CN103384113B

CN103384113B - 电力转换系统

Info

Publication number: CN103384113B
Application number: CN201310162951.4A
Authority: CN
Inventors: 西蒙·大卫·哈特; 斯蒂芬·伯里; 理查德·马克·韦恩; 达南贾伊·达塔特拉亚·卡帕特卡尔; 迪莱什·阿尔温德·劳特
Original assignee: Control Techniques Ltd
Current assignee: Nidec Control Techniques Ltd
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2033-05-06
Also published as: US20130313905A1; US9509222B2; CN103384113A

Abstract

本公开涉及电力转换系统，该电力转换系统包括：变压器，其包括第一、第二和第三电感耦合元件；第一供电器，其被配置成提供第一耦合元件两端的电压；第二供电器，其被配置成提供第二耦合元件两端的电压；输出端，其被配置成从第三耦合元件接收电压。在使用中，第一耦合元件两端的电压和第二耦合元件两端的电压被配置成感应第三耦合元件中的电压。该系统还包括控制装置，其被配置成单独地控制第一供电器和第二供电器的工作。

Description

电力转换系统

技术领域

本发明涉及电力转换技术的领域。更具体地，但非排他地，本发明的实施例涉及具有多个输入电源的电力转换系统。

背景技术

电气和电子设备中通常需要在电源和负载之间提供电压递降。对于从标准电源(诸如市电或标准电池)接收电力但是相比于电源具有较低的操作电压的设备来说尤其如此。

虽然存在各种不同的用于提供电压递降的装置，开关式供电器(Switchingmodepowersupply，SMPS)电路通常被视为选择的技术。SMPS可以通过切换电存储元件(诸如电感器和/或电容器)进出SMPS的输出级处的不同电配置来调节输出电压和/或输出电流。将变压器合并入SMPS输出级也是常见的，其使得SMPS部分地执行电压降压，并且变压器部分地执行电压降压。因为SMPS提供对于输出电压的严格调控，并且变压器在输入和输出之间提供电隔离，所以这种配置是有利的。组合使用SMPS和变压器还允许使用相对小的变压器。

在各种高功率系统中常见的是提供被配置成向负载提供高功率的主电源和被配置成向负载提供通常不超过24V的安全电压的副特低电压(extra-lowvoltageELV)源。然而，这种已知系统遇到多种问题。例如，因为需要利用两种不同类型的电源，所以该系统通常庞大和复杂。高电压市电和24VELV用于备用电力。此外，当这种系统在各电源之间切换时，通常存在短暂的系统输出功率损失，而这是非常不期望的。

发明内容

本发明的实施例试图减轻至少一些上述问题。

根据本发明的方面，提供了一种系统，包括：变压器，其包括第一电感耦合元件、第二电感耦合元件和第三电感耦合元件。所述系统还包括第一供电器，其被配置成提供所述第一电感耦合元件两端的电压；以及第二供电器，其被配置成提供所述第二电感耦合元件两端的电压。所述系统还包括输出端，其被配置成从所述第三电感耦合元件接收电压，其中，在使用中，所述第一电感耦合元件两端的电压和所述第二电感耦合元件两端的电压被配置成感应所述第三电感耦合元件中的电压。所述系统还包括控制装置，其被配置成独立地控制所述第一供电器和所述第二供电器的操作，其中所述控制装置被配置成控制所述第一供电器和所述第二供电器，使得当所述第一供电器和所述第二供电器中的一个有效时，所述第一供电器和所述第二供电器中的另一个无效。所述控制装置还被配置成当所述第一供电器不能在所述输出端处提供目标输出电压时禁用所述第一供电器而启用所述第二供电器。所述控制装置被配置成监测所述输出端处的电压。所述控制装置还被配置成，当所述输出电压下降到最小目标输出电压阈值以下时，确定所述第一供电器不能在所述输出端处提供所述目标输出电压。

本发明的实施例涉及具有各自的主要控制的双主SMPS。

本发明的一些实施例提供了当在备用模式下运行时简化系统操作的系统。

在本发明的某些实施例中，提供了具有多个电源的电力转换系统，其中该系统包括控制系统，该控制系统被配置成在不停止对该系统的输出供电的情况下在多个电源之间切换。

本发明的实施例提供一种系统，该系统被配置成，在待命时利用低能量水平。此外，本发明的实施例提供一种系统，如果主供电器下降到低电平，则该系统仍通过低电平供电器以降低的输出功率运行。在这种实施例中，当利用低电平供电器时，提供较低的损失。

本发明的一些实施例提供了供电系统，其被配置成提供较宽范围的供电电压。

在本发明的某些实施例中，提供了低成本而高性能的双主SMPS，并且允许系统在非常宽的供电电压范围上工作。

本发明的实施例提供了控制系统，其被配置成对多个供电器排序。

此外，本发明的一些实施例涉及控制电力转换系统的一种或多种方法。更具体地，本发明的实施例涉及用于控制装置控制电力转换系统的多个供电器的一种或多种方法。

在本发明的一些实施例中，提供了一种电力转换系统，其包括第一供电器和第二供电器，经由各自的SMPS，第一供电器和第二供电器中的每个经由变压器连接到一个或多个输出端。

当系统工作于备用SMPS时，可以避免对DC总线电容器充电。

当系统工作于备用SMPS时，可以避免主SMPS开关设备不必要的发热，并且当系统工作于主SMPS开关设备时，可以避免备用SMPS不必要的发热。

可以进行设置以降低微控制器供电器中的噪声来辅助进行模数转换。

附图说明

将参考附图说明本发明的示例性实施例，在附图中：

图1示出了双源SMPS系统的电路图；

图2示出了当系统被系统的主SMPS驱动时，通过图1中示出的系统的电流和控制信号；

图3示出了当系统由系统的备用SMPS驱动时，通过图1中示出的系统的电流和控制信号；

图4示出了图1的控制板微控制器所执行的处理步骤的流程图；以及

图5示出了双源SMPS系统的功率部件实现的电路图。

贯穿本说明书和附图，相同的附图标记指示相同的部件。

具体实施方式

图1示出了利用反激（flyback）转换器设置的双源SMPS系统100。

系统100被配置成从第一电源200和第二电源300接收电力。第一电源200是作为系统100的主电源的主高电压直流（DC）总线三相交流（AC）400V（560VDC）供电。在其他的实施例中，该电源可以提供另外不同的电压，例如3相AC575V（800VDC）或3相AC200V（280VDC）。第二电源300是备用24VDCELV电源。系统100被配置成将从电源200、电源300中的一个或两个接收的电力提供到输出端。具体地，系统100具有主输出端104和辅助输出端103，在本实施例中，辅助输出端103为变速驱动器的逆变器提供栅极驱动器供电，其具有被系统100的功能部件确定的输出电压，以及24V特低电压（ELV）输出。

系统100包括从主电源200接收电力的主SMPS101和从备用电源300接收电力的备用SMPS102。备用电力SMPS从备用电源300接收的电压以0V为基准。主SMPS电路101和备用SMPS电路102均包括脉宽调制功能，因而该脉宽调制功能被配置成根据相关于各自SMPS的占空比来提供降低的电压输出。主SMPS电路101和备用SMPS电路102中的每个的输出被提供到变压器110的相应绕组111、112的两端。变压器110还包括两个输出绕组，为相关于系统的主输出端的主输出电路104提供主电压输出的主输出绕组114和为变速驱动器的逆变器的栅极驱动器提供输出电压的辅助输出绕组113。主输出电路包括整流器和电容器电路，该整流器和电容器电路被配置成整流和平滑主输出电压。辅助输出电路还包括整流二极管、电阻器和电容器。整流器和电容器产生经平滑的直流电（dc）。在示例应用中，电阻器提供电流限制，但这是可选的。

SMPS101、102中的每个从各自的系统输出接收反馈电压控制信号V_fb。然后该控制信号V_fb用于改变该SMPS的特征，以提供稳定的输出电压。主SMPS包括电压检测电路，该电压检测电路包括绕组，该绕组被配置成确定在输出绕组114中感应到的电压，并且因此提供反馈电压控制信号V_fb。控制器101使用V_fb与基准比较，从而产生用于改变图5中的TR1的切换的占空比的误差信号。备用SMPS以与主SMPS类似的方式工作，但是反馈控制信号V_fb来自连接到ELV输出电路的直接反馈线。

主SMPS101的操作被模拟控制芯片控制以用于TR1的逐周期控制，以及被电力板微控制器PμC105更慢地控制。备用SMPS102的操作被模拟控制芯片以类似的方式控制以用于快速控制，以及被控制板微控制器CμC106更慢地控制。CμC被配置成通过在CμC和PμC之间的通信链接来控制PμC的操作。微控制器105、106被配置成控制主SMPS101和备用SMPS102中的哪个驱动系统100。在本文档的后面将更详细地讨论微控制器105、106的操作。

在自举绕组115进行接管并为101提供电力之前，提供来自每个电源的漏电流，以启动SMPS101、102中的每个，以保持其运行。控制板和任何外围设备（诸如冷却风扇）可由备用电源300直接供电，而非经由驱动该系统的任何一个SMPS。这允许系统100，并且尤其是备用SMPS102尽可能的小和廉价。

现在将详细阐述图1中示出的系统100的操作。具体地，将详细考虑系统利用两个SMPS来提供所需要的输出电压的方式。首先，将考虑系统100的每个部件的一般操作，然后将考虑当主SMPS101驱动系统100和当备用SMPS102驱动系统100时系统的操作。

主SMPS101被配置成当系统启动时默认被通电。这部分地是因为主电源200是系统100在正常操作时的正常电源。因此，当该系统启动时，例如在微控制器重置操作期间，来自PμC的SMPS_disable信号是无效的。备用SMPS102默认是关断（OFF）。因此，在启动或重置时，备用SMPS102是关断，并且在重置期间，从CμC106到备用SMPS102的ELVSMPS_RUN信号是无效的。

除非出现特定情况，主SMPS101被配置成保持有效。在大多数的情况中，备用SMPS102被配置成当主SMPS不能驱动时，驱动系统100。下面讨论备用SMPS驱动系统100的情形。

备用电源300用作主电源200的备份，以当移除主电源200时保持系统的微控制器105、106通电。因此该操作有助于系统控制。

此外，备用电源300用于当主电源200不可用时代理驱动。

当主电源输入200具有过低电压而不能运行主供电器101时，也可使用备用电源。在这种情况下，如果从备用电源300供应电力，并且如果启用低压直流操作，则24V输出将驱动系统100的全部ELV电力需求。从备用SMPS102对栅极驱动器和任何以主电源200为基准的电路供电。

为了保持栅极驱动器运行在低压直流模式下，备用SMPS102或主SMPS101必须全时运行。虽然当两个SMPS同时运行时各SMPS必须能够无危害地运行，但是存在可能失去栅极驱动器供电的危险。为了避免失去栅极驱动器，配置微控制器，使得无论何时使用低压模式都禁用主SMPS。因此，备用电源300必须提供具有足以运行整个驱动器的电力的24V。

当系统100驱动高耗能负载时，如果需要，备用电源300也可用于补充主电源200。电流经由二极管从300流向104。不需要启用备用SMPS102。

当主SMPS101无效时，为了将备用SMPS102切换为导通（ON），从而ELVSMPS_RUN信号只能变高。由于ELVSMPS_RUN信号来自CμC，用户必须使用来自备用电源300的24V对系统供电，以便即使主SMPS101为关断时也保持CμC106运行。

如下面讨论的，还存在主SMPS101不再驱动系统100的其他情况。

该系统监测该系统的输出电压是否处于在PμC内定义的预定操作限制内。预定限制定义系统100的全功率操作（即，当系统被主电源200和主SMPS101供电时）的可接受的操作电压。然而，如果由于所需要的输出电压在主SMPS101的工作范围之外而导致主SMPS101被PμC105关断，则PμC105转换为关断，并且因为来自200的启动漏电流重新使主SMPS控制器101通电，然后主SMPS101将再次转换回导通。如果不存在ELV输出并且主输出电压（即，提供给栅极驱动器电源的电压）在预定范围之外，则主SMPS101的关断和导通的转换导致出现打嗝模式（hiccupmode）。如果主电压源过高，则可提供硬件电路以用于阻止主SMPS101运行。

如前述讨论，除了主SMPS101根据V_fb信号改变其占空比之外，主SMPS101还被配置为当提供ELV输出时改变其占空比。因此，主SMPS101接收从电力板微控制器105发出的24V_Trim信号。基于被CμC测量的输出电压，该信号允许主SMPS101提高系统的输出电压。24V_Trim信号来自于由PμC发出的由PμC响应于所测量的ELV输出电压24V_Sense而确定的脉宽调制（PWM）信号。在主SMPS101中，PWM信号将电力FET切换为导通和关断，从而设置主SMPS101的占空比。当导通时，主SMPS101被配置成连接电阻，以使一些反馈电流分流至-Vdc。如果反馈信号减小，则主SMPS101升高输出电压以补偿该减小。随着相关于PWM信号的占空比的增大，主SMPS101输出电压将增大。

如上所述，CμC106被配置成通过24V_Sense信号监测24VELV输出，并且向PμC105发送所监测的电压。如上所述，监测该电压以控制主SMPS101。然而，CμC106还根据外部24V检测信号监测外部的24V电力供应，以确定利用电源200、300中的哪个。根据被监测的供电电压，CμC106通过比较被监测的供电电压和阈值电压来向PμC105发送消息以禁用主SMPS101。当PμC105已经经由PμC105和CμC106之间的通信链接确认了主SMPS101已被命令切换为关断时，CμC106通过将ELVSMPS_RUN信号设置为高电平来命令备用SMPS102运行。

PμC105被配置为：当确定输出电压在预定工作范围之外时，或者如果被CμC106命令这样做，则设置SMPS_disable控制信号为高电平。一旦SMPS_disable控制信号已经为高电平时，PμC105监测SMPS_running信号以确定主SMPS101是否如命令的那样已被禁用。一旦已经接收到了主SMPS101的禁用确认，PμC105将此通知给CμC106，使得在需要的情况下备用的SMPS102可以被启用。如以上关于主SMPS101讨论的，PμC105还被配置成在需要的情况下产生PWM24V_Trim信号以增大输出电压。此外，PμC105监测指示主SMPS101是否过载的SMPS_LOAD信号。因此，PμC105能够检测系统是否正在过载。如果检测到过载，则使用SMPS_disable信号来关断该SMPS。

现在将详细讨论当在正常的操作模式工作时，并且通过主SMPS101从电源200供应电力时系统100的操作。还应参考图2，图2示出了当在正常操作模式下时绕图1中示出的系统的电流流动。在该模式中，主SMPS如常规的SMPS那样操作，但是具有由微控制器的操作提供的输出电压序列电路（outputvoltagetraincircuit）。

在该操作模式中，主SMPS101有效地处理接收自主电源200的电力，然后变压器110将电力提供给系统100的所有部件。根据监测从PμC105接收到的信号，CμC106知道主SMPS101为导通，并且因此将ELVSMPS_RUN信号保持为低电平，使得备用SMPS102保持为无效。硬件V_fb信号执行主SMPS101的基本调节，如果需要，由微控制器105、106上调（trimup）主SMPS101。

在该操作模式下，系统100如下所述地从完全停止的状态启动。主电源200提供从零上升到最大输入电压的输入供电电压Vdc。来自平衡主电源200的电阻器（未示出）的直流总线电容器电压的电流被馈送给主SMPS101的控制器芯片（未示出）上的电容器。当电容器电压足够高时，SMPS控制器芯片开始产生PWM信号，PWM信号开始切换主SMPS101的电力开关TRI（图5），并且因此，当该电力开关为导通时，电力被供应到变压器110。因此每个变压器110输出的电压根据所施加的输入电压而增加。

一旦5V被供应给PμC105，PμC105被启动，并且等待来自CμC106的通信。一旦已经建立了PμC105和CμC106之间的通信，则CμC106监测ELV输出，并且如果检测到电压低于可接受的ELV输出电压范围的较低阈值，则CμC106将向PμC105发送控制消息，以根据24V_Trim信号来增大主SMPS的占空比。如果在两个微控制器之间的通信无效，则主SMPS继续独立工作。

系统100还被配置成，提供过压机制以保护系统100不从主电源200中接收危险的高电压。PμC105监测主电源200，并且如果主电源200两端的电压超过过电压跳闸电平，则PμC将SMPS_disable线置于高电平。这使得供应到系统100的电力不包括供应到PμC105的电力。如果输入电压保持高电平，则主SMPS101将进入重复地启动和停止的打嗝模式。如果打嗝模式不能够防止主SMPS101继续工作，则可提供硬件电路来防止FET切换。

系统100还被配置成处理在系统100的输出处检测到的过流。PμC105监测对应于SMPS控制器芯片（诸如UC2844）的COMP引脚的SMPS_Load信号。如果超过了最大电流阈值，则PμC105将SMPS_disable线置于高电平。这使得给系统100的电力供应失败，包括给PμC105的电力供应。假定维持过载条件，主SMPS101进入重复地启动和停止的打嗝模式。该打嗝模式限制电路中的电力消耗。

现在将说明当通过备用供电器102向系统供电，即，当系统在低电压直流模式下工作时系统100的操作。还将参考图3，图3示出了当在低电压模式下操作时，图1的系统100中的电流流动。

无论何时启用低电压直流模式，PμC105禁用主SMPS101。因此，在低电压直流模式中，系统100将只在存在备用电源300的情况下运行。

在启动期间，由于默认主SMPS101运行，主SMPS101将运行足够长的时间，以使微控制器105、106启动并且检测存在备用电源。

如果确定主电源200不驱动系统100，或至少不足够好地驱动该系统，则PμC105禁用主SMPS101，并且因此启用备用SMPS102。在这种情况下，用户备用的24V电源300必须被提供足以运行104和103上的负载的全部需求的电力。

倘若不存在主电源200，只要ELVSMPS_RUN信号为高电平（指示存在备用电源300），则备用SMPS102将试图运行。如果备用电源的电压下降到所需要的输出电压之下，则系统100将断电。

如果在低电压工作模式中负载过高，并且因此电流过大，则备用电源300被配置成到达电流限值，并且因此随着电流的增加，输出电压崩溃。然后CμC106监测输出电压并且如果被监测的电压过低，则关闭系统100。

倘若在启动时，因为主电源200供应过低的电压以使主SMPS101不能运行，所以主SMPS101不能工作，则在存在备用电源300并且启用低电压模式的情况下，系统100如下启动。

备用电源300的电压从零开始升高，对备用电源300的内部电容器充电，直到到达备用电源300的最大24V电压为止。一旦由备用电源300供应的电压足够高，则CμC106被启动。由于之前已经配置了低压模式参数，所以CμC106识别出CμC106与PμC105没有通信，并且假定Vdc是低电平。CμC106将ELV_SMPS_RUN信号置于高电平，以启用备用SMPS102。然后备用SMPS102如前述工作和运行。

图4示出了如上述的作为备用SMPS102和PμC105的控制器的CμC106的序列操作。CμC106有效地作为整个系统100的主控制器。下面是对于图4所示的状态的简要说明。

S1是初始状态，在上电或当CuP处理器重置时出现该初始状态。

S2示出了在105的控制下确定主供电器是否已经提供了电力的第一判断。102的初始状态是不提供电力。101的初始状态是提供来自dc总线（200）的电力，因此，如果在200上提供了适当的电压，则105将通过绕组115和5Vreg而上电，而106将通过+24V_ELV绕组或24V_Ext（300）上电。因此，通过尝试在106和105之间建立通信可确定S2，如果建立了通信，则一定存在来自200的电力。

S3测试变压器绕组114上的电压。如果存在适当的电压，则在105和106之间的通信线路中一定存在故障，因此驱动器将跳闸HF（硬件故障）。

S4测试来自24V_EXT（300）的电压。如果不存在适当的电压，则驱动器无法工作，因此跳闸通过S5。

S5将序列返回至S2。

当从S4状态变化时，S6检查在105和106之间的已使备用源102导通的通信。

由于当变化发生时，在栅极驱动器电源（从绕组113馈送）中将会下降，所以当驱动器运行时，在哪一个主要供电器有效之间一定不存在变化，所以S7检测该驱动器是否有效。

S8检查用户是否已经选择了永久地从备用源（102）运行。

S9测试来自24V_EXT（300）的电压。如果不存在适当的电压，则进行到S11，在S11中，关断备用SMPS（102），然后导通主SMPS（102）。否则进行到S10。

S10关断主SMPS（101），然后导通备用SMPS（102）。

S11如果不存在供给主SMPS（101）的适当电压（200），则该驱动器将断电，并且因此进行到S15以重置。否则返回S7。

S12测试来自dc总线（200）的电压。如果不存在适当的电压，进行到S14，在S14中，主SMPS（101）被关断，并且备用SMPS（102）被导通。否则进行到S13。

S13关断备用SMPS（102），然后导通主SMPS（101）。

S14如果不存在供应到备用SMPS（102）的适当电压（300），则驱动器将断电，并且因此进行到S15以重置。否则返回S7。

S15，当电力恢复时，返回S1。

现在如下进行更详细的操作说明。

在步骤S1，CμC106上电。

然后，在步骤S2，CμC106确定PμC105是否与CμC106通信。图4指出了100ms的暂停。这是系统试图建立105和106之间的通信期间的时间。当在100ms的暂停过去之前已经建立了通信，或在100ms的暂停结束时，离开该状态。

如果在步骤S2中确定与PμC105的通信链接不可用，则在步骤S3中，CμC106确定来自主SMPS101的24VELV是否有效。如果主SMPS101不供应24VELV输出，则在步骤S4中，CμC106确定24VELV是否存在。如果没有检测到ELV输出，则系统100在步骤S5跳闸，并且返回初始启动状态。如果存在24V输出，则导通备用SMPS102，并且在步骤S6执行进一步的检查，以确定在PμC105和CμC106之间的通信链接是否可用。如果该链接不可用，则处理返回S1。如果该通信链接可用，则处理进行到步骤S7，这是因为如果在步骤S2中作出确定该链接可用的初始确定则进行步骤S7。

在步骤S7，作出主SMPS101是否有效的确定。如果主SMPS101有效，则系统100将继续监测主SMPS101是否有效并且保持正常操作，直到到达无效状态为止。如前讨论的，系统100只在特定的情形下退出有效状态，例如，如果在使用时ELV输出超出了范围，或当被使用时主电源200超出了范围。

当到达无效状态时，系统100尝试进入低压工作状态。在步骤S8,作出24VELV输出是否优先的确定。如果24VELV输出优先，则在步骤S9中，如果存在24VELV，并且如果存在ELV输出，由于主电源200超出了范围从而进入无效状态，则CμC106命令PμC关断主SMPS101，并且在步骤S10，CμC106导通备用SMPS102。如果CμC知道当前请求的SMPS不在接收电力供应，则CμC自动交换到另外的SMPS，以期望该另外的SMPS正被供电。否则系统将耗尽电力，并且进行到S15。

如果在步骤S8确定ELV输出不优先，则在步骤S12作出主电源200是否在预定操作范围的确定。如果主电源200不在范围内，则关断主SMPS（101），然后导通备用SMPS（102）。这也是为了存在对备用SMPS的电源（300）。否则，系统将掉电，并且进入状态S15。如果主电源200不在范围内，则CμC106命令PμC105导通备用SMPS102。

如果在步骤S14或S15不能供应电力给系统100，则重置CμC106，并且该过程再次启动。

图5示出了类似于图1的示例可实施电路。然而，在图5中，示出了一些主SMPS电路和备用SMPS电路，而未示出控制电路。

该系统包括：变压器TX1；主SMPS，该主SMPS包括二极管D1、电容器C1、变压器绕组W1、二极管D2、晶体管TR1和电阻器R1；备用SMPS，该备用SMPS包括绕组W7、二极管D8、晶体管TR2和电阻器R6；ELV输出电路，该ELV输出电路包括变压器绕组W6、电容器C6、二极管D7和二极管D9；以及主输出电路，该主输出电路包括变压器绕组W2到W5、二极管D3到D6、电阻器R2到R5以及电容器C2到C5。

在主SMPS中，电容器C1与下列串联连接的部件并联连接：变压器绕组W1、二极管D2、晶体管TR1和电阻器R1。从主电源将电力提供到电容器C1的两端，使用在供电器的+DC端子处设置的二极管来阻止来自变压器TX1的电力返回到该供电器。电容器C1是去耦电容器，配置该去耦电容器使得输入电源的阻抗变得更低。变压器绕组W1将输入电力提供到变压器TX1。TR1是SMPS电力开关，并且被SMPS控制器启用，TR1确定主SMPS的占空比。电阻器R1是测量流过TR1的电流的分路电阻器。

在备用SMPS中，从备用电源接收到的24V输入电压被加载在全部串联布置的变压器绕组W7、二极管D8、晶体管TR2和电阻器R6的两端。开关TR2是备用SMPS的电力开关，并且当开关TR2为导通时，电力经由变压器绕组W7被提供变压器TX1。可以看到，主SMPS的有效部件是在TX1初级上的W1、TR1和R1。备用SMPS的有效部件是W7、TR2和R6。当备用SMPS有效时，由于TR1的反向并联体二极管（没有示出），电容器C1获得电荷。然后，微控制器105、106感测到DC总线电压足以导通主SMPS，于是导通主SMPS，并命令备用SMPS停止。然后，由于存储在电容器C1中的能量非常有限，所以电容器C1两端的电压迅速崩溃。这导致微控制器命令备用SMPS再次启动。这个过程可以无限期地进行下去，使得系统进入到打嗝模式，直到做出任何努力来停止对电容器C1的充电为止。由于对电容器C1充电的电流流过TR1的反向并联体二极管，所以TR1发热。提供二极管D2和D8作为阻塞二极管以避免上述情况的发生。需要D1、D2和D8来保证例如当主SMPS有效时，来自主SMPS的电流不流入备用SMPS。同样如此，如果备用SMPS有效，来自备用SMPS的电流不流入主SMPS。

主输出电路由W6、D7和C6组成。该电路是如许多其他SMPS上使用的常规的整流和平滑电路。

低压输出电路被配置成，使来自变压器TX1的电力在绕组W6中被感应。然后在绕组W6两端感应到的电压经由平滑电容器C6被提供给负载。

精密电压分路参考用于向微控制器（PμC）中的模数转换器（ADC）提供参考电压（Vref）。用于为微控制器供电的电压调节器（5Vreg）由电压分路参考来控制，以在微控制器（PμC）105、106的供电器上获得低噪声。这又有助于提高ADC系统的有效位数（ENOB）。通常，由于供电器中的噪声，ADC的下部的转换数据和上部的大部分数据被丢弃。

可以想到的是，在本发明的替换实施例中，只提供单个微控制器，并且单个微控制器被配置成执行PμC和CμC两者的功能。

可以想到的是，虽然单独描述了上面示出的本发明的不同实施例和示例，但是这些示例和/或实施例中的每个在适当的时候可被合并。特别地，上述的说明只被提供作为示例，因此，本发明的范围只被所附权利要求所限制。

Claims

1.一种电力转换系统，包括：

变压器，其包括第一电感耦合元件、第二电感耦合元件和第三电感耦合元件；

第一供电器，其被配置成提供所述第一电感耦合元件两端的电压；

第二供电器，其被配置成提供所述第二电感耦合元件两端的电压；

输出端，其被配置成从所述第三电感耦合元件接收电压，其中，在使用中，所述第一电感耦合元件两端的电压和所述第二电感耦合元件两端的电压被配置成感应所述第三电感耦合元件中的电压；以及

控制装置，其被配置成独立地控制所述第一供电器和所述第二供电器的操作，其中所述控制装置被配置成控制所述第一供电器和所述第二供电器，使得当所述第一供电器和所述第二供电器中的一个有效时，所述第一供电器和所述第二供电器中的另一个无效；其中所述控制装置被配置成当所述第一供电器不能在所述输出端处提供目标输出电压时禁用所述第一供电器而启用所述第二供电器；其中所述控制装置被配置成监测所述输出端处的电压，并且所述控制装置被配置成，当所述输出电压下降到最小目标输出电压阈值以下时，确定所述第一供电器不能在所述输出端处提供所述目标输出电压。

2.如权利要求1所述的系统，其中，由从所述控制装置接收到的第一控制信号控制所述第一供电器，而由从所述控制装置接收到的第二控制信号控制所述第二供电器。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制装置被配置成在启用所述第一供电器和所述第二供电器中当前无效的供电器之前，禁用所述第一供电器和所述第二供电器中当前有效的供电器。

4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述控制装置被配置成当所述第一供电器不能工作时禁用所述第一供电器而启用所述第二供电器。

5.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第一供电器是主供电器而所述第二供电器是备用供电器。

6.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，与所述第二供电器在所述第二电感耦合元件两端提供的电压相比，所述第一供电器在所述第一电感耦合元件两端提供相对高的电压。

7.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述变压器还包括第四电感耦合元件，并且所述系统还包括低电压输出端，所述低电压输出端被配置成从所述第四电感耦合元件接收电压，其中，在使用中，所述第一电感耦合元件和所述第二电感耦合元件被配置成感应所述第四电感耦合元件两端的电压，并且其中，所述第三电感耦合元件和所述第四电感耦合元件被配置成使得在所述第四电感耦合元件两端感应的电压小于在所述第三电感耦合元件两端感应的电压。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述低电压输出端是特低电压输出端。

9.如权利要求7所述的系统，其中，所述低电压输出端被配置成为所述系统的一个或更多个部件供电。

10.如权利要求8所述的系统，其中，至少部分地由所述低电压输出端为所述控制装置供电。

11.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述控制装置包括第一控制器以及第二控制器，所述第一控制器被配置成控制所述第一供电器，所述第二控制器被配置成控制所述第二供电器，其中，所述第一控制器和所述第二控制器通信地耦合。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述第一控制器和所述第二控制器中的一个是主控制器，而所述第一控制器和所述第二控制器中的另一个是从控制器，其中所述主控制器控制所述从控制器。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述第二控制器是所述主控制器，而所述第一控制器是所述从控制器。

14.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第一供电器和所述第二供电器是开关式供电器。

15.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第一供电器和所述第二供电器被配置成分别从第一电源和第二电源接收电力。

16.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第一供电器和所述第二供电器是电分离的电路。