CN102047525B - 在负载条件范围上高效操作的功率变换器系统 - Google Patents

在负载条件范围上高效操作的功率变换器系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102047525B
CN102047525B CN200980119178.5A CN200980119178A CN102047525B CN 102047525 B CN102047525 B CN 102047525B CN 200980119178 A CN200980119178 A CN 200980119178A CN 102047525 B CN102047525 B CN 102047525B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
inverter
power inverter
load
storage system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980119178.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102047525A (zh
Inventor
荣迪克·长
米兰·M·约万诺维奇
程·布鲁斯·C·H·
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delta Optoelectronics Inc
Original Assignee
Delta Optoelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41114305&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN102047525(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Delta Optoelectronics Inc filed Critical Delta Optoelectronics Inc
Publication of CN102047525A publication Critical patent/CN102047525A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102047525B publication Critical patent/CN102047525B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

一种为一个或者多个负载提供功率的功率变换器系统。该功率变换器系统包括：至少一个以所期望的效率操作的功率变换器；以及被耦合至所述至少一个功率变换器的功率储存系统，该功率储存系统用于当所述至少一个功率变换器以在所期望的效率以下的效率操作时接收所述至少一个功率变换器提供的功率且在其中储存功率。

Description

在负载条件范围上高效操作的功率变换器系统
技术领域
本发明涉及设计和操作功率变换器使其效率在整个负载范围上得到优化的方法。
背景技术
自从由五十年代末和六十年代初的微电子革命促使开始小型化时代以来，用在电子设备和系统中的功率变换设备一直面对提高功率密度和效率的挑战。直至最近，功率变换电路的效率提高主要由更高的功率密度要求来驱使，因为只有在实现适当逐渐改进全负载效率使得热性能不会受到不利影响时才会实现功率密度提高。结果，全负载效率的最大化一直是设计焦点。然而，在九十年代初，用户电子设备和数据处理设备的爆炸性增长已促使引起目标为使空闲模式即轻负载、功率消耗最小化的各种(多数为自发)要求。在U.S.Energy Star(美国能源之星)和ECoC(European Code of Conduct，欧洲行为准则)的规范中定义了最著名的轻负载效率要求。
今天，电源工业处于另一主焦点转换的开始阶段，该主焦点转换将整个负载范围上的效率提高置于用户的性能要求中最重要的地位。由于经济原因和由互联网基础设施的持续而迅速的增长及其功率变换器系统的相对低的能量效率所引起的环保意识，促使了这种对效率的关注。实际上，环保意识促使美国环保局(EPA)通过从全负载下降至全负载的20％限定最低效率来修改其关于电源效率的能源之星规范。然而，主要的计算机、电信、网络设备制造商已经要求超过最新能源之星规范且超过这些要求的轻负载效率下降至10％负载，甚至是5％负载。
通常，高负载下功率变换电路的效率由半导体和磁性部件的传导损耗来定义，然而，其轻负载效率主要由半导体的切换损耗、磁性材料的磁芯损耗以及半导体开关的驱动损耗来定义，如由M.D.Mulligan、B.Broach、T.H.Lee在“Aconstant-frequency method for improving light-load efficiency in synchronous buckconverters”(“用于改进在同步降压式变换器中的轻负载效率的恒频方法”)(IEEEPower Electronics Letter，第1期、卷3，2005年3月，第24-29页)中所公开的那样。因为半导体开关的切换损耗和驱动损耗以及磁性部件的磁芯损耗几乎不依赖于负载电流，所以当负载电流下降超过全负载电流的20-30％时，依赖于负载电流的典型效率曲线表现出急剧下降。事实上，在典型的功率变换器中，轻负载效率(例如在10％处的效率)明显低于全负载下的效率。该区别随着变换器的额定输出电流(功率)的增大而增大，原因是更高的功率要求使用分别固有地展示出增加的切换损耗和芯损耗的更大的半导体设备(或者更多并联设备)和更大的磁芯。
通常，传导损耗的最小化、即全负载效率优化，要求使硅区域最大化和使铜导线的电阻最小化。具体地，半导体传导损耗的最小化要求选择具有最小的导通电阻的MOSFET和具有最小的正向压降的整流器，然而磁性部件例如输入过滤电感器和输出过滤电感器、变压器的传导损耗和互连损耗是通过降低铜导体的电阻、即通过缩短长度和增大导线和PCB迹线的横截面积而最小化的。磁性部件的磁芯损耗、半导体的切换损耗以及驱动损耗的最小化基于选择最佳切换频率和使用低损耗磁性材料、具有固有更低的切换损耗的MOSFET开关以及具有低反向恢复电荷的整流器，和/或通过使用实质上降低半导体的切换损耗的各种软切换技术实现，如由X.wang、F.Tian、Y.Li、I.Batarsch在“High Efficiencyhigh Power Density DC/DC Converter with Wide Input Range”(“具有宽输入范围的高效率高功率密度DC/DC变换器”)(在Proc.IAS年会中，第2115-2120页，2006年10月)中所公开的那样。
然而，通常，所描述的效率优化技术可能不足以使电源具有出满足用户预期的效率曲线。这特别对于用于高功率应用的AC/DC(离线)电源确是如此。在这种情况下，实践中通常求助于电源级的功率管理技术，以进一步改进部分负载效率。通常，这些技术基于根据负载电流和/或输入电压情况改变操作模式。当前实施的最常用的功率管理技术是可变切换频率控制、体电压降低技术、切相技术以及“突发”模式操作技术。尽管已经通过使用模拟技术实施所有这些基于负载活动的功率管理技术，但当前的在功率变换应用中的数字技术的快速使用使得这些技术的实施更加简单。
在可变切换频率方法中，变换器的切换频率随着负载电流的减小而减小，如由Jingdong Chen在“Determine Buck Converter Efficiency in PFM Mode”(确定PFM模式下的变压式变换器效率)，Power Electronics Technology(电力电子技术)(2007年9月，第28-33页)中所公开的那样。因为切换损耗正比于切换频率，所以该方法改进了轻负载效率。在其最简单的实现中，切换频率不是随着负载变小而连续降低的，而是当负载电流降到预设的阀值水平以下时切换到更低的固定的频率。
在需要主动功率因数校正(PFC)前端的离线变换器中，已广泛使用能量储存(体)电压的降低来改进轻负载效率，如P.Vinciarelli在美国专利No.5,289,361中所公开的那样。该方法基于：若半导体部件截止而所需的电压减小，则在半导体部件中的切换损耗减小，所述半导体部件例如为MOSFET开关和快速恢复二极管整流器。在具有PFC前端的典型通用线(universal-line)(90-264Vrms)AC/DC电源中，体电压被设置为略微高于最大线电压的峰值，即大约400V，且体电容值被确定成使得体封盖(bulk cap)可以在指定维持时间内支持全功率，该指定维持时间通常在12ms至20ms的范围内。因为在部分负载下在保持时间期间支持输出所需的体封盖能量可以以更低的电压储存，所以当负载下降时体封盖电压可以降低以改进轻负载效率。体电压的范围受下游的DC/DC输出级的调节范围限制。
在被实施为具有多个级的功率变换器中，通常使用切级(stage shedding)技术以提高轻负载效率，如S.W.Hobrecht和R.G..Flatness在美国专利6674274中所公开的那样。在该技术中，对于轻负载下的功率处理非必要的级被关闭使得消除其损耗。例如，在具有前端PFC的离线电源中，当输入功率下降至75W之下时PFC级可以关闭，75W是更低的、需要PFC的输入功率限制。此外，在台式电脑电源中，主功率变换器通道即PFC前端和下游的输出DC/DC变换器在待机模式下关闭，且待机功率由低功率待机变换器提供。通过完全消除大的高功率PFC和DC/DC变换器的损耗，可以实质地降低待机功率消耗，典型地在3W之下。最终，切段技术得到广泛使用以改进使用并联的级或者交错的级(例如电压调节模块VRM)的功率变换器的轻负载效率。当被施加至交错的功率处理级时，该技术通常被称为切相技术。
最后，J.Choi、D.Huh、Y.Kim的“The improved burst mode in the stand-byoperation of power supply”(“电源的待机操作中的改进的突发模式”)(IEEE应用功率电子学(APEC)会议Proc.第426-432页)公开了一种变换器，该变换器在“突发”模式下在大部分时间是关闭的，且负载由输出过滤电容器中储存的能量供给。为补充该能量，变换器被周期性地短时间开启。因为该变化器在大部分时间保持关闭，所以其损耗实质上被降低了，这提高了效率。大多数可购买到的IC控制器支持“突发”操作模式。
尽管已表明所描述的技术用于改进部分负载效率，然而其具有限制其应用领域的一些主要缺点。例如，在轻负载下降低切换频率的主要问题为由输出过滤电感器的芯中增加的伏秒产物造成的增大的电流波。电流波的增大由于增大了传导损耗而对效率具有不利影响。关于体电压降低和切段技术的主要担心为动态特性。具体地，其在负载突然从轻负载变成全负载时能够恢复全功率容量而没有输出扰动或者其它性能恶化的能力。最后，“突发”模式操作主要由于声音噪声而被限制于非常低的功率水平。
在本发明中，描述了提供最大化的轻负载效率而没有现有技术的限制的功率变换器的实现。
发明内容
简单而言，根据本发明的一个方面，提供一种为一个或者多个负载提供功率的功率变换器系统。该功率变换器系统包括：至少一个以所期望的效率操作的功率变换器；以及被耦合至所述至少一个功率变换器的功率储存系统，用于当所述至少一个功率变换器以在所期望的效率之下的效率操作时接收由所述至少一个功率变换器提供的功率且储存功率。
根据本发明的另一方面，提供一种为至少一个负载提供功率的功率变换器系统。该功率变换器系统包括：至少一个功率变换器，在该功率变换器以所期望的效率操作的时候，该功率变换器为所述至少一个负载提供不中断的功率；以及被耦合至所述至少一个功率变换器的功率储存系统，用于当所述至少一个功率变换器以在所期望的效率之下的效率操作时接收由所述至少一个功率变换器提供的功率且储存功率。
根据本发明的又一方面，提供一种在从较高负载条件至较低负载条件的范围内的负载条件下提供功率的功率变换器系统。该功率变换器系统包括：至少一个功率变换器，该至少一个功率变换器在所述较高负载条件下以所期望的效率提供不中断的功率；以及被耦合至所述至少一个功率变换器的功率储存系统，用于在所述较低负载条件下接收由所述至少一个功率变换器提供的功率且储存功率。
根据本发明的一些更详细的特征，提供一种为一个或者多个负载提供功率的功率变换器系统。该功率变换器系统包括一个或者多个功率变换器。每个功率变换器在负载条件下以所期望的效率操作。在功率变换器的效率下降至所期望的效率或者效率阀值以下的时候，功率变换器依次在第一时间间隔期间开启且在第二时间间隔期间关闭。在第一时间间隔期间，功率变换器以所期望的效率操作，以为功率储存系统提供功率。在第二时间间隔期间，当功率变换器被关闭时，功率储存系统辅助于功率变换器进行操作，用于以为负载提供功率。
根据本发明的一些更详细的特征，提供一种为一个或者多个负载提供功率的功率变换器系统。该功率变换器系统包括至少一个功率变换器，在该功率变换器以所期望的效率操作的时候，该功率变换器为负载提供功率。在所述功率变换器以比所期望的效率的更低的效率操作的时候，从所述至少一个功率变换器提供至负载的功率被部分地中断，使得所述至少一个功率变换器在第一时间间隔期间开启且在第二时间间隔期间关闭。功率储存系统辅助于所述至少一个功率变换器进行操作。在第一时间间隔期间，所述至少一个功率变换器以所期望的效率操作，以为功率储存系统提供功率。在第二时间间隔期间，当所述至少一个功率变换器被关闭时，功率储存系统为一个或者多个负载提供功率。
根据本发明的一些更详细的特征，提供一种在从较高负载条件至较低负载条件的范围内的负载条件下提供功率的功率变换器系统。一个或者多个功率变换器在较高负载条件下以所期望的效率提供不中断的功率，且在较低负载条件下提供部分中断的功率。功率变换器的功率是通过在第一时间间隔期间开启该功率变换器且在第二时间间隔期间关闭该功率变换器而部分地被中断的。功率储存系统辅助于功率变换器进行操作。功率变换器在第一时间间隔以所期望的效率操作，用于为功率储存系统提供功率，且用于在较低负载条件下提供功率。功率储存系统在较低负载条件下在第二时间间隔期间当功率变换器被关闭时提供功率。
根据本发明的一些更详细的特征，功率变换器具有用于在第一时间间隔期间为功率储存系统提供功率的第一输出以及用于在第二时间间隔期间为至少一个负载提供功率的第二输出。可替选地，功率变换器具有用于在第一时间间隔期间为功率储存系统提供功率且在第二时间间隔期间为至少一个负载提供功率的单一输出。在另一示范实施例中，功率储存系统具有用于在第一时间间隔期间接收从功率变换器供给的功率且在第二时间间隔期间为负载提供功率的单一端口。在另一示范实施例中，功率储存系统具有用于在第一时间间隔期间接收从至少一个功率变换器供给的功率且在第二时间间隔期间为至少一个负载提供功率的第一端口。功率变换器、功率储存器以及负载被串联耦合。
根据本发明的其它更详细的特征，功率变换器包括功率级和输出滤波器。在一实施例中，功率储存系统通过输出滤波器为负载提供功率。在另一实施例中，功率变换器通过输出滤波器为功率储存系统提供功率。在本发明的各种示范实施例中，功率变换器包括至少一个隔离的、非隔离的、单级的和多级的、AC/DC、DC/DC、DC/AC以及AC/AC功率变换器。
根据本发明的其它更详细的特征，功率变换器系统还包括被耦合至少一个功率变换器和功率储存系统的用于控制所述至少一个功率变换器和功率储存系统的操作的控制器。
附图说明
图1示出本发明的优选实施例的框图。
图2示出图1所示的优选实施例在高负载条件下的功率通量时序图。PO是输出功率，PCHR是充电功率，以及PDIS是放电功率。
图3示出图1所示的优选实施例在较低负载条件下的功率通量时序图。PO是输出功率，PCHR是充电功率，以及PDIS是放电功率。
图4示出相对于输送功率的功率变换器的典型效率分布图。
图5示出本发明的实施例，具有直接从功率变换器的输出提供的独立功率储存系统的充电能量。
图6示出本发明的具有耦合至功率变换器输出的共同的充电和放电功率路径的实施例。
图7(a)至图7(d)示出本发明的具有被连接在功率变换器的输出滤波器的输入端的独立功率储存系统的实施例。
图8示出本发明的具有与功率变换器串联的独立功率储存系统的实施例。
图9示出本发明的实施例，其具有被连接在在输出处并联连接的多个功率变换器中的功率变换器的输出滤波器的输入端的独立功率储存系统。
图10示出本发明的实施例，其具有被连接在多个具有独立输出的功率变换器中的功率变换器的输出滤波器的输入处的独立功率储存系统。
图11(a)至图11(h)示出用于独立功率储存系统被连接在DC/DC功率变换器的输出滤波器的输入端或者输出端的实施例的临时能量储存和功率调节电路的多种实现形式。
图12(a)至图12(i)示出用于独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的二路开关正向DC/DC变换器的实现形式。
图13(a)至图13(h)示出用于独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的全桥式DC/DC变换器的实现形式。
图14示出用于具有独立功率储存系统的半桥式DC/DC变换器的实现形式。
图15(a)至图15(c)示出用于独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的LLC谐振DC/DC变换器的实现形式。
图16示出半桥式LLC谐振DC/DC变换器的实现形式。
图17(a)至图17(b)示出用于独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的正向DC/DC变换器的实现形式。
图18示出具有单独的充电路径和放电路径的回扫DC/DC变换器的实现形式。
图19(a)和图19(b)示出用于本发明的独立功率储存系统与功率变换器串联的实施例的三级式AC/DC变换器的实现形式。
具体实施方式
功率变换器系统为一个或者多个负载提供功率。功率变换器系统包括一个或者多个功率变换器。在负载条件下，每个功率变换器以所期望的效率操作。功率变换器系统还包括被耦合至一个或者多个功率变换器用于接收由所述一个或者多个功率变换器提供的功率且在其中储存功率的功率储存系统。当功率变换器的效率在所期望的效率之下时，功率变换器以所期望的效率操作，以为功率储存系统提供功率。也就是说，功率变换器系统在从较高负载条件至较低负载条件的范围内的负载条件下提供功率。功率变换器系统包括一个或者多个在较高负载条件下以所期望的效率提供不间断的功率的功率变换器。功率变换器系统还包括被耦合至一个或者多个功率变换器用于接收由所述一个或者多个功率变换器提供的功率且在其中储存功率的功率储存系统。
根据本发明的一个方面，功率变换器系统为一个或者多个负载提供功率。功率变换器系统包括一个或者多个功率变换器。在负载条件下，每个功率变换器以所期望的效率操作。在功率变换器的效率下降到所期望的效率或者效率阀值之下的任何时候，功率变换器依次在第一时间间隔期间被开启且在第二时间间隔期间被关闭。在第一时间间隔期间，功率变换器以所期望的效率操作，以为功率储存系统提供功率。优选地，功率变换器以所期望的效率操作，以为独立功率储存系统提供功率。在功率变换器被关闭时的第二时间间隔期间，独立功率储存系统辅助功率变换器，用于为负载提供功率。功率变换器系统还包括被耦合至至少一个功率变换器和功率储存系统用于控制所述至少一个功率变换器和功率储存系统的操作的控制器。
在包括较高的负载条件(例如全负载)和较低的负载条件(例如轻负载)的整个负载范围上，本发明的功率系统对于一个或者多个功率变换器保持高效率。具体地，本发明的系统通过使半导体开关的切换损耗和驱动损耗以及磁性部件的磁芯损耗最小化，实质提高了在轻负载下的变换效率。通过依次在第一时间间隔期间开启功率变换器和在第二时间间隔期间关闭功率变换器，使轻负载下的这些损耗最小化。通过该方式，功率变换器将从输入端至输出端的功率供给部分地中断一段时间。尽管由功率变换器提供的功率被中断，但是由独立功率储存系统例如低功率辅助变换器为负载提供功率。在一示范实施例中，当功率变换器被关闭时，独立功率储存系统作为功率变换器的辅助，用于为负载提供功率。当从输入端至输出端传送功率时，独立功率储存系统由在功率变换器以所期望的最佳效率操作期间进行充电的能源提供功率。因为独立功率储存系统并非由主功率变换器的输入端提供功率，而是由产生辅助能源的功率变换器提供功率，所以即使在要求隔离的应用中，独立功率储存系统也可以是简单的非隔离变换器。实际上，通过在隔离变换器中的变压器的次级侧上创建辅助能源，优化了独立功率储存系统性能。
与传统功率系统不同，因为独立功率储存系统被布置成使得其与主功率变换器一起分享低通输出滤波器，所以当负载突然被从轻负载变为全负载时本发明的系统不具有任何瞬变问题，且继续以从输入端至输出端以期望的最佳效率连续传递功率进行正常操作。结果，在负载转变之前和之后，在输出滤波器的能量储存部件(即电感器和/或电容器)中的能量总是相同的，使得瞬时行为与主变换器的瞬时行为相同。
通常，功率变换器处理输入功率的持续时间和与输入脱离耦合的持续时间的比取决于负载功率以及当主变换器被耦合至输入端时主变换器处理的功率级别，因为负载功率大致等于由主功率变换器处理的平均功率。可以任意选择当主功率变换器开启时的第一时间间隔和当主功率变换器关闭时的第二时间间隔的频率，只要该频率低于功率变换器的转换频率即可。为使轻负载效率最大化，应以具有所期望的最佳效率的级别来执行当主功率变换器为负载提供功率时的功率处理。
可替选地，在所述至少一个功率变换器以低于期望效率的效率操作的任何时候，功率变换器以期望效率操作，以为功率储存系统提供功率，且功率储存系统同时为所述至少一个负载提供功率。可替选地，在所述至少一个功率变换器以低于期望效率的效率操作的任何时候，功率变换器以期望效率操作，以为功率储存系统和所述至少一个负载提供功率，且功率储存系统同时为所述至少一个负载提供功率。
本发明适用于任何功率变换电路。具体地，本发明适用于隔离的和非隔离的、单级的和多级的、AC/DC、DC/DC、DC/AC以及AC/AC电源。本发明适用于任何功率变换器系统。具体地，本发明适于用于LED的功率变换系统、用于太阳能电池的功率变换系统、用于燃料电池的功率变换系统、用于风能的功率变换系统、用于振动能量的功率变换系统、用于动能的功率变换系统、用于热能、发电站的功率变换系统、用于建筑的功率管理和变换系统、用于数据中心、UPS的功率管理和变换系统、用于车辆的功率变换系统、用于计算机或者笔记本式计算机的功率变换系统、用于通信设备或者装置的功率变换系统、用于消费电子产品的功率变换系统、用于家用电器的功率变换系统等。
参考下文中的详细描述和附图可更好地理解本发明。
图1示出本发明的使功率变换器的较低负载条件或者轻负载效率最大化的优选实施例的框图。图1所示的功率系统为负载提供功率。在一示范实施例中，功率系统包括功率变换器、独立的功率储存系统以及控制电路。通常，图1所示的功率变换器可以是任何单级的或者多级的、隔离的或者非隔离的AC/DC、DC/DC、DC/AC或者AC/AC变换器。独立功率储存系统可以包括任何能量储存设备、介质、或者能够储存能量的部件，例如一个或者多个电容器、超级电容器、蓄电池、飞轮、燃料电池等。
图1所示的独立功率储存系统仅操作用于在较低负载或者轻负载条件(优选在一定级别的负载功率以下)下提供功率。在该功率级别以上直至全负载，独立功率储存系统被关闭使得以不中断的方式由功率变换器的输出持续供给整个负载功率，如图2所示的功率通量图所示。如从图2中可知，在高负载下，充电功率PCHR和放电功率PDIS二者持续为零，然而功率变换器的输出功率PO等于负载功率PLOAD。
然而，在轻负载下，功率变换器依次或者周期地在第一时间间隔期间开启且在第二时间间隔期间关闭，以降低切换损耗，且因此提高轻负载效率。在功率变换器关闭时的第二时间间隔期间，负载功率由独立功率储存系统通过临时能量储存和功率调节电路提供。如可以在图3所示的功率通量时序图中看出，在功率变换器开启时的第一时间间隔期间，功率变换器以期望的效率操作，以同时提供负载功率PLOAD和独立功率储存系统的充电功率PCHR。在功率变换器关闭时的第二时间间隔期间，负载功率完全由独立功率储存系统的放电支持。因为在该操作模式下，负载功率由功率变换器输出来支撑或者由所储存的能量来支撑，由功率变换器在被称为开启时间TON的第一时间间隔期间传送的瞬时功率PO＝PLOAD，且由独立储存系统在被称为关闭时间TOFF的第二时间间隔期间传送的瞬时功率PDIS＝PLOAD。占空系数D定义为D＝TON/(TON+TOFF)，由变换器输出传送的平均功率为PO(AV)＝DPLOAD，然而，从独立功率储存系统释放的平均功率为PDIS(AV)＝(1-D)PLOAD。因为平均充电功率PCHR(AV)必须等于平均放电功率PDIS(AV)，所以平均充电功率为PCHR(AV)＝(1-D)PLOAD。结果，在开启时间TON期间的瞬时充电功率PCHR为PCHR＝(1-D)PLOAD/D，如图3所示。因此，在开启时间期间由功率变换器传送的总瞬时功率P为：
P = P O + P CHR = P LOAD + 1 - D D P LOAD = P LOAD D - - - ( 1 )
即，PLOAD＝D·P                        (2)
因此，当本发明的功率变换器利用不间断的电源以期望效率为负载提供功率时，该功率变换器以连续模式操作。在效率下降至效率阀值以下时，当功率变换器如上所述依次开启和关闭时，功率变换器以脉冲方式操作。应注意，在功率变换器的操作的连续模式与脉冲模式之间的界限负载功率PBOUND可以设置在合适的效率阀值级别，该级别可以是任意级别。然而，为优化性能，功率变换器的控制可以被设计成使得在第一时间间隔(即开启时间)期间由功率变换器传送的瞬时功率P被选择在期望效率下，该期望效率可以是最大效率点。如图4所示，对于输出功率的典型功率变换器效率依赖关系在中间范围的功率级别具有峰值。通过选择P＝POPT，即通过一直以具有最大效率ηMAX的功率级别操作变换器，使得在设定的PBOUND(＜POPT)级别以下的轻负载效率最大化。通过这样的控制，占空系数D被确定为：
PLOAD≤PBOUND≤POPT      (3)
通过假设能量储存设备充电效率和放电效率分别为ηCHR和ηDIS，在PBOUND以下的功率级别下的变换效率如下：
η = η MAX D + 1 - D η CHR · η DIS = η MAX D + 1 - D η ES - - - ( 4 )
其中，ηES＝ηCHRηDIS为能量储存和功率调节块进行的总功率处理的效率。
在能量储存设备的充电和放电期间没有能量损耗(即当假设ηES＝1时)的理想情况下，轻负载效率η等于ηMAX直至最小负载，如图4所示。然而，实际上，因为ηES＜1，轻负载效率小于ηMAX，且随着功率下降而急剧下降，如图4所示。通常，为实现轻负载效率提高Δη，需要在通过周期性关闭功率变换器而节省的功率与在能量储存设备的充电和放电中损失的功率之间进行有利地权衡。通过解关于ηES的方程(4)，改进负载功率PLL下的效率所需的最小效率ηES(MIN)为：
η ES ( MIN ) > ( 1 - D ) η OPT η LL - D - - - ( 5 )
其中，ηLL为在PLL和D＝PLL/POPT下的功率变换器的原始效率。
应注意，尽管占空系数D由方程(3)精确地定义，但是一旦设定功率级别POPT且已知负载功率PLOAD＜PBOUND，对功率变换器被开启和关闭的频率的定义没有那么好。通常，上频率限制与变换器的大信号动态响应时间有关，然而下频率限制由能量储存设备的尺寸和所需的能量储存容量确定，因为在更低的频率下要求更多的储存能量，以在被延长的关闭时间期间支持负载功率。对于数百瓦的功率级别，用于电解电容器类型的能量储存的典型最小频率在几赫兹至几百赫兹的范围内，然而亚赫兹频率可以通过使用电池、飞轮和类似的储存设备实现。最后，应注意，期望将切换频率保持在音频范围以下，以避免与相对大的功率的开关有关的声音噪声。
可能存在本发明的该实施例的一些变型。通常，这些变型具有电路的充电和放电功率路径被耦合至功率变换器、输出以及负载的方式。在图5至图8中给出这些变型的一些示例。
图5示出本发明的实施例，其中，充电能量由功率变换器的输出端提供至独立功率储存系统，且来自独立功率储存系统的放电能量也通过功率变换器的输出端被提供至负载。图6示出本发明的实施例，其中从变换器的输出端提供的充电能量PCHR还提供负载功率。在该布置下，功率变换器具有单一输出，用于以双向时间复用的方式在第一时间间隔期间为独立功率储存系统提供功率且在第二时间间隔期间为至少一个负载提供功率。因此，本发明可以被实施为具有共同的能量充电和放电路径。
图7(a)至图7(d)示出本发明的多种实施例，其中功率变换器包括两个级：功率级和输出滤波器级。图7(a)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的第二输出提供，而通往负载的放电路径是从独立功率储存系统经由输出滤波器提供的。图7(b)示出从功率级的输出端提供的单独的充电路径，且来自独立功率储存系统的放电路径也经由功率级的输出端通过输出滤波器进入负载。图7(c)示出在功率级与输出滤波器之间的共同的充电和放电路径。图7(d)示出单独的充电路径和放电路径，由输出滤波器的输出端提供充电功率，且放电路径被连接至输出滤波器的输入端。具有共同的充电和放电路径的实现方式要求在独立功率储存系统中使用双向变换器。
通常，充电和放电路径不必被直接耦合至输入和/或输出，但可以被耦合至功率变换路径中的任何合适点。如上所述，图7(a)至图7(d)示出本发明的多种实施例，其中功率变换器和独立功率储存系统共享输出滤波器，即，其中充电和/或放电路径在功率变换器的输出滤波器之前耦合。若设计适当，这些实现形式可以减少或者甚至完全消除由功率变换器的周期性开启和关闭而造成的瞬变。也就是说，因为在这些实现形式中输出过滤电感器电流连续流动即该电流由变换器或者由放电的能量储存设备提供，所以如果电路被设计成使得当功率变换器开启时由该变换器提供的电流和在关闭时间期间由能量储存设备提供的电流适当地匹配，则不具有明显的瞬变。
在一些应用中，如图8所示，将独立功率储存系统与功率变换器串联耦合可比之前的、独立功率储存系统与功率变换器并联耦合的实现形式更有利于改进轻负载效率。应注意，本发明也可以用于具有多个变换器的应用中，如图9和图10所示。图9示出在多个输出端并联连接的多个功率变换器中具有共享的输出滤波器的本发明实施例，而图10示出本发明的具有独立的多个输出的实施例。
图11(a)至图11(h)示出本发明的在带有独立输出的多个变换器中具有共享的输出滤波器的多种实施例。更具体地，图11(a)至图11(h)示出用于独立功率储存系统被连接在DC/DC功率变换器的输出滤波器的输入端的实施例的临时能量储存和功率调节电路的多种实现形式。图11(a)示出使用双向降压/升压变换器的共同的充电和放电路径。在一示范实施例中，双向降压/升压变换器包括升压开关SL1、降压开关SL2、电感器LL以及电容器CL。图11(b)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的输出提供，且使用用于充电的升压变换器和用于放电的降压变换器。在一示范实施例中，升压变换器包括升压开关SL1、升压二极管DL1、电感器LL1以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、降压二极管DL2、电感器LL2以及电感器LF。图11(c)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的输出提供，且使用用于充电的升压变换器和用于放电的降压变换器，其中降压变化器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，升压变换器包括升压开关SL1、升压二极管DL、电感器LL以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管、电感器LF以及电容器CF。图11(d)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、降压二极管DL、电感器LL2以及电感器LF。图11(e)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管、电感器LF以及电容器CF。图11(f)示出单独的充电和放电路径，充电功率由功率级的第二输出通过升压充电电路提供，且使用用于放电的降压变换器。在一示范实施例中，升压充电电路包括升压开关SL1、升压二极管DL1、电感器LL1以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、降压二极管DL2、电感器LL2以及电感器LF。图11(g)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的第二输出通过升压充电电路提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，升压充电电路包括升压开关SL1、升压二极管DL、电感器LL以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管、电感器LF以及电容器CF。图11(h)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的第二输出通过升压充电电路提供，且放电电路被连接至输出滤波器的输入。
图12(a)至图12(i)示出用于其中独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的二路开关正向DC/DC变换器的实现形式。在一示范实施例中，二路开关正向DC/DC变换器包括开关SD1、开关SD2、二极管DD1、二极管DD2、二极管DR1、二极管DR2、变压器TR、电感器LF以及电容器CF。图12(a)示出使用双向降压/升压变换器的共同的充电和放电路径。在一示范实施例中，双向降压/升压变换器包括升压开关SL1、降压开关SL2、电感器LL以及电容器CL。图12(b)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的输出提供，且使用用于充电的升压变换器和用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，升压变换器包括升压开关SL1、升压二极管DL、电感器LL以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图12(c)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率变换器的输出提供，且使用用于充电的升压变换器和用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，升压变换器包括升压开关SL1、升压二极管DL、电感器LL以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图12(d)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由具有电容滤波器的功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图12(e)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由具有L-C滤波器的功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图12(f)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率级的第三输出提供，且使用两个用于放电的降压变换器，其中每个降压变换器及其被耦合的功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，第一降压变换器包括降压开关SL1、功率级二极管DR2、电感器LF1以及电容器CF1。第二降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管DR4、电感器LF2以及电容器CF2。图12(g)示出使用被耦合至两个并联电源的双向降压/升压变化器的共同的充电和放电路径。在一示范实施例中，双向降压/升压变换器包括升压开关SL1、降压开关SL2、电感器LL以及电容器CL。图12(h)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由具有电容滤波器的第一功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和两个并联的功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图12(i)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由变压器TR提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。
图13(a)至图13(h)示出用于其中独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的全桥DC/DC变换器的实现形式。在一示范实施例中，全桥DC/DC变换器包括开关S1-S4、二极管DSR1、二极管DSR2、中间抽头变压器TR、电感器LF以及电容器CF。在另一示范实施例中，全桥DC/DC变换器包括开关S1-S4、二极管DSR1、二极管DSR2、电流倍增变压器TR、电感器LF1、电感器LF2以及电容器CF。图13(a)示出使用双向降压/升压变换器的共同的充电和放电路径。在一示范实施例中，双向降压/升压变换器包括升压开关SL1、降压开关SL2、电感器LL以及电容器CL。图13(b)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的输出提供，且使用用于充电的升压变换器和用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，升压变换器包括升压开关SL1、升压二极管DL、电感器LL以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管DSR1、功率级二极管DSR2、电感器LF以及电容器CF。图13(c)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率由功率级的输出提供，且使用用于充电的升压变换器和用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，升压变换器包括升压开关SL1、升压二极管DL、电感器LL以及电容器CL。降压变换器包括降压开关SL2、功率级二极管DSR1、功率级二极管DSR2、电感器LF以及电容器CF。图13(d)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由中间抽头变压器(TR)的次级绕组提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DSR1、功率级二极管DSR2、电感器LF以及电容器CF。图13(e)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由电流倍增变压器(TR)的次级绕组提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DSR1、电感器LF1以及电容器CF。图13(f)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由中间抽头变压器(TR)的附加次级绕组提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR1、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图13(g)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR1、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。图13(h)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由具有中间抽头绕组的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR1、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。
图14示出用于其中独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的半桥DC/DC变换器的实现形式，该半桥DC/DC变换器具有单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，半桥DC/DC变换器包括开关S1、开关S2、电容器C1、电容器C2、二极管DR1、二极管DR2、变压器TR、电感器LF以及电容器CF。降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR1、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。
图15(a)至图15(c)示出用于其中独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的LLC谐振DC/DC变换器的实现形式。在一示范实施例中，LLC谐振DC/DC变换器包括开关S1-S4、串联谐振电感器LS、并联谐振电感器LM、谐振电容器CS、二极管DSR1、二极管DSR2、变压器TR、电感器LF以及电容器CF。图15(a)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由中间抽头变压器(TR)的次级绕组提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、降压二极管DL、电感器LF以及电容器CF。图15(b)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由中间抽头变压器(TR)的附加次级绕组提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、降压二极管DL、电感器LL以及电容器CF。图15(c)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率变换器的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、降压二极管DL、电感器LL以及电容器CF。
图16示出用于其中独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的半桥LLC谐振DC/DC变换器的实现形式，该半桥LLC谐振DC/DC变换器具有单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率变换器的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，半桥LLC谐振DC/DC变换器包括开关S1-S2、电容器C1-C2、串联谐振电感器LS、并联谐振电感器LM、谐振电容器CS、二极管DR1、二极管DR2、变压器TR以及电容器CF。降压变换器包括降压开关SL、降压二极管DL、电感器LL以及电容器CF。
图17(a)至图17(b)示出用于其中独立功率储存系统被连接在输出滤波器的输入端的实施例的正向DC/DC变换器的实现形式。在一示范实施例中，正向DC/DC变换器包括开关SD2、钳位开关SC、钳位电容器CC、二极管DR1、二极管DR2、变压器TR、电感器LF以及电容器CF。图17(a)示出使用双向降压/升压变换器的共同充电和放电路径。在一示范实施例中，双向降压/升压变换器包括升压开关SL1、降压开关SL2、电感器LL以及电容器CL。图17(b)示出单独的充电路径和放电路径，充电功率直接由功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器，其中降压变换器和功率变换器共享输出滤波器。在一示范实施例中，降压变换器包括降压开关SL、功率级二极管DR2、电感器LF以及电容器CF。
图18示出具有单独的充电路径和放电路径的回扫DC/DC变换器的实现形式，充电功率直接由功率级的第二输出提供，且使用用于放电的降压变换器。在一示范实施例中，回扫DC/DC变换器包括开关SD2、二极管DR1、二极管DR2、变压器TR以及电容器CF。降压变换器包括降压开关SL、降压二极管DL、电感器LL以及电容器CF。
图19(a)至图19(b)示出用于本发明的具有与功率变换器串联的独立功率储存系统的实施例的三级式AC/DC变换器的实现形式。在一示范实施例中，三级式AC/DC变换器包括升压PFC整流器、隔离DC/DC功率变换器以及升压DC/DC变换器。图19(a)包括后接有隔离DC/DC功率变换器以及升压放电输出级的升压PFC。在一示范实施例中，升压PFC包括升压开关S、升压二极管D、升压电感器LB以及降压电容器CB。升压放电输出级包括升压开关SD、升压二极管DD、升压电感器LD以及输出电容器CF。图19(b)包括后接有隔离DC/DC功率变换器以及升压放电输出级的升压PFC，在输入PFC级与输出升压级之间磁性耦合。在一示范实施例中，升压PFC包括升压开关S、升压二极管D、升压电感器LB缓冲二极管D1、缓冲电感器LS、缓冲开关S1、间隙变压器TR的初级绕组N1以及降压电容器CB。升压放电输出级包括升压开关SD、升压二极管DD、间隙变压器TR的次级绕组N2以及输出电容器CF。

Claims (39)

1.一种为至少一个负载提供功率的功率变换器系统，包括：
以期望效率操作的至少一个功率变换器；
功率储存系统，该功率储存系统被耦合至所述至少一个功率变换器，用于接收所述至少一个功率变换器提供的功率且储存功率；
控制器，在所述至少一个功率变换器以在所述期望效率或者效率阀值以下的效率操作的时候，该控制器在第一时间间隔期间开启所述功率变换器且在第二时间间隔期间关闭所述功率变换器，其中，在所述第一时间间隔期间，所述功率变换器以所述期望效率操作，以为所述功率储存系统和所述至少一个负载提供功率，并且，其中在所述第二时间间隔期间，当所述至少一个功率变换器关闭时，所述功率储存系统为所述至少一个负载提供功率，其中，所述第一时间间隔与所述第二时间间隔的比被控制成以所述期望效率操作所述功率变换器。
2.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器具有用于在所述第一时间间隔期间为所述功率储存系统提供功率的第一输出以及用于为所述至少一个负载提供功率的第二输出。
3.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器具有用于在所述第一时间间隔期间为所述功率储存系统提供功率且为所述至少一个负载提供功率的单一输出。
4.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统具有用于在所述第一时间间隔期间接收从所述至少一个功率变换器提供的功率且在所述第二时间间隔期间为所述至少一个负载提供功率的单一端口。
5.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统具有用于在所述第一时间间隔期间接收从所述至少一个功率变换器提供的功率的第一端口以及在所述第二时间间隔期间为所述至少一个负载提供功率的第二端口。
6.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器包括功率级和输出滤波器，其中，所述功率储存系统通过所述输出滤波器为所述至少一个负载提供功率。
7.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器通过输出滤波器为所述功率储存系统提供功率。
8.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率变换器、所述功率储存系统以及所述负载串联耦合。
9.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率变换器包括隔离的、非隔离的、单级的和多级的、AC/DC、DC/DC、DC/AC以及AC/AC功率变换器中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的功率变换器系统，其中，所述DC/DC功率变换器包括全桥DC/DC功率变换器、半桥DC/DC功率变换器、LLC谐振DC/DC功率变换器、正向DC/DC功率变换器以及回扫DC/DC功率变换器中的至少一个。
11.根据权利要求9所述的功率变换器系统，其中，所述AC/DC功率变换器包括三级式AC/DC变换器。
12.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统包括蓄电池、燃料电池、电容器、储热器以及飞轮中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统包括隔离的、非隔离的、单级的和多级的、AC/DC、DC/DC、DC/AC以及AC/AC功率变换器中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统包括临时能量储存和功率调节电路。
15.根据权利要求14所述的功率变换器系统，其中，所述临时能量储存和所述功率调节电路包括双向降压/升压变换器、升压变换器和降压变换器中的至少一个。
16.根据权利要求1所述的功率变换器系统，还包括被耦合至所述至少一个功率变换器和所述功率储存系统的控制器，该控制器用于控制所述至少一个功率变换器和所述功率储存系统的操作。
17.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，在所述至少一个功率变换器以在所述期望效率或者效率阀值以下的效率操作的时候，所述功率变换器以所述期望效率操作，以为所述功率储存系统提供功率，且所述功率储存系统同时为所述至少一个负载提供功率。
18.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，在所述至少一个功率变换器以在所述期望效率或者效率阀值以下的效率操作的时候，所述功率变换 器以所述期望效率操作，以为所述功率储存系统和所述至少一个负载提供功率，且所述功率储存系统同时为所述至少一个负载提供功率。
19.根据权利要求1所述的功率变换器系统，其中，所述功率变换器系统包括用于LED的功率变换系统，用于太阳能电池的功率变换系统，用于燃料电池的功率变换系统，用于风能的功率变换系统，用于动能的功率变换系统，用于热能、发电站的功率变换系统，用于建筑的功率管理和变换系统，用于数据中心、UPS的功率管理和变换系统，用于车辆的功率变换系统，用于计算机的功率变换系统，用于通信设备或者装置的功率变换系统，用于消费电子产品的功率变换系统以及用于家用电器的功率变换系统中的至少一个。
20.一种为至少一个负载提供功率的功率变换器系统，包括：
在所述功率变换器以期望效率操作的时候为所述至少一个负载提供不中断的功率的至少一个功率变换器；
功率储存系统，该功率储存系统被耦合至所述至少一个功率变换器，用于当所述至少一个功率变换器以在所述期望效率以下的效率操作时接收所述至少一个功率变换器提供的功率且储存功率；以及
控制器，在所述功率变换器以比所述期望效率更低的效率操作的时候，该控制器部分地中断从所述至少一个功率变换器提供至所述至少一个负载的功率，使得所述至少一个功率变换器在第一时间间隔期间开启且在第二时间间隔期间关闭；其中，在所述第一时间间隔期间，所述功率变换器以所述期望效率操作，以为所述功率储存系统提供功率；并且，其中在所述第二时间间隔期间，当所述至少一个功率变换器关闭时，所述功率储存系统为所述至少一个负载提供功率。
21.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器具有用于在所述第一时间间隔期间为所述功率储存系统提供功率的第一输出以及用于为所述至少一个负载提供功率的第二输出。
22.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，至少一个功率变换器具有用于在第一时间间隔期间为所述功率储存系统提供功率且用于为所述至少一个负载提供功率的单一输出。
23.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统具有用于在第一时间间隔期间接收从所述至少一个功率变换器供给的功率且用于在第二时间间隔期间为所述至少一个负载提供功率的单一端口。
24.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统具有用于在第一时间间隔期间接收从所述至少一个功率变换器供给的功率第一端口以及用于在第二时间间隔期间为所述至少一个负载提供功率的第二端口。
25.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器包括功率级和输出滤波器，其中，所述功率储存系统通过所述输出滤波器为所述至少一个负载提供功率。
26.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器通过输出滤波器为所述功率储存系统提供功率。
27.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率变换器、所述功率储存系统和所述负载被串联耦合。
28.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率变换器包括隔离的、非隔离的、单级的和多级的、AC/DC、DC/DC、DC/AC以及AC/AC功率变换器中的至少一个。
29.根据权利要求28所述的功率变换器系统，其中，所述DC/DC功率变换器包括全桥DC/DC功率变换器、半桥DC/DC功率变换器、LLC谐振DC/DC功率变换器、正向DC/DC功率变换器以及回扫DC/DC功率变换器中的至少一个。
30.根据权利要求28所述的功率变换器系统，其中，所述AC/DC功率变换器包括三级式AC/DC变换器。
31.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统包括隔离的、非隔离的、单级的和多级的、AC/DC、DC/DC、DC/AC以及AC/AC功率变换器中的至少一个，且还包括蓄电池、燃料电池、电容器、储热器以及飞轮中的至少一个。
32.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率储存系统包括临时能量储存和功率调节电路。
33.根据权利要求32所述的功率变换器系统，其中，所述临时能量储存和功率调节电路包括双向降压/升压变换器、升压变换器和降压变换器中的至少一个。
34.根据权利要求20所述的功率变换器系统，还包括被耦合至所述至少一个功率变换器和所述功率储存系统的控制器，该控制器用于控制所述至少一个功率变换器和所述功率储存系统的操作。
35.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，在所述至少一个功率变换器以在所述期望效率以下的效率操作的时候，所述功率变换器以所述期望效率操作，以为所述功率储存系统提供功率，且所述功率储存系统同时为所述至少一个负载提供功率。
36.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，在所述至少一个功率变换器以在所述期望效率以下的效率操作的时候，所述功率变换器以所述期望效率操作，以为所述功率储存系统和所述至少一个负载提供功率，且所述功率储存系统同时为所述至少一个负载提供功率。
37.根据权利要求20所述的功率变换器系统，其中，所述功率变换器系统包括用于LED的功率变换系统，用于太阳能电池的功率变换系统，用于燃料电池的功率变换系统，用于风能的功率变换系统，用于动能的功率变换系统，用于热能、发电站的功率变换系统，用于建筑的功率管理和变换系统，用于数据中心、UPS的功率管理和变换系统，用于车辆的功率变换系统，用于计算机的功率变换系统，用于通信设备或者装置的功率变换系统，用于消费电子产品的功率变换系统以及用于家用电器的功率变换系统中的至少一个。
38.一种为至少一个负载提供功率的功率变换器系统,包括：
在所述功率变换器以期望效率操作的时候为所述至少一个负载提供不中断的功率的至少一个功率变换器；
电容器，该电容器被耦合至所述至少一个功率变换器，用于当所述至少一个功率变换器以在所述期望效率以下的效率操作时接收所述至少一个功率变换器提供的功率且储存功率；以及
控制器，在所述功率变换器以比所述期望效率更低的效率操作的时候，该控制器部分地中断从所述至少一个功率变换器提供至所述至少一个负载的功率，使得所述至少一个功率变换器在第一时间间隔期间开启且在第二时间间隔期间关闭；其中，在所述第一时间间隔期间，所述功率变换器以所述期望效率操作，以为所述电容器提供功率；并且，其中在所述第二时间间隔期间，当所述至少一个功率变换器关闭时，所述电容器为所述至少一个负载提供功率。
39.根据权利要求38所述的功率变换器系统，其中，所述至少一个功率变换器具有用于在所述第一时间间隔期间为功率储存系统提供功率的第一输出以及用于为所述至少一个负载提供功率的第二输出。
CN200980119178.5A 2008-03-25 2009-03-24 在负载条件范围上高效操作的功率变换器系统 Active CN102047525B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6475608P 2008-03-25 2008-03-25
US61/064,756 2008-03-25
PCT/US2009/038102 WO2009120695A1 (en) 2008-03-25 2009-03-24 A power converter system that operates efficiently over a range of load conditions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102047525A CN102047525A (zh) 2011-05-04
CN102047525B true CN102047525B (zh) 2015-09-09

Family

ID=41114305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980119178.5A Active CN102047525B (zh) 2008-03-25 2009-03-24 在负载条件范围上高效操作的功率变换器系统

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8179698B2 (zh)
EP (1) EP2274813B1 (zh)
JP (1) JP2011522503A (zh)
KR (5) KR20150091419A (zh)
CN (1) CN102047525B (zh)
BR (1) BRPI0910864A2 (zh)
CA (1) CA2719753C (zh)
HK (1) HK1154997A1 (zh)
MX (1) MX2010010380A (zh)
RU (1) RU2480884C2 (zh)
TW (1) TWI450482B (zh)
WO (1) WO2009120695A1 (zh)
ZA (1) ZA201007608B (zh)

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7831343B2 (en) * 2006-11-03 2010-11-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Efficiency optimized hybrid operation strategy
US7768155B2 (en) * 2008-10-10 2010-08-03 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for improved burst mode during power conversion
US8866401B2 (en) * 2009-03-06 2014-10-21 Lutron Electronics Co., Inc. Multi-stage power supply for a load control device having a low-power mode
WO2011062508A2 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 Eaton Industries Company A power converter with hold up
EP2360824B1 (en) * 2009-12-31 2015-08-26 Nxp B.V. Controller for a power conversion circuit
US20110216560A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-08 Sheng Ye Two stage isolated switch-mode ac/dc converter
CN102214944B (zh) * 2010-04-06 2015-09-02 力博特公司 一种ups电源的系统增益控制方法
CN102959849B (zh) * 2010-06-29 2015-11-25 伊顿工业公司 循环变流器的闭环控制
US8369111B2 (en) * 2010-08-02 2013-02-05 Power Integrations, Inc. Ultra low standby consumption in a high power power converter
US8912771B2 (en) 2010-09-13 2014-12-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Power rail regulator to regulate DC rail voltage and output current
WO2012051265A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-19 Heartware, Inc. Fault-tolerant power supply
US9065327B2 (en) 2011-02-08 2015-06-23 Lear Corporation Efficiency optimized power converter with dual voltage power factor correction
TWI429176B (zh) * 2011-03-31 2014-03-01 Nat Univ Tsing Hua 高升壓比直流轉換器
US9774189B2 (en) * 2011-07-18 2017-09-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for multi-phase power conversion having modified burst current
CN102904437B (zh) * 2011-07-25 2014-08-20 台达电子企业管理（上海）有限公司 用于电源转换器的维持时间延长电路
CN103036259A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 中兴电工机械股份有限公司 能量调节方法
FR2983654B1 (fr) * 2011-12-05 2014-01-10 Airbus Operations Sas Dispositif interface entre un reseau electrique et des systemes consommateurs
US9065343B2 (en) * 2012-01-13 2015-06-23 Pai Capital Llc Resonant converter with auxiliary resonant components and holdup time control circuitry
US9340114B2 (en) * 2012-01-23 2016-05-17 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle with transient current management for DC-DC converter
WO2013155272A1 (en) * 2012-04-11 2013-10-17 Power-One, Inc. Hold-up time enhancement circuit for llc resonant converter
US11271422B2 (en) * 2012-06-15 2022-03-08 Aleddra Inc. Solid-state lighting with an emergency power system
JP2014011811A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Sekisui Chem Co Ltd 電力管理システム
KR101420516B1 (ko) * 2012-10-30 2014-07-16 삼성전기주식회사 역률 개선 회로 및 역률 개선 제어 방법
CN103023320B (zh) * 2012-11-23 2014-09-03 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种高效率的双向直流变换器及其控制方法
US10804816B2 (en) 2012-12-30 2020-10-13 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for three port line frequency energy storage
US20140211527A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 General Electric Company Systems and methods for operating a micro inverter in a discontinuous power mode
TWI489750B (zh) * 2013-03-13 2015-06-21 Univ Yuan Ze 高效率可逆式單輸入多輸出直流轉換器
US10193347B2 (en) 2013-03-29 2019-01-29 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for improved burst mode during power conversion
CN104133543A (zh) * 2013-05-02 2014-11-05 华硕电脑股份有限公司 携带型电子装置
PL3028376T3 (pl) * 2013-07-29 2022-10-31 Sma Solar Technology Ag Przekształtnik podwyższający napięcie, odpowiedni falownik i sposób eksploatacji
WO2015046594A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 日本電気株式会社 電源回路および電力供給方法
TWI504116B (zh) * 2013-11-01 2015-10-11 Hep Tech Co Ltd Power conversion device and conversion method thereof
CN104660069A (zh) * 2013-11-18 2015-05-27 东林科技股份有限公司 电源转换装置及其转换方法
JP6433652B2 (ja) * 2013-11-26 2018-12-05 Eizo株式会社 電源装置及び電気機器
TWI504117B (zh) * 2014-02-17 2015-10-11 Lite On Electronics Guangzhou 非線性轉換比功率因數轉換器
KR20150098430A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 삼성전기주식회사 전원 공급 장치
US10447074B2 (en) 2014-02-27 2019-10-15 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Behavior modification of a power supply in response to a detected condition
WO2015161138A1 (en) * 2014-04-16 2015-10-22 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Modular dc-dc converter
WO2015198678A1 (ja) * 2014-06-26 2015-12-30 シャープ株式会社 電力供給システムおよびコントローラ
US9812864B2 (en) * 2015-01-15 2017-11-07 The Johns Hopkins University Adaptive power system
WO2017053946A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Voolt, Llc Method, system and device for power generation
FR3043284B1 (fr) * 2015-10-29 2023-06-23 Ifp Energies Now Systeme de conversion d'une puissance electrique continue en puissance electrique alternative avec module recuperateur d'energie
CN105491769B (zh) * 2016-01-12 2019-06-18 武汉鑫双易科技开发有限公司 基于双向buck功率因数校正和lcc高频谐振软开关技术的单相单级hid高频电子镇流器
CN105491768A (zh) * 2016-01-12 2016-04-13 武汉鑫双易科技开发有限公司 基于双向buck功率因数校正和lc高频谐振软开关技术的单相单级hid高频电子镇流器
KR101887997B1 (ko) 2016-08-31 2018-08-14 서울대학교산학협력단 변조된 게이트 펄스를 이용한 전력변환장치
US10439402B2 (en) 2017-02-14 2019-10-08 The Johns Hopkins University Constant power adaptive power system
CN106931472B (zh) * 2017-03-17 2019-08-30 广东美的厨房电器制造有限公司 功率的获取方法和半导体微波炉
US10181731B1 (en) * 2017-06-23 2019-01-15 Dell Products L.P. Combining power from a battery and an AC-DC converter of a power storage adapter
US10381844B2 (en) 2017-06-23 2019-08-13 Dell Products L.P. Sourcing power from a battery or AC-DC converter of a power storage adapter
US10181739B1 (en) 2017-06-23 2019-01-15 Dell Products L.P. Power storage adapter using high efficiency charging for low power states
US10928880B2 (en) 2017-06-23 2021-02-23 Dell Products L.P. Power storage adapter for communicating battery data with a portable information handling system
US10978896B2 (en) * 2017-06-23 2021-04-13 Dell Products L.P. High efficiency power storage adapter
US10452102B2 (en) 2017-06-23 2019-10-22 Dell Products L.P. Power delivery contract establishment in a power storage adapter
US10389154B2 (en) 2017-06-23 2019-08-20 Dell Products L.P. Power storage adapter using a high efficiency charging method
US10476288B2 (en) 2017-06-23 2019-11-12 Dell Products L.P. Power storage adapter for peak shift operation with a portable information handling system
US10608443B2 (en) 2017-08-15 2020-03-31 Dell Products L.P. Battery management using battery temperature distribution
US10642333B2 (en) 2017-08-24 2020-05-05 Dell Products L.P. Power storage adapter for efficient supply of power of multiple portable information handling systems
US10673271B2 (en) 2017-09-01 2020-06-02 Dell Products L.P. Efficient charging of multiple portable information handling systems based on learned charging characteristics
US10620679B2 (en) 2017-09-01 2020-04-14 Dell Products L.P. Prioritizing supplying electrical power by a power storage adapter to connected devices
US10404105B2 (en) 2017-09-14 2019-09-03 Dell Products L.P. Power storage adapter for wireless power transmission
US11513928B2 (en) 2017-09-18 2022-11-29 Dell Products L.P. Power storage adapter with power cable validation
US10714797B2 (en) 2017-09-18 2020-07-14 Dell Products L.P. Multilayer thermal laminate with aerogel for battery cell enclosures
US10488906B2 (en) 2017-09-26 2019-11-26 Dell Products L.P. Power delivery based on temperature and other factors in a power storage adapter
US10351004B1 (en) * 2018-01-03 2019-07-16 Lear Corporation Pre-charging DC link capacitor of on-board charger (OBC) using traction battery
TWI653556B (zh) 2018-04-03 2019-03-11 禾瑞亞科技股份有限公司 觸控筆、電路系統、控制電路與控制方法
CN109194130B (zh) * 2018-09-06 2020-11-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种单向直流电压变换装置和系统及其控制方法
KR101965162B1 (ko) 2018-10-15 2019-04-03 박정용 재생 에너지 전력 제어 장치
US11824447B2 (en) 2019-07-23 2023-11-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Controlling buck-boost converters based on power supply identification signals
US20210344217A1 (en) * 2020-03-20 2021-11-04 Virtual Power Systems, Inc. Datacenter current injection for power management
KR20210156107A (ko) * 2020-06-17 2021-12-24 현대자동차주식회사 차량용 배터리 충전 장치 및 방법
TWI741819B (zh) * 2020-09-30 2021-10-01 美律實業股份有限公司 電源供應裝置及其電源供應方法
KR102499202B1 (ko) * 2021-07-19 2023-02-13 인하대학교 산학협력단 연속적 전압제어를 위한 고분해능 디지털 비자성체 직렬 모듈화 전력변환장치
US20230060456A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Shobha Ramanjani Front-end architecture for a low-voltage power supply system
US11777394B1 (en) 2022-04-20 2023-10-03 Cisco Technology, Inc. Modular power supply architecture optimized for flat efficiency across loadings

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4860185A (en) * 1987-08-21 1989-08-22 Electronic Research Group, Inc. Integrated uninterruptible power supply for personal computers
US6795322B2 (en) * 1998-12-25 2004-09-21 Hitachi, Ltd. Power supply with uninterruptible function

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289361A (en) 1991-01-16 1994-02-22 Vlt Corporation Adaptive boost switching preregulator and method
US5523671A (en) * 1991-02-14 1996-06-04 Dell Usa, L.P. Charging system for battery powered devices
JP2612220B2 (ja) * 1991-07-17 1997-05-21 山洋電気株式会社 整流電源装置
US5302858A (en) * 1991-12-11 1994-04-12 Best Power Technology, Incorporated Method and apparatus for providing battery charging in a backup power system
US5532524A (en) * 1994-05-11 1996-07-02 Apple Computer, Inc. Distributed power regulation in a portable computer to optimize heat dissipation and maximize battery run-time for various power modes
GB9516913D0 (en) * 1995-08-18 1995-10-18 Advanced Power Conversion Ltd A transformer assembly
JPH1014130A (ja) * 1996-06-18 1998-01-16 Fujitsu Ltd 無停電電源装置
US5867377A (en) * 1997-03-12 1999-02-02 Lucent Technologies Inc. System and method for improving the efficiency of reserve battery-powered, partitioned power conversion systems under light load conditions
CA2317560A1 (en) 1997-11-17 1999-05-27 Patrick H. Potega Universal power supply
US6058030A (en) * 1997-11-20 2000-05-02 Intersil Corporation Multiple output DC-to-DC converter having enhanced noise margin and related methods
US6462507B2 (en) 1998-08-07 2002-10-08 Okc Products, Inc. Apparatus and method for initial charging, self-starting, and operation of a power supply with an intermittent and/or variable energy source and a rechargeable energy storage device
US6081104A (en) * 1998-11-20 2000-06-27 Applied Power Corporation Method and apparatus for providing energy to a lighting system
RU2195754C2 (ru) * 1999-09-01 2002-12-27 Игорь Константинович Чернилевский Устройство и способ отбора электрической энергии от солнечной батареи
JP3821635B2 (ja) * 2000-08-16 2006-09-13 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 電源供給装置、電気機器、および電源供給方法
US6459176B1 (en) * 2000-11-28 2002-10-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Survival radio battery adapters
US6353304B1 (en) * 2001-01-19 2002-03-05 Sandia Corporation Optimal management of batteries in electric systems
NL1017251C2 (nl) 2001-01-31 2002-08-01 Alrec Sign & Display B V Lichtbak en profiel voor gebruik daarin.
WO2002061917A1 (fr) * 2001-02-01 2002-08-08 Hitachi Maxell, Ltd. Source d'energie
US6674274B2 (en) 2001-02-08 2004-01-06 Linear Technology Corporation Multiple phase switching regulators with stage shedding
JP2004074558A (ja) 2002-08-16 2004-03-11 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
RU2258292C2 (ru) * 2003-05-07 2005-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики имени академика М.Ф. Решетнева" Способ питания нагрузки постоянным током
US6992902B2 (en) * 2003-08-21 2006-01-31 Delta Electronics, Inc. Full bridge converter with ZVS via AC feedback
US20050286274A1 (en) * 2004-06-29 2005-12-29 Hans-Erik Pfitzer Self-testing power supply apparatus, methods and computer program products
RU2292627C1 (ru) * 2005-06-30 2007-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) Источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети
EP1986306B1 (en) * 2006-01-27 2014-05-14 Sharp Kabushiki Kaisha Power supply system
JP4797663B2 (ja) * 2006-02-03 2011-10-19 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
US20070236973A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 Qahouq Jaber A Gradient non-linear adaptive power architecture and scheme
TWI311394B (en) * 2006-05-09 2009-06-21 Delta Electronics Inc Ups system with low power loss
JP2007312499A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Kyocera Mita Corp 電源装置及び画像形成装置
WO2007142656A2 (en) 2006-06-01 2007-12-13 Exaflop Llc Data center uninterruptible power distribution architecture
GB0615562D0 (en) * 2006-08-04 2006-09-13 Ceres Power Ltd Power supply control for power
FR2916100B1 (fr) * 2007-05-11 2009-08-14 Mge Ups Systems Soc Par Action Alimentation sans interruption et procede de mise en oeuvre de ladite alimentation
JP4378400B2 (ja) * 2007-08-28 2009-12-02 日立コンピュータ機器株式会社 双方向ｄｃ−ｄｃコンバータ及び双方向ｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法
US7986122B2 (en) * 2007-09-26 2011-07-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for power conversion with maximum power point tracking and burst mode capability
JP5257204B2 (ja) * 2009-03-31 2013-08-07 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4860185A (en) * 1987-08-21 1989-08-22 Electronic Research Group, Inc. Integrated uninterruptible power supply for personal computers
US6795322B2 (en) * 1998-12-25 2004-09-21 Hitachi, Ltd. Power supply with uninterruptible function

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160084496A (ko) 2016-07-13
US8179698B2 (en) 2012-05-15
MX2010010380A (es) 2010-12-15
US20090244944A1 (en) 2009-10-01
KR20160084843A (ko) 2016-07-14
HK1154997A1 (zh) 2012-05-04
JP2011522503A (ja) 2011-07-28
CN102047525A (zh) 2011-05-04
KR20170105642A (ko) 2017-09-19
KR20110036792A (ko) 2011-04-11
EP2274813B1 (en) 2016-08-03
TW201004112A (en) 2010-01-16
EP2274813A4 (en) 2015-01-14
WO2009120695A1 (en) 2009-10-01
KR20150091419A (ko) 2015-08-10
KR101832246B1 (ko) 2018-02-26
CA2719753C (en) 2018-07-03
ZA201007608B (en) 2012-03-28
TWI450482B (zh) 2014-08-21
EP2274813A1 (en) 2011-01-19
RU2480884C2 (ru) 2013-04-27
BRPI0910864A2 (pt) 2016-05-17
CA2719753A1 (en) 2009-10-01
RU2010143374A (ru) 2012-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102047525B (zh) 在负载条件范围上高效操作的功率变换器系统
KR102157343B1 (ko) 단말을 위한 충전 시스템, 충전 방법 및 전원 어댑터, 스위칭 전원
Guan et al. Review of high-frequency high-voltage-conversion-ratio DC–DC converters
US10263456B1 (en) Integrated three-port bidirectional DC-DC converter for renewable energy sources
CN100585997C (zh) 包含多个级联的变换器的交流/直流变换器
CN102064702B (zh) 双向隔离式的串联谐振dc/dc变换器
US9231488B2 (en) Power converter and method for controlling the same
US20140268908A1 (en) Converter topologies
CN102810980B (zh) 供电设备
EP2787593B1 (en) Voltage conversion circuit and electronic apparatus
Karshenas et al. Basic families of medium-power soft-switched isolated bidirectional dc-dc converters
JPWO2010107060A1 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
CN203278632U (zh) 不断电电源供应器
CN101621257A (zh) 一种电能量双向流动装置及其电能量双向流动方法
Junaid et al. PV based electric vehicle battery charger using resonant converter
US20220231509A1 (en) Vehicle-grid-home power interface
CN109067180A (zh) 一种dc-dc隔离变换电路和控制方法
US20240014744A1 (en) Method of controlling resonant push-pull converter
Poshtkouhi et al. A dual active bridge dc-dc converter with optimal dc-link voltage scaling and flyback mode for enhanced low-power operation in hybrid pv/storage systems
CN201966824U (zh) Igbt双向二重斩波器
Miyawaki et al. Comparing investigation for a bi-directional isolated DC/DC converter using series voltage compensation
CN114123283A (zh) 直流变压器及其控制方法
CN116154929A (zh) 一种无线充电系统及其控制方法
CN115173529A (zh) 一种太阳能充电系统及方法
CN112600415A (zh) 双向谐振网络、双向直流变换器及其参数设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1154997

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1154997

Country of ref document: HK