具有多抽头电压衰减器的电源以及电源组装的方法转让专利

申请号 : CN201480009906.8

文献号 : CN105122641B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : E.A.奇斯曼

申请人 : 西门子公司

摘要 :

一种电源的印刷电路板具有安装在其上的多抽头电压衰减器,其可以提供可选择的多个输入衰减器端子。电源可以包括相同的印刷电路板中的两个或更多个,以将不同的输入电源电压和输出电源电压衰减到实质上相同的想要的更低输出电压。被衰减的输出电压可以被输入到例如电源的控制器,以监控并且当必要时调整输出电源电压的一个或多个参数。可选择的多个被衰减的电压允许相同或实质上相同的印刷电路板被使用在相同和/或不同的电源中以用于衰减不同的电压。还提供了组装电源的方法,如其它方面那样。

权利要求 :

1.一种电源,包括:

第一印刷电路板,包括安装在其上的第一电压衰减器,所述第一电压衰减器包括第一输出衰减器端子和多个第一输入衰减器端子,所述多个第一输入衰减器端子被配置以使得所述第一输入衰减器端子中的每个可用于被耦合到第一AC衰减器输入电压,其中基于是所述第一输入衰减器端子中的哪个被耦合到所述第一AC衰减器输入电压而在所述第一输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;以及第二印刷电路板,包括安装在其上的第二电压衰减器,所述第二电压衰减器包括第二输出衰减器端子和多个第二输入衰减器端子,所述多个第二输入衰减器端子被配置以使得所述第二输入衰减器端子中的每个可用于被耦合到第二AC衰减器输入电压,其中基于是所述第二输入衰减器端子中的哪个被耦合到所述第二AC衰减器输入电压而在所述第二输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压,其中所述第一电压衰减器实质上与所述第二电压衰减器相同;

所述电源进一步包括:

输入电压端子和输出电压端子;

功率电路,包括耦合到所述输入电压端子的输入并且包括耦合到所述输出端子的输出;以及控制器,被配置为经由耦合到所述功率电路的输出来控制所述功率电路,其中:所述多个第一输入衰减器端子中的一个耦合到所述输入电压端子;

所述第一输出衰减器端子耦合到所述控制器的第一输入;

所述多个第二输入衰减器端子中的一个耦合到所述输出电压端子;以及所述第二输出衰减器端子耦合到所述控制器的第二输入。

2.如权利要求1所述的电源,其中:

所述第一输出衰减器端子在控制器输入电压的可接受的范围内提供被衰减的电压;以及所述第二输出衰减器端子在控制器输入电压的所述可接受的范围内提供被衰减的电压。

3.如权利要求1所述的电源,其中,在所述第一输出衰减器端子处的被衰减的电压为与在所述第二输出衰减器端子处的被衰减的电压相同的量值量级。

4.如权利要求1所述的电源,其中,所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板的每个具有8英寸的长度和5英寸的宽度。

5.如权利要求1所述的电源,其中,所述第一电压衰减器或所述第二电压衰减器包括串联耦合的的多个电阻器。

6.如权利要求5所述的电源,其中,所述多个电阻器中的每个具有与所述多个电阻器中的其它电阻器相同或不同的电阻值。

7.如权利要求5所述的电源,其中,所述第一电压衰减器或所述第二电压衰减器包括多个电容器,其中,所述多个电容器中的每一个相关于所述多个电阻器中的相应的一个电阻器并联耦合。

8.一种组装电源的方法,包括:

提供第一印刷电路板,所述第一印刷电路板在其上包括第一电压衰减器,所述第一电压衰减器包括输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,所述多个输入衰减器端子被配置以使得所述多个输入衰减器端子中的每一个可用于被耦合到第一AC电压,其中基于是所述输入衰减器端子中的哪个被耦合到所述第一AC电压而在所述输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;

基于在所述电源的输入端子处的期望AC电压来选择所述第一电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个;

将所述第一电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的所选择的一个输入衰减器端子耦合到所述电源的输入端子;

将所述第一电压衰减器的所述输出衰减器端子耦合到所述电源的被配置为控制功率电路的控制器或其它电路设备;

提供第二印刷电路板,所述第二印刷电路板在其上包括第二电压衰减器,所述第二电压衰减器包括输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,所述多个输入衰减器端子被配置以使得所述多个输入衰减器端子中的每一个可用于被耦合到第二AC电压,其中基于是所述输入衰减器端子中的哪个被耦合到所述第二AC电压而在所述输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;

基于在所述电源的输出端子处的期望AC电压来选择所述第二电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个;

将所述第二电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的所选择的一个耦合到所述电源的输出端子;以及将所述第二电压衰减器的所述输出衰减器端子耦合到所述电源的所述控制器或其它电路设备,其中所述第一电压衰减器实质上与所述第二电压衰减器相同。

9.如权利要求8所述的方法,进一步包括:

将变压器的输入耦合到所述电源的输入端子;

将所述功率电路的输入耦合到所述变压器的输出;

将所述功率电路的输出耦合到所述电源的所述输出端子;以及

将所述控制器的输出耦合到所述功率电路的输入。

10.如权利要求8所述的方法,其中,提供所述第一印刷电路板包括:提供具有所述第一电压衰减器的第一印刷板,其中,所述第一电压衰减器包括串联耦合的的多个电阻器。

11.如权利要求8所述的方法,其中,提供所述第一印刷电路板包括:提供具有所述第一电压衰减器的所述第一印刷电路板,其中,所述第一电压衰减器包括全都具有相同电阻值的多个电阻器。

12.一种组装电源的方法,包括:

提供第一印刷电路板,所述第一印刷电路板在其上包括第一电压衰减器,所述第一电压衰减器包括输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,所述多个输入衰减器端子被配置以使得所述多个输入衰减器端子中的每一个可用于被耦合到第一AC电压,其中基于是所述输入衰减器端子中的哪个被耦合到所述第一AC电压而在所述输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;

在硬件处理器处接收:

与由所述多个输入衰减器端子中的每一个提供的电压衰减的量有关的衰减器数据,要被衰减的电压的期望电压值,以及用于至所述电源的控制器或其它电路设备的输入的可接受的一个或多个被衰减的电压值,该控制器被配置为控制所述电源的功率电路;

由所述硬件处理器基于所接收到的衰减器数据、所接收到的期望电压值和所接收到的一个或多个被衰减的电压值来确定所述多个输入衰减器端子中的哪一个提供所述一个或多个被衰减的电压值;以及把被确定为提供所述一个或多个被衰减的电压值的所述第一电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个耦合到被配置为接收要被衰减的的电压的端子。

13.如权利要求12所述的方法,进一步包括:将所述第一电压衰减器的所述输出衰减器端子耦合到所述电源的所述控制器或其它电路设备的输入。

14.如权利要求12所述的方法,其中,所述被配置为接收要被衰减的电压的端子包括所述电源的输入端子。

15.如权利要求12所述的方法,其中,所述被配置为接收要被衰减的电压的端子包括所述电源的输出端子。

16.如权利要求12所述的方法,进一步包括:

提供第二印刷电路板,所述第二印刷电路板在其上包括第二电压衰减器,所述第二电压衰减器实质上与所述第一电压衰减器相同,所述第二电压衰减器包括输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,所述多个输入衰减器端子被配置以使得所述第二印刷电路板的所述多个输入衰减器端子中的每一个可用于被耦合到第二AC电压,其中基于是所述输入衰减器端子中的哪个被耦合到所述第二AC电压而在所述输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;

在所述硬件处理器处接收要被衰减的第二电压的第二期望电压值;

由所述硬件处理器基于接收到的衰减器数据、接收到的第二期望电压值以及接收到的一个或多个被衰减的电压值来确定所述第二电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的哪一个提供用于至所述控制器或其它电路设备的输入的可接受的所述一个或多个被衰减的电压值;以及把被确定为提供所述一个或多个被衰减的电压值的所述第二电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个耦合到被配置为接收要被衰减的第二电压的第二端子。

17.如权利要求12所述的方法,进一步包括:

将变压器的输入耦合到所述电源的输入端子;

将所述功率电路的输入耦合到所述变压器的输出;

将所述功率电路的输出耦合到所述电源的输出端子;以及

将所述控制器的输出耦合到所述功率电路的输入。

18.如权利要求12所述的方法,其中,提供所述第一印刷电路板包括:提供第一印刷电路板,所述第一印刷电路板在其上具有第一电压衰减器,其中,所述第一电压衰减器包括串联耦合的的多个电阻器。

19.如权利要求18所述的方法,其中,所述多个电阻器的每个具有相同电阻值。

说明书 :

具有多抽头电压衰减器的电源以及电源组装的方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年2月21日提交的并且题为“Power Supplies Having Multi-Tap Voltage Attenuators And Methods Of Power Supply Assembly”(律师签号2012P21595US)的美国临时专利申请No.61/767,308的优先权,该专利申请被针对所有目的在其整体上在此通过引用而合并于此。

技术领域

[0003] 本发明一般涉及电源,并且更特别地,涉及具有电压衰减器的电源。

背景技术

[0004] 电源可以具有用于与电源的控制器一起使用的典型地被用于衰减(即减少)电源的输入电压和输出电压的两个或更多个电压衰减器。输入电压和输出电压可以被衰减到相同的低电压。控制器可以监控并且当必要时调整与电源的输入电压和/或输出电压有关的一个或多个参数。例如,如果被衰减的输出电压并不如期望的那样与被衰减的输入电压对应,则控制器可以引起电源的功率电路调整与电源的输出电压有关的例如电压、电流、波形或相位角。一种电压衰减器可以被设计为衰减接收到的电源的输入电压,而另一种电压衰减器可以被设计为衰减电源的输出电压。因为电源的输入电压和输出电压可能是不同的,所以电源中所使用的每个电压衰减器也可能是不同的。更进一步地,具有其它输入电压和/或输出电压的其它电源可能仍要求被设计为容纳那些其它输入电压和/或输出电压的其它电压衰减器。也就是说,被设计用于特定的输入电压或输出电压的电压衰减器可能并不适合用于不同的输入电压和/或输出电压。因此,当组装具有不同的输入电压和输出电压的电源时,可能需要设计并且储备大数量的电压衰减器。相应地,想要更加可适配的电压衰减器。

发明内容

[0005] 根据一个方面,提供了一种电源,其包括第一印刷电路板和第二印刷电路板。所述第一印刷电路板具有安装在其上的第一电压衰减器。所述第一电压衰减器具有第一输出衰减器端子和多个第一输入衰减器端子。所述第一输入衰减器端子中的每一个被配置为基于第一衰减器输入电压在所述第一输出衰减器端子处提供不同的衰减电压。所述第二印刷电路板具有安装在其上的第二电压衰减器。所述第二电压衰减器具有第二输出衰减器端子和多个第二输入衰减器端子。所述第二输入衰减器端子中的每一个被配置为基于第二衰减器输入电压在所述第二输出衰减器端子处提供不同的衰减电压。所述第一电压衰减器可以与所述第二电压衰减器相同或实质上相同。
[0006] 根据另一方面,提供了一种组装电源的方法。所述方法包括:提供第一印刷电路板,所述第一印刷电路板在其上具有第一电压衰减器,所述第一电压衰减器具有输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,其中,所述多个输入衰减器端子中的每一个被配置为在所述输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;基于在所述电源的所述输入端子处的期望电压来选择所述第一电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个输入衰减器端子;将所述第一电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的所选择的所述一个输入衰减器端子耦合到所述电源的输入端子;将所述第一电压衰减器的所述输出衰减器端子耦合到所述电源的控制器或其它电路设备;提供第二印刷电路板,所述第二印刷电路板在其上具有第二电压衰减器,所述第二电压衰减器具有输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,所述多个输入衰减器端子中的每一个被配置为在所述输出衰减器端子处提供不同的衰减电压;基于在所述电源的所述输出端子处的期望电压来选择所述第二电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个输入衰减器端子;将所述第二电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的所选择的所述一个输入衰减器端子耦合到所述电源的输出端子;以及将所述第二电压衰减器的所述输出衰减器端子耦合到所述电源的所述控制器或其它电路设备;其中,所述第一电压衰减器实质上与所述第二电压衰减器相同。
[0007] 根据进一步的方面,提供了组装电源的第二方法。所述方法包括:提供第一印刷电路板,所述第一印刷电路板在其上具有第一电压衰减器,所述第一电压衰减器具有输出衰减器端子和多个输入衰减器端子,其中,所述多个输入衰减器端子中的每一个被配置为在所述输出衰减器端子处提供不同的被衰减的电压;在硬件处理器处接收:与由所述多个输入衰减器端子中的每一个提供的电压衰减的量有关的衰减器数据,要被衰减的电压的期望电压值,以及对于对所述电源的控制器或其它电路设备的输入而言可接受的一个或多个被衰减的电压值;由所述硬件处理器基于所接收到的衰减器数据、所接收到的期望电压值和所接收到的一个或多个被衰减的电压值来确定所述多个输入衰减器端子中的哪一个提供所述一个或多个被衰减的电压值;以及把被确定为提供所述一个或多个被衰减的电压值的所述第一电压衰减器的所述多个输入衰减器端子中的一个耦合到被配置为接收要被衰减的电压的端子。
[0008] 本发明的还有其它的方面、特征和优点根据下面的详细描述可以是容易地显见的,其中描述并且图解了包括针对实现本发明的所预期的最佳方式的很多个示例性实施例和实现。本发明也可以能够是其它的和不同的实施例,并且可以在全都不脱离本发明的范围的情况下在各个方面中修改其若干细节。相应地,附图和描述要被看作本质上是说明性的而不是限制性的。附图未必被按比例绘制。本发明覆盖落入本发明的范围内的所有修改、等同物和替换。

附图说明

[0009] 图1图解根据现有技术的电源的示意图。
[0010] 图2图解根据实施例的具有多抽头电压衰减器的电源的示意图。
[0011] 图3图解根据实施例的具有安装在其上的多抽头电压衰减器的印刷电路板的示意图。
[0012] 图4图解根据实施例的组装电源的方法的流程图。
[0013] 图5图解根据实施例的多抽头电压衰减器的示意图。
[0014] 图6图解根据实施例的组装电源的另一方法的流程图。
[0015] 图7图解根据实施例的被配置为实现图6的方法的系统。

具体实施方式

[0016] 现在将详细参照在随附附图中图解的本公开的示例实施例。每当可能时,将贯穿附图使用相同的参考标号以提及相同或相似的部分。
[0017] 可以通过本发明的一个或多个实施例来克服当组装具有要求衰减的不同电压的电源时设计并且储备大数量的电压衰减器的前面提到的问题。在一个方面中,印刷电路板可以在其上安装有多抽头电压衰减器,多抽头电压衰减器具有用于提供想要的被衰减的输出电压的可选择的多个输入衰减器端子。基于例如电源的输入电压或输出电压,多抽头电压衰减器可以提供适当的被衰减的输出电压。多抽头电压衰减器的输出可以被耦合到电源的控制器或其它电路设备。被衰减的电压可以由例如控制器使用,以用于监控并且当必要时调整与电源的输入电压和/或输出电压有关的一个或多个参数。具有安装在其上的多抽头电压衰减器的印刷电路板提供可选择的多个输入衰减器端子,其中,对输入衰减器端子中的一个的连接可以造成想要的被衰减的输出电压。这允许相同或实质上相同的印刷电路板衰减器被用在具有不同的输入电压和/或输出电压的相同的和/或其它的电源中。在其它方面中,提供了组装电源的方法,如将在下面与图1至图7相关地更详细地解释的那样。
[0018] 图1图解已知的电源100的示例。三相AC输入功率源102可以在输入端子104处耦合到电源100。在一些实施例中,电源100可以是中等电压电源,其中输入功率源102可以提供例如从大约277伏特AC到大约8,000伏特AC。电源100可以在输出端子108处耦合到三相AC马达106。替换地,电源100可以是不同类型的电源和/或可以在输入端子104处耦合到其它合适的输入功率源和/或在输出端子108处耦合到其它合适的负载。
[0019] 电源100可以包括变压器110、功率电路112和控制器114。变压器110的输入可以被电耦合到输入端子104。变压器110可以使在输入端子104处接收到的输入电压步降,并且可以包括初级绕组电路以及一个或多个次级绕组电路。初级绕组电路可以是例如星形或网格配置的电路。在一些实施例中,次级绕组电路可以是星形配置的,其可以包括一些WYE配置的次级绕组电路和/或一些锯齿形配置的次级绕组电路。在其它实施例中,次级绕组电路可以是网格配置的,其可以包括一些三角形配置的次级绕组电路和/或一些扩展的三角形配置的次级绕组电路。次级绕组电路可以将三相功率或单相功率提供给功率电路112。电源100可以替代地具有其它被合适地配置的变压器或根本没有变压器。
[0020] 功率电路112可以具有被电耦合到变压器110的输出的输入,并且可以从变压器110的次级绕组电路中的一个接收功率。在一些实施例中,功率电路112可以是可变化的频率驱动,其可以采用脉冲宽度调制(PWM)。在一些实施例中,功率电路112可以包括输入AC到DC整流器、平滑滤波器和输出DC到AC转换器。功率电路112可以包括在三组串联地耦合的单元中配置的多个功率单元,每一组将功率的一个相提供给负载。例如,在一些实施例中,功率电路112可以包括按三组三个串联地耦合的功率单元配置的九个功率单元。在其它实施例中,功率电路112可以包括例如按三组八个串联地耦合的功率单元配置的二十四个功率单元。功率电路112可以具有其它合适数量的功率单元,其对于在输入端子104处接收到的多相功率而言可以是三的倍数。由串联地耦合的组中的每个功率单元提供的输出电压可以被添加到该组的其它功率单元的输出电压,以在输出端子108处提供可以比由功率电路112接收到的电压更高的输出电压。在一些实施例中,功率电路112可以在输出端子108处提供从大约2,300伏特AC到大约14,000伏特AC的电压。功率电路112可以替换地具有其它合适的电路配置,并且可以提供其它合适的输出电压和/或输出电压的范围。
[0021] 控制器114被电耦合到功率电路112,并且可以将控制信号提供到功率电路112以及从功率电路112接收控制信号。控制器114可以是例如调制控制器,其控制功率电路112的各个半导体开关(例如功率晶体管)。控制器114可以接收例如不大于5伏特的一个或多个低电压输入,其可以表示在输入端子104处的输入电压和在输出端子108处的输出电压。控制器114可以按照例如预先确定的电压、电流、极性、脉冲持续时间等来监控和/或比较接收到输入的特性和与其有关的参数(诸如例如电压、电流、波形、相位角等)。当必要时,控制器114可以将适当的控制信号传输到功率电路112,以影响与在输出端子108处的输入电压和/或输出电压有关的一个或多个特性和/或参数。要求被衰减的输入电压信号的其它合适的控制器可以替换地或附加地被用在电源100中。
[0022] 电源100可以还包括第一电压衰减器116和第二电压衰减器120。第一电压衰减器116可以包括电阻器117和119以及可以被耦合到控制器114的输入的输出端子118。第一电压衰减器116可以还具有可以被耦合到电源100的输入端子104的输入端子。第一电压衰减器116可以把在输入端子104处接收到的电压衰减(即减少)到在输出端子118处的可以适合用于输入到控制器114的想要的低电压。为了基于在输入端子104处接收到的期望的电压而在输出端子118处提供想要的被衰减的电压,可以按照以下等式来确定电阻器117和119的电阻值:
[0023]          等式1
[0024] 其中,V118是在输出端子118处的想要的被衰减的电压,V104是在输入端子104处的期望电压,R117是电阻器117的电阻值,并且R119是电阻器119的电阻值。因此,例如,如果在输入端子104处的期望电压是1000伏特并且在输出端子118处的想要的电压是5伏特(其可以是例如用于控制器114的可接受的输入电压),则电阻器117可以是50欧姆,并且电阻器119可以是9,950欧姆。可以替换地使用造成想要的被衰减的电压的用于电阻器117和电阻器119的合适的电阻值的其它组合。所使用的实际电阻器可以取决于具有特定电阻值的电阻器的可用性。更进一步地,因为电阻值可以具有+/-容限,所以由电压衰减器116提供的实际的被衰减的电压可能并不如所计算的那么精确。
[0025] 第二电压衰减器120可以包括电阻器121和123以及可以被耦合到控制器114的另一输入的输出端子122。第二电压衰减器120具有可以被耦合到电源100的输出端子108的输入端子。第二电压衰减器120可以把在输出端子108处接收到的电压衰减(即减少)到与电压衰减器116相同的想要的低电压。替换地,第二电压衰减器120可以把在输出端子108处接收到的电压衰减到在输出端子122处的也可以适合用于输入到控制器114的另一想要的低电压。为了基于在输出端子108处接收到的期望电压而在输出端子122处提供想要的被衰减的电压,可以按照以下等式来确定电阻器121和123的电阻值:
[0026]        等式2
[0027] 其中,V122是在输出端子122处的想要的被衰减的电压,V108是在输出端子108处的期望电压,R121是电阻器121的电阻值,并且R123是电阻器123的电阻值。因此,例如,如果在输出端子108处的期望电压是2,300伏特并且在输出端子122处的想要的电压是5伏特(其再次可以是例如用于控制器114的可接受的输入电压),则电阻器121可以是25欧姆,并且电阻器123可以是11,475欧姆。可以替换地使用造成想要的被衰减的电压的用于电阻器121和电阻器123的合适的电阻值的其它组合。并且再次地,所使用的实际电阻器可能取决于具有特定的电阻值的电阻器的可用性。更进一步地,因为电阻值可以具有+/-容限,所以由电压衰减器120提供的实际的被衰减的电压可能并不如所计算的那么精确。
[0028] 第一电压衰减器116和第二电压衰减器120的每个被设计为将电源100的相应的输入电压和输出电压衰减到想要的被衰减的电压。除非在输入端子104处的期望的输入电压和在输出端子108处的期望的输出电压是相同的,并且想要的被衰减的电压是相同的,否则电压衰减器116和120不太可能是可互换的,因为电压衰减器116和120的每个很可能在它们的相应的输出衰减器端子118和122处提供与想要的相比不同的被衰减的电压。此外,电压衰减器116和120在具有不同的衰减器输入电压和/或不同的想要的衰减器输出电压的其它电源中可能是不可用的。要求不同的输入电压的电压衰减和/或要求不同的被衰减的输出电压的电源将很可能需要具有带有与电阻器117、119、121和/或123的电阻值不同的电阻值的一个或多个电阻器的不同的电压衰减器。
[0029] 图2图解按照一个或多个实施例的电源200的示例。与电源100相似,电源200可以在输入端子204处耦合到三相AC输入功率源102,并且可能在输出端子208处耦合到三相AC马达106。在一些实施例中,电源200可以是中等电压电源,其中输入功率源102可以提供例如从大约277伏特到大约8,000伏特AC。电源200可以替换地是另一类型的电源,并且可以替换地在输入端子204处耦合到其它合适的输入功率源并且在输出端子208处耦合到其它合适的负载。
[0030] 电源200可以包括变压器110、功率电路112和控制器114,如在上面与电源100相关地描述的那样。如图2中示出的那样,变压器110具有耦合到输入端子204的输入,功率电路112具有耦合到变压器110的输出的输入以及耦合到输出端子208的输出,并且控制器114耦合到功率电路112。替换地,其它合适的变压器(或者没有变压器)、功率电路和/或控制器可以被用在电源200中。
[0031] 电源200可以还包括第一印刷电路板220a,第一印刷电路板220a具有安装在其上的第一电压衰减器216a。第一电压衰减器216a可以被表面安装在或者被通孔安装在第一印刷电路板220a上。第一电压衰减器216a可以包括输出衰减器端子222a、接地端子228a以及多个输入衰减器端子218a、226a和224a,其可以替换地被提及为输入抽头。每个输入衰减器端子218a、224a和226a可以被配置为在输出衰减器端子222a处提供不同的被衰减的输出电压,如在下面更详细地描述的那样。电压衰减器216a可以还包括多个串联耦合电阻器217a、219a、221a和223a。每个衰减器端子222a、224a和226a可以被耦合到一对串联耦合的电阻器之间的相应节点。例如,输出衰减器端子222a可以被耦合到电阻器217a与219a之间的节点,并且输入衰减器端子224a可以被耦合到电阻器219a与221a之间的节点。
[0032] 在一些实施例中,第一电压衰减器216a可以具有例如达到大约66个串联耦合电阻器以及达到大约65个输入衰减器端子。在第一电压衰减器216a中可以替换地提供其它数量的串联耦合的电阻器和/或输入衰减器端子。可以基于要由输入衰减器端子中的每一个提供的电压衰减的想要的量来确定在第一电压衰减器216a中的串联耦合的电阻器的电阻值,并且因此电阻值可以全都相同、全都不同或一些相同而一些不同。在一些实施例中,所有串联耦合的电阻器可以具有例如150k欧姆的电阻值。
[0033] 可以按照下面的等式来确定在每个输出衰减器端子222a、224a和226a处提供的被衰减的输出电压:
[0034]         等式3
[0035] 其中,VOUT是在输出衰减器端子222a处提供的被衰减的输出电压;VIN是在输入衰减器端子218a、224a或226a中的一个处接收到的衰减器输入电压(如以下更详细地描述的那样);R217a是电阻器217a的电阻值;并且RFROM VIN TO GND是在被连接到输入端子204的所选择的输入衰减器端子与接地端子228a之间的电阻器的电阻值之和(其在此情况下是输入衰减器端子218a,其中,RFROM VIN TO GND是电阻器223a、221a、219a和217a的电阻值之和)。相应地,取决于串联耦合的电阻器中的每一个的电阻值、串联耦合的电阻器的数量和/或输入衰减器端子的数量,第一电压衰减器216a可以被设计为针对不同的输入电压的范围提供实质上相同的被衰减的输出电压。
[0036] 如图2中示出的那样,输入衰减器端子218a可以被耦合到输入端子204。在一些实施例中,输入衰减器端子218a可以不被用于耦合到衰减器输入电压。替代地,可以使用其它的输入衰减器端子226a或224a中的一个。可以做到这点从而可以把在所选择的输入衰减器端子与输入衰减器端子218a之间的串联耦合的电阻器中的一个或多个从被衰减的电压的计算中排除,允许第一电压衰减器216a接受电源输入电压的替换的集合,同时在输出衰减器端子222a处提供实质上相同的被衰减的电压。在一些实施例中,输入衰减器端子可以替换地被用作为输出衰减器端子。
[0037] 也如图2中示出的那样,输出衰减器端子222a可以被耦合到控制器114。若是针对至输入端子204的连接选择适当的输入衰减器端子,那么在输出衰减器端子222a处所提供的被衰减的输出电压可以处于控制器114的输入电压的可接受的范围内。例如,控制器114可以在从大约-5伏特到大约+5伏特AC的输入电压范围的情况下可操作,并且基于在输入端子204处的期望输入电压,输入衰减器端子218a可以在该范围内在输出衰减器端子222a处提供被衰减的电压,并且因此,输入衰减器端子218a可以被选择以耦合到输入端子204。
[0038] 电源200可以进一步具有第二印刷电路板220b,第二印刷电路板220b具有安装在其上的第二电压衰减器216b。第二电压衰减器216b可以与电压衰减器216a实质上是相同的(如果不是完全相同的话)。也就是说,当针对由第二电压衰减器216b和第一电压衰减器216a中的每一个接收到的相同的输入衰减器电压,由第二电压衰减器216b和第一电压衰减器216a提供的被衰减的输出电压的大部分可以分别处于彼此的+/-10%内(归因于有限数量的串联耦合的电阻器的使用,+/-10%可能计及固定的衰减因子)时,第二电压衰减器216b可以被当作与第一电压衰减器216a实质上相同。
[0039] 相似地,第二印刷电路板220b可以与第一印刷电路板220a实质上是相同的(如果不是完全相同的话)。也就是说,若是差异并不会超出多于大约+/-10%地影响由它们的相应的电压衰减器提供的被衰减的输出电压,那么第二电路板220b可以被当作实质上与第一电路板220a相同,无论这两者之间的任何物理差异如何(诸如例如连接器和接触焊盘的数量和位置、表面和埋入的导体的数量和位置以及电路板的尺寸)。
[0040] 第二电压衰减器216b可以被表面安装或通孔安装在第二印刷电路板220b上。第二电压衰减器216b可以包括输出衰减器端子222b、接地端子228b以及多个输入衰减器端子218b、224b和226b,其可以替换地被提及为输入抽头。每个输入衰减器端子218b、224b和
226b可以被配置为在输出衰减器端子222b处提供不同的被衰减的输出电压,如上面与第一电压衰减器216a有关地描述的那样。第二电压衰减器216b可以还包括多个串联耦合的电阻器217b、219b、221b和223b。每个衰减器端子222b、224b和226b可以被耦合到一对串联耦合的电阻器之间的相应节点。例如,输出衰减器端子222b可以被耦合到电阻器217b与219b之间的节点,并且输入衰减器端子224b可以被耦合到电阻器219b与221b之间的节点。
[0041] 在一些实施例中,第二电压衰减器216b可以具有例如达到大约66个串联耦合的电阻器以及达到大约65个输入衰减器端子。在第二电压衰减器216b中可以替换地提供其它数量的串联耦合的电阻器和/或输入衰减器端子。可以基于要由输入衰减器端子中的每一个提供的想要的量的电压衰减来确定在第二电压衰减器216b中的串联耦合的电阻器的电阻值,并且因此,电阻值可以全都相同、全都不同或者一些相同并且一些不同。在一些实施例中,所有串联耦合的电阻器可以具有例如150k欧姆的电阻值。
[0042] 可以按照上面的等式3来确定由每个输入衰减器端子218b、224b和226b提供的被衰减的输出电压(用电阻器217b的值替代电阻器217a的值,其在一些实施例是相同的)。取决于串联耦合的电阻器中的每一个的电阻值、串联耦合的电阻器的数量和/或输入衰减器端子的数量,如在第一电压衰减器216a的情况下那样,第二电压衰减器216b也可以被设计为针对不同的输入电压的范围提供实质上相同的被衰减的输出电压。
[0043] 如在图2中示出那样,可以选择第二电压衰减器216b的输入衰减器端子226b以接收输入衰减器电压,输入衰减器电压是在输出端子208处的电源输出电压。对于其中例如在输出端子208处的电压可能与在输入端子204处的电压不同的那些情况而言,可以代替输入衰减器端子218b而作出这样的选择(如在第一电压衰减器216a中那样)。也就是说,通过选择输入衰减器端子226b,例如,可以旁路电阻器223b以及由连续性中断227b表示的任何其它电阻器。这可以允许第二电压衰减器216b在输出衰减器端子222b处提供不同的被衰减的电压(因为被旁路的电阻器被从输出衰减电压的确定排除)。第二电压衰减器216b可以因此能够针对可能与在输入端子204处的电压不同的在输出端子208处的电压,在用于至控制器114的输入的输出衰减器端子222b处提供想要的被衰减的输出电压。
[0044] 因此,即使可能从输入端子204和输出端子208接收不同的输入衰减器电压,相同或实质上相同的第一电压衰减器216a和第二电压衰减器216b以及第一印刷电路板220a和第二印刷电路板220b也可以被用在电源200中,以提供可接受的被衰减的输出电压。注意在一些实施例中,除了在图2中示出的电路设备之外,第一电压衰减器216a和第二电压衰减器216b和/或第一印刷电路板220a和第二印刷电路板220b可以包括其它的电路设备。
[0045] 图3图解按照一个或多个实施例的具有安装在其上的电压衰减器316的印刷电路板320。电压衰减器316可以被表面安装或通孔安装在印刷电路板320上。电压衰减器316可以包括:多个输入衰减器端子318、326和324(其可以替换地被提及为输入抽头);输出衰减器端子322以及接地端子328。每个输入衰减器端子318、324和326可以在输出衰减器端子322处提供不同的被衰减的输出电压,如上面与电压衰减器216a和216b有关地描述的那样。
电压衰减器316可以还包括多个串联耦合的电阻器317、319、321和323。在一些实施例中,电压衰减器316可以包括其它数量的串联耦合的电阻器和输入衰减器端子。在可能由AC衰减器输入电压引起的在串联耦合的电阻器317、319、321和323上的电压瞬态期间,杂散电容可能不利地影响与由输入衰减器端子318、324和326提供的被衰减的输出电压有关的一个或多个特性和/或参数。为了至少部分地补偿这样的杂散电容,在一些实施例中,分路电容器可以与串联耦合的电阻器中的每一个并联耦合(即跨过),如由与相应的电阻器317、319、
321和323并联耦合的电容器337、339、341和343示出那样。在一些实施例中,电容器337、
339、341和343中的每一个可以是1000皮法。替换地,电容器337、339、341和343可以具有其它合适的电容值。在一些实施例中,电压衰减器216a和/或216b中也可以包括分路电容器。
[0046] 在一些实施例中,第一印刷电路板220a和第二印刷电路板220b和/或320可以具有大约8英寸(20.3cm)的长度L和大约5英寸(12.7cm)的宽度W,加上或减掉0.5英寸(1.27cm),如图3中图解那样。在其它实施例中,印刷电路板220a、220b和/或320可以替换地具有其它长度和/或宽度尺寸,并且可以具有除了矩形之外的形状。
[0047] 返回图2,在一些实施例中,附加的电路(未示出)可以被包括在电源200中。例如,附加的电路可以被耦合在第一电压衰减器216a与控制器114之间以及/或者在第二电压衰减器216b与控制器114之间,以提供在控制器114的一些实施例中可能想要的接口连接。在一些实施例中,可以在电源200的组装期间在第一印刷电路板220a和/或第二印刷电路板220b上可选地提供该附加的接口连接电路。更进一步地,在一些实施例中,附加的电路可以包括过载保护电路和/或滤波器电路(两者都未示出),其可以被耦合在控制器114与第一电压衰减器216a和/或第二电压衰减器216b之间。
[0048] 尽管第一电压衰减器216a和第二电压衰减器216b在图2中被示出为把被衰减的输出电压提供给控制器114,但是在一些替换的实施例中,除了把被衰减的输出电压提供给控制器114之外,或者替换于把被衰减的输出电压提供给控制器114,第一电压衰减器216a和/或第二电压衰减器216b还可以将一个或多个被衰减的输出电压提供给电源200的一个或多个其它电路设备。更进一步地,电源200可以包括实质上与第一电压衰减器216a和/或第二电压衰减器216b相同的一个或多个其它电压衰减器。在一些实施例中,一个电压衰减器216a或216b的被衰减的输出电压可以被耦合为至另一电压衰减器216a或216b的输入,以用于附加的电压衰减。
[0049] 图4图解按照一个或多个实施例的组装电源的方法400的流程图。电源可以是例如电源200。方法400可以包括:在处理块402,提供具有多抽头电压衰减器的第一印刷电路板。多抽头电压衰减器可以提供用于不同输入电压的范围的想要的输出电压。多抽头电压衰减器可以具有多个输入衰减器端子,以及输出衰减器端子,其中,多个输入衰减器端子中的每一个可以被配置为提供不同的量的电压衰减,以使得可以选择将在输出衰减器端子处造成想要的输出电压的输入衰减器端子。多抽头电压衰减器可以还具有多个串联耦合的电阻器,其中,除了第一个之外的每个输入衰减器端子可以被耦合到一对串联耦合的电阻器之间的相应节点。第一印刷电路板可以是例如印刷电路板220a、220b或320中的任一个。多抽头电压衰减器可以是例如电压衰减器216a、216b或316中的任一个。
[0050] 在处理块404,方法400可以包括:基于电压衰减器的期望被的衰减器输入电压、想要的衰减器输出电压以及串联耦合的电阻器的电阻值来选择多个输入衰减器端子中的一个。想要的衰减器输出电压可以是适合用于至电源的控制器或其它电路设备的输入的电压的可接受的范围内的电压。例如,想要的衰减器输出电压可以处于用于图2的控制器114的输入电压的可接受的范围内。在一些实施例中,等式3可以被用于确定多个输入衰减器端子中的哪一个提供想要的衰减器输出电压。例如,如在图5中表示的那样,电压衰减器516可以具有每个为150k欧姆的40个串联耦合的电阻器以及达到39个输入衰减器端子。想要的衰减器输出电压可以是例如5伏特最大值。(基于等式3的)以下的等式4可以被用于确定对于例如5000伏特的期望输入电压而言,应当选择输入衰减器端子507以在输出衰减器端子501处提供5伏特。(基于等式3的)以下的等式5可以被用于确定对于例如4000伏特的期望输入电压而言,应当选择输入衰减器端子505以在输出衰减器端子501处提供5伏特。并且(基于等式3的)以下的等式6可以被用于确定对于例如1000伏特的期望输入电压而言,应当选择输入衰减器端子503以在输出衰减器端子501处提供5伏特。
[0051]        等式4
[0052]       等式5
[0053]         等式6。
[0054] 因此,对于若干个不同的输入电压而言,可以选择适当的输入衰减器端子以提供想要的衰减器输出电压。
[0055] 在处理块406,电压衰减器的所选择的输入衰减器端子可以被耦合到电源的输入端子。例如,第一电压衰减器216a的输入衰减器端子218a可以被耦合到电源200的输入端子204。输入衰减器端子对于电源的输入端子的耦合可以以任何合适的方式进行,并且可以手动地进行,通过自动的装备进行,或通过两者的组合进行。在电源的输入端子处的电压可以被当作第一印刷电路板的衰减器输入电压。
[0056] 在处理块408,电压衰减器的输出衰减器端子可以被耦合到电源的控制器或其它电路设备。如图2中示出那样,例如,输出衰减器端子可以是第一电压衰减器216a的输出衰减器端子222a,并且输出衰减器端子222a可以被耦合到控制器114。输出衰减器端子对于电源的控制器或其它电路设备的耦合可以以任何合适的方式进行,并且可以手动地进行,通过自动的装备进行,或通过两者的组合进行。
[0057] 在一些实施例中,方法400可以包括:在处理块410,提供具有多抽头电压衰减器的第二印刷电路板。第二印刷电路板的多抽头电压衰减器可以具有多个输入衰减器端子,以及输出衰减器端子,其中,多个输入衰减器端子中的每一个可以被配置为提供不同的量的电压衰减,以使得可以选择输入衰减器端子以在输出衰减器端子处提供想要的输出电压。多抽头电压衰减器可以还具有多个串联耦合的电阻器,其中,除了第一个之外的每个输入衰减器端子可以被耦合到一对串联耦合的电阻器之间的相应节点。第二印刷电路板可以是例如印刷电路板220a、220b或320中的任一个。多抽头电压衰减器可以是例如电压衰减器
216a、216b或316中的任一个。第二印刷电路板可以与在处理块402提供的第一印刷电路板相同或实质上相同。第二印刷电路板的电压衰减器可以与第一印刷电路板的电压衰减器相同或实质上相同。
[0058] 在处理块412,方法400可以包括:基于期望的衰减器输入电压、想要的衰减器输出电压以及串联耦合的电阻器的电阻值来选择第二印刷电路板上的多个输入衰减器端子中的一个。想要的衰减器输出电压可以是适合用于至电源的控制器(诸如例如控制器114)或其它电路设备的输入的电压的可接受的范围内的电压。想要的衰减器输出电压也可以与有关于处理块404描述的想要的衰减器电压相同。可以使用也如以上与处理块404相关地描述的等式3来作出多个输入衰减器端子中的一个的选择。
[0059] 在处理块414,所选择的输入衰减器端子可以被耦合到电源的输出端子。例如,如图2中示出那样,第二电压衰减器216b的输入衰减器端子226b可以被耦合到电源200的输出端子208。输入衰减器端子对于电源的输出端子的耦合可以以任何合适的方式进行,并且可以手动地进行,通过自动的装备进行,或通过两者的组合进行。电源的输出供给电压可以被当作第二印刷电路板的衰减器输入电压。
[0060] 在处理块416,第二印刷电路板的电压衰减器的输出衰减器端子可以被耦合到电源的控制器或其它电路设备。例如,如图2中示出那样,输出衰减器端子可以是第二电压衰减器216b的输出衰减器端子222b,并且输出衰减器端子222b可以被耦合到控制器114。所选择的输出衰减器端子对于电源的控制器或其它电路设备的耦合可以以任何合适的方式进行,并且可以手动地进行,通过自动的装备进行,或通过两者的组合进行。
[0061] 图6图解按照一个或多个实施例的组装电源的另一方法的流程图。电源可以是例如电源200。方法600可以包括:在处理块602,提供具有电压衰减器的印刷电路板。电压衰减器可以具有多个输入衰减器端子,以及输出衰减器端子,其中,多个输入衰减器端子中每个可以被配置为在输出衰减器端子处输出不同的被衰减的电压。电压衰减器可以还具有多个串联耦合的电阻器,其中,除了第一个之外的每个输入衰减器端子可以被耦合到一对串联耦合的电阻器之间的相应节点。印刷电路板可以是例如印刷电路板220a、220b或320中的任一个。多抽头电压衰减器可以是例如电压衰减器216a、216b、316或516中的任一个。
[0062] 在处理块604,方法600可以包括:在硬件处理器处接收(1)与由多个输入衰减器端子中的每个可以提供的电压衰减的量有关的衰减器数据,(2)可以在输入衰减器端子处接收的电压的期望电压值,以及(3)对于至电源的控制器或其它电路设备的输入而言可以是可接受的一个或多个被衰减的电压值。这可以包括例如,接收在电压衰减器中包括的多个串联耦合的电阻器的数量和电阻值,以及输入衰减器端子的数量。这可以还包括例如,接收想要的衰减器输入电压值,诸如例如由电源接收到的输入电压或由电源提供的输出电压。这可以进一步包括例如,接收对于至电源的控制器(诸如例如控制器114)或其它电路设备的输入而言可接受的最大电压值或电压值的范围。例如,用于控制器的可接受的电压值的范围可以是-5伏特到+5伏特。硬件处理器可以还接收用于其中多于一个的输入衰减器端子可以提供可接受的被衰减的输出电压的那些情况的选择准则。硬件处理器可以可操作为执行计算机辅助设计(CAD)程序或工具或适合用于执行按照一个或多个实施例的与电源的组装有关的各种计算和功能的其它计算机程序或工具的编程指令等。
[0063] 在处理块606,硬件处理器可以基于所接收到的衰减器数据、所接收到的期望电压值、所接收到一个或多个可接受的被衰减的电压值和/或所接收到的选择准则来确定多个输入衰减器端子中的哪一个提供一个或多个可接受的被衰减的电压值。硬件处理器可以使用等式3来作出确定,以计算输入衰减器端子可以提供的被衰减的电压,如上面与处理块404相关地描述的那样。硬件处理器可以然后(如果需要的话)将任何接收到的选择准则应用于两个或更多个可接受的输入衰减器端子。替换地,硬件处理器可以以任何其它合适的方式来作出确定。
[0064] 在处理块608,方法600可以包括:耦合在处理块606确定的所选择的输入衰减器端子,以将一个或多个被衰减的电压值提供给被配置为接收要被衰减的电压的端子。例如,如在图2中时示出的那样,所确定的输入衰减器端子可以是第一电压衰减器216a的输入衰减器端子218a,并且输入衰减器端子218a可以被耦合到输入端子204。替换地,所确定的输入衰减器端子可以是第二电压衰减器216b的输入衰减器端子226b,并且输入衰减器端子226b可以被耦合到输出端子208。耦合可以被手动地执行,通过自动化的装备执行或通过两者的组合执行,并且可以通过任何合适的方式得以进行。
[0065] 在决定块610,方法600可以确定是否需要在电源中组装另一电压衰减器。如果需要另一电压衰减器,则方法600可以返回到处理块602,其中可以提供具有安装在其上的第二电压衰减器的第二印刷电路板。在一些实施例中,第二电压衰减器和/或第二印刷电路板可以与第一电压衰减器和/或第一印刷电路板实质上相同(如果不是相同的话)。如果电源中不需要附加的电压衰减器,则方法600可以结束。
[0066] 可以按不限于所示出并且描述的顺序和序列的顺序或序列来实施或执行方法400和/或600的各个处理块。例如,在一些实施例中,可以在处理块410-416之后执行方法400的处理块402-408。另外,可以在适当或想要的情况下实质上同时地或并行地实施或执行方法400和/或600的处理块中的一些。例如,在一些实施例中,可以实质上与处理块404-408中的任一个同时地或并行地执行方法400的处理块410。
[0067] 图7示出按照一些实施例的可以被用于实现方法600的可以是电源的一部分的控制器或计算机系统700。系统700可以包括一个或多个控制器或计算机701,其可以是一般目的设备或专用目的设备,诸如基于客户机/服务器的环境中的微控制器或服务器)。计算机701的控制器可以包括诸如如下中的一个或多个的任何合适的组件:用户接口702、输入/输出设备704、硬件处理器706(其可以是微处理器、数字信号处理器、控制器等)、存储设备708(其可以是RAM、ROM、硬盘、可拆卸盘等)以及网络接口710。用户接口702可以包括例如图形用户接口,并且输入/输出设备704可以包括例如图形显示单元,其中控制器或计算机701可以进一步包括一个或多个显示控制器(未示出)。计算机701可以例如适合用于运行CAD程序或工具,除了其它方面以外,CAD程序或工具可以执行与电源的组装有关的各种计算和功能。替换地,控制器701可以例如适合于执行用于电源的控制功能。硬件处理器706可以执行可以被存储在一个或多个存储设备708中的编程指令,以执行例如方法700的一个或多个功能。存储设备708可以适合用于存储数据和/或保持一个或多个数据库系统。网络接口710可以建立与互联网和/或任何其它合适的通信网络的通信。控制器或计算机701可以进一步包括用于直接与其它设备、服务器/计算机和/或外围设备通信的其它合适的通信接口。
[0068] 本领域技术人员应当容易地领会,在此所描述的本发明容许宽泛的利用和应用。在不脱离本发明的实质或范围的情况下,除了在此所描述的那些之外的本发明的很多实施例和适配以及很多变化、修改和等同的布置根据本发明及其前面的描述将是清楚的,或者被由本发明及其前面的描述所合理地暗示。例如,尽管与中等电压电源有关地描述,但是本发明的一个或多个实施例可以与其它类型的电源和/或其它电气或电子设备一起使用。相应地,尽管在此已经关于具体的实施例详细描述了本发明,但是应当理解,本公开仅是说明性的,并且仅提出本发明的示例,并且仅是为了提供本发明的完整并且使得成为可能的公开的目的而作出的。本公开并非意图将本发明限制为所公开的特定装置、设备、组装、系统或方法,而是与此相对地,本发明要覆盖落入本发明的范围内的所有修改、等同物和替换。