CN105763033A - 电源系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源系统及其控制方法，电源系统包括多个并联连接的电源装置与一实体导线，其中每一电源装置包括信号引脚、控制单元与功率输出单元。实体导线电性耦接至每一电源装置的信号引脚以构成一同步信号线，同步信号线的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果。控制单元基于功率输出单元的运行状态去控制信号引脚的逻辑电平。当多个电源装置中任一电源装置于启动时，所启动的任一电源装置内的控制单元根据同步信号线的逻辑电平去调整功率输出单元的启闭设定。本发明可使并联的多个电源装置实现同步启动，并可进一步优化启动阶段的均流性能，以使电源系统顺利完成满载启动。

Description

电源系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种系统及方法，且特别涉及一种电源系统及其控制方法。

背景技术

在科学技术高速发展的今天，越来越多的电源产品朝着高效率(Highefficiency)，高功率密度(Highpowerdensity)，高可靠性(Highreliability)和低成本(lowcost)的方向发展。一种常见的系统供电设计是通过并联多台电源装置的输出，构成冗余系统，共同提供系统功率。冗余供电设计既可以降低单台电源的设计难度，也可以降低由于电源故障而导致系统当机的风险。

在上述应用环境中，多台电源装置之间的启动控制是一个颇为关键的问题：当尝试建立输出电压的一台电源装置，其输出电流会很大，导致其进入过载(over-loaded)状态。为了不使电源装置因过热损坏失效，必须加以限制和保护。一种必要的设计是在发生过载情形下强制电源装置进入打嗝(HICCUP)模式，也即“间歇工作模式”，让电源运行一段时间(以下简称Ton)后，关闭输出一段时间(以下简称Toff)，然后尝试重新启动，保证电源装置散热不会出现问题。

当系统设计越复杂，电源装置数量越多时，Ton应设计为远大于Toff，才可以确保各台电源装置可以在同一时刻同步输出功率，确保系统启动。显然，这样的设计是以牺牲电源散热性能为代价的。随着电源功率密度不断攀高，这种设计的局限也越大。

现有的HICCUP保护机制中，Ton和Toff的设定值是固定的。Ton与Toff的比值本文称之为工作比(Duty)，Duty＝Ton/Toff。

一个显而易见的缺陷是：如果Duty设定过小(Ton<<Toff)，两台电源装置都处于HICCUP模式，但是却始终无法在同一时刻同步输出功率。这将导致，即使系统总功率小于两台电源输出功率之和，系统的电压轨仍无法建立。系统中的电源数目越多，这个问题越严重。

如果Duty设定过大(Ton>>Toff)，电源装置间较容易达成同步。系统中的电源数目越多，Duty值也应越大。然而，过大的Ton导致电源装置散热性能持续恶化(限流时间增加)，增加了硬件线路的电流应力，从而提高了设计的难度。

再者，一些特定的电源拓扑，如LLC谐振转换器，对过流保护模式的要求格外苛刻，设计时无法将其Duty值设定过大。

为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何提供可靠的电源同步启动控制策略，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域极需改进的目标。

发明内容

本发明的一态样是在提供一种电源系统及其控制方法，能够有效解决现有技术的问题。

本发明所提供的电源系统包括多个并联连接的电源装置与一实体导线，其中每一电源装置包括信号引脚、控制单元与功率输出单元。实体导线电性耦接至每一电源装置的信号引脚以构成一同步信号线，同步信号线的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果。控制单元基于功率输出单元的运行状态去控制信号引脚的逻辑电平。当多个电源装置中任一电源装置于启动时，所启动的任一电源装置内的该控制单元根据同步信号线的逻辑电平去调整功率输出单元的启闭设定。

于一实施例，每当任一电源装置启动时，所启动的任一电源装置的控制单元首先使信号引脚于逻辑高电平，接着控制单元去检测同步信号线的逻辑电平，当同步信号线于逻辑低电平时，功率输出单元关闭。

于一实施例，每当任一电源装置启动时，所启动的任一电源装置的控制单元首先使该信号引脚于逻辑高电平，接着控制单元去检测同步信号线的逻辑电平，当该同步信号线于逻辑高电平时，功率输出单元输出功率。

于一实施例，在任一电源装置于启动后的一状态时，任一电源装置的控制单元控制功率输出单元的运行状态并且停止参考同步信号线的逻辑电平。

于一实施例，当任一电源装置的控制单元检测到对应的功率输出单元发生过流而使功率输出单元从启动到关闭时，控制单元将对应的信号引脚设置为逻辑低电平。

于一实施例，当信号引脚设置为逻辑低电平时，同步信号线拉至逻辑低电平，待功率输出单元再次启动时，控制单元使信号引脚于逻辑高电平。

于一实施例，每一电源装置还包括一上拉电路，上拉电路具有上拉电阻，上拉电阻的第一端电性耦接至控制单元，上拉电阻的第二端电性连接电压源，上拉电阻的第三端电性连接至信号引脚。

于一实施例，多个功率输出单元供电给至少一负载，负载包括至少一变换器。

于一实施例，每一电源装置中的功率输出单元包括至少一变换器。

于一实施例，变换器中的一电阻器作为一上拉电阻，上拉电阻的第一端电性耦接至控制单元，上拉电阻的第二端电性连接一电压源而上拉电阻的第三端电性连接至信号引脚。

于一实施例，控制单元具有一引脚电性连接上拉电阻的第一端，当控制单元将引脚设置为逻辑低电平时，上拉电阻的第三端为逻辑低电平，信号引脚为逻辑低电平；当控制单元将该引脚设置为高阻态时，电压源通过上拉电阻使得上拉电阻的第三端输出逻辑高电平，信号引脚为逻辑高电平。

于一实施例，每一电源装置中的控制单元包括一微控制器与一数字信号处理器，微控制器电性连接数字信号处理器以及信号引脚，数字信号处理器根据功率输出单元的运行状态输出一控制信号，微控制器用以接收控制信号并根据控制信号来控制信号引脚的逻辑电平。

于一实施例，微控制器通过控制信号引脚去监测同步信号线的逻辑电平，并且由监测到的同步信号线的逻辑电平去控制功率输出单元是否输出功率。

于一实施例，每一电源装置中的控制单元接收功率输出单元所反馈的输出电流值，并根据输出电流值去动态调整功率输出单元的软启动时间，输出电流值与软启动时间呈正比。

于一实施例，每一电源装置中的控制单元还根据该输出电流值去动态调整该功率输出单元于软启动时的输出电压的上升斜率，且该输出电流值与该输出电压的上升斜率呈反比。

另一方面，本发明所提供上述电源系统的控制方法，控制方法包括下列步骤：基于多个功率输出单元的运行状态去分别控制多个信号引脚的逻辑电平，同步信号总线的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果；当多个电源装置中任一电源装置于启动时，所启动的任一电源装置根据同步信号线的逻辑电平去调整相应的功率输出单元的启闭设定。

于一实施例，控制方法还包括：每当任一电源装置启动时，首先使信号引脚于逻辑高电平，接着去检测同步信号线的逻辑电平，当同步信号线于逻辑低电平时，功率输出单元关闭。

于一实施例，每当任一电源装置启动时，首先使信号引脚于逻辑高电平，接着去检测同步信号线的逻辑电平，当同步信号线于该逻辑高电平时，功率输出单元输出功率。

于一实施例，控制方法还包括：在任一电源装置于启动后之一状态时，控制功率输出单元的运行状态并且停止参考同步信号线的逻辑电平。

于一实施例，控制方法还包括：当任一电源装置检测到功率输出单元发生过流而使功率输出单元从启动到关闭时，将对应的信号引脚设置为逻辑低电平，使同步信号线拉至逻辑低电平。

于一实施例，当信号引脚设置为逻辑低电平时，同步信号线拉至逻辑低电平，待功率输出单元再次启动时，使信号引脚于逻辑高电平。

于一实施例，每一电源装置还包括一上拉电路，上拉电路，上拉电路具有一上拉电阻，上拉电阻的第一端电性耦接至控制单元，上拉电阻的第二端电性连接电压源，上拉电阻的第三端电性连接至信号引脚。控制方法还包括：将引脚设置为逻辑低电平时，信号引脚为逻辑低电平；或是设置引脚为高阻态，使电压源得以通过上拉电阻的第三端输出逻辑高电平，信号引脚为逻辑高电平。

于一实施例，每一电源装置中包括一微控制器与一数字信号处理器，微控制器电性连接数字信号处理器以及信号引脚，数字信号处理器根据功率输出单元的运行状态输出一控制信号，微控制器接收控制信号并根据控制信号来控制信号引脚的逻辑电平。

于一实施例，微控制器通过控制信号引脚去监测同步信号线的逻辑电平，并且由监测到的同步信号线的逻辑电平去控制功率输出单元是否输出功率。

于一实施例，控制方法还包括：接收每一电源装置中的功率输出单元所反馈的输出电流值，并根据输出电流值去动态调整功率输出单元的软启动时间，输出电流值与软启动时间呈正比。

于一实施例，控制方法还包括：根据该输出电流值去动态调整该功率输出单元于软启动时的输出电压的上升斜率，该输出电流值与该输出电压的上升斜率呈反比。

综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1.在电源系统启动时，通过同步信号线协调多台电源装置主动调整各自启动时刻，以达到同步启动的目的；以及

2.本发明也提供了一种软启时间控制策略，可进一步优化启动阶段的均流性能，使得电源系统可以顺利完成满载启动。

以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1是依照本发明一实施例的一种电源系统的方框图；

图2是依照本发明一实施例的一种控制策略的示意图；

图3是依照本发明一实施例的一种电源装置的方框图；

图4是依照本发明另一实施例的一种电源装置的方框图；

图5是一种现有电源软启动阶段的示意波形；

图6是依照本发明一实施例的一种改进的电源软启动阶段的示意波形；以及

图7是依照本发明一实施例的一种电源系统的控制方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图标记的说明如下：

100：电源系统

110、110a、110b：电源装置

112：信号引脚

114：功率输出单元

116：控制单元

117：上拉电路

118：上拉电阻

119：电压源

120：实体导线

130：功率线

121：同步信号线

131：第一端

132：第二端

133：第三端

190：负载

300：变换器

310：电阻器

331：第一端

332：第二端

333：第三端

410：微控制器

420：数字信号处理器

421、422：信号

700：控制方法

710、720：步骤

T0、T1、T2：时刻

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加清晰，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。

本发明提供一种多电源同步启动控制方案，其包括一同步信号线，用以承载/传递各电源的状态信息。电源系统中的每台电源装置都应与该同步信号线连接。一套控制协议：任何电源装置可以(向同步信号线上的其他电源装置)反映自身的运行状态(是否处于过流)，也可以通过同步信号线获取其余电源的运行状态。各台电源装置即时检测同步信号线的逻辑电平，并相应地调整各自启动时刻的设定，尽可能减少电源间建立输出电压的时间间隔，使得各台电源装置启动阶段的输出阻抗相近，改善了均流性能。以下将搭配图1来说明本发明的硬件架构。

图1是依照本发明一实施例的一种电源系统100的方框图。如图1所示，电源系统100包括多个电源装置110与一实体导线120，实体导线120电性耦接各个电源装置110的信号引脚112以构成同步信号线121。应了解到，任何连接至同步信号线121的电源装置110必须确保其信号引脚112满足“线与”设计，且可以改变及读取信号引脚112的逻辑电平。

电源系统100还包括功率线130，各电源装置110的功率线130通过串联或并联的方式连接，使得各电源装置110的输出串联或并联，从而电源系统100构成冗余系统，共同为负载190提供系统功率。

于一实施例中，实体导线120仅为一物理电气连接线，无需添加任何有源或无源设计作为辅助。

各电源装置110均包括信号引脚112、功率输出单元114与控制单元116。控制单元116电性耦合功率输出单元114和信号引脚112。在每一电源装置110运作时，其控制单元116基于功率输出单元114的运行状态去控制信号引脚112的逻辑电平。由于同步信号线121是符合“线与”设计的，同步信号线121的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚112的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果。具体而言，当多个电源装置110的信号引脚112皆于逻辑高电平时，同步信号线121是逻辑高电平；或者，当多个电源装置110的信号引脚112中有任一者于逻辑低电平时，同步信号线121是逻辑低电平。如此，当多个电源装置110中任一电源装置于启动时，其对应的控制单元116根据同步信号线121的逻辑电平去调整相应的功率输出单元114的启闭设定。

每台电源装置110还包括上拉电路117，上拉电路117为信号引脚112提供逻辑高电平的有效识别。其可设置于电源装置外部，也可设置在电源装置内部，但并不引以为限。在本实施例中，每台连接至同步信号线121的电源装置110内部提供上拉电路117，上拉电路117的设计仅需满足逻辑电平的有效识别即可。如图1所示，上拉电路117电性连接控制单元116的引脚113和信号引脚112。具体而言，上拉电路117包括上拉电阻118，上拉电阻118的第一端131电性耦接至控制单元116，上拉电阻的第二端132电性连接电压源119而上拉电阻的第三端133电性连接至信号引脚112。

本实施例中，当电源装置110的控制单元116检测到对应的功率输出单元114发生过流且处于过流保护状态，如持续时间大于Ton，电源装置110应关闭其功率输出单元114。在功率输出单元114从启动到关闭时，控制单元116将其引脚113设置为逻辑低电平，由于引脚113电性连接上拉电阻118的第一端131，从而使上拉电阻118的第三端133为逻辑低电平，进而将信号引脚112设置为逻辑低电平，使同步信号线121拉至逻辑低电平。反之，若控制单元116未检测到对应的功率输出单元114处于过流状况，或是功率输出单元114结束过流保护状态，如关闭输出时间已大于Toff，待功率输出单元114再次启动时，控制单元116设置引脚113为高阻态，电压源119通过上拉电阻118使得上拉电阻118的第三端133输出逻辑高电平，进而将信号引脚112设置为逻辑高电平，但此时控制单元116不会立刻使能功率输出单元114输出。所有电源装置100即时检测同步信号线121状态。

具体而言，每当任一电源装置110于启动时，其控制单元116首先电性释放信号引脚112，即其控制单元116设置引脚113为高阻态，通过上拉电路117使得信号引脚112于逻辑高电平，接着控制单元116去检测同步信号线121的逻辑电平，由于同步信号线121是“线与”设计，若同步信号线121为逻辑高电平，这表示当前电源系统100中的其他电源装置110都已结束过流保护状态或未处于过流状态，则需要启动的电源装置110可以启动，其控制单元116控制相应的功率输出单元114输出功率。反之，当同步信号线121于逻辑低电平时，这表示当前电源系统100中的部分电源装置110仍处于过流保护状态，已释放同步信号线121的电源装置110应继续保持等候状态(相当于主动延长了关机时间Toff)，其对应的功率输出单元114仍关闭，直到同步信号线121从逻辑低电平变为逻辑高电平。当同步信号线121为逻辑高电平，已释放信号引脚112的电源装置110的功率输出单元114输出功率，功率输出单元114供电给负载190(如：变换器)。借此，所有处于等待启动状态的电源装置100将尝试再次建立输出电压。依靠该同步信号线121的协调，多台装置100便可于同一时刻输出功率(即所谓的“同步”)，从而优化启动阶段各电源间的均流性能，保证最终电压轨的建立。

接下来，在任一电源装置110于启动后的一状态(即，工作状态)时，其控制单元116控制功率输出单元114的运行状态并且停止参考同步信号线121的逻辑电平，直到检测到对应的功率输出单元114发生过流且处于过流保护状态，则关闭功率输出单元114，将信号引脚112设置为逻辑低电平，并于任一电源装置110启动时，重新参考同步信号线121的逻辑电平，再次执行上述的同步启动控制策略。

图2是依照本发明一实施例的一种控制策略的示意图。于图2中，电源装置110a与电源装置110b可套用至如图1的电源系统100中任两电源装置110的硬件架构。

电源装置110a于时刻T0启动，尝试输出功率以驱动负载，但是电源系统100总负荷大于它的输出额定功率，因此进入HICCUP模式。当电源装置110a进入HICCUP模式后，它会按照上述方式改变同步信号线121的逻辑电平。一旦同步信号线121被电源装置110a拉至逻辑低电平，同步信号线121上的其他电源(即，电源装置110b)可察觉电源装置110a已处于过流保护状态。如图2中，电源装置110b于时刻T1接入电源系统100，而此时同步信号线121是逻辑低电平，它不会立刻输出电压，而是保持等候状态。T2时刻，电源装置110a(因发生过流故障)保持关闭时间大于Toff，即电源装置110a结束过流保护状态。此时，电源装置110a重新启动，它将电性释放同步信号线121。由于两台电源装置110a、110b都电性释放了同步信号线121，因此同步信号线121的电压电平也由逻辑低电平变为逻辑高电平。同时，电源装置110a和电源装置110b将尝试同步输出功率。

图3是依照本发明一实施例的一种电源装置110的方框图。如图3所示，电源装置110中的功率输出单元114包括至少一变换器300，变换器300中的电阻器310作为上拉电阻，借以缩减配置面积，并可降低成本。在结构上，电阻器310(上拉电阻)的第一端331电性耦接至控制单元116，电阻器310的第二端332电性连接电压源119，电阻器310的第三端333电性连接至信号引脚112。控制单元116具有引脚113，引脚113电性连接电阻器310的第一端331，当控制单元116将引脚113设置为逻辑低电平时，电阻器310的第三端333为逻辑低电平，信号引脚112为逻辑低电平；当控制单元116将该引脚113设置为高阻态时，电压源119通过电阻器310使得电阻器310的第三端333输出逻辑高电平，信号引脚112为逻辑高电平。

图4是依照本发明另一实施例的一种电源装置110的方框图。如图4所示，电源装置110中的控制单元116包括微控制器410与数字信号处理器420。在结构上，微控制器410电性连接信号引脚112。于运作时，数字信号处理器420检测表示功率输出单元114运行状态的变量，如输出电压值或输出电流值等，并根据的功率输出单元114运行状态输出信号421、422，微控制器410接受信号421、422并设置引脚113的逻辑高/低电平去控制信号引脚112的逻辑电平，从而控制同步信号线121的逻辑电平。另外，当电源装置110启动时，微控制器410通过控制信号引脚112去监测同步信号线121的逻辑电平，并输出信号至数字信号处理器420，由监测到的逻辑电平去控制功率输出单元114是否输出功率。当检测到同步信号线121为逻辑高电平时，控制器410可输出脉波调变信号至功率输出单元114，借以控制功率输出单元114的运行；当检测到同步信号线121为逻辑低电平时，控制器410可通过不输出脉波调变信号，或不使能功率输出单元114等方式，禁止功率输出单元114输出功率。

另一方面，本发明也包含一种电源装置的软启动时间控制策略，也可改善多个电源装置间的均流性能，更好的实现同步启动。

在电源装置的软启动控制中，数字信号处理器420包含软启动控制单元，在软启动阶段，软启动控制单元将检测到的功率输出单元114的输出电压值和一输出电压参考值作比较，经过其内部调节器，以使功率输出单元114的输出电压值追踪上述输出电压参考值。具体的控制电路和控制方式在此不再详述，本领域的技术人员可根据实际情况确定软启动控制单元的电路和控制方式。

在上述软启动阶段，上述输出电压参考值为一逐渐增加的参考值，在一段时间内，输出电压参考值从第一初始值逐渐增加为第一设定值。因为软启动控制单元的调节作用，功率输出单元114的输出电压值也会从第二初始值逐渐增加至第二设定值，其中第二初始值与第一初始值相对应，第二设定值与第一设定值相对应，从而达到软启动的目的。在此，功率输出单元114的输出电压值从第二初始值增加至第二设定值的时间即为电源装置的软启动时间。

图5是一种现有电源装置的软启动阶段的示意波形。无论负载电流是处于满载或负载电流是处于轻载状态，电源装置的软启动时间(RiseTime)是固定的(如：时刻T0)。当多台电源装置同时启动时，由于每个电源装置的启动时刻不完全一致，因此它们的输出电压是不一致的。启动时刻较早的电源装置，输出电压较高，因此承担较多负载电流；启动时刻较晚的电源装置，输出电压较低，因此承担较少负载电流。这样就造成了各台电源装置间的不均流。启动时刻间隔越大，均流的效果越差。由于软启动时间是固定的，这种不均流的现象在软启动阶段会一直存在，情况严重的可导致部分电源装置因进入过流保护状态而提前关闭输出。

图6是依照本发明一实施例的一种改进的电源装置的软启动阶段的示意波形。电源装置110可以根据输出电流动态调节软启动的时间(如：时刻T1、T2)。具体而言，电源装置110中的控制单元116接收功率输出单元114所反馈的输出电流值，并根据输出电流值去动态调整功率输出单元114的软启动时间。输出电流值与软启动时间呈正比，输出电流值越大，软启动时间越慢；输出电流值越小，软启时间越短。

在一实施例中，软启动时间可通过数字信号处理器420控制功率输出单元114输出电压的上升斜率来实现的。具体而言，数字信号处理器420检测功率输出单元114的输出电流值，并根据功率输出单元114的输出电流值去上述输出电压参考值，以动态调节功率输出单元114的输出电压值。当输出电流值较高时，上述输出电压参考值的上升斜率会降低，功率输出单元114的输出电压值的上升斜率会相应降低，软启动时间增加；当输出电流值较低时，上述输出电压参考值的上升斜率会增加，功率输出单元114的输出电压值的上升斜率会相应增加，软启动时间减少。如此，即使两台电源装置110间存在初始电压差，也会在软启动阶段被消除。输出电压相同后，电源装置110间的均流性能会提升，有效防止电源装置在启动阶段因过流而保护，以免造成电源系统启动失败。

图7是依照本发明一实施例的一种电源系统100的控制方法700的流程图。控制方法700可经由如图1-图6所示的控制器116来执行。应了解到，在本控制方法700中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。至于实施该些步骤的硬件装置，由于以上实施例已具体揭露，因此不再重复赘述之。

如图7所示，控制方法700包括步骤710、720。于步骤710，基于多个功率输出单元的运行状态去分别控制多个信号引脚的逻辑电平，同步信号总线的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果，详言之，当多个信号引脚皆于逻辑高电平时，同步信号线为逻辑高电平，或是当多个信号引脚中有任一者于逻辑低电平时，同步信号线为逻辑低电平；于步骤720，当多个电源装置中任一电源装置于启动时，需要启动的电源装置根据同步信号线的逻辑电平去调整相应的功率输出单元的启闭设定。

于一实施例，控制方法700还包括：每当任一电源装置启动时，使其对应的信号引脚于逻辑高电平，接着去检测同步信号线的逻辑电平，当同步信号线于逻辑低电平时，其对应的功率输出单元关闭。

于一实施例，控制方法700还包括：每当任一电源装置启动时，使其对应的信号引脚于逻辑高电平，接着去检测同步信号线的逻辑电平，当同步信号线于逻辑高电平时，其对应的功率输出单元输出功率。

于一实施例，控制方法700还包括：在任一电源装置于启动后的一状态时，控制功率输出单元的运行状态并且停止参考同步信号线的逻辑电平。

于一实施例，控制方法700还包括：当任一电源装置检测到功率输出单元发生过流而使功率输出单元从启动到关闭时，将对应的信号引脚设置为逻辑低电平，使同步信号线拉至逻辑低电平，待功率输出单元再次启动时，使信号引脚于逻辑高电平。

于一实施例，上拉电阻连接一引脚，将该引脚设置为逻辑低电平时，上拉电阻的该另一端的输出为逻辑低电平；或是设置引脚为高阻态，使电压源得以通过上拉电阻的另一端输出逻辑高电平。

本发明也包含一种电源软启时间控制策略，控制方法700还包括：接收每一电源装置中的功率输出单元所反馈的输出电流值，并根据输出电流值去动态调整功率输出单元的软启动时间。于一实施例，输出电流值与软启动时间呈正比。

或者或再者，控制方法700还包括：接收每一电源装置中的功率输出单元所反馈的输出电压值，并根据输出电压值去动态调整功率输出单元于软启动时的输出电压的上升斜率。于一实施例，输出电压值与输出电压的上升斜率呈反比。

由以上实施例可知，应用本发明的电源系统及其控制方法具有下列优点：1.在电源系统启动时，通过同步信号线协调多台电源装置主动调整各自启动时刻，以达到同步启动的目的；2.本发明也提供了一种软启动时间控制策略，可进一步优化启动阶段的均流性能，使得电源系统可以顺利完成满载启动。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (26)

1.一种电源系统，包括：

并联连接的多个电源装置，其中每一电源装置包括：

一信号引脚；

一功率输出单元；以及

一控制单元，与该信号引脚电性耦接，该控制单元用以基于该功率输出单元的运行状态去控制该信号引脚的逻辑电平；以及

一实体导线，电性耦接至每一电源装置的信号引脚以构成一同步信号线，该同步信号总线的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果，当该些电源装置中任一电源装置于启动时，所启动的该任一电源装置内的该控制单元根据该同步信号线的逻辑电平去调整该功率输出单元的启闭设定。

2.如权利要求1所述的电源系统，其中每当该任一电源装置启动时，该任一电源装置的该控制单元首先使该信号引脚于逻辑高电平，接着该控制单元去检测该同步信号线的逻辑电平，当该同步信号线于逻辑低电平时，该功率输出单元关闭。

3.如权利要求1所述的电源系统，其中每当该任一电源装置启动时，该任一电源装置的该控制单元首先使该信号引脚于逻辑高电平，接着该控制单元去检测该同步信号线的逻辑电平，当该同步信号线于逻辑高电平时，该功率输出单元输出功率。

4.如权利要求1所述的电源系统，其中在该任一电源装置于启动后的一状态时，该任一电源装置的该控制单元控制该功率输出单元的该运行状态并且停止参考该同步信号线的该逻辑电平。

5.如权利要求1所述的电源系统，其中当该任一电源装置的该控制单元检测到对应的该功率输出单元发生过流而使该功率输出单元从启动到关闭时，该控制单元将对应的该信号引脚设置为该逻辑低电平。

6.如权利要求5所述的电源系统，其中当该信号引脚设置为该逻辑低电平时，该同步信号线拉至该逻辑低电平，待该功率输出单元再次启动时，该控制单元使该信号引脚于该逻辑高电平。

7.如权利要求1所述的电源系统，其中每一电源装置还包括：

一上拉电路，具有一上拉电阻，该上拉电阻的第一端电性耦接至该控制单元，该上拉电阻的第二端电性连接一电压源，该上拉电阻的第三端电性连接至该信号引脚。

8.如权利要求1所述的电源系统，其中该些功率输出单元供电给至少一负载，该负载包括至少一变换器。

9.如权利要求1所述的电源系统，其中每一电源装置中的该功率输出单元包括至少一变换器。

10.如权利要求9所述的电源系统，其中该变换器中的一电阻器作为一上拉电阻，该上拉电阻的第一端电性耦接至该控制单元，该上拉电阻的第二端电性连接一电压源而该上拉电阻的第三端电性连接至该信号引脚。

11.如权利要求7或10所述的电源系统，其中该控制单元具有一引脚，该引脚电性连接该上拉电阻的第一端，当该控制单元将该引脚设置为逻辑低电平时，该上拉电阻的第三端为逻辑低电平，该信号引脚为逻辑低电平；当该控制单元将该引脚设置为高阻态时，该电压源通过该上拉电阻使得该上拉电阻的第三端输出逻辑高电平，该信号引脚为逻辑高电平。

12.如权利要求1所述的电源系统，其中每一电源装置中的该控制单元包括：

一数字信号处理器，根据该功率输出单元的运行状态，输出一控制信号；以及

一微控制器，电性连接该数字信号处理器以及该信号引脚，该微控制器用以接收该控制信号，并根据该控制信号来控制该信号引脚的逻辑电平。

13.如权利要求12所述的电源系统，其中该微控制器通过控制该信号引脚去监测该同步信号线的逻辑电平，并且由监测到的该同步信号线的逻辑电平去控制该功率输出单元是否输出功率。

14.如权利要求1所述的电源系统，其中每一电源装置中的该控制单元接收该功率输出单元所反馈的输出电流值，并根据该输出电流值去动态调整该功率输出单元的软启动时间，该输出电流值与该软启动时间呈正比。

15.如权利要求14所述的电源系统，其中每一电源装置中的该控制单元还根据该输出电流值去动态调整该功率输出单元于软启动时的输出电压的上升斜率，且该输出电流值与该输出电压的上升斜率呈反比。

16.一种电源系统的控制方法，该电源系统包括一实体导线与多个并联连接的电源装置，每一电源装置包括一信号引脚与一功率输出单元，该实体导线电性耦接至每一电源装置的信号引脚以构成一同步信号线，该控制方法包括：

基于该些功率输出单元的运行状态去分别控制该些信号引脚的逻辑电平，该同步信号总线的逻辑电平为每一电源装置的信号引脚的逻辑电平进行与逻辑运算后的结果；以及

当该些电源装置中任一电源装置于启动时，所启动的该任一电源装置根据该同步信号线的逻辑电平去调整相应的该功率输出单元的启闭设定。

17.如权利要求16所述的控制方法，还包括：

每当该任一电源装置启动时，首先使该信号引脚于该逻辑高电平，接着去检测该同步信号线的逻辑电平，当该同步信号线于该逻辑低电平时，该功率输出单元关闭。

18.如权利要求16所述的控制方法，还包括：

每当该任一电源装置启动时，首先使该信号引脚于该逻辑高电平，接着去检测该同步信号线的逻辑电平，当该同步信号线于该逻辑高电平时，该功率输出单元输出功率。

19.如权利要求16所述的控制方法，还包括：

在该任一电源装置于启动后的一状态时，控制该功率输出单元的该运行状态并且停止参考该同步信号线的该逻辑电平。

20.如权利要求16所述的控制方法，还包括：

当该任一电源装置检测到该功率输出单元发生过流而使该功率输出单元从启动到关闭时，将对应的该信号引脚设置为该逻辑低电平，使该同步信号线拉至该逻辑低电平。

21.如权利要求20所述的控制方法，还包括：

当该信号引脚设置为该逻辑低电平时，该同步信号线拉至该逻辑低电平，待该功率输出单元再次启动时，使该信号引脚于该逻辑高电平。

22.如权利要求16所述的控制方法，其中每一电源装置还包括一上拉电路，该上拉电路具有一上拉电阻，该上拉电阻的第一端电性耦接至该控制单元，该上拉电阻的第二端电性连接一电压源，该上拉电阻的第三端电性连接至该信号引脚，该控制方法还包括：

将该引脚设置为该逻辑低电平时，该信号引脚为逻辑低电平；或是设置该引脚为高阻态，使该电压源得以通过该上拉电阻的第三端输出该逻辑高电平，该信号引脚为逻辑高电平。

23.如权利要求16所述的控制方法，其中每一电源装置中包括一微控制器与一数字信号处理器，该微控制器电性连接该数字信号处理器以及该信号引脚，该数字信号处理器根据该功率输出单元的运行状态输出一控制信号，该微控制器接收该控制信号并根据该控制信号来控制该信号引脚的逻辑电平。

24.如权利要求23所述的控制方法，其中该微控制器通过控制该信号引脚去监测该同步信号线的逻辑电平，并且由监测到的该同步信号线的逻辑电平去控制该功率输出单元是否输出功率。

25.如权利要求16所述的控制方法，还包括：

接收每一电源装置中的该功率输出单元所反馈的输出电流值，并根据该输出电流值去动态调整该功率输出单元的软启动时间，该输出电流值与该软启动时间呈正比。

26.如权利要求25所述的控制方法，还包括：

根据该输出电流值去动态调整该功率输出单元于软启动时的输出电压的上升斜率，该输出电流值与该输出电压的上升斜率呈反比。