[发明专利]包含两个谐振储能电路的电源

说明书

本发明涉及向负载提供电力的电源，尤其涉及一种包含多个储能电路的高效率电源，其功能和相互作用由一套专门控制的开关和恒电流控制器进行控制。

包括电荷存储元件（或者更概括地说，能量存储元件）的电源是公知的。

例如，美国专利No.4，628，284（布吕宁）揭示了一种高频率高电压电源，它用了例如微波炉的磁控管的晶体管开关。在一个或另一个晶体管截止时的时间间隔之间提供一个“空载时间”。

美国专利No.4，319，315（小肯尼等）揭示了一种具有相反导电晶体管对的直流一直流转换器。

美国专利No.3，886，429（迈拉德等）揭示了一种适合不同电源的对称电源组。电源组有交替截止和饱和的开关晶体管对。

美国专利No.4，748，311（托马斯等）揭示了一种具有推挽频率为f。和并联调谐电路调谐频率为2×f。的斩波电路。托马斯等设计的电路的目的是减少其开关装置的功率损失。

美国专利No.4，542，440（查泰等）揭示了一种电流传感器，它包含两个电源开关和两个关联缓冲电路，它们工作时相互之间相位差为180°。

美国专利No.5，513，226（约瑟夫逊）揭示了一种包含两个储能电路的镇流倒相电路。两储能电路工作在同一谐振频率。一对晶体管反相转换，以推挽方式工作。

美国专利4，709，323（廉）揭示了一种并联谐振转换器，在此转换器中，谐振电路回收了在电路的开关操作时本来要损失掉的能量。

电源的效率是根据电源内部消耗的能量值来测定的。人们当然希望把内部消耗的能量降到最小，因为内部消耗的能量不能传送到负载中。人们始终期望具有较高效率的电源。本发明的目的就是为了满足这种需要。

本发明涉及一种为负载提供电能的电源。本电源包括具有共同谐振频率的第一和第二谐振储能电路，在两个“主时段”内反复起作用。在第一主时段内，第一谐振储能电路断开，不向负载供电，而由第二谐振储能电路向负载供电，同时向第一谐振储能电源充电。在第二主时段内，第二谐振储能电路断开，不向负载供电，而由第一谐振储能电路向负载供电，与此同时向第二谐振储能电路充电。

在特定的实施例中，本发明的电源可以包括多个恒电路控制器以把谐振储能电路连到负载上。恒电流控制器可以是金属氧化半导体场效应晶体管（MOSFETS）。本发明的电源也可以包括一组开关，以有选择地连接谐振储能电路、恒电流控制器和负载。

谐振储能电路、恒电流控制器和开关安排成在第一和第二“主时段”起作用，每个“主时段”包括第一和第二“次时段”。第一谐振储能电路包含第一电容器和电感器，而第二谐振储能电路包含第二电容器和电感器。第一主时段的第一次时段定义为第二电容器同时向第二电感器提供电流，向负载提供电能和对第一谐振储能电路充电的时间;第一主时段的第二次时段定义为第二电感器同时向第一谐振储能电路充电和向负载提供电能的时间。第二主时段的第一次时段定义为第一电容器同时通过第一电感器提供电流，对第二谐振储能电路充电和向负载提供电能的时间;第二主时段的第二次时段定义为第一电感器向第二储能电路充电和向负载供电的时间。

通过阅读下面结合附图对最佳实施例的详细说明将能更好地理解本发明，图中相同的参考编号对应于相同的元部件。

图1是一高层次框图，示出了本发明的电源的一个实施例。

图2更详细地图示了图1的实施例。图2A和图2B示出了如图3所示的第一主时段的第一和第二次时段期间的电流流向。图2C和图2D示出了如图3所示的第二主时段的第一和第二次时段（第三和第四时段）期间的电流流向。

图3是某些电压信号波形和时间图，电压信号由栅极信号发生器提供并送到图1和图2所示的开关和恒电流控制器的控制端（栅极）。

图4示出了图1和图2所示的最佳的栅极信号放大器，图4A和图4B示出了它们的详图。

图5A、图5B和图5C分别示出了图1和图2所示的最佳的栅极信号发生器、谐振储能充电器和交流负载定时电路。