[发明专利]具有精确电量测量功能的电源

说明书

优先权要求和相关专利申请的相互参照

本专利申请要求2008年7月25日提交的第61/083,717号美国临时专利申请的优先权，在此引用该专利申请的全部内容供参考。

技术领域

本发明一般地涉及电路，并且具体地说，本发明涉及具有精确电量测量功能的电源。

背景技术

鉴于电源的成本高并且考虑到环境因素，能效越来越受到监管部门和标准制定部门以及电气与电子设备的最终用户的关注。

希望提高电气与电子设备的能效使得在电气与电子设备中广泛采用能量节省特性，诸如睡眠状态和自动省电。与关机状态相比，在睡眠状态下，设备具有较大的能量消耗、容量和响应性，但是，与其完全供电的加电状态相比，功率消耗小，并且通常容量和响应性都较小。自动省电能进一步使设备在没有用户输入的某个时间周期之后从其完全供电的加电状态自动切换到较低供电的睡眠状态。

与缺少这种节能特性的同类传统设备相比，上面描述的其他节能特性的一个优点是，它们是设备的设计中固有的，并且不需要用户输入就可实现降低能量消耗。然而，可以认为，如果鼓励人工主动参与，则可以增加节能。

发明内容

在至少一个实施例中，通过确定并且报告电气设备消耗的能量，可以鼓励人们参与能量节省。例如，在一个实施例中，电源包括：具有AC输入和DC输出的整流器以及连接到该整流器、用于提高电源功率因数的功率因数校正(PFC)前置调节器。该PFC前置调节器包括对输入功率进行积分以确定能量消耗并输出指示该能量消耗的信号的控制器。

附图说明

当结合附图阅读时，参考下面对一个或者多个说明性实施例所做的详细描述，可以最好地理解本发明及其优选使用方式。

图1是根据一个实施例的AC到DC电源的高级方框图；

图2是根据一个实施例的典型功率因数校正(PFC)前置调节器的更详细方框图；以及

图3是根据一个实施例的典型能量测量处理过程的高级逻辑流程图。

具体实施方式

现在，参考附图，特别是参考图1，它示出根据一个实施例的典型电源100的高级方框图。在所示的实施例中，电源100是离线开关式电源(SMPS)，它将AC电源提供的AC(交流)电变换为稳定DC(直流)电，用于诸如电子设备的DC负载112。

如图所示，电源100的AC输入101接收来自诸如AC电源插座的AC电源的交流电。在优选实施例中，电源100支持85-265V电压范围的交流电的所谓通用运行。因此，例如，交流电的标称系统电压可以是，例如，50Hz的230V(欧洲标准)、60Hz的120V或者240V(美国采用)，或者是电压和频率的某种其他组合。应当明白，在大多数工业化国家，标称系统电压和频率由电源设备控制在标称值的小百分比范围内。严格控制AC频率能够利用该频率建立进行计算的时基(time base)，下面将作进一步描述。

电源100通常包括电磁干扰(EMI)低通滤波器102，用于降低耦合进入交流电线路的电源100切换噪声。EMI滤波器102通常包括：一个或者多个电容器元件，用于防止电源100的切换产生的高频谐波电流出现在交流电线路上；以及一个或者多个电感元件，用于限制涌流。在EMI滤波器102进行滤波之后，利用诸如全桥整流器的整流器104将双极交流输入电压变换为单极直流电压。

功率因数校正(PFC)前置调节器106连接到整流器104的输出。PFC前置调节器106改善电源100吸收的功率的功率因数(即，有效功率和视在功率之比)。本技术领域内的技术人员众所周知，通过控制输入电流，提高功率因数，以致它与输入电压波形同相或者接近同相。

电源100还可以选择性地包括DC-DC转换器108，它将PFC前置调节器106提供的DC电压转换为位于其DC输出109、指定负载112要求的一个或者多个DC输出电压。DC-DC转换器108通常采用变压器对DC电压升压和降压，并且将输入和输出隔离开。DC-DC转换器108的通常布局包括升压模式、降压模式和回扫以及其他模式。

为了对活动部件提供偏置电压以及对PFC前置调节器106的控制电路系统提供备用电源，电源100进一步包括内务电源(housekeeping supply)110。因此，即使当电源100不对下游负载112供电时，电源100仍继续消耗较小的电量。