專利名稱：電源系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下面的描述涉及一種電源系統(tǒng)及其控制方法，例如，涉及一種脈沖寬度調(diào)制(PWM)電源系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的直流-直流(DC-DC)電源架構(gòu)包括一種提供電壓的幅值恒定的脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出的恒壓輸出型P麗電源系統(tǒng)。在這樣的恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載增大時，恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)其在PWM輸出，以使DC輸出的電流的幅值隨著負(fù)載的增大而變大。圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)中的恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)400的示意性框圖。如圖4中所示，現(xiàn)有的PWM電源系統(tǒng)400包括PWM電源410、電壓檢測單元430和反饋信號產(chǎn)生單元450。PWM電源410經(jīng)直流輸入端IN從外部直流電源接收DC輸入(例如，具有12伏特的電壓幅值的DC輸入)，對接收的DC輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并通過直流輸出端OUT將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出(DC輸出)提供到待供電裝置。電壓檢測單元430檢測PWM輸出的電壓的幅值Vout。反饋信號產(chǎn)生單元450根據(jù)由電壓檢測單元430檢測到的電壓的幅值Vout來產(chǎn)生反饋信號，并將產(chǎn)生的反饋信號提供到PWM電源410的反饋信號輸入端FB。PWM電源410根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的反饋信號來保持PWM輸出的電壓的幅值(例如，將PWM輸出的電壓的幅值Vout保持為17伏特)，并增大PWM輸出的電流的幅值lout?，F(xiàn)有技術(shù)中的恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)的問題在于，當(dāng)PWM輸出的電流的幅值增大時，恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)的效率以及系統(tǒng)的穩(wěn)定可能會受到影響。例如，當(dāng)連接到恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)的負(fù)載變大且恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)的PWM輸出的電壓的幅值Iout被保持不變時，PWM輸出的電流的幅值Iout將因此增大，從而恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)的電路的損耗可增大，用于構(gòu)造恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)的例如集成電路(IC)芯片及由恒壓輸出型P麗電源系統(tǒng)供電的待供電裝置(或負(fù)載)的溫度可升高，功耗變高，效率降低，由恒壓輸出型PWM電源系統(tǒng)和待供電裝置(或負(fù)載)構(gòu)成的環(huán)路的穩(wěn)定性也可變差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上面的和/或其他的問題，示例性實(shí)施例提供了一種保證輸出功率恒定的同時降低輸出電流的電源系統(tǒng)及其控制方法，因此，可以減小因轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫鴵p失的功率、降低電源系統(tǒng)和經(jīng)其供電的待供電裝置的溫度。在一方面中，提供了一種電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)可以包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)電源，包括直流輸入端、反饋信號輸入端和直流輸出端，PWM電源被構(gòu)造為經(jīng)直流輸入端接收外部直流輸入,對接收的外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制,并通過直流輸出端將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置；電壓檢測單元，被構(gòu)造為檢測PWM輸出的電壓的幅值；電流檢測單元，被構(gòu)造為檢測PWM輸出的電流的幅值；反饋信號產(chǎn)生單元，被構(gòu)造為根據(jù)由電壓檢測單元檢測到的電壓的幅值和由電流檢測單元檢測到的電流的幅值來產(chǎn)生反饋信號，并將產(chǎn)生的反饋信號提供到PWM電源的反饋信號輸入端，其中，PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。響應(yīng)于電流檢測單元檢測到PWM輸出的電流的幅值大于預(yù)定電流值，反饋信號產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生第二反饋信號，從而PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值。反饋信號產(chǎn)生單元可以根據(jù)從電壓檢測單元接收的指示PWM輸出的電壓的幅值的信號和從電流檢測單元接收的指示PWM輸出的電流的幅值的信號來產(chǎn)生第二反饋信號。PWM電源可以根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第二反饋信號來增大PWM輸出的電壓的幅值，以保持PWM輸出的功率恒定。響應(yīng)于電流檢測單元檢測到PWM輸出的電流的幅值小于或等于預(yù)定電流值、且電壓檢測單元檢測到PWM輸出的電壓的幅值不等于預(yù)定電壓值，反饋信號產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生第一反饋信號，從而PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第一反饋信號來將PWM輸出的電壓的幅值調(diào)節(jié)為等于預(yù)定電壓值。反饋信號產(chǎn)生單元可以根據(jù)從電壓檢測單元接收的指示PWM輸出的電壓的幅值的信號來產(chǎn)生第一反饋信號。PWM電源還可以根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第一反饋信號來增大PWM輸出的電流的幅值。電壓檢測單元可以包括連接在PWM電源的直流輸出端和地之間的分壓電阻器組。分壓電阻器組可以包括串聯(lián)連接的第一電阻器和第二電阻器。電流檢測單元可以包括連接在PWM電源的直流輸出端和待供電裝置之間的第三電阻器。反饋信號產(chǎn)生單元可以包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第一開關(guān)和第二開關(guān)。第一放大器的一個輸入端可以連接到第一電阻器和第二電阻器之間的公共節(jié)點(diǎn)，第一放大器的另一個輸入端可以連接到參考電壓源。第二放大器的兩個輸入端可以分別連接到第三電阻器的兩端。第三放大器的一個輸入端可以連接到第二放大器的輸出端，第三放大器的另一個輸入端可以連接到參考電壓源。第一開關(guān)單元的控制端可以連接到第三放大器的輸出端，第一開關(guān)單兀的第一端可以連接到第二放大器的輸出端。第四放大器的一個輸入端可以連接到第一放大器的輸出端，第四放大器的另一個輸入端可以連接到第一開關(guān)單元的第二端，第四放大器的輸出端可以連接到PWM電源的反饋信號輸入端。第二開關(guān)單元的控制端可以連接到第三放大器的輸出端，第二開關(guān)單元的第一端可以連接到第四放大器的與第一開關(guān)單元的第二端連接的輸入端，第二開關(guān)單元的第二端可以連接到第四放大器的輸出端。響應(yīng)于PWM輸出的電流的幅值小于或等于預(yù)定電流值，第一開關(guān)單元可以截止，第二開關(guān)單元可以導(dǎo)通。這時，第四放大器可以作為源跟隨器進(jìn)行操作，以將與第一放大器的輸出相同的輸出作為反饋信號提供到PWM電源的反饋信號輸入端。響應(yīng)于PWM輸出的電流的幅值大于預(yù)定電流值，第一開關(guān)單元可以導(dǎo)通，第二開關(guān)單元可以截止。這時，第四放大器可以作為差分放大器進(jìn)行操作，以將第一放大器的輸出與第二放大器的輸出的差值進(jìn)行放大并作為反饋信號提供到PWM電源的反饋信號輸入端。在一方面中，提供了一種控制電源系統(tǒng)的方法，所述方法可以包括下述步驟對外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置；檢測PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值；根據(jù)檢測到的電壓的幅值和電流的幅值來產(chǎn)生反饋信號；根據(jù)反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。產(chǎn)生反饋信號的步驟可以包括響應(yīng)于檢測到PWM輸出的電流的幅值大于預(yù)定電流值，產(chǎn)生第二反饋信號。調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟可以包括根據(jù)第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值?？梢愿鶕?jù)指示PWM輸出的電壓的幅值的信號和指示PWM輸出的電流的幅值的信號
來產(chǎn)生第二反饋信號。調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟還可以包括根據(jù)第二反饋信號來增大PWM輸出的電壓的幅值，以保持PWM輸出的功率恒定。產(chǎn)生反饋信號的步驟可以包括響應(yīng)于電流檢測單元檢測到PWM輸出的電流的幅值小于或等于預(yù)定電流值、且檢測到P麗輸出的電壓的幅值不等于預(yù)定電壓值，產(chǎn)生第一反饋信號。調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟可以包括根據(jù)第一反饋信號來將PWM輸出的電壓的幅值調(diào)節(jié)為等于預(yù)定電流值?？梢愿鶕?jù)指示PWM輸出的電壓的幅值的信號來產(chǎn)生第一反饋信號。調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟還可以包括根據(jù)第一反饋信號來增大PWM輸出的電流的幅值。在另一方面中，提供了 一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上可以記錄有用于執(zhí)行控制電源系統(tǒng)的方法的程序，所述方法可以包括下述步驟對外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置；檢測PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值；根據(jù)檢測到的電壓的幅值和電流的幅值來產(chǎn)生反饋信號；根據(jù)反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。通過下面的詳細(xì)描述、附圖以及權(quán)利要求，其他特征和方面會變得清楚。


圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的電源系統(tǒng)的示例的示意性框圖。圖2是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的電源系統(tǒng)的示例的示意性框圖，其中，示出了包括在該電源系統(tǒng)中的反饋信號產(chǎn)生單元的示意性電路結(jié)構(gòu)。圖3是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的控制電源系統(tǒng)的方法的示例的流程圖。圖4是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的恒壓輸出型脈沖寬度調(diào)制(PWM)電源系統(tǒng)的示意性框圖。在整個附圖和具體實(shí)施方式
中，除非另外描述，否則相同的標(biāo)號將被理解為指示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。為了清楚、圖解和方便起見，可能夸大這些元件的相對尺寸和繪示
具體實(shí)施例方式提供下面的詳細(xì)描述，以幫助讀者獲取對這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的充分理解。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將獲知這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的各種改變、修改及等同物。另外，為了更加清楚和簡明，可能省略對公知功能和公知構(gòu)造的描述。
圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的電源系統(tǒng)100的示例的示意性框圖。參照圖1，電源系統(tǒng)100可以包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)電源110、電壓檢測單元130、電流檢測單元150和反饋信號產(chǎn)生單元170。PWM電源110可以包括直流輸入端IN、反饋信號輸出端FB和直流輸出端OUT。直流輸入端IN可以連接到外部直流電源，以從外部直流電源接收直流輸入。這里，外部直流電源可以提供電壓幅值為例如12伏特的直流輸入。PWM電源110可以被構(gòu)造為對經(jīng)直流輸入端IN接收的外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并可以通過直流輸出端OUT將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置。PWM電源110還可以被構(gòu)造為根據(jù)通過反饋信號輸入端FB從反饋信號產(chǎn)生單元170接收的反饋信號來來調(diào)節(jié)PWM輸出的電流的幅值lout、電壓的幅值Vout和/或功率Pout，這將在下面進(jìn)行具體地描述。電壓檢測單元130可以被構(gòu)造為檢測PWM輸出的電壓的幅值Vout。如圖1中所示，電壓檢測單元 130可以將指示檢測到的PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號提供到反饋信號產(chǎn)生單元170。電流檢測單元150可以被構(gòu)造為檢測PWM輸出的電流的幅值lout。如圖1中所示，電流檢測單元150可以將指示檢測到的PWM輸出的電流的幅值Iout的信號提供到反饋信號產(chǎn)生單元170。反饋信號產(chǎn)生單元170可以被構(gòu)造為根據(jù)由電壓檢測單元130檢測到的電壓的幅值Vout和由電流檢測單元150檢測到的電流的幅值Iout來產(chǎn)生反饋信號，并將產(chǎn)生的反饋信號提供到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。如圖1中所示，反饋信號產(chǎn)生單元170可以從電壓檢測單元130接收指示檢測到的PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號，并可以從電流檢測單元150接收指示檢測到的PWM輸出的電流的幅值Iout的信號。因此，反饋信號產(chǎn)生單元170可以根據(jù)接收到的指示PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號和指示PWM輸出的電流的幅值Iout的信號來產(chǎn)生反饋信號。在一個示例性實(shí)施例中，反饋信號產(chǎn)生單元170可以根據(jù)PWM輸出的電壓的幅值Vout和電流的幅值Iout而選擇性地產(chǎn)生第一反饋信號和第二反饋信號，這將在下面進(jìn)行具體地描述。PWM電源110可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的由反饋信號產(chǎn)生單元170產(chǎn)生的反饋信號來不同地調(diào)節(jié)PWM輸出。例如，PWM電源110可以根據(jù)反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值Vout、電流的幅值Iout和/或功率Pout。在一個示例性實(shí)施例中，PWM電源110可以根據(jù)第一反饋信號來保持PWM輸出的電壓的幅值Vout恒定。在另一個示例性實(shí)施例中，PWM電源110可以根據(jù)第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值Iout和/或保持PWM輸出的功率Pout恒定。當(dāng)采用如上所述電源系統(tǒng)100來向待供電裝置(S卩，負(fù)載)供電時，具有固定的功率Pout的PWM輸出的電壓的幅值Vout和/或電流的幅值Iout將根據(jù)負(fù)載的改變而變化。例如，當(dāng)負(fù)載增大(例如，待供電裝置和/或連接在電源系統(tǒng)100和帶供電裝置之間的供電線路的阻抗增大)時，PWM輸出的電壓的幅值Vout可能減小。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以檢測PWM輸出的電壓的幅值Vout和電流的幅值Iout，以根據(jù)檢測的結(jié)果來調(diào)節(jié)PWM輸出，從而向待供電裝置適當(dāng)?shù)毓╇姟８鶕?jù)一個示例性實(shí)施例，響應(yīng)于電壓檢測單元130檢測到PWM輸出的電壓的幅值Vout不等于預(yù)定電壓值Vth，反饋信號產(chǎn)生單元170可以產(chǎn)生第一反饋信號，并可以將產(chǎn)生的第一反饋信號提供到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。PWM電源110可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的第一反饋信號來將PWM輸出的電壓的幅值Vout調(diào)節(jié)為等于預(yù)定電壓值 Vth。例如，預(yù)定電壓值Vth可以為15伏特。當(dāng)PWM輸出的電壓的幅值Vout因負(fù)載增大而從15伏特減小為14伏特時，電壓檢測單元130可以將指示PWM輸出的電壓的幅值Vout為14伏特的信號輸出到反饋信號產(chǎn)生單元170。反饋信號產(chǎn)生單元170可以根據(jù)從電壓檢測單元130接收的指示PWM輸出的電壓的幅值Vout為14伏特的信號來產(chǎn)生第一反饋信號，并可以將產(chǎn)生的第一反饋信號提供到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。這時，PWM電源110可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的第一反饋信號來將PWM輸出的電壓的幅值Vout從14伏特增大為15伏特，S卩，等于預(yù)定電壓值Vth。此外，在當(dāng)前的示例性實(shí)施例中，PWM電源110還可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的第一反饋信號來增大PWM輸出的電流的幅值lout，例如從I安培增大為1.1安培。這里，如將在下面所描述的，因?yàn)镻WM輸出的電流的幅值Iout沒有超過預(yù)定電流值Ith (例如，1.1安培)，所以反饋信號產(chǎn)生單元170可以僅根據(jù)從電壓檢測單元130接收的指示PWM輸出的電壓的幅值的信號來產(chǎn)生第一反饋信號。根據(jù)示例性實(shí)施例，預(yù)定電壓值Vth可以是預(yù)先設(shè)定的值，也可以根據(jù)電源系統(tǒng)和/或待供電裝置的實(shí)際運(yùn)行情況對該預(yù)定電壓值Vth進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，這將在下面進(jìn)行具體地描述。在另一個示例性實(shí)施例中，響應(yīng)于電流檢測單元150檢測到PWM輸出的電流的幅值Iout大于預(yù)定電流值Ith，反饋信號產(chǎn)生單元170可以產(chǎn)生第二反饋信號，并可以將產(chǎn)生的第二反饋信號提供到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。PWM電源110可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值lout，例如，將PWM輸出的電流的幅值Iout減小為小于或 等于預(yù)定電流值Ith。例如,預(yù)定電流值Ith可以為I安培。當(dāng)PWM輸出的電壓的幅值Iout因負(fù)載增大而從I安培增大為1.1安培時，電流檢測單元150可以將指示PWM輸出的電流的幅值Iout為1.1安培的信號輸出到反饋信號產(chǎn)生單元170。反饋信號產(chǎn)生單元170可以根據(jù)從電流檢測單元150接收的指示PWM輸出的電流的幅值Iout為1.1安培的信號和從電壓檢測單元130接收的指示PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號來產(chǎn)生第二反饋信號，并可以將產(chǎn)生的第二反饋信號提供到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。這里，PWM輸出的電壓的幅值Vout可以為15伏特。PWM電源110可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的第二反饋信號來將PWM輸出的電流的幅值Vout從1.1安培減小為I安培，即，等于預(yù)定電流值Ith。此外，在當(dāng)前的示例性實(shí)施例中，PWM電源110還可以根據(jù)從反饋信號輸入端FB接收的第二反饋信號來增大PWM輸出的電壓的幅值Vout，例如從15伏特增大為16. 5伏特，從而保持PWM輸出的功率Pout (例如，16. 5W)恒定。根據(jù)示例性實(shí)施例，預(yù)定電流值Ith可以是預(yù)先設(shè)定的值，也可以根據(jù)電源系統(tǒng)和/或待供電裝置的實(shí)際運(yùn)行情況對該預(yù)定電流值Ith進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，這將在下面進(jìn)行具體地描述。因此，根據(jù)示例性實(shí)施例的電源系統(tǒng)100可以在PWM輸出的電流的幅值Iout小于或等于預(yù)定電流值Ith時保持PWM輸出的電壓值Vout恒定，并在PWM輸出的電流的幅值Iout大于預(yù)定電流值Ith時,將PWM輸出的電流的幅值減小為小于或等于預(yù)定電流值Ith。因此，可以減少待供電裝置在運(yùn)行時產(chǎn)生的熱，也可以減少電源系統(tǒng)100運(yùn)行時自身產(chǎn)生的熱。因此，可以降低電源系統(tǒng)100和待供電裝置的溫度，可以減小因轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫鴵p失的功率，可以提高電源系統(tǒng)100和待供電裝置的壽命。圖2示出了如圖1中所示出的電源系統(tǒng)100中的電壓檢測單元130、電流檢測單元150和反饋信號產(chǎn)生單元170的示意性電路結(jié)構(gòu)。如圖2中所示，電壓檢測單元130可以包括連接在PWM電源110的直流輸出端OUT和地之間的分壓電阻器組，其中，分壓電阻器組可以包括串聯(lián)連接的第一電阻器Rl和第二電阻器R2 ；電流檢測單元150可以包括連接在PWM電源110的直流輸出端OUT和待供電裝置之間的第三電阻器R3 ;反饋信號產(chǎn)生單元170可以包括第一放大器Al、第二放大器A2、第三放大器A3、第四放大器A4、第一開關(guān)Ql和第二開關(guān)Q2。第一放大器Al的一個輸入端可以連接到第一電阻器Rl和第二電阻器R2之間的公共節(jié)點(diǎn)N，第一放大器Al的另一個輸入端可以連接到參考電壓源Vref。第二放大器A2的兩個輸入端可以分別連接到第三電阻器R3的兩端。第三放大器A3的一個輸入端可以連接到第二放大器A2的輸出端，第三放大器A3的另一個輸入端可以連接到參考電壓源Vref。第一開關(guān)單元Ql的控制端可以連接到第三放大器A3的輸出端，第一開關(guān)單元Ql的第一端可以連接到第二放大器A2的輸出端。第四放大器A4的一個輸入端可以連接到第一放大器Al的輸出端，第四放大器A4的另一個輸入端可以連接到第一開關(guān)單元Ql的第二端，第四放大器A4的輸出端可以連接到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。第二開關(guān)單元Q2的控制端可以連接到第三放大器A3的輸出端，第二開關(guān)單元Q2的第一端可以連接到第四放大器A4的與第一開關(guān)單元Ql的第二端連接的輸入端，第二開關(guān)單元Q2的第二端可以連接到第四放大器A4的輸出端。根據(jù)當(dāng)前的示例性實(shí)施例，當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout小于或等于預(yù)定電流值Ith，第一開關(guān)單元Ql可以截止，第二開關(guān)單元Q2可以導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件Ql截止且第二開關(guān)元件Q2導(dǎo)通時，第四放大器A4的輸出端可以電連接到其一個輸入端。這時，第四放大器A4可以作為源跟隨器進(jìn)行操作。因此，反饋信號產(chǎn)生單元170可以在不考慮從電流檢測單元150接收的指示PWM輸出的電流的幅值Iout的信號情況下，僅根據(jù)從電壓檢測單元130接收的指示PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號來產(chǎn)生第一反饋信號，并通過第四功率放大器A4的輸出端將產(chǎn)生的第一反饋信號輸出到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。另一方面，當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout大于預(yù)定電流值Ith時,第一開關(guān)單元Ql可以導(dǎo)通，第二開關(guān)單元Q2可以截止。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件Ql導(dǎo)通且第二開關(guān)元件Q2截止時，第四放大器A4的輸出端可以與其一個輸入端斷開電連接。因此，反饋信號產(chǎn)生單元170可以在根據(jù)從電流檢測單元150接收的指示PWM輸出的電流的幅值Iout的信號和從電壓檢測單元130接收的指示PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號來產(chǎn)生第二反饋信號，并通過第四功率放大器A4的輸出端將產(chǎn)生的第二反饋信號輸出到PWM電源110的反饋信號輸入端FB。在一個可實(shí)施的實(shí)施例中，PWM輸出的電壓的幅值Vout可以為15V，可以將預(yù)定電流值Ith設(shè)為1A，第三電阻器R3可以具有I歐姆的電阻值，參考電壓源Vref的電壓可設(shè)定為IV。當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout小于預(yù)定電流值Ith (IA)時，例如，當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout為0. 5A時，第二放大器A2的輸入端之間的電壓差可以為0. 5V。因此，第二放大器A2的輸出可以為0. 5V。第三放大器A3的輸入可以為第二放大器A2的輸出(0. 5V)和參考電壓源Vref的電壓(IV)。因?yàn)榈诙糯笃鰽2的輸出(0. 5V)小于參考電壓源Vref的電壓(IV)，所以第三放大器A3的輸出可以為0V。這時，第一開關(guān)單元Ql可以截止，第二開關(guān)單元Q2可以導(dǎo)通。當(dāng)?shù)诙_關(guān)單元Q2導(dǎo)通時，第四放大器A4可以被用作源跟隨器。因此，PWM電源110的反饋信號輸入端FB接收的反饋信號(S卩，第一反饋信號)的電壓可以只受第一放大器Al的輸出的影響。換句話說，被構(gòu)造為根據(jù)節(jié)點(diǎn)N的電壓和參考電壓源Vref的電壓而進(jìn)行操作的第一放大器Al可以是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，且可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的已知的方法來產(chǎn)生第一反饋信號并響應(yīng)于產(chǎn)生的第一反饋信號維持PWM輸出的電壓的幅值恒定，因此這里將不再進(jìn)行詳細(xì)描述。例如，PWM電源110可以響應(yīng)于I伏特的第一反饋信號將PWM輸出的電壓的幅值保持為15V。此外，在當(dāng)前的實(shí)施例中，第一電阻器Rl的電阻值可以為140KQ、第二電阻器R2的電阻值可以為10KQ，第一放大器Al的輸出可以為IV，第四放大器A4的輸入和輸出可以相同，例如，IV。當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout輸出大于預(yù)定電流值Ith (IA)時，例如，當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout為1.1A時，第二放大器A2的輸入端之間的電壓差可以為1.1V。因此，第二放大器A2的輸出可以為1.1V。第三放大器A3的輸入可以為第二放大器A2的輸出(1.1V)和參考電壓源Vref的電壓(IV)。因?yàn)?.1V大于參考電壓源Vref的電壓IV，所以第三放大器A3的輸出可以為5V。這時，第一開關(guān)單元Ql可以導(dǎo)通，第二開關(guān)單元Q2可以截止。當(dāng)?shù)诙_關(guān)Q2導(dǎo)通時 ，第四放大器A4可以被用差分放大器。因此，PWM電源110的反饋信號輸入端FB接收的反饋信號(S卩，第二反饋信號)的電壓受到第一放大器Al的輸出的電壓與第二放大器A2的輸出的電壓差值的影響。設(shè)此時電源的輸出還未響應(yīng)于電流的增大，暫定電源的輸出還是15V，由上面的舉例可知第一放大器Al的輸出為IV，第一放大器Al的輸出(IV)與第二放大器A2的輸出(1.1V)不一樣，第四放大器A4會將第一放大器Al的輸出與第二放大器A2的輸出的差值進(jìn)行放大，可設(shè)其輸出為1. 36V。因此，PWM電源110可以響應(yīng)于1.36伏特的第二反饋信號將PWM輸出的電壓的幅值調(diào)節(jié)為(例如，升壓至)16. 5V，并將電流的幅值Iout降低為1A，從而保持PWM輸出的功率Pout不變。此外，在當(dāng)前的實(shí)施例中，第一電阻器Rl的電阻值可以為140KQ、第二電阻器R2的電阻值可以為IOKQ，第四放大器A4的輸出可以為1.36V。PWM電源110可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法來根據(jù)第一反饋信號和第二反饋信號對PWM輸出的電流的幅值lout、電壓的幅值Vout和/或功率Pout進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此這里將不再進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的控制電源系統(tǒng)的方法300的示例的流程圖。在圖3中示出的電源系統(tǒng)的控制方法可以被應(yīng)用于控制參照圖1和圖2描述的電源系統(tǒng)100。如圖3中所示，首先，可以對外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并可以將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置(310 )。接下來，可以檢測PWM輸出的電壓的幅值Vout和電流的幅值Iout(320)?？梢愿鶕?jù)檢測到的電壓的幅值Vout和電流的幅值Iout來產(chǎn)生反饋信號(330)，并可以根據(jù)產(chǎn)生的反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出(340)。
例如，在操作330中，可以響應(yīng)于檢測到PWM輸出的電壓的幅值Vout大于預(yù)定電壓值Vth來產(chǎn)生第一反饋信號，并可以響應(yīng)于檢測到PWM輸出的電流的幅值Iout大于預(yù)定電流值Ith來產(chǎn)生第二反饋信號。在一個示例性實(shí)施例中，當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout小于或等于預(yù)定電流值Ith時，可以僅根據(jù)指示PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號來產(chǎn)生第一反饋信號。當(dāng)PWM輸出的電流的幅值Iout大于預(yù)定電流值Ith時,可以根據(jù)指示PWM輸出的電壓的幅值Vout的信號和指示PWM輸出的電流的幅值Iout的信號二者來產(chǎn)生第二反饋信號。因此，在操作340中，可以根據(jù)第一反饋信號來保持P麗輸出的電壓的幅值Vout恒定，例如，等于預(yù)定電壓值Vth;可以根據(jù)第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值lout，例如，小于或等于預(yù)定電流值Ith。此外，還可以根據(jù)第一反饋信號來增大PWM輸出的電流的幅值Iout ;以及也可以根據(jù)第二反饋信號來增大PWM輸出的電壓的幅值Vout，以保持P麗輸出的功率Pout恒定。因此，根據(jù)示例性實(shí)施例的控制電源系統(tǒng)的方法300可以在PWM輸出的電流的幅值Iout小于或等于預(yù)定電流值Ith時保持PWM輸出的電壓值Vout恒定，并在PWM輸出的電流的幅值Iout大于預(yù)定電流值Ith時,將PWM輸出的電流的幅值減小為小于或等于預(yù)定電流值Ith。因此，可以減少待供電裝置在運(yùn)行時產(chǎn)生的熱，也可以減少應(yīng)用控制電源系統(tǒng)的方法300的電源系統(tǒng)運(yùn)行時自身產(chǎn)生的熱。因此，可以降低應(yīng)用控制電源系統(tǒng)的方法300的電源系統(tǒng)和待供電裝置的溫度，可以減小因轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫鴵p失的功率，可以提高電源系統(tǒng)和待供電裝置的壽命。執(zhí)行這里描述的方法或者該方法的一個或多個操作的程序指令可以被記錄、存儲或固定在一個或多個計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中。所述程序指令可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行。例如，計(jì)算機(jī)可使處理器執(zhí)行所述程序指令。所述介質(zhì)可單獨(dú)包括程序指令、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等或可以包括它們的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的例子包括磁介質(zhì)(例如，硬盤、軟盤和磁帶)、光學(xué)介質(zhì)(例如，CD ROM盤和DVD)、磁光介質(zhì)(例如，光學(xué)盤)和專用于存儲和執(zhí)行程序指令的硬件裝置(例如，只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、閃速存儲器)等。程序指令的例子包括機(jī)器代碼(例如，由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼)和包含可由計(jì)算機(jī)使用譯碼器執(zhí)行的高級代碼。程序指令(即，軟件)可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，從而以分布的方式存儲和執(zhí)行軟件。例如，可通過一個或更多計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)來存儲所述軟件和數(shù)據(jù)。此外，用于實(shí)施這里公開的示例實(shí)施例的功能性程序、代碼和代碼段可以由所述實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的程序員基于以及利用這里提供的附圖中的流程圖、框圖及其相應(yīng)描述而容易地解釋出來。此外，所描述的用于執(zhí)行操作或方法的單元可以是硬件、軟件或者硬件與軟件的某種結(jié)合。例如，所述單元可以是在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件包或者是軟件可以在其上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)。上面已經(jīng)描述了一些示例性實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解的是，可以做出各種修改。例如，如果所描述的技術(shù)以不同的順序執(zhí)行和/或如果所描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、設(shè)備或電路中的組件以不同方式被組合和/或被另外的組件或其等同物替代或補(bǔ)充，則可以實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)果。相應(yīng)地，其他實(shí)施方式也落入權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電源系統(tǒng)，其特征在于，所述電源系統(tǒng)包括 PWM電源，包括直流輸入端、反饋信號輸入端和直流輸出端，PWM電源被構(gòu)造為經(jīng)直流輸入端接收外部直流輸入，對接收的外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并通過直流輸出端將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置； 電壓檢測單元，被構(gòu)造為檢測PWM輸出的電壓的幅值； 電流檢測單元，被構(gòu)造為檢測PWM輸出的電流的幅值； 反饋信號產(chǎn)生單元，被構(gòu)造為根據(jù)由電壓檢測單元檢測到的電壓的幅值和由電流檢測單元檢測到的電流的幅值來產(chǎn)生反饋信號，并將產(chǎn)生的反饋信號提供到PWM電源的反饋信號輸入端， 其中，PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。
2.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于電流檢測單元檢測到PWM輸出的電流的幅值大于預(yù)定電流值，反饋信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生第二反饋信號，從而PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值。
3.如權(quán)利要求2所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，反饋信號產(chǎn)生單元根據(jù)從電壓檢測單元接收的指示PWM輸出的電壓的幅值的信號和從電流檢測單元接收的指示PWM輸出的電流的幅值的信號來產(chǎn)生第二反饋信號。
4.如權(quán)利要求3所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第二反饋信號來增大PWM輸出的電壓的幅值，以保持PWM輸出的功率恒定。
5.如權(quán)利要求4所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于電流檢測單元檢測到PWM輸出的電流的幅值小于或等于預(yù)定電流值、且電壓檢測單元檢測到PWM輸出的電壓的幅值不等于預(yù)定電壓值，反饋信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生第一反饋信號，從而PWM電源根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第一反饋信號來將PWM輸出的電壓的幅值調(diào)節(jié)為等于預(yù)定電壓值。
6.如權(quán)利要求5所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，反饋信號產(chǎn)生單元根據(jù)從電壓檢測單元接收的指示PWM輸出的電壓的幅值的信號來產(chǎn)生第一反饋信號。
7.如權(quán)利要求6所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，PWM電源還根據(jù)從反饋信號輸入端接收的第一反饋信號來增大PWM輸出的電流的幅值。
8.如權(quán)利要求1所述的電源系統(tǒng)，其特征在于， 電壓檢測單元包括連接在PWM電源的直流輸出端和地之間的分壓電阻器組，其中，分壓電阻器組包括串聯(lián)連接的第一電阻器和第二電阻器， 電流檢測單元包括連接在PWM電源的直流輸出端和待供電裝置之間的第三電阻器， 反饋信號產(chǎn)生單元包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第一開關(guān)和第二開關(guān)，其中， 第一放大器的一個輸入端連接到第一電阻器和第二電阻器之間的公共節(jié)點(diǎn)，第一放大器的另一個輸入端連接到參考電壓源， 第二放大器的兩個輸入端分別連接到第三電阻器的兩端， 第三放大器的一個輸入端連接到第二放大器的輸出端，第三放大器的另一個輸入端連接到參考電壓源， 第一開關(guān)單元的控制端連接到第三放大器的輸出端，第一開關(guān)單元的第一端連接到第二放大器的輸出端， 第四放大器的一個輸入端連接到第一放大器的輸出端，第四放大器的另一個輸入端連接到第一開關(guān)單元的第二端，第四放大器的輸出端連接到PWM電源的反饋信號輸入端， 第二開關(guān)單元的控制端連接到第三放大器的輸出端，第二開關(guān)單元的第一端連接到第四放大器的與第一開關(guān)單元的第二端連接的輸入端，第二開關(guān)單元的第二端連接到第四放大器的輸出端， 其中， 響應(yīng)于PWM輸出的電流的幅值小于或等于預(yù)定電流值，第一開關(guān)單元截止，第二開關(guān)單元導(dǎo)通，從而第四放大器作為源跟隨器進(jìn)行操作，以將與第一放大器的輸出相同的輸出作為反饋信號提供到PWM電源的反饋信號輸入端， 響應(yīng)于PWM輸出的電流的幅值大于預(yù)定電流值，第一開關(guān)單元導(dǎo)通，第二開關(guān)單元截止，從而第四放大器作為差分放大器進(jìn)行操作，以將第一放大器的輸出與第二放大器的輸出的差值進(jìn)行放大并作為反饋信號提供到PWM電源的反饋信號輸入端。
9.一種控制電源系統(tǒng)的方法，所述方法包括下述步驟 對外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置； 檢測PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值； 根據(jù)檢測到的電壓的幅值和電流的幅值來產(chǎn)生反饋信號； 根據(jù)反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于， 產(chǎn)生反饋信號的步驟包括 響應(yīng)于檢測到PWM輸出的電流的幅值大于預(yù)定電流值，產(chǎn)生第二反饋信號， 調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟包括 根據(jù)第二反饋信號來減小PWM輸出的電流的幅值。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，根據(jù)指示PWM輸出的電壓的幅值的信號和指示PWM輸出的電流的幅值的信號來產(chǎn)生第二反饋信號。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于， 調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟還包括 根據(jù)第二反饋信號來增大PWM輸出的電壓的幅值，以保持PWM輸出的功率恒定。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于， 產(chǎn)生反饋信號的步驟包括 響應(yīng)于電流檢測單元檢測到PWM輸出的電流的幅值小于或等于預(yù)定電流值、且檢測到PWM輸出的電壓的幅值不等于預(yù)定電壓值，產(chǎn)生第一反饋信號， 調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟包括 根據(jù)第一反饋信號來將PWM輸出的電壓的幅值調(diào)節(jié)為等于預(yù)定電流值。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，根據(jù)指示PWM輸出的電壓的幅值的信號來產(chǎn)生第一反饋信號。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于， 調(diào)節(jié)PWM輸出的步驟還包括根據(jù)第一反饋信號來增大PWM輸出的電流的幅值。
16.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上記錄有用于執(zhí)行控制電源系統(tǒng)的方法的程序，所述方法包括下述步驟 對外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置； 檢測PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值； 根據(jù)檢測到的電壓的幅值和電流的幅值來產(chǎn)生反饋信號； 根據(jù)反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)及其控制方法，所述電源系統(tǒng)包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)電源，電壓檢測單元，電流檢測單元和反饋信號產(chǎn)生單元。PWM電源經(jīng)直流輸入端接收外部直流輸入，對接收的外部直流輸入進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并通過直流輸出端將經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得到的PWM輸出提供到待供電裝置。電壓檢測單元檢測PWM輸出的電壓的幅值，電流檢測單元檢測PWM輸出的電流的幅值。反饋信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生反饋信號，并將產(chǎn)生的反饋信號提供到PWM電源。PWM電源根據(jù)接收的反饋信號來調(diào)節(jié)PWM輸出的電壓的幅值和電流的幅值。
文檔編號H02M3/10GK103066838SQ20131004600
公開日2013年4月24日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者楊雪亮 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司