电源单元和使用该电源单元的电源系统

摘要

本发明的目标因此是提供一种电源系统的电源单元和使用该电源单元的电源系统。电源单元包括：第一功率转换电路，可操作以跨其第一正端子与第一负端子输出第一DC电压；第二功率转换电路，可操作以跨其第二正端子与第二负端子输出第二DC电压；第一可控单向半导体开关，可操作以生成从第一功率转换电路的第一正端子到第二功率转换电路的第二负端子的第一传导路径；第一单向半导体开关，可操作以生成从第一功率转换电路的第一正端子到第二功率转换电路的第二正端子的第二传导路径；第二单向半导体开关，可操作以生成从第一功率转换电路的第一负端子到第二功率转换电路的第二负端子的第三传导路径；第一低通滤波器；第二低通滤波器；第三低通滤波器；以及控制单元。该控制单元可操作以：向第一可控单向半导体开关发出接通信号，使得第一功率转换电路和第二功率转换电路经由第一传导路径、第二低通滤波器和第三低通滤波器，向第一低通滤波器提供电流；或者向第一可控单向半导体开关发出关断信号，使得第一功率转换电路和第二功率转换电路经由第二传导路径和第二低通滤波器以及第三传导路径和第三低通滤波器，并联向第一低通滤波器提供电流。第一低通滤波器可以有助于平滑输出电压和电流，以便实现相对较宽的线性恒定输出功率范围。通过由开关装置控制开关频率的开关周期内串联和并联的比率，在第一低通滤波器的帮助下，跨第一低通滤波器的输出电压和电源单元的电流范围都可以平滑而线性地扩大。此外，当第一可控单向半导体开关接通时，第二低通滤波器和第三低通滤波器通过第一可控单向半导体开关被串联电耦合。然后，电路回路阻抗增加到第二低通滤波器和第三低通滤波器的总和。由此，由第二低通滤波器和第三低通滤波器形成的滤波器电路的滤波功率被增强。换言之，为了实现与普通LC滤波器(没有电感器的串联或并联)相同的滤波功率，所提出的解决方案需要较少的电感器的电感。它可以减小电路中所需电感器的尺寸和成本。