專利名稱：供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其包括用于向信號處理電路提供功率的功率轉(zhuǎn)換器，所述信號處理電路例如對音頻和/或視頻信號進(jìn)行處理。
背景技術(shù)：
諸如顯示器設(shè)備、音頻放大器或無線電裝置之類的電子裝置包括功率轉(zhuǎn)換器以便為設(shè)備提供DC電壓。所述功率轉(zhuǎn)換器常常是開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器或穩(wěn)定開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其可以包括功率因數(shù)校正(PFC)電路與DC/DC轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)設(shè)置。功率轉(zhuǎn)換器的PFC和DC/DC轉(zhuǎn)換器的規(guī)格被確定成給出最大功率數(shù)量。例如電感和電容器之類的無源組件以及例如半導(dǎo)體器件之類的有源組件的規(guī)格被確定成用于給出主轉(zhuǎn)換器的長久安全且可靠的操作，同時給出最大功率。電感的規(guī)格例如被確定成使其在最大功率下不會變?yōu)轱柡汀０雽?dǎo)體器件的規(guī)格被確定成使其例如可以傳導(dǎo)預(yù)期的最大電流而不會被破壞。此外，包括所有其組件的整個電源的規(guī)格被確定成使得所生成的熱量可以最初被吸收并且隨后被傳遞到電源的周圍環(huán)境中而不會使得電源過熱。但是從電源裝置獲得功率的幾個設(shè)備在大多數(shù)時間所需要的能量少于預(yù)期的最大功率。所述設(shè)備只在短的間隔期間需要最大功率。因此，已知的主轉(zhuǎn)換器的各個組件的規(guī)格高于平均操作條件。例如作為高峰值電流設(shè)定和高磁化電流的結(jié)果，過高的規(guī)格導(dǎo)致高成本、過大的電源裝置以及低效率。這樣的電子裝置的ー個例子是液晶顯示器(IXD)電視。在IXD中，由背光生成的光被LCD単元過濾，所述LCD単元是呈現(xiàn)視頻信號的信息的像素。大多數(shù)視頻信號幀的像素的強(qiáng)度低于最大可能強(qiáng)度。當(dāng)前的LCD電視機(jī)分析視頻信號，并且如果ー個或幾個隨后幀中的幾乎所有像素都具有低于最大強(qiáng)度值的有限強(qiáng)度，則降低背光的強(qiáng)度。同吋，LCD單元中的吸收被控制成使得背光的更多光穿過LCD単元。通過降低背光強(qiáng)度會節(jié)省功率。只有在需要以高強(qiáng)度的光顯示視頻幀(例如呈現(xiàn)閃電的幀)的時間段期間，才把背光控制成對于有限數(shù)目的幀給出最大光量。在LCD電視中，背光常常具有単獨(dú)的功率轉(zhuǎn)換器。該功率轉(zhuǎn)換器被配置成能夠給出最大功率數(shù)量，從而導(dǎo)致其規(guī)格關(guān)于需要為背光提供的平均功率數(shù)量被確定得過大的功率轉(zhuǎn)換器。此外，所述功率轉(zhuǎn)換器在恒定供電電壓和/或恒定供電電流下向設(shè)備提供功率， 這是設(shè)備操作在其最大性能下所需要的。但是當(dāng)未操作在其最大性能下吋，消耗來自功率轉(zhuǎn)換器的功率的設(shè)備不會高效地操作。舉例來說，在其中必須放大音頻信號的電子裝置中， 所述電子裝置的放大器需要特定的供電電壓以便把信號放大到特定的最大輸出電平。放大器從功率轉(zhuǎn)換器接收所述特定供電電壓。但是如果不把音頻信號放大到最大輸出電平，則放大器的操作效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的是提供一種更加高效的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中向音頻和/或視
6頻處理電路提供功率。本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求限定。有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括功率轉(zhuǎn)換器、分析電路和功率轉(zhuǎn)換器控制器。功率轉(zhuǎn)換器接收市電電壓，并且向在正常操作中處理例如音頻信號和/或視頻信號的信號處理電路提供功率。功率轉(zhuǎn)換器被配置成操作在第一模式或第二模式下，在第 ー模式下，功率轉(zhuǎn)換器能夠提供第一功率電平，在第二模式下，功率轉(zhuǎn)換器能夠提供第二功率電平。第二功率電平高于第一功率電平。舉例來說，放大音頻信號以使其通過揚(yáng)聲器可聽，并且在顯示器設(shè)備的顯示器裝置上顯示視頻信號。分析電路接收音頻信號和/或視頻信號，并且分析所述音頻信號和/或視頻信號。分析電路生成功率信號，其表明信號處理電路在正常操作中的功率消耗。功率轉(zhuǎn)換器控制器接收所述功率信號，并且控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式或第二模式下。當(dāng)功率信號表明信號處理電路的功率消耗低于第一功率電平吋，功率轉(zhuǎn)換器被控制成操作在第一模式下。當(dāng)功率信號表明信號處理電路的功率消耗高于第一功率電平吋，功率轉(zhuǎn)換器被控制成操作在第二模式下。分析電路能夠基于經(jīng)過處理的信號中的信息表明信號處理電路消耗多少功率。分析電路具有關(guān)于信號特性與信號處理電路的功率使用之間的關(guān)系的知識。舉例來說，如果信號處理電路是等離子顯示器裝置并且如果視頻信號包括許多高強(qiáng)度，則信號處理電路可能具有相對較高的功率消耗?；蛘咴诹愆`個實(shí)例中，如果音頻信號包括許多大幅度，則分析電路知曉放大信號的放大器消耗許多功率?；谟煞治鲭娐飞傻墓β市盘?，功率轉(zhuǎn)換器被控制成操作在一種模式下，在該模式下其可以提供與信號處理電路在該模式下的最大功率使用相匹配的功率。有利的是把功率轉(zhuǎn)換器適配成能夠提供與信號處理電路的真實(shí)使用相匹配的功率數(shù)量。其防止功率轉(zhuǎn)換器和/或信號處理電路中的不必要的低效率。功率轉(zhuǎn)換器例如在尺寸和價格方面可以更加高效，這是因?yàn)槠湟?guī)格可以被確定成使其不必總是提供第二功率電平的功率。功率轉(zhuǎn)換器例如在防止低負(fù)載下的高峰值功率設(shè)定和高磁化電流方面可以更加高效。附加地或替換地，信號處理電路的操作可以更加高效，這是因?yàn)槠洳恍枰纳⒔邮兆怨β兽D(zhuǎn)換器的能量，并且不一定被需要來處理音頻信號和/或處理視頻信號。取決于功率轉(zhuǎn)換器的具體類型，可以通過不同的解決方案把功率轉(zhuǎn)換器控制成操作在第一模式或第二模式下。如果功率轉(zhuǎn)換器例如是包括變壓器的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器， 則功率轉(zhuǎn)換器可以響應(yīng)于功率信號向變壓器提供更多能量，從而使得存儲在變壓器中的能量數(shù)量與信號處理電路中消耗的功率數(shù)量有關(guān)。如果功率轉(zhuǎn)換器只有在需要時才提高去到變壓器的能量，則避免了變壓器中的不必要的能量損失。或者，例如對于不一定被需要來向信號處理電路遞送第一功率電平并且只有在提供第二功率電平時才有用的組件，可以將其關(guān)斷或變成斷開，從而防止這些組件中的例如以熱能、磁能或動能形式的能量損失。在ー個實(shí)施例中，附加的電感或電容器可以分別并聯(lián)連接到功率轉(zhuǎn)換器的電感或電容器，以便能夠在第二模式下轉(zhuǎn)換更多功率。因此，通過控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式或第二模式下會導(dǎo)致第一模式以及第ニ模式下的高效的功率轉(zhuǎn)換器。所述功率信號表明當(dāng)信號處理電路處于正常操作中時的信號處理電路的功率消耗。其可以是所計算的信號處理電路的實(shí)際功率使用或者所計算的最大功率使用。至少所述功率信號代表為了確保信號處理電路在正常操作中處理作為所生成的功率信號的基礎(chǔ)的音頻和/或視頻信號時的正確操作，功率轉(zhuǎn)換器所必須提供的最小功率數(shù)量。所提供的功率信號可以與特定時間間隔內(nèi)的功率消耗有關(guān)，或者與相繼的各個時間間隔中的相應(yīng)功率消耗有關(guān)。應(yīng)當(dāng)提到的是，所述功率信號與信號處理電路的正常操作模式有關(guān)，并且在第一模式和第二模式下提供的功率出現(xiàn)在信號處理電路的正常操作模式下。本發(fā)明不涉及由信號處理電路在待機(jī)模式下消耗的功率，盡管本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)在前面的第一和第二模式之外也可以很好地具有待機(jī)模式。在待機(jī)模式下，信號處理電路消耗少量能量并且不處于正常操作中，這意味著信號處理電路沒有在處理將要顯示或者將要使其可聽的視頻信號和/或音頻信號，這是因?yàn)闆]有視頻信號和/或音頻信號，或者是因?yàn)殛P(guān)斷了信號處理電路。在正常操作模式下，功率消耗將非常高，這是因?yàn)閷⒁@示圖像或者將要使得聲音可聽。在一個實(shí)施例中，所述功率信號表明信號處理電路在接收到該功率信號的時刻之后的時間間隔期間預(yù)期將要消耗的功率消耗。因此，所述功率信號是對于后繼時間間隔的功率消耗的預(yù)測。通過在其中消耗功率的后繼間隔開始之前接收到功率信號允許功率轉(zhuǎn)換器搶先地準(zhǔn)備預(yù)期的功率消耗改變，從而導(dǎo)致更加穩(wěn)定的操作，例如如果功率轉(zhuǎn)換器意圖提供穩(wěn)定的輸出電壓，則輸出電壓將更加穩(wěn)定。已知的功率轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)在于其無法立即改變輸出功率，這是因?yàn)槔缭谀軌虬阉鎯Φ墓β侍峁┙o消耗功率的電路之前，需要把功率存儲在電感中。如果功率消耗忽然改變，則已知的功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓會在較短時間段內(nèi)増大或減小。轉(zhuǎn)換器在這些較短時間段內(nèi)無法提供所需的功率電平。所述實(shí)施例的功率轉(zhuǎn)換器搶先準(zhǔn)備功率電平的即將到來的改變，并因而防止出現(xiàn)其間向信號處理電路提供錯誤功率數(shù)量的較短時間段。應(yīng)當(dāng)提到的是，后繼間隔不需要在接收到功率信號的時刻之后立即開始。在一個實(shí)施例中，在接收到功率信號的時刻與所述時間間隔開始的時刻之間存在預(yù)定義的延遲。在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器可以操作在多種模式下，并且在所述多種模式當(dāng)中的每ー種模式下，功率轉(zhuǎn)換器能夠提供多個功率電平當(dāng)中的特定的ー個。功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器操作在所述多種模式當(dāng)中的與功率信號所表明的功率消耗最佳地匹配的一種模式下。由功率轉(zhuǎn)換器控制器選擇的模式與信號處理電路的功率消耗之間的最佳匹配是這樣ー種模式，其中所選模式的特定功率電平僅比信號處理電路的功率消耗略高。 換句話說，功率轉(zhuǎn)換器控制器選擇這樣ー種模式，其中所述模式的特定功率電平減去功率消耗的數(shù)值是ー個正值，但是盡可能接近零。所述模式的特定功率電平減去功率消耗的數(shù)值是對應(yīng)于低效率的度量，并且通過使得該數(shù)值最小化可以獲得最高的效率?？捎玫哪Ｊ皆蕉啵梢赃x擇到導(dǎo)致非常小的低效率的概率就越高。在極端情況下，通過在連續(xù)尺度上控制功率轉(zhuǎn)換器所能提供的最大功率電平，模式的數(shù)目是無限的。在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器以這樣ー種方式向信號處理電路提供輸出電壓， 即在第一模式下提供第一輸出電壓電平并且在第二模式下提供第二輸出電壓電平。第二輸出電壓電平高于第一輸出電壓電平。分析電路分析音頻信號和/或視頻信號并且生成功率信號，所述功率信號表明信號處理電路在正常操作中處理音頻信號和/或視頻信號所需的輸入電壓電平。當(dāng)所表明的輸入電壓電平低于第一輸出電壓電平吋，功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式下，并且當(dāng)所表明的輸入電壓電平高于第一輸出電壓電平時，控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第二模式下。提供特定的輸出功率電平取決于輸出電壓和/或輸出電流。因此，在特定電平下提供輸出電壓是提供特定功率數(shù)量的一種高效的解決方案。 分析電路把信號處理電路的功率消耗轉(zhuǎn)化成信號處理電路的所需輸入電壓電平。隨后，功率轉(zhuǎn)換器控制器選擇與功率信號所表明的所需輸入電壓電平相匹配的功率轉(zhuǎn)換器模式，并且控制功率轉(zhuǎn)換器操作在該模式下。當(dāng)信號處理電路接收到特定供電電壓和具有特定特性的音頻信號和/或視頻信號的正確組合吋，信號處理電路可以最為高效地操作。分析電路生成功率信號，其表明去到信號處理電路的哪ー個供電電壓與音頻信號和/或視頻信號的特性最佳地匹配。隨后， 功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器提供作為信號處理電路的所需輸入電壓與音頻信號和/ 或視頻信號的特性之間的相對良好匹配的電壓電平。其結(jié)果是信號處理電路相對高效地操作，特別當(dāng)與提供恒定電壓電平的已知供電系統(tǒng)相比時尤其如此。在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器在第一和第二模式下分別提供第一和第二輸出電流。分析電路生成功率信號，從而使其表明信號處理電路的所需輸入電流。當(dāng)功率信號表明所需輸入電流低于第一輸出電流吋，功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式下，并且當(dāng)功率信號表明所需輸入電流高于第一輸出電流時，控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第二模式下。在另ー個實(shí)施例中，所述功率信號表明信號處理電路的所需輸入電壓和所需輸入電流。功率轉(zhuǎn)換器在第一模式下提供第一輸出電壓電平和第一輸出電流電平，并且在第二模式下提供第二輸出電壓電平和第二輸出電流電平。功率轉(zhuǎn)換器控制器選擇與功率信號所表明的需求最佳地匹配的模式，并且控制功率轉(zhuǎn)換器操作在所選模式下。在一個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器包括初級側(cè)、次級側(cè)和反饋電路。初級側(cè)接收市電電壓，并且向次級側(cè)輸送功率。次級側(cè)提供輸出電壓。反饋電路把與輸出電壓電平有關(guān)的反饋從次級側(cè)提供到初級側(cè)，以便在初級側(cè)控制去到次級側(cè)的功率輸送。對于反饋電路的使用以及對于功率輸送的控制使得輸出電壓得到穩(wěn)定。功率轉(zhuǎn)換器控制器改變反饋電路的操作，以便控制功率轉(zhuǎn)換器的操作模式。已知的功率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)具有反饋電路。反饋電路例如在市電分開的功率轉(zhuǎn)換器中向初級側(cè)提供ー個信號，其表明輸出電壓電平與參考電壓電平之間的差值。在另ー個實(shí)例中，將輸出電壓電平的數(shù)值或者輸出電壓電平的分接數(shù)值反饋到初級側(cè)。可以通過改變參考電壓或者利用不同于常規(guī)分接因數(shù)的另ー個分接因數(shù)來分接輸出電壓電平的數(shù)值來改變反饋電路的操作。取代輸出電壓的數(shù)值，可以把輸出電壓電平的其他分接數(shù)值反饋到初級側(cè)，或者可以將其與參考電壓進(jìn)行比較。影響反饋電路的操作是控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一或第二模式下的一種有效解決方案。只需要對已知的功率轉(zhuǎn)換器做出最小修改。在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路與主功率轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)設(shè)置。主功率轉(zhuǎn)換器為信號處理電路提供功率。功率因數(shù)校正電路被配置成響應(yīng)于第一模式下的功率信號向主功率轉(zhuǎn)換器提供第一電壓，并且響應(yīng)于第二模式下的功率信號提供高于第一電壓的第二電壓。如果功率因數(shù)校正電路給出更高輸出電壓，則主功率轉(zhuǎn)換器能夠?yàn)樾盘柼幚黼娐诽峁└喙β?。因此，通過控制功率因數(shù)校正電路的輸出電壓，得以控制由主功率轉(zhuǎn)換器提供給信號處理電路的功率。有利的是為主功率轉(zhuǎn)換器提供更高的輸入電壓， 這是因?yàn)槠溆捎诟咻斎腚妷嚎赡懿僮鞯酶痈咝?以每瓦特輸送功率測量)。在為信號處理電路提供更多功率的同吋，由于更高的輸入電壓，主功率轉(zhuǎn)換器中的許多電流不需要增大。功率耗散與電流的平方有關(guān)，并因此，主功率轉(zhuǎn)換器中的功率損失較低。更高的輸入電壓不會導(dǎo)致主功率轉(zhuǎn)換器的組件的規(guī)格更大。雖然例如變壓器需要另ー種設(shè)計來耐受更高的電壓，但是這一般不會導(dǎo)致更大的變壓器。并且如果需要更大的規(guī)格來耐受更高的電壓， 這一點(diǎn)可以通過由于作為功率損失更低的結(jié)果的發(fā)熱更少而導(dǎo)致的更小規(guī)格來補(bǔ)償。在另ー個實(shí)施例中，反饋電路包括分接輸出電壓的各個阻抗的串聯(lián)設(shè)置。功率轉(zhuǎn)換器控制器通過把另一個阻抗與電阻器的串聯(lián)設(shè)置當(dāng)中的至少ー個阻抗并聯(lián)連接來改變反饋電路的操作。已知的反饋電路常常具有阻抗的串聯(lián)設(shè)置以便分接輸出電壓，從而反饋與所分接的輸出電壓有關(guān)的信號。所述信號例如是預(yù)定義參考電壓與所分接輸出電壓之間的電壓差。通過影響對于輸出電壓電平的分接，獲得另一個電壓差，并且將另ー個數(shù)值反饋到初級側(cè)，從而得到另ー個穩(wěn)定輸出電壓。如果所述阻抗的串聯(lián)設(shè)置被連接在輸出電壓與接地電壓之間并且反饋信號是從所述阻抗的串聯(lián)設(shè)置當(dāng)中的兩個阻抗之間的結(jié)點(diǎn)獲得的， 則所述阻抗的串聯(lián)設(shè)置例如形成分壓電路。取代把另ー個阻抗與其中ー個所述阻抗并聯(lián)連接或斷開，可以由功率轉(zhuǎn)換器控制器將其中一個所述阻抗至少部分地短路。在一個實(shí)施例中，所述阻抗是電阻器。在另ー個實(shí)施例中，與所述串聯(lián)設(shè)置的其中一個阻抗并聯(lián)連接的阻抗是具有可變阻抗數(shù)值的可控阻抗電路。在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路與主功率轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)設(shè)置。主功率轉(zhuǎn)換器為信號處理電路提供功率。功率因數(shù)校正電路包括電感、開關(guān)、反饋電路和開關(guān)控制器。所述開關(guān)生成流經(jīng)電感的周期性變化的電流。反饋電路提供與功率因數(shù)校正電路的輸出電壓有關(guān)的反饋信號。開關(guān)控制器響應(yīng)于反饋信號控制開關(guān)以便穩(wěn)定輸出電壓。功率轉(zhuǎn)換器控制器被控制來改變反饋電路的操作，以便控制功率轉(zhuǎn)換器的操作模式。已知的功率因數(shù)校正電路常常具有這樣的反饋電路。通過功率轉(zhuǎn)換器控制器電路影響反饋電路的操作是不需要對已知的功率因數(shù)校正電路做出許多修改的一種有效解決方案。在另ー個實(shí)施例中，反饋電路包括用于分接功率因數(shù)校正電路的輸出電壓的各個阻抗的串聯(lián)設(shè)置。功率轉(zhuǎn)換器控制器通過把另一個阻抗與所述阻抗的串聯(lián)設(shè)置的至少其中一個阻抗并聯(lián)連接來改變反饋電路的操作。許多反饋電路具有決定所提供的反饋信號的各個阻抗的串聯(lián)設(shè)置。通過把另一個阻抗與其中一個所述阻抗并聯(lián)連接是影響反饋電路的操作從而控制功率轉(zhuǎn)換器的操作模式的ー種有效且高效的模式。取代把另ー個阻抗與其中一個所述阻抗并聯(lián)連接或斷開，可以由功率轉(zhuǎn)換器控制器將其中ー個所述阻抗短路。在ー個實(shí)施例中，所述阻抗是電阻器。在一個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器在第一模式下提供平均功率，并且在第二模式下提供峰值功率。峰值功率高于平均功率。在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器被配置成僅僅暫時操作在第二模式下。對視頻信號和/或音頻信號進(jìn)行處理的信號處理電路當(dāng)然根據(jù)視頻信號和/或音頻信號來操作。在信號處理電路的正常操作期間，顯示視頻信號并且/或者使得音頻信號可聽。視頻信號和/或音頻信號通常具有其間視頻幀的強(qiáng)度或音頻信號的幅度處于最大水平的較短間隔，并因此信號處理電路將只在較短間隔期間才需要來自功率轉(zhuǎn)換器的峰值功率電平。因此，功率轉(zhuǎn)換器只需要在較短間隔期間給出峰值功率，從而允許降低功率轉(zhuǎn)換器的各個組件的規(guī)格?？梢灾饕槍υ诘谝荒Ｊ较滤a(chǎn)生的熱量來確定各個組件的尺寸規(guī)格。雖然必須針對最大可能電壓和最大可能電流來確定功率轉(zhuǎn)換器的各個組件的規(guī)格，但是由于功率轉(zhuǎn)換器中的發(fā)熱更少，因此可以把功率轉(zhuǎn)換器建造得更加緊湊。
在另ー個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路與主功率轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)設(shè)置。主功率轉(zhuǎn)換器向信號處理電路提供功率。功率因數(shù)校正電路包括用于在第一模式和第 ニ模式下都輸送平均功率的平均功率因數(shù)校正電路。功率因數(shù)校正電路還包括用于在第二模式下輸送高于平均功率的所需額外功率的峰值功率因數(shù)校正電路。功率轉(zhuǎn)換器控制器在第二模式下激活峰值功率因數(shù)校正電路，并且在第一模式下停用峰值功率因數(shù)校正電路。 通過僅僅在第二模式下激活峰值功率因數(shù)校正電路，當(dāng)峰值功率因數(shù)校正電路不一定需要操作來遞送功率時就避免了峰值功率因數(shù)校正電路中的功率損失。此外，只需要針對輸送平均功率來對平均功率因數(shù)校正電路進(jìn)行優(yōu)化，從而在能量效率、尺寸和成本方面得到非常高效的平均功率因數(shù)校正電路。在另ー個實(shí)施例中，平均功率因數(shù)校正電路包括無源市電諧波線圈，并且峰值功率因數(shù)校正電路包括有源升壓轉(zhuǎn)換器。在平均功率因數(shù)校正電路中使用無源市電諧波線圈是特別有利的，因?yàn)檫@樣的功率因數(shù)校正電路可以又小又便宜。由于平均功率因數(shù)校正電路只需要輸送相對少量的功率，因此只需要相對小而便宜的無源諧波線圈。在另ー個實(shí)施例中，平均功率因數(shù)校正電路和峰值功率因數(shù)校正電路都包括有源升壓轉(zhuǎn)換器。在一個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路與主功率轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)設(shè)置。主功率轉(zhuǎn)換器向信號處理電路提供功率。主功率轉(zhuǎn)換器包括平均主功率轉(zhuǎn)換器和峰值主功率轉(zhuǎn)換器。平均主功率轉(zhuǎn)換器在第一模式和第二模式下都輸送平均功率。峰值主功率轉(zhuǎn)換器在第二模式下輸送高于平均功率的所需額外功率。處理單元在第二模式下激活峰值主功率轉(zhuǎn)換器，并且在第一模式下停用峰值主功率轉(zhuǎn)換器。通過僅僅在第二模式下激活主功率轉(zhuǎn)換器，當(dāng)不需要峰值主功率轉(zhuǎn)換器來遞送功率時就避免了峰值主功率轉(zhuǎn)換器中的功率損失。此外，只需要針對輸送平均功率來對平均主功率轉(zhuǎn)換器進(jìn)行優(yōu)化，從而在能量效率、尺寸和成本方面得到非常高效的平均主功率轉(zhuǎn)換器。在一個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路與主功率轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)設(shè)置。主功率轉(zhuǎn)換器向信號處理電路提供功率。主功率轉(zhuǎn)換器包括電感和電流傳感器，主功率轉(zhuǎn)換器還包括開關(guān)、反饋電路和開關(guān)控制器。所述開關(guān)生成流經(jīng)電感的周期性改變的電流。反饋電路提供與電流傳感器感測到的流經(jīng)電感的電流有關(guān)的反饋信號。開關(guān)控制器響應(yīng)于反饋信號控制開關(guān)。功率轉(zhuǎn)換器控制器改變反饋電路的操作，以便控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式或第二模式下。電流傳感器感測流經(jīng)電感的電流，并且基于所感測到的電流控制開關(guān)。感測電流以便檢測在電感中存儲了多少功率。開關(guān)控制器控制開關(guān)以便在其間開關(guān)閉合的間隔期間在電感中存儲特定數(shù)量的功率。在交替的間隔內(nèi)，開關(guān)被保持閉合及開關(guān)被保持?jǐn)嚅_。通過影響反饋電路的操作，功率轉(zhuǎn)換器控制器直接影響存儲在電感中的能量的數(shù)量。如果在其間開關(guān)閉合的間隔期間在電感中存儲了更多功率，則可以由功率轉(zhuǎn)換器輸送更多功率。改變反饋電路的操作是控制功率轉(zhuǎn)換器的操作模式的一種有效且高效的方式。電流傳感器可以是阻杭、電阻器或者例如是電流感測變壓器。在另ー個實(shí)施例中，反饋電路包括用以分接電流傳感器兩端的電壓、功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓或者功率因數(shù)校正電路的輸出電壓的各個阻抗的串聯(lián)設(shè)置。功率轉(zhuǎn)換器控制器通過把另一個阻抗與所述阻抗的串聯(lián)設(shè)置當(dāng)中的至少ー個阻抗并聯(lián)連接來改變反饋電路的操作。許多反饋電路具有這樣的阻抗的串聯(lián)設(shè)置，其決定提供何種反饋信號。通過把另一個阻抗與其中一個所述阻抗并聯(lián)連接是影響反饋電路的操作從而控制功率轉(zhuǎn)換器的操作模式的一種有效且高效的解決方案。取代把另ー個阻抗與其中一個所述阻抗并聯(lián)連接或斷開，可以由功率轉(zhuǎn)換器控制器將其中ー個所述阻抗短路。在一個實(shí)施例中，所述阻抗是電阻器。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供ー種信號處理系統(tǒng)。所述信號處理系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、功率分析電路以及信號處理電路。功率分析電路分析由功率轉(zhuǎn)換器提供的功率，并且生成與所提供的功率有關(guān)的另外的功率信號。信號處理電路處理所述信號。信號處理電路接收包括功率信號和另外的功率信號的組當(dāng)中的至少ー 個。信號處理電路根據(jù)另外的功率信號來處理信號?；蛘咝盘柼幚黼娐窓z測功率信號與另外的功率信號之間的偏差，并且根據(jù)功率信號和檢測到的偏差來施行信號處理。如果使用根據(jù)本發(fā)明的該方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，則信號處理電路必須考慮到所提供的功率的數(shù)量以便確保對于信號的正確處理。實(shí)例是根據(jù)所提供的功率來適配放大器的増益的放大器。根據(jù)功率信號來適配增益，所述功率信號基本上是請求所提供的特定數(shù)量的功率的信號。但是如果功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)不能精確地提供所請求數(shù)量的功率，則增益被錯誤地控制，并因此放大器生成作為失真(音頻)信號的經(jīng)過放大的信號。實(shí)際提供的功率數(shù)量受到電源電壓的上升和下降時間的影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所述上升和下降時間可能隨著不同的負(fù)載條件、不同的信號特性以及功率轉(zhuǎn)換器的特征而改變。信號處理系統(tǒng)提供生成另外的功率信號的功率分析電路，所述另外的功率信號由信號處理系統(tǒng)接收到，從而使得信號處理系統(tǒng)具有關(guān)于電源實(shí)際提供的功率的知識。信號處理電路使用所提供的功率信號來檢測所請求的功率數(shù)量與實(shí)際提供的功率數(shù)量之間的偏差。如果存在偏差，則對信號的處理被適配成注意所述偏差，并且在信號處理中防止出現(xiàn)由于預(yù)期提供功率與實(shí)際提供功率之間的失配而導(dǎo)致的錯誤。在另ー個實(shí)施例中，另外的功率信號被直接使用來影響信號處理，從而把實(shí)際提供的功率數(shù)量直接納入考慮。應(yīng)當(dāng)提到的是，功率分析電路可以分析實(shí)際提供的電壓、實(shí)際提供的電流或者實(shí)際提供的電壓與實(shí)際提供的電流的組合。對信號的處理可以取決于由功率信號和/或另外的功率信號表明的電壓、電流或者電壓與電流的組合。功率分析電路可以是信號處理系統(tǒng)的單獨(dú)組件，或者可替換地可以是信號處理電路的一部分。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供ー種平板顯示器設(shè)備。所述平板顯示器設(shè)備包括IXD 裝置和根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。LCD裝置呈現(xiàn)視頻信息并且包括背光單元和背光控制器，以便響應(yīng)于強(qiáng)度信號控制由背光單元發(fā)出的光的強(qiáng)度。所述系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換器至少向所述背光単元提供功率。分析電路至少分析包括視頻信息的視頻信號，并且分析電路生成強(qiáng)度信號作為功率信號。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種音頻系統(tǒng)。所述音頻信號包括放大器和根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。放大器放大音頻信號。功率轉(zhuǎn)換器至少向放大器提供功率。分析電路至少分析音頻信號，并且生成表明放大器的功率消耗的功率信號。在所述音頻系統(tǒng)的ー個實(shí)施例中，分析電路生成功率信號以表明必須向放大器提供的供電電壓，并且功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器提供由所述功率信號所表明的供電電壓。所述音頻系統(tǒng)還包括供電電壓分析電路，其分析由功率轉(zhuǎn)換器提供的供電電壓，并且生成與所提供的供電電壓有關(guān)的另外的功率信號。放大器執(zhí)行以下操作i)接收包括功率信號和另外的功率信號的組當(dāng)中的至少ー個；以及iia)根據(jù)另外的功率信號適配放大器的増益；以及iib)檢測功率信號與另外的功率信號之間的偏差，并且根據(jù)功率信號以及所檢測到的偏差來適配放大器的増益。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供ー種操作系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)包括功率轉(zhuǎn)換器和功率轉(zhuǎn)換器控制器。功率轉(zhuǎn)換器接收市電電壓，并且向信號處理電路提供功率。在第一模式下，功率轉(zhuǎn)換器能夠提供第一功率電平，并且在第二模式下，功率轉(zhuǎn)換器能夠提供高于第一功率電平的第二功率電平。所述方法包括各個相繼步驟。對信號處理電路處理的信號進(jìn)行分析。生成功率信號，其表明當(dāng)信號處理電路處于正常操作中時的信號處理電路的功率消耗。向功率轉(zhuǎn)換器控制器提供功率信號。當(dāng)功率信號表明信號處理電路的功率消耗高于第一功率電平吋，功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式下。當(dāng)功率信號表明信號處理電路的功率消耗高于第一功率電平吋，功率轉(zhuǎn)換器被控制成操作在第二模式下。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號處理系統(tǒng)、根據(jù)本發(fā)明的第三方面的平板顯示器設(shè)備、根據(jù)本發(fā)明的第四方面的音頻系統(tǒng)以及根據(jù)本發(fā)明的第五方面的方法提供與根據(jù)本發(fā)明的第一方面的系統(tǒng)相同的益處。參照下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將變得顯而易見并且將對其進(jìn)行闡述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以按照認(rèn)為有用的任意方式組合前面提到的本發(fā)明的各個實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)方式和/或方面當(dāng)中的兩項(xiàng)或更多項(xiàng)。在本說明書的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)施對應(yīng)于所描述的系統(tǒng)修改和變型的所述系統(tǒng)和/或方法的各種修改和變型。


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的ー個實(shí)施例；
圖2示意性地示出了用以在不同模式下向信號處理電路提供不同電壓電平的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的ー個實(shí)施例；
圖3示意性地示出了包括功率轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的ー個實(shí)施例，所述功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路和主功率轉(zhuǎn)換器；
圖4示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的ー個實(shí)施例，其包括功率因數(shù)校正電路以便向系統(tǒng)的主功率轉(zhuǎn)換器提供第一電壓電平或第二電壓電平；
圖5示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的ー個實(shí)施例，其中可以在連續(xù)尺度上控制功率因數(shù)校正電路的輸出電壓電平；
圖6示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的ー個實(shí)施例，其中響應(yīng)于功率信號來控制最大電感電流；
圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第三方面的平板顯示器設(shè)備的一個實(shí)施例； 圖8a示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第四方面的音頻系統(tǒng)的一個實(shí)施例； 圖8b以曲線圖的形式示出了放大器的經(jīng)過放大的音頻信號和輸入電壓電平； 圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號處理系統(tǒng)； 圖IOa示意性地示出了音頻系統(tǒng)的另ー個實(shí)施例； 圖IOb示出了其中繪制出圖IOa的音頻系統(tǒng)的ー些信號的圖表；以及圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第五方面的方法的一個實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)提到的是，在不同附圖中由相同參考標(biāo)記標(biāo)示的項(xiàng)目具有相同的結(jié)構(gòu)特征和相同的功能或者是相同的信號。如果已經(jīng)解釋了這樣ー個項(xiàng)目的功能和/或結(jié)構(gòu)，則在詳細(xì)描述部分中不需要重復(fù)對其的解釋。
具體實(shí)施例方式圖1中示出了第一實(shí)施例。圖1示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100，其包括功率轉(zhuǎn)換器102、功率轉(zhuǎn)換器控制器110和分析電路114。功率轉(zhuǎn)換器102接收市電電壓108， 并且向處于正常操作中的信號處理電路106提供功率104。功率轉(zhuǎn)換器102可以操作在第 ー模式下，其中向信號處理電路106提供第一功率電平，或者操作在第二模式下，其中向信號處理電路106提供第二功率電平。信號處理電路106處理音頻信號116和/或視頻信號 116。分析電路114接收并分析音頻信號116和/或視頻信號116，以便生成功率信號112。 功率信號112表明信號處理電路106的功率消耗。功率信號112由功率轉(zhuǎn)換器控制器接收， 其控制功率轉(zhuǎn)換器102在功率信號112表明信號處理電路106的功率使用低于第一功率電平時操作在第一模式下，或者在功率信號112表明信號處理電路106的功率使用高于第一功率電平時操作在第二模式下。作為ー個實(shí)例，信號處理電路106可以是放大音頻信號116的放大器。經(jīng)過放大的音頻信號被提供到揚(yáng)聲器。作為去到信號處理電路106的輸入的音頻信號116的幅度決定放大器在放大音頻信號116時消耗多少功率。在該例中，分析電路114具有關(guān)于音頻信號116的幅度與放大器的功率消耗之間的關(guān)系的知識，并且基于該知識生成功率信號112。 所述知識可以被編程在由分析電路114的處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序中，或者可以被硬編碼在分析電路114的硬件中。應(yīng)當(dāng)提到的是，信號處理電路106還可以包括或者替換地包括視頻顯示器，其所消耗的功率電平取決于視頻信號116中的信息。在ー個通常的實(shí)例中，信號處理電路106是這樣一種電路，其功率消耗取決于由信號處理電路106處理的音頻信號 116和/或視頻信號116的ー項(xiàng)或更多項(xiàng)特性。圖2示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的另一個實(shí)施例200。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)200包括功率轉(zhuǎn)換器212、功率轉(zhuǎn)換器控制器216和分析電路114。功率轉(zhuǎn)換器接收市電電壓108， 并且向處理音頻信號116和/或視頻信號116的信號處理電路106提供輸出電壓211。功率轉(zhuǎn)換器包括初級側(cè)202和次級側(cè)206，初級側(cè)202包括變壓器的初級繞組Li，次級側(cè)206 包括變壓器的次級繞組L2。次級側(cè)206提供輸出電壓211。功率轉(zhuǎn)換器212還包括反饋電路213，以用于從次級側(cè)206向初級側(cè)202提供輸出電壓211電平的反饋。由初級側(cè)202接收到的反饋被用來把輸出電壓211穩(wěn)定到特定電壓電平。在所示實(shí)施例中，反饋電路213 包括分接輸出電壓211的阻抗204、207、208的串聯(lián)設(shè)置。提供另ー個阻抗210，其可以通過第一開關(guān)215與其中一個阻抗208并聯(lián)連接。第二開關(guān)214可以被用來短路其中一個阻抗 207或其一部分。功率轉(zhuǎn)換器控制器216可以閉合第一開關(guān)215和/或第二開關(guān)214。被提供到初級側(cè)的反饋可以取決于由其中兩個阻抗204、207之間的由Kf表明的點(diǎn)的電壓電平。 阻抗204、207、208、210對輸出電壓211進(jìn)行劃分，以便獲得反饋電壓電平Ff。取決于開關(guān) 214和開關(guān)215的狀態(tài)，阻抗204、207、208、210的集合通過四個不同劃分因數(shù)的其中之ー對輸出電壓進(jìn)行劃分。這樣就可以為初級側(cè)202提供四種不同類型的反饋，并且可以獲得四個不同的穩(wěn)定輸出電壓。開關(guān)214和開關(guān)215的狀態(tài)由功率轉(zhuǎn)換器控制器216控制，從而導(dǎo)致控制功率轉(zhuǎn)換器212操作在四種不同的可能模式的其中之一下，并因而提供四個不同的穩(wěn)定電壓電平211的其中之一。功率轉(zhuǎn)換器控制器216從分析電路接收功率信號218，其表明信號處理電路106處理音頻和/或視頻信號116所需要的電壓。圖3示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的另一個實(shí)施例300。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)300 包括功率轉(zhuǎn)換器312、功率轉(zhuǎn)換器控制器314和分析電路114。分析電路接收音頻信號116 和/或視頻信號116。音頻信號116和/或視頻信號116也由信號處理電路106接收，其對音頻信號116和/或視頻信號116進(jìn)行處理。信號處理電路106在正常操作中的功率消耗取決于音頻信號116和/或視頻信號116的特性。分析電路生成功率信號112，其表明信號處理電路106在正常操作中的功率消耗。功率轉(zhuǎn)換器控制器314接收功率信號112，并且控制功率轉(zhuǎn)換器312操作在第一模式或第二模式下。功率轉(zhuǎn)換器312接收市電電壓108，并且向信號處理電路106提供功率104。功率轉(zhuǎn)換器312能夠在操作于第一模式下時提供平均功率電平，并且能夠在操作于第二模式下時提供峰值功率電平。峰值功率電平高于平均功率電平。功率轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正電路302與主功率轉(zhuǎn)換器308的串聯(lián)設(shè)置。功率因數(shù)校正電路302校正功率轉(zhuǎn)換器312的功率因數(shù)，并且向主功率轉(zhuǎn)換器308提供特定電壓 306。在一個實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器還包括峰值功率因數(shù)校正電路304。功率因數(shù)校正電路302能夠向主功率轉(zhuǎn)換器308提供平均功率數(shù)量，并且峰值功率因數(shù)校正電路304能夠在信號處理電路106的消耗功率高于平均功率電平時提供高于平均功率電平的附加功率。 功率轉(zhuǎn)換器控制器314控制峰值功率因數(shù)校正電路304只在功率轉(zhuǎn)換器312必須操作于第 ニ模式下才激活。當(dāng)功率信號112表明信號處理電路106的功率消耗高于平均功率電平吋， 功率轉(zhuǎn)換器312必須操作在第二模式下。在一個實(shí)施例中，功率因數(shù)校正電路302和峰值功率因數(shù)校正電路304可以都是升壓轉(zhuǎn)換器。在另ー個實(shí)施例中，功率因數(shù)校正電路302 是無源市電諧波線圈與用于校正功率因數(shù)的整流器電路的串聯(lián)設(shè)置，并且峰值功率因數(shù)電路304是升壓轉(zhuǎn)換器。所述整流器電路例如是ニ極管。在另ー個實(shí)施例中，主功率轉(zhuǎn)換器308能夠輸送平均功率電平。功率轉(zhuǎn)換器312 還包括峰值主功率轉(zhuǎn)換器310，其能夠在功率轉(zhuǎn)換器312操作于第二模式下時輸送高于平均功率的所需附加功率。功率轉(zhuǎn)換器控制器314通過相應(yīng)地停用或激活峰值主功率轉(zhuǎn)換器 310來控制功率轉(zhuǎn)換器312操作在第一模式或第二模式下。激活峰值主功率轉(zhuǎn)換器310可以通過接通峰值主功率轉(zhuǎn)換器310或者把峰值主功率轉(zhuǎn)換器310連接到由功率因數(shù)校正電路302提供的特定電壓306來實(shí)現(xiàn)。圖4示意性地示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的另一個實(shí)施例400。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)400 包括功率轉(zhuǎn)換器，其具有功率因數(shù)校正電路402和主功率轉(zhuǎn)換器406。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)還包括功率轉(zhuǎn)換器410和分析電路114。功率因數(shù)校正電路402接收市電電壓108，并且向主功率轉(zhuǎn)換器406提供電壓404。功率因數(shù)校正電路402能夠操作在第一模式或第二模式下。 在第一模式下，功率因數(shù)校正電路402向主功率轉(zhuǎn)換器406提供第一電壓電平，并且在第二模式下，功率因數(shù)校正電路402提供高于第一電壓電平的第二電壓電平。主功率轉(zhuǎn)換器406 能夠在其接收到來自功率因數(shù)校正電路402的更高電壓404時輸送更多功率。由主功率轉(zhuǎn)換器提供的功率104被在正常操作中處理視頻信號116和/或音頻信號116的信號處理電路106消耗。此外，主功率轉(zhuǎn)換器可以向信號處理電路106之外的其他電路提供功率。
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功率因數(shù)校正電路402包括升壓轉(zhuǎn)換器。升壓轉(zhuǎn)換器包括電感Ll與ニ極管Dl的串聯(lián)設(shè)置。升壓轉(zhuǎn)換器還包括可控開關(guān)Tl、開關(guān)控制器408以及兩個阻抗Rl與R2的串聯(lián)設(shè)置。電感Ll與ニ極管Dl的串聯(lián)設(shè)置提供輸出電壓404。兩個阻抗Rl與R2的串聯(lián)設(shè)置對輸出電壓進(jìn)行劃分，并且向開關(guān)控制器408提供電壓反饋信號407。阻抗Rl和R2可以是電阻器。開關(guān)控制器408控制開關(guān)Tl，從而穩(wěn)定輸出電壓404。功率轉(zhuǎn)換器控制器410接收表明信號處理電路106在正常操作中的功率消耗的功率信號112，并且通過把阻抗R3與功率因數(shù)校正電路402的阻抗R2并聯(lián)連接來控制功率因數(shù)校正電路402操作在第一模式或第二模式下。功率信號112由khmitt觸發(fā)器集成電路 ICl處理。khmitt觸發(fā)器集成電路把功率信號112的電壓電平與參考電壓進(jìn)行比較，并且作為所述比較的結(jié)果，晶體管T2被切換到導(dǎo)通或不導(dǎo)通狀態(tài)。如果晶體管T2導(dǎo)通，則阻抗 R3與阻抗R2并聯(lián)連接。當(dāng)連接了阻抗R3時電壓404被阻抗Rl與R2的串聯(lián)設(shè)置的分壓發(fā)生改變，并且電壓反饋信號407的數(shù)值發(fā)生改變。因此，開關(guān)控制器控制開關(guān)，從而獲得另ー個穩(wěn)定的輸出電壓電平。圖5示意性地示出了與圖4相同的組件，但是功率轉(zhuǎn)換器控制器502被不同地設(shè)置。功率轉(zhuǎn)換器控制器502的所示實(shí)現(xiàn)方式在連續(xù)尺度上控制晶體管Tl的導(dǎo)電性，而不是像圖4中的實(shí)現(xiàn)方式那樣在兩個分立狀態(tài)下控制晶體管Tl的導(dǎo)電性。阻抗R3與晶體管Tl 一起形成ー個阻杭，其數(shù)值在連續(xù)尺度上變化。這樣，功率因數(shù)校正電路402的輸出電壓 404就可以在連續(xù)尺度上變化，并因而主功率轉(zhuǎn)換器406能夠輸送可變功率數(shù)量。晶體管Tl由接收自運(yùn)算放大器ICl的信號驅(qū)動。運(yùn)算放大器ICl與電阻器R4和 R5—起形成ー個放大器，其放大或衰減功率信號112。電容Cl與電阻器R6形成一個輸入阻抗電路。圖6示出了功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的另一個實(shí)施例600。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)600包括功率轉(zhuǎn)換器，其包括功率因數(shù)校正電路606和主功率轉(zhuǎn)換器604。系統(tǒng)600還包括功率轉(zhuǎn)換器控制器410和分析電路114。分析電路114和功率轉(zhuǎn)換器控制器410的特性與圖4的分析電路114和功率轉(zhuǎn)換器控制器410相同。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)600向處理視頻信號116和/或音頻信號116的信號處理電路106 提供功率104。信號處理電路106在正常操作中的功率消耗取決于視頻信號116和/或音頻信號116的特性。主功率轉(zhuǎn)換器604包括回掃轉(zhuǎn)換器。所述回掃轉(zhuǎn)換器包括初級側(cè)和次級側(cè)。只示出了變壓器的次級繞組L2和次級側(cè)的ニ極管D1。次級側(cè)提供功率104。初級側(cè)包括變壓器的初級繞組Li、可控開關(guān)Tl、電流感測電阻器R1、兩個電阻器R2與R3的串聯(lián)設(shè)置以及開關(guān)控制器602。開關(guān)Tl周期性地改變流經(jīng)初級繞組Ll的電流。電流感測電阻器Rl兩端的電壓與流經(jīng)初級繞組Ll的電流有關(guān)。兩個電阻器R2與R3的串聯(lián)設(shè)置充當(dāng)分壓電路，其對電流感測電阻器Rl兩端的電壓進(jìn)行劃分，以便獲得被提供到開關(guān)控制器602的電流感測信號608。開關(guān)控制器602使用電流感測信號608來判定開關(guān)Tl何時需要斷開。在開關(guān)Tl閉合的時刻，流經(jīng)電感的電流開始増大，并且(磁)能量被存儲在變壓器中。一旦在變壓器中存儲了足夠的能量(這可以通過電流感測電阻器Rl兩端的足夠高的電壓檢測到)，開關(guān)Tl就被開關(guān)控制器602斷開。存儲在變壓器中的能量被輸送到次級側(cè)，以便為信號處理電路106提供功率104。因此，存儲在變壓器中的能量的數(shù)量與功率轉(zhuǎn)換器所能提供的功率104的數(shù)量有很大關(guān)系。通過影響在開關(guān)Tl閉合的間隔期間存儲在變壓器中的能量的數(shù)量，可以影響功率轉(zhuǎn)換器所能遞送的功率104的數(shù)量。從電阻器R2與R3的結(jié)點(diǎn)獲得電流感測信號608。所述電阻器形成分壓網(wǎng)絡(luò)，以便對電流感測電阻器Rl兩端的電壓進(jìn)行劃分。通過把另一個電阻器R4與電阻器R3并聯(lián)連接而改變所述分壓網(wǎng)絡(luò)的劃分因數(shù)，從而獲得另ー個分壓因數(shù)，這導(dǎo)致在開關(guān)Tl閉合的間隔期間在變壓器中存儲另一數(shù)量的能量。功率轉(zhuǎn)換器控制器410使用T2來連接或斷開電阻器R4，并且從而功率轉(zhuǎn)換器控制器410能夠控制主功率轉(zhuǎn)換器604輸送第一功率電平或第二功率電平。當(dāng)然，可以通過以另ー種方式影響所涉及的阻抗而以相同方式改變劃分因數(shù)。圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第三方面的平板顯示器設(shè)備700。平板顯示器設(shè)備700包括IXD裝置702和根據(jù)本發(fā)明的第一方面的系統(tǒng)710。IXD裝置702包括背光単元704、背光控制器707和液晶顯示器706。背光単元704朝向液晶顯示器706發(fā)出具有可控強(qiáng)度的光。背光控制器707響應(yīng)于所接收到的強(qiáng)度信號716控制由背光単元704發(fā)出的光的強(qiáng)度。液晶顯示器706包括液晶単元，其用于在朝向平板顯示器設(shè)備700的用戶發(fā)光之前過濾接收自背光的光。平板設(shè)備700的系統(tǒng)710包括分析電路720、功率轉(zhuǎn)換器控制器718和功率轉(zhuǎn)換器712。功率轉(zhuǎn)換器接收市電電壓108，并且把市電電壓108轉(zhuǎn)換到另ー個電壓電平，并且至少向背光単元704提供另ー個電壓電平的功率708。取決于由背光単元704發(fā)出的強(qiáng)度， 背光単元704消耗特定數(shù)量的功率。響應(yīng)于所接收到的視頻信號714來控制液晶単元。如果特定液晶単元必須發(fā)出特定強(qiáng)度，則由背光704發(fā)出的光的強(qiáng)度被所述液晶単元部分地吸收，從而獲得特定強(qiáng)度。如果所有液晶単元都必須吸收ー些光，則更加高效的做法是把背光単元704的光強(qiáng)度控制到較低水平，并且控制液晶単元吸收更少的光。分析電路720分析視頻信號714，以便確定背光単元704必須在什么強(qiáng)度水平下發(fā)光。舉例來說，對ー個時間間隔的視頻信號進(jìn)行分析， 以便確定所述間隔的所有視頻幀的所有像素的最大強(qiáng)度。所確定的最大強(qiáng)度可以是背光單元704在向平板顯示器設(shè)備700的用戶呈現(xiàn)視頻幀的間隔期間的發(fā)光強(qiáng)度。對于背光単元確定的強(qiáng)度水平通過強(qiáng)度信號716被提供給背光控制器。分析電路720還生成功率信號722，其表明背光単元704在所述間隔期間的正常操作中的功率消耗。分析電路720具有關(guān)于背光単元704的發(fā)射強(qiáng)度與背光単元704的功率消耗之間的關(guān)系的內(nèi)建知識。所述內(nèi)建知識可以是預(yù)先編碼的表或函數(shù)，并且所述預(yù)先編碼的表或函數(shù)可以通過硬件或軟件來實(shí)施。功率信號722被提供到功率轉(zhuǎn)換器控制器718，其控制功率轉(zhuǎn)換器712操作在第一模式或第二模式下。在第一模式下，功率轉(zhuǎn)換器712能夠提供第一功率電平的功率708，并且在第二模式下，功率轉(zhuǎn)換器712能夠提供高于第一功率電平的第二功率電平的功率708。 前面已經(jīng)討論了這樣的功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例。如果功率信號722表明背光単元704的功率消耗低于第一功率電平，則功率轉(zhuǎn)換器控制器718控制功率轉(zhuǎn)換器712操作在第一模式下。 如果功率信號722表明背光単元704的功率消耗高于第一功率電平，則功率轉(zhuǎn)換器712被控制成操作在第二模式下。應(yīng)當(dāng)提到的是，全部兩種模式都是其中顯示圖像的正常操作模式，并且對視頻信號進(jìn)行分析以便控制對于功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)際操作模式的選擇。平板顯示器設(shè)備700非常有效。這首先是因?yàn)楫?dāng)視頻幀中的像素的強(qiáng)度低于最大強(qiáng)度吋，背光単元704的強(qiáng)度被降低。其次是因?yàn)殛P(guān)于在第一模式或第二模式下提供的功率電平，功率轉(zhuǎn)換器712總是最為有效地操作。此外，功率轉(zhuǎn)換器812的規(guī)格可以小而便宜， 這是因?yàn)榭梢栽谝韵率聦?shí)的基礎(chǔ)上確定功率轉(zhuǎn)換器712的規(guī)格大多數(shù)時間只需要由功率轉(zhuǎn)換器712向背光単元704提供第一功率電平，并且只有在相對較短的時間間隔期間，如果視頻信號714的相繼各幀中的像素具有高強(qiáng)度水平，背光単元704才消耗高于第一功率電平。應(yīng)當(dāng)提到的是，背光単元704可以被分成多個區(qū)，并且可以通過多個強(qiáng)度信號716 控制由所述多個區(qū)發(fā)出的光強(qiáng)度。分析電路720根據(jù)視頻信號714生成多個強(qiáng)度信號716， 并且功率信號722表明背光単元704的相應(yīng)各區(qū)的功率消耗的總和。在圖中給出了另ー個實(shí)施例。圖8a示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第四方面的音頻系統(tǒng)800。音頻系統(tǒng)800包括放大器806和根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng) 801。放大器806接收音頻信號818，并且生成被提供給ー個或更多揚(yáng)聲器810的經(jīng)過放大的音頻信號808。放大器接收來自功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)801的功率轉(zhuǎn)換器802的供電電壓804。 功率轉(zhuǎn)換器802把市電電壓108變換成供電電壓804。供電電壓804具有高到足以把音頻信號818放大到所需輸出電平的特定電壓電平。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)801還包括分析電路816和功率轉(zhuǎn)換器控制器812。分析電路816 接收音頻信號818并且分析特定時間間隔內(nèi)的音頻信號818，以便確定放大器806需要什么樣的供電電壓來放大所述時間間隔的音頻信號818。所需供電電壓作為功率信號814被提供到功率轉(zhuǎn)換器控制器812，所述功率轉(zhuǎn)換器控制器812控制功率轉(zhuǎn)換器802提供接近并且至少是所需供電電壓的供電電壓804。功率轉(zhuǎn)換器802可以操作在多種模式下。在每ー種模式下，功率轉(zhuǎn)換器802能夠向放大器806提供特定供電電壓804。前面已經(jīng)討論了這樣的功率轉(zhuǎn)換器802的實(shí)施例。功率轉(zhuǎn)換器控制器812選擇其相應(yīng)的供電電壓高于所需供電電壓的模式，并且同時使得所需供電電壓與相應(yīng)的供電電壓之間的差最小化。 如果供電電壓804更高，則放大器能夠把音頻信號818放大到更高輸出功率電平， 從而使得(多個)揚(yáng)聲器810可以生成更響的聲音。一般來說，已知的放大器接收穩(wěn)定的不可改變的供電電壓，其電壓電平高到足以將音頻信號818放大到所定義的最大輸出功率電平。當(dāng)輸入音頻信號818具有相對較低的幅度吋，放大器不會生成具有接近最大供電電壓的幅度的經(jīng)過放大的音頻信號808。如果放大器806在這樣的情況下接收到最大供電電壓， 則放大器806不會有效地操作，這是因?yàn)榉糯笃?06必須產(chǎn)生最大供電電壓與輸出信號電壓之間的電壓差。通過產(chǎn)生所述電壓差導(dǎo)致放大器806中的相對較高的功率耗散。因此， 通過在放大器806不需要放大到最高可能的輸出電平時降低供電電壓804，放大器806更加有效地操作，這是因?yàn)榉糯笃?06不需要產(chǎn)生輸入供電電壓804與經(jīng)過放大的音頻信號 808的電壓電平之間的大電壓差。 在圖8b中示出了一幅曲線圖，其中繪制出音頻系統(tǒng)800的兩個信號的電平。波形信號是經(jīng)過放大的音頻信號808。粗線804是由功率轉(zhuǎn)換器802提供的供電電壓804。在圖8b中可以看出，供電電壓804被控制成在相繼各間隔期間改變。功率轉(zhuǎn)換器802在相應(yīng)的幾種操作模式下提供幾個供電電壓電平。供電電壓804在其中經(jīng)過放大的音頻信號808的幅度相對較低或相對較高的時間間隔期間分別相對較低或較高。在一個實(shí)際的實(shí)施例中，音頻信號818以一定延遲被提供到放大器，所述延遲長到足以由分析電路816分析ー個時間間隔的音頻信號818，并且長到足以控制功率轉(zhuǎn)換器 802操作在所期望的模式下。舉例來說，如果對于每ー個5ms的間隔分析音頻信號并且如果提供可能發(fā)生改變的所期望的供電電壓804所需的時間是1ms，則延遲必須是6ms。應(yīng)當(dāng)提到的是，所述操作模式是期間應(yīng)當(dāng)使得音頻信號可聽的正常操作模式，井且分析音頻信號以便控制對于功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)際操作模式的選擇。圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號處理系統(tǒng)900的一個實(shí)施例。 信號處理系統(tǒng)900包括與圖1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)類似的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100。ー處修改在干，功率信號112也可以被提供到其他電路。信號處理系統(tǒng)900還包括處理信號116的信號處理電路906。信號處理電路906接收來自功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的功率104。應(yīng)當(dāng)提到的是，功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100還可以向不存在于圖9中的其他負(fù)載提供功率。信號處理電路 906被配置成根據(jù)功率信號處理信號116，這意味著由功率信號表明的功率數(shù)量影響對于信號的處理。在特定應(yīng)用中使用這樣的信號處理是因?yàn)槠淇梢詫?dǎo)致能量節(jié)省。ー個實(shí)例是在輸入音頻信號的幅度相對較小時需要較低供電電壓的音頻放大器。對信號116的處理取決于功率信號112所表明的功率數(shù)量，其例如在信號處理算法中具有直接取決于所表明的功率數(shù)量的參數(shù)。但是如果功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的功率轉(zhuǎn)換器102不確切地提供所表明的功率數(shù)量，則對信號116的處理可能出錯。為了防止對于信號116的這種錯誤的處理，信號處理系統(tǒng)900還包括功率分析電路902，其分析由功率轉(zhuǎn)換器102提供的功率104，并且生成與所提供的功率104有關(guān)的另外的功率信號904。信號處理電路906接收另外的功率信號904，并且檢測功率信號112與所提供的功率信號904之間的偏差。信號處理電路906使用所檢測到的偏差來校正對于信號116的處理，從而獲得對于信號116的正確的處理。在另ー個實(shí)施例中，信號處理電路906直接使用另外的功率信號904來適配對于信號的處理。 功率分析電路902可以是模擬或數(shù)字電路，并且另外的功率信號904可以是模擬或數(shù)字信號。功率分析電路902可以監(jiān)測所提供的功率104的電壓，監(jiān)測所提供的功率104的電流， 或者監(jiān)測所提供的電壓和電流的組合。在一個實(shí)施例中，功率分析電路902是電壓檢測器， 其使用模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器來生成所提供的功率信號，其包括所提供的功率104的電壓數(shù)值以作為數(shù)字?jǐn)?shù)值。還應(yīng)當(dāng)提到的是，分析電路114不一定是功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的一部分。 在一個實(shí)施例中，分析電路114是信號處理電路906的一部分，并且因此信號處理電路906 生成功率信號112并且將功率信號112提供到功率轉(zhuǎn)換器控制器110。圖IOa示出了圖8a的音頻系統(tǒng)的另ー個實(shí)施例。所述音頻信號包括功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)1001，其包括功率轉(zhuǎn)換器1002、功率轉(zhuǎn)換器控制器1012和分析電路1016，并且所述音頻信號還包括供電電壓分析電路1008和放大器1006。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)1001被用來把市電電源電壓108轉(zhuǎn)換到用于放大器1006的供電電壓1004。功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)1001是所謂的按需功率系統(tǒng)，其根據(jù)由功率信號1014表明的所請求的供電電壓來提供供電電壓1004。在圖IOa的實(shí)施例中，分析電路1016根據(jù)所接收到的音頻信號818生成功率信號1014。在另ー個實(shí)施例中，分析電路1016可以是放大器 1006的一部分。功率轉(zhuǎn)換器控制器接收功率信號1014，并且控制功率轉(zhuǎn)換器1002以便提供由功率信號1014表明的供電電壓1004。在實(shí)際的實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器控制器1012與功率轉(zhuǎn)換器1002的組合并不立即能夠提供所請求的供電電壓。例如如果所請求的供電電壓以相對陡峭的斜率増大，則所提供的供電電壓1004也會増大，但是斜率沒有那么陡蛸。這一點(diǎn)同樣適用于減小的所請求的供電電壓。在圖IOb的圖表中，實(shí)線1052是隨著時間改變的所請求的供電電壓的ー個實(shí)例， 并且點(diǎn)線IOM是實(shí)際提供的供電電壓1004?？梢钥闯?，當(dāng)所請求的供電電壓線1052以陡峭的斜率下降吋，可能出現(xiàn)大的偏差1056。放大器1006根據(jù)供電電壓適配放大器的増益。在幾種類型的放大器中，當(dāng)輸出音頻信號808與供電電壓電平相比具有相對較小的幅度吋，在放大器中耗散許多功率?？赡苡欣氖窃谳斎胍纛l信號818具有相對較小的幅度時把供電電壓適配到較低電平，并且同時適配放大器1006的増益G。分析電路1016分析輸入音頻信號818的幅度，并且利用功率信號1014表明所需的供電電壓電平。功率信號1014也由放大器1006接收，其相應(yīng)地適配増益G。在圖IOb中，虛線1058示出了根據(jù)所請求的供電電壓隨時間變化的増益數(shù)值，其變化由線1052示出。但是當(dāng)實(shí)際提供的供電電壓1004與功率信號1014的所需供電電壓電平不匹配時，增益具有錯誤的數(shù)值，并且放大是以錯誤的方式施行的。已經(jīng)觀察到，如果實(shí)際提供的供電電壓1004與所請求的供電電壓不匹配，則音頻系統(tǒng)可能會產(chǎn)生奇怪的聲音。供電電壓分析電路1008連續(xù)地感測實(shí)際提供的電壓1004的電壓電平，并且生成另外的功率信號1020，其被放大器1006使用來檢測所提供的供電電壓與功率信號1014所請求的供電電壓之間的偏差。如果存在偏差，則相應(yīng)地校正放大器1006的増益G。因此，在經(jīng)過校正之后，放大器正確地操作，并且不會由于所請求的電壓電平與實(shí)際提供的電壓電平之間的失配而產(chǎn)生錯誤的聲音。在圖IOb中，虛點(diǎn)線1060示出了在針對所檢測到的偏差進(jìn)行了校正之后的放大器 1016的増益G的數(shù)值的ー個實(shí)例。圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第五方面的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的操作方法的一個實(shí)施例1100。所述功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括功率轉(zhuǎn)換器和功率轉(zhuǎn)換器控制器。功率轉(zhuǎn)換器接收市電電壓，并且向處理音頻信號和/或視頻信號的信號處理電路提供功率。功率轉(zhuǎn)換器能夠在第一模式下提供第一功率電平，或者在第二模式下提供第二功率電平。在方法1100 的第一步驟1102中，接收并且分析音頻信號和/或視頻信號。在第二步驟1104中，生成表明信號處理電路在正常操作中的功率消耗的功率信號。在第三步驟1106中，向功率轉(zhuǎn)換器控制器提供功率信號。并且在第四步驟1108中，功率轉(zhuǎn)換器控制器控制功率轉(zhuǎn)換器操作在第一模式或第二模式下。當(dāng)功率信號表明信號處理電路的功率消耗低于第一功率電平吋， 功率轉(zhuǎn)換器被控制成操作在第一模式下。當(dāng)功率信號表明功率消耗高于第一功率電平吋， 功率轉(zhuǎn)換器被控制成操作在第二模式下。應(yīng)當(dāng)提到的是，前面提到的實(shí)施例說明而非限制本發(fā)明，并且在不背離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計出許多替換實(shí)施例。具體來說，在ー些實(shí)施例中，功率因數(shù)校正電路被顯示為升壓轉(zhuǎn)換器，但是對應(yīng)于功率因數(shù)校正電路的其他體系結(jié)構(gòu)也是可能的。在一個實(shí)施例中，主功率轉(zhuǎn)換器被顯示為回掃轉(zhuǎn)換器，但是主功率轉(zhuǎn)換器例如也可以被實(shí)施為LLC諧振或全橋電源。信號處理電路不限于所描述的實(shí)例。在正常操作中處理視頻和/或音頻信號的所有類型的電路都可以從所述系統(tǒng)接收功率。這樣的電路的實(shí)例的非限制性列表有放大器、無線電裝置、電視機(jī)、平板等離子顯示器、LCD顯示器、OLED顯示器、射束器、信號處理系統(tǒng)、移動電話、音頻/視頻信號發(fā)射器或者所發(fā)射的音頻/視頻信號的接收器。此外，所述實(shí)施例不限于第一功率電平和第二功率電平。所述系統(tǒng)可以使用多個電平，或者可以在連續(xù)的尺度上控制提供給信號處理電路的功率電平的數(shù)值。此外，所述系統(tǒng)向信號處理電路提供特定功率電平，這意味著信號處理電路向信號處理電路提供特定電壓電平、特定電流電平或者特定電壓電平與特定電流電平的組合。
在權(quán)利要求書中，置于括號之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被理解為限制權(quán)利要求。 “包括”ー詞不排除未在權(quán)利要求中列出的其他元件或步驟的存在。元件之前的“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。本發(fā)明可以通過包括幾個不同元件的硬件來實(shí)施，并且可以通過適當(dāng)編程的計算機(jī)來實(shí)施。在枚舉幾項(xiàng)構(gòu)件的裝置權(quán)利要求中，這些構(gòu)件當(dāng)中的幾項(xiàng)可以由同一硬件項(xiàng)具體實(shí)現(xiàn)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中引述某些措施并不表示不能使用這些措施的組合來獲益。
權(quán)利要求
1.ー種功率轉(zhuǎn)換器糸統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其包括用于接收市電電壓(108)并且用于向信號處理電路(106)提供功率(104，708)的功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)，所述功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)被配置成操作在第一模式或第二模式下，在第一模式下功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)能夠提供第一功率電平，在第二模式下功率轉(zhuǎn)換器能夠提供超出第一功率電平的第二功率電平；分析電路(114，720，816)，其用于分析由信號處理電路(106)處理的信號(116，818)， 以便生成表明信號處理電路(106)在正常操作中的功率消耗的功率信號(112，716，814);以及功率轉(zhuǎn)換器控制器(110，216，314，410，502，718，812)，其用于接收功率信號(112， 716,814)并且用于控制功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)i)在功率信號(112，716，814)表明信號處理電路(106)的功率消耗低于第一功率電平時操作在第一模式下；或者ii)在功率信號(112，716，814)表明信號處理電路(106)的功率消耗高于第一功率電平時操作在第二模式下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中，功率信號(112，716，814)表明信號處理電路(106)在接收到所述功率信號的時刻之后的ー個時間間隔期間預(yù)期要消耗的功率消耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)被配置成操作在包括第一模式和第二模式的多種模式中的一種模式下，其中在所述多種模式當(dāng)中的每ー種模式下，功率轉(zhuǎn)換器(102，212， 312,712,802)能夠提供多個功率電平當(dāng)中的特定ー個；并且功率轉(zhuǎn)換器控制器(110，216，314，410，502，718，812)被配置成控制功率轉(zhuǎn)換器(102， 212，312，712，802)操作在所述多種模式當(dāng)中的與功率信號(112，716，814)所表明的功率消耗最佳地匹配的一種模式下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)被配置成向信號處理電路(106)提供輸出電壓(211，804)，所述輸出電壓在第一模式下具有第一輸出電壓電平，并且在第二模式下具有超出第一輸出電壓電平的第二輸出電壓電平；分析電路(114，720，816)被配置成生成表明信號處理電路(106)在正常操作中所需要的輸入電壓電平的功率信號(112，716，814)；并且功率轉(zhuǎn)換器控制器電路(110，216，314，410，502，718，812)被配置成控制功率轉(zhuǎn)換器 (102,212,312,712,802)i)在所表明的輸入電壓電平低于第一輸出電壓電平時操作在第一模式下；或者ii)在所表明的輸入電壓電平高于第一輸出電壓電平時操作在第二模式下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)包括用于接收市電電壓(108)的初級側(cè)、用于提供輸出電壓(211，804)的次級側(cè)以及用于向初級側(cè)提供反饋的反饋電路(213)，所述反饋與輸出電壓電平有關(guān)，從而在初級側(cè)控制去到次級側(cè)的功率輸送以便把輸出電壓(211， 804)穩(wěn)定在特定電平；并且功率轉(zhuǎn)換器控制器(110，216，314，410，502，718，812)被配置成改變反饋電路(213)的操作，以便控制功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)操作在第一模式或第二模式下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712,802)包括功率因數(shù)校正電路(402，606)與用于向信號處理電路(106)提供功率的主功率轉(zhuǎn)換器(406，604)的串聯(lián)設(shè)置；并且功率因數(shù)校正電路(402，606)被配置成響應(yīng)于功率信號(112，716，814)在第一模式下向主功率轉(zhuǎn)換器(406，604)提供第一電壓，并且在第二模式下提供超出第一電壓的第二電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中，功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)被配置成在第一模式下提供平均功率并且在第二模式下提供高于平均功率的峰值功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)包括功率因數(shù)校正電路(402，606)與用于向信號處理電路(106)提供功率的主功率轉(zhuǎn)換器(406，604)的串聯(lián)設(shè)置；功率因數(shù)校正電路(402,606)包括用于在第一和第二模式下都輸送平均功率的平均功率因數(shù)校正電路(302)；功率因數(shù)校正電路(402，606)包括用于在第二模式下輸送高于平均功率的所需額外功率的峰值功率因數(shù)校正電路(304)；并且功率轉(zhuǎn)換器控制器(110，216，314，410，502，718，812)在第二模式下激活峰值功率因數(shù)校正電路(304)并且在第一模式下停用峰值功率因數(shù)校正電路(304)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712,802)包括功率因數(shù)校正電路(402，606)與用于向信號處理電路(106)提供功率的主功率轉(zhuǎn)換器(406，604)的串聯(lián)設(shè)置；主功率轉(zhuǎn)換器(406,604)包括用于在第一模式和第二模式下都輸送平均功率的平均主功率轉(zhuǎn)換器(308)；主功率轉(zhuǎn)換器(406,604)包括用于在第二模式下輸送高于平均功率的所需額外功率的峰值主功率轉(zhuǎn)換器(308)；并且功率轉(zhuǎn)換器控制器(110，216，314，410，502，718，812)在第二模式下激活峰值主功率轉(zhuǎn)換器(308)并且在第一模式下停用峰值主功率轉(zhuǎn)換器(308)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)，其中， 功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712,802)包括功率因數(shù)校正電路(402，606)與用于向信號處理電路(106)提供功率的主功率轉(zhuǎn)換器(406，604)的串聯(lián)設(shè)置； 主功率轉(zhuǎn)換器(406，604)包括i)電感(Li)和電流傳感器(Rl)；ii)用于生成流經(jīng)電感(Li)的周期性地變化的電流的開關(guān)(Tl)；iii)用于提供與通過電流傳感器(Rl)兩端的電壓感測到的流經(jīng)電感(Li)的電流有關(guān)的反饋信號的反饋電路；以及iv)用于響應(yīng)于反饋信號控制開關(guān)(Tl)的開關(guān)控制器(602)；并且功率轉(zhuǎn)換器控制器(110，216，314，410，502，718，812)被配置成改變反饋電路的操作，以便控制功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)操作在第一模式或第二模式下。
11.ー種信號處理系統(tǒng)(900)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100，200，300，400，500，600，710，801)； 功率分析電路(902)，其用于分析由功率轉(zhuǎn)換器(102，212，312，712，802)提供的功率 (104)并且用于生成與所提供的功率(104)有關(guān)的另外的功率信號(904);用于處理信號(116，818)的信號處理電路(906)，所述信號處理電路(906)被配置成 i )接收包括功率信號(112，716，814)和另外的功率信號(904)的組當(dāng)中的至少ー個；以及iia)根據(jù)另外的功率信號(904)處理信號(116，818);或者iib)檢測功率信號(112，716，814)與另外的功率信號(904)之間的偏差，并且根據(jù)功率信號(112，716，814)和所檢測到的偏差處理信號(116，818)。
12.—種平板顯示器設(shè)備(700)，其包括用于呈現(xiàn)視頻信息的IXD裝置(702 )，所述IXD裝置(702 )包括背光単元(704 )和用于響應(yīng)于強(qiáng)度信號(716)控制由背光単元(704)發(fā)出的光強(qiáng)度的背光控制器(707)；以及根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(710)，其中，功率轉(zhuǎn)換器(712)被配置成至少向IXD裝置(702)的背光単元(704)提供功率(708)；并且分析電路(720)被配置成至少分析包括視頻信息的視頻信號(714)，以便生成強(qiáng)度信號(716)以作為功率信號(722)。
13.ー種音頻系統(tǒng)(800，1000)，其包括 用于放大音頻信號(818)的放大器(806)；以及根據(jù)權(quán)利要求1的功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(801)，其中，功率轉(zhuǎn)換器(802)被配置成至少向放大器(806)提供功率(804)；并且分析電路(816)被配置成至少分析音頻信號(818)，以便生成表明放大器(806)的功率消耗的功率信號(814)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的音頻系統(tǒng)(800，1000)，其中，分析電路(1016)被配置成生成表明必須被提供給放大器(1006)的供電電壓的功率信號(1014)；功率轉(zhuǎn)換器控制器(1012)被配置成控制功率轉(zhuǎn)換器(1002)以便提供由功率信號 (1014)表明的供電電壓；提供供電電壓分析電路(1008)以用于分析由功率轉(zhuǎn)換器(1002)提供的供電電壓 (1004)，并且生成與所提供的供電電壓有關(guān)的另外的功率信號(1020); 放大器(1006)被配置成i )接收包括功率信號(1014)和另外的功率信號(1008)的組當(dāng)中的至少ー個；以及iia)根據(jù)另外的功率信號(1020)適配放大器(1006)的増益；或者iib)檢測功率信號(1014)與另外的功率信號(1020)之間的偏差，并且根據(jù)功率信號 (1014)和所檢測到的偏差適配放大器(1006)的増益。
15.ー種操作功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的方法(1100)，所述功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括用于接收市電電壓并且向用于處理信號的信號處理電路提供功率的功率轉(zhuǎn)換器以及功率轉(zhuǎn)換器控制器，所述方法包括以下步驟 分析(1102)所述信號；生成(1104)表明當(dāng)信號處理電路處于正常操作中時的信號處理電路的功率消耗的功率信號；以及把所述功率信號提供(1106)給功率轉(zhuǎn)換器控制器；以及控制(1108)功率轉(zhuǎn)換器i)在功率信號表明信號處理電路的功率消耗低于第一功率電平時操作在第一模式下；或者ii)在功率信號表明信號處理電路的功率消耗高于第一功率電平時操作在第二模式下，其中，功率轉(zhuǎn)換器能夠在第一模式下提供第一功率電平，并且在第二模式下提供超出第一功率電平的第二功率電平。
全文摘要
一種功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100)包括功率轉(zhuǎn)換器(102)、分析電路(114)和功率轉(zhuǎn)換器控制器(110)。功率轉(zhuǎn)換器(102)接收市電電壓(108)，并且向信號處理電路(106)提供功率(104)。功率轉(zhuǎn)換器(102)被配置成操作在第一模式或第二模式下，在第一模式下，功率轉(zhuǎn)換器(102)能夠提供第一功率電平，在第二模式下，功率轉(zhuǎn)換器(102)能夠提供第二功率電平。第二功率電平超出第一功率電平。信號處理電路(106)在正常操作模式下處理信號(116)。分析電路(114)分析信號(116)。分析電路(114)生成功率信號(112)，其表明信號處理電路(106)在正常操作中的功率消耗。功率轉(zhuǎn)換器控制器(110)接收功率信號(112)，并且控制功率轉(zhuǎn)換器(102)操作在第一模式或第二模式下。當(dāng)功率信號(112)表明信號處理電路(106)的功率消耗低于第一功率電平時，功率轉(zhuǎn)換器(102)被控制成操作在第一模式下。
文檔編號H02M3/156GK102598494SQ201080052320
公開日2012年7月18日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者C.馮, K.Y.齊, T.A.R.霍勒沃伊特, Z.Q.隋 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司