專利名稱：使來自兩個電源的功率均等的系統(tǒng)和方法
技術領域：
一般地說本發(fā)明涉及給負載輸送功率的系統(tǒng)，更具體地說涉及應用許多電源的系統(tǒng)，其中從電源輸送的功率均等。
背景描述人們已經將兩個電源連接在一起來給公共的負載供電。附

圖1所示為給負載輸送功率的已有的系統(tǒng)10的方塊圖。在附圖1中所示的系統(tǒng)1包括彼此并聯(lián)在一起的第一和第二電源11和12。電源11和12應用第一和第二反饋網絡13和14以調節(jié)通過電源11和12輸送到負載16的電壓。每個電源11和12還包括相應的電流感測裝置17和18以監(jiān)測通過電源輸送到負載16的電流。每個電流感測裝置17和18產生表示通過相關的電源11和12輸送到負載16的電流的電壓。通過放大器15比較通過電流感測裝置17和18所產生的電壓，該放大器15提供表示在通過電源11和12輸送到負載16的電流之間的差值的誤差電壓。將這個誤差電壓輸送到反饋網絡13和14以使通過電源11和12輸送到負載16的電流基本均等。因此，兩個電源11和12輸出的功率均等。
附圖2所示為在附圖1中所示的已有的系統(tǒng)的具體實施例。電源11和12彼此并聯(lián)以給負載16提供功率。通過放大器U1將電源11的輸出電壓與第一參考電壓VREF1進行比較，將所得的誤差電壓輸送到第一電源11的控制端以調節(jié)它的輸出電壓。類似地，通過放大器U2將電源12的輸出電壓與第二參考電壓VREF2進行比較，將所得的誤差電壓輸送到第二電源12的控制端以調節(jié)它的輸出電壓。感測電阻R1和與它相連的放大器U3提供表示通過第一電源11輸送給負載16的電流的第一電流感測電壓，感測電阻R2和與它相連的放大器U4提供表示通過第二電源12輸送給負載16的電流的第二電流感測電壓。通過放大器U5比較第一和第二電流感測電壓，該放大器U5提供表示在通過電源11和12中每個電源輸送到負載16的電流之間的差值的誤差電壓。將來自放大器U5的誤差電壓反饋到反饋網絡13和14以使通過電源11和12中每個電源輸送到負載16的電流均等。在反饋到反饋網絡14之前通過反相器N1使放大器U5的誤差電壓反相。
在附圖1和2中所示的已有的系統(tǒng)能夠很好地使通過電源11和12中的每個電源輸送到負載16的電流(以及功率)均等。然而，應用感測電阻R1和R2和與他們相連的電路來感測輸送到負載16的電流不好，因為它增加了部件數量以及系統(tǒng)的尺寸并降低了該系統(tǒng)的效率。
大家所公知的是，為給負載提供功率要消除系統(tǒng)所引起的輸入波紋電流。通過將兩個電源并聯(lián)以及給兩個電源提供180°異相的開關頻率來實現(xiàn)消除輸入波紋電流是在本領域中所公知的。在附圖3中所示的已有的系統(tǒng)20以這種方式實現(xiàn)了消除輸入波紋電流。系統(tǒng)20包括第一升壓型功率變換器21(第一電源)，該第一升壓型功率變換器21包括PWM控制器22、FET功率開關M1、電感L1、整流器D1和濾波電容器C1。功率變換器21以公知的方式運行，在此不作進一步描述。通過反饋網絡27和PWM控制器22調節(jié)通過第一功率變換器21輸送到負載26的功率，將PWM控制器22的輸出耦合到FET功率開關M1的柵電極。通過反饋網絡27的電阻R3和R4所形成的分壓器對第一功率變換器21的輸出電壓進行分壓并在放大器U6中將所分的輸出電壓與參考電壓VREF3進行比較。然后將來自放大器U6的輸出電壓連接到PWM控制器22的控制輸入以調節(jié)功率開關M1的接通的時間。
系統(tǒng)20進一步還包括第二升壓型功率變換器23(第二電源)，該第二升壓型功率變換器23包括PWM控制器24、FET功率開關M2、電感L2、整流器D2和濾波電容器C2。功率變換器23以公知的方式運行，在此不作進一步描述。通過反饋網絡27和PWM控制器24調節(jié)通過第二功率變換器23輸送到負載26的功率，將PWM控制器24的輸出耦合到FET功率開關M2的柵電極。還將來自放大器U6的輸出電壓連接到PWM控制器24的控制輸入以調節(jié)功率開關M2的接通的時間。
正如大家所熟悉，流經分別在功率變換器21和23中的電感器L1和L2的電流的波形為三角波形。固定頻率的振蕩器25直接連接到PWM控制器22的時鐘輸入端并通過反相器N2連接到PWM控制器24的時鐘輸入端以給PWM控制器22和24提供180°異相的時鐘波形。結果，電感器L1和L2的三角電流波形180°異相。因此，消除了輸入電流的三角形分量，僅留下輸入電流的DC分量。附圖3所示的電路并沒有解決到負載26的電流或功率的均衡化的問題。
1988年10月18日授予給White的題為“SWITH MODE POWERSUPPLY WITH REDUCED NOISE”的美國專利US4,779,184(’184專利)描述了一種控制給公共負載輸送功率的兩個開關模式電源的相位和占空比以提供基本沒有自由諧波的輸出電壓的鎖相環(huán)。鎖相環(huán)在兩個電源的驅動信號之間保持所需的相移。由以固定頻率振蕩的振蕩器提供該電源中的一個電源的驅動信號。通過壓控振蕩器提供另一電源的驅動信號，該壓控振蕩器以該固定振蕩器的頻率振蕩。在’184專利中所描述的電源是固定頻率電源?！?84專利并不能使電源所輸送的負載電流或功率實質均等或消除該系統(tǒng)所產生的輸入電流的波紋分量。
1992年1月7日授予給Vinciarelli的題為“ENHANCEMENT-MODEZERO-CURRENT SWITCHING CONVERTER”的美國專利US5,079,686(’686專利)描述了一種具有將其輸出連接在一起以給負載輸送功率的增強模式功率變換器。每個功率變換器具有相關的調整點電壓，功率變換器同步到具有最高的調整點電壓由此具有最高功率輸出的功率變換器的工作頻率。通過同步總線將同步信息輸送到功率變換器?！?86專利公開了一種通過總線輸送設定點電壓的復型系統(tǒng)以實現(xiàn)它的功率變換器的頻率同步以及功率均等。但沒有公開相位檢測?！?86專利并沒有解決該系統(tǒng)所產生的輸入電流的輸入波紋分量的消除。然而，在’686專利中所公開的系統(tǒng)中所使用的功率變換器僅限于在他們的開關頻率和他們給負載輸送的功率之間具有線性關系的功率變換器。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及應用許多電源給負載供電的系統(tǒng)和方法，其中來自許多電源的功率均等?？梢圆⒙?lián)連接電源并使來自各電源的電流均等或可以串聯(lián)電源使各電源的電壓均等。
本發(fā)明可以應用可變頻率電源并可以應用在通過每個電源所輸送的功率和該電源的開關頻率之間的關系是線性或非線性和正向或反向的電源。
本發(fā)明試圖應用相位檢測來鎖定電源的開關頻率以避免使用笨重且效率低的部件比如在電流檢測中所使用的感測電阻。
在某些應用中，例如在開關模式功率源的功率因素校正前端中，需要提供一種具有如下特征的給負載供電的系統(tǒng)在輸入電壓波形的整個范圍上以較好的電流分配的電源的可變頻率操作，以及較好地消除輸入電流波紋。
理想的是具有給應用可變頻率電源的負載輸送功率的系統(tǒng)，該可變頻率電源在開關頻率的范圍上提供功率。為了形成一種最簡單且成本最低的這種系統(tǒng)，理想的這種系統(tǒng)應用相位檢測以將可變頻率電源的開關頻率鎖定在一起以自動地使由該電源提供給負載的電流(以及功率)基本均等，并消除該系統(tǒng)所引起的輸入電流的波紋分量。
本發(fā)明涉及應用可變頻率電源給負載提供功率的系統(tǒng)和方法。為自動地使由每個可變頻率電源輸送給負載的電流基本均等并消除該系統(tǒng)所引起的輸入電流的波紋分量，該系統(tǒng)和方法應用相位檢測。
根據本發(fā)明的特征，給負載提供功率的系統(tǒng)包括給負載提供功率的第一和第二電源。在他們相應的可變開關頻率和輸送給負載的功率之間該電源具有類似的關系。相位檢測裝置分別彼此鎖定第一和第二電源的第一和第二開關頻率以使由每個電源給負載提供的功率基本均等。
根據本發(fā)明的另一特征，給功率源提供功率因素校正的系統(tǒng)包括給功率源提供輸入功率的第一和第二電源。在每個電源所輸送的功率和它的開關頻率之間具有某一關系。該關系為線性或非線性以及正向或反向，第一和第二電源具有類似的這種關系。相位檢測裝置分別彼此鎖定第一和第二電源的第一和第二開關頻率以使通過每個電源給該功率源輸送的輸入功率基本均等。
根據本發(fā)明的另一特征，通過選擇在其相應的可變開關頻率和他們輸送給負載的功率之間具有類似的關系的第一和第二電源來將功率輸送給負載。分別改變第一和第二電源的第一和第二開關頻率。應用相位檢測彼此鎖定開關頻率以使通過每個電源給負載輸送的功率基本均等。
根據本發(fā)明的另一特征，通過選擇在其相應的可變開關頻率和他們輸送給功率源輸入功率之間具有類似的關系的第一和第二電源來將功率因素校正輸送給功率源。設定第一或第二電源的相應的第一或和第二開關頻率中的一個。在每個電源所輸送的功率和它的開關頻率之間具有某一關系，這些關系為線性或非線性以及正向或反向。應用相位檢測裝置彼此鎖定開關頻率以使通過每個電源給該功率源輸送的輸入功率基本均等。
結合附圖通過下文的詳細描述本發(fā)明的上述和其它特征、方面和優(yōu)點將會清楚，在附圖中類似的標號表示相同的部件。
附圖概述附圖1所示為給負載輸送功率的已有的系統(tǒng)的方塊圖。
附圖2所示為在附圖1中所示的已有系統(tǒng)的示意圖。
附圖3所示為給負載提供功率的另一已有系統(tǒng)的方塊圖。
附圖4和5所示為根據本發(fā)明的特征給負載提供功率的系統(tǒng)的方塊圖。
附圖6和7所示在附圖4中所示的本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖。
附圖8是示出在此所描述的本發(fā)明的系統(tǒng)的一個特征的方塊示意圖。
附圖9所示為在此所描述的本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的方塊示意圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述附圖4所示為根據本發(fā)明給負載6提供功率的系統(tǒng)30的方塊圖。系統(tǒng)30包括第一和第二電源31和32，第一和第二電源31和32在其輸入端連接在一起并給相同的負載36提供電源。電源31和32中的每個電源是可變頻率電源，該可變頻率電源在其開關頻率和輸送到負載的功率之間具有一定的關系。例如，每個電源31和32在其開關頻率和輸送到負載的功率之間的關系可以是線性或非線性。同時，每個電源在其開關頻率和輸送到負載的功率之間的關系也可以是正向的以使功率和開關頻率同向增加或減小或反向的以使功率和開關頻率反向改變。系統(tǒng)30的電源31和32在其開關頻率和他們輸送到負載36的功率之間具有類似的關系。第一和第二電源31和32可以彼此并聯(lián)連接(如附圖4所示)或彼此串聯(lián)連接(如附圖5所示)。為簡潔起見，本發(fā)明的描述將主要參考在附圖4中所示的并聯(lián)實施例進行描述。
參考附圖4，該系統(tǒng)進一步包括分別與第一和第二電源31和32相連接的反饋網絡33和34。第一反饋網絡33將第一電源31的輸出電壓的一部分連接到第一電源31的控制端CTRL以改變第一電源31的第一開關頻率fsw1，由此調節(jié)通過第一電源31輸送給負載36的功率。類似地，第二反饋網絡34將第二電源32的輸出電壓的一部分連接到第二電源32的控制端CTRL以改變第二電源32的第二開關頻率fsw2，由此調節(jié)通過第二電源32輸送給負載36的功率。
根據本發(fā)明的一個特征，相位檢測裝置35可以是任何常規(guī)的相位檢測器，它提供表示在第一電源31的第一開關頻率fsw1和第二電源32的第二開關頻率fsw2之差的誤差信號。第一開關頻率fsw1從第一電源31的一個端子連接并施加到相位檢測裝置35的一個輸入端。類似地，第二開關頻率fsw2從第二電源32的一個端子連接并施加到相位檢測裝置35的另一輸入端。由相位檢測裝置35所提供的誤差信號耦合到反饋網絡33和34。結果第一和第二開關頻率fsw1和fsw2彼此鎖定。
此外，因為第一和第二電源31和32在它們的開關頻率和它們輸送給負載的功率之間的類似的關系，由第一電源31輸送給負載36的功率基本等于由第二電源32輸送給負載36的功率。在附圖4中所示的本發(fā)明的實施例中，通過第一和第二電源31和32輸送給負載36的功率基本均等意味著通過電源31和32中的每個電源輸送給負載36的電流基本相等，因為電源31和32彼此并聯(lián)，因此，將相同的電壓施加給負載36。在附圖5所示的本發(fā)明的實施例中，通過第一和第二電源31和32施加給負載36的功率的基本均等意味著通過電源31和32中的每個電源施加到負載36的電壓基本相等，因為電源31和32彼此串聯(lián)，由此將相同的電流輸送給負載36。
附圖6所示為附圖4的本發(fā)明的系統(tǒng)30的示意圖，其中該電源為功率變換器。系統(tǒng)30包括第一和第二可變頻率功率變換器37和38、放大器U7和U8、相位檢測器35和變換器N3。功率變換器37和38彼此并聯(lián)以給負載36提供DC功率。放大器U7提供表示在由第一功率變換器37所提供的輸出電壓和參考電壓VREF4之間的差值的反饋電壓以調節(jié)通過第一功率變換器37施加給負載的電壓。在第二功率變換器37的VCO-IN端上將由放大器U7所提供的反饋電壓施加到壓控振蕩器以控制第一功率變換器37的開關頻率以及所施加的功率。相位檢測器35和第一功率變換器37的壓控振蕩器一起包括鎖相環(huán)。這個鎖相環(huán)的帶寬大于或等于由放大器U7從第一功率變換器37的輸出提供到VCO-IN端的反饋環(huán)的帶寬。
類似地，放大器U8提供表示在由第二功率變換器38所提供的輸出電壓和參考電壓VREF5之差的反饋電壓以調節(jié)通過第二功率變換器38施加給負載的電壓。在第二功率變換器38的VCO-IN端上將由放大器U8所提供的反饋電壓施加到壓控振蕩器以控制第二功率變換器38的開關頻率以及所施加的功率。相位檢測器35和第二功率變換器38的壓控振蕩器一起包括鎖相環(huán)。這個鎖相環(huán)的帶寬大于或等于由放大器U8從第二功率變換器38的輸出提供到VCO-IN端的反饋環(huán)的帶寬。
在相應的功率變換器37和38的VCO-OUT端上可得到第一和第二功率變換器37和38的相應的第一和第二開關頻率fsw1和fsw2，并作為輸入耦合到相位檢測裝置35。在通過功率變換器36和37輸送到負載的輸出功率中的任何差值都將導致在第一和第二開關頻率fsw1和fsw2中產生差值，這差值在相位檢測裝置35的輸入上使在第一和第二開關頻率fsw1和fsw2之間的相位連續(xù)變化。相位檢測裝置35提供誤差電壓，該誤差電壓是在它的輸入上的信號的相位差值的函數。因此，相位檢測裝置35檢測在它的輸入端上的第一和第二開關頻率fsw1和fsw2之間的差值，并提供該誤差電壓以與第一和第二功率變換器37和38的第一和第二開關頻率fsw1和fsw2鎖定在一起，該誤差電壓是由放大器U7和U8所提供的電壓之和，由此通過功率變換器37和38中的每個功率變換器提供給負載的功率基本相等。在將來自相位檢測裝置35的誤差電壓與放大器U8的輸出電壓進行求和之前通過反相器N3對來自相位檢測裝置35的誤差電壓進行反相。此外，因為功率變換器37和38都并聯(lián)在一起，并在它們相應的開關頻率和它們所提供給負載36的功率之間具有類似的關系，通過相位檢測裝置35的操作使由功率變換器37和38中每個功率變換器提供給負載36的電流基本相等。
在此描述本發(fā)明的系統(tǒng)30的變型實施例，如附圖7所示，將由相位檢測裝置35所產生的誤差信號僅施加到第一功率變換器37。通過電阻R5將來自相位檢測裝置35的誤差電壓連接到放大器U9的非倒相輸入端。結果，第一功率變換器37的第一開關頻率fsw1鎖定到第二功率變換器38的第二開關頻率fsw2。因此相對于“主”第二功率變換器38，第一功率變換器37處于“從”的關系。很顯然，對于本領域的普通技術人員來說，可替換的是可以將第二功率變換器38的第二開關頻率fsw2鎖定到第一功率變換器37的第一開關頻率fsw1，以使相對于“主”第一功率變換器37第二功率變換器38處于“從”的關系。
附圖8所示為在此要描述的本發(fā)明的系統(tǒng)的進一步的特征的方塊示意圖。給負載46輸送功率的系統(tǒng)40包括第一電源41，該第一電源41包括可變頻率控制器42和與它相連的第一功率級48。通過反饋網絡47和第一可變頻率控制器42調節(jié)由第一電源41提供給負載46的功率。系統(tǒng)40進一步包括第二電源43，該第二電源43包括可變頻率控制器44和與它相連的第二功率級49。第二電源43和第一電源41并聯(lián)連接。通過反饋網絡47和第二可變頻率控制器44調節(jié)由第二電源43提供給負載46的功率。
每個電源41和43都是在其開關頻率和它輸送到負載的功率之間具有一定關系的可變頻率電源。例如，每個電源41和43在它的開關頻率和它輸送到負載的功率之間的關系為線性或非線性。同時，每個電源的在其開關頻率和它輸送到負載的功率之間的關系還可以是正向的以使功率和開關頻率在相同的方向增加或降低或反向的以使功率和開關頻率在相反的方向上變化。系統(tǒng)40的電源41和43在它們的相應的開關頻率和它們輸送給負載46的功率之間具有類似的關系。
根據本發(fā)明的一個特征，由在第一電源41中的第一可變頻率控制器42所提供的驅動波形還輸送給相位檢測裝置45的一個輸入端。在輸送給相位檢測裝置45的另一輸入端之前通過反相器N4使在第二電源43中通過第二可變頻率控制器44所提供的驅動波形反相。由相位檢測裝置45所提供的誤差信號表示在第一可變頻率控制器42的驅動波形和第二可變頻率控制器44的反相驅動波形之間的相位差，并將它與由反饋網絡47所提供的反饋電壓Vf進行求和以與由可變頻率控制器42和44所提供的驅動波形的頻率f1和f2鎖定的在一起，同時保持這兩個驅動波形彼此基本180°異相。
一旦將兩個驅動波形中的頻率f1和f1鎖定在一起，由電源41和43中的每個電源提供給負載46的功率基本相同，因為電源41和43在它們相應的開關頻率和它們輸送給負載46的功率之間具有類似的關系。通過電源41和43輸送到負載46的電流將基本相同，因為電源41和43并聯(lián)連接在一起。由于在兩個驅動波形之間的相位差，消除了由系統(tǒng)所引出的輸入電流的三角形分量，僅剩下輸入電流的DC分量。
在本優(yōu)選的實施例中，附圖8中的系統(tǒng)40優(yōu)選用于開關模式功率源的功率因素校正(PFC)前端。附圖9所示為用于功率因素校正的附圖8的系統(tǒng)的實施例。功率因素校正前端的目的是實現(xiàn)與AC輸入電壓VMAINs成比例的開關模式功率源的輸入電流。例如，如果AC輸入電壓VMAINS具有正弦波形，則功率因素校正前端產生也具有正弦波的波形的輸入電流。
在附圖9所示的優(yōu)選實施例中，負載56代表開關模式功率源。通過橋式整流器VR1對AC輸入電壓VMAINS進行整流以給第一和第二功率變換器51和53提供DC輸入電壓。在系統(tǒng)50中，如在所有的功率因素校正前端一樣，AC輸入電壓VMAINS的頻率低于第一和第二功率變換器51和53的開關頻率。第一和第二功率變換器51和53每個都應用升壓型DC-DC功率變換器，這種升壓型DC-DC功率變換器在其開關頻率和它輸送到負載的功率之間的關系是非線性且反向的。第一功率變換器51包括可變頻率PFC控制器52、電感器L3、FET功率開關M3、整流器D3和濾波電容器C3。第二功率變換器53包括可變頻率PFC控制器54、電感器L4、FET功率開關M4、整流器D4和濾波電容器C4。在本優(yōu)選實施例中，升壓型功率變換器51和53在傳輸連續(xù)模式和非連續(xù)模式的邊緣上運行，這需要功率變換器51和53都是可變頻率型。對于本領域的人員來說升壓型功率變換器51和53的運行是熟知的，因此在此不進一步描述。
分別給第一和第二功率變換器51和53提供頻率為f1和f2的驅動波形的可變頻率PFC控制器52和54按瞬時輸入電壓VMAINS的函數改變它們相應的驅動波形的頻率f1和f2以保持到開關模式功率源的輸入電流與AC輸入電壓VMAINS成比例，通過第一和第二功率變換器51和53將AC輸入電壓VMAINS連接到負載56。通過電阻R9和R10所形成的分壓器對功率變換器51和53的DC輸出電壓進行分壓，并通過放大器U12將所分壓的電壓與參考電壓VREF9進行比較以提供連接到第一和第二可變頻率PFC控制器52和54的反饋電壓。
可變頻率PFC控制器52和54的頻率為f1和f2的驅動波形還輸送到相位檢測裝置55的輸入端。相位檢測裝置55提供表示在頻率為f1和f2的驅動波形之間的頻率和相位差的誤差信號。環(huán)路濾波器58對反饋網絡58的頻率響應進行整形以提供反饋網絡58的所需的頻率響應。誤差信號與通過反饋網絡57所提供的反饋電壓進行求和并被連接到第一和第二可變頻率PFC控制器52和54。由此相位檢測裝置55應用每個可變頻率PFC控制器52和54形成獨立的鎖相環(huán)。這些鎖相環(huán)的帶寬遠大于AC輸入電壓VMAINS的頻率。
通過相位檢測裝置55的操作將可變頻率PFC控制器52和54的驅動波形鎖定到相同的頻率。結果，通過每個升壓型功率變換器51和53輸送到開關模式功率源的功率基本相等，因為兩個的功率變換器51和53在它們相應的開關頻率和它們輸送到負載56的功率之間具有類似的關系。通過功率變換器51和53輸送的電流基本相等，因為功率變換器并聯(lián)在一起。因為相位檢測裝置55調節(jié)通過可變頻率控制器52和54所提供的驅動波形以使其基本180°異相，所以基本消除了由該系統(tǒng)所引起的輸入電流I的波紋分量。
參考附圖已經描述本發(fā)明優(yōu)選實施例，應該理解的是本發(fā)明并不限于這些精選的實施例，在不脫離如附加權利要求所限定的本發(fā)明的精神范圍的前提下本領域的熟練人員能夠作出各種改進和變型。
權利要求
1.一種給負載輸送功率的系統(tǒng)，所說的系統(tǒng)包括給所說的負載輸送功率的第一和第二電源，在所說的電源的可變頻率和通過所說的電源輸送到所說的負載的功率之間所說的電源具有類似的關系；以及相位檢測裝置，該相位檢測裝置彼此鎖定所說的第一和第二電源相應的第一和第二開關頻率以使由每個電源提供給所說的負載的功率基本相等。
2.權利要求1所述的系統(tǒng)，其中由所說的相位檢測裝置所產生的誤差信號連接到所說的第一和第二電源之中的一個電源。
3.權利要求2所述的系統(tǒng)，其中相位鎖定裝置將所說的第一和第二電源之中的所說的一個電源的開關頻率鎖定到所說的第一和第二電源之中的另一個電源的開關頻率。
4.權利要求2所述的系統(tǒng)，其中使所說的誤差信號反相并連接到所說的第一和第二電源之中的另一電源。
5.權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所說的第一和第二電源彼此并聯(lián)連接。
6.權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所說的相位檢測裝置彼此鎖定所說的第一和第二頻率以使由所說的第一和第二電源中的每個電源輸送到所說的負載的電流基本相等。
7.權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所說的第一和第二開關頻率基本180°異相。
8.權利要求7所述的系統(tǒng)，其中基本消除了輸送到所說的第一和第二電源的輸入電流的波紋電流分量。
9.權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所說的第一和第二電源彼此串聯(lián)。
10.權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所說的相位檢測裝置彼此鎖定所說的第一和第二頻率以使由所說的第一和第二電源中的每個電源輸送到所說的負載的電壓基本相等。
11.權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括用于所說的第一和第二電源中每個的反饋環(huán)，該反饋環(huán)用于調節(jié)由所說的電源所輸送的輸出電壓；以及連接到所說的相位檢測裝置以提供鎖相環(huán)的壓控振蕩器，所說的鎖相環(huán)的帶寬大于或等于所說的反饋環(huán)的帶寬。
12.一種給功率源提供功率因素校正的系統(tǒng)，所說的系統(tǒng)包括給所說的功率源輸送輸入功率的第一和第二電源，每個所說的電源在電源所輸送的功率和所說的電源的開關頻率之間具有線性或非線性以及正向或反向的關系，所說的第一和第二電源具有類似的這種關系；以及相位檢測裝置，該相位檢測裝置使第一和第二電源的相應的第一和第二開關頻率彼此鎖定以使通過每個所說的電源給所說的功率源輸送的輸入功率基本均等。
13.權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步包括連接到所說的相位檢測裝置以提供鎖相環(huán)的壓控振蕩器，所說的鎖相環(huán)的帶寬遠大于到所說的第一和第二電源的輸入信號的頻率。
14.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中每個所說的電源在由所說的電源所輸送的功率和所說的電源的開關頻率之間的關系為非線性。
15.根據權利要求14所述的系統(tǒng)，其中每個所說的電源在由所說的電源所輸送的功率和所說的電源的開關頻率之間的關系為反向的。
16.根據權利要求15所述的系統(tǒng)，其中每個所說的電源包括升壓變換器。
17.一種給負載輸送功率的方法，所說的方法包括如下步驟選擇第一和第二電源，在所說的電源的可變開關頻率和所說的電源輸送給所說的負載的功率之間這些電源具有類似的關系；改變所說的第一和第二電源的相應的第一和第二開關頻率之中的至少一個開關頻率；以及應用相位檢測彼此鎖定所說的開關頻率以使通過所說的每個電源給所說的負載輸送的功率基本均等。
18.權利要求17所述的方法，其中所說的鎖定步驟包括如下步驟產生誤差信號；以及將所說的誤差信號連接到所說的第一和第二電源之中的一個電源。
19.權利要求18所述的方法，進一步包括將所說的第一和第二電源中的所說的一個電源的開關頻率鎖定到第一和第二電源之中的另一電源的開關頻率的步驟。
20.權利要求18所述的方法，其中進一步包括使所說的誤差信號反向并連接到所說的第一和第二電源之中的另一電源的步驟。
21.權利要求17所述的方法，進一步包括并聯(lián)連接所說的第一和第二電源的步驟。
22.權利要求21所述的方法，其中所說的鎖定步驟包括彼此鎖定所說的第一和第二頻率以使由所說的第一和第二電源輸送到所說的負載的電流基本相等。
23.權利要求22所述的方法，進一步包括設定第一和第二開關頻率為彼此基本180°異相的步驟。
24.權利要求23所述的方法，進一步包括基本消除輸送到所說的第一和第二電源的輸入電流的波紋電流分量的步驟。
25.權利要求17所述的方法，進一步包括使所說的第一和第二電源串聯(lián)的步驟。
26.權利要求25所述的方法，其中所說的鎖定步驟包括彼此鎖定所說的第一和第二頻率以使由所說的第一和第二電源輸送到所說的負載的電壓基本相等。
27.權利要求17所述的方法，進一步包括如下步驟產生誤差信號；將所說的誤差信號連接到所說的第一和第二電源之中至少一個電源的可變頻率控制器以提供鎖相環(huán)；以及應用反饋環(huán)調節(jié)由所說的電源輸送的輸出電壓，該反饋環(huán)的帶寬小于或等于所說的鎖相環(huán)的帶寬。
28.一種給功率源提供功率因素校正的方法，所說的方法包括如下步驟選擇第一和第二電源，在所說的電源的可變開關頻率和通過所說的電源輸送給所說的功率源的輸入功率之間這些第一和第二電源具有類似的關系；設定所說的第一和第二電源的相應的第一和第二開關頻率之中的至少一個頻率，其中所說的開關頻率和通過它們相應的電源輸送的功率的關系為線性或非線性以及正向或反向；以及應用相位檢測將所說的開關頻率彼此鎖定以使通過每個所說的電源輸送到所說的功率源的輸入功率基本相等。
29.權利要求28所述的方法，其中所說的鎖相步驟包括如下步驟產生誤差信號；將所說的誤差信號連接到可變頻率控制器以提供鎖相環(huán)；以及將所說的鎖相環(huán)的帶寬設定為遠大于到所說的第一和第二電源的輸入信號的頻率。
30.權利要求29所述的方法，其中根據所說的非線性的關系執(zhí)行所說的設定步驟。
31.權利要求30所述的方法，其中根據所說的反向關系執(zhí)行所說的設定步驟。
32.權利要求31所述的方法，其中所說的選擇步驟選擇第一和第二升壓變換器。
全文摘要
一種系統(tǒng)和方法可以應用可變頻率電源給負載提供功率。為自動地使由每個可變頻率電源給負載提供的電流基本均等并消除該系統(tǒng)所引起的輸入電流的波紋分量,該系統(tǒng)和方法應用相位檢測。第一和第二電源給負載提供功率。在他們相應的可變開關頻率和輸送給負載的功率之間電源具有類似的關系。應用相位檢測裝置分別彼此鎖定第一和第二電源的第一和第二開關頻率以使每個電源給負載提供的功率基本均等。有利的是該系統(tǒng)和方法用于提供開關模式的功率源的功率因素校正前端?？梢允褂迷谒斔偷墓β屎烷_關頻率之間的關系為非線性和/或反向的電源。在變型的實施例中通過使每個電源輸送給負載的電壓相等來使來自串聯(lián)的電源的功率相等。
文檔編號H02J1/10GK1351777SQ00806169
公開日2002年5月29日 申請日期2000年3月10日 優(yōu)先權日1999年3月12日
發(fā)明者阿里安·簡森 申請人:Nmb(美國)公司