專利名稱：使用被控制的鐵磁諧振變壓器電路的不間斷電源系統(tǒng),電壓調(diào)節(jié)器和操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的操作方法，具體地說，涉及一種不間斷電源(UPS)系統(tǒng)，電壓調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)方法。
不間斷電源(UPS)系統(tǒng)被用于多種場合，例如用于對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電信交換設(shè)備和有線電視傳輸設(shè)備提供可靠的并且能夠調(diào)節(jié)的交流電源。一般的UPS系統(tǒng)包括電池，獨(dú)立的發(fā)電機(jī)或其它交流電源，如果交流電網(wǎng)電源失效，所述UPS系統(tǒng)可以投入工作，以便滿足預(yù)定的電壓或其它性能準(zhǔn)則，例如在“燈火管制”的條件下。此外，UPS系統(tǒng)通常包括功率調(diào)節(jié)電路，其被設(shè)計(jì)用于減少尖峰，頻率改變，電壓偏移和通常存在于交流輸電線中的其它不規(guī)則現(xiàn)象。因而，交流電壓調(diào)節(jié)通常是UPS系統(tǒng)的一個關(guān)鍵功能，因而，最普通的UPS系統(tǒng)包括某種類型的交流電壓調(diào)節(jié)電路。
UPS電壓調(diào)節(jié)電路通常被設(shè)計(jì)用于滿足UPS操作環(huán)境中的特定要求。例如，在用于有線電視的情況下，一般使用UPS為電纜網(wǎng)絡(luò)分配交流功率。電視信號趨于具有比電纜系統(tǒng)中使用的一般為60Hz的功率信號高得多的頻率，交流功率信號一般在同軸電纜本身分配，和電視信號多路傳輸，例如利用轉(zhuǎn)發(fā)器，其通過利用被連接在同軸導(dǎo)體上的諧振槽路接收來自電纜的信號。一個單極安裝的UPS系統(tǒng)可以供應(yīng)包括分布在多個分支和大的地理區(qū)域上的多個這種裝置的電纜網(wǎng)絡(luò)。
因?yàn)橐话愕挠芯€電視電源系統(tǒng)的大的分散性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的一部分故障時切斷由UPS系統(tǒng)供電的整個網(wǎng)絡(luò)是不方便的。代替切斷UPS系統(tǒng)，工作人員一般短路通向網(wǎng)絡(luò)的可疑故障部分的同軸導(dǎo)體，更換可疑的元件，然后除去短路，看是否所作的更換克服了故障。因?yàn)檫@種操作，并由于可能存在的由故障的樹形支路而形成的非特意的短路等原因，一般需要有線電視的UPS系統(tǒng)具有好的短路電流限制特性。
其它的環(huán)境因素也影響電壓調(diào)節(jié)技術(shù)的選擇。例如，有線電視和電話系統(tǒng)易于受到閃電和開關(guān)感應(yīng)瞬變過程的影響，它們可以引起能夠?qū)е略O(shè)備破壞的短時間的或長時間的浪涌電壓。雖然線路設(shè)備一般具有短期的電壓尖峰保護(hù)裝置，例如金屬氧化物壓敏電阻(MOV)，但是這些裝置對于抑制較長期的電壓偏移，例如由切斷負(fù)載引起的多個周期的浪涌電壓，并不是非常有效。因而，一般需要用于這種設(shè)備的UPS系統(tǒng)還具有良好的浪涌抑制特性。
使用過幾種不同類型的交流電壓調(diào)節(jié)器來滿足UPS的操作要求。許多UPS使用自調(diào)節(jié)的鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器，因?yàn)樗鼈兊暮唵涡?、穩(wěn)定性和所需的操作特性，這種調(diào)節(jié)器長期來一直在電話系統(tǒng)和類似的系統(tǒng)中使用。鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器一般具有良好的電壓調(diào)節(jié)特性，在故障條件下的良好的輸出電流限制特性，和好的浪涌抑制特性。不過，鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的效率一般低于和其相當(dāng)?shù)木€性變壓器調(diào)節(jié)器，并且在存在負(fù)載階躍變化和低頻的輸入間斷時易于受分諧波過調(diào)和瞬時擾動的影響。因?yàn)榫哂懈郊拥睦@組和需要相當(dāng)大的諧振電容器，和具有相當(dāng)?shù)墓β侍幚砟芰Φ木€性變壓器調(diào)節(jié)器相比，鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器還趨于具有大的尺寸和重量，因而具有更高的成本。
其它常規(guī)的UPS使用利用線性變壓器代替鐵磁諧振變壓器的電壓調(diào)節(jié)器，其中依靠附加的電子電路提供所需的調(diào)節(jié)。和相當(dāng)?shù)蔫F磁諧振變壓器相比，線性變壓器調(diào)節(jié)器具有較高的效率，并且在受到線路或負(fù)載的干擾時，一般具有很小的過調(diào)和分諧波瞬時擾動，但是，一般具有比所需的浪涌抑制或電流限制特性差的特性。
由上述可見，本發(fā)明的目的在于，提供一種不間斷電源(UPS)系統(tǒng)，其可以提供關(guān)于調(diào)節(jié)、效率、浪涌抑制和短路電流限制所需的組合。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種電壓調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)方法，其可以提供關(guān)于調(diào)節(jié)、效率、浪涌抑制和短路電流限制所需的組合。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種鐵磁諧振電壓調(diào)節(jié)器，其具有所需的尺寸和重量特征。
按照本發(fā)明，這些和其它的目的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)由本發(fā)明的電壓調(diào)節(jié)器、不間斷電源和電壓調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)了，其中，響應(yīng)輸入端電壓和鐵磁諧振變壓器的輸出繞組中的電流中的至少一個，用于接收交流電壓例如電網(wǎng)電壓的輸入端被選擇地和鐵磁諧振變壓器的輸入繞組相連。在優(yōu)選實(shí)施例中，例如，通過利用繼電器或其它的開關(guān)元件改變抽頭，把電壓調(diào)節(jié)器的輸入端選擇地連接到沿著輸入繞組的一個位置上，使輸入繞組上的每匝電壓被控制。通過控制和鐵磁諧振變壓器相關(guān)的鐵磁諧振電路的諧振，例如通過在鐵磁諧振電路中添加或除去電容，可以實(shí)現(xiàn)附加的輸出控制。
本發(fā)明是根據(jù)這樣一個認(rèn)識提出的，即，通過調(diào)節(jié)鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組上的每匝電壓，例如使用相對簡單的抽頭改變技術(shù)，可以控制鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器電路的飽和特性，從而提供改進(jìn)的性能。因而，鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器電路可以被這樣設(shè)計(jì)，使得能夠利用在其諧振電路中的較小的循環(huán)電流操作，同時獲得所需的鐵磁諧振變壓器的特性，例如固有的浪涌抑制和電流限制特性。減少循環(huán)電流使得能夠減少繞組、電容器和其它元件的尺寸，因而可以提高效率。通過在交流電源和電池供電的逆變器之間轉(zhuǎn)換鐵磁諧振變壓器的輸入繞組，或者通過使交流電源和逆變器分別和鐵磁諧振變壓器的第一、第二輸入繞組相連，可以實(shí)現(xiàn)UPS操作。
具體地說，按照本發(fā)明，一種用于從至少一個直流電源或交流電源產(chǎn)生交流電壓的不間斷電源系統(tǒng)包括被配置用于接收來自交流電源的交流電壓的輸入端，和通過操作在其輸出端產(chǎn)生最好是被調(diào)節(jié)的交流電壓的逆變器。一種鐵磁諧振電路包括變壓器，其具有輸入繞組，輸出繞組和形成諧振電路的一部分的第三繞組，所述諧振電路當(dāng)輸入繞組上的交流電壓超過預(yù)定幅值時在輸出繞組中產(chǎn)生飽和。變壓器輸入控制電路和輸入端相連，并和所述逆變器的輸出相連，并且通過操作使所述輸入端和逆變器的輸出中的至少一個和輸入繞組相連。所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)輸入端上的電壓、輸出繞組中的電流、輸出繞組上的電壓和輸入端上的電流中的至少一個，可變地使輸入端和輸入繞組相連。
按照本發(fā)明的一個方面，所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)輸出繞組中電流的增加、輸入端的電壓的減少和輸出繞組的電壓的減少中的至少一個，通過操作增加輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)輸出繞組中電流的減少、輸入端的電壓的增加和輸出繞組的電壓的增加中的至少一個，通過操作減少輸入繞組上的每匝電壓。所述變壓器輸入控制電路可以響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的輸出繞組中的電流，通過操作增加輸入繞組上的每匝電壓，并可以響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的輸出繞組中的電流，減少輸入繞組上的每匝電壓。所述變壓器輸入控制電路還可以響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的輸入端的電壓，通過操作減少輸入繞組上的每匝電壓，并可以響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的輸入端的電壓，增加輸入繞組上的每匝電壓。所述變壓器輸入控制電路還可以響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的輸出繞組上的電壓，通過操作減少輸入繞組上的每匝電壓，并可以響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的輸出繞組上的電壓，增加輸入繞組上的每匝電壓。
在按照本發(fā)明的實(shí)施例中，變壓器輸入控制電路響應(yīng)輸入端的電壓、輸出繞組中的電流、輸出繞組上的電壓和輸入端的電流中的至少一個，通過操作使輸入端和沿著輸入繞組所選擇的一個位置的輸入繞組相連。例如，所述輸入繞組可以具有多個抽頭，使得變壓器輸入控制電路響應(yīng)輸入端的電壓、輸出繞組中的電流、輸出繞組上的電壓和輸入端的電流中的至少一個，通過操作使輸入端和在多個抽頭中選擇的一個抽頭相連。
在按照本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還可以包括諧振控制電路，其和第三繞組相連，并通過操作控制諧振電路的諧振，借以控制輸出繞組的飽和特性。所述諧振控制電路可以包括用于增加和減少諧振電路的電容的裝置。
按照本發(fā)明的一種電壓調(diào)節(jié)器包括被配置用于接收輸入的交流電壓的輸入端，和鐵磁諧振變壓器電路，其包括變壓器，所述變壓器具有輸入繞組，輸出繞組和形成諧振電路的一部分的第三繞組，所述諧振電路當(dāng)輸入繞組上的交流電壓超過預(yù)定幅值時在輸出繞組中產(chǎn)生飽和。變壓器輸入控制電路和所述輸入端相連，并響應(yīng)所述電壓調(diào)節(jié)器的操作參數(shù)，例如輸入端上的電壓、輸出繞組中的電流、輸出繞組上的電壓和輸入端上的電流，通過操作可變地使所述輸入端和所述輸入繞組相連。
按照本發(fā)明的另一個方面，一個交流電壓源響應(yīng)鐵磁諧振變壓器電路的操作特性，例如所述交流電壓源的電壓、鐵磁諧振變壓器電路的輸出繞組中的電流、輸出繞組上的電壓、和交流電壓源的電流，可變地和鐵磁諧振變壓器電路的輸入繞組相連。所述交流電壓源可以通過使與所述交流電壓源相連的輸入端和在沿著輸入繞組選擇的一個位置(例如在多個抽頭中選擇的一個)的輸入繞組相連，可變地和輸入繞組相連。為了提供進(jìn)一步的控制，鐵磁諧振變壓器電路的諧振電路的諧振可以被改變，以便控制輸出繞組的飽和特性。


圖1說明本發(fā)明的不間斷電源(UPS)系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖2說明本發(fā)明的不間斷電源(UPS)系統(tǒng)的第二實(shí)施例；圖3說明按照本發(fā)明的一個方面用于控制原繞組的每匝電壓的控制結(jié)構(gòu)；圖4說明圖3的實(shí)施例的示例的控制操作；圖5是按照本發(fā)明的一個方面用于響應(yīng)輸入電壓控制原繞組的每匝電壓的示例的操作的流程圖；圖6表示按照本發(fā)明的一個方面用于控制鐵磁諧振變壓器電路的諧振的控制結(jié)構(gòu)；圖7是說明對圖6的實(shí)施例進(jìn)行示例的諧振控制的曲線。
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，所述附圖表示本發(fā)明的實(shí)施例。不過，本發(fā)明可以用多種不同的形式實(shí)施，因而本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)限于所述的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，提供這些實(shí)施例是為了使所披露的內(nèi)容更完整地覆蓋本發(fā)明的范圍。在附圖中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。
參看圖1，本發(fā)明的實(shí)施例中的不間斷電源(UPS)系統(tǒng)100包括鐵磁諧振變壓器110，其包括具有在彼此分開的位置設(shè)置的抽頭T11,T12,T13,T14的第一輸入繞組112a，第二輸入繞組112b，以及輸出繞組114。第三繞組116形成包括電容器C1的諧振電路118的一部分。當(dāng)在至少一個輸入繞組112a,112b上的電壓超過預(yù)定的門限時，在輸出繞組114中的諧振電路118產(chǎn)生飽和。
鐵磁諧振變壓器電路的工作原理對本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，輸出繞組114和第三繞組116可以具有若干結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)。例如，諧振第三繞組可以116可以被這樣構(gòu)成，使得諧振電路和輸出繞組114分開。此外，如圖所示，諧振電路118可以包括輸出繞組114，在諧振繞組116的抽頭T23,T24之間產(chǎn)生鐵磁諧振變壓器110的輸出電壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，除去所示的被連接的電容器C1之外，諧振電路118可以包括無功元件，例如以不同方式連接的電容器或電感器，或者其它無功元件。鐵磁諧振變壓器電路在由Institute of E1ectrical and ElectronecsEngineers(IEEE)(1990,5,16)發(fā)表的“IEEE Standard forFerroresonant Voltage Regulators(鐵磁諧振電壓調(diào)節(jié)器的IEEE標(biāo)準(zhǔn))”IEEE Std.449-1990中全面地描述了。
UPS系統(tǒng)100還包括電壓調(diào)節(jié)器105，其包括變壓器輸入控制電路120，其通過操作把輸入端102a,102b可變地連接到鐵磁諧振變壓器110的第一輸入繞組112a，借以在輸入端102a,102b可控地施加從交流電源150例如電網(wǎng)線路接收的交流電壓Vin，具體地說，對于所述的實(shí)施例，變壓器輸入控制電路120包括開關(guān)S1和S2，其響應(yīng)在端子102a,102b上的輸入電壓Vin、在輸出繞組114中的輸出電流Iout、在輸出繞組114上的輸出電壓Vout、和在端子102a,102b上的輸入電流中的至少一個，選擇地使輸入端102a,102b和第一輸入繞組112a的抽頭T11,T12,T13,T14相連。所示的變壓器輸入控制電路120還包括附加的開關(guān)Sin，其通過操作使輸入繞組112a和輸入端子102a,102b隔離。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由變壓器輸入控制電路120提供的輸入控制可以由多個不同類型的電路元件來提供，例如電感器，電容器，變壓器以及類似的元件，還有繼電器，機(jī)械開關(guān)或固態(tài)開關(guān)，晶體管和用于控制使輸入端子102a,102b和第一輸入繞組112a相連的其它開關(guān)和控制元件。變壓器輸入控制電路120還可以包括附加的數(shù)字與/或模擬控制電路，其中例如包括微控制器、微處理器、運(yùn)算放大器及其類似的裝置。
還可以包括可選擇的諧振控制電路140用來控制諧振電路118中的諧振，借以控制輸出繞組114的飽和特性。諧振控制電路140和包括變壓器110的第三繞組116的諧振電路118相連，并控制諧振電路118中的諧振，例如通過使用開關(guān)S3使附加的電容C2和諧振繞組116的抽頭T21,T22之間的諧振電路118相連或斷開。諧振控制電路140用于改變輸出繞組114的飽和特性，從而使得響應(yīng)輸入電壓Vin、輸出電流Iout、輸出電壓Vout和輸入電流Iin中的至少一個實(shí)現(xiàn)線路調(diào)節(jié)、負(fù)載調(diào)節(jié)、浪涌抑制、效率等所需的組合。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由諧振控制電路140提供的諧振控制可以由多個不同類型的電路元件來提供，例如電感器，電容器，變壓器以及類似的元件，還有繼電器機(jī)械開關(guān)或固態(tài)開關(guān)，晶體管和用于控制諧振電路118的特性的其它開關(guān)和控制元件。諧振控制電路140還可以包括附加的數(shù)字與/或模擬控制電路，其中例如包括微控制器、微處理器、運(yùn)算放大器及其類似的裝置。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，許多所述的功能元件可以由變壓器輸入控制電路110和諧振控制電路140共用。例如，變壓器輸入控制電路110和諧振控制電路140可以共用公共的微處理器170，用于確定第一輸入繞組112a的每匝電壓和諧振電路118的諧振，所述諧振電路118提供線路調(diào)節(jié)、負(fù)載調(diào)節(jié)、浪涌抑制、效率以及其它性能特性的所需的組合，并相應(yīng)地控制輸入控制開關(guān)S1,S2和諧振控制開關(guān)S3。
為了在由交流電源150提供的輸入交流電壓失落時的情況下，例如在“燈火管制”期間，提供備用電源，還提供逆變器130，例如脈寬調(diào)制(PWM)逆變器，其和第二輸入繞組112b相連。直流電壓由直流電源160，例如電池，加于逆變器130。所述直流電壓被逆變器130轉(zhuǎn)換而在逆變器130的輸出端132產(chǎn)生被施加于第二輸入繞組112b的交流電壓。如上所述，當(dāng)逆變器130工作時，變壓器輸入控制電路120可以通過斷開輸入控制開關(guān)Sin使在輸入端102a,102b提供的交流電壓和第一輸入繞組112a隔離。
逆變器130可以包括任意數(shù)量的本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)的逆變器電路。例如，逆變器可以包括脈寬調(diào)制(PWM)逆變器，其產(chǎn)生“脈沖的”交流信號，具有被改變以便控制在第二輸入繞組112b上施加的有效交流電壓。逆變器130最好在其輸出端132產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的被維持在預(yù)定電壓范圍內(nèi)的交流電壓。通過使用被調(diào)節(jié)的逆變器，當(dāng)系統(tǒng)100由逆變器130提供的電源操作時，可以維持UPS系統(tǒng)100的調(diào)節(jié)性能。不過，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，“不被調(diào)節(jié)的”逆變器，例如沒有脈寬控制或類似控制的開環(huán)調(diào)節(jié)器也可以用于本發(fā)明，但只能提供較差的性能。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，和圖1所示的逆變器130以及變壓器輸入控制電路120的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，圖2示出了另一個實(shí)施例100’，其中變壓器輸入控制電路120’通過操作還使交流電源150和逆變器130中的一個和鐵磁諧振變壓器110’的一個輸入繞組112相連。例如，可以提供輸入控制開關(guān)Sin’，用于在輸入端子102a,102b之間的輸入繞組112和逆變器130的輸出端132之間轉(zhuǎn)換。
回到圖1，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，逆變器130和交流電源150之間的相互作用可以用多種不同的方式發(fā)生。例如，逆變器130可以完全工作在“備用/在線”方式下，即執(zhí)行一種這樣的控制方法，其中當(dāng)由逆變器130對第二輸入繞組112b提供交流電壓時，交流電源150通過輸入控制開關(guān)Sin和第一輸入繞組112a隔離，而當(dāng)交流電源150和第一輸入繞組112a相連時，逆變器的輸出132被斷開。此外，逆變器130可以工作在“線路交互”方式或“三端口”方式下，其中逆變器130供給第二輸入繞組112b交流電壓，同時，交流電源150也向第一輸入繞組112a提供交流電壓。在這種操作方式下，例如，逆變器130可用于補(bǔ)償由交流電源150提供的交流電壓中的波動，以便保持輸出電壓Vout的所需質(zhì)量。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在逆變器130，變壓器輸入控制電路120和諧振控制電路140之間最好能夠傳遞信號，以便正確地同步逆變器130的供電。例如，可以在微處理器170和逆變器130之間提供通訊總線或類似的數(shù)據(jù)通路，使得微處理器170能夠同步逆變器130、變壓器輸入控制電路120和諧振控制電路140的操作。為了提供下游元件和設(shè)備的附加保護(hù)，也可以提供輸出箝位電路180，用于抑制間歇的電壓偏移，所述電壓偏移可能在下游元件和設(shè)備中引起間題，并減少所述元件和設(shè)備的操作壽命。
本發(fā)明是根據(jù)這樣一個認(rèn)識提出的，即，通過控制施加于鐵磁諧振變壓器電路的輸入繞組上的每匝電壓，并且，選擇地，控制鐵磁諧振變壓器電路的諧振電路中的諧振，可以改變鐵磁諧振變壓器電路的飽和特性，從而改變其操作包跡(envelope)。具體地說，上述的變壓器輸入控制電路120和諧振控制電路140用于控制在諧振電路118中的循環(huán)電流，因而，控制鐵磁諧振變壓器電路的飽和特性。
常規(guī)的鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器一般具有諧振元件，例如變壓器繞組和諧振電容器，其元件值一般被這樣選擇，使得在調(diào)節(jié)器的額定操作包跡內(nèi)，在諧振電路中的循環(huán)伏安數(shù)是調(diào)節(jié)器的額定輸出功率的2到4倍的數(shù)量級。這些元件值一般根據(jù)需要選擇，以便在調(diào)節(jié)器的額定的線路輸入和負(fù)載范圍內(nèi)達(dá)到特定的調(diào)節(jié)性能；在諧振電路中維持最小的循環(huán)伏安數(shù)，從而確保調(diào)節(jié)器在其額定的輸出電流下保持飽和狀態(tài)。這種方法的缺點(diǎn)包括在正常輸出電流時具有相對低的效率，以及趨于要求笨重的一般較貴的元件，例如大的諧振電容器和具有諧振繞組的鐵磁諧振變壓器。
按照本發(fā)明的一個方面，在輸入繞組上的每匝電壓被控制，因而減少了對諧振電路的要求，以便在原繞組電壓的一個大的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)。這種輸入控制減少了鐵磁諧振變壓器電路的調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)，使得能夠設(shè)計(jì)在更受約束的操作包跡上操作的鐵磁諧振變壓器電路，其中使用能夠維持更小的循環(huán)電流的諧振電路。因而，和具有相當(dāng)容量的相應(yīng)的常規(guī)的鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器相比，預(yù)計(jì)可以減少鐵磁諧振變壓器和相關(guān)的元件的體積和重量，并且降低成本。此外，因?yàn)橥ㄟ^采取合適的輸入控制(以及，選擇地，諧振控制)使得可以把鐵磁諧振變壓器電路在其整個操作范圍內(nèi)維持在最佳的或接近最佳的飽和特性上，所以可以實(shí)現(xiàn)高的效率。
圖3-7說明使用圖1和圖2所示的裝置可以實(shí)現(xiàn)的示例的控制結(jié)構(gòu)和操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖3-7所示的結(jié)構(gòu)和操作可以由計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)，這些程序可以被裝在計(jì)算機(jī)上，或者被裝在其它可編程的數(shù)據(jù)處理裝置上，從而產(chǎn)生一種機(jī)器，使得在計(jì)算機(jī)上或者在其它可編程的數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行的指令形成一種用于執(zhí)行在流程圖或方塊圖中規(guī)定的功能的裝置。例如，圖3-7的結(jié)構(gòu)和操作可以由被圖1和圖2所示的微處理器170裝載和執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令來實(shí)現(xiàn)。所述計(jì)算機(jī)程序指令也可以被裝在計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置上，從而使計(jì)算機(jī)或其它可編程的裝置執(zhí)行一系列操作步驟，從而產(chǎn)生一種計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法，使得在計(jì)算機(jī)上或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令提供用于執(zhí)行圖3-7所示的操作的步驟。因而，圖3-7支持用于執(zhí)行圖3-7所示的裝置或步驟的組合。還可以理解，圖3-7所示的每種結(jié)構(gòu)和操作可以利用用于完成特定的功能或步驟的專用的基于硬件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，或者利用專用的硬件和計(jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。
圖3-7所示的示例的結(jié)構(gòu)和操作根據(jù)輸入電壓Vin，輸出電流Iout，和輸出電壓Vout，執(zhí)行關(guān)于鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組的每匝電壓的控制，并控制鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的諧振電路的諧振控制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，提供這些示例的結(jié)構(gòu)和操作只是為了說明本發(fā)明，并不等于把本發(fā)明的范圍限制于圖3-7所示的結(jié)構(gòu)。例如，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以提供基于輸入電流Iin(如圖1和圖2所示)或調(diào)節(jié)器105的其它操作參數(shù)的輸入和諧振控制。
圖3說明用于控制鐵磁諧振變壓器電壓調(diào)節(jié)器例如圖1的調(diào)節(jié)器105的示例的變壓器輸入控制結(jié)構(gòu)300。交流電壓Vin被提供給求和節(jié)點(diǎn)340，產(chǎn)生被送到磁滯控制塊310的求和節(jié)點(diǎn)輸出電壓V*。磁滯控制塊310根據(jù)求和節(jié)點(diǎn)輸出V*使用開關(guān)S1,S2選擇地連接調(diào)節(jié)器105的輸入端102a,102b，根據(jù)求和節(jié)點(diǎn)輸出電壓V*增加或者減少，接通分別處于上下門限V1*,V2*的抽頭配置，從而引入磁滯，如圖4的曲線所示。圖1所示的開關(guān)S1,S2支持相應(yīng)于開關(guān)S1,S2的4個可能的轉(zhuǎn)換的4個抽頭配置。
圖5說明可以利用圖3的結(jié)構(gòu)300實(shí)現(xiàn)的電壓調(diào)節(jié)操作500。在塊520，檢測輸入電壓Vin，如果輸入電壓Vin已經(jīng)增加到超過第一預(yù)定門限(塊520)，則改變抽頭配置使得減少鐵磁諧振變壓器電壓調(diào)節(jié)器的輸入繞組的每匝電壓(決525)。如果輸入電壓Vin已經(jīng)下降到低于小于第一預(yù)定門限的第二預(yù)定門限值(塊530)，則改變抽頭配置使得增加鐵磁諧振變壓器電壓調(diào)節(jié)器的輸入繞組的每匝電壓(塊535)。
返回圖3，通過提供用于把代表輸出電流Iout的信號Iout*Rsc的信號送到求和節(jié)點(diǎn)340的第一反饋路徑330，可以實(shí)現(xiàn)不同于基于施加的交流電壓的控制的控制。當(dāng)輸出電流Iout減少到使求和節(jié)點(diǎn)輸出電壓V*增加到第一預(yù)定門限以上的點(diǎn)時，磁滯控制器310便改變抽頭配置，使得減少鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組的每匝電壓。當(dāng)輸出電流Iout增加到使求和節(jié)點(diǎn)輸出電壓V*減少到第二預(yù)定門限以下的點(diǎn)時，磁滯控制器310便改變抽頭配置，使得增加鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組的每匝電壓。
還可以提供基于輸出電壓的控制。第二反饋路徑320向求和節(jié)點(diǎn)340提供代表實(shí)際輸出電壓Vout和所需輸出電壓Vref之間的差的信號K*(Vout-Vref)。當(dāng)輸出電壓Vout增加到所需電壓Vref以上到達(dá)引起求和節(jié)點(diǎn)輸出V*增加而通過第一預(yù)定門限的點(diǎn)時，磁滯控制器310改變抽頭配置，從而提供鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組上的減少的每匝電壓。當(dāng)輸出電壓Vout減少到所需電壓Vref以下到達(dá)引起求和節(jié)點(diǎn)輸出V*減少到第二預(yù)定門限的點(diǎn)時，磁滯控制器310便增加鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組上的每匝電壓。
圖3的控制結(jié)構(gòu)300的磁滯控制器310，反饋路徑320,330和求和節(jié)點(diǎn)340例如可以使用圖1或圖2的裝置來實(shí)現(xiàn)。例如求和節(jié)點(diǎn)340和磁滯控制器340可以利用在圖1的微處理器170上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，或者利用具有類似功能的模擬與/或數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)。類似地，反饋路徑320,330的比例功能和其它功能可以在微處理器中或具有類似功能的模擬與/或數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)。其它的功能，例如電流和電壓檢測，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的多種元件來實(shí)現(xiàn)，例如電壓采樣裝置，電流檢測電阻，電流互感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)等。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也可以使用不同于圖3的結(jié)構(gòu)300的變壓器輸入控制結(jié)構(gòu)。例如，圖3所示的線性反饋結(jié)構(gòu)可以用更一般化的控制結(jié)構(gòu)代替，所述控制結(jié)構(gòu)在某個操作包跡內(nèi)執(zhí)行圖3所示的一些線性控制功能，并在另一個控制包跡內(nèi)執(zhí)行其它的或者非線性的控制功能。例如，在表示短路的輸出電流Iout和輸出電壓Vout的條件下，可能需要實(shí)現(xiàn)鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸入繞組的硬限幅的每匝輸入電壓，或者需要在輸入電壓、輸出電壓與/或輸出電流的范圍內(nèi)，改變和反饋路徑320,330相關(guān)的增益K,Rsc，以便補(bǔ)償鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的性能特性中的非線性。還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用基于規(guī)則的控制方法，模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其它的控制方法代替本發(fā)明的例如圖3所示的代數(shù)控制結(jié)構(gòu)。
圖6表示可以由圖1的電壓調(diào)節(jié)器105，具體地說，由諧振控制電路140實(shí)現(xiàn)的一種示例的諧振控制結(jié)構(gòu)。鐵磁諧振變壓器調(diào)節(jié)器的輸出電流Iout被送給求和節(jié)點(diǎn)630，產(chǎn)生被送給磁滯控制器610的求和節(jié)點(diǎn)輸出I*。磁滯控制器610(例如在圖1的微處理器170中被實(shí)現(xiàn)的)改變諧振控制電路140的開關(guān)S3的狀態(tài)，使附加的電容器C2和諧振電路118連接與斷開。如圖7所示，當(dāng)輸出電流Iout增加到求和節(jié)點(diǎn)輸出I*增加使得超過第一預(yù)定門限I1*的點(diǎn)時，開關(guān)S3閉合，將附加的電容C2加入諧振電路118。當(dāng)輸出電流Iout減少使得求和節(jié)點(diǎn)輸出I*減少到低于第二預(yù)定門限I2*的點(diǎn)時，開關(guān)S3斷開，將附加的電容C2從諧振電路118中除去。
也可以實(shí)現(xiàn)基于輸出電壓的諧振控制?？梢蕴峁╇妷悍答伮窂?20，其把代表實(shí)際輸出電壓Vout和所需輸出電壓Vref之間的差的信號f(Vout-Vref)提供給求和節(jié)點(diǎn)630，在那里其被加到輸出電流信號Iout上?？梢岳斫?，一般地說，信號f(Vout-Vref)可以輸出電壓Vout的任意數(shù)量的函數(shù)，包括線性函數(shù)和非線性函數(shù)。
圖6的控制結(jié)構(gòu)600的磁滯控制器610，反饋路徑620，和求和節(jié)點(diǎn)630例如可以使用圖1或圖2的裝置來實(shí)現(xiàn)。例如求和節(jié)點(diǎn)630和磁滯控制器610可以利用在圖1的微處理器170上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，或者利用具有類似功能的模擬與/或數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)。類似地，反饋路徑620的比例功能和其它功能可以在微處理器中或具有類似功能的模擬與/或數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)。其它的功能，例如電流和電壓檢測，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的多種元件來實(shí)現(xiàn)，例如電壓采樣裝置，電流檢測電阻，電流互感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也可以使用不同于圖6的結(jié)構(gòu)600的諧振控制結(jié)構(gòu)。例如，所述的調(diào)節(jié)器可以用更一般化的諧振控制結(jié)構(gòu)代替，所述控制結(jié)構(gòu)在某個操作包跡內(nèi)執(zhí)行圖6所示的一些線性控制功能，并在另一個控制包跡內(nèi)執(zhí)行其它的控制功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用基于規(guī)則的控制方法，模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其它的控制方法代替本發(fā)明的例如圖6所示的代數(shù)控制結(jié)構(gòu)。
在附圖和說明書中，披露了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中雖然使用了特定的術(shù)語，但是它們只具有一般性的說明的意義，并不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍在下面的權(quán)利要求中提出。
權(quán)利要求
1．一種用于從至少一個直流電源或交流電源產(chǎn)生交流電壓的不間斷電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被配置用于接收來自交流電源的交流電壓的輸入端；通過操作在其輸出端產(chǎn)生交流電壓的逆變器；一種鐵磁諧振電路，其包括變壓器，所述變壓器具有輸入繞組，輸出繞組和形成諧振電路的一部分的第三繞組，所述諧振電路當(dāng)輸入繞組上的交流電壓超過預(yù)定幅值時在所述輸出繞組中產(chǎn)生飽和；以及變壓器輸入控制電路，其和所述輸入端相連，并和所述逆變器的輸出相連，并且通過操作使所述輸入端和所述逆變器的輸出中的至少一個和所述輸入繞組相連，所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端上的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端上的電流中的至少一個，可變地使所述輸入端和所述輸入繞組相連。
2．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸出繞組中電流的增加、所述輸入端的電壓的減少和所述輸出繞組的電壓的減少中的至少一個，通過操作增加所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)所述輸出繞組中電流的減少、所述輸入端的電壓的增加和所述輸出繞組的電壓的增加中的至少一個，通過操作減少所述輸入繞組上的每匝電壓。
3．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的所述輸出繞組中的電流，通過操作增加所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的所述輸出繞組中的電流，減少輸入繞組上的每匝電壓。
4．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的所述輸入端的電壓，通過操作減少所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的所述輸入端的電壓，增加輸入繞組上的每匝電壓。
5．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的所述輸出繞組上的電壓，通過操作減少所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的所述輸出繞組上的電壓，增加所述輸入繞組上的每匝電壓。
6．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作使所述輸入端和沿著所述輸入繞組選擇的一個位置上的所述輸入繞組相連。
7．如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述輸入繞組具有多個抽頭；以及其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作使所述輸入端和在多個抽頭中選擇的一個抽頭相連。
8．如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路包括一個開關(guān)，所述開關(guān)通過操作使所述輸入端和在所述多個抽頭中選擇的一個抽頭相連。
9．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括諧振控制電路，所述諧振控制電路和所述第三繞組相連，并通過操作控制所述諧振電路的諧振，借以控制所述輸出繞組的飽和特性。
10．如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述諧振控制電路包括用于增加和減少所述諧振電路的電容的裝置。
11．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作控制所述輸入繞組上的每匝電壓，從而使浪涌抑制特性、短路電流、效率、線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)中的至少一個最佳。
12．如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路和所述諧振控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作分別控制所述輸入繞組上的每匝電壓和所述諧振電路的諧振，從而使浪涌抑制特性、短路電流、效率、線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)中的至少一個最佳。
13．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述變壓器輸入控制電路通過操作使在所述輸入端連接的交流電源或所述逆變器輸出中選擇的一個和所述輸入繞組相連。
14．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輸入繞組包括第一輸入繞組和第二輸入繞組；其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓和所述輸出繞組中的電流的至少一個，通過操作可變地連接所述輸入端和所述第一輸入繞組；以及其中所述逆變器輸出和所述第二輸入繞組相連。
15．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述逆變器通過操作在所述逆變器的輸出端產(chǎn)生一個被維持在一個預(yù)定電壓范圍內(nèi)的被調(diào)節(jié)的交流電壓。
16．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中結(jié)合有和所述逆變器連接的直流電源。
17．一種電壓調(diào)節(jié)器，包括被配置用于接收輸入的交流電壓的輸入端；鐵磁諧振變壓器電路，其包括變壓器，所述變壓器具有輸入繞組，輸出繞組和形成諧振電路的一部分的第三繞組，所述諧振電路當(dāng)輸入繞組上的交流電壓超過預(yù)定幅值時在輸出繞組中產(chǎn)生飽和；以及變壓器輸入控制電路，其和所述輸入端相連，并響應(yīng)所述電壓調(diào)節(jié)器的操作參數(shù)，通過操作可變地使所述輸入端和所述輸入繞組相連。
18．如權(quán)利要求17所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組的電壓、和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作可變地使所述輸入端和所述輸入繞組相連。
19．如權(quán)利要求18所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸出繞組中電流的增加、所述輸入端的電壓的減少和所述輸出繞組的電壓的減少中的至少一個，通過操作增加所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)所述輸出繞組中電流的減少、所述輸入端的電壓的增加和所述輸出繞組的電壓的增加中的至少一個，通過操作減少所述輸入繞組上的每匝電壓。
20．如權(quán)利要求19所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的所述輸出繞組中的電流，通過操作增加所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的所述輸出繞組中的電流，減少輸入繞組上的每匝電壓。
21．如權(quán)利要求19所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的所述輸入端的電壓，通過操作減少所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的所述輸入端的電壓，增加輸入繞組上的每匝電壓。
22．如權(quán)利要求19所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)增加到超過第一預(yù)定門限的所述輸出繞組上的電壓，通過操作減少所述輸入繞組上的每匝電壓，并響應(yīng)降低到到小于第二預(yù)定門限的所述輸出繞組上的電壓，增加所述輸入繞組上的每匝電壓。
23．如權(quán)利要求18所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作使所述輸入端和沿著所述輸入繞組選擇的一個位置上的所述輸入繞組相連。
24．如權(quán)利要求23所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述輸入繞組具有多個抽頭；以及其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作使所述輸入端和在多個抽頭中選擇的一個抽頭相連。
25．如權(quán)利要求24所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器控制電路包括一個開關(guān)，所述開關(guān)通過操作使所述輸入端和在所述多個抽頭中選擇的一個抽頭相連。
26．如權(quán)利要求18所述的電壓調(diào)節(jié)器，還包括諧振控制電路，所述諧振控制電路和所述第三繞組相連，并通過操作控制所述諧振電路的諧振，借以控制所述輸出繞組的飽和特性。
27．如權(quán)利要求26所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述諧振控制電路包括用于增加和減少所述諧振電路的電容的裝置。
28．如權(quán)利要求18所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作控制所述輸入繞組上的每匝電壓，從而使浪涌抑制特性、短路電流、效率、線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)中的至少一個最佳。
29．如權(quán)利要求26所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中所述變壓器輸入控制電路和所述諧振控制電路響應(yīng)所述輸入端的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端的電流中的至少一個，通過操作分別控制所述輸入繞組上的每匝電壓和所述諧振電路的諧振，從而使浪涌抑制特性、短路電流、效率、線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)中的至少一個最佳。
30．一種用于操作鐵磁諧振變壓器電路的方法，所述鐵磁諧振變壓器電路包括變壓器，所述變壓器具有輸入繞組，輸出繞組和形成諧振電路的一部分的第三繞組，所述諧振電路當(dāng)輸入繞組上的交流電壓超過預(yù)定幅值時在所述輸出繞組中產(chǎn)生飽和，所述方法包括以下步驟響應(yīng)所述鐵磁諧振變壓器電路的操作特性，可變地使一個交流電壓源和輸入繞組相連。
31．如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述可變地連接步驟包括響應(yīng)所述交流電壓源的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組的電壓、和所述交流電壓源的電流中的至少一個，可變地使交流電壓和所述輸入繞組相連的步驟。
32．如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述可變地連接步驟包括使和所述交流電壓源相連的輸入端和在沿著所述輸入繞組的一個選擇的位置的所述輸入繞組相連的步驟。
33．如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述輸入繞組具有多個抽頭，并且其中所述連接步驟包括使所述輸入端和從所述多個抽頭中選擇的一個抽頭相連的步驟。
34．如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述連接步驟包括響應(yīng)輸出繞組中的超過第一預(yù)定門限的電流使所述輸入端和增加所述輸入繞組的每匝電壓的抽頭相連；以及響應(yīng)輸出繞組中的下降到小于第二預(yù)定門限的電流使所述輸入端和減少所述輸入繞組的每匝電壓的抽頭相連。
35．如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述連接步驟包括響應(yīng)在所述輸入端接收的交流電壓的減少使所述輸入端和減少被施加有在所述輸入端接收的交流電壓的所述輸入繞組的匝數(shù)的抽頭相連；以及響應(yīng)在所述輸入端接收的交流電壓的增加使所述輸入端和增加被施加有在所述輸入端接收的交流電壓的所述輸入繞組的匝數(shù)的抽頭相連。
36．如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述連接步驟包括以下步驟響應(yīng)在所述輸出繞組上的電壓的減少使所述輸入端和減少被施加有在所述輸入端接收的交流電壓的所述輸入繞組的匝數(shù)的抽頭相連；以及響應(yīng)在所述輸出繞組上的電壓的增加使所述輸入端和增加被施加有在所述輸入端接收的交流電壓的所述輸入繞組的匝數(shù)的抽頭相連。
37．如權(quán)利要求32所述的方法，其中還包括改變諧振電路的諧振，從而控制所述輸出繞組的飽和特性的步驟。
38．如權(quán)利要求32所述的方法，還包括可變地連接所述輸入端和所述輸入繞組，從而使浪涌抑制特性、短路電流、效率、線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)中的至少一個為最佳的步驟。
39．如權(quán)利要求37所述的方法，還包括可變地連接所述輸入端和所述輸入繞組，并控制所述諧振電路中的諧振，從而使浪涌抑制特性、短路電流、效率、線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)中的至少一個為最佳的步驟。
全文摘要
一種用于從至少一個直流電源或交流電源產(chǎn)生交流電壓的不間斷電源系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:被配置用于接收來自交流電源的交流電壓的輸入端;和通過操作在其輸出端由直流電源產(chǎn)生交流電壓的逆變器。一種鐵磁諧振電路,其包括變壓器,所述變壓器具有輸入繞組,輸出繞組和形成諧振電路的一部分的第三繞組,所述諧振電路當(dāng)輸入繞組上的交流電壓超過預(yù)定幅值時在所述輸出繞組中產(chǎn)生飽和。變壓器輸入控制電路,其和所述輸入端相連,并和所述逆變器的輸出相連,并且通過操作使所述輸入端和所述逆變器的輸出中的至少一個和所述輸入繞組相連。所述變壓器輸入控制電路響應(yīng)所述輸入端上的電壓、所述輸出繞組中的電流、所述輸出繞組上的電壓和所述輸入端上的電流中的至少一個,可變地使所述輸入端和所述輸入繞組相連。還描述了相關(guān)的電壓調(diào)節(jié)器及方法。
文檔編號H02J9/06GK1321351SQ99811688
公開日2001年11月7日 申請日期1999年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月2日
發(fā)明者小G·W·奧頓, J·K·伊爾勒 申請人:帕爾威電力器具公司