[发明专利]用于功率有限电源的电力转换器和电力合并器

说明书

本发明在由政府授予的协议W911NF-05-9-0005的政府支持下做出。政府对本发明具有特定权利。

技术领域

本发明涉及电源电力转换器和将多个单元的输出电力合并为一个输出的电力合并器。

背景技术

小型电源——例如光电池，特别是太阳能电池——用于对便携式装置供电或对电池组进行充电。公知的升压斩波器电力转换器电路已经结合这样的电源用在便携式应用中。这种类型的电力转换器以低电压取输入电流——例如，一个硅太阳能电池具有大约0.5伏的输出——并以可用于运行手持式电子装置或对电池组充电的较高电压产生输出电流。

当希望使用多个电源的电力时，个体源的输出必须合并。传统地，类似类型的硅太阳能电池等电源已经以某些串联-并联组合连接，从而提供对于特定应用需要的电压和电流输出。例如，一种类型的太阳能电池电池充电器串联连接太阳能电池以近似电池电压。输出于是通过二极管被馈送到电池。然而，这种结构是不够的，可再充电的电池迅速耗尽。另一种方法模拟用户可将太阳能电池供电等价物插入的AC插座。这种结构固有地是不足的，因为大多数消费者电子装置中装有的电池充电器并非被设计为以有限的电源进行充分运行。

近年来的太阳能电池结构使用充分吸收太阳光谱的不同部分并由此实现与使用一种电池类型的传统太阳能电池相比整体转换效率较高的多个电池。不同电池的电压以特定的温度补偿值被调节，以便实现最大效率。由于电池及其特性不是相同的，通过以某种串联-并联组合连接电池来合并其输出的传统方法不奏效，需要不同类型的电力合并器。

因此，存在对高效电力转换器以及高效电力合并器的持续需求，特别是能将不同类型的光电池的输出进行合并的电力合并。存在将这样的电力转换器和电力合并器用于运行便携式电子装置以及对于这种装置的电池进行充电的特殊需求。

发明内容

本发明提供了一种滞后输入调节升压电力转换器，其用于对由电源供给的电力进行转换，电力转换器包含滞后电压比较器，其中，电力转换器以高于且不依赖于输入电压的输出电压提供输出电流。

在一个实施例中，电力转换器具有一电路，该电路包含：

(i)第一与第二输入端子，用于连接到提供输入电压的电源；

(ii)电容器，其具有连接到第一输入端子的第一端子和连接到第二输入端子的第二端子；

(iii)滞后电压比较器，其具有至少三个端子，其中，第一端子为连接到电容器第一端子的输入端子，第二端子为输入基准电压的输入端子，第三端子为输出端子；

(iv)开关，其具有连接到滞后电压比较器第三端子以便由此从滞后电压比较器接收输出信号的第一端子、连接到电容器第二端子的第二端子以及第三端子，由此，来自滞后电压比较器的输出信号用于断开和闭合开关，使得当电容器上的电压超过滞后电压比较器的高阈值电压时，开关闭合，当电容器上的电压下降到滞后电压比较器的低阈值电压时，开关断开；

(v)电感器，其具有连接到电容器第一端子的第一端子以及连接到开关第三端子的第二端子；

(vi)输出整流器，其具有连接到电感器第二端子的第一端子以及第二端子；以及

(vii)第一与第二输出端子，其中，第一输出端子连接到输出整流器第二端子，第二输出端子连接到开关第二端子。

在另一实施例中，电力转换器具有一电路，该电路包含：

(i)第一与第二输入端子，用于连接到提供输入电压的电源；

(ii)电容器，具有连接到第一输入端子的第一端子和连接到第二输入端子的第二端子；

(iii)滞后电压比较器，其具有至少三个端子，其中，第一端子为连接到电容器第一端子的输入端子，第二端子为输入基准电压的输入端子，第三端子为输出端子；

(iv)开关，具有连接到滞后电压比较器的第三端子以便由此从滞后电压比较器接收输出信号的第一端子、连接到电容器第二端子的第二端子、第三端子，由此，来自滞后电压比较器的输出信号用于断开以及闭合开关，使得当电容器上的电压超过滞后电压比较器的高阈值电压时，开关闭合，当电容器上的电压下降到滞后电压比较器的低阈值电压时，开关断开；

(v)变压器，其具有原方绕组和副方绕组，原方绕组具有连接到电容器第一端子的第一端子和连接到开关的第三端子的第二端子，副方绕组具有第一端子和第二端子；

(vi)输出整流器，其具有连接到变压器副方绕组第一端子的第一端子以及第二端子；以及