CN105429483A - 电力供应器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力供应器，包含多个电力模块，电力模块每一者包含输入级与输出级。输入级产生中间电压，并且输出级根据中间电压输出直流供应电压。输入级由具有共同工作周期的至少一第一共同控制讯号进行控制，并且输出级由具有共同工作周期的至少一第二共同控制讯号进行控制。由于传递至关联于电力模块的负载的电力增加，电力模块的交流输入电压将自然地减少，因为对于电力模块的有效负载已增加由于传递至关于其余电力模块的负载的电力也减少，往其余电力模块的交流输入电压于是将倾向于增加，因为对于其余的电力模块的有效负载已降低。通过防止输入级与输出级两者响应于电力模块之间的初始不匹配，可达到所有电力模块之间的自然平衡。

Description

电力供应器
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种电力供应器。
背景技术
一般而言，由高电压交流对直流转换器系统(High-voltageAC-to-DCconvertersystem)供应的直流电压需求的应用可通过叠加低电压电力模块实现。相较于利用设计成处理直接来自高电压交流输入的高电压的单一电力模块，叠加低电压电力模块可实现供应电力的显著效率。
然而，上述叠加配置的考验为每一个电力模块共享的输入电压要可以运作在输入电压的范围之内。此外，对于交流对直流转换器系统的叠加电力模块，直流输出电压的调节为一项考验，并且需要输入电流形状以致于输入电流成比例并且同相位(Inphase)于交流输入电压也为一项考验。
发明内容
为解决上述在交流对直流转换器系统的叠加电力模块中，输入电压与输出电压不匹配导致电力模块之间的不平衡问题。
本公开内容的一态样涉及一种电力供应器。电力供应器包含多个电力模块。多个电力模块每一者包含第一转换器与第二转换器。第一转换器用以产生中间电压(Intermediatevoltage)。第二转换器用以根据中间电压输出直流供应电压(DCsupplyvoltage)。多个电力模块的第一转换器用以根据流经多个电力模块的输入电流以及多个电力模块的中间电压被共同控制。多个电力模块的第二转换器用以根据多个电力模块的输出被共同控制。
本公开内容的另一态样涉及一种电力供应器。电力供应器包含多个电力模块。多个电力模块每一者包含输入级与输出级，其中输入级用以产生中间电压，并且输出级用以根据中间电压输出直流供应电压。输入级用以由具有共同工作周期(Dutycycle)的至少一第一共同控制信号进行控制，并且输出级用以由具有共同工作周期的至少一第二共同控制信号进行控制。
本发明提供的电力供应器，由于传递至关联于电力模块的负载的电力增加，电力模块的交流输入电压于是将自然地减少，因为对于电力模块的有效负载已增加由于传递至关于上述电力模块以外的其余电力模块的负载的电力也减少，往其余电力模块的交流输入电压于是将倾向于增加，因为对于其余的电力模块的有效负载已降低。如此一来，通过防止输入级与输出级两者响应于电力模块之间的初始不匹配，可达到所有电力模块之间的自然平衡。
以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本公开内容的技术方案提供更进一步的解释。
附图说明
为让本公开内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图说明书附图的说明如下：
图1为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图；
图2为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图；
图2A为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图；
图3为说明本公开内容多种实施例的电力供应器的示意图；
图4为说明本公开内容多种实施例的电力供应器的示意图；以及
图5为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图。
附图标记说明：
为让本公开内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：
100：电力供应器
112：输入级
114：输出级
120：电磁干扰滤波器
PM1～PMN：电力模块
Vin：交流输入电压
Vint：中间电压
Vo：直流供应电压
Si1～SiN、So1～SoN：共同控制信号
C1：直流链电容
Iac、Iin：电流
Uac：电源电压
212：前端转换器
214：直流对直流转换器
251、253、261、285、295：比较器
252：乘法电路
254、263：平均电路
255、265：脉波宽度调变电路
Z：阻抗电路
P、Q：节点
Sa、Sb：共同信号
Hi(S)：电流补偿器
Hv(S)：电压补偿器
Gv(S)：补偿器
AC1、AC2：交流端
+DC、-DC：直流端
Dshare-in：共同控制输入端
Dshare-out、Dshare-out1、Dshare-out2：共同控制输出端
Vref1、Vref2：参考电压
Iref：参考电流
Vth：临界电压
RU：电阻器单元
SW：开关
ER：错误信号
FF(S)：补偿器
FS：前馈信号
Vint_avg：平均中间电压
272：加法器
280：前馈电路
290：泄流器电路
295：比较器
U1～UN：中间电压
330：平均电路
220、240、320、340：控制器
351、353、361：比较器
352：乘法电路
355、365：脉波宽度调变电路
Sca、Scb：共同控制信号
410：中间级
412：直流对直流转换器
420：控制器
461：比较器
463：平均电路
465：脉波宽度调变电路
500：电力供应器
520：输入二极管电桥
LLC：转换器
具体实施方式
为了使本公开内容的叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述的各种实施例。但所提供之实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围；步骤的描述也非用以限制其执行的顺序，任何由重新组合，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。
于本文中通篇所使用的词汇一般代表其通常的意涵，至于一些特殊词汇会在下文中具体定义，以提供实践者额外的指引。为了方便起见，某些词汇可能被特别标示，例如使用斜体和/或引号。不论它是否被特别标示，其词汇的范围和含义不受任何影响，与平常词汇的范围和含义是相同的。相同的事情可以被一种以上的方式所描述是可以被理解的。因此，用于一个或多个的术语的替代语言与同义词可能会在本文中所使用，而其不是要阐述一个词汇在本文所论述的内容有其任何特殊的意义。某些词汇的同义词将被使用，重复的使用一个或多个同义词，并不会排除使用其他同义词。本说明书内所讨论的任何例证只用来作解说的用途，并不会以任何方式限制的本发明或其例证的范围和意义。同样地，本发明并不受限于本说明书中所提出的各种实施例。
在本文中，使用第一、第二与第三等等词汇，用于描述各种元件、组件、区域、层和/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层和/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层和/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层和/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层和/或区块，而不脱离本发明的本意。
文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件，和/或其中的群组。
在全篇说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着一个与该实施例相关的特定的特征、结构、实施方式或特性被包括在本公开内容的至少一实施例中。因此，于全篇说明书的不同地方使用用语“在一个实施例中”或者“在实施例中”，不一定都指的是同一实施例。此外，特定的特征、结构、实施方式或特性可以在一个或多个实施例中以任何适合的方式组合。
当一元件被称为“连接”或“耦接”至另一元件时，它可以为直接连接或耦接至另一元件，又或是其中有一额外元件存在。相对的，当一元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时，其中是没有额外元件存在。
图1为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图。如图1所示，电力供应器100包含电力模块PM1～PMN(N>1)，其中电力模块PM1～PMN的输入端为串联电性连接，并且电力模块PM1～PMN的输出端为并联电性连接。操作上，电力模块PM1～PMN互相合作以接收电源电压Uac(例如交流电源电压(ACpowervoltage))，并且输出直流供应电压Vo。
电力模块PM1～PMN每一者包含输入级112与输出级114，其中输入级112串级连接(Cascade-connected)至输出级114，以致于输出级114接收输入级112的输出。于电力模块PM1～PMN每一者内，输入级112用以转换交流输入电压Vin为中间电压Vint(例如直流链电压(DClinkvoltage))，并且输出级114用以根据中间电压Vint输出直流供应电压Vo。配置上，电力模块PM1～PMN内输入级112的输入端为串联电性连接，并且电力模块PM1～PMN内输入级112的输出端为并联电性连接。此外，输入级112用以被共同控制信号Si1～SiN控制，共同控制信号Si1～SiN具有共同工作周期，并且输出级114用以被共同控制信号So1～SoN控制，共同控制信号So1～SoN具有共同工作周期，以致于实现电力平衡(Powerbalance)。
举例性地，可增加电力供应器100的电力模块的数目以增加功率容量(Powercapability)，通过安排更多并联的电力模块，同时保持共同控制对应的电力模块内的输入级与输出级。
于一些实施例中，如图1所示，电力模块PM1～PMN每一者内的输入级112与输出级114接合一直流链电容C1，并且电力供应器100包含电磁干扰滤波器(EMIfilter)120电性连接至电力模块PM1～PMN的输入侧，以致于衰减差动(Differential)模式与共同模式的噪声。电磁干扰滤波器120也可并入每一个电力模块PM1～PMN。于此种配置中，低电压的电力模块PM1～PMN可互相合作以处理高于1000伏特(Volt)的电源电压Uac，并且输出直流供应电压(DCsupplyvoltage)。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者内的输入级112包含转换器(Converter)(例如交流对直流前端转换器(AC-to-DCfront-endconverter))，并且电力模块PM1～PMN每一者内的输出级114包含转换器(例如直流对直流转换器(DC-to-DCconverter))。此外，输入级112的转换器用以根据交流输入电压Vin、对应于交流输入电压Vin并流经电力模块PM1～PMN的电流Iin，以及电力模块PM1～PMN的中间电压Vint被共同控制。输出级114的转换器用以根据电力模块PM1～PMN的输出被共同控制。于一些实施例中，输出级114的转换器用以根据直流供应电压Vo被共同控制，并且于多种实施例中，输出级114的转换器用以根据输出电流或输出功率，其对应于直流供应电压Vo被共同控制。
实作上，输入级112的转换器可以是功率因子校正(PowerFactorCorrection，PFC)转换器，用于实施输入电流成形，以致于输入电流Iin成比例于电源电压Uac并且与电源电压Uac同相位(Inphase)。
以下举例说明电力模块PM1～PMN的功能性架构。操作上，当电力模块PM1的交流输入电压Vin瞬间增加，相较于电力模块PM2～PMN的交流输入电压，其余电力模块PM2～PMN的交流输入电压Vin减少以致于所有交流输入电压的总和等于总交流输入电压。在此条件，由于输入电流Iin共用于所有电力模块PM1～PMN，电力模块PM1的输入功率相应地增加，并且其余电力模块PM2～PMN的输入功率对应地减少，依序造成电力模块PM1的中间电压Vint(例如直流链电压)的增加与后续的其余电力模块PM2～PMN的中间电压Vint(例如直流链电压)的减少。增加的中间电压Vint造成一传递至关联于电力模块PM1的负载的增加电流，以及一传递至关联于其余电力模块PM2～PMN的负载的电流的对应降低。
通过使用具有共同工作周期的共同控制信号(Commoncontrolsignal)，无须动作以降低中间电压Vint或直流对直流输出电流(DC-to-DCoutputcurrent)之间的不匹配。反而，由于传递至关联于电力模块PM1的负载的电力增加，电力模块PM1的交流输入电压于是将自然地减少，因为对于电力模块PM1的有效负载已增加。此外，由于传递至关于其余电力模块PM2～PMN的负载的电力也减少，往其余电力模块PM2～PMN的交流输入电压于是将倾向于增加，因为对于其余的电力模块PM2～PMN的有效负载已降低。如此一来，通过防止输入级与输出级两者响应于电力模块PM1～PMN之间的初始不匹配，可达到电力模块PM1～PMN之间的自然平衡(Naturalbalance)。
图2为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图。如图2所示，电力模块PM1～PMN每一者具有其本身的一组控制回路(Controlloop)，其中输入级112、输出级114具有独立的控制回路。如图2所示，电力模块PM1～PMN每一者可还包含控制器220，其中控制器220用以响应于中间电压Vint、交流输入电压Vin与对应交流输入电压Vin的输入电流Iin控制对应的输入级112。此外，电力模块PM1～PMN每一者可还包含控制器240，其中控制器240用以响应于直流供应电压控制对应的输出级114。举例而言电力模块PM1内，控制器220用以产生用以控制输入级112的共同控制信号Si1，并且控制器240用以产生用以控制输出级114的共同控制信号So1。
于此配置中，电力模块PM1～PMN的控制器220用以互相合作响应于电力模块PM1～PMN的中间电压Vint与交流输入电压Vin与对应交流输入电压Vin的输入电流Iin以产生共同控制信号Si1～SiN，如图1所示。电力模块PM1～PMN的控制器240用以互相合作响应于直流供应电压Vo以产生共同控制信号So1～SoN，如图1所示。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN的输入级112每一者包含前端转换器212(例如功率因子校正转换器)，并且电力模块PM1～PMN的输入级114每一者包含直流对直流转换器214。前端转换器212可以由控制以执行中间电压Vint的直流链进行控制，并且成形输入电流Iin，以依循与交流输入电压Vin同相位的参考正弦(Sinusoidalreference)。
于此种配置中，电力模块PM1～PMN的控制器220互相合作响应于中间电压Vint、交流输入电压Vin与输入电流Iin以共同控制电力模块PM1～PMN的前端转换器212，并且电力模块PM1～PMN的控制器240互相合作响应于直流供应电压Vo以共同控制电力模块PM1～PMN的直流对直流转换器214。
举例说明电力模块PM1，控制器220感测中间电压Vint、交流输入电压Vin与输入电流Iin，并且相应地输出共同控制信号Si1。具体而言，于一些实施例中，控制器220内，比较器251用以比较感测到的中间电压Vint与参考电压Vref1，以产生比较结果或错误信号(Errorsignal)。电压补偿器Hv(s)于是用以放大错误信号。为了产生参考电流Iref，乘法电路252(Multiplyingcircuit)用以乘法运算电压补偿器Hv(s)的输出与感测到的交流输入电压Vin。后来，实施电流成形(Currentshaping)操作，其中比较器253用以比较参考电流Iref与感测到的输入电流Iin，以产生比较结果或错误信号，并且来自比较器253的错误信号通过电流补偿器Hi(s)放大，以致于电流补偿器Hi(s)输出一个输入控制信号。平均电路254(Averagecircuit)于是用以平均来自电流补偿器Hi(s)的输入控制信号，以产生共同信号(Commonsignal)。之后，脉波宽度调变(PulseWidthModulation，PWM)电路255用以根据来自平均电路254的共同信号输出共同控制信号Si1。用于电力模块PM2～PMN的前端转换器212的控制回路的配置与操作相似于电力模块PM1的前端转换器的控制回路的配置与操作，因此此处不加以详述。
如图2所示，输入电流Iin共用于所有电力模块PM1～PMN，并且电力模块PM1～PMN的所有平均电路254并联电性连接，为了平均输入控制信号，以产生共同信号Sa，用于前端转换器212的同时控制(Simultaneouscontrol)，使得通过电力模块PM1～PMN的控制器220输出的共同控制信号Si1～SiN具有共同工作周期。
因为输入电流Iin共用于所有电力模块PM1～PMN，以及所有电流补偿器Hi(s)的输出通过平均电路254电性连接在一起，所以用来调变的共同控制信号Si1～SiN可实现前端转换器212的共同控制。如此一来，可以避免电力模块PM1～PMN之间的交互作用(Interaction)。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者的平均电路254包含阻抗电路Z。配置上，电力模块PM1～PMN的阻抗电路Z并联电性连接于节点P。由于所有电流补偿器Hi(s)的输出可通过电力模块PM1～PMN的阻抗电路Z平均运算，于是产生共同信号Sa。
另一方面，举例说明电力模块PM1，控制器240感测直流供应电压并且相应地输出共同控制信号So1。具体而言，于一些实施例中，控制器240内，比较器261用以比较感测到的直流供应电压Vo与参考电压Vref2，以产生比较结果或错误信号。补偿器Gv(s)于是用以放大错误信号，以输出反馈控制信号(Feedbackcontrolsignal)。平均电路263于是用以平均来自补偿器Gv(s)的输入控制信号，以产生共同信号。之后，脉波宽度调变电路265用以根据来自平均电路263的共同信号，输出共同控制信号So1。用于电力模块PM2～PMN的直流对直流转换器214的控制回路的配置与操作相似于电力模块PM1的直流对直流转换器的控制回路的配置与操作，因此此处不加以详述。
如图2所述，电力模块PM1～PMN的所有平均电路263并联电性连接，用于平均反馈控制信号(来自补偿器Gv(s))，以产生共同信号Sb，用于直流对直流转换器214的同时控制，使得通过电力模块PM1～PMN的控制器240输出的共同控制信号具有共同工作周期。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者的平均电路263包含阻抗电路Z。配置上，电力模块PM1～PMN的阻抗电路Z并联电性连接于节点Q。由于所有补偿器Gv(s)的输出可通过电力模块PM1～PMN的阻抗电路平均运算，于是产生共同信号Sb。
于多种实施例中，电力模块PM1～PMN的前端转换器212与直流对直流转换器214的控制可以交错(Interleaving)操作实现。具体而言，电力模块PM1～PMN的前端转换器212可以在不同致能期间(Enablingperiod)内切换，使得前端转换器212由相位移(Phase-shifting)方式进行控制，并且交错前端转换器212的切换操作。如此一来，应用于电磁干扰滤波器120的有效频率为每一个前端转换器212的切换频率的多倍数，其促进电磁干扰滤波。类似地，电力模块PM1～PMN的直流对直流转换器214可以在不同的致能期间内切换，使得直流对直流转换器214由相位移(Phase-shifting)方式进行控制，并且交错前端转换器212的切换操作。如此一来，可获得相似于促进电磁干扰滤波的效果。
于其他多种实施例中，可使用多个回路，如电流模式(Current-mode)控制的情况，其中输出变数(例如输出电压)与直流对直流电感电流均可同时被控制。此外，只要前端转换器212或直流对直流转换器的控制信号的工作周期共用于所有电力模块PM1～PMN，可使用多种控制方式。
于更进一步的实施例中，前述控制方法甚至可使用于电力供应器，其包含电力模块PM1～PMN与一些冗余电力模块，其中电力供应器内配置开关(未绘示)，并且每一个开关电性连接一个电力模块的输入。于任一电力模块PM1～PMN失效的事件中，该对应的电力模块PM1～PMN可通过切换开启的开关旁通(Bypassed)，当失效的电力模块的控制被禁能(Disabled)，使得其余运作的电力模块具有不包含来自失效的电力模块的信息的共同控制信号。
图2说明的控制回路的配置与操作为举例目的。控制回路的多种配置与操作涵盖在本公开内容的预期范围内。
基于前述实施例，对于前端转换器212，输入电流Iin共用于所有电力模块PM1～PMN，而对于直流对直流转换器214，直流供应电压Vo共用于所有电力模块PM1～PMN。如此一来，输出电压控制、输入电压平衡、输入电流成形、中间电压(例如直流链电压)控制与模块之间的电流成形均可完成。相应地，可避免电力模块的控制器之间的交互作用，并且甚至可避免电力模块之间的交互作用，以致于达到电力平衡。
图2A为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图。相较于图2，图2A的多种实施例中，电力模块PM1～PMN每一者还包含前馈电路280。前馈电路280电性连接至前端转换器212的输出，以接收各个的中间电压Vint。前馈电路280用以根据各个的中间电压Vint与电力模块PM1～PMN的中间电压的平均值(也就是图2A标示的平均中间电压Vint_avg)分别产生前馈信号FS，以与共同信号Sb叠加。于此条件，脉波宽度调变电路265根据前馈信号FS与共同信号Sb的叠加结果(Superimposition)输出共同控制信号So1。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者还包含加法器(Adder)272，其中加法器272用以叠加前馈信号FS与共同信号Sb，并且输出脉波宽度调变电路265的叠加结果。
于一些其他实施例中，前馈电路280包含比较器285与具有转换功能(Transferfunction)的补偿器FF(s)。比较器285用以比较各个的中间电压Vint与平均中间电压Vint_avg，以分别产生错误信号ER。补偿器FF(s)用以放大错误信号ER，以产生前馈信号FS。
操作上，举例而言，若电力模块PM1的各个的中间电压Vint增加快于电力模块PM2～PMN的其他中间电压Vint，则各个的中间电压Vint与平均中间电压Vint_avg之间的误差增加。脉波宽度调变电路265改变共同控制信号So1，用于控制直流对直流转换器214，使得电力模块PM1的有效工作周期增加。相应地，更多电力通过电力模块PM1转换，迫使电力模块PM1的各个的中间电压Vint降低。如此一来，前馈电路280可帮助平衡电力模块PM1～PMN的中间电压Vint。
说明性地，于一些实施例中，配置前馈电路280在直流对直流转换器214的初级侧(Primaryside)，以及于其他一些实施例中，配置前馈电路280在直流对直流转换器214的次级侧(Secondaryside)。此外，于一些实施例中，前馈电路280与共同信号Sb隔离。
另一方面，相较于图2，于图2A的多种实施例中，电力模块PM1～PMN每一者还包含泄流器电路(Bleedercircuit)290。泄流器电路290电性连接至前端转换器212的输出，以接收各个的中间电压Vint。泄流器电路290用以分别动态地调整各个的中间电压Vint。相应地，于电力模块PM1～PMN运作在轻负载或无负载的条件，泄流器电路290可运作以仿效如同前馈电路280实现的相同效果，如同上述讨论。
于一些实施例中，泄流器电路290为主动泄流器电路。于一些其他实施例中，泄流器电路290包含比较器295、开关SW与电阻器单元RU。比较器295用以比较各个的中间电压与临界电压(Thresholdvoltage)Vth，以分别产生比较输出。开关SW用以通过比较输出控制，并且电性连接至前端转换器212的输出的一端。电阻器单元RU电性连接于开关SW与前端转换器212的输出的其他端之间。
于多种实施例中，比较器295为迟滞比较器(Hysteresiscomparator)。于其他多种实施例中，电阻器单元RU包含一或多个虚拟负载电阻(Dummyloadresistor)。
以比较器295为迟滞比较器为例，当各个的中间电压Vint增加并高于临界电压Vth加上迟滞预设值(Hysteresispre-settingvalue)时，开关SW切换开启。相应地，电阻器单元RU通过切换开启的开关SW连接于前端转换器212的输出的两端之间，使得电阻器单元RU运作以降低各个的中间电压Vint。另一方面，当各个的中间电压Vint减少并低于临界电压Vth减去迟滞预设值时，开关切换关闭并且断接电阻器单元RU与前端转换器212的输出的一端。如同上述讨论，泄流器电路290可运作以分别动态地调整各个的中间电压Vint。如此一来，即使于电力模块PM1～PMN运作在非常轻负载或无负载的条件中，泄流器电路290也可帮助平衡电力模块PM1～PMN的中间电压Vint。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者包含前馈电路280，而无泄流器电路290。于一些其他实施例中，电力模块PM1～PMN每一者包含泄流器电路290，而无前馈电路280。图2A仅提供作为举例目的。图2A的多种配置涵盖在本公开内容的预期范围内。
于多种实施例中，电力模块PM1～PMN每一者包含前馈电路280与泄流器电路290两者。于此种实施例中，前馈电路280与泄流器电路290可一起运作以改进在整个负载范围内的电力模块PM1～PMN的中间电压Vint的平衡。
电力模块PM2～PMN的操作相似于电力模块PM1的操作，如同上述讨论，因此此处不加以详述。
图3为说明本公开内容多种实施例的电力供应器的示意图。如图3所示，相较于图2所示的实施例，电力供应器300包含单一控制器320与单一控制器340，于一些实施例中，其每一者独立于电力模块PM1～PMN，并且通过处理器实作。控制器320用以分别平均电力模块PM1～PMN产生的中间电压，并且用以响应于中间电压U1～UN、横越电力模块PM1～PMN输入的交流输入电压Vin与输入电流Iin共同控制前端转换器212。控制器340用以响应于直流供应电压Vo共同控制直流对直流转换器214。举例而言，控制器320用以响应于中间电压U1～UN、交流输入电压Vin与输入电流Iin产生共同控制信号Sca，用于共同控制前端转换器212，并且控制器340用以响应于直流供应电压Vo产生共同控制信号Scb，用于共同控制直流对直流转换器214。
于一些实施例中，控制器320包含平均电路330，用于平均中间电压U1～UN，并且平均电路330的输出被输入至比较器351，其中比较器351与353、电压补偿器Hv(s)、乘法电路352、电流补偿器Hi(s)与脉波宽度调变电路355的配置与操作相似于图2举例说明，因此此处不加以详述。
此外，于一些实施例中，控制器340不包含如图2所示的平均电路(或阻抗电路)，并且比较器361、补偿器Gv(s)与脉波宽度调变电路365的配置与操作相似于图2举例说明，因此此处不加以详述。
图4为说明本公开内容多种实施例的电力供应器的示意图。如图4所示，相较于图2所示的实施例，电力模块PM1～PMN每一者还包含至少一中间级(Intermediatestage)410，串级连接于输入级112与输出级114之间，并且中间级410用以转换中间电压Vint为输入至输出级114的直流输出电压Vc(例如直流链电压)。电力模块PM1～PMN的中间级410用以由具有共同工作周期的共同控制信号进行控制。以电力模块PM1为例，中间级410由共同控制信号Sc1进行控制。
于一些实施例中，如图4所示，电力模块PM1～PMN每一者可还包含控制器420，并且控制器420用以响应于直流输出电压Vc控制对应的中间级410。以电力模块PM1为例，控制器420用以产生共同控制信号Sc1，用于控制中间级410。于此种配置中，电力模块PM1～PMN的控制器420用以响应于电力模块PM1～PMN的直流输出电压Vc互相操作以产生共同控制信号。
于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者的中间级410包含直流对直流转换器412，其中直流对直流转换器412串级连接于前端转换器212与直流对直流转换器214之间，并且用以转换中间电压Vint为输入至直流对直流转换器214的直流输出电压Vc。于此种配置中，电力模块PM1～PMN的直流对直流转换器412用以响应于电力模块PM1～PMN的直流输出电压被共同控制。
图4的直流对直流转换器412(或中间级410)仅作为举例说明目的。直流对直流转换器412(或中间级410)的多种数目与配置涵盖在本公开内容的预期范围内。
于此种配置中，电力模块PM1～PMN的控制器420响应于电力模块PM1～PMN的直流输出电压Vc互相操作以共同控制直流对直流转换器412。
于进一步的实施例中，控制器420的配置与操作相似于控制器240。以不同方式解释，控制器420可还包含比较器461、补偿器Gv(s)、平均电路463与脉波宽度调变电路465，其相似于控制器240内部，并且其功能与操作也相似于图2所举例说明。于此种配置中，电力模块PM1～PMN的所有平均电路463并联电性连接，为了平均控制信号(例如来自补偿器Gv(s)的信号)，以产生共同信号Sc，用于直流对直流转换器412的同时控制，使得通过电力模块PM1～PMN的控制器420输出的共同控制信号具有共同工作周期。
类似地，于一些实施例中，电力模块PM1～PMN每一者的平均电路463包含阻抗电路。
图4所示的控制回路的配置与操作仅作为举例说明目的。控制回路的多种配置与操作涵盖在本公开内容的预期范围内。此外，于一些实施例中，图4所示的电力模块PM1～PMN的控制回路配置为单一控制器，其独立于电力模块PM1～PMN，并且通过处理器实作，其类似于图3所示。
此外，图4所示的电力模块PM1～PMN每一者可还包含前馈电路280、泄流器电路290或前馈电路280与泄流器电路290的组合，如图2A所示。
对于图4所示电力模块PM1～PMN每一者包含的前馈电路，前馈电路可与控制器240与控制器420一起配置与操作，其类似于图2A所示，因此此处不加以详述。此外，对于图4所示电力模块PM1～PMN每一者包含的泄流器电路，泄流器电路可类似于图2A配置与操作，因此此处不加以详述。
图5为说明本公开内容一些实施例的电力供应器的示意图。相较于图1所示的实施例，图5的电力供应器500包含输入二极管电桥(Inputdiodebridge)520，并且输入二极管电桥520电性连接至电力模块PM1～PMN。输入二极管电桥520用以整流电源电压Uac(例如交流电源电压)并产生直流输入电压，用于电力模块PM1～PMN。相应地，在电力模块PM1～PMN的输入级112为功率因子校正转换器的条件下，功率因子校正转换器的输入二极管可被输入二极管电桥520置换。
图5的电力模块PM1～PMN的配置与操作相似于图1～4所示的实施例，因此此处不加以详述。
本公开内容的另一态样为关于一种电力供应的方法。为方便说明，以下参考图1与图2说明电力供应的方法，但不限于此。
于一操作中，电力模块PM1～PMN的输入级112被共同控制以分别转换交流输入电压Vin为中间电压Vint。此外，于另一操作中，电力模块PM1～PMN的输出级114被共同控制以根据中间电压Vint产生直流供应电压Vo。
于一些实施例中，共同控制输入级112的操作包含响应于中间电压Vint、交流输入电压Vin与对应交流输入电压Vin的输入电流Iin，以具有共同工作周期的至少一共同控制信号(例如共同控制信号Si1～SiN)共同控制输入级112。
于一些其他实施例中，共同控制输出级114的操作包含响应于直流供应电压，以具有共同工作周期的至少一共同控制信号(例如共同控制信号So1～SoN)共同控制输出级114。
于进一步的实施例中，参考图2，电力供应的方法还包含平均控制电压(例如来自电力模块PM1～PMN的电流补偿器Hi(s)的信号)的操作，以产生用于输入级112共同控制的共同信号Sa，以及平均反馈控制信号(例如来自电力模块PM1～PMN的补偿器Gv(s)的信号)的操作，以产生用于输出级114共同控制的共同信号。
说明性地，电力供应的方法可以使用于包含多阶级(Multiplestage)的电力模块。为了方便说明，以下参考图4实施例描述电力供应的方法，但不限于此。
于一些实施例中，电力供应的方法还包含共同控制电力模块PM1～PMN的中间级410，以分别转换中间电压Vint为输入至输出级114的直流输出电压Vc。
操作无须以步骤执行的顺序描述。也就是，除非特别指出操作的顺序，否则操作的顺序为可交换的，并且全部或一部分的操作可同时、部分同时或依序执行。
对于上述实施例，输出电压控制、输入电压平衡、输入电流成形、中间电压(例如直流链电压)控制与模块之间的电流共享均可完成。如此一来，可避免电力模块之间的交互作用，以致于实现电力平衡。
虽然本公开内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本公开内容的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种电力供应器，其特征在于，包含：
多个电力模块，所述多个电力模块每一者包含：
一第一转换器，用以产生一中间电压；以及
一第二转换器，用以根据所述中间电压输出一直流供应电压；
其中所述多个电力模块内的所述多个第一转换器用以根据流经所述多个电力模块的一输入电流与所述多个电力模块的所述多个中间电压被共同控制；
其中所述多个电力模块内的所述多个第二转换器用以根据所述多个电力模块的多个输出被共同控制。
2.如权利要求1所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一第一控制器；以及
一第二控制器；
其中所述多个电力模块内的所述多个第一控制器用以互相合作响应于所述多个电力模块的所述多个中间电压与所述输入电流以共同控制所述多个第一转换器；
其中所述多个电力模块内的所述多个第二控制器用以互相合作响应于所述直流供应电压以共同控制所述多个第二转换器。
3.如权利要求2所述的电力供应器，其特征在于，所述多个第一控制器每一者包含一平均电路；
所述多个电路模块的所述多个平均电路并联电性连接，用于平均多个输入控制信号以产生一共同信号，所述共同信号用于所述多个第一转换器的同时控制，其中所述输入控制信号响应于所述多个电力模块的所述多个中间电压、所述输入电流与对应所述输入电流的多个输入电压而产生，并且分别输入所述多个电力模块。
4.如权利要求2所述的电力供应器，其特征在于，所述多个第二控制器每一者包含一平均电路；
所述多个电路模块的所述多个平均电路并联电性连接，用于平均多个反馈控制信号以产生一共同信号，所述共同信号用于所述多个第一转换器的同时控制，其中所述输入控制信号响应于所述直流供应电压而产生。
5.如权利要求4所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一前馈电路，用以根据各个电力模块的所述中间电压与所述多个电力模块的所述多个中间电压的一平均值产生一前馈信号以与所述共同信号叠加。
6.如权利要求5所述的电力供应器，其特征在于，所述前馈电路包含：
一比较器，用以比较各个电力模块的所述中间电压与所述多个电力模块的所述多个中间电压的所述平均值，以产生一错误信号；以及
一补偿器，用以放大所述错误信号以产生所述前馈信号。
7.如权利要求5所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一泄流器电路，用以动态调整各个电力模块的所述中间电压。
8.如权利要求1所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一泄流器电路，用以动态调整各个电力模块的所述中间电压。
9.如权利要求8所述的电力供应器，其特征在于，所述泄流器电路包含：
一比较器，用以比较各个电力模块的所述中间电压与一临界电压以产生一比较输出；
一开关，用以由所述比较输出进行控制；以及
一电阻器单元，电性连接所述开关，所述电阻器单元用以于所述开关开启时降低各个电力模块的所述中间电压。
10.如权利要求1所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
至少一第三转换器，串级连接于所述第一转换器与第二转换器之间；以及
一第三控制器；
其中所述至少一第三转换器用以转换所述中间电压为输入的所述第二转换器的一直流输出电压；
所述多个电力模块的所述至少一第三转换器用以根据所述多个电力模块的所述直流输出电压被控制；
所述多个电力模块的所述多个第三控制器用以互相合作响应于所述多个电力模块的所述直流输出电压以共同控制所述至少一第三转换器。
11.一种电力供应器，其特征在于，包含：
多个电力模块，所述多个电力模块每一者包含一输入级与一输出级，所述输入级用以产生一中间电压，所述输出级用以根据所述中间电压输出一直流供应电压；
其中所述多个输入级用以由具有一共同工作周期的至少一第一共同控制信号进行控制，并且所述输出级用以由具有一共同工作周期的至少一第二共同控制信号进行控制。
12.如权利要求11所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含一控制器；
其中所述多个电力模块的所述多个控制器用以互相合作响应于所述多个电力模块的所述多个中间电压与流经所述多个电力模块的一输入电流以产生所述至少一第一共同控制信号。
13.如权利要求11所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含一控制器；
其中所述多个电力模块的所述多个控制器用以互相合作响应于所述直流供应电压以产生所述至少一第二共同控制信号。
14.如权利要求11所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含一第一阻抗电路与一第二阻抗电路；
其中所述多个电力模块的所述第一阻抗电路并联电性连接以响应于所述多个电力模块的所述多个中间电压与流经所述多个电力模块的一输入电流产生对应所述至少一第一共同控制信号的一第一共同信号；
其中所述多个电力模块的所述第二阻抗电路并联电性连接以响应于所述直流供应电压产生对应所述至少一第二共同控制信号的一第二共同信号。
15.如权利要求14所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一前馈电路，用以根据各个电力模块的所述中间电压与所述多个电力模块的所述多个中间电压的一平均值产生一前馈信号以与所述第二共同信号叠加。
16.如权利要求15所述的电力供应器，其特征在于，所述前馈电路包含：
一比较器，用以比较各个电力模块的所述中间电压与所述多个电力模块的所述多个中间电压的所述平均值，以产生一错误信号；以及
一补偿器，用以放大所述错误信号以产生所述前馈信号。
17.如权利要求15所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一泄流器电路，用以动态调整各个电力模块的所述中间电压。
18.如权利要求11所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
一泄流器电路，用以动态调整各个电力模块的所述中间电压。
19.如权利要求18所述的电力供应器，其特征在于，所述泄流器电路包含：
一比较器，用以比较各个电力模块的所述中间电压与一临界电压以产生一比较输出；
一开关，用以由所述比较输出进行控制；以及
一电阻器单元，电性连接所述开关，所述电阻器单元用以于所述开关开启时降低各个电力模块的所述中间电压。
20.如权利要求11所述的电力供应器，其特征在于，所述多个电力模块每一者还包含：
至少一中间级，串级连接于所述输入即与所述输出级之间；以及
一控制器；
其中所述至少一中间级用以转换所述中间电压为输入至所述输出级的一直流输出电压；
所述多个电力模块的所述多个中间级用以由具有一共同工作周期的至少一第三共同控制信号进行控制；
所述多个电力模块的所述多个控制器用以互相合作响应于所述多个电力模块的所述直流输出电压以产生所述至少一第三共同控制信号。
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