公开了电源系统（10）和方法（150）。系统（10）包括功率转换器（16），用于基于从AC电源电压生成的输入电压来向负载（12）提供输出电压。系统（10）还包括功率监视器（16），用于监视负载（12）。系统（10）还包括滤波器级（14），用于对功率转换器（16）从AC电源电压生成的高频电流动态滤波以基本最大化与电源系统（10）相关联的功率因数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有动态滤波的电源系统
技术介绍
功率转换器可以实现在多种电子设备中以将输入电压转换成输出电压。作为示例，一些功率转换器可以被配置为将诸如从公用电力提供的交流(AC)电压转换成诸如直流(DC)电压的另一电压。可以典型地要求电磁干扰(EMI)滤波器满足国际指南，该国际指南用于通过输入电源软线(line cord)输出的高频的注入。这些滤波器通常是无源元件，其对于输入电源可以是恒定负载。【附图说明】图1示出了电源系统的示例。图2示出了 EMI滤波器级的示例。图3示出了电源系统的另一示例。图4示出了用于在电源系统中动态提供EMI滤波的方法的示例。【具体实施方式】图1示出了电源系统10的示例。例如，电源系统10可以实现在诸如计算机或服务器系统的多种电子设备的任何一种中。电源系统10可以被配置为从交流(AC)电源向负载12提供功率，该交流电源在图1的示例中展示为AC电源电压\c。电源系统10还包括滤波器级14，其对在来自电源电压\c的输入电压Vin处生成的高频电流进行滤波。作为示例，滤波器级14可以实现为EMI滤波器级，其包括一个或多个诸如电容器的无源滤波器部件的集合，该集合可以被配置为满足满负载条件期间的规范，诸如国际噪声规范。如本文所使用的，满负载条件可以对应于超过诸如根据预定规范的预定阈值的重负载条件。滤波器级14还可以包括整流器，使得输入电压Vin可以是直流(DC)电压。电源系统10还包括功率转换器16,其被配置为基于输入电压Vin来生成输出电压VoUT。因此提供输出电压Votjt以向负载12供电。作为示例，功率转换器16可以被配置为多种功率转换器类型中的任何一种，诸如降压转换器、升压转换器、降压/升压转换器或谐振功率转换器。功率转换器16因此可以实现为开关转换器以响应于一个或多个电源开关的激活而生成输出电压Vtot。例如，这些开关可以被配置为金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)，其提供流过电感器的电流以生成输出电压VOTT。功率转换器16可以采用其他类型的开关设备。作为另一示例，功率转换器16可以被配置为功率因数修正(PFC)功率转换器，其被配置为调节输出电压Vott以及与输入电压Vin相关联的输入电流。负载12可以实现为单独的DC/DC转换器，其被配置为基于输出电压Vott来进一步调节提供给多种电子部件中的任何一种的电压。负载可以实现为其他类型的电路。因为从AC电源提供电源电压Vac，所以无源部件(例如，电容器)可以吸取基本恒定的电流。该恒定电流可以成为进入滤波器级14的总均方根(RMS)电流的重要贡献者。如本文所使用的，功率因数可以被计算为递送的总功率与RMS电压和RMS电流的乘积之比。因此，当对于功率的相同量值RMS电流减少时，功率因数增加。然而，在轻负载条件期间，电源系统10的功率因数可能基于恒定电流对总RMS电流的贡献而大大减小。结果，滤波器级14可以被配置为基于负载12要求的功率来动态调整其对来自电源电压\c的输入电压Vin中的高频电流的滤波。在图1的示例中，电源系统10包括功率监视器18，其被配置为监视电源系统10的诸如用于量化负载12的功率。尽管图1的示例展示功率监视器18耦合到输出电压Vtot，但是应当理解，功率监视器18可以耦合到电源系统10的一个或多个其他部分以获得电源系统10的功率以供在量化负载特性中使用。功率监视器18向控制器20提供功率指示信号PWR。作为示例，功率指示信号可以是具有与功率成比例的量值的电压信号，其量化负载特性。控制器20可以被配置为基于功率指示信号PWR来量化负载12 (例如，功耗水平)。例如，控制器20可以确定电源系统10正在满负载条件、轻负载条件还是在其间某处操作。作为示例，控制器20可以将指示(例如，得自功率指示信号PWR的)负载特性的值与最大额定负载或与一个或多个阈值进行比较，以确定电源系统10正在满负载条件还是在轻负载条件中操作。因此，控制器20可以被配置为基于功率指示信号PWR经由一个或多个开关信号SW来动态控制滤波器级14对至电源电压\c的高频电流的滤波，功率指示信号PWR对应于负载的量值。即，控制器可以依赖于电源系统10正在满或重负载条件还是在轻负载条件中操作来动态控制滤波器级14。在图1的示例中，滤波器级14包括可以与滤波器级14的无源滤波器部件(例如，电容器)串联布置的一个或多个开关22。控制器20因此可以在满或重负载操作条件中激活一个或多个开关22以提供开关信号SW来将无源滤波器部件耦合到滤波器级14。可替代地，控制器20可以在轻负载操作条件中提供开关信号SW来选择性地解激活一个或多个开关22以将无源滤波器部件从滤波器级14解耦合。作为示例，控制器20可以被编程(例如，包括存储在存储器中的机器可读指令或采用嵌入的逻辑)为在功率指示信号PWR指示的各个负载量值处标识一个或多个开关22中的哪些可以被解激活来解耦合无源滤波器部件，以维持符合关于至电源电压Vac的高频分量的滤波的规范要求。以该方式，所标识的一个或多个开关22的解激活可以导致电源系统10的功率因数在轻负载条件期间增加。因此，电源系统10可以被配置为在轻负载操作条件期间以优化的功率因数向负载12提供足够的功率，而仍然符合关于从功率转换器16至电源电压\c的高频电流的EMI滤波的规范要求。图2示出了 EMI滤波器级50的示例。EMI滤波器级50可以对应于图1的示例中的滤波器级14。因此，为了附加的上下文，在图2的示例中可以做出对图1的示例的参考。EMI滤波器级50包括数量为N的多个电容器和对应的数量为N的多个开关，在图2的示例中分别展示为C1至Cn和S1至SN。作为示例，开关S1至Sn可以被配置为多种场效应晶体管(FET)中的任何一种。电容器C1至Cn中的每一个与开关S1至Sn中的相应一个串联布置，串联连接中的每一个通过电感器相分离，电感器在图2的示例中展示为L1至LN_lt)EMI滤波器级50还包括将电容器C1和开关S1的分支与电容器C2和开关S2的分支相分离的电感器LK。因此，EMI滤波器级50包括可以提供对电源电压Vac的EMI滤波的多个无源电路部件，电源电压\c被供应到EMI滤波器级50的输入。尽管图2的示例展示电容器C1至Cn的数量等于各个开关S1至Sn的数量，但是应当理解，EMI滤波器级50可以包括更少的开关。此外，在图2的示例中，EMI滤波器级50还包括整流器52，其被配置为对电源电压Vac整流以生成作为对应的DC电压的输入电压VIN。图1的示例中的控制器20可以被配置为诸如基于功率指示信号PWR所指示的负载12的量值来经由各个开关信号SW1至SWn来激活和解激活开关S1至SN。结果，控制器20可以选择性地将各个电容器C1至Cn与EMI滤波器级50耦合和解耦合。如本文所描述的，当激活(即，闭合)相应的开关Sx时，给定电容器Cx耦合到EMI滤波器级50，使得而给定电容器Cx向EMI滤波器级50提供电容以对电源电压Vac的滤波做贡献。因此，类似地，当解激活(即，断开)相应的开关Sx时，给定电容器Cx从EMI滤波器级50解耦合，使得给定电容器Cx不向EMI滤波器级50提供电容并因此不对针对电源电压VA。的滤波做贡献。EMI滤波器级50可以被设计为诸如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源系统（10），包括：功率转换器（16），用于基于从AC电源电压生成的输入电压来向负载（12）提供输出电压；功率监视器（18），用于监视负载（12）的条件；以及滤波器级（14），用于对功率转换器（16）基于负载（12）的条件从AC电源电压生成的高频电流动态滤波以基本上最大化与电源系统（10）相关联的功率因数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电源系统(10),包括: 功率转换器(16),用于基于从AC电源电压生成的输入电压来向负载(12)提供输出电压； 功率监视器(18)，用于监视负载(12)的条件；以及 滤波器级(14)，用于对功率转换器(16)基于负载(12)的条件从AC电源电压生成的高频电流动态滤波以基本上最大化与电源系统(10)相关联的功率因数。2.如权利要求1所述的系统，还包括控制器(20)，用于从功率监视器(18)接收指示负载(12)的负载信号，并基于负载(12)和基于规范来控制滤波器级(14)的电容。3.如权利要求2所述的系统，其中，滤波器级(14)包括电磁干扰滤波器(EMI)滤波器级(14)，EMI滤波器级(14)包括串联耦合的开关(22)和电容器，控制器(20)响应于轻负载条件而经由开关(22)解耦合EMI滤波器电容器。4.如权利要求2所述的系统，其中，滤波器级(14)包括串联耦合到相应多个电容器的多个开关(22)，控制器(20)用于基于负载(12)经由相应多个开关(22)来选择性地解耦合多个电容器。5.如权利要求4所述的系统，其中，多个电容器中的每一个具有独特的电容值。6.如权利要求4所述的系统，其中，输入电压是DC电压，并且其中，滤波器级(14)包括用于将AC电源电压转换成DC输入电压的整流器(52)。7.如权利要求6所述的系统,其中，多个开关(22)和多个电容器的第一部分被布置在整流器(52)的输入处，并且多个开关(22)和多个电容器的第二部分被布置在整流器(52)的输出处。8.如权利要求1所述的系统，其中，功率转换器(16)被配置作为功率因数修正功率转换器(104)。9.一种电源系统(10),包括: 功率转换器(16),用于基于从AC电源电压生成的输入电压来向负载(...
【专利技术属性】
技术研发人员：D亨夫里，MA贝马特，M特雷西，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：
国别省市：
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