TWI352494B - Current fed inverter with pulse regulator for elec - Google Patents

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TWI352494B
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Oleg S Fishman
John H Mortimer
Mike Maochang Cao
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Inductotherm Corp
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Description

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九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有電流饋入反用換流器及對此等反用換 流器進行之調節的電源以及此等電源在電感應加熱1解 及攪拌應用_的應用。 本申請案主張2007年4月7曰所申請之美國臨時申請案第 6〇/91〇,650號及2_年2月！日所中請之美國臨時中請案第 6聰，偏號之權利，二者均以引用之方式併入本文中。 【先前技術】 圖1說明連接至RLC講振負載之經典電流饋入反用換流 器116 »諧振負載可為（例如）與工業電感應爐或加熱裝置一 起使用的與電阻元件R(其表示在交流電流流過感應線圈時 的磁耦合工作負載（例如，爐或置放於感應線圈中之金屬 裝置（metai gear)中的金屬）串聯之感應線圈Lc〇ji及與感應線 圈及電阻元件並聯連接之槽型（諧振）電容器典型反 用換流器被說明為具有在交替電半循環期間將電流經由開 關對Si-S4及S2_S3順序供應至諧振負載的開關裝置心至心之 Η橋接器。經由平滑感應器或扼流圈[^。^將經調節之直流 電流饋入至反用換流器，此電流係供應自適當源。在圖i 中，二相全波可變電壓整流器112(由矽控整流器SCRl至 SCI或其他類型之相控電開關形成）用以供應直流電流。 至整流器之輸入係來自適當之交流源，諸如，5 〇或6 〇赫三 相公用電源（utility SUpply)(在圖中被表示為線路a、b及 C)〇 130365-1000823.doc 1352494 -* --. il汾名 4， 圖2用圖形方式說明圖ltf7所示的反用換流器之效能特 性。參數為：反用換流器輸出電流量1—)，以安為單 位，為頻：之函數；反用換流器輸出功率量值?—， 以千瓦為單位，為頻率之函數；反用換流器輸出電壓量值 V一)’以伏為單位’為頻率之函數；冑大直流電流
Imax，。以安為單位；最大反用換流器輸出功率ρ_，以千 瓦為單位，·及最大反用換流器輸出電壓Vmax，以伏為單 位。 額定（最大）操作條件係藉由由操作線u別之曲線之交 又點來界定》諧振操作條件係藉由如由操作線定的反 用換流器輸出電壓、電流及功率之最小值來界定。諧振負 載上之反用換流器輸出電壓可由下式來表達： 咖 0.9· cos φ 其中vinv為反用換流器之輸出電覆，為所供應之直流 電壓，且Φ為反用換流器輸出電流與電壓之間的相移。 反用換流器之輸出功率(Pinv)與反用換流器電壓之平方 成正比： 因此，為增加功率，諧振負載將操作於非諧振，立中， 效率之降低隨著功率位準增加而增加。為將反用㈣器輸 出功率減少至低於處於諧振之位準的位準，藉由對整流器 之開關的相位控制來減少整流器之直流輸出。 130365-1000823.doc 1352494
本發明之一目標為藉由除對輸入整流器之相位控制之外 的方式在保持貞載處於譜振的同時提供對電流饋人反用換 流器之功率控制。本發明之另一目標為最小化用於反用換 流器中之電抗分量的大小。 本發明之另-目標為提供對置放於感應爐内之電傳導材 料（諸如，熔解金屬浴）的均勻混合。 本發明之另-目標為藉由調節形成表面區域之凸彎液面 而最大化曝露於周圍環境（尤其在該環境為大體上真空時） 之炫解浴的表面區域以促進脫氣。 【發明内容】
在一態樣中，本發明為—^ M L 马種用於藉由對至反用換流器之
輸入之直流電流進行的工竹ji法A 乍痛％:調節來控制電流饋入反用 換流器之輸出功率量值的設借 叼·•又備及方法，其中調節器之工作 循環的週期與反用換流器輪 输出電流的週期同步，使得對 於反用換流盗之每一單_赵W山雨* +、 a a出電k週期存在兩個調節器週 /月。可藉由調節器週期令之單一 ±„ 早脈衝或調節器週期中之一 連串脈衝來提供工作循環梱於 你…& ^ 盾衣調郎。可藉由在非諧振條件下操 作反用換流器來提供大於 曰 在全（早位）工作循環下可用的輸 出功率Ϊ值之輸出功率量值。 在本說明書及隨附申諳直釗炫丄 其他態樣。 申4利範圍中闌述本發明之上述及 【實施方式】 在結合隨附圖式閱讀時，軔 . 較佳地理解前述[發明内容]及 以下[實施方式]。出於說明本 月之目的，圖式中展示目 130365-1000823.doc 1352494 則較佳的本發明之例示性形式；然而，本發明不限於隨附 圖式申所揭示之特定配置及方式。 在圖3中說明本發明之電源1〇之一實例。該電源包含三 個主動部分，即，整流器12、功率調節器Μ及電流反用換 μ器16。可選間諧波減少元件（在圖3中被說明為被動感應 器（扼流圈）Lihr)將整流器之直流輸出連接至功率調節器。 能量儲存元件（在圖3中被說明為被動感應器（扼流圈）^將 功率調節器之輸出連接至反用換流器之輸入。 至二相整流器12之輸入係來自適當之交流源，例如，5〇 或60赫公用電源（在圖中被表示為線路a、B&c)。整流器 12包含一包含六個開關裝置（諸如，在此非限制實例中之 矽控整流器SCRi至SCR0)之全波相控整流器。在本發明之 其他實例中，整流器可為半波相控設計或其他適當類型。 如下文進一步解釋，整流器作為恆定電壓整流器而操作 (除電源之軟起動外）以防止調節器之能量儲存裝置的初始 過量充電，能量儲存裝置在圖3中藉由電容元件c〇來表 示。 反用換流器16包含四個開關裝置，在此非限制實例中， 四個開關裝置被組態成Η橋接器。將每一開關裝置用符號 說明為與二極體串聯的絕緣閘雙極電晶體（IGBT)，但是其 他類型之開關裝置及橋接器組態可用於本發明之其他實例 中。大體而言，在穩態操作中，反用換流器開關對~及心 在電半循環（亦即，正半循環）内傳導且反用換流器開關對4 S2及S3在隨後電半循環（亦即，負半循環）内傳導，以將交 130365-1000823.doc -10· 1352494
流電流傳遞至諧振負載電路，諧振負載電路可包含： 體表示正熔解或加熱之磁耦合負載之阻抗的電阻元件R串 聯的電感應爐或加熱線圈（由感應元件^川圖解表示）；及 與Lc〇n與R之串聯組合並聯連接以形成"RLC"證振負載之槽 型（請振）電容器Ctank。當諧振負載阻抗改變時，由控制器 18藉由對反用換流器之開關裝置進行閘控制來調節反用換 流器16之輸出頻率以保持反用換流器在諧振或近諧振下操 作以最大化至諧振負載電路的功率轉移。 控制器18控制反用換流器之開關裝置及調節器開關裝置 S〇(其亦用符號說明為igbT，但可為任一其他適當類型的 開關裝置）之持續時間及頻率。在本發明之電源中，調節 盗14藉由控制器18而與反用換流器之輸出頻率同步，使得 調節器14之週期（調節器週期）保持於反用換流器16之交流 輸出頻率之週期的-半。通常，對於與用於加熱電傳導材 料之工業電感應爐或感應加熱線圈配置之使用相關的應用 而吕，反用換流器16將在大約在100赫至1〇〇〇赫範圍内的 頻率下操作。因此’調節器14將以大約在5抓…剛赫）至 〇·5 ms(l/l，〇〇〇赫）之範圍内之週期來操作。 一半週期操作，但是調
130365-1000823.doc 雖然調節器14以反用換流器16之 節器14在穩態操作中以調節器週多 作°舉例而言，調筋器闡 1352494 即赛週期期間’當s。*傳導（開關裝置s。斷開）時，將電流 自扼机圈Li中所儲存之能量供應至反用換流器。輸出功率 ^里值係藉由開關8。之工作循環（亦即，開關s。處於接通 (或傳導狀態）之時間週期與開關處於斷開（或非傳導狀態） 之時間週期的比）來控制。隨著工作循環増加自抵流圈^ 供應之直流反用換流器輸入電流的交流電流漣波分量亦增 加，因此’若單—調節器脈衝用於每一調#器週期，則必 須將扼流圈Li設計成具有大電感值及因此具有大實體大小 的高儲存容量扼流圈。為了最小化扼流圈之大小，在較低 工作循環下’在本發明之—些實例中在調節器週期中提供 多個接通/斷開調節器脈衝。 在低工作循ί哀下流過調節器開關s〇之電流的量值顯著小 於在高工作循環下流過調節器開關s。之電流。因此，開關 So中之開關損耗在低工作循環下將較低。在本發明中，藉 由在調節器之經調節之週期内的多個接通/斷開脈衝中將 電流提供至反用換流器而利用在低工作猶環下的較低開關 損耗，以提供與將以單一低工作循環脈衝供應的電流漣波 相同量值的電流漣波。此配置允許扼流圈Li之所需額定電 功率的顯著減少，因為在低工作循環下之較頻繁之脈衝需 要扼流圈L,·中之顯著較小的能量儲存容量，此係因為該所 儲存之能量將在開關裝置心在較短間隔内不傳導時為至反 用換流器之電流源。適當但非限制之控制演算法如下： W_ 130365-1000823.doc -------- 其中N等於在調節器週期中之所允許之調節器 § 9
WmaX等於針對選定之調節器開關S〇而指定的最大所允許 之功率耗散； °
Wc〇nd等於針對選定之調節器開關So而指定的傳導損 耗；且
Wsw等於在調節器週期内之單一調節器接通，斷開工作循 衣脈衝之情況下的所計算之開關損耗。 以’例如，對於需要0.3之單一調節器接通/斷開工作 〇广的在諸振下的所要反用換流器輸出功率量值，針對 關s。電流來計算Wsw，且使用選定之開關十 的最而自上述等式計算在G.3工作循環下 如圖㈣及轉）用圖形方式說明（例 在兩個圖：的單脈衝調節與多脈衝調節的比較。 t志— inv表示反用換流器之輸出頻率的週期，且 treg表不調節考之 且 °週功，其為反用換流器之輪出镅Ji ίΛ、ffl 期的一半。右 <"领出頻率的週 ΛΛ. 4中’在每一調節器週期t φ , m, 郎器脈衝並非較佳 Γ<：8 ，早一調 F孜佳，如上文所解釋；如 器脈衝所說明，夕加 （）中之調節 的脈衝之數目將取 調即态週期中 中所使用的特宏钢> ^ ^之範圍及應用 ’疋調卽器開關的開關損 見’五個調節器脈衝用於叫)中。大體而變:匕為々楚起· 單位工作猶環至兩 體而3，在自小於 展至大於零的工作循環範 乾圓中母一調節器週 130365-1000823.doc 13 1352494 I， - -— · ㈣嘛廠- 期之脈衝數目可自二至數百而變化。 /需要比在譜振下在！.〇之工作循環情況下之反用換流 器輸出功率更多的反用換流器輸出功率則可藉由增加反 用換流器之輸出頻率來提供額外輸出功率，此將供^更多 的功^但不在譜振下）。圖7⑷及圖7(b)分別用圖形方式說 明在:位工作循環/諧振及單位工作循環/非諧振下的反用 換流器參數’此時可提供較大反用換流器輸出功率。圖 7⑷說明在諸振下在工作循環等於1()之情況下的反用換流 器譜振輸出功率量值p2, P2大於功率量值I。圖⑽說明 在工作循環等於以且在反用換流器之輸出電流與電壓之 間具有相移⑻之情況下的反用換流器非諸振輸出功率量值 P3 ’ P3大於功率量值p2。 對於非真二電感應爐應用，具有本發明之電流饋入反用 換流器的電源之組件將大體完全適用於在非諧振功率範圍 内的最大功率輸出；對於真空電感應爐應用，具有本發明 之電流饋入反用換流器的電源之組件將大體完全適用於在 諧振、單位工作循環操作下的最大功率。 在具有本發明之電流饋入反用換流器之電源的另一實例 中，如圖4中所說明，多個反用換流器丨6及丨6,(每一者具有 專用調節器開關（S〇及S，〇)及二極體p〇及可自單一整流 器12及連接至整流器之輸出的能量儲存裝置（電容器c〇)供 電。在此配置中，功率在多個諧振負載L〇AD 1及L〇ad 2 之間的爻控之按比例分布可藉由如上文所描述之反用換流 器16及16’之個別脈衝調節來實現（以由整流器12之額定功 130365-1000823.doc 1352494 率建立的最大總功率輸出為根據）。雖然圖4中展^'ΐΐίΧ—^ 用·換流器/負载電路’但是可使用任一數目的反用換流器/ 負載電路。 在具有本發明之電流饋入反用換流器之電源的另一實例 中’如圖5中所說明’多個反用換流器16及16,(每一者服務 專用諧振負載LOAD 1及LOAD 2)可分別選擇性地自單一調 節器14供電，單一調節器14連接至操作於如上文所描述之 全波輸出的整流器之輸出。在開關Si、S3、s，i&s，4傳導且 開關S2、S4、S'及S’3不傳導的情況下，例如在電半循環 内，將電流供應給LOAD 2，而不供應給LOAD 1 ;而在下 電半循環中’開關S2、S4、S'2及S'3傳導，且開關、 S3、呂’丨及S'不傳導以繼續將電流供應給l〇ad 2。 雖然上文大體描述用於感應加熱及熔解的開關機制，但 在本發明之其他實例中，當用作感應爐應用中之反用換流 器時，開關機制可用以影響感應攪拌樣式。在圖8、圖9(a) 及圖9(b)中所示之非限制實例中說明此應用。圖8為交流電 源20a、20b及20c的一實例，交流電源2〇a、2〇b及2〇c用以 將電力供應至環繞坩堝9〇之三個感應線圈（即，下部線圈 22a、中間線圈22b及上部線圈22c)中之每一者。在每一電 源之輸出處提供槽型電容器Ct]、Ct2&Ct3。每一電容器可 具有不同電容值。電阻元件Ri、&及&表示在由每一線圈 部分環繞之坩堝90中加熱、熔解或攪拌的磁耦合負載的電 阻。當在如圖9⑷中所示之熔解模式中閉合開關時，開關 SWi及SW2用以平衡線圈電流。在sw〗與sw〗兩者皆閉合之 130365-1000823.doc •15· 1352494 · * a — I 丨 卜。今卜 情況下，磁通量之所建立之定向如典型通量線94所說明。 此配置之一優點在於每—開關可具有坩堝之全部電流（功 率）額定值之約10%的連續電流額達值，因為爐之感應線圈 部分之阻抗值類似，其中在線圈之間的典型偏差小於 10°/◦。開關S^^iSW2可為機械類型或電類型。可將開關 SW〗及SW2組合成適當配置之開關裝置。在圖1〇(勹中，將 典型但非限制之電子開關說明為二極體橋接器SCR開關。 線圈部分之間的電流相對小，此利於電子開關裝置之應 用。在上文識別之操作條件情況下，感應電磁攪拌樣式可 由圖9(a)中之例不性流線92a來表示，流線92a在坩堝之下 半部及上半部中為雙渦環或具有獨立渦環之環形渦流樣 式。 更一般而言，圖9(a)及圖9(b)中之每一感應線圏可被界 定為具有第一或"起始"末端端子及第二或"終止"末端端 子。舉例而言，在圖12(a)中，若感應線圈70表示纏繞（繞 坩堝90自右至左上升）定向之感應線圈，且在圖12(匕）中， 感應線圈72表示反向纏繞（繞掛禍9〇自左至右上升）定向之 感應線圈，則每一線圈之起始及終止端子可如圖中所示來 表不。或者’如圖9(a)及圖9(b)中所示，感應線圈22a、 22b及22c之起始端子可以如圖中所示之"畫圈之星"符號來 表示，進而（例如）在本發明之此非限制實例中指示：線圈 22a及22c被纏繞定向且線圈22b被反向纏繞定向，或線圈 22a及22c被反向纏繞定向且線圈22b被纏繞定向。使用此 規約’全部三個感應線圈之起始端子僅在開關SWl&sw2 J30365-J000823.doc •16- 1352494 閉合時選擇性地連接在一起，
而全部三個感應線圈之終止 端子始終共同連接在一起。在本發明之其他實例中，可使 用二個以上感應線圈，其中全部感應線圈之起始端子藉由 一或多個開關裝置而選擇性地連接在一起，且全部感應線 圈之終止端子始終共同連接在一起，或全部感應線圈之起 始端子始終共同連接在一起，且全部感應線圈之終止端子 藉由一或多個開關裝置而選擇性地連接在一起。 在攪拌模式中，可將三個電源令之任何兩者被設定為靜 止狀態，其中來自三個電源t之兩者的輸出為零，使得與 每一靜止狀癌電源相關聯的槽型電容器、電阻及線圈部分 开> 成並聯RLC電路。在擾拌模式中，s Wi與Sw2兩者皆斷 開。在圖9(b)及圖10(b)中，電源20a被選擇為主動電源且 電源20b及20c處於斷開或靜止狀態（以虛線緣製此兩個電 源來說明）。因此，來自電源20a之流過線圈22a的輸出電 流產生由典型通量線98a表示之磁場。此磁場與由線圈 22b、電阻&及電容器Cl_2形成之RLC電路耦合（由"M"圖解 地表示）’其又導致經過線圈22b之感應電流，該感應電流 產生由典型通置線98b表示之次生磁場。次生磁場與由線 圈22c、電阻Rs及電容器^3形成之rLC電路耦合，其又導 致經過線圈22c之感應電流，該感應電流產生由典型通量 線98c表示的次生磁場。此等磁場之組合將如圖9(b)中所示 在掛禍中之熔解電傳導材料中感應出電磁流樣式。感應出 之電磁攪拌樣式可藉由圖9(b)中之例示性流線92b來表示以 在掛禍中建立具有繞環之極向（圓形）軸Z的向下流樣式或 130365-1000823.doc •17· 1352494 .~：---1- ..: • ^"5 ------ 逆時針方向極向旋轉的單一渦環流樣式。在如圖1 l(a)中所 說明將額外填料（諸如，金屬碎片94)添加至熔解物時此 免摔配置尤其有用，使得添加之填料被迅速地吸至炫解物 中。可藉由啟動電源2〇c及停用電源20&及2〇b而將極向旋 轉顛倒至順時針方向。在本發明之一些實例中，交替或頻 繁反覆啟用（jog)上部電源2〇c之輸出功率位準可用以攪動 (調節）界定熔解金屬浴之表面的凸彎液面80之高度（例如， 如圖u(b)中所示自彎液面80調節至8〇a)以將較大熔解金屬 表面區域曝露至周圍環境。此情形在應用空爐且周圍 環境為真空時尤其具有價值。增加曝露至表面上方之真空 的熔解金屬表面區域會增加脫氣效率。 圖9(a)及圖9(b)中所示的本發明之實例可用於真空與非 真空感應爐應用兩者中且用於分批處理（其中坩堝初始以 固體及/或半固體電傳導材料來填充）或剩餘物處理（hed Pr〇Cess)(其中將電傳導固體或半固體填料逐步地添加至坩 堝底部處之現有剩餘物）。通常，4解及加熱模式（圖9⑷ 及圖10(a))用以初始熔解坩堝中之全部電傳導材料。接 著，攪拌模式（圖9(b)及圖10(b))用以（例如）藉由熔解浴而 增強傳導加熱；及/或藉由使熔解浴體積循環來促進熔解 浴之脫氣，使得熔解浴之表面連續改變以促進自熔解物至 周圍環境或真空的氣體轉移；及/或藉由將添加至熔解浴 之額外填料吸至被識別為圖-9(b)中之軸2的向下中央渦流 中而促進其溶解。 雖然在本發明之上述實例中展示三個感應線圈部分，但 I30365-1000823.doc -18- 1352494
疋八他數量的_部分可祕本發明之其他實例令 僅出於解釋之目的而提供本發明之上述實例’且決不應 將本發明之上述實㈣解為 〜 實施㈣述本發明雖然已關於各種 u發月’〜本文中所使料詞 說明之詞而非用於限制之 抱11及 刺u雖然本文令已關於特定方 工、；·’及實施例來說明本發明，但是本發明不意欲限於 本文中所揭示之細節；相反，本發明擴展至諸如在隨附申 請專利範圍之料㈣所有功能等效結構、方 獲益自本說明書之教示的熟習此項技術者可實明 之眾多修&，且在不背離本發明之範_的情況下可在其雜 樣中進行改變。 ~ ~ 【圖式簡單說明】 圖1為典型電流饋入電源之簡化示意圖。 圖2為圖1中所示之電源之典型操作參數的圖表。 圖3為具有連接至諧振負載之本發明之電流饋入反用換 流器的電源之一實例之簡化示意圖。 圖4為本發明之電源之另一實例的簡化示意圖，其中多 個電流饋入反用換流器（每一者被個別地調節）各自連接至 不同諧振負載及單一整流器。 圖5為本發明之電源之另一實例的簡化示意圖，其中多 個電流饋入反用換流器（由共同調節器調節）各自連接至不 同諧振負載及單一整流器。 圖6(a)及圖6(b)用圖形方式說明本發明之電流饋入反用 換流器電源之一實例的單脈衝及多脈衝調節器效能。 •19- 130365-1000823.doc 1352494 . -..- 一 τ -
Μ 'L ι 〜 •V «MMk * 圖7(a)及圖7(b)用圖形方式說明在本發明之電流饋入反 用換流器之一實例的單位工作循環/諧振及單位工作揭環/ 非諧振下的參數。 圖8為具有本發明之電流饋入反用換流器之電源的另— 實例之簡化示意圖。 圖9(a)及圖9(b)為使用圖8中所示之電源的電感應加熱、 熔解及攪拌配置的圖解說明》 圖10(a)及圖10(b)為使用圖8中所示之電源的電感應加 熱、熔解及攪拌配置的簡化示意性說明。 圖10(c)為用於圖9(a)及圖9(b)中所示之配置以及圖10(a) 及圖10(b)之示意圖的二極體橋接器開關之一實例的說明。 圖11(a)為用於電感應攪拌之本發明之一配置的說明。 圖11(b)為調節坩堝中之熔解金屬材料之凸彎液表面的本 發明之一實例的說明。 圖12(a)及圖12(b)分別說明纏繞及反向纏繞線圏組態的 典型指定規約。 【主要元件符號說明】 10 電源 12 整流器 14 功率調節器 16 電流反用換流器 16' 反用換流器 18 控制器 20a 交流電源 130365-1000823.doc 1352494 20b 交流電源 20c 父流電源 22a 下部線圈 22b 中間線圈 22c 上部線圈 70 感應線圈 72 感應線圈 80 凸彎液面 80a 凸彎液面 90 坩堝 92a 流線 92b 流線 94 通量線/金屬碎片 98a 通量線 98b 通量線 98c 通量線 112 三相全波可變電壓整流器 116 電流饋入反用換流器 A 線路 B 線路 C 線路 C〇 電容元件 Ctank 槽型（諧振）電容器 Cti 槽型電容器 130365-1000823.doc -21- 1352494
Ct2 槽型電容器 Ct3 槽型電容器 Do 二極體 D'〇 二極體 Imax 最大直流電流 I〇ut(INV) 反用換流器輸出電流量值 L, 操作線 l2 操作線 Lchoke 扼流圈 Lcoil 感應線圈/感應元件 Li 被動感應器（扼流圈） Lihr 被動感應器（扼流圈） LOAD 1 諧振負載 LOAD 2 諧振負載 Pi 功率量值 P2 功率量值 P3 功率量值 Pmax 最大反用換流器輸出功率 P〇ut(INV) 反用換流器輸出功率量值 R 電阻元件 Ri 電阻元件 r2 電阻元件 r3 電阻元件 So 調節器開關/開關裝置 130365-1000823.doc -22- 1352494 S, 開關裝置 s2 開關裝置 S3 開關裝置 s4 開關裝置 S'o 調節器開關 S', 開關 S'2 開關 S-3 開關 S-4 開關 SCR, 矽控整流器 scr2 矽控整流器 scr3 矽控整流器 scr4 矽控整流器 scr5 矽控整流器 scr6 矽控整流器 sw, 開關 sw2 開關 ti n v 反用換流器之輸出頻率的週期 treg 調節器之週期 Vdc 所供應之直流電壓 Vinv 為反用換流器之輸出電壓 Vmax 最大反用換流器輸出電壓 V〇ut(INV) 反用換流器輸出電壓量值 z 軸 Φ 相移 130365-1000823.doc -23-

Claims (1)

  1. 十、申請專利範圍： 1. 一種用於一至少一 RLC諧振負載之電源，該電源包含： 一交流至直流整流器，其具有一連接至一交流源之整 流器輸入及一整流器直流輸出； 至少一電荷儲存裝置，其連接至該整流器直流輸出； 至少一調節器，該至少一調節器中之每一者具有一調 節器輸出，該調節器輸出具有一調節器直流輪出週期及 一在該調節器直流輸出週期内之可變輸出工作循環，該 至少一調節器中之每一者連接至該至少一電荷儲存裝 置； 至少一電流儲存裝置，該至少一電流儲存裝置中之每 -者專門連接至該至少-調節器中之一者的該調節器輸 出，及 至少一反用換流器，該至少一反用換流器中之每—者 具有-專門連接至駐少一電流儲存裝置中之一者的反 用換流器輸人，該至少—反用換流器中之每—者具有— 專門連接至該至少-RLC諧振負載中之一者的反用換流 裔交流輸出，該至少一反用換流器中之每_者的反用換 流器交流輸出週期等於連接至該至少—電流儲存裝置的 該至少—調節器之該調節器輸出週期的兩倍，該至少一 電流儲存裝置係連接至該至少一反用換流器中之每 之該反用換流器 輸入。 2.如請求们之電源’其中該至少一調節器中之至少—者 的該調節器輸出包含在該可變輸出工作循環中之複數個 130365-1000823.doc 1352494 脈衝 3.如請求項i之電源，其中該交流至直流整流器直流輸出 具有一可變控制輸出電壓量值。 4.如清求項1之電源，其中該至少一調節器包含複數個調 節器’該至少一反用換流器包含複數個反用換流器，該 至少一RLC諧振負載包含複數個RLc諧振負載，該複數 個RLC諧振負載中之每一者專門連接至該複數個反用換 流器t之一者的該反用換流器交流輸出，該複數個調節 器中之每一者專門連接至該至少一電流儲存裝置中之至 少一者，且該複數個反用換流器中之每一者的該反用換 流器輸入專門連接至該至少一電流儲存裝置中之該至少 者該至少一電流儲存裝置中之該至少一者專門連接 至該複數個調節器中之一者。 5·如明求項1之電源，《中該至少一調節器包含一對調節 益，該至少一反用換流器包含一對反用換流器，該至少 - RLC難貞載包含—對RL(：魏貞載，該對rlc譜振 負載令之每-者專門連接至該對反㈣流器中之—者的 該反用換流器交流輸出，該對調節器中之每一者專門連 接=至少-電流儲存裝置中之至少—者，且該對反用 換流态中之每—者的該反用換流器輸入專門連接至該至 流倚存裝置中之該至少一者，該至少一電流儲存 之該至少一者專門連接至該對調節器中之一者。 6.::求項!之電源’其中該至少一調節器包含一單—調 卽盗^至卜反用換流器包含複數個反用換流器，該 130365-1000823.doc 1352494 I ~ *~· —- * *. . . ^ ·_ ft ^ ： if ;; 至少一 RLC諧振負載包含複數個RLC諧振負載，該ϋ· 個RLC諧振負載中之每一者專門連接至該複數個反用換 流盗中之一者的該反用換流器交流輸出，該單一調節器 連接至該至少一電流儲存裝置，且全部該複數個反用換 流器之該等反用換流器輸入連接至該至少一電流儲存裝 置。 7'如清求項1之電源，其中該至少一RLC諧振負載包含至少 二個RLC諧振負載，該至少三個RLC諧振負載中之每一 者具有一感應元件，該感應元件專門包含安置於—含有 一電傳導材料之坩堝周圍的至少一感應線圈。 8. 如请求項7之電源，其中該至少三個11]1(：諧振負載中之每 一者專門連接至該至少一反用換流器中之一者的該反用 換流器交流輸出，該至少一反用換流器中之每一者的該 反用換流器輸入專門連接至該至少一電流儲存裝置中之 一者，該至少一電流儲存裝置中之每一者專門連接至該 至少一調節器中之一者的該輸出，該至少一調節器中之 每一者專門連接至一專門連接至該交流至直流整流器之 該整流器直流輸出的電荷儲存裝置。 9. 如請求項8之電源，其中全部該至少三個感應線圈使其 終止端子共同連接在一起並使其起始端子藉由至少一開 關裝置而選擇性地連接在一起以自該至少三個RLC諧振 負載中之每一者形成一組合之並聯RLC電路。 10. 如清求項9之電源，其中該至少一反用換流器中之一者 在該至少一開關裝置斷開時處於靜止狀態。 I30365-1000823.doc 1352494 H 一種將電力供應至—至少—RLC諧振負載之方法該方 法包含以下步驟： 將直流電力供應至一電荷儲存裝置； 調節自該電荷儲存裝置至一電流儲存裝置的 之一供應，該電流儲存裝置將直流電流供應至用換L 流器’該反用換“使其交流反賴流器輸 該 至少一RLC諧振負載； 。在-具有-反用換流器週期之反用換流器輸出頻率下 操作該反用換流器；及 在一等於該反用換流器週期之一半的週期内，變 該電荷儲存裝置之直流電流之該供應的卫作德環。 12. :明求項U之方法，其進一步包含以下步驟：在自該電 =存裝置之直流電流之該供應之該工作循 複數個脈衝。 n王 13. 如請求項12之方法，其中在該工作循夕 脈衝等於-用於調節自該電荷錯存裝置之== ^的_裝置之最域允許之功率耗散減去被切I 二=之:等效單一脈衝情況下之開關損耗所除之 該開關裝置之傳導損耗所得的量。 14. 如請求項U之方法，其進一步包含以 給該電荷儲存裝置的該直流電力之電壓量：:變化供應 15. 如請求項Η之方法，其進一步包含以下里步 一在該至少一RLC諧振負載中之每一者 匕含 感應線圈環繞—含有一電磁傳導材料的掛碼^應二件的 130365-1000823.doc 16 17. 18. 19. 20. 間及上部區域 如叫求項11之方法，其進—步 ffl ^ ^ ^ c 匕兮以下步驟：增加該反 用換抓态之該反用換流器輪出 β 两半與直流電流自該電荷 儲存裝置之該供應之單位工作循環。 如請求項15之方法，其進一步 Μ ^ ^ ^ ^ 匕3以下步驟：將該等感 應線圈中之母一者連接至—戋客 一 及夕個開關疋件以選擇性地 在獨立RLC諧振負載雷路_盘#钱 貞m轉與並聯連接之RLe魏負載電 路之間切換該至少-rlc諧振負載中之每一者。 如請求項17之方法，其進一步包含 乂匕3以下步驟：使與該至 少一 RLC諧振負載中之―去妞 月戰甲之者相關聯之該反用換流器交流 輸出靜止。 如:月求項17之方法，其進一步包含以下步驟：使與具有 作為該等感應元件之中間及下部感應線圈之該等rlc諧 振負載相關聯的該反用換流器交流輸出靜止。 如叫求項18之方法，其進一步包含以下步驟：變化與具 有作為該等感應元件之上部感應線圈之該RLC諧振負載 相關聯之反用換流器輸出功率量值。 13〇365-l〇〇〇823.d〇c
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