用于补偿电源内电压不平衡的设备及方法技术

本发明专利技术提供用于补偿电源内电压不平衡的示例设备和方法。在一个示例中，一种设备包括：多个变压器，串联耦接且具有耦接在一起的各自的输出，并且所述多个变压器配置为接收输入电压。所述多个变压器的变压器配置为接收电容电压作为所述输入电压。所述设备还包括：控制模块，配置为接收所述输入电压作为所述多个变压器中的每一个的输入以及包括所述串联变压器的输出的反馈信号，并且所述控制模块配置为控制所述多个变压器中的每一个的开关设备以控制所述多个变压器的操作，从而补偿穿过所述电容器的所述电压的电压不平衡。本发明专利技术提供的用于补偿电源内电压不平衡的示例设备和方法，能够获得期望的输出电压以及补偿电容电压的电压不平衡。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种补偿电压的设备，尤其涉及一种补偿电源内电压不平衡的设备及方法。
技术介绍
可以执行电子设备的微处理器控制以有效的使用供电。操作设备的示例线路（line）利用开关电源的某种形式将电力控制传递到负载电路。通常，开关电源为包含开关调节器以有效地转换电功率的电子电源。类似其他电源，开关电源将电力从电源传输到负载，同时转换电压和电流特性。典型地，开关电源用于有效地提供调节后（regulated）的输出电压，通常在不同于输入电压的等级。在示例中，开关电源包括在饱和状态（完全接通）与截止（完全断开）状态之间切换的功率晶体管，该功率晶体管具有其平均值为期望的输出电压的可变占空比。可以通过改变功率晶体管的通断时间比来实现电压调节。高功率转换效率是开关模式电源的优势。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，在一个示例中，提供一种设备，所述设备包括：多个变压器，串联耦接，且各自的输出耦接在一起，并且所述多个变压器配置为接收电容电压作为输入电压。所述设备还包括：控制模块，配置为接收所述输入电压和反馈信号，所述输入电压作为所述多个变压器中的每一个的输入，所述反馈信号包括一系列变压器的输出，并且所述控制模块配置为控制所述多个变压器中的每一个的开关设备以控制所述多个变压器的操作，从而补偿所述电容电压的电压不平衡。在另一个示例中，提供一种设备，所述设备包括：第一变压器，配置为接收第一输入电压；第二变压器，与所述第一变压器串联耦接且具有与所述第一变压器的输出耦接在一起的输出。所述第二变压器配置为接收电容电压作为第二输入电压，并且所述电容电压包括电容器两端的所述第一输入电压。所述设备还包括：控制模块，配置为接收所述第一输入电压、所述第二输入电压和包括一系列变压器的输出的反馈信号，并且所述控制模块配置为控制所述第一变压器和所述第二变压器的开关设备以控制所述第一变压器和所述第二变压器的操作，从而获得期望的输出电压以及补偿所述电容电压的电压不平衡。在另一个示例中，提供一种方法，所述方法包括：将第一输入电压提供至第一变压器；以及将电容电压作为第二输入电压提供至与所述第一变压器串联耦接的第二变压器。所述第二变压器配置为具有与所述第一变压器的输出耦接在一起的输出。所述方法还包括：基于所述第一输入电压、所述第二输入电压和包括一系列变压器的输出的反馈信号，控制所述第一变压器和所述第二变压器的开关设备以控制所述第一变压器和所述第二变压器的操作，从而获得所述期望的输出以及补偿所述电容电压的电压不平衡。本专利技术提供的用于补偿电源内电压不平衡的示例设备和方法，能够获得期望的输出电压以及补偿电容电压的电压不平衡。前述
技术实现思路
只是示意性的，并不意欲以任何方式构成限制。除了以上描述的示意性方案、实施例和特征之外，通过参照附图和以下的详细描述，其他方案、实施例和特征将变得明显。附图说明图1示出用于供电的示例系统。图2是用于供电的示例系统的示意图。图3是图2中的PWM控制器的示例输出的点列图（plot diagram）。图4是用于供电的另一个示例系统的示意图。图5是示例PWM控制器电路的示意图。图6是用于补偿电源内电压不平衡的示例方法的流程图。具体实施方式在以下的详细描述中，参照构成其一部分的附图。在附图中，除非文中另有说明，相似的标号典型地指代相似的部件。在详细描述中描述的示例性实施例、附图以及权利要求书并不是为了限制。在不脱离本文列出主题的构思或范围的情况下，也可以采用其他实施例，并且可以进行其他变化。应当容易理解，可以对本文大致描述以及在图中示出的本公开内容的方案以多种不同配置来进行布置、替换、组合、分离以及设计，所有的这些均是本文清楚预期的。现在参照附图，图1示出用于供电的示例系统100。该系统100包括：电源102，包括电压转换器104和脉冲宽度调制（PWM）控制器106；以及可选的处理器108。操作设备的线路可利用开关电源的某种形式将电力控制传递到负载电路。例如，系统100可以配置为通过平均值为期望的输出电压的可变占空比将电力在饱和状态（完全接通）与截止（完全断开）状态之间快速地切换。电压转换器104可以接收输入电压（Vin），并且基于来自PWM控制器106的信号，电压转换器104可将输入电压转换为期望的输出电压（Vout）。电压转换器104可包括串联耦接的一个或多个变压器和控制变压器操作的每个变压器的开关。PWM控制器106也可以接收输入电压（Vin），并且产生脉冲的占空比以控制电压转换器104的操作作为负载变化所需的电力。在另一个示例中，除了脉冲宽度调制之外的方法（例如像固定脉冲宽度（导通时间）变频控制或可变脉冲宽度（导通时间）变频控制等的变频控制）可以用于控制电压转换器104的占空比。例如，PWM控制器106可采用处理器的形式，并且可以在电源102内部。在一些示例中，系统100还包括处理器108，其可以配置为将其他信息提供至PWM控制器106以控制电源102的操作。可选择地，处理器108可包含PWM控制器106（可以被去除）的功能，以及电源102可包括耦接至处理器108的电压转换器104，该处理器108为与电源102的分离的组件。系统100可以配置为作为堆叠的反激（flyback）电压转换器进行操作，其中可以通过控制电压转换器104的组件的操作来输出多个电压。例如，使得电压转换器104内其他变压器、二极管和电容器的每个输出能够导致不同的电压输出。图2是用于供电的实例系统200的示意图。系统200可采用电源的形式，例如图1所示的电源102。系统200包括：第一变压器202，耦接至开关设备204；以及第二变压器206，耦接至开关设备208。第一变压器202串联耦接至第二变压器206，并且操作开关设备204和208以控制第一变压器202和第二变压器206的操作。系统200还包括将控制信号提供至开关设备204和208的PWM控制器210。在一个示例中，第一变压器202和第二变压器206中的每一个包括初级绕组、芯（core）和次级绕组。初级绕组具有第一端和第二端，而次级绕组也具有第一端和第二端。可以使用各自的开关设备204和208来操作第一变压器202和第二变压器206中的每一个。因此，系统200包括多个磁性元件，所述多个磁性元件中的每一个具有磁芯和初级线圈。此外，第一变压器202和第二变压器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：多个变压器，串联耦接，并且各自的输出耦接在一起，其中所述多个变压器配置为接收电容电压作为输入电压；以及控制模块，配置为接收所述输入电压和反馈信号，所述输入电压作为所述多个变压器中的每一个的输入，所述反馈信号包括一系列变压器的输出，其中所述控制模块配置为控制所述多个变压器中的每一个的开关设备以控制所述多个变压器的操作，从而获得期望的输出电压以及补偿所述电容电压的电压不平衡。

【技术特征摘要】
2013.03.13 US 61/779,8351.一种设备，包括：
多个变压器，串联耦接，并且各自的输出耦接在一起，其中所述多个变
压器配置为接收电容电压作为输入电压；以及
控制模块，配置为接收所述输入电压和反馈信号，所述输入电压作为所
述多个变压器中的每一个的输入，所述反馈信号包括一系列变压器的输出，
其中所述控制模块配置为控制所述多个变压器中的每一个的开关设备以控
制所述多个变压器的操作，从而获得期望的输出电压以及补偿所述电容电压
的电压不平衡。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制模块配置为控制所述多个
变压器的操作，以使所述电容电压大约在正电压输入与负电压输入之间的中
心。
3.根据权利要求1所述的设备，其中基于增加到高于阈值的电容电压，
所述控制模块配置为控制所述多个变压器的操作以使所述电容器消耗能量，
从而补偿所述电容电压的所述电压不平衡。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制模块为数字处理器，配置
为执行控制所述多个变压器中的每一个的开关设备的功能以控制所述多个
变压器的操作，从而补偿所述电容电压的所述电压不平衡。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制模块包括：
占空比生成模块，配置为接收表示所述多个变压器的期望输出电压的参
考信号和所述反馈信号，其中所述占空比生成模块配置为输出占空比信号以
控制所述多个变压器中的每一个的所述开关设备；以及
电压共享模块，配置为接收所述电容电压和中心电压，所述中心电压基
于大约在正电压输入与负电压输入之间的中心的电压，其中所述电压共享模
块配置为提供表示识别所述电容电压的所述电压不平衡的输出，
其中所述控制模块配置为接收所述占空比信号和来自所述电压共享模
块的输出，并提供脉冲宽度调制信号以驱动所述多个变压器中的每一个的所
述开关设备。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制模块配置为将脉冲宽度调
制输出信号提供至所述多个变压器中每一个的所述开关设备中的每一个，以

\t控制所述多个变压器的操作。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个变压器配置为接收正输入
电压和负输入电压，并且其中所述控制模块配置为控制所述多个变压器中的
每一个的开关设备，以使所述电容电压大约在所述正输入电压与所述负输入
电压之间的中心。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个变压器包括第一变压器和
第二变压器，并且其中基于存在所述电压不平衡，所述控制模块配置为使所
述第一变压器和所述第二变压器之一继续保持运行以补偿偏离。
9.一种设备，包括：
第一变压器，配置为接收第一输入电压；
第二变压器，与所述第一变压器串联耦接且具有与所述第一变压器的输
出耦接在一起的输出，其中所述第二变压器配置为接收电容电压作为第二输
入电压，其中所述电容电压包括电容器两端的所述第一输入电压；以及
控制模块，配置为接收所述第一输入电压、所述第二输入电压和包括一
系列变压器的输出的反馈信号，其中所述控制模块配置为控制所述第一变压
器和所述第二变压器的开关设备以控制所述第一变...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·阿瑟·史考特，格伦·爱德华·威尔森，
申请(专利权)人：阿斯科动力科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US