换中产生增加或降低的电压水平。功率因数是描述在将供应的伏安转换成瓦时的负载的有效性的概念。其通常被定义为实际功率(I2R或瓦)与表观功率(I2Z或伏安)的比。对于许多负载类型而言，此比小于一。特别地，电源中的整流电路能够促使电源表现为具有小于一的功率因数的负载。 由于具有低功率因数的负载由于种种原因是不期望的，并且由于某些公共事业和政府机构命令负载在某些条件下必须展示出规定的最小功率因数，所以正常地采用功率因数修正技术。对于开关电源而言，通常用输入DC-DC转换器来实现功率因数修正。输入DC-DC转换器是放置在整流电路与对输出转换器进行馈电的大容量电容器之间的开关转换器。控制输入DC-DC转换器的开关元件，以努力对电源的输入电流进行成形，使得其与AC干线的电压波形匹配，得到用于电源的改善的功率因数和电流波形中的减少的谐波。附图说明图1是说明根据本专利技术的优选实施例的多种系统的方框图。图2是说明根据本专利技术的优选实施例的图1的开关电源系统的行为的状态图。图3是说明根据图1的开关电源中的某些控制元件的多个可能实施方式的方框图。图4是说明根据图1的开关电源中的功率因数修正和旁路电路的实施方式的一个可能类别的示意图。图5是说明根据图1的开关电源中的功率因数修正和旁路电路的实施方式的另一可能类别的示意图。具体实施例方式本专利技术人已经确定开关电源中的有源功率因数修正电路吸取相当恒定且显著的功率量，并且此功率吸取可能不是在开关电源的所有操作模式下都是必需的。例如，虽然在某些管辖权中存在命令负载展示出某个最小功率因数的政府规定，但此类规定通常仅在某个最小功率吸取阈值之上适用。对于在最小功率吸取阈值以下的工作点而言，负载的功率因数不需要满足指定标准。因此，本专利技术人已经专利技术了能够在这些工作点处禁用功率因数修正电路、从而节省在现有技术系统中浪费的功率吸取的开关电源系统。图1说明根据本专利技术的优选实施例的多种系统100。开关电源102包括整流电路 104。整流电路104可以在AC输入端106处耦合到AC干线并在节点108处产生变化的DC 水平。整流电路104可以采取任何转换形式，诸如全波或半波整流器。储能元件110通常将采取大容量电容器的形式，虽然可以使用替换或附加储能元件(例如，诸如电池)。负载116可以表示单个负载。负载116还可以表示在图中指示为负载A和B的多个单独负载。负载116可以能够在其中负载要求非零功率量的备用模式下或要求比备用模式多的功率的替换模式下操作。在多负载情况下，负载A和B可以是独立地活动的。例如， 负载A可以在系统的一个状态下是活动的，而负载B可以在系统的另一状态下是活动的。在系统的又另一状态下，负载A和B可以同时是活动的。备用输出转换器112具有被连接到储能元件110的输入端114。输出转换器112 能够在负载116处于备用模式时或在负载A是活动的但负载B不是活动的时供应负载116 的功率需要。可以提供一个或多个附加输出转换器118，其也具有被连接到储能元件110的输入端114。输出转换器118能够在负载116处于替换模式时或在负载B是活动的时供应负载116的功率需要。举例来说，在一个实施例中，负载116可以包括计算设备。计算设备可以能够在其中其CPU及其它主要组件不在运行但其中LAN唤醒(wake-on-LAN)电路被启用的备用模式下操作。在此类模式下，计算设备的功率要求是非常低的，并且可以由相对低容量的备用输出转换器112来满足。但是当计算设备经由其LAN唤醒电路接收到开机并启动的命令时， 则其将转换至其中其他CPU及其主要组件可以进行操作的替换模式。在此替换模式下，计算设备可以要求比在备用模式下更多的功率，保证一个或多个更高容量输出转换器118的激活。可以将计算设备中的LAN唤醒及其它备用电路配置为负载A，并且可以将CPU及其它主要组件配置为单独负载B。在这种情况下，不需要将负载A和B设计为在相同的电源电位上操作。替换地，可以将其配置为单个负载或在单个供电电位上操作的两个负载。在某些实施例中，可以以将输出转换器112和118耦合到负载116的方式添加开关电路152以提供灵活性。开关电路152可以包括诸如FET巧4和156的许多开关元件， 其可以由控制电路122或其它控制电路来控制。如果负载A和B被设计为在相同电源电位上进行操作，则输出转换器118可以通过开启开关156并关断开关巧4来驱动负载A和B ； 输出转换器112可以在开关巧4被开启且开关156被关断时单独地驱动负载A (例如，当负载116处于备用模式时)。在此类设计中还将可能使两个转换器同时是活动的，如果开关 154和156被开启的话。如果负载A和B被设计为在不同电源电位上进行操作，则可以消除开关电路152，可以将输出转换器112直接连接至负载A，并且可以将输出转换器118直接连接至负载B。检测何时负载116从其备用模式转换至替换模式的一个方式是经由从负载116耦合至电源102中的控制电路112的控制信号120。这样做的另一方式是对于电源102用任何常规方法来感测负载116所需的功率的增加。可以将控制电路102中的模式确定逻辑 IM配置为根据这些方案的任何一个或等效替换方案进行操作。备用输出转换器112和输出转换器118通常将采取开关DC-DC转换器的形式，并且可以以常规方式来控制。如所示，功率因数修正电路126被连接在节点108处的整流电路104与储能元件 110之间。功率因数修正电路1 可以是任何种类的有源功率因数修正系统，并且通常将采取升压、降压、升压-降压或其它众所周知的DC-DC转换器的形式。同样如所示，将旁路电路128与功率因数修正电路126并联地相连接。控制电路122能够借助于控制信号130 来启用或禁用功率因数修正电路126。当功率因数修正电路1 可操作时，可以禁用旁路电路128，使得由功率因数修正电路1 的输出来驱动节点114处的DC电压水平。但是当功率因数修正电路126被禁用时，可以启用旁路电路128，使得由整流电路104的输出来驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：D汉弗莱，MA贝马特，DP莫尔，
申请(专利权)人：D汉弗莱，MA贝马特，DP莫尔，
类型：发明
国别省市：
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