CN104035462A - 一种电源控制方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源控制方法及设备，涉及电子领域，能够减弱电源输入扰动对输出电压的影响。具体方案为：对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压。本发明用于电源控制。

Description

一种电源控制方法及设备

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种电源控制方法及设备。

背景技术

数字电源因为可以调节的原因，通常遇到输入扰动、输出扰动，为了稳定输出电压，需要抑制这部分扰动，尤其是震荡以及负载动态变化率较高的情况。现有技术中，对于输入扰动通常采用前馈数字控制电路来解决，对于负载扰动，通常采用增加输出电容、增加系统带宽以减少输出阻抗，或者通过非线性控制减少动态输出阻抗来解决。

但是，现有技术中，数字电源的纯数字前馈技术均采用ADC(Analog to Digital Converters，模数转换器)采样输入电压，进而调制反馈通道控制量来控制占空比，因此前馈通道的扰动会直接反映到占空比上，这在提高了输入大动态抑制的同时也使得输入稳态时输出扰动的影响增加。

发明内容

本发明的实施例提供一种电源控制方法及设备，能够减弱电源输入扰动对输出电压的影响。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，一种控制电源环路，包括：前馈数字控制电路和反馈数字控制电路；

其中，所述前馈数字控制电路，用于对输入电压进行采样生成采样输入电压，将所述采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压并输出所述前馈输入电压；

所述反馈数字控制电路，用于对输出电压进行采样生成采样输出电压，将所述采样输出电压与所述前馈数字控制电路输出的所述前馈输入电压合并为稳态电压。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述前馈数字控制电路包括采样模块、抗稳态扰动处理模块、延时模块及滤波模块，所述采样模块的输出端与所述抗稳态扰动处理模块的输入端相连，所述延时模块的输出端与所述抗稳态扰动处理模块的输入端相连，所述抗稳态扰动处理模块的输出端与所述延时模块的输入端相连，所述抗稳态扰动处理模块的输出端与所述滤波模块的输入端相连；

其中，所述采样模块，用于对输入电压进行采样，将所述采样输入电压传输至所述抗稳态扰动处理模块；

所述抗稳态扰动处理模块，用于接收所述采样模块传输的所述采样输入电压，接收所述延时模块传输的上一时刻输入电压，计算所述采样输入电压与所述上一时刻输入电压的差值，并将计算结果作为参考电压；

如果所述参考电压的绝对值小于或等于第一阈值，则将所述上一时刻输入电压作为前馈输入电压输出，其中，所述第一阈值为正数；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为正，则计算所述上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压传输至所述延时模块及所述滤波模块；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压传输至所述延时模块及所述滤波模块；

所述延时模块，用于接收所述抗稳态扰动处理模块传输的所述前馈输入电压，将所述前馈输入电压进行延时处理生成所述上一时刻输入电压，并将所述上一时刻输入电压传输至所述抗稳态扰动处理模块；

所述滤波模块，用于接收所述抗稳态扰动处理模块传输的所述前馈输入电压，将所述前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，

所述抗稳态扰动处理模块，还用于当所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于第二阈值，同时所述参考电压为正，计算所述上一时刻输入电压与所述预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出，其中，所述第二阈值为正数；

当所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，同时所述参考电压为负，计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

当所述参考电压的绝对值大于或等于所述第二阈值，则将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

所述抗稳态扰动处理模块包括第一减法电路、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一与门电路、第二与门电路、第一或门电路、第一控制器、第二控制器及第三控制器；

其中，所述第一减法电路的正向输入端输入所述采样输入电压，所述第一减法电路的反向输入端输入所述上一时刻输入电压，所述第一减法电路用于计算所述采样输入电压减去所述上一时刻输入电压的差值，将所述差值作为所述参考电压输出，所述第一减法电路的输出端分别与所述第一比较器的正向输入端、所述第二比较器的反向输入端、所述第三比较器的反向输入端、所述第四比较器的正向输入端、所述第五比较器的正向输入端、所述第六比较器的反向输入端相连；

所述第一比较器的正向输入端输入所述参考电压，所述第一比较器的反向输入端输入所述第一阈值，所述第一比较器的输出端与所述第一与门电路的第一输入端相连；

所述第二比较器的正向输入端输入所述第二阈值，所述第二比较器的反向输入端输入所述参考电压，所述第二比较器的输出端与所述第一与门电路的第二输入端相连；

所述第一与门电路的输出端与所述第一控制器的输入端相连；

所述第一控制器，用于当所述第一与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压与所述预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述第三比较器的正向输入端输入所述第一阈值的相反数，所述第三比较器的反向输入端输入所述参考电压，所述第三比较器的输出端与所述第二与门电路的第一输入端相连；

所述第四比较器的正向输入端输入所述参考电压，所述第三比较器的反向输入端输入所述第二阈值的相反数，所述第四比较器的输出端与所述第二与门电路的第二输入端相连；

所述第二与门电路的输出端与所述第二控制器的输出端相连；

所述第二控制器，用于当所述第二与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述第五比较器的正向输入端输入所述参考电压，所述第五比较器的反向输入端输入所述第二阈值，所述第五比较器的输出端与所述第一或门电路的第一输入端相连；

所述第六比较器的正向输入端输入所述第二阈值的相反数，所述第六比较器的反向输入端输入所述参考电压，所述第六比较器的输出端与所述第一或门电路的第二输入端相连；

所述第一或门电路的输出端与所述第三控制器的输入端相连；

所述第三控制器，用于当所述第一或门电路输出高电平时，将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

所述抗稳态扰动处理模块包括第二减法电路、绝对值电路、第七比较器、第八比较器、第九比较器、第十比较器、非门电路、第三与门电路、第四与门电路、第五与门电路、第四控制器、第五控制器及第六控制器；

其中，所述第二减法电路的正向输入端输入所述采样输入电压，所述第一减法电路的反向输入端输入所述上一时刻输入电压，所述第一减法电路用于计算所述采样输入电压减去所述上一时刻输入电压的差值，将所述差值作为所述参考电压输出，所述第一减法电路的输出端与所述绝对值电路的输入端相连；

所述绝对值电路用于对所述参考电压进行绝对值运算生成所述参考电压的绝对值，所述绝对值电路的输出端分别与所述第七比较器的正向输入端、所述第八比较器的反向输入端、所述第十比较器的正向输入端相连；

所述第七比较器的正向输入端输入所述参考电压的绝对值，所述第七比较器的反向输入端输入所述第一阈值，所述第七比较器的输出端与所述第三与门电路的第一输入端相连；

所述第八比较器的正向输入端输入所述第二阈值，所述第八比较器的反向输入端输入所述参考电压的绝对值，所述第八比较器的输出端与所述第三与门电路的第二输入端相连；

所述第三与门电路的输出端分别与所述第四与门电路的第一输入端及所述第五与门电路的第一输入端相连；

所述第九比较器的正向输入端输入所述采样输入电压，所述第九比较器的反向输入端输入所述上一时刻电压，所述第九比较器的输出端分别与所述第四与门电路的第二输入端及所述非门电路的输入端相连；

所述第四与门电路的输出端与所述第四控制器的输入端相连；

所述第四控制器，用于当所述第四与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压与所述预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述非门电路的输出端与所述第五与门电路的第二输入端相连；

所述第五与门电路的输出端与所述第五控制器的输入端相连；

所述第五控制器，用于当所述第五与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述第十比较器的正向输入端输入所述参考电压的绝对值，所述第十比较器的反向输入端输入所述第二阈值，所述第十比较器的输出端与所述第六控制器的输入端连接；

所述第六控制器，用于当所述第十比较器输出高电平时，将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述采样模块包括第一模数转换器；

所述第一模数转换器用于接收所述输入电压，将所述输入电压进行模数转换，并输出所述采样输入电压。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述延时模块包括延时器；

所述延时器用于接收所述前馈输入电压，对所述前馈输入电压进行延时处理，并输出所述上一时刻输入电压。

结合第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述滤波模块包括第一滤波器；

所述第一滤波器用于接收所述抗稳态扰动处理模块输出的所述前馈输入电压，将所述前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

第二方面，一种数字控制电源，所述数字控制电源包括控制电源环路；

其中，所述控制电源环路为第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中所描述的控制电源环路。

第三方面，一种电源控制方法，包括：

对输入电压进行采样生成采样输入电压；

将所述采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压；

对输出电压进行采样生成采样输出电压；

将所述采样输出电压与所述前馈输入电压合并为稳态电压。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述将所述采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，包括：

计算所述采样输入电压与上一时刻输入电压的差值，并将计算结果作为参考电压；

如果所述参考电压的绝对值小于或等于第一阈值，则将所述上一时刻输入电压作为前馈输入电压输出；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为正，则计算所述上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

将所述前馈输入电压进行延时处理生成所述上一时刻输入电压；

将所述前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，

所述如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为正，则计算所述上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出，包括：

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出，包括：

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述方法还包括：

如果所述参考电压的绝对值大于或等于所述第二阈值，则将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

本发明的实施例提供的一种电源控制方法及设备，通过对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压，减弱了电源输入扰动对输出电压的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种控制电源环路结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的另一种控制电源环路结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的一种抗稳态扰动处理模块结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的另一种抗稳态扰动处理模块结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的一种数字控制电源结构示意图；

图6为本发明的另一实施例提供的一种控制电源环路结构示意图；

图7为本发明的实施例提供的一种电源控制方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供一种控制电源环路，参照图1所示，该控制电源环路10包括前馈数字控制电路11和反馈数字控制电路12。

其中，前馈数字控制电路11，用于对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压并输出前馈输入电压。

反馈数字控制电路12，用于对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路11输出的前馈输入电压合并为稳态电压。

本发明的实施例提供的控制电源环路，通过对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压，减弱了电源输入扰动对输出电压的影响。

可选的，参照图1所示，前馈数字控制电路11包括采样模块13、抗稳态扰动处理模块14、延时模块15及滤波模块16，采样模块13的输出端与抗稳态扰动处理模块14的输入端相连，延时模块15的输出端与抗稳态扰动处理模块14的输入端相连，抗稳态扰动处理模块14的输出端与延时模块15的输入端相连，抗稳态扰动处理模块14的输出端与滤波模块16的输入端相连。当然，本实施例只是列举一种前馈数字控制电路11结构对发明内容进行阐述，并不代表本发明的前馈数字控制电路11仅限于这一种结构。

其中，采样模块13，用于对输入电压进行采样，将采样输入电压传输至抗稳态扰动处理模块14。

抗稳态扰动处理模块14，用于接收采样模块13传输的采样输入电压，接收延时模块15传输的上一时刻输入电压，计算采样输入电压与上一时刻输入电压的差值，并将计算结果作为参考电压。

如果参考电压的绝对值小于或等于第一阈值，则将上一时刻输入电压作为前馈输入电压输出，其中，第一阈值为正数。

如果参考电压的绝对值大于第一阈值，同时参考电压为正，则计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

如果参考电压的绝对值大于第一阈值，同时参考电压为负，则计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

延时模块15，用于接收抗稳态扰动处理模块14传输的前馈输入电压，将前馈输入电压进行延时处理生成上一时刻输入电压，并将上一时刻输入电压传输至抗稳态扰动处理模块14。

滤波模块16，用于接收抗稳态扰动处理模块14传输的前馈输入电压，将前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

这样，当参考电压的绝对值大于第一阈值，且参考电压为正时，说明采样输入电压大于上一时刻输入电压，计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出，使得前馈输入电压以步进速率逼近采样输入电压。同理，当参考电压的绝对值大于第一阈值，且参考电压为负时，说明采样输入电压小于上一时刻输入电压，计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出，使得前馈输入电压以步进速率逼近采样输入电压。这样缓慢更新前馈输入电压，将前馈输入电压与采样输出电压合并，就可以使得输出电压更稳定，减少了扰动对输出电压的影响。

进一步可选的，抗稳态扰动处理模块14，还用于当参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值，同时参考电压为正，计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出，其中，第二阈值为正数。

当参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值，同时参考电压为负，计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

当参考电压的绝对值大于或等于第二阈值，则将采样输入电压作为前馈输入电压输出。

这样，采样输入电压与上一时刻输入电压差值的绝对值，即参考电压的绝对值小于或等于第一阈值时，说明扰动很小，前馈数字控制电路11输出的前馈输入电压不用更新，保持为上一时刻输入电压即可；当参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值的时候，说明扰动在可以调节的范围内，通过步进速率使输出的前馈输入电压缓慢更新来逼近采样输入电压，这样慢速更新可以防止更新带来的扰动比误差带来的扰动更大；当参考电压的绝对值大于第二阈值时，说明扰动的影响很大，需要立即输出采样输入电压保证前馈响应的速度。其中，可选的，步进速率可以根据具体情况设定，本发明不做限制。

进一步可选的，参照图2所示，采样模块13包括第一模数转换器1301，延时模块15包括延时器1501，滤波模块16包括第一滤波器1601。

第一模数转换器1301用于接收输入电压，将输入电压进行模数转换，并输出采样输入电压。

延时器1501用于接收前馈输入电压，对前馈输入电压进行延时处理，并输出上一时刻输入电压。

第一滤波器1601用于接收抗稳态扰动处理模块14输出的前馈输入电压，将前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

其中，反馈数字控制电路12可以包括第一数模转换器1201、第三减法电路1202、第二模数转换器1203、第二滤波器1204。第三减法电路1202的反向输入端输入输出电压，第三减法电路1202的正向输入端与第一数模转换器1201的输出端相连，第三减法电路1202的输出端与第二模数转换器1203的输入端相连，第二模数转换器1203的输出端与第二滤波器1204的输入端相连。当然，本实施例只是举例说明反馈数字控制电路12可以实现的电路结构，并不代表本发明中的反馈数字控制电路12仅限于这一种结构，对于反馈数字控制电路12的具体结构本发明不做限制。

在一种应用场景中，参照图3所示，抗稳态扰动处理模块14包括第一减法电路1401、第一比较器1402、第二比较器1403、第三比较器1404、第四比较器1405、第五比较器1406、第六比较器1407、第一与门电路1408、第二与门电路1409、第一或门电路1410、第一控制器1411、第二控制器1412及第三控制器1413。需要说明的是，图3所示的抗稳态扰动处理模块14的结构只是本发明的一种具体实现方式，并不代表本发明的抗稳态扰动处理模块14局限于这一种结构。

其中，第一减法电路1401的正向输入端输入采样输入电压，第一减法电路1401的反向输入端输入上一时刻输入电压，第一减法电路1401用于计算采样输入电压减去上一时刻输入电压的差值，将差值作为参考电压输出，第一减法电路1401的输出端分别与第一比较器1402的正向输入端、第二比较器1403的反向输入端、第三比较器1404的反向输入端、第四比较器1405的正向输入端、第五比较器1406的正向输入端、第六比较器1407的反向输入端相连。

第一比较器1402的正向输入端输入参考电压，第一比较器1402的反向输入端输入第一阈值，第一比较器1402的输出端与第一与门电路1408的第一输入端相连。

第二比较器1403的正向输入端输入第二阈值，第二比较器1403的反向输入端输入参考电压，第二比较器1403的输出端与第一与门电路1408的第二输入端相连。

第一与门电路1408的输出端与第一控制器1411的输入端相连。

第一控制器1411，用于当第一与门电路1408输出高电平时，计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

第三比较器1404的正向输入端输入第一阈值的相反数，第三比较器1404的反向输入端输入参考电压，第三比较器1404的输出端与第二与门电路1409的第一输入端相连。

第四比较器1405的正向输入端输入参考电压，第三比较器1404的反向输入端输入第二阈值的相反数，第四比较器1405的输出端与第二与门电路1409的第二输入端相连。

第二与门电路1409的输出端与第二控制器1412的输出端相连。

第二控制器1412，用于当第二与门电路1409输出高电平时，计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

第五比较器1406的正向输入端输入参考电压，第五比较器1406的反向输入端输入第二阈值，第五比较器1406的输出端与第一或门电路1410的第一输入端相连。

第六比较器1407的正向输入端输入第二阈值的相反数，第六比较器1407的反向输入端输入参考电压，第六比较器1407的输出端与第一或门电路1410的第二输入端相连。

第一或门电路1410的输出端与第三控制器1413的输入端相连。

第三控制器1413，用于当第一或门电路1410输出高电平时，将采样输入电压作为前馈输入电压输出。

具体可选的，对于图3所示的抗稳态扰动处理模块14，参考电压的取值可以分为四种情况：

第一种情况，参考电压大于第一阈值且参考电压小于第二阈值。对应第一比较器1402，第一比较器1402的正向输入端输入的数值大于第一比较器1402反向输入端输入的数值，则第一比较器1402输出高电平，即当参考电压高于第一阈值时第一比较器1402输出高电平，同理，对于第二比较器1403，当第二阈值大于参考电压时，第二比较器1403输出高电平，第一比较器1402的输出端和第二比较器1403的输出端分别与第一与门电路1408的两个输入端相连，这样，当参考电压大于第一阈值且参考电压小于第二阈值时，即第一比较器1402与第二比较器1403都输出高电平，第一与门电路1408输出高电平，第一控制器1411在第一与门电路1408输出高电平的时候，计算上一时刻输入电压与步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出，使得输出的前馈输入电压缓慢逼近采样输入电压。

第二种情况，参考电压小于第一阈值的相反数且参考电压大于第二阈值的相反数。对应第三比较器1404，当第一阈值的相反数大于参考电压，则第三比较器1404输出高电平，对于第四比较器1405，当参考电压大于第二阈值的相反数，则第四比较器1405输出高电平，第三比较器1404的输出端和第四比较器1405的输出端分别与第二与门电路1409的两个输入端相连，当参考电压小于第一阈值的相反数且参考电压大于第二阈值的相反数时，即第三比较器1404与第四比较器1405都输出高电平，第二与门电路1409输出高电平，第二控制器1412在第二与门电路1409输出高电平时，计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出，使得输出的前馈输入电压缓慢逼近采样输入电压。

综合第一种情况与第二种情况，参考电压的绝对值大于第一阈值并且小于第二阈值的时候，将上一时刻输入电压以步进速率缓慢逼近采样输入电压。

第三种情况，参考电压大于第二阈值，对应第五比较器1406，当参考电压大于第二阈值时，第五比较器1406输出高电平。

第四种情况，参考电压小于第二阈值的相反数，对一个第六比较器1407，当参考电压小于第二阈值的相反数时，第六比较器1407输出高电平。

综合第三种情况和第四种情况，第五比较器1406的输出端和第六比较器1407的输出端分别与第一或门电路1410的两个输入端相连，即参考电压大于第二阈值或者参考电压小于第二阈值的相反数，及参考电压的绝对值大于第二阈值，则第一或门电路1410输出高电平，第三控制器1413在第一或门电路1410输出高电平时，将采样输入电压作为前馈输入电压输出。

另外，当参考电压的绝对值小于或等于第一阈值时，第一控制器1411、第二控制器1412及第三控制器1413均不满足输出条件，则前馈数字控制电路11直接输出上一时刻输入电压。

在另一种应用场景中，参照图4所示，抗稳态扰动处理模块14包括第二减法电路1414、绝对值电路1415、第七比较器1416、第八比较器1417、第九比较器1418、第十比较器1419、非门电路1420、第三与门电路1421、第四与门电路1422、第五与门电路1423、第四控制器1424、第五控制器1425及第六控制器1426。需要说明的是，图4所示的抗稳态扰动处理模块14的结构只是本发明的一种具体实现方式，并不代表本发明的抗稳态扰动处理模块14局限于这一种结构。

其中，第二减法电路1414的正向输入端输入采样输入电压，第一减法电路1401的反向输入端输入上一时刻输入电压，第一减法电路1401用于计算采样输入电压减去上一时刻输入电压的差值，将差值作为参考电压输出，第一减法电路1401的输出端与绝对值电路1415的输入端相连。

绝对值电路1415用于对参考电压进行绝对值运算生成参考电压的绝对值，绝对值电路1415的输出端分别与第七比较器1416的正向输入端、第八比较器1417的反向输入端、第十比较器1419的正向输入端相连。

第七比较器1416的正向输入端输入参考电压的绝对值，第七比较器1416的反向输入端输入第一阈值，第七比较器1416的输出端与第三与门电路1421的第一输入端相连。

第八比较器1417的正向输入端输入第二阈值，第八比较器1417的反向输入端输入参考电压的绝对值，第八比较器1417的输出端与第三与门电路1421的第二输入端相连。

第三与门电路1421的输出端分别与第四与门电路1422的第一输入端及第五与门电路1423的第一输入端相连。

第九比较器1418的正向输入端输入采样输入电压，第九比较器1418的反向输入端输入上一时刻电压，第九比较器1418的输出端分别与第四与门电路1422的第二输入端及非门电路1420的输入端相连。

第四与门电路1422的输出端与第四控制器1424的输入端相连。

第四控制器1424，用于当第四与门电路1422输出高电平时，计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

非门电路1420的输出端与第五与门电路1423的第二输入端相连。

第五与门电路1423的输出端与第五控制器1425的输入端相连。

第五控制器1425，用于当第五与门电路1423输出高电平时，计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

第十比较器1419的正向输入端输入参考电压的绝对值，第十比较器1419的反向输入端输入第二阈值，第十比较器1419的输出端与第六控制器1426的输入端连接。

第六控制器1426，用于当第十比较器1419输出高电平时，将采样输入电压作为前馈输入电压输出。

具体可选的，对于图4所示的抗稳态扰动处理模块14，参考电压的取值可以分为两种情况：

第一种情况，对应第七比较器1416和第八比较器1417。当参考电压的绝对值大于第一阈值时，第七比较器1416输出高电平，当参考电压的绝对值小于第二阈值时，第八比较器1417输出高电平，第七比较器1416的输出端和第八比较器1417的输出端分别与第三与门电路1421的两个输入端相连，即当参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值时，第三与门电路1421输出高电平。

进一步的，第一种情况下有两种输出方式。(1)、在第一种方式中，对应第九比较器1418，当采样输入电压大于上一时刻输入电压时，即参考电压为正，第九比较器1418的输出端与第三与门电路1421的输出端分别与第四与门电路1422的两个输入端相连，这样，当参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值，同时采样输入电压大于上一时刻输入电压，即参考电压为正，则第四与门电路1422输出高电平，第四控制器1424在第四与门电路1422输出高电平时，计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出。(2)、在第二种方式中，对应第九比较器1418，当采样输入电压小于上一时刻输入电压，第九比较器1418输出低电平，第九比较器1418的输出端与非门电路1420的输入端相连，非门电路1420输出高电平，非门电路1420的输出端及第三与门电路1421的输出端分别于第五与门电路1423的两个输入端相连，这样，当参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值，同时采样输入电压小于上衣时刻输入电压，即参考电压为负，则第五与门电路1423输出高电平，第五控制器1425在第五与门电路1423输出高电平时，计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

第二种情况，对应第十比较器1419，当参考电压的绝对值大于第二阈值时，第十比较器1419输出高电平，第六控制器1426在第十比较器1419输出高电平时，将采样输入电压作为前馈输入电压输出。

本发明的实施例提供的控制电源环路，通过对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压，减弱了电源输入扰动对输出电压的影响。

基于上述图1对应的实施例，本发明的实施例提供一种数字控制电源，参照图5所示，该数字控制电源50包括控制电源环路501。

其中，该控制电源环路501为图1或图2对应的任一实施例中所描述的控制电源环路。

可选的，该数字控制电源50还可以包括加法器502、数字脉宽调节器503、时钟振荡器504、第三模数转换器505、传感器506，倍控电路507。

本发明的实施例提供的数字控制电源，通过对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压，减弱了电源输入扰动对输出电压的影响。

本发明的另一实施例提供一种控制电源环路601，参照图6所示，该设备可以嵌入或本身就是微处理计算机，比如：通用计算机、客户定制机、手机终端或平板机等便携设备，该控制电源环路601包括：至少一个处理器6011、存储器6012和总线6013，该至少一个处理器6011和存储器6012通过总线6013连接并完成相互间的通信。

该总线6013可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component，外部设备互连)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准体系结构)总线等。该总线6013可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中：

存储器6012用于执行本发明方案的应用程序代码，执行本发明方案的应用程序代码保存在存储器中，并由处理器6011来控制执行。

该存储器可以是只读存储器ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器EEPROM、只读光盘CD-ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。这些存储器通过总线与处理器相连接。

处理器6011可能是一个中央处理器6011(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

处理器6011，用于调用存储器6012中的程序代码，用以执行上述图1对应的设备实施例中抗稳态扰动处理模块的操作，具体描述参照图1对应的设备实施例，这里不再赘述。

本发明的实施例提供的控制电源环路，通过对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压，减弱了电源输入扰动对输出电压的影响。

基于上述图1对应的实施例，本发明的实施例提供一种电源控制方法，应用于上述图1对应的实施例中所描述的控制电源环路，参照图7所示，包括以下步骤：

701、对输入电压进行采样生成采样输入电压。

702、将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压。

具体可选的，计算采样输入电压与上一时刻输入电压的差值，并将计算结果作为参考电压。

如果参考电压的绝对值小于或等于第一阈值，则将上一时刻输入电压作为前馈输入电压输出。

如果参考电压的绝对值大于第一阈值，同时参考电压为正，则计算上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

如果参考电压的绝对值大于第一阈值，同时参考电压为负，则计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

将前馈输入电压进行延时处理生成上一时刻输入电压。

将前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

进一步可选的，如果参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值，同时参考电压为负，则计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

如果参考电压的绝对值大于第一阈值且小于第二阈值，同时参考电压为负，则计算上一时刻输入电压减去预设步进速率的差值，并将计算结果作为前馈输入电压输出。

如果参考电压的绝对值大于或等于第二阈值，则将采样输入电压作为前馈输入电压输出。

703、对输出电压进行采样生成采样输出电压。

704、将采样输出电压与前馈输入电压合并为稳态电压。

本发明的实施例提供的控制电源环路，通过对输入电压进行采样生成采样输入电压，将采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，对输出电压进行采样生成采样输出电压，将采样输出电压与前馈数字控制电路输出的前馈输入电压合并为稳态电压，减弱了电源输入扰动对输出电压的影响。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括RAM(Random Access Memory，随机存储器)、ROM(Read OnlyMemory，只读内存)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory，即只读光盘)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL(Digital Subscriber Line，数字用户专线)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定影中。如本发明所使用的，盘和碟包括CD(Compact Disc，压缩光碟)、激光碟、光碟、DVD碟(Digital Versatile Disc，数字通用光)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种控制电源环路，其特征在于，包括：前馈数字控制电路和反馈数字控制电路；

其中，所述前馈数字控制电路，用于对输入电压进行采样生成采样输入电压，将所述采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压并输出所述前馈输入电压；

所述反馈数字控制电路，用于对输出电压进行采样生成采样输出电压，将所述采样输出电压与所述前馈数字控制电路输出的所述前馈输入电压合并为稳态电压。

2.根据权利要求1所述的控制电源环路，其特征在于，所述前馈数字控制电路包括采样模块、抗稳态扰动处理模块、延时模块及滤波模块，所述采样模块的输出端与所述抗稳态扰动处理模块的输入端相连，所述延时模块的输出端与所述抗稳态扰动处理模块的输入端相连，所述抗稳态扰动处理模块的输出端与所述延时模块的输入端相连，所述抗稳态扰动处理模块的输出端与所述滤波模块的输入端相连；

其中，所述采样模块，用于对输入电压进行采样，将所述采样输入电压传输至所述抗稳态扰动处理模块；

所述抗稳态扰动处理模块，用于接收所述采样模块传输的所述采样输入电压，接收所述延时模块传输的上一时刻输入电压，计算所述采样输入电压与所述上一时刻输入电压的差值，并将计算结果作为参考电压；

如果所述参考电压的绝对值小于或等于第一阈值，则将所述上一时刻输入电压作为前馈输入电压输出，其中，所述第一阈值为正数；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为正，则计算所述上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压传输至所述延时模块及所述滤波模块；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压传输至所述延时模块及所述滤波模块；

所述延时模块，用于接收所述抗稳态扰动处理模块传输的所述前馈输入电压，将所述前馈输入电压进行延时处理生成所述上一时刻输入电压，并将所述上一时刻输入电压传输至所述抗稳态扰动处理模块；

所述滤波模块，用于接收所述抗稳态扰动处理模块传输的所述前馈输入电压，将所述前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

3.根据权利要求2所述的控制电源环路，其特征在于，

所述抗稳态扰动处理模块，还用于当所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于第二阈值，同时所述参考电压为正，计算所述上一时刻输入电压与所述预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出，其中，所述第二阈值为正数；

当所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，同时所述参考电压为负，计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

当所述参考电压的绝对值大于或等于所述第二阈值，则将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

4.根据权利要求3所述的控制电源环路，其特征在于，所述抗稳态扰动处理模块包括第一减法电路、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一与门电路、第二与门电路、第一或门电路、第一控制器、第二控制器及第三控制器；

其中，所述第一减法电路的正向输入端输入所述采样输入电压，所述第一减法电路的反向输入端输入所述上一时刻输入电压，所述第一减法电路用于计算所述采样输入电压减去所述上一时刻输入电压的差值，将所述差值作为所述参考电压输出，所述第一减法电路的输出端分别与所述第一比较器的正向输入端、所述第二比较器的反向输入端、所述第三比较器的反向输入端、所述第四比较器的正向输入端、所述第五比较器的正向输入端、所述第六比较器的反向输入端相连；

所述第一比较器的正向输入端输入所述参考电压，所述第一比较器的反向输入端输入所述第一阈值，所述第一比较器的输出端与所述第一与门电路的第一输入端相连；

所述第二比较器的正向输入端输入所述第二阈值，所述第二比较器的反向输入端输入所述参考电压，所述第二比较器的输出端与所述第一与门电路的第二输入端相连；

所述第一与门电路的输出端与所述第一控制器的输入端相连；

所述第一控制器，用于当所述第一与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压与所述预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述第三比较器的正向输入端输入所述第一阈值的相反数，所述第三比较器的反向输入端输入所述参考电压，所述第三比较器的输出端与所述第二与门电路的第一输入端相连；

所述第四比较器的正向输入端输入所述参考电压，所述第三比较器的反向输入端输入所述第二阈值的相反数，所述第四比较器的输出端与所述第二与门电路的第二输入端相连；

所述第二与门电路的输出端与所述第二控制器的输出端相连；

所述第二控制器，用于当所述第二与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述第五比较器的正向输入端输入所述参考电压，所述第五比较器的反向输入端输入所述第二阈值，所述第五比较器的输出端与所述第一或门电路的第一输入端相连；

所述第六比较器的正向输入端输入所述第二阈值的相反数，所述第六比较器的反向输入端输入所述参考电压，所述第六比较器的输出端与所述第一或门电路的第二输入端相连；

所述第一或门电路的输出端与所述第三控制器的输入端相连；

所述第三控制器，用于当所述第一或门电路输出高电平时，将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

5.根据权利要求3所述的控制电源环路，其特征在于，所述抗稳态扰动处理模块包括第二减法电路、绝对值电路、第七比较器、第八比较器、第九比较器、第十比较器、非门电路、第三与门电路、第四与门电路、第五与门电路、第四控制器、第五控制器及第六控制器；

其中，所述第二减法电路的正向输入端输入所述采样输入电压，所述第一减法电路的反向输入端输入所述上一时刻输入电压，所述第一减法电路用于计算所述采样输入电压减去所述上一时刻输入电压的差值，将所述差值作为所述参考电压输出，所述第一减法电路的输出端与所述绝对值电路的输入端相连；

所述绝对值电路用于对所述参考电压进行绝对值运算生成所述参考电压的绝对值，所述绝对值电路的输出端分别与所述第七比较器的正向输入端、所述第八比较器的反向输入端、所述第十比较器的正向输入端相连；

所述第七比较器的正向输入端输入所述参考电压的绝对值，所述第七比较器的反向输入端输入所述第一阈值，所述第七比较器的输出端与所述第三与门电路的第一输入端相连；

所述第八比较器的正向输入端输入所述第二阈值，所述第八比较器的反向输入端输入所述参考电压的绝对值，所述第八比较器的输出端与所述第三与门电路的第二输入端相连；

所述第三与门电路的输出端分别与所述第四与门电路的第一输入端及所述第五与门电路的第一输入端相连；

所述第九比较器的正向输入端输入所述采样输入电压，所述第九比较器的反向输入端输入所述上一时刻电压，所述第九比较器的输出端分别与所述第四与门电路的第二输入端及所述非门电路的输入端相连；

所述第四与门电路的输出端与所述第四控制器的输入端相连；

所述第四控制器，用于当所述第四与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压与所述预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述非门电路的输出端与所述第五与门电路的第二输入端相连；

所述第五与门电路的输出端与所述第五控制器的输入端相连；

所述第五控制器，用于当所述第五与门电路输出高电平时，计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述第十比较器的正向输入端输入所述参考电压的绝对值，所述第十比较器的反向输入端输入所述第二阈值，所述第十比较器的输出端与所述第六控制器的输入端连接；

所述第六控制器，用于当所述第十比较器输出高电平时，将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。

6.根据权利要求2所述的控制电源环路，其特征在于，所述采样模块包括第一模数转换器；

所述第一模数转换器用于接收所述输入电压，将所述输入电压进行模数转换，并输出所述采样输入电压。

7.根据权利要求2所述的控制电源环路，其特征在于，所述延时模块包括延时器；

所述延时器用于接收所述前馈输入电压，对所述前馈输入电压进行延时处理，并输出所述上一时刻输入电压。

8.根据权利要求2-7任一项所述的控制电源环路，其特征在于，所述滤波模块包括第一滤波器；

所述第一滤波器用于接收所述抗稳态扰动处理模块输出的所述前馈输入电压，将所述前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

9.一种数字控制电源，其特征在于，所述数字控制电源包括控制电源环路；

其中，所述控制电源环路为权利要求1-8任一项所述的控制电源环路。

10.一种电源控制方法，其特征在于，包括：

对输入电压进行采样生成采样输入电压；

将所述采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压；

对输出电压进行采样生成采样输出电压；

将所述采样输出电压与所述前馈输入电压合并为稳态电压。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将所述采样输入电压进行抗稳态扰动处理生成前馈输入电压，包括：

计算所述采样输入电压与上一时刻输入电压的差值，并将计算结果作为参考电压；

如果所述参考电压的绝对值小于或等于第一阈值，则将所述上一时刻输入电压作为前馈输入电压输出；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为正，则计算所述上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

将所述前馈输入电压进行延时处理生成所述上一时刻输入电压；

将所述前馈输入电压进行滤波处理，并将滤波处理后的前馈输入电压输出。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，

所述如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为正，则计算所述上一时刻输入电压与预设步进速率之和，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出，包括：

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出，包括：

如果所述参考电压的绝对值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，同时所述参考电压为负，则计算所述上一时刻输入电压减去所述预设步进速率的差值，并将计算结果作为所述前馈输入电压输出；

所述方法还包括：

如果所述参考电压的绝对值大于或等于所述第二阈值，则将所述采样输入电压作为所述前馈输入电压输出。