[发明专利]具有闪烁控制的系统及降低由系统产生的闪烁的办法

说明书

技术领域

本发明涉及被布置为连接到电源的系统，该系统包含协同产生输出的 多个级，每个级包含电气负载部件。

本发明还涉及一种方法，该方法用来调节由这样的系统所导致的电源 上的电压变动，以便降低电压变动在例如连接到电源的光源中的人类可觉 察性。

背景技术

电源上电压变动、尤其是电压下降的发生可能产生有害影响，例如， 电压下降可导致电器故障，或至少在其输出中产生可观察的变动。例如， 白炽灯泡可在其光强度中表现出由于电压变动导致的暂时变化。这种效应 通常被称为闪烁，并被理解为是一种不希望的效应，尤其是当闪烁频率变 的可被人类眼睛觉察时。这典型地对于2Hz-120Hz的闪烁频率适用， 8.8Hz的闪烁对人类来说特别具有刺激性。

连接到电源的负载的变化典型地引起电源上的电压变动。这种变化的 频率以及负载上的变化量可导致这样的变动。例如，这样的变动可由连接 到电源的系统造成，该系统包含多个电气负载部件，电气负载部件包含协 同产生输出的级。这种系统的例子可以为这样的电器：其包含多个频繁开 启以及关闭的发热元件，因此频繁地在电源上产生电压变动，尤其是在发 热元件的负载相当大时。为此，已经提出了几个解决方案以降低由这样的 系统的开关行为带来的、人眼可观察到的闪烁。

美国专利US 4,829,159公开了一种控制烤箱中的发热负载的方法。当 负载被耦合到交流电的共用相(common phase)时，按照顺序对负载加电 以防止闪烁。可逐渐开启或关断负载，以便进一步降低电源上的电压变动。

美国专利US 6,246,831公开了一种瞬时流过(instantaneous flow-through)发热器系统，该系统具有多个加热腔室，每个腔室包含发 热元件。该系统包括电力调制器，其计算在短于典型液体加热器响应时 间--例如7.5秒--的时间间隔上发热元件消耗的所需电力。该时间间 隔以半秒间隔划分，且在半秒间隔中按照电力设备的预定模式来开关发热 元件。该模式被设计为使得发热元件消耗预定量的电力。在该时间间隔中， 电力调制器在具有每半秒间隔中刚好高于以及低于所需电力消耗值的电力 消耗值的模式之间高频振动(dither)，使得发热元件在整个时间间隔中 消耗的电力不会显著偏离所需电力消耗。模式在发热元件上施加高频或低 频开关特性，使得人眼不会观察到任何由于这种开关导致的闪烁。

这种方法具有几个局限性。例如，其必须依赖预定的开关模式以保证 避免可观察到的闪烁。另外，其能增大电源上的电压变动，这在电源向这 样的电器供电的情况下是不希望发生的：当该电器暴露在这种电压变化之 下时，可遭受暂时不能运行之苦。此外，这种方法仅仅以电压变动的频率 分量为目标去降低可观察到的闪烁。

发明内容

本发明寻求提供一种包含多个负载的系统，其能调节负载变动频率和 大小，以降低电源上的电压变动。

本发明进一步寻求提供一种用于控制该系统的方法。

根据本发明第一实施形态，提供了一种被布置为连接到电源的系统， 该系统包含：多个电气负载部件，电气负载部件包含协同产生输出的级， 所述级的第一子集中的每个级包含至少一个具有第一负载的电气负载部 件，所述级的第二子集中的每个级包含至少一个具有第二负载的电气负载 部件，第一负载大于第二负载；用于控制电气负载部件的控制器，其被布 置为在预定的时间帧期间由相应的电气负载部件的开关频率推定电源上的 电压变动，控制器包含这样的算法：其用于响应于所述推定来调节具有第 一负载的电气负载部件以及具有第二负载的电气负载部件的开关模式，以 便降低下一个时间帧期间电源上的电压变动，同时，确保所述多个级能在 下一个时间帧期间产生输出。

本发明的系统提供了这样的控制器：其能够推定由于其电气负载部件 开关导致的闪烁量，并相应地调节开关动作。特别地，控制器实现一算法， 该算法通过控制器作用于闪烁推定，并从较高负载部件向较低负载部件重 新分配系统的工作量，而不明显影响系统的输出性能。这如下所述地对闪 烁的人类感知产生有利影响。由于高负载部件更可能导致电源上的电压变 动，降低高负载部件的开关频率减少了闪烁发生的可能性。这以必须更频 繁地开关较低负载部件的代价达成，但是，较低负载部件的开关导致的任 何闪烁的强度与较高负载部件导致的闪烁相比较难察觉，这带来了可察觉 闪烁的总体降低。