CN100499348C

CN100499348C - 电源装置

Info

Publication number: CN100499348C
Application number: CNB2004100747092A
Authority: CN
Inventors: 德田宽和
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: TWI344257B; CN1604448A; US7233081B2; TW200516837A; JP2005110422A; JP4063185B2; DE102004047613A1; US20050068699A1

Abstract

本发明公开了一种电源装置，其抑制高次谐波、控制交流电源的潮流，将电源装置启动或停止过程中因进入到负载中的大电流浪涌而引起的其它方面的对负载的不利影响最小化。此电源装置包括串联置于输入与输出端之间的电压供给单元2。此电压供给单元用作在电源装置启动时，逐渐将输出电压电平从取消横跨电源装置的输入端的电压的状态降低，以此实现来自电源装置的输出电压逐渐升高。在电源装置停止时，通过逐渐增加电压供给单元的输出电压以使来自电源装置的输出电压逐渐降低，以此消除输入电压。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及一种电源装置。更具体的是，本发明涉及一种电源装置，其结合了变换输入电压(例如，来自不间断工业电源装置的输出电压)及控制输出电压的功能，或者，例如，结合了用于控制电力潮流的串—并联型有源滤波器或控制单元。

背景技术

首先，作为传统技术的一个实例，以下说明不间断工业电源装置的构成。涉及该电源装置的传统技术在日本专利公开号JP 2001—128390中公开。根据该专利文件，不间断电源装置由用作第一电压供给部件的串联变换器，和用作第二电压供给部件的并联补偿电容器构成。如JP2001—128390的[0004]段中所描述的，通过直接将来自第一电压供给部件的补偿输出电压加到来自第二电压供给部件的输出电压上，输出电压被保持在额定值上。换而言之，通过可控制地操作来自第一电压供给部件的电压输出，即使在输入电压变化时，上述不间断电源装置也可以方便地使输出电压保持恒定。进而在上述电源装置的预定容量范围内，随意地变化输出电压是可能的。

此外，已知其他传统技术，其基于上述所引原理，当输入电源线内产生的电压包含高次谐波分量时，通过使第一电压供给部件产生包含反相的高次谐波电压，对输出电压的高次谐波分量来适当地补偿。这种传统技术公开在上述所引用的JP 2001-128390和日本专利公开号JP 2001—161098中。

当通过应用第一电压供给部件来变化输入与输出电压的相位是可能时，上述技术使移相器的实现成为可能。另一方面，交流电力潮流可以通过电压相位来控制，进而上述技术也就能够控制交流电力潮流。公开在上述两篇专利公开的传统技术已经通过将第二电压供给部件的输出电压或是输入端的输入电压与第一电压供给部件的输出电压的结合而实现。

在JP2001—128390和JP2001—161098中公开的现有技术不能够提供用于不间断电源装置启动和停止的任何特殊部件。由于此缺陷，所以在启动和停止上述不间断电源装置的时刻，有浪涌电流对电源系统产生不利影响的问题。

日本专利公开号No.2001—8462公开了启动和停止电源装置的操作，在此技术中电压供给部件提供的电压在电源装置启动时刻被逐渐地升高，用以在电源装置启动时刻，减少进入到负载内的大的电流冲击或浪涌的波动可能导致的对负载的不利影响。

然而，上述传统技术基于的前提是上述过程仅仅是通过与输入端并联连接的单个电压供给部件执行的。正因为如此，使上述输出电压保持恒定、或随意地控制输出电压、或抑制更高次谐波的发生，或是控制电流，都是不实际的。

发明内容

本发明已经被设计足以解决上述存在的问题。本发明的主要目的是提供一种电源装置，其能够将对负载的不利影响最小化，例如在电源装置启动和停止或是断路的过程中，甚至在操作结合有随意控制输出电压、抑制高次谐波及电流控制的操作功能的电源装置时由流入到负载中大的电流浪涌击而导致的那些影响，。

根据本发明一个方面的电源装置基本上由结合用于在其输出端产生输出电压的第一电压供给部件(对应于图1和图9所示的电压供给单元2)的电源装置构成，其中第一电压供给部件串联连接到其输入端和上述输出端之间。电源装置还包括控制信号发生部件(对应于图1和图9中的控制单元5)，其产生一个控制信号用来在电源装置启动过程中借助于来自第一电压供给部件的输出信号来使输入电压得到补偿，然后再使补偿作用逐渐减少，其中控制信号发生部件通过对上述控制信号的操作来控制第一电压供给部件。因为这种安排，所以电源装置的输出端电压值在电源装置启动的时刻被最小化，由此防止与电源装置相连接的负载内过多的瞬变电流变化的产生。

根据本发明另一方面的电源装置结合有第一电压供给部件，用于在其输出端产生输出电压，其中第一电压供给部件串联连接在其输入端和其输出端之间，其中电源装置还包括产生控制信号的控制信号发生部件，用于通过所述第一电压供给部件的输出信号来得到输入信号的渐变补偿，其中第一电压供给部件的操作由上述控制信号来控制。因为这种安排，所以电源装置输出端的电压值在电源装置停止的时刻被最小化，由此防止与电源装置相连接的负载内过多瞬时变化的产生。

依据本发明另外一个方面，电源装置还包括第二电压供给部件(它对应于图1中所示的电压供给单元1)，其并联连接到电源装置的输入端与输出端之间。除了上述串联连接的电压供给部件外，当电源装置还包括并联连接的上述电压供给部件时，电源装置输出端的电压值在电源装置启动和停止的时刻被最小化，由此防止与电源装置相连接的负载内过多的瞬时变化的产生。

依据本发明另外一个方面，第一电压供给部件结合有一定数量用于电力变换的开关元件；其中，控制信号发生部件包括如下：产生电平变化信号以使信号电平逐渐变化的部件(它对应于图1和图9所示的变化速率限制器9)；在操作电源装置时，产生从第一电压供给部件输出的电压指令信号(例如，正弦波信号)的部件(所述部件对应于图1和图9中所示的输出电压参考信号发生器12)；和使电平变化信号与电压指令信号相乘并输出的部件(所述部件对应于图1和图9所示的乘法器10d)。通过响应上述相乘结果而产生的控制信号的应用(此控制信号对应于图1和图9中所示的输出电压指令140)，来控制开关元件的开/关操作。

总之，根据本发明，电源装置包括在输入端和输出端之间通过串—并联连接的一对电源单元或通过串联连接的一个电源单元。当供电开始时，调整串联连接到输入端和输出端的电源单元的电压以便使其与并联连接到输入端的电源单元电压或输入端的电压相等，或是接近另一电源单元电压或输入端电压的幅值，然后再使由输入端与输出端之间串联连接的电源供应的电压逐渐降低，由此将输出端的电压调整到一个理想的值。另一方面，当电源操作被停止时，安排来逐渐调整由输入端与输出端之间串联连接的电源所供应的电压，以便使其接近由并联连接在输入端的电源所供应的电压或输入端的电压，然后，在电源装置的输出端电压被最小化后，停止对电源装置的操作。通过上述控制步骤，将电源装置的输出端电压在启动或停止对电源装置的电压供应时最小化，由此防止了与电源装置相连接的负载内过多的瞬时变化的产生。

根据本发明，由于上述串联位于输入端和输出端之间的电压供给部件的功能，当电源装置操作开始时，通过从输入端电压保持消除的条件下逐渐降低电压供给部件的输出电压，可以实现电源装置的输出电压的逐渐升高。另一方面，当电源装置操作停止时，通过逐渐增强电压供给部件的输出电压以便于消除输入电压，则逐渐减少电源装置的输出电压是可能的。因此，本电源装置能够将加载的设备上的不利影响最小化，例如在电源装置切换时刻由流进外部负载内的冲击电流而导致的影响。

附图说明

图1给出依照本发明第一实施方式的电源装置电路简化框图；

图2A—2C是在依照本发明的电源装置启动时，表示控制单元内部信号的波形；

图3A—3C是依照本发明的电源装置停止时，表示控制单元内部信号的波形；

图4A—4C是举例说明依照本发明的电源装置各个部分的操作的波形；

图5A—5C是举例说明脉冲宽度调制过程的波形；

图6是结合添加到图1所示电路中的电力变换器的电路框图；

图7是从图6所示电路图中移走变压器后的电路框图；

图8是具体的电路框图，在其中图7所示的电路结构应用到三相，三线式电路中；

图9是依照本发明第二实施例的电源装置的电路框图。

图10是电路框图，其举例说明了电力变换器在图9所示的电路中的应用；

图11是电路框图，其举例说明了图10所示的电路结构在三相、三线式电路中的应用；和

图12A—12C说明了由图1所示的安排接收的电压指令值的实例。

具体实施方式

现参考附图，用于实施本发明的实际形式或实施方式将在下面进行描述。注意在每一张附图中，与其它附图中所示的组件对应的那些组件用相同参考数字表示。

第一实施方式

图1是表示依据本发明的电源装置的第一实施方式的电路原理图。基于第一实施方式的电源装置主要包括如下组件：并联连接在输入端3a与3b的交流电压供给单元1；串联连接在输入端3a与输出端4a之间的另一交流电压供给单元2；和产生用于电压供给单元1和另一电压供给单元2的控制信号的控制单元5，以经由门极驱动电路1a和2a来控制这些电压供给单元。在使用电源装置的过程中，负载4c(一个或多个负载设备)被连接到输出端4a和4b，且工业交流电源3c被连接到输入端3a和3b之间。例如，在美国，电源3c将典型地是在约为110伏特RMS(均方根)的正常电压下提供60Hz交流电。电源3c可以是工业配电系统，即使在工业配电系统发生故障时，也能够由跟随的本地不间断电源(UPS)继续供电。

当电源3c正常时，电源通过电压供给单元2供给负载4c，这将在下面进行更为详细地描述。当有异常发生时，电压供给单元1与2共同供电给负载4c。

在本发明的第一实施方式内，通过提供与横跨输入端3a与3b的电压相等的反向电压V1，操作电压供给单元1以维持输入侧的电压。此外，电压供给单元1用来维护电源装置内部电压和补偿高次谐波电流及无功电流。电压供给单元2通过在输出端4a确保的电压与输入端3a之间提供差分电压V2，来调整输出端4a与4b之间的输出电压。

接下来，将在下文中对控制单元5的结构进行描述。控制单元5基本上包括接收电压指令值70的信号端7和另一个接收电压指令值80的信号端8。电压指令值从在电压供给单元1和2所检测的电压产生(例如，利用横跨将在后面讨论的电容器16的传感器，尽管此传感器在图中没有显示)。电压指令值70和80是直流值，其振幅响应电压供给单元1和2处所检测的RMS电压而变化。在图12A—12C中给出了实例。在图12A中，假设在输入端3a和输入端3b之间检测的RMS电压在t₀时刻为110伏特的RMS值(目标电压)。在此实例中，时间t₀发生在电源装置正常操作期间，最好在它起动后。在t₁时，检测的电压下降量值L，而在t₂时高于110伏特量值H。在t₃时，被检测的电压返回到目标电压，并且随后稳定在此值上(在本实例中)。图12B显示得到的电压指令值70。它与图12A中显示的检测电压相匹配。更确切地说，在t₀到t₁的时间间隔内，值70指示电压供给单元1产生目标电压，在t₁到t₂的时间间隔内为目标电压减小量值L，在t₂到t₃的时间间隔内为目标电压增加量值H，且从t₃后一直保持在目标电压值。由图12A所示的情况而导致的电压指令值80在图12C中给出。值80指示电压供给单元2从t₀到t₁使横跨电压供给单元1的电压不变，且从t₁到t₂，使其增大量值L。从t₂到t₃，值80指示电压供给单元2来将横跨电压供给单元1的电压减少量值H。在时间t₃之后，值80再次指示电压供给单元2使横跨电压供给单元1的电压不变。这样显而易见的是尽管电源电压发生波动，但最终结果是负载4c所接收到的RMS电压被固定在目标电压上(这里为110伏特)。

控制单元5也包括信号端6，其接收激活信号60，此信号在电源装置保持在关时为“0”电平(当没有对负载4c供电时)，而当电源装置运行时则变为“1”电平(当对负载4c供电时)。在接收来自信号端6的信号时，变化速度限制器9对信号电平的变化速度进行限制。还包括的有乘法器10a到10d、加法器11a到11d，和一个输出电压参考信号发生器12。输出端13将输出电压指令130输出到门极驱动电路1a上。另一输出端子14将输出电压指令信号140输出到门极驱动电路2a上。

甚至在信号60突然变化时，变化速度限制器9也会限制变化速度，这样可以确保输出电平的变化速度被限制在预定的最大变化速度上。因此，如图2C所示，当电源装置操作被启动时(激活信号60变为“1”)，来自变化速度限制器9的输出信号90发生变化以便信号电平将能够逐渐上升。相反，当电源装置操作停止时，如图3C所示，在激活信号60变为“0”后，来自变化速度限制器9的输出信号发生变化使得信号电平逐渐下降。

来自变化速度限制器9的输出信号90被传送到乘法器10a上。由乘法器10a输出的信号值通过加法器11a从指令值70减去。于是，当电源装置操作被启动时，由加法器11a输出的信号值会从指令值70逐渐减少，一直最终减少到“0”。当电源装置的操作被停止时，上述过程相反，这样由加法器11a输出的信号值在最终达到指令值70之前会从“0”逐渐上升。

输出电压参考信号发生器12包括公知的PLL(锁相环)电路，其输入电源3c的电压，并输出与此相位和周期相匹配的正弦波信号120。被施加给门极驱动电路1a的电压输出指令130(一个瞬时值)，由乘法器10c计算，作为参考信号发生器12的输出信号120与指令值70的乘积。

被施加给门极驱动电路2a的电压输出指令140由乘法器10d进行计算。它用(1)由乘法器10b计算的来自变化速度限制器9的输出信号90与指令值80的乘积和(2)由加法器11a计算的输出结果之和乘以输出信号120。

电源装置启动步骤

基于上述设置，现在考虑一种情况，在其中当电源装置启动时，端子7接收到如图2A所示的指令值70。在此情况下，因为乘法器10a在电源装置启动的瞬间之后立即输出“0”，所以在启动的瞬间从加法器11a输出的值对应指令值70。而且乘法器10b也在启动的瞬间输出“0”。此后，来自变化速度限制器9的输出信号90逐渐升到“1”，由此导致来自乘法器10a的输出值逐渐升到与指令值70相同的值上。结果，来自加法器11a的输出会逐渐降到“0”上。

另一方面，来自乘法器10b的输出会逐渐从“0”上升到指令值80。由此，当来自变化速度限制器9的输出信号变成“1”以完成启动过程时，来自乘法器10b的输出信号会变为等于指令值80。因此，来自加法器11b的输出信号会如图2B所示变化。很明显可以看出图2B所示的初始信号电平对应于指令值70，且在信号电平下降后，最终的信号电平对应于指令值80。结果，由控制单元5输出的电压输出指令信号140如图4B所示变化。来自控制单元5的电压输出指令130如图4A所示(含有对应于指令值70的峰值振幅的正弦波)。

电源装置停止过程

现在考虑一种情况，其中端子7在电源装置断路或停止时，接收到所图3A所示的指令值70。在激活信号60变为“0”后，由变化速度限制器9发出的信号90的电平会逐渐下降，由此导致来自加法器11b的输出值会如图3B所示变化。结果，传送到门极驱动电路2a的电压输出指令信号140会如图4C所示变化。注意电压输出指令信号140对应于乘法器10d的输出信号，其表示来自加法器11b的输出值与来自输出电压参考信号发生器12的输出信号120的乘积。

输送到门极驱动电路2a的电压输出指令信号130如图4A所示，其与启动情况下相同。

控制电压供给单元的操作

如上所述，当电源装置操作启动时，由控制单元5输出，经由门极驱动电路2a，而传送到电压供给单元2的电压输出指令信号140如图4B所示变化。反之，当电源装置操作停止时，电压输出指令信号140如图4C所示变化。于是，输出电压指令信号140就构成一个控制信号，此控制信号在电源装置操作被启动时开始是使来自电压供给单元2的输出信号得到补偿，然后再使补偿作用逐渐消失。另一方面，当电源装置被断路或被停止时，控制信号会使补偿作用逐渐增强。

通过门极驱动电路2a对电压输出指令信号140进行脉冲宽度调制(PWM)。随后，作为结果的脉冲宽度调制信号被传送到电压供给单元2内的半导体开关元件(将在后面说明)的门极端。通过使半导体开关元件执行开关操作，电压供给单元2用作电力变换器(或逆变器)，其产生一个含有与电压输出指令信号140相对应的振幅的模拟AC输出。

尽管用于模拟正弦波的脉冲宽度调制技术已经众所周知，但这里仍参照图5A—5C对一个例子进行简要地描述。图5A中显示了电压输出指令信号140的一个周期。此信号经全波整流(其对负半周期进行反转)，并被提供给比较器(图中没有显示)的一个输入端。而比较器的另一个输入端接收如图5B所示的三角波信号。随后，比较器发出一列脉冲，此脉冲的宽度依赖于随着时间过程的两个输入信号的相对振幅。在正弦波(图5A)正半周内产生的一组脉冲可以与在负半周内产生的一组脉冲结合以模拟图5C所示的原始正弦波。将脉冲提供给电压供给单元2内的开关元件的门极以使开关元件切换到开与关的状态。开关元件控制来自直流电源(例如电池或保持充有电荷的电容器)的电流以产生模拟原始输入信号的强大脉冲。

以上描述是集中在电压供给单元2及其门极驱动电路2a上，但同样也适用于电压供给单元1及其门极驱动电路1a。

作为上述控制操作的执行结果，通过使用两个电压供给单元，用于如图1所示的电源装置来控制端子4a和4b处的输出电压、抑制高次谐波的发生和控制电流是可能的，并还有可能使在启动时刻由于大电流浪涌涌入负载中而可能导致的其他方面的对负载4c的不利影响最小化。

电压供给单元的典型结构

电压供给单元1和2的电路的具体实例如图6到图8所示，下面将对其进行描述。

图6中显示的电压供给单元1包括一对直接插板(series connector)100和200，其并联连接，并包括两对串联连接的半导体开关元件17a到17d。半导体开关元件17a到17d是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。此外，二极管18a到18d以反并联方式与对应的半导体开关元件17a到17d相连。

电抗器19a(一个电感器)的一端被连接到半导体开关元件17a与17b之间的连接点。同样地，将电抗器19b的一端连接到半导体开关元件17c与17d之间的连接点。此外，将电抗器19a和19b的另一端连接到电容器20a上。电抗器19a和19b及电容器20a共同地用作滤波器。

同样地，电压供给单元2也有一对直接插板400和500，其彼此并联连接，并包括两对半导体开关元件17g到17j。此外，二极管18g到18j以反并联方式连接对应的半导体开关元件17g到17j。

电抗器19d的一端被连接到半导体开关元件17g与17h之间的连接点。同样地，将电抗器19e的一端连接到半导体开关元件17i与17j之间的连接点。此外，将电抗器19d和19e的另一端连接到电容器20d上。因此，电抗器19d、电抗器19e及电容器20d共同地用作滤波器。

电压供给单元1和2共用一个用于平滑的直流中间电容器(intermediate capacitor)16。变压器21a放置在电压供给单元1的输出侧，同样地，另一个变压器21b放置在电压供给单元2的输出侧。当两个变压器21a和21b在此都已经被当作是输出变压器时，很明显地，它们中的任何一个都能可选地用作输入变压器来传送为电容器16充电的能量，由此也为另一个电压供给单元提供电源。

通过电压输出指令130和140及门极驱动电路1a和2a的应用来控制各个半导体开关元件的开/关操作，电压供给单元2的输出电压在电源装置启动过程中可以从消除输入侧电压的状态逐渐降低，并且可以实现电源装置的输出电压的逐渐升高。相反地，通过逐渐升高电压供给单元2的输出电压以此在电源装置断路或停止的过程中取消输入电压，使逐渐降低电源装置的输出电压成为可能。结果，就可能将在电源装置启动和停止处，由于电流浪涌流入负载装置中而可能导致的其他方面的对负载的不利影响最小化。

应该注意到的是包括如图7所示的电压供给单元1和2的电力变换器(或逆变器)避免了需要位于如图6所示的第一电压供给单元1输出侧的变压器21a。这里省略操作的更多细节。

如图8所示的电压供给单元1和2已经从图6所示的电路被发展成三相/三线式电源单元，其结合了三个输入端，包括3u、3v、3w，和三个输出端，包括4u、4v、4w。电压供给单元1包括彼此并联的三个直接插板单元100、200和300，并具有成对串联连接的半导体开关元件17a到17f(由MOSFET或IGBT构成)。另外，二极管18a到18f以反并联方式连接对应的半导体开关17a到17f。

电抗器19a的一端连接到半导体开关元件17a与17b之间的连接点。此外，将电抗器19b的一端连接到半导体开关元件17c与17d之间的连接点。将电抗器19c的一端连接到半导体开关元件17e与17f之间的连接点。电容器20a到20c彼此相连在电抗器19a到19c的另一端之间。所以，电抗器19a到19c及电容器20a到20c共同地用作滤波器。

类似地，在电压供给单元2内，直接插板单元400、500和600以并联方式彼此相连，并且每一个都包括一对串联连接的半导体开关元件17g到17l(由MOSFET或是IGBT的晶体管构成)。另外，如在电压供给单元1中的安排情况，二极管18g到181以反并联方式连接对应的半导体开关17g到17l。

电抗器19d的一端被连接到半导体开关元件17g与17h之间的连接点处。此外，将电抗器19e的一端连接到半导体开关元件17i与17j之间的连接点。同时，将电抗器19f的一端连接到半导体开关元件17k到17l之间的连接点。多个电容器20d到20f彼此连接在电抗器19d到19f的另一端之间。于是，电抗器19d到19f及电容器20d到20f共同地用作滤波器。

在如图8所示由电源单元1和电源单元2构成的上述电力变换器内，由电源单元1和2共用一个用于平滑的直流中间电容器16。另外，将一个电力变压器21a放置在电压供给单元1的输出侧，而且，同样地，将另一个电力变压器21b放置在电压供给单元2的输出侧。这里将忽略对它们操作的进一步描述。

即使采用电压供给单元1和电压供给单元2，上述控制单元5也可能将电源装置启动或停止的过程中因为电流浪涌而造成的其它方面的对负载的不利影响最小化。

第二实施方式

图9是符合本发明的电源装置的第二实施方式实例的方框图。在第二实施方式内，电压供给单元2串联连接在输入端3a和输出端4a之间。并联连接在输入端3a与3b之间的电压供给单元1如在图1中所示的电路，在这里省略。

在第二实施方式中，电压供给单元2输出一个差分电压V，其代表了输出端4a和4b间确保的电压与施加在输入端3a与3b间的电压之间的差，这样它用作对输出端4a与4b输出电压的补偿。

将用于图1所示的控制单元5中的上述乘法器10c和输出端13从图9所示的电路中删除掉。因为图9所示的控制单元5的结构和功能操作基本上与图1中根据第一实施方式的控制单元5的相同，在下面仅对不同点给予描述。

加到输入端15的输入电压信号150准确地对应于横跨输入端3a与3b的电压。输入电压信号150可以通过事先确定预置值(例如，在美国，通过电压供给单元2产生一个110伏特RMS的输出)或是使用探测器来检测横跨输入端3a与3b之间的实际电压来产生。

加法器11a输出对应于输入电压信号150与乘法器10a输出值的差值的信号。由此，当开始启动电源装置操作时，电压供给单元2的输出电压就有可能从与加载在横跨端子3a与3b的输入电压基本相等的值改变。另一方面，当电源装置停止时，就有可能将电压供给单元2的输出电压改变为与输入电压基本相等的值。

电压供给单元的典型结构

依据本发明第二实施方式的电压供给单元2能够按图10或图11所示进行构建。如图10所示的电压供给单元2其结构与图6所示的电压供给单元2结构相同。具体地，一对直接插板400与500彼此并联连接。二对串联连接的半导体开关元件17g到17j并联连接到这些直接插板400和500内。此外，二极管18g到18j以反并联排列连接对应的半导体开关17g到17j。

电抗器19d的一端连接到半导体开关元件17g与17h之间的连接点。同样地，将电抗器19e的一端连接到半导体开关元件17i与17j之间的连接点。此外，电容器20d连接到电抗器19d和19e的另一端。因此，电抗器19d和19e及电容器20d共同地用作滤波器。

一个用于平滑的直流中间电容器16放置在电压供给单元2内。在此实施方式内，控制单元5输出一个由电压输出指令信号140构成的控制信号，其随后经过门极驱动电路2a进行脉冲宽度调制以便形成驱动信号。驱动信号被传送到各个半导体开关元件17g到17j的门极端子。通过使这些单个的半导体开关元件执行开关操作，它们共同地用作全桥式变换器。

当使用了上述电压供给单元2时，上述控制单元5可能将电源装置启动或停止的过程中因为电流浪涌流入负载而造成的其它方面的对负载的不利影响最小化。

图11所示的电压供给单元2由图10所示的电路结构发展而来的三相、三线式构成。图11所示的电压供给单元2的实际结构与图8所示相同。因此，图11所示的电压供给单元2提供有三个输入端，包括3u、3v、3w，和三个相应的输出端，4u、4v、4w。而且电力变压器21b被配置在电力变换器的输出侧，由此使电压供给单元2能够经电力变压器21b与电源线相连。

如在前面的实施方式中一样，即使使用上述电路结构，图9所示的控制单元5输出一个电压输出指令信号，其随后经脉冲宽度调制以便提供驱动信号。然后，驱动信号被传送到单独的半导体开关元件17的门极端子。结果，通过使这些半导体开关元件17独立地完成开/关切换操作，它们共同地用作全桥式变换器(或逆变器)。当使用上述电压供给单元2时，因为控制单元5的供应，所以就可能安全地将在电源装置启动或停止过程中，由于进入负载中的大电流浪涌而造成的其它方面的对负载的不利影响最小化。

这样，如上所述，依据本发明，即使在具有诸如输出电压的随意控制、高次谐波的抑制、电流控制等等的特定功能的电源装置的情况下，将电源启动和停止过程中在负载上产生的不利影响最小化也是可能的。

应该理解的是本发明的上述描述容易得到各种改进、变化及改变，并且在与附带权利要求等同的含义和范围内确定为相同的理解。

Claims

1.一种用于电源和负载之间的电源装置，包括：

与电源相连的输入端；

与负载相连的输出端；

用来响应控制信号而产生输出电压的第一电压供给部件，所述第一电压供给部件串联连接在输入端与输出端之间；和

用来产生用于所述第一电压供给部件的控制信号的控制信号发生部件，这样控制信号能够在所述电源装置启动时，使来自第一电压供给部件的输出电压补偿输入端当前电压，随后再使补偿逐渐降低。

2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于所述输入端是第一输入端，并且还包括第二输入端及连接在第一和第二输入端之间的第二电压供给部件。

3.如权利要求2所述的电源装置，其中：

第一电压供给部件包括多个用于变换电力的第一开关元件；

第二电压供给部件包括多个用于变换电力的第二开关元件；

所述控制信号发生部件包括用于产生电平变化信号的部件、用于产生电平变化信号与指定第一电压供给部件输出电压的电压指令信号相乘的乘积的部件，和响应所述乘积以产生用于第一电压供给部件的驱动信号的部件，所述驱动信号控制第一开关元件开/关情况。

4.如权利要求1所述的电源装置，其中：

所述第一电压供给部件包括多个用于变换电力的第一开关元件；和

所述控制信号发生部件包括产生电平变化信号的部件、用于产生所述电平变化信号与指定第一电压供给部件的输出电压的电压指令信号相乘的乘积的部件、和响应所述乘积以产生用于第一电压供给部件的驱动信号的部件，所述驱动信号控制第一开关元件的开/关情况。

5.如权利要求1所述的电源装置，其中所述电源为交流电源，且第一电压供给部件包括一个电力逆变器。

6.用于电源和负载之间的电源装置，包括：

连接到电源的输入端；

连接到负载的输出端；

用于响应控制信号而产生输出电压的第一电压供给部件，所述第一电压供给部件串联连接在输入端与输出端之间；和

产生用于第一电压供给部件的控制信号的控制信号发生部件，这样所述控制信号能够在电源装置正在停止时，使来自第一电压供给部件的输出电压从一个低电平逐渐升高到一个补偿输入端当前电压的电平。

7.如权利要求6所述的电源装置，其中，输入端是第一输入端，并且还包括第二输入端及连接在第一和第二输入端之间的第二电压供给部件。

8.如权利要求7所述的电源装置，其中：

所述第一电压供给部件包括多个用于变换电力的第一开关元件，

所述第二电压供给部件包括多个用于变换电力的第二开关元件，以及

所述控制信号发生部件包括用于产生电平变化信号的部件、用于产生电平变化信号与指定第一电压供给部件的输出电压的电压指令信号相乘的乘积的部件、以及响应所述乘积以产生用于第一电压供给部件的驱动信号的部件，所述驱动信号控制第一开关元件的开/关情况。

9.如权利要求6所述的电源装置，其中：

第一电压供给部件包括多个用于变换电力的第一开关元件；和

所述控制信号发生部件包括产生电平变化信号的部件、产生电平变化信号与指定第一电压供给部件输出电压的电压指令信号相乘的乘积的部件，和响应所述乘积以产生用于第一电压供给部件的驱动信号的部件，所述驱动信号控制第一开关元件的开/关情况。

10.如权利要求6所述的电源装置，其中所述电源为交流电源，且所述第一电压供给部件包括一个电力逆变器。