[发明专利]具有低功率消耗的交流电压传感器

说明书

技术领域

本发明涉及功率转换器。更具体地，本发明的实施例涉及用交流输入电压运行的功率转换器。

背景技术

用于离线功率转换器的控制器常常必须测量交流输入电压来执行下述功能，诸如欠电压检测、过电压检测以及从暂时丢失输入电压进行快速复位。由于交流电压以电力线路的频率在峰正值和峰负值之间周期性地变化，该交流线路电压通常在数值上被表示为与峰电压成正比的一个量。例如，被称为120伏特的常用交流功率线路电压是正弦波的均方根（rms）值，该正弦波的均方根值是通过将峰电压的量值（169.7伏特）除以2的平方根获得的。当120伏特rms的交流电压和120伏特的直流电压二者都被施加至相同的电阻式负载（诸如白炽灯）时，120伏特rms的交流电压相当于120伏特的直流电压。用于要求在交流输入电压的指定限度内以特定方式运行的功率转换器的控制器，通常必须确定交流输入电压的峰的量值。

测量输入电压的电路通常通过在该输入电压上使用分压器来测量输入电压，该分压器提供足够低到供该电路处理的该输入电压的一个已知部分。为了降低功率消耗，该分压器的部件被选择以从输入取得不多于必要的电流。为了进一步降低功率消耗并减少部件数目，可使用表示该输入电压的一个电流来代替分压器。然而，该电流需要足够大，以保证存在噪声时的可靠测量。从输入电压的源取得的功率与该电压和该电流的乘积成正比。由于交流输入的峰值可以是数百伏特，所以甚至对于可靠测量可接受的最小电流仍可以导致显著的功率损失，尤其是当功率转换器具有轻负载或无负载时。功率转换器需要能够以低功率消耗可靠地感测交流电力线路的控制器。

附图说明

参照下列图描述本发明的非限制性和非穷举性的实施方案，其中在各个视图中，相同的参考数字指代相同的部分，除非另有指定。

图1是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器的示意图，该功率转换器包含感测交流输入电压的控制器。

图2A是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器控制器的功能框图，例示了具有低功率消耗的一个交流电压传感器的元件。

图2B是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器控制器的功能框图，例示了具有低功率消耗的一个替代的交流电压传感器的元件。

图2C是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器控制器的功能框图，例示了具有低功率消耗的另一个替代的交流电压传感器的元件。

图3A是根据本发明的教导的示出了示例性波形的时序图，该波形例示了图2A中示出的具有低功率消耗的示例性交流电压传感器的运行。

图3B是根据本发明的教导的示出了示例性波形的时序图，该波形例示了图2B中示出的具有低功率消耗的替代示例性交流电压传感器的运行。

图4是根据本发明的教导的另一个示例性功率转换器控制器的功能框图，例示了具有低功率消耗的一个替代的交流电压传感器的元件。

图5是根据本发明的教导的示出了示例性波形的时序图，该波形例示了图4中示出的具有低功率消耗的示例性交流电压传感器的运行。

图6是根据本发明的教导的流程图，该流程图例示了用于以低功率消耗感测交流电压以及检测过电压状况和欠电压状况的一个示例性过程。

图7是根据本发明的教导的流程图，该流程图例示了图6的用于以低功率消耗感测交流电压以及检测过电压状况和欠电压状况的示例性过程的一种变型。

图8是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器的示意图，该功率转换器包含控制器，该控制器除了以低功率消耗感测交流输入电压以外，还以低功率消耗感测表示交流输入电压的开关电压。

图9是一个示例性功率转换器控制器的功能框图，例示了寄生电容和放电电流源。

图10是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器的示意图，示出了一个替代电路和以低功率消耗感测交流输入电压的控制器。

图11是根据本发明的教导的示出了示例性波形的时序图，该波形例示了图10的替代电路和以低功率消耗感测交流电压的控制器的运行。

图12是根据本发明的教导的一个示例性功率转换器的示意图，示出了又另一个替代电路和以低功率消耗感测交流输入电压的控制器。

图13是根据本发明的教导的功能框图，示出了以低功率消耗感测交流输入电压的一个替代的示例性功率转换器控制器。