專利名稱：用于從時(shí)變信號(hào)獲取電力的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從多個(gè)信號(hào)提取電力并且將所提取的電力作為一個(gè)或多個(gè)dc電壓供給載荷裝置的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
從單個(gè)電源獲得電力并且轉(zhuǎn)換成一種或多種使用類別，這是已知的。例如，美國(guó)專利No.4,184,197公開了dc到dc的開關(guān)轉(zhuǎn)換器，它從單個(gè)電源獲取電力并且將電力轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)dc電壓。但是，這些轉(zhuǎn)換器并不具有處理從兩個(gè)或多個(gè)電源并發(fā)地提取的電力的能力或者從由電源提供的信號(hào)提取電力的能力。
在很多應(yīng)用中，期望的是，為不具有易于獲得電源的載荷裝置，或者為了電耗節(jié)約的目的而要求獲得工作電力的可選途徑的載荷裝置提供電力。例如，對(duì)已經(jīng)安裝的裝備作為改進(jìn)而設(shè)計(jì)的裝置，也許不能接入該已安裝的裝備的電源。
存在對(duì)于能夠從可替代的電源獲取電力以向載荷裝置供給工作電力的電源設(shè)備和方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明設(shè)備的第一實(shí)施例中，電力提取器從多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)提取電壓和.或電流(這里稱為電壓/電流)并且提供第一和第二電壓/電流信號(hào)。電力轉(zhuǎn)換電路將第一和第二電壓/電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于載荷裝置的多個(gè)dc電壓。
在本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施例的一個(gè)形式中，第一和第二電壓/電流信號(hào)分別基于潛在時(shí)變信號(hào)正向和負(fù)向部分。優(yōu)選的是，該正向部分以相加的方式結(jié)合以提供第一電壓/電流信號(hào)，并且該負(fù)向部分以相加的方式結(jié)合以提供第二電壓/電流信號(hào)。
在本發(fā)明第一實(shí)施例的上述形式中，該電力提取器優(yōu)選地包含用于每個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)的二極管網(wǎng)絡(luò)。該二極管網(wǎng)絡(luò)被并聯(lián)連接在分別輸送第一和第二電壓/電流信號(hào)的第一和第二線路之間。
在本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施例的另一個(gè)形式中，電力轉(zhuǎn)換電路包含以相加的方式結(jié)合第一和第二電壓/電流信號(hào)并且提供多個(gè)dc電壓的變壓器電路。優(yōu)選的是，該電力轉(zhuǎn)換電路包括將第一和第二電壓/電流信號(hào)切換到變壓器的開關(guān)。
在本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施例的又一個(gè)形式中，當(dāng)多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)不能充分地提供用于產(chǎn)生dc電壓的電力時(shí)，使可選電源以預(yù)定的方式耦合到電力轉(zhuǎn)換電路。
在本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施例的又一個(gè)形式中，第一和第二電壓/電流信號(hào)基于相結(jié)合的潛在時(shí)變信號(hào)而在幅值上變化。
在本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施例的另一個(gè)形式中，反饋電路響應(yīng)于dc電壓中的第一個(gè)以提供誤差信號(hào)。電力轉(zhuǎn)換電路使用該誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)第一dc電壓。該反饋電路優(yōu)選地包括誤差放大器和穩(wěn)壓電源，該誤差放大器具有輸出電容，該穩(wěn)壓電源在電路中與誤差放大器相連接以便基本上消除該輸出電容對(duì)電力轉(zhuǎn)換電路的影響。優(yōu)選的是，由該穩(wěn)壓電源供給的穩(wěn)定電壓得自第一和第二電壓/電流信號(hào)。
該誤差放大器包含晶體管，其集電極在電路中與穩(wěn)壓電源連接，并且其發(fā)射極被連接成向電力轉(zhuǎn)換電路提供誤差信號(hào)。優(yōu)選的是，該晶體管是光耦合到發(fā)光二極管的光電晶體管，其由響應(yīng)第一dc電壓的有源裝置進(jìn)行控制。
在本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施例的任一上述形式中，該設(shè)備可選地包括第一和第二裝置，這些裝置的每一個(gè)均提供一個(gè)或多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)。
在本發(fā)明設(shè)備的第二實(shí)施例中，多個(gè)輸入級(jí)和多個(gè)輸出級(jí)在電路中與變壓器連接。開關(guān)電路切換輸入級(jí)以在變壓器中結(jié)合第一電壓/電流信號(hào)和第二電壓/電流信號(hào)，從而在輸出級(jí)中為載荷裝置提供多個(gè)dc電壓。優(yōu)選的是，輸入級(jí)從多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)提取電力以便提供第一和第二電壓/電流信號(hào)。
優(yōu)選的是，當(dāng)每個(gè)潛在時(shí)變電壓均具有非零幅值時(shí)或當(dāng)一個(gè)或多個(gè)(但并非所有的)潛在時(shí)變電壓具有零幅值時(shí)，均提供dc電壓。
在本發(fā)明設(shè)備第二實(shí)施例的一個(gè)形式中，可選的輸入級(jí)將可選的輸入電壓源在電路中連接到變壓器。該可選的輸入級(jí)、變壓器以及輸出級(jí)一起工作以提供dc電壓。
本發(fā)明的方法從多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)提取第一和第二信號(hào)部分。該第一和第二信號(hào)部分相結(jié)合以提供第一和第二電壓/電流信號(hào)。該第一和第二電壓/電流信號(hào)通過(guò)變壓器相結(jié)合以提供dc電壓。
優(yōu)選的是，該第一和第二信號(hào)部分是正向和負(fù)向部分，以使這些正向部分以部分相加的方式結(jié)合以提供第一電壓/電流信號(hào)，并且這些負(fù)向部分以部分相加的方式結(jié)合以提供第二電壓/電流信號(hào)。
在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，該第一和第二電壓/電流信號(hào)基于相結(jié)合的潛在時(shí)變信號(hào)而在幅值上變化。優(yōu)選的是，當(dāng)每個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)具有非零幅值時(shí)或當(dāng)至少一個(gè)但并非所有的潛在時(shí)變信號(hào)具有零幅值時(shí)，均提供dc電壓。


結(jié)合附圖參考下面的說(shuō)明可以理解本發(fā)明其它的和進(jìn)一步的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征，其中相同的參考標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)元件，并且圖1是本發(fā)明的電力供應(yīng)設(shè)備的框圖，該設(shè)備連接到其中可以使用該設(shè)備的系統(tǒng)中；圖2是圖1電力供應(yīng)設(shè)備的電力提取器的電路圖；圖3是圖1電力供應(yīng)設(shè)備的電力轉(zhuǎn)換器的框圖；圖4是圖3電力轉(zhuǎn)換器的輸入能量?jī)?chǔ)存器的電路圖；圖5是圖3電力轉(zhuǎn)換器的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的電路圖；圖6A是圖3電力轉(zhuǎn)換器的隔離轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例的電路圖；圖6B是圖3電力轉(zhuǎn)換器的隔離轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
圖7是圖3電力轉(zhuǎn)換器的反饋網(wǎng)絡(luò)的局部框圖和局部電路圖；圖8A是圖3電力轉(zhuǎn)換器的輸出能量?jī)?chǔ)存器的電路圖；以及圖8B是圖3電力轉(zhuǎn)換器的過(guò)電壓保護(hù)器的電路圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，通信系統(tǒng)20包括相互連接以便通過(guò)調(diào)制解調(diào)器26和網(wǎng)絡(luò)28交換信息的計(jì)算機(jī)22和終端裝備24。載荷裝置30連接在調(diào)制解調(diào)器26和終端裝備24之間。載荷裝置30依靠終端裝備24的輸出信號(hào)以及依靠調(diào)制解調(diào)器26的輸出信號(hào)進(jìn)行操作。
載荷裝置30例如可以是安全裝置，其在終端裝備24上加以改進(jìn)以便將安全措施編碼到從終端裝備24輸出的通信信號(hào)中，并且從調(diào)制解調(diào)器26輸入的通信信號(hào)中解碼安全措施。載荷裝置30利用本發(fā)明的電力設(shè)備32提供的dc電壓供電。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，在圖1中用30B標(biāo)示的類似的安全測(cè)量裝置或其等價(jià)軟件與計(jì)算機(jī)22相關(guān)聯(lián)。作為單獨(dú)的裝置，安全測(cè)量裝置30B可以利用可從計(jì)算機(jī)22獲取的或者來(lái)自電力設(shè)備例如本發(fā)明的電力設(shè)備32的電力供電。
電力設(shè)備32包括電力提取器34、電力轉(zhuǎn)換器36和可選的外部電源38。電力提取器34與多條信號(hào)線即調(diào)制解調(diào)器26的輸出信號(hào)線40、42、44和46以及終端裝備24的輸出信號(hào)線48和50相互連接。調(diào)制解調(diào)器26的輸出信號(hào)線40、42、44和46輸送分別標(biāo)示為DSR、RI、CTS和DCD的潛在時(shí)變信號(hào)。終端裝備24的輸出信號(hào)線48和50輸送分別標(biāo)示為DTR和RTS的潛在時(shí)變信號(hào)。
電力提取器34從潛在時(shí)變信號(hào)DSR、RI、CTS、DCD、DTR和RTS提取電力(電壓和/或電流)。即電力提取器34象寄生蟲一樣從這些信號(hào)中獲取電力。電力提取器34提供所提取的分別作為Vp線52和Vn線54上的第一和第二電壓/電流信號(hào)的電力。
電力轉(zhuǎn)換器36將線路52和54上的第一和第二電壓/電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成經(jīng)由多條供給線路56、58和60供給載荷裝置30的多個(gè)dc電壓。重要的是，電力設(shè)備32、調(diào)制解調(diào)器26、載荷裝置30和終端裝備24共用共同的基準(zhǔn)電位，例如在圖1中示為電路接地61。
萬(wàn)一從潛在時(shí)變信號(hào)DSR、RI、CTS、DCD、DTR和RTS提取的電力不足以為載荷裝置30供電時(shí)，或者如果電力提取過(guò)程顯著影響通信系統(tǒng)20的性能時(shí)，外部電源38將提供電力。為此，外部電源38經(jīng)由一對(duì)線路37和39為電力提取器34提供ac或dc電力。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，該通信系統(tǒng)20是其中電力設(shè)備32可用于為載荷裝置30供電的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，并且該電力設(shè)備32可用于為其它系統(tǒng)中的載荷裝置供電。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員還顯然的是，盡管電力提取器34從終端裝備24的兩個(gè)信號(hào)以及從來(lái)自調(diào)制解調(diào)器26的四個(gè)信號(hào)提取電力，根據(jù)可用信號(hào)的數(shù)目以及載荷裝置30的電力要求可以使用或多或少的信號(hào)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員還顯然的是，盡管示出用于三個(gè)dc電壓的三條供給線路，根據(jù)具體載荷裝置30的電力要求，可以使用或多或少的供給線路以及dc電壓。
對(duì)于通信系統(tǒng)20，每個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)DSR、RI、CTS、DCD、DTR和RTS均被表示成具有等于或大于最小值(例如3.5伏)的幅值的正的或負(fù)的電壓。電壓符號(hào)(正的或負(fù)的)表示邏輯的TRUE或FALSE狀態(tài)?？蓮臐撛跁r(shí)變信號(hào)提取的電流量是有限的，當(dāng)提取更多的電流時(shí)，電壓將下降。這種相互作用一般會(huì)擴(kuò)展到來(lái)自給定裝備源(例如終端裝備24)的具有相同電壓符號(hào)的所有的潛在時(shí)變信號(hào)。潛在時(shí)變信號(hào)的電壓符號(hào)與涉及終端裝備24和調(diào)制解調(diào)器26的正常初始化和信息交換量一起隨時(shí)間變化。
本發(fā)明的電力設(shè)備32對(duì)潛在時(shí)變信號(hào)DSR、RI、CTS、DCD、DTR和RTS做出反應(yīng)，包括停止來(lái)自給定源(例如終端裝備24)的具有給定電壓符號(hào)的所有電流。當(dāng)可行時(shí)，電力設(shè)備32提取載荷裝置30所需的電力并且檢測(cè)何時(shí)這種提取不可行。
同樣，電力提取器34從終端裝備24和調(diào)制解調(diào)器26中的任一個(gè)或者同時(shí)從二者提取電力。例如，當(dāng)沒(méi)有輸入的或輸出的信息時(shí)，終端裝備24和調(diào)制解調(diào)器26均不會(huì)產(chǎn)生任何潛在時(shí)變信號(hào)。但是，只要終端裝備24或調(diào)制解調(diào)器26的任意一個(gè)為其接口功能供電，則仍將以時(shí)變方式提供電力并且dc電壓仍將被供給到載荷裝置30。一般地，信號(hào)DSR和DTR僅在系統(tǒng)初始化期間改變極性，并且隨后可在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)操作期間變化幅值或者保持不變。如果調(diào)制解調(diào)器26接收并且傳送輸入的信息，則信號(hào)RI和DCD是可能在極性方面時(shí)變的，而信號(hào)DSR、DTR、RTS和CTS在極性上是非時(shí)變的。任何或所有的信號(hào)在幅值上可以是時(shí)變的。電力提取器34將從極性可能潛在時(shí)變的信號(hào)RI和DCD以及極性通常是非時(shí)變的信號(hào)DSR、DTR、RTS和CTS提取電力，以便為載荷裝置30提供dc電壓。在另一方面，當(dāng)僅有輸出信號(hào)有效時(shí)，RI、DCD、RTS和CTS的非時(shí)變和潛在時(shí)變的角色將顛倒。
參考圖2，電力提取器34從潛在時(shí)變信號(hào)DSR、RI、CTS、DCD、DTR和RTS提取電力并且分別作為在Vp線52和Vn線54上的第一和第二電壓/電流信號(hào)提供所提取的電力。電力提取器34包括多個(gè)分別接收潛在時(shí)變信號(hào)DTR、RTS、DSR、RI、CTS和DCD并且在Vp線52和Vn線54之間并聯(lián)連接的二極管網(wǎng)絡(luò)62-1、62-2、62-3、62-4、62-5和62-6。
電力提取器34還包括另外的被連接以經(jīng)由線路37和39從外部電源38接收電力的二極管網(wǎng)絡(luò)62-7和62-8，該外部電源具有適當(dāng)?shù)碾妷悍秶浠蛘吖灿霉驳慕拥仉娢?1或者具有浮動(dòng)接地。
經(jīng)由電力轉(zhuǎn)換器36的隔離的初級(jí)繞組提供交流電源連同必須的控制信號(hào)的可選方法，對(duì)于電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯然的。本發(fā)明的方法是優(yōu)選的，因其具有更低的復(fù)雜度并且可以自動(dòng)開關(guān)，該外部電源的電壓范圍和接地電位允許其得以使用。
電力提取器34還具有連接至電路接地的另外的二極管網(wǎng)絡(luò)62-9，當(dāng)所有其它的電源均對(duì)該電壓沒(méi)有貢獻(xiàn)時(shí)，其為Vp線52和Vn線54確立極限電壓。
由于每個(gè)二極管網(wǎng)絡(luò)都是基本相似的，所以僅詳細(xì)描述二極管網(wǎng)絡(luò)62-1和62-9。二極管網(wǎng)絡(luò)62-1包括在Vp線52和Vn線54之間串聯(lián)連接的上部二極管64-1和下部二極管66-1。在上部二極管64-1和下部二極管66-1的連接點(diǎn)處接收潛在時(shí)變信號(hào)DTR。二極管網(wǎng)絡(luò)62-9包括在Vp線52和Vn線54之間串聯(lián)連接的上部二極管64-9和下部二極管66-9。在上部二極管64-9和下部二極管66-9的連接點(diǎn)處連接公共接地。
考慮二極管網(wǎng)絡(luò)62-1到62-6以及62-9的操作，二極管從信號(hào)DTR、RTS、DSR、RI、CTS和DCD以及電路接地提取瞬時(shí)最高和最低電壓，并且將位于那些相同的最高和最低電壓下的這種信號(hào)的電流相加。因?yàn)檫@些信號(hào)源的性質(zhì)使得隨著加載在這些信號(hào)源上的電流的增加，它們的電壓幅值降低，相結(jié)合的最高/最低電壓/電流相加功能使得隨著提取電流的增加，做出貢獻(xiàn)的電壓源的數(shù)目增加，直至在極限情形中，相同極性的所有輸入均對(duì)Vp線52和Vn線54中的適當(dāng)?shù)囊粭l貢獻(xiàn)電流。
例如，當(dāng)均來(lái)自終端裝備24的信號(hào)DTR是+5.4V并且信號(hào)RTS是-5.2V，并且全部來(lái)自調(diào)制解調(diào)器26的信號(hào)DSR和DCD是+5.7V而且信號(hào)RI和CTS是-5.4V時(shí)，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)62-1到62-6的二極管各具有0.6V的正向二極管電壓降時(shí)，則分別通過(guò)二極管64-3和64-4供給Vp線52以及通過(guò)二極管66-5和66-6供給Vn線54的、由信號(hào)DSR、DCD、RI和CTS引起的Vp線52和Vn線54上的空載電壓分別為+5.1V和-4.8V。隨著V+和V-線路上的負(fù)荷的增加，由調(diào)制解調(diào)器26引起的電壓一般會(huì)降低。當(dāng)DSR和DCD上所引起的正電壓達(dá)到DTR的電壓時(shí)，則信號(hào)DTR開始為Vp線52貢獻(xiàn)電流。類似的，當(dāng)RI和CTS上所引起的負(fù)電壓與RTS的電壓匹配時(shí)，則信號(hào)CTS開始為Vn線54貢獻(xiàn)電流。
可能發(fā)生所有的非零信號(hào)都具有相同的極性。為了描述的目的例如，信號(hào)RI可以不用在給定的系統(tǒng)類型中，在這種情形下，可以使其保持未連接和浮動(dòng)。如果這種系統(tǒng)能夠同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，則當(dāng)二者同時(shí)發(fā)生時(shí)，一般所有的其它信號(hào)，即DTR、CTS、DSR、RTS和DCD均具有同樣強(qiáng)的極性。在此情形下，Vp線52由這些信號(hào)所提供的電壓中的較高的一個(gè)所驅(qū)動(dòng)，所有的二極管64-1、64-2、64-3、64-5和64-6均導(dǎo)通并且所有的二極管66-1、66-2、66-3、66-5和66-6均阻塞?，F(xiàn)在二極管66-9將Vn線54上的電壓確定為+0.4V，在接地之上一個(gè)正向二極管電壓降。對(duì)于該狀態(tài)，Vp和Vn都是正的，并且Vp線更偏正。
如果外部電源38連接到線路37和39，則二極管網(wǎng)絡(luò)62-7和62-8被激活，并且當(dāng)連接的電源在二極管64-1、64-2、66-1和66-2的正向二極管電壓降之后提供的電壓高于在其它情形中提供在Vp線52和Vn線54上的電壓時(shí)，向Vp線52和Vn線54貢獻(xiàn)電流?，F(xiàn)在可以清楚為什么外部電源38必須以公共的接地為基準(zhǔn)或者具有浮動(dòng)接地基準(zhǔn)的原因。同樣地，由外部電源38提供的最大幅值電壓將在適當(dāng)?shù)恼蚨O管電壓降之后提供到Vp線52和Vn線54上。
在Vp線52和Vn線54上的最大幅值電壓決定電力提取器34中的所有二極管的反向擊穿電壓額定值所需的最小值。二極管64-9和66-9的反向擊穿電壓應(yīng)該分別高于Vp線52和Vn線54的最大電壓。電力提取器34中的所有其它二極管的反向擊穿電壓應(yīng)該高于它們所直接連接的Vp線52或Vn線54中的任一個(gè)的最大幅值電壓與能夠在二極管的相對(duì)端所直接連接的輸入信號(hào)端子處提供的所述Vp線52或Vn線54的相反極性電壓的最大幅值之和。
為了描述的目的例如，如果在信號(hào)DTR、RTS、DSR、RI、CTS和DCD提供的任何連續(xù)電壓的最大幅值為15V，并且外部電源38可具有幅值范圍在6V到24V的dc電壓或者24V±15％的ac rms(均方根)電壓，它們都是易于獲得的外部電源，則網(wǎng)絡(luò)62-9的二極管需要25V或更高的反向擊穿電壓，網(wǎng)絡(luò)62-1到62-6的二極管需要40V或更高的反向擊穿電壓，并且網(wǎng)絡(luò)62-7和62-8的二極管需要60V或更高的反向擊穿電壓。則對(duì)于這三級(jí)二極管網(wǎng)絡(luò)而言，這些二極管的對(duì)應(yīng)正向電壓降可以分別是0.4V、0.6V和1.0V。
參考圖3，電力轉(zhuǎn)換器36包括輸入能量?jī)?chǔ)存器70、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80、隔離轉(zhuǎn)換器100、輸出能量?jī)?chǔ)存器150、過(guò)電壓保護(hù)器140和反饋網(wǎng)絡(luò)160。輸入能量?jī)?chǔ)存器70、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80和隔離轉(zhuǎn)換器100連接到Vp線52和Vn線54。
輸入能量?jī)?chǔ)存器70用于多個(gè)目的。它對(duì)由于信號(hào)DTR、RTS、DSR、RI、CTS和DCD極性的突然改變而引起的Vp線52和Vn線54上的電壓中的快速瞬變過(guò)程進(jìn)行平滑處理。它提供電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的傳統(tǒng)的ac輸入平滑處理。同樣，它以電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方式收回由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80和隔離轉(zhuǎn)換器100反射回輸入的任何能量。
參考圖4，輸入能量?jī)?chǔ)存器70包括分別在電路接地和Vp線52及Vn線54之間連接的電容器72和74。電容器72和74分別為Vp線52和Vn線54用作如由電力提取器34發(fā)送的能量?jī)?chǔ)存裝置，并且還用于收回可能從開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80和隔離轉(zhuǎn)換器100返回的任何開關(guān)能量。
再次參考圖3，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80將線路82上的開關(guān)信號(hào)提供給隔離轉(zhuǎn)換器100。隔離轉(zhuǎn)換器100響應(yīng)于線路82上的開關(guān)信號(hào)以將Vp線52和Vn線54上的時(shí)變信號(hào)轉(zhuǎn)換成線路102、104和106上的多個(gè)dc輸出電壓。輸出能量?jī)?chǔ)存網(wǎng)絡(luò)150提供電荷(能量)儲(chǔ)存，而過(guò)電壓保護(hù)器140為線路102、104和106的每一條上的dc電壓提供過(guò)電壓保護(hù)。
反饋網(wǎng)絡(luò)160是可操作的以控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80和隔離轉(zhuǎn)換器100來(lái)調(diào)節(jié)在線路102、104和106中的至少一個(gè)上的dc輸出電壓。為了描述的目的例如，線路104上的dc電壓將被示出為并且被描述為是受到調(diào)節(jié)的。反饋網(wǎng)絡(luò)80響應(yīng)線路104上的dc電壓關(guān)于基準(zhǔn)電壓的變化以便在線路162上產(chǎn)生誤差信號(hào)ES。誤差信號(hào)ES控制在線路82上的開關(guān)信號(hào)的定時(shí)，以及從Vp線52和Vn線54耦合到隔離轉(zhuǎn)換器100的能量。當(dāng)線路104上的dc輸出電壓從理想值發(fā)生改變時(shí)，誤差信號(hào)ES也將以控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80的方式變化以便將線路104上的dc電壓校正為理想值。
參考圖5，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80包括脈寬調(diào)制(PWM)控制器84，該控制器的Vin和GND端子分別連接到Vp線52和Vn線54。PWM控制器84的控制反饋端子FB連接到反饋線路162，并且其電力開關(guān)端子SW+和SW-分別連接到線路82和Vn線54，后者通過(guò)一個(gè)非常小的電阻器98進(jìn)行連接以便提供過(guò)電流保護(hù)。
PWM控制器84使得線路52和54上的緩慢時(shí)變信號(hào)交替的行進(jìn)通過(guò)兩條不同的路徑，而這又使得電流首先沿著一個(gè)方向并且然后沿著交替的方向流經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換器100的變壓器的初級(jí)繞組。通過(guò)傳導(dǎo)路徑的這種快速改變，PWM控制器84將線路52和54上的準(zhǔn)dc信號(hào)轉(zhuǎn)換成流經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換器100的ac(交流)信號(hào)。這個(gè)ac信號(hào)能夠通過(guò)變壓器耦合，由此提供作為隔離轉(zhuǎn)換器特征的在輸入和輸出電壓之間的隔離。從dc到ac的這種局部轉(zhuǎn)換的所有基本原理對(duì)于電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是公知的。
PWM控制器84用來(lái)在兩條路徑之間進(jìn)行交替的實(shí)際單元如下。PWM控制器84在其CLK端子處產(chǎn)生或者接收快速變更的時(shí)鐘信號(hào)。該時(shí)鐘信號(hào)一般具有50kHz和5MHz之間的頻率，但是可以高于或低于該頻率。PWM控制器84的操作與該周期時(shí)鐘信號(hào)的相位相關(guān)。
PWM控制器84還在其端子FB處接收反饋電壓ES。PWM控制器84將反饋信號(hào)ES和在內(nèi)部或外部產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓相比較，后者一般在0.85V到2.8V的范圍內(nèi)。當(dāng)端子FB處的電壓低于該基準(zhǔn)電壓時(shí)，則PWM控制器84在輸入時(shí)鐘的每個(gè)循環(huán)的部分時(shí)期內(nèi)使能端子SW+和SW-之間的低電阻傳導(dǎo)路徑。該時(shí)鐘循環(huán)的這種傳導(dǎo)相的持續(xù)時(shí)間是端子FB處的反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的電壓差的函數(shù)，所以隨著這兩個(gè)電壓在數(shù)值上相互接近時(shí)，該傳導(dǎo)相縮小為零持續(xù)時(shí)間。
由于實(shí)際電路具有很短但是非零的開關(guān)時(shí)間，一些PWM控制器例如上述的控制器改變用于進(jìn)行決策和相持續(xù)時(shí)間計(jì)算的實(shí)際時(shí)鐘的頻率。例如，當(dāng)傳導(dǎo)相的持續(xù)時(shí)間降低至輸入時(shí)鐘周期的10％以下或者升高至90％以上時(shí)，一些PWM控制器按照因子5降低有效時(shí)鐘頻率。這種有效頻率的降低使得控制器能夠更加接近地逼近理想的PWM控制器的工作循環(huán)極限的0％和100％。
在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，PWM控制器84的端子SW+連接到隔離轉(zhuǎn)換器82的信號(hào)PS，而PWM控制器端子SW-直接地或者通過(guò)電阻器98連接到Vn線54。在優(yōu)選實(shí)施例中，電阻器98具有小電阻以便限制通過(guò)PWM控制器84的最大電流。
PWM控制器84可以是任何目前或者將來(lái)公知的適當(dāng)?shù)腜WM控制器。優(yōu)選的是，PWM控制器84是可以從美國(guó)California的NationalSemiconductor Corporation of Santa Clara獲取的LM2578A型開關(guān)調(diào)節(jié)器。正是這種特殊類型的控制器通過(guò)示例具體用作圖5和隨后段落中的PWM控制器84。
電容器92連接在PWM控制器84的GND端子和CLK端子之間。電容器92的值被選定用于確定所述控制器的期望的操作頻率例如100kHz。在FB和CLK端子之間連接補(bǔ)償電容器90以便有助于進(jìn)行同步操作。
開關(guān)端子SW+經(jīng)由線路82連接到轉(zhuǎn)換器100，而開關(guān)端子SW-通過(guò)電阻器98連接到Vn線54。這種PMW控制器型號(hào)具有單獨(dú)的限流輸入端子CL。在所示出的操作模式中，當(dāng)CL端子處的電壓和GND端子處的電壓之間的差超出預(yù)定值時(shí)，端子SW+和SW-之間的傳導(dǎo)被抑制。電阻器97和98確定了這個(gè)電流值。電容器96確定了用于抑制由于PWM控制器84的開關(guān)動(dòng)作與隔離轉(zhuǎn)換器100的電感和電容之間的相互作用而引起的瞬變過(guò)程的時(shí)間常數(shù)。
參考圖6A，其中將本發(fā)明的隔離轉(zhuǎn)換器100的第一實(shí)施例示出為轉(zhuǎn)換器100A。轉(zhuǎn)換器100A包括具有初級(jí)繞組112和分組的次級(jí)繞組116的變壓器110，該次級(jí)繞組116具有三個(gè)串聯(lián)連接的繞組部分116A、116B和116C。次級(jí)繞組部分116B和116C的連接點(diǎn)被連接到電路接地處。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，該分組的次級(jí)繞組116可選的還可以是三個(gè)串聯(lián)連接的次級(jí)繞組。
串聯(lián)連接的電感器122和電容器124將Vp線52連接到初級(jí)繞組112的打點(diǎn)端。初級(jí)繞組112的未打點(diǎn)端連接到Vn線54。電感器122和電容器124的連接點(diǎn)被連接到線路82。雙極瞬變電壓抑制裝置126連接在Vp線52和Vn線54之間以便抑制由于變壓器110的漏電感而產(chǎn)生的高電壓瞬變峰值。雙極瞬變電壓抑制裝置126例如可以是可從美國(guó)Illinois Des Plaines的Littelfuse獲得的部件編號(hào)為P6KE36CA的600W的軸向瞬變電壓抑制器。
次級(jí)繞組部分116A、116B和116C分別連接到輸出級(jí)128-1、輸出級(jí)128-2和輸出級(jí)128-3。輸出級(jí)128-1、128-2和128-3分別連接到輸出線102、104和106。輸出級(jí)128-1、128-2和128-3是基本相同的并且具有相同類型的元件，它們具有相同的參考標(biāo)記，其中后綴1用于輸出級(jí)128-1、后綴2用于輸出級(jí)128-2并且后綴3用于輸出級(jí)128-3。下面僅對(duì)輸出級(jí)128-1進(jìn)行詳細(xì)描述，并且指出輸出級(jí)128-2或128-3的任何不同之處。
輸出級(jí)128-1包括電容器130-1、電感器132-1和二極管134-1。電容器130-1和電感器132-1與次級(jí)繞組部分116A的未打點(diǎn)端和輸出線102串聯(lián)連接。二極管134-1連接在電路接地以及電容器130-1和電感器132-1的連接點(diǎn)之間。
輸出級(jí)128-3的不同之處在于電容器130-3連接到次級(jí)繞組部分116C的打點(diǎn)端并且二極管134-3具有與二極管134-1相反的極性。這些改變是必須的以便在輸出線106上提供負(fù)的dc電壓。
在優(yōu)選實(shí)施例中，電感器132-1、132-2和132-3與電感器122共用公共的磁透材料磁芯136，如由美國(guó)專利No.4,184,197所教導(dǎo)的，通過(guò)引用將該專利結(jié)合在這里，特別是它的圖13。電感器的其它耦合方式也是可能的，包括如由上述專利所公開的在公共的磁芯上耦合隔離轉(zhuǎn)換器100A的所有的電感器。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)100A的操作與上述專利中的所述操作相同，特別是它的圖12和13。
轉(zhuǎn)換器100A具有無(wú)需使用變壓器而在單一設(shè)計(jì)中既可向上轉(zhuǎn)換又可向下轉(zhuǎn)換電壓的能力。由于這種能力，與其它類型的電源設(shè)計(jì)相比，它傾向于在其構(gòu)件上引起較低的電壓應(yīng)力。
參考圖6B，將隔離轉(zhuǎn)換器100的第二實(shí)施例示出為轉(zhuǎn)換器100B。轉(zhuǎn)換器100B包括一些與轉(zhuǎn)換器100A中的元件相同并且具有相同參考標(biāo)記的元件。
Vp線52連接到初級(jí)繞組112的打點(diǎn)端。初級(jí)繞組112的未打點(diǎn)端連接到開關(guān)信號(hào)線82。串聯(lián)連接的電容器117和電阻器118通過(guò)初級(jí)繞組112相連接以便有助于共振操作并且回收大部分的由變壓器110的開關(guān)瞬變和漏電感所引起的過(guò)剩能量。雙極瞬變電壓抑制裝置126連接在Vp線52和Vn線54之間以便抑制由于變壓器110的漏電感而產(chǎn)生的高電壓瞬變峰值。
輸出級(jí)128-1、128-2和128-3具有將次級(jí)繞組部分116A、116B和116C分別連接到輸出線102、104和106的二極管138-1、138-2和138-3。二極管138-1和138-2連接到次級(jí)繞組部分116A和116B的未打點(diǎn)端，并且具有能夠用來(lái)在線路102和104上提供正的dc電壓的極性。二極管138-3連接到次級(jí)繞組部分116C的打點(diǎn)端并且定向?yàn)樵诰€路106上提供負(fù)的dc電壓。
轉(zhuǎn)換器100B是其類型一般公知為返馳拓?fù)涞拈_關(guān)穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，如此稱呼它，是因?yàn)槟芰客ㄟ^(guò)變壓器的實(shí)際傳輸主要是在PWM控制器的傳導(dǎo)循環(huán)的非傳導(dǎo)“返馳”相期間發(fā)生的。關(guān)于本發(fā)明，與轉(zhuǎn)換器100A的拓?fù)湎啾?，該返馳拓?fù)湓谄湓弦鸶叩碾妷簯?yīng)力并且在其能夠操作之前要求Vp和Vn線之間具有更大的輸入電壓差。但是，它的優(yōu)點(diǎn)在于，需要較少的器件，并且具體的是，對(duì)于描述的單輸入三輸出應(yīng)用而言，少于轉(zhuǎn)換器100A拓?fù)涞碾姼欣@組的數(shù)目的一半。
因?yàn)閷?duì)電感器的端部打點(diǎn)僅僅是一種慣例，用于將繞組相對(duì)于公共的磁通軌跡對(duì)準(zhǔn)，顯然在轉(zhuǎn)換器100A或轉(zhuǎn)換器100B的任一個(gè)中這些點(diǎn)都可以移動(dòng)到每個(gè)電感器的另一端，只要轉(zhuǎn)換器的電感器上的所有圓點(diǎn)均這樣同時(shí)地改變。
參考圖7，反饋網(wǎng)絡(luò)160包括光隔離誤差放大器164，該放大器包括(1)具有光耦合到光電晶體管166的發(fā)光二極管(LED)168的光隔離器，以及(2)可精確編程的旁路基準(zhǔn)170。光電晶體管166的集電極連接到穩(wěn)壓電源172，而其發(fā)射極則連接到反饋線路162并經(jīng)由限流電阻器88連接到Vn線52。為此，光隔離誤差放大器164可以是集成的部件例如可從美國(guó)的Maine South Portland的FairchildSemiconductor Corp.獲得的Fairchild FOD2741C。它也可以按電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方式，由與控制LED168的電流的單元分離的例如旁路基準(zhǔn)的光隔離器構(gòu)成。
穩(wěn)壓電源172優(yōu)選經(jīng)由Vp線52和Vn線54供電，或者直接地或通過(guò)降壓電阻器網(wǎng)絡(luò)供電。其目的在于相對(duì)于基準(zhǔn)Vn線54為光電晶體管166提供穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)，以便從線路162和PWM控制器84消除光電晶體管166固有大電容的效應(yīng)。為此，電壓源172可以是低電壓低電流穩(wěn)壓器，例如從前面所提到的National Semiconductor Corp.獲得的National LP2951。
LED168的陽(yáng)極經(jīng)由限流串聯(lián)電阻器174連接到例如輸出線102的適當(dāng)?shù)碾妷涸?，該電阻器?guī)格確定為能夠減小和限制功率損耗。使用可選的旁路電容器176用于抑制高頻電壓瞬變?？删幊膛月坊鶞?zhǔn)170的控制電極經(jīng)由電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)連接到輸出線104，該電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)由串聯(lián)電阻器178和旁路電阻器179構(gòu)成?？蛇x的旁路電容器180用于抑制高頻電壓瞬變。電阻器182和電容器184在可編程旁旁路基準(zhǔn)170的控制節(jié)點(diǎn)和補(bǔ)償反饋節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)連接，以便對(duì)旁路基準(zhǔn)提供低通濾波的誤差補(bǔ)償反饋。
在操作中，反饋網(wǎng)絡(luò)160使用由電阻器178和179構(gòu)成的精密電阻分壓器，以便在節(jié)點(diǎn)177處產(chǎn)生作為輸出線104上的電壓的預(yù)定部分的電壓?？删幊膛月坊鶞?zhǔn)170產(chǎn)生內(nèi)部電壓，該電壓小于固定的預(yù)定電壓，例如對(duì)于Fairchild FOD2741C是2.5V，或者稍微小于在節(jié)點(diǎn)171處的電壓的電壓，在節(jié)點(diǎn)171處的電壓是LED168的陰極輸出，該電壓即使在零電流時(shí)至多是LED168的電壓源的電壓，在此情形中為輸出102。
LED168直至其陰極電壓高于可編程旁路基準(zhǔn)170的預(yù)定基準(zhǔn)電壓時(shí)才開始發(fā)光。因此，在該實(shí)例中，LED168直至其陰極電壓達(dá)到2.5V才開始發(fā)光。對(duì)旁路基準(zhǔn)的反饋通過(guò)旁路基準(zhǔn)170控制來(lái)自LED168的電流。當(dāng)該反饋電壓低于可編程旁路基準(zhǔn)170在內(nèi)部產(chǎn)生的電壓時(shí)，旁路基準(zhǔn)170導(dǎo)通電流并且LED168照亮。當(dāng)該電壓高于內(nèi)部產(chǎn)生的電壓時(shí)，LED168保持黑暗狀態(tài)。以此方式，旁路基準(zhǔn)170和LED168一起將節(jié)點(diǎn)177處的電壓與其內(nèi)部電壓通過(guò)可編程旁路基準(zhǔn)170進(jìn)行比較的結(jié)果轉(zhuǎn)換成通過(guò)LED168內(nèi)的間隙到達(dá)浮柵光電晶體管166的光子。光電晶體管166根據(jù)其每單位時(shí)間所接收的光子的數(shù)目傳導(dǎo)或高或低的電流。而這又使得通過(guò)電阻器88的電壓降發(fā)生改變，從而對(duì)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)80(示于圖3)調(diào)制提供在線路162上的反饋電壓ES。
在實(shí)際操作中，旁路基準(zhǔn)170和LED168工作用于將流經(jīng)光電晶體管166的電流的非線性但是連續(xù)的函數(shù)提供成為旁路基準(zhǔn)的內(nèi)部產(chǎn)生的電壓和節(jié)點(diǎn)177處的電壓之間的差值的函數(shù)。當(dāng)兩個(gè)電壓接近時(shí)，該函數(shù)的連續(xù)性質(zhì)提供反饋網(wǎng)絡(luò)160的精確控制。
參考圖8A，輸出能量?jī)?chǔ)存網(wǎng)絡(luò)150對(duì)于每條輸出線102、104和106均包括各自的電容器142-1、142-2和142-3，它們連接在各自的輸出線和電路接地之間。例如，電容器142-1在輸出線102和電路接地之間并聯(lián)連接，以便同時(shí)為輸出線102上的負(fù)荷中的快速瞬變以及在隔離轉(zhuǎn)換器100的每個(gè)操作循環(huán)的各個(gè)相期間的平穩(wěn)電力傳輸提供能量?jī)?chǔ)存。
參考圖8B，過(guò)電壓網(wǎng)絡(luò)140對(duì)于每條輸出線102、104和106均包括各自的保護(hù)性Zener二極管146-1、146-2和146-3，它們連接在各自的輸出線和電路接地之間。例如，二極管146-1并聯(lián)連接在輸出線102和電路接地之間。Zener二極管146-1通過(guò)其十分熟悉的雪崩擊穿機(jī)制提供過(guò)電壓保護(hù)，在接近由該二極管的構(gòu)造所決定的電壓時(shí)將發(fā)生這種雪崩擊穿。
由此，具體參考其優(yōu)選形式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，顯然在不背離如由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍的前提下，其中可以做出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于為載荷裝置供應(yīng)電力的設(shè)備，包含從多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)提取電壓/電流并且提供第一和第二電壓/電流信號(hào)的電力提取器；以及用于將所述第一和第二電壓/電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成提供給所述載荷裝置的多個(gè)dc電壓的電力轉(zhuǎn)換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述電力提取器分別基于所述潛在時(shí)變信號(hào)的正向和負(fù)向部分提供所述第一和第二電壓/電流信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述正向部分以相加的方式結(jié)合以提供所述第一電壓/電流信號(hào)，并且所述負(fù)向部分以相加的方式結(jié)合以提供所述第二電壓/電流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述第一和第二電壓/電流信號(hào)的每一個(gè)的幅值均受到限制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述電力提取器包含用于所述潛在時(shí)變信號(hào)中的每一個(gè)的二極管網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述二極管網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)連接在分別輸送所述第一和第二電壓/電流信號(hào)的第一和第二線路之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一和第二電壓/電流信號(hào)具有共同的基準(zhǔn)電位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述電力轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包含以相加的方式將所述電壓/電流信號(hào)結(jié)合成所述dc電壓的變壓器電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述電力轉(zhuǎn)換電路包含將所述第一和第二電壓/電流信號(hào)同時(shí)切換到所述變壓器電路的開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括獨(dú)立的電源以及當(dāng)所述多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)不足以提供用于產(chǎn)生所述多個(gè)dc電壓的電力時(shí)，用于將所述獨(dú)立的電源耦合到所述電力轉(zhuǎn)換電路的單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述用于耦合的單元包含二極管對(duì)的陣列，每個(gè)二極管對(duì)均作為半橋連接到對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)，并且另外的二極管對(duì)作為半橋連接到公共接地。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包含用于提供所述潛在時(shí)變信號(hào)的至少一個(gè)的第一裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包含用于提供所述潛在時(shí)變信號(hào)的至少另一個(gè)的第二裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述載荷裝置經(jīng)由所述的多條信號(hào)線與所述第一和第二裝置相互連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一和第二電壓/電流信號(hào)基于相結(jié)合的所述潛在時(shí)變信號(hào)而在幅值上變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一電壓/電流信號(hào)比所述第二電壓/電流信號(hào)更加正。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包含響應(yīng)于所述dc電壓中的第一個(gè)以提供誤差信號(hào)的反饋電路，并且其中所述電力轉(zhuǎn)換電路響應(yīng)于所述誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)所述第一dc電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述反饋電路包含誤差放大器和穩(wěn)壓電源，所述誤差放大器具有輸出電容，所述穩(wěn)壓電源在電路中與所述誤差放大器相連接，以便基本上消除所述輸出電容對(duì)所述電力轉(zhuǎn)換電路的影響。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述穩(wěn)壓電源為所述誤差放大器提供穩(wěn)定電壓，并且其中所述穩(wěn)定電壓得自所述第一和第二電壓/電流信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述誤差放大器包含晶體管，該晶體管的集電極在電路中與所述穩(wěn)壓電源連接，并且其發(fā)射極被連接成為所述電力轉(zhuǎn)換電路提供所述誤差信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述晶體管是光耦合到發(fā)光二極管的光電晶體管，所述發(fā)光二極管由有源裝置響應(yīng)于所述第一dc電壓進(jìn)行控制。
22.一種用于為載荷裝置供應(yīng)電力的設(shè)備，包含在電路中與變壓器連接的多個(gè)輸入級(jí)和多個(gè)輸出級(jí)；以及切換所述輸入級(jí)以在所述變壓器中結(jié)合第一電壓/電流信號(hào)和第二電壓/電流信號(hào)從而在所述輸出級(jí)中為所述載荷裝置提供多個(gè)dc電壓的開關(guān)電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述輸入級(jí)從多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)提取電力以便產(chǎn)生所述第一電壓/電流信號(hào)和所述第二電壓/電流信號(hào)，并且當(dāng)每個(gè)所述潛在時(shí)變電壓具有非零幅值時(shí)或當(dāng)一些但并非所有的所述潛在時(shí)變電壓具有零幅值時(shí)，提供所述多個(gè)dc電壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包含用于將可選的輸入電壓源在電路中連接到所述變壓器的可選的輸入級(jí)，并且其中所述可選的輸入級(jí)、所述變壓器以及所述輸出級(jí)一起工作以提供所述多個(gè)dc電壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述dc電壓中的至少一個(gè)是正的，并且所述dc電壓中的至少一個(gè)是負(fù)的。
26.一種用于為載荷裝置供應(yīng)電力的方法，包含從多個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)提取第一和第二信號(hào)部分；將所述第一和第二信號(hào)部分相結(jié)合以提供第一和第二電壓/電流信號(hào)；以及將所述第一和第二電壓/電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成多個(gè)提供給所述載荷裝置的dc電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一和第二信號(hào)部分分別是正向的和負(fù)向的部分
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述正向部分以累加的方式結(jié)合以提供所述第一電壓/電流信號(hào)，并且所述負(fù)向部分以累加的方式結(jié)合以提供所述第二電壓/電流信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中當(dāng)每個(gè)所述潛在時(shí)變信號(hào)具有非零幅值時(shí)或當(dāng)至少一個(gè)但并非所有的所述潛在時(shí)變信號(hào)具有零幅值時(shí)，均提供所述dc電壓。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一和第二電壓/電流信號(hào)基于相結(jié)合的所述潛在時(shí)變信號(hào)在幅值和極性上變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于寄生性電力提取的電源設(shè)備和方法。從裝備輸入和/或輸出的信號(hào)提取電力。所提取的電力被轉(zhuǎn)換成用于與該裝備相關(guān)聯(lián)的裝置的dc電壓。所提取電力的正的部分以相加的方式結(jié)合以提供第一潛在時(shí)變信號(hào)，并且所提取電力的負(fù)的部分也以相加的方式結(jié)合以提供第二潛在時(shí)變信號(hào)。這兩個(gè)潛在時(shí)變信號(hào)也以相加的方式結(jié)合并且被分成所需數(shù)目的dc電壓和幅值。如果所提取的電力不足以提供dc電壓時(shí)，則提供可選的dc電壓電源。
文檔編號(hào)G06F1/26GK1836198SQ200480023181
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者T·L·芬尼 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司