[发明专利]三电平电压总线装置及方法

说明书

本发明公开了一种装置，所述装置包括：第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间。

本申请要求于2017年7月19日递交的发明名称为“三电平电压总线装置及方法”的第15/653,854号美国专利申请案以及于2018年7月19日递交的、专利号为PCT/CN2018/096196的国际专利申请案的优先权，其全部内容通过引用的方式并入在本文中。

技术领域

本发明涉及电源系统中的电压总线，尤其涉及一种耦合在前端电路和两个下游电源转换器之间的三电平电压总线。

背景技术

电源系统(例如适配器)用于将公用事业公司的交流(alternating current，简称为AC)电压转换为适合电子设备的直流(direct current，简称为DC)电压。在许多应用中，电源系统需要在一个大的输入电压范围内运行。例如，在中国和许多欧洲国家，公用事业公司的交流供电电压在约210V～240V范围内，频率约为50Hz。以上电压为RMS电压。RMS指均方根(Root Mean Square)。在北美，交流供电电压在约100V至120V范围内，频率约为60Hz笔记本电脑等电子设备可能需要通用适配器，这样笔记本电脑才能在不同国家使用。

电源系统(例如适配器)通常包括交流/直流电路(例如整流器)和隔离直流/直流电路(例如隔离直流/直流转换器)。交流/直流电路将来自交流公用设施管线的电源进行转换，并为隔离直流/直流电路建立一个直流总线。交流/直流电路可以包括各种电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)滤波器和由四个二极管组成的桥式整流器。EMI滤波器用于衰减差模噪声和共模噪声。桥式整流器将交流电压转换为全波整流直流电压。这种全波整流直流电压通过耦合到桥式整流器的输出端的多个平滑电容器为隔离直流/直流电路提供稳定的直流输入电压。

隔离直流/直流电路将直流总线上的电压转换为适合电子负载的电压，电子负载包括平板电脑、打印机、移动电话、个人计算机、上述设备的任何组合等。通过不同的电源设备组网，例如反激转换器、正激转换器、半桥转换器、全桥转换器等，可以实现隔离直流/直流电路。

发明内容

为了解决或规避这些问题和其他问题，以及实现技术优点，本发明的优选实施例提供了一种三电平电压总线，可以逐个或并行配置两个下游转换器的输入端。

根据一实施例，一种装置包括：第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间。

根据另一实施例，一种方法包括：检测三电平电压总线装置的第一电压总线和第二电压总线的电压；当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压大于第一电压阈值时，断开所述三电平电压总线装置的第一开关和第二开关；以及当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于第二电压阈值时，闭合所述三电平电压总线装置的第一开关和第二开关，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。

根据又一实施例，一种系统包括：一种与电源连接的三电平电压总线装置，其中，所述三电平电压总线装置包括：第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间；第一电源转换器，输入端与所述第一电容器连接；以及第二电源转换器，输入端与所述第二电容器连接，所述第一电源变换器的输出端与所述第二电源转换器的输出端并联。