CN102844821A - 插入式电力线调节器 - Google Patents

Abstract

一种插入式电力线调节器被配置为从电路接收交流电压并且在该电路中插入一个校正信号。

Description

插入式电力线调节器

发明人：R.A.海德，乔丁·T·卡勒，以及小罗韦尔·L·伍德

概述

根据一个实施方案，一种对电路上的交流电压波形进行校正的方法包括：通过一个电插座从一个电路上接收一个交流电压波形，生成一个被配置为将该电压波形转换为一个校正交流电压波形的校正波形，以及通过该电插座将该校正波形插入到该电路上。可选地，该方法可以包括从电插座拉取电力。

根据一个实施方案，一种用于校正交流电压波形的装置包括：一个电插头；一个传感器电路，该传感器电路操作性地连接到该电插头；一个逻辑电路，该逻辑电路操作性地连接到该传感器电路的并且被配置为用来输入一个校正信号；以及一个驱动电路，该驱动电路操作性地连接用来从该逻辑电路接收该校正信号的并且向该电插头输出一个相应的校正波形。可选地，该装置可以包括一个充电存储装置，该充电存储装置被配置为向该传感器电路、该逻辑电路以及该驱动电路供电。可选地，该充电存储装置可以通过一个与该电插头操作性地连接的充电器电路接收电荷。

根据一个实施方案，一种用于对交流电压波形进行校正的方法包括：从一个电路接收一个电压波形，接收一个同步信号，根据该同步信号计算对该交流电压波形的校正，以及将对该交流电压波形的校正插入到该电路上。

根据一个实施方案，一种用来进行电力线调节的装置包括：一个电压分接头，该电压分接头被配置为用来从电路接收一个交流电压；一个通信接口，该通信接口被配置为接收至少一个同步信号；以及一个逻辑电路，该逻辑电路操作性地连接到该第一个电压分接头和该通信接口并且被配置为响应于从该电压分接头和该通信接口接收到的信号输出一个电压校正信号。

前述概述仅仅是说明性的，并且并不旨在以任何方式作为限制。除了上文描述的说明性方面、实施方案以及特征之外，通过参考图示以及以下详细描述将明了另外的方面、实施方案以及特征。

附图简要说明

图1是根据一个实施方案的一种对交流电压波形进行校正的装置的框图。

图2是一个流程图，该流程图根据一个实施方案展示了一种对电路上的交流波形进行校正的方法。

图3是一个流程图，该流程图展示了图2中的方法的实施方案，包括额外的细节。

图4是一个流程图，该流程图根据一个实施方案展示了图2和图3中示出的一种生成校正波形的方法。

图5根据一个实施方案展示了关于图4的几个示意性简化波形。

图6是根据一个实施方案的一种被配置为对交流电压波形进行校正的装置的框图，该装置包括一个同步电路。

图7是根据一个实施方案的一种被配置为用来从电路拉取电力并且将一个校正信号插入到电路中以校正交流电压波形的装置的框图。

图8是一个流程图，该流程图展示了根据一个实施方案的一种响应于所接收到的同步信号将校正插入到电路上的方法。

详细描述

在以下详细描述中参考附图，附图形成本文的一部分。在图中，相似的符号通常区分相似的组件，除非上下文另外规定。在详细描述、图示以及权利要求书中所描述的说明性实施方案并不意图进行限制。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可做出其他改动。

图1是根据一个实施方案的一种用来对交流电（AC）电压波形进行校正的装置101的框图。电插头102可以被配置为用来连接到一个标准壁装电源插座上。传感器电路104操作性地连接到该电插头上。该传感器电路104是可以运行用来感测在一个电路上的电插头102接收的一个交流波形的电压（比如一个60赫兹功率波形）。逻辑电路106操作性地连接到传感器电路104上并且被配置为用来输出一个校正信号。该校正信号与将该交流波形转换成一个希望得到的波形所需要的周期电压校正相对应。驱动电路108操作性地连接用来从该逻辑电路106中接收该校正信号并输出一个相应的校正波形到该电插头102上。该校正波形与一个希望的波形与一个由逻辑电路106所决定的一个实际波形之间的差值。当通过该插头102插到该电路上时，该校正波形添加到该接收到的波形上从而将一个做希望得到的波形放置在该交流电路上（未示出），该交流电路将交流波形提供到该插头102上。

可选地，装置101可以运行用来通过一个接口（未示出）从该交流电路上的另一个位置接收电流相位信息。例如，远程传感器可以包括一个电流传感器IC或者一个分立电路，该分立电路被配置为用来根据欧姆定律来感测电流。该感测电流波形可以与感测交流电压波形进行对比，从而确定任何相位差。一个相位差对应于一个功率因数错误。逻辑电路106可以提供一个对电压相位进行校正来匹配电流相位的校正波形，从而进行功率因数校正。

可选地，该装置101可以包括一个浪涌保护器110，该浪涌保护器110操作性地连接到插头102、传感器电路104、逻辑电路106以及驱动电路108中的一个或者多个上。可选地，该浪涌保护器110可以操作性地连接到该装置101中的其他电路上。

可选地，该装置101可以包括一个配电盘，该配电盘包括一个或多个交流插座112，而该一个或多个交流插座操作性地连接到该插头102、传感器电路104、逻辑电路106以及驱动电路108中的一个或者多个。可选地，该包括一个或多个交流插座112的配电盘可以操作性地连接到装置101的其他电路上。

图2是一个流程图，该流程图展示了根据一个实施方案的一种用于对电路上的交流电压波形进行校正的方法。例如，图2的方法201可以在图1所示的装置101上运行。该过程201通过一个电插座从电路接收一个交流电压波形而开始于步骤202。进行到步骤204，生成一个校正波形。该校正波形被被配置为将步骤202中接收到的波形转换成一个校正的交流电压波形。进行到步骤206，该校正波形通过电插座插入到电路中。

可选地，过程201可以包括步骤208，该步骤可以基本上连续地发生，其中电力是从电插座拉取的。例如，电力可以用于电力电路，该电力电路用于生成和插入校正波形和/或为其他电路或者机构提供电力。例如，步骤208可以包括通过分接该交流波形的方式从电插座拉取电力。

根据一个实施方案，步骤210可以在步骤204之前。在步骤210中，所接收到的交流电压波形可以被转换成一个隔离的电压波形。例如，隔离可以包括通过一个电容器或者一个光电耦合器对该交流电压波形进行交流耦合。

图3是一个流程图，该流程图包括图2中的方法201的一个实施方案，包括额外的细节。步骤208可以包括分接该交流电压波形和将该交流电压波形302整流为一个直流（DC）电压。如步骤304所示，电路可以从该整流的直流电压中拉取电力。例如，步骤208可以包括例如在接收到的交流电压波形周期的至少一个部分期间为一个充电存储装置（如电容器或者蓄电池）充电。

参见步骤204，生成一个校正波形包括在该接收到的交流电压波形上进行电压感测，如步骤306所示。进行到步骤308，该感测电压将该交流电压波形与一个模型电压波形310进行对比。模型电压波形310可以是一个正弦波或者一个多分量波。例如，步骤204、308可以包括将该交流电压波形与一个模型波形310进行对比并生成一个残余电压波形，该残余电压波形包括与该交流电压波形与模型波形之间的偏差异号的分量。根据一个实施方案，该校正波形是该残余电压波形。根据一个实施方案，该校正波形是该残余电压波形的函数。根据一个实施方案，生成该校正波形可以包括过滤该残余电压波形并且该校正波形可以是该残余电压波形的过滤函数。根据一个实施方案，生成该校正波形可以包括对残余电压波形求一次或多次时间导数，并且该校正电压波形可以是该残余电压波形的一次或多次时间导数的函数。根据一个实施方案，生成该校正波形可以包括对残余电压波形求一次或多次时间积分，并且该校正电压波形可以是该残余电压波形的一次或多次时间积分的函数。

可选地，过程301中的步骤204可以进行到步骤312，其中该校正波形被延迟。例如，步骤308中的操作可以与该隔离的交流电压波形的接收同时发生，或者可能需要一段时间来执行。在那些执行步骤308所用时间远大于与隔离的波形同步所用时间的实施方案中，该校正波形可以延误一整个周期，从而使之可以与该接收到的交流电压波形同步。

进行到步骤314，该校正电压波形被驱动插入到电路上，从该电路上该交流电压波形在步骤202中接收。例如，步骤308中执行的处理可以在低压下出现，例如通过使用低压数字电路。步骤314可以包括将该低压校正波形放大到一个对应于该接收到的交流电压波形的振幅。放大可以包括放大到一个标称电压交流电压例如120。作为替代方案，放大可以包括放大到一个与该接收到的交流电压波形振幅接近的一个按比例缩放的电压。在步骤206中，该校正波形接着被插回到电路中。

根据一个实施方案，用来驱动该校正波形（以及用来运行附加电路）的电力可以根据步骤304从整流电力（从输入线路分接而得）拉取。作为替代方案，驱动该校正波形（和/或运行该附加电路）的所有或者一部分电力可以由一个独立的电源提供。

图4是一个流程图，该流程图展示了根据一个实施方案的图2和图3中由一个或多个步骤204所示的一种生成校正波形的方法401。在步骤402中，一个电路（例如模数转换器）将接收到的交流电压波形的电压数字化来产生一个数字输入波形。可选地，该数字输入波形可以在步骤404中过滤，从而产生一个过滤后的数字输入波形。

可选地，在步骤402中产生的数字输入波形可以按比例进行缩放。例如该数字输入波形可以在振幅匹配步骤406中与一个模型波形310进行对比，从而产生一个按比例缩放的模型波形（SMW）408。可选地，过滤步骤404可以包括将该数字输入波形按比例缩放，从而与该模型波形310匹配。相应地，步骤406执行的缩放过程可以可选择地执行从而产生一个按比例缩放的数字波形，该按比例缩放的数字波形然后可以与模型波形进行对比。例如，步骤406可以包括按比例缩放接收到的交流电压波形或者模型波形310中的至少一个，从而在接收到的交流电压波形的半周期内产生一个几乎为零的残余电压波形的时间积分电压。这可能导致例如该残余电压波形在接收到的交流电压波形的多个每个半周期上的均值几乎为零。可选地，该对比可能导致在接收到的交流电压波形每个半周期内残余电压波形的均值几乎为零。例如，执行振幅匹配406来产生一个几乎为零的残余电压波形的时间积分电压，和/或一个在半周期上几乎为零的残余电压波形的均值可能导致提供一个不需要从该电路增加或者移除电力的校正波形到电路中。例如，这可以用来避免要求一个独立电源来保持一个目标振幅，但仍然提供相当多的值来以其实际的振幅“消除”电路上的交流电压波形。

进行到步骤410，残余波形被确定为该数字输入波形或者过滤后的数字输入波形以及模型波形或者按比例缩放的模型波形之间的差值。例如，残余波形R’可以根据以下关系确定：

R＝FDIW–SMW；

其中，

FDIW是过滤后的数字输入波形，并且

SMW是按比例缩放的模型波形。

如果该按比例缩放的模型波形从该过滤后的数字输入波形中减去从而决定该残余波形，那么在步骤412中将结果反转从而将R’转换成R。步骤410、412、以及414通过这种方式而示出，以便更加容易地观察图5中例子，描述如下。

可选地，该残余波形可以根据以下关系通过使按比例缩放的模型波形和该过滤后的数字输入波形来相减来决定：

R=SMW–FDIW;

其中，

FDIW是过滤后的数字输入波形，

SMW是按比例缩放的模型波形，并且

R与R’相反，如上所述。

如果R用来代替R’，则反转步骤412可以略去。

相应地，一个残余数字波形可以与一个按比例缩放的模型波形与过滤后的数字输入波形之间的差值相对应，或者与过滤后的数字输入波形与按比例缩放的模型波形之间相反差值相对应。根据上述过程，该残余波形R只表示该输入波形的未校正部分。过滤器404、按比例缩放的模型波形408和/或附加过滤可以提供一个残余波形R，该残余波形R对应于接收到的波形中的实际变化，从而适当地避免过程401中的谐振行为或者噪音。例如，该残余波形R可以可选地缩放到一个值，该值足以校正接收到的波形中的50%到80%的错误，从而产生渐进于理想波形的控制。典型地，该过滤器404可以操作用来缩放R得到一个相对模型波形比较大的分歧，以及以一个较小的残余将R归零来避免“猎取”或者过程401中的其他振荡行为。

进行到步骤414，确定一个校正波形。在步骤414中，该残余数字波形R被添加到一个之前的周期数字校正波形上，从而产生一个数字当前周期校正波形CW。步骤414执行来考虑到这种可能性，该可能性是该接收到的波形可能已经有一个校正波形CW叠加在它的上面。因此，为了产生一个可以预测的校正，该校正波形考虑到已经存在的校正。步骤414可以包括用当前周期校正波形来覆盖之前的周期校正波形。

作为替代方案，之前的数字CW可以从步骤402中接收到的数字化电压中减掉。在这种情况下，该残余波形电压与接收到的波形所需要的整个校正而不是仅仅和对应于之前没有进行的校正的残余错误相对应。在这样的一个替代例子里，步骤414可以忽略，并且增加了从接收到的波形中减去先前的校正波形的一个步骤。

进行到步骤416，进行模拟转换从而将该数字当前周期校正波形转换为一个模拟校正波形。进行到步骤314，该模拟校正波形被放大成与输入交流电压波形上的实际错误对应的一个电压，从而产生一个校正波形，为插入电路上做准备。可选地，数字驱动电路可以驱动放大器，并且步骤416和314可以合并。

根据多个实施方案，该校正波形可以被被配置为用来应用以下内容中的至少一项：相位校正、谐波含量移除、频率校正、从多分量波转换为正弦波、和/或从正弦波转换为多分量波。根据一个实施方案，该校正波形可以被被配置为进行功率因数校正。

典型地，在每个半周期上提供一个几乎为零的残余电压波形可能要求该输入频率和该校正波形频率相匹配，从而使得半周期相位维持同相。

根据多个实施方案，一些类型的校正可以实质上适用于任何电路，例如包括携带从电力公司接收的交流电压波形的家居布线。根据多个实施方案，其他类型的校正可能更好地适合隔离电路，例如来自发电机、逆变器或者其他本地电源的输出。

图4中描述的步骤可以通过参照图5来形象化。图5根据一个实施方案展示了关于图4的几个示意性简化波形。接收到的交流电压波形502可以包括来自所希望的交流电压波形的偏差。这样的偏差例如可以对应于相位误差、谐波含量、频率误差、当希望得到正弦波时与多分量波的对应关系、或者当希望得到多分量波时与正弦波的对应关系。根据一个实施方案，该偏差可以对应于一个功率因数误差，其中电流相位和电压相位不同。图5的示意性实例示出了如周期“毛刺”504、506的偏差，这些偏差会例如与展现为来自发动机或者其他从电路拉取电力的电力消费者的谐波含量的开关噪声相对应。

相比之下，波形504是一个模型波形，该模型波形代表期望看到的该接收到的交流电压波形502的理想形状。残余波形R’510代表接收到的交流电压波形502不同于模型波形504的方面。在这种情况下，我们可以看到一个周期电压毛刺504、506在接收到的交流电压波形502的每个半周期上存在。该残余波形R’510被反转形成一个反转残余波形R 512，代表电压应该添加到该接收到的交流电压波形的方式，从而对其进行校正以接近模型波形508。校正信号514对应于该反转的残余波形R 512并且相似于电压毛刺516、518但振幅有所减小，其中该电压毛刺被被配置为用来减少接收到的交流电压波形502和模型波形508之间的差值的幅值。

图6是一个包括同步电路602的装置601的框图，该装置根据一个实施方案被被配置为用来对交流电压波形进行校正。和图1的装置101一样，电插头102可以被被配置为连接到一个标准的壁装插座上。传感器电路104操作性地连接到该电插头上。该传感器电路104是可以运行用来感测在一个电路上的该电插头102接收的一个交流电压波形（比如60赫兹功率波形）的电压。逻辑电路106操作性地连接到该传感器电路104上并且被被配置为用来输出一个校正信号。该校正信号对应于将接收到的交流电压波形转换成一个希望得到的交流电压波形所需要的周期电压校正。

该同步电路602可以被被配置为给逻辑电路106提供周期、相位信息或者其他不包含在接收到的波形里的信息。例如，对于其中装置601被被配置为将相位校正施加到一个通过插头102接收到的波形上的实施方案，该同步电路可以提供一个同步到标称相位的时钟信号，比如在电路的另一个位置处的一个相位或者另一个电路的相位。

同步电路602可以例如由该逻辑电路106使用，从而选择一个模型波形的相位或者周期。如上所述，则该逻辑电路106可以使用该同步模型波形作为将所接收到的交流电压波形驱动到其上的目标。该同步电路602可以被被配置为生成一个同步信号，例如通过从一个晶体振荡器中分离出一个时钟信号。可替代地或者额外地，该同步电路可以包括一个接口，该接口被被配置为用来接收数据或者接收来自一个远程资源的同步信号。

驱动电路108操作性地连接用来从该逻辑电路106中接收该校正信号并输出一个相应的校正波形到该电插头102上。该校正波形对应于一个希望得到的波形与一个由该逻辑电路106决定的一个实际交流电压波形之间的差值。当通过插头102插入电路中时，该校正波形添加到所接收到的交流电压波形中，从而将一个希望得到的交流电压波形放置到电路。

传感器电路104可以被配置为包括一个电压分接头从而从一个电路中接收一个交流电压，例如通过插头102从一个电插座接收。该电压分接头可以可选地为电路604供电，该电路被配置为向传感器电路104、逻辑电路106、驱动电路108、和/或同步电路602中的一个或者多个供电。

该同步电路602可以包括或者主要由一个被配置为接收至少一个同步信号的通信接口组成。该逻辑电路可以例如通过电路604操作性地连接到第一电压分接头以及同步电路或者通信接口602。逻辑电路106是并且被配置为响应于从该电压分接头和通信接口接收到的信号而输出一个电压校正信号。

该传感器电路104可以包括一个在逻辑电路106和电压分接头之间的电气隔离电路。可选地，电气隔离电路可以被提供为与传感器电路104分离的电路。该电气隔离电路可以保护传感器电路104不受线电压影响和/或可以保护该逻辑电路106不受传感器电路104的电压影响。

驱动电路108可以包括一个放大器电路，该放大器电路被配置为放大该电压校正信号以插到电路上。电路604可以包括一个充电存储装置，该充电存储装置被配置为用来从电路上接收电荷并将电荷输出到放大器电路上，该放大器电路可以合并到驱动电路108中。

根据一个实施方案，插头102提供一个信号连接，该信号连接被配置为用来从电路上接收交流电压波形并将该电压校正信号输出到电路上。因此，该信号连接可以通过一个电插座连接到该电路上。可选地，该信号连接可以在一个替代实施方案中提供，例如被配置为通过接线螺帽或者替代的传统连接而连接到电路上的两个或多个电缆。

传感器电路104可以包括一个电压传感器，该电压传感器被配置为感测在电压分接头处接收到的电压。

图7是根据一个实施方案的一种被配置为从电路拉取电力并且将一个校正信号插入到电路中以对交流电压波形进行校正的装置701的框图。电插头102可以被配置为连接到一个标准壁装电源插座上。传感器电路104操作性地连接到该电插头上。该传感器电路104是可以运行用来感测在一个电路上的由该电插头102接收的一个交流电压波形（比如一个60赫兹功率波形）的电压。逻辑电路106操作性地连接到该传感器电路104上并且被配置为用来输出一个校正信号。

校正电压驱动108操作性地连接用来从该逻辑电路106中接收校正信号并输出一个相应的校正波形到电插头102上。该校正波形对应于一个希望得到的波形与一个由该逻辑电路106决定的一个实际交流电压波形之间的差值。当通过插头102插入电路中时，该校正波形添加到所接收到的交流电压波形中，从而将一个希望得到的交流电压波形放置到电路上。

充电器702操作地连接来通过电插口102从电路中接收电力。例如，充电器702可以从该电插头拉取电力并且将该接收到的交流电压整流成一个或多个直流电压。充电器702将电荷输出到一个充电存储装置704中，该充电存储装置被配置为向传感器电路104、逻辑电路106以及驱动电路108供电。例如，该充电存储装置704可以包括存储电容器、存储电感器、蓄电池、电池、可充电电池或者不可充电电池中的至少一个。

根据一个实施方案，电气隔离电路（未示出）可以包含在电插头102和传感器电路104之间。可选地，该传感器电路104可以包括一个集成电气隔离电路。该电气隔离电路（未示出）可以从线电压中隔离该传感器电路104和/或逻辑电路106，并使它们可以在TTL或者其他逻辑电压水平下运行。该传感器电路104通常是一个电压传感器电路。校正信号通常包括一个电压校正波形。

逻辑电路106可以包括一个微控制器706，该微控制器操作性地连接到一个或多个物理存储设备上，这些存储设备通过总线710组织成一个计算机可读内存708。典型地，内存708可以包括一个程序存储区712，该程序存储区包括计算机可执行指令。该内存可以包括一个过滤器和/或缩放器区714，该过滤器和/或缩放器区被配置为过滤和/或缩放一个在输入波形区716接收到的输入波形和/或一个存储在模型波形区718的模型波形。例如，该过滤器和/或缩放器714可以实现为一种算法。例如，正如结合图4所描述的，该过滤器和/或缩放器可以将该输入波形716以及该模型波形区718缩放为彼此从而减少或者消除将净电流供应到校正波形的需要。例如，该校正波形可以输出到一个校正波形存储区720中，该波形可以在该存储区中延迟，直到与下一个周期同步。根据另一个实施方案，过滤器和/或缩放器714可以实现为一个或多个查询表（LUT）。可以提供工作空间722来进行计算或者数据等等。可选地，内存708可以至少部分地集成到该微控制器706中。

在操作中，逻辑电路106可以被配置为根据一个过程计算一个校正波形，该过程包括从一个模型波形中减去一个感测波形来决定一个残余波形，或者从感测波形中减去该模型波形并且反转差值来决定该残余波形。逻辑电路106可以被配置为按比例缩放该模型波形、过滤感测波形、或者过滤该残余波形，从而使得在一个交流电半周期上，该残余波形包括对时间的正积分电压，该正积分电压与对时间的负积分电压几乎相等。逻辑电路106可以被配置为通过一个过程确定校正波形720，该过程包括将该残余波形添加到之前计算的校正波形720里。例如，通过更新之前计算的校正波形，该逻辑电路可以被配置为响应于感测电压波形随时间的变化。为了避免振荡和/或其他不稳定行为，该逻辑电路过滤器714可以包括一个过滤器，该过滤器被配置为驱动逻辑电路106在一个交流电周期内对一个接收到的电压信号进行非完全校正。可选地，该逻辑电路可以被配置为加速一个电压校正的至少一部分，其方式是通过根据先前半个周期内的电压偏差预测半个周期内的电压偏差，例如像先前的（异号）半个周期或倒数第二（同号）半周期。

可选地，装置701可以包括一个同步电路602，该同步电路被配置为生成一个同步信号。例如，该同步电路可以被配置成一个通信接口602，该通信接口被配置为接收一个同步信号。例如，该通信接口602可以通过一个无线接口724接收同步信号。可选地，该通信接口602可以通过从电力线通信信号中提取数据的方式接收同步信号，该电力线通信信号是通过插头102从电路中接收的。可选地，通信接口602可以接收与逻辑电路106的运行相关的命令和/或报告状态或错误。可选地，通信接口602可以用来进行数据通信并且不提供同步信号。可选地，同步电路602可以响应于所接收到的输入波形716而合成一个同步信号。

如所描述的，装置701可以被配置为在数字域内进行处理。相应地，装置701可以包括一个模数转换器，该模数转换器被配置为将一个感测电压波形转换为一个数字输入波形。该模数转换器可以集成到传感器电路104和/或逻辑电路106照中。装置701可以包括一个数模转换器，该数模转化器被配置为将一个数字电压校正波形720转换为一个模拟电压校正波形来放大并将该模拟电压校正波形通过电插头102插入到电路上。可选地，数模转化器可以集成到该校正电压驱动器108上和/或逻辑电路106上。

可选地，该装置701可以包括一个人机界面726，该人机界面被配置为接收一个运行配置和/或输出一个运行状态。例如，该人机界面726可以包括一个或多个指示器如LED指示器。可选地，该LED指示器可以被配置在该校正驱动器驱动一个正电压时进行第一次指示并且在该该校正驱动器驱动一个负电压时进行第二次指示。因此，瞬间指示可以提供反馈给用户，从而指示一个从该电路接收的波形的形状和/或一个由校正波形插入到电路上所形成的校正波形720。

逻辑电路106可以被配置为输出一个校正信号来消除谐波含量、将一个正弦波转换成一个多分量波、将一个多分量波换成一个正弦波转、和/或进行相位校正。根据一个实施方案，逻辑电路106可以被配置为进行功率因数校正。

可选地，该同步信号602可以被配置为和其他装置通信来校正交流电压波形。例如，逻辑电路106可以被配置为与校正插入同一电路中的交流电压波形的其他装置配合。例如，与校正交流电压波形的其他装置配合可以包括选择一个模型波形、同步校正波形、或者校正从模型上的感测偏差的仅一部分。

图8是一个流程图，该流程图展示了根据一个实施方案的一种响应于所接收到的同步信号而将一个校正插入到与一个电路上的方法801。参考图8，用来校正交流电压波形的方法801包括步骤202，从一个电路中接收一个交流电压波形。进行到步骤802，接收一个同步波形信号。例如，该校正波形可以从一个同步电路和/或与图6和7相关的数据接口电路602接收。进行到步骤804，根据该同步信号来计算对交流电压波形的一个校正。进行到步骤206，将计算出的对交流电压波形的校正插到该电路上。该交流电压波形和对交流电压波形的校正可以各自从同一个电插座接收或者插入。将该校正插入到交流电压波形206可以包括放大所计算的该对交流电压波形的校正。

可选地，方法801可以包括步骤208，其中电力是从接收到的交流电压中拉取的。步骤206里进行的放大可以使用步骤208里从接收到的交流电压中拉取的电力。

如上面所描述，步骤804中进行的计算对接收到的交流电压波形的校正包括在接收到的交流电压波形上进行电压感测。步骤804可以进一步包括从感测电压中过滤所插入的对交流电压波形的校正，从而确定一个未校正的交流电压波形。步骤804可以进一步包括将计算出的对交流电压波形的校正与一个先前计算出的对交流电压波形的校正进行组合，从而收敛成一个对交流电压波形的校正。将该对交流电压波形的校正插入到交流电压波形206中可以包括将该收敛的校正插入到该交流电压波形上。

可选地，根据该同步信号804来计算该校正包括计算一个相位校正。可选地，根据该同步信号804来计算该校正包括计算一个部分校正，该部分校正被配置未与由其他装置插入到电路上的校正配合。

上述的具体示例性过程和/或装置和/或技术是其他地方所讲的更概括的过程和/或装置和/或技术的代表，例如在这里提交的权利要求书和/或本申请的其他地方。

前述详细描述已经通过使用框图、流程图和/或实例而陈述了装置和/或过程的各种实施方案。到此为止，这些框图、流程图和/或实例含有一个或多个功能和/或操作，这些框图、流程图或实例中的每一个功能和/或操作都可以通过广泛范围的硬件、软件、固件或几乎其任何组合来独立地和/或共同地实施。在一个实施方案中，本文描述的主题的若干部分可以经由专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）或其他集成形式来实施。然而，本文披露的实施方案的一些方面的整体或一部分可以同等地在集成电路中实施为在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序（例如，在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序）、在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序（例如，在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序）、固件或以上各项的几乎任何组合，并且根据本披露内容，设计电路和/或编写用于软件和/或固件的代码将是所属领域的技术人员所完全了解的。另外，本文描述的主题的机构能够以多种形式作为程序产品来分配，并且无论用来实际上实行该分配的信号承载媒质的特定类型如何，本文描述的主题的说明性实施方案都适用。信号承载媒质的例子包括但不限于，如下：可记录类型的媒质，例如软磁盘、硬磁盘驱动器、压缩光盘（CD）、数字视频磁盘（DVD）、数字磁带、计算机存储器等等；以及传输类型的媒质，例如数字和/或模拟通信媒质（例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等等）。

在广泛意义上，本文所述的可以通过各种不同的硬件、软件、固件或几乎其任何组合来独立地和/或共同地实施的各个方面可以看做由各种类型的“电路”组成。因此，这里所用的“电路”包括但不限于具有至少一个分立电路的电路、具有至少一个集成电路的电路、具有至少一个应用专用集成电路的电路、形成一个由计算机程序配置的通用计算装置的电路（例如，由至少部分地执行多个进程的计算机程序和/或本文描述的装置所配置的通用计算机，或由至少部分地执行多个进程的计算机程序和/或本文描述的装置所配置的一个微处理器）、形成一个存储装置的电路（例如，随机存取存储器的形式）、和/或形成一个通信装置的电路（例如，调制解调器、通信交换机、或者光电设备）。本文描述的主题可以通过模拟或数字或二者结合的形式实施。

读者会发现在本领域的范围内用本文给出的方式描述装置和/或过程并之后用工程实践将这样描述的装置和/或过程集成到数据处理系统中是很普遍的。也就是说，本文描述的装置和/或过程的至少一部分可以通过合理的试验量集成到一个数据处理系统中。一个典型的数据处理系统大体上包含以下各项中的一者或多者：系统单元外壳；视频显示器装置；例如易失性和非易失性存储器的存储器；例如微处理器和数字信号处理器的处理器；例如操作系统、驱动器、图形用户接口以及应用程序的计算实体；一个或多个交互装置例如触摸板、触摸屏、和/或包含反馈回路以及控制电动机的控制系统（例如，用于感测位置和/或速率的反馈、用于移动和/或调整组件和/或数量的控制电动机）。一个典型的数据处理系统可以利用任何合适的可商购组件来实施，例如通常在数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中所见的那些组件。

本文描述的组件（例如，步骤）、装置、和物体以及伴随它们的讨论为了阐释清楚概念的缘故用来作为例子，并且各种配置更改都在该技术的范畴内。因此，正如本文所使用的，具体列出的例子以及伴随的讨论是用来作为它们更通用种类的代表。总的来说，本文中任何具体例子的使用也是旨在代表其类别，并且不包括这样的具体组件（例如，步骤）、装置、和文中的物体不应该看做是进行限制。

关于本文大量的复数和/或单数术语的使用，读者应根据上下文和/或应用的需要将复数翻译成单数和/或将单数翻译成复数。为了阐述清晰的缘故，各种单数/复数的转换在本文中并没有清晰地列出来的。

本文描述的主题有时说明的是不同的其他组件内含有的不同组件或与其连接的不同组件。应该理解的是这样描述的架构仅仅是示例性的，并且事实上可以实施实现相同功能的很多其他的架构。在概念上，任何能实现同样作用的组件安排都是有效地“相关联的”，这样使得实现所希望的功能。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件都可以被视为彼此“关联”，而不考虑架构和中间组件。同样，如此相关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作关联，”或“可操作联接，”来实现所希望的功能，并且任何可以如此相关联的两个组件也可以被视为彼此“可操作地可联接”来实现所希望的功能。能以可操作方式联接的具体实例包含（但不限于）能在物理上配合和/或在物理上进行交互的组件，和/或能以无线方式交互和/或以无线方式进行交互的组件，和/或在逻辑上进行交互和/或能在逻辑上交互的组件。

在一些例子中，一个或多个组件可以在本文中称为“被配置为。”本领域的普通技术人员将会认识到“被配置为”可以总体上包括活跃状态的组件和/或不活跃状态的组件和/或待机状态的组件等等，除非上下文另有要求。

虽然已图示并且描述了本文描述的本发明主题的特定方面，但将明显的是基于本文的传授内容，在不脱离本文描述的主题及其较宽范围的情况下可以做出改变以及修改，并且因此，所附权利要求书将在其范围内涵盖属于本文描述的主题的真实精神以及范围内的所有这些改变以及修改。进一步来说，应该理解本发明由所附权利要求书所限定。应当理解大体上，本文中以及尤其在所附权利要求书（例如，所附权利要求书的主体）中使用的术语大体上旨在作为“开放式”术语（例如，术语“包括”应该理解为“包括但不限于，”术语“具有”应该理解为“至少具有，”等等）。如果希望表明所介绍的权利要求陈述内容的一个特定标号，那么将在权利要求中明确地陈述此意图，并且在不存在此这样的陈述的情况下，不存在此意图。举例来说，为了帮助理解，所附的权利要求书可能使用介绍性的短语“至少一个”和“一个或多个”来介绍权利要求陈述。然而，这些短语的使用不应当解释为暗示通过不定冠词“一个”或者“一种”介绍的权利要求陈述内容限制为将此类介绍的权利要求陈述内容包含到包括仅一个此类陈述内容的多个发明的任意一项特定的权利要求，即使同一个权利要求包括介绍性短语“一个或者多个”或“至少一个”以及不定冠词如“一个”或者“一种”（例如，“一个”和/或“一种”应该典型地理解为表示“至少一个”或者“一个或多个”）；这也符合用来介绍权利要求陈述内容的定冠词的使用。另外，即使明确地陈述了所介绍的权利要求陈述内容的特定标号，本领域的普通技术人员将会意识到此陈述内容也通常应当解释为意味着至少该陈述的标号（例如，没有其他修饰语的“两个陈述内容”的陈述通常意思是至少两个陈述内容，或两个或者多个陈述内容）。此外，在使用类似于“A、B以及C中的至少一者”惯例的例子中，总的来说这样的构造的目的是表达本领域的普通技术人员应该理解这个惯例（例如，“一个具有A、B以及C中的至少一者的系统”会包括但不仅限于只有A、只有B、只有C、A和B、A和C、B和C、和/或A、B和C等等的系统；并且可以包括具有多于A、B或C中任何一个的多种系统，如A1、A2和B，或者A、B1、B2、B3和C）。在使用类似于“A、B或C等中的至少一者”的惯例的例子中，总的来说这样的构造的目的是表达本领域的普通技术人员应该理解这个惯例（例如，“一个具有A、B以及C中的至少一者的系统”会包括但不仅限于只有A、只有B、只有C、A和B、A和C、B和C、和/或A、B和C等等的系统）。本领域的普通技术人员将进一步理解的是无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个选择性术语的几乎任何分离性词语和/或短语都应当理解为考虑到了包含这些术语中的一者、这些术语中的任一者或这两个术语的可能性。举例来说，短语“A或B”将通常理解为包含“A”或“B”或“A以及B”的可能性。

关于所附权利要求书，本领域的普通技术人员将认识到在此提及的操作可以通过任何顺序来执行。这些替代次序的实例可以包含重叠的、交错的、中断的、重排序的、递增的、预备的、补充的、同时的、倒转的或其他变化的次序，除非上下文另外做出规定。关于上下文，即使是“响应于，”“关于，”或者其他过去式形容词通常不是为了排除这样的变化，除非上下文另有暗示。

虽然本文已披露各种方面以及实施方案，但其他的方面以及实施方案也是考虑到的。本文披露的各种方面以及实施方案是为了说明的目的，而且并非意图进行限制，其中真实的范围以及精神是由所附权利要求书指示的。

Claims (55)

1.一种对电路上的交流电压波形进行校正的方法，该方法包括：

通过一个电插座从一个电路上接收一个交流电压波形；

生成一个校正波形，该校正波形被配置为将该交流电压波形转换为一个校正的交流电压波形；并且

通过该电插座将该校正波形插入到该电路上。

2.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

从该电插座拉取电力。

3.如权利要求2所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

在一个接收到的波形周期的至少一部分期间对一个充电存储装置进行充电。

4.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

对该接收到的交流电压波形进行电压感测。

5.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

将该交流电压波形转换成一个隔离的电压波形。

6.如权利要求5所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中将该交流电压波形转换成一个隔离的电压波形包括通过电容器或者光电耦合器对该交流电压波形进行交流耦合。

7.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中生成一个校正波形包括将该交流电压波形与一个模型波形进行对比。

8.如权利要求5所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中该模型波形是一个正弦波或者一个多分量波。

9.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中生成一个校正波形包括将该交流电压波形与模型波形进行对比以及生成一个残压波形，该残压波形包括异号于该交流电压波形与该模型波形之间的偏差的分量。

10.如权利要求9所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中该校正波形是该残余波形。

11.如权利要求9所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中该校正波形是该残余波形的函数。

12.如权利要求9所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中该校正波形是该残压波形的一次或者多次时间积分的函数。

13.如权利要求9所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

按比例缩放该接收到的交流电压波形或者该模型波形中的至少一个，从而在该接收到的几乎等于零的交流电压波形的半个周期上产生该残压波形的一个时间积分电压。

14.如权利要求9所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中所做比较的结果是在接收到的交流电波形的多个每个半周期上产生该几乎等于零的残压波形的一个均值。

15.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中该校正波形被配置为应用以下内容中的至少一项：相位校正、谐波含量去除、频率校正、将多分量波转换成正弦波、或者将正弦波转换成多分量波。

16.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，其中生成一个校正波形进一步包括：

将该接收到的交流电压波形数字化，从而产生一个数字输入波形；

对该数字输入波形进行过滤从而产生一个过滤后的数字输入波形；

确定与按比例缩放的模型波形和该过滤后的数字输入波形之间的差值相对应的一个残余数字波形，或者与该过滤后的数字输入波形和该按比例缩放的模型波形之间的反转差值相对应的一个残余数字波形；

将该残余数字波形添加到一个先前的周期数字校正波形，从而产生一个数字当前周期校正波形；

用该数字当前周期校正波形覆盖该数字先前周期数字校正波形；

将该数字当前周期校正波转换成一个模拟校正波形；并且

放大该模拟校正波形从而产生该校正波形。

17.如权利要求1所述的对电路上的交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

从一个外部传感器接收一个电流相位；并且

其中生成该校正波形包括生成该校正波形来改变一个电压相位从而与电流相位相匹配，以便进行功率因数校正。

18.一种对交流电压波形进行校正的装置，包括：

一个电插头；

一个传感器电路，该传感器电路操作性地连接到该电插头上；

一个逻辑电路，该逻辑电路操作性地连接到该传感器电路并且被配置为输出一个校正信号；以及

一个驱动电路，该驱动电路操作性地连接为从该逻辑电路接收该校正信号并向该电插头输出一个相应的校正波形。

19.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个充电存储装置，该充电存储装置被配置为给该传感器电路、该逻辑电路以及该驱动电路提供电力。

20.如权利要求19所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个充电器，该充电器被配置为从该电插头拉取电力并且将电荷输出到该充电存储装置。

21.如权利要求19所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该充电存储装置包括以下装置中的至少一个：存储电容器、存储电感器、蓄电池、电池、可充电电池、或者不可充电电池。

22.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括在该电插头和该传感器电路之间的一个电隔离电路。

23.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该电传感器电路是一个电压传感器电路。

24.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该校正信号包括一个电压校正波形。

25.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为通过一个过程计算一个校正波形，该过程包括从一个模型波形中减去一个感测波形从而确定一个残余波形，或者从感测波形中减去该模型波形并且反转该差值来确定该残余波形。

26.如权利要求25所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为按比例缩放该模型波形、过滤该感测波形、或者过滤该残余波形，从而使得经过一个交流半周期，该残压波形包括与对时间的负积分电压几乎相等的对时间的正积分电压。

27.如权利要求25所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为通过一个过程来确定该校正波形，该过程包括将该残余波形添加到先前计算的校正波形中。

28.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为响应于在一个感测交流电压波形中随时间发生的变化。

29.如权利要求28所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路包括一个滤波器，该滤波器被配置为驱动该逻辑电路对一个接收到的电压信号在一个单独的AC周期内进行不完全校正。

30.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为加速一个电压校正的至少一部分，这是通过根据先前的半周期中的电压偏差预测在半周期内的电压偏差来实现的。

31.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个同步电路，该同步电路被配置为生成一个同步信号。

32.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个通信接口，该通信接口被配置为接收一个同步信号。

33.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个模数转换器，该模数转换器被配置为将一个感测电压转换为一个数字输入波形；以及

一个数模转化器，该数模转化器被配置为将一个数字电压校正波形转换成一个模拟电压校正波形。

34.如权利要求18所述的用于对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个人机界面，该人机界面被配置为执行接收一个运行配置和输入一个运行状态两个操作中的至少一个。

35.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为输出一个校正信号，从而提供以下以下内容中的至少一项：去除谐波含量、进行功率因数校正、将正弦波转换成多分量波、将多分量波转换成正弦波、或者进行相位校正。

36.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路包括一个数字处理器，该数字处理器被配置为在数字域中确定一个校正信号。

37.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括一个接口，该接口被配置为与用于校正交流电压波形的其他装置进行通信。

38.如权利要求37所述的对交流电压波形进行校正的装置，其中该逻辑电路被配置为与插入到同一电路中的对交流电压波形进行校正的其他装置配合。

39.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个浪涌保护器，该浪涌保护器操作性地连接到该电插头、该传感器电路和该驱动电路。

40.如权利要求18所述的对交流电压波形进行校正的装置，进一步包括：

一个配电盘，该配电盘包括一个或者多个交流插座，这个或这些插座操作性地连接到该电插头、该传感器电路和该驱动电路三者中的一个或者多个上。

41.一种对交流电压波形进行校正的方法，包括：

从一个电路接收一个交流电压波形；

接收一个同步信号；

根据该同步信号计算对该交流电压波形的校正；并且

将对交流电压波形的校正插入到该电路上。

42.如权利要求41所述的对交流电压波形进行校正的方法，其中该交流电压波形以及对该交流电压波形所做的校正分别从同一个电插座接收和插入。

43.如权利要求41所述的对交流电压波形进行校正的方法，其中插入对该交流电压波形的校正包括放大该计算的对该交流电压波形的校正。

44.如权利要求43所述的对交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

从该接收到的交流电压波形拉取电力；

其中该放大是通过使用从接收到的交流电压波形拉取的电力进行的。

45.如权利要求41所述的对交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

对该接收到的交流电压波形进行电压感测。

46.如权利要求45所述的对交流电压波形进行校正的方法，进一步包括：

将该计算出的对该交流电压波形的校正与一个之前计算出的对该交流电压波形的校正进行组合，从而收敛成一个对交流电压波形的校正；并且

其中该插入交流电压波形的校正包括将该收敛校正插入到该交流电压波形中。

47.如权利要求41所述的对交流电压波形进行校正的方法，其中根据该同步信号来计算对该交流电压波形的校正包括计算对该交流电压波形的相位校正。

48.如权利要求41所述的对交流电压波形进行校正的方法，其中该同步信号对应于一个电流相位。

49.如权利要求48所述的对交流电压波形进行校正的方法，其中将对该交流电压波形的校正插入到该电路上包括插入一个校正来提供功率因数校正。

50.一种用于进行电力线调节的装置，该装置包括：

一个电压分接头，该电压分接头被配置为从一个电路中接收一个交流电压；

一个通信接口，该通信接口被配置为接收至少一个同步信号；以及

一个逻辑电路，该逻辑电路操作性地连接到该第一个电压分接头和该通信接口并且被配置为响应于从该电压分接头和该通信接口中接收到的信号而输出一个电压校正信号。

51.如权利要求50所述的用于进行电力线调节的装置，其中该电压分接头被配置为通过一个电插座来接收该交流电压。

52.如权利要求50所述的用于进行电力线调节的装置，进一步包括：位于该逻辑电路和该电压分接头之间的一个电隔离电路。

53.如权利要求50所述的用于进行电力线调节的装置，进一步包括：

一个放大器电路，该放大器电路被配置为用于放大该电压校正信号从而插入到该电路上。

54.如权利要求53所述的用于进行电力线调节的装置，进一步包括一个充电存储装置，该充电存储装置被配置为用于接收来自该电路中的电荷并把电荷输出到该放大器电路中。

55.如权利要求50所述的用于进行电力线调节的装置，进一步包括：

一个电压传感器，该电压传感器被配置为用于感测在电压分接头处接收到的电压。

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