CN105896963B - 一种电源管理装置及其能量回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源管理装置及其能量回收方法。该装置包括第一控制器、第一电流检测模块、第一电压检测模块、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1和开关管S2，电源E1正极与开关管S1一端电连接，开关管S1另一端与开关管S2一端、电感L1一端和第一电流检测模块电连接，电感L1另一端与第一电压检测模块、电容C1一端和负载正极电连接，电源E1负极、开关管S2另一端、电容C1另一端和负载负极都接地，第一控制器分别与开关管S1、开关管S2、第一电流检测模块、第一电压检测模块和负载电连接。本发明能够将电源进行DC·DC转换后给负载供电，在不供电时能够回收电容上存储的电量，防止漏电，节约能源。

Description

一种电源管理装置及其能量回收方法
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源管理装置及其能量回收方法。
背景技术
在一些低功耗应用场合，电子设备工作频率很低。在待机过程中，存在漏电，某些场合，漏掉的能量与相应的正常工作能量可比拟。这需要电源模块停止对负载供电，但是在电源模块的去耦电容、输出端寄生电容或电路内部寄生电容等电容上存储的电量也会出现漏电。如buck电路和boost电路，它们能将电源进行DC-DC变换给负载供电，但是停止供电时，它们的电容上存储有电量，可能会出现漏电。为了进一步节能，有必要设计一种能把电源模块的电容上的能量回收到供电端的电源管理装置。
中国专利公开号CN103337956，公开日2013年10月2日，发明的名称为双向Buck变换器，该申请案公开了一种双向Buck变换器，它包括正向BUCK变换器和负向BUCK变换器；所述正向BUCK变换器和所述负向BUCK变换器反向串联；所述正向BUCK变换器和所述负向BUCK变换器共用相同电感L。其不足之处是，该双向Buck变换器在不工作时，不能将电容上的电量回收到供电端，可能会出现漏电，浪费能量。
发明内容
本发明的目的是克服现有电源管理装置在不供电时不能回收电容上存储的电量，可能会出现漏电的技术问题，提供了一种电源管理装置及其能量回收方法，其能够将电源进行DC-DC转换后给负载供电，在不供电时能够回收电容上存储的电量，防止漏电，节约能源。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种电源管理装置，包括第一控制器、第一电流检测模块、第一电压检测模块、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1和开关管S2，所述电源E1的正极与开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与开关管S2的第一导通端、电感L1的第一导通端和第一电流检测模块的检测端电连接，电感L1的第二导通端与第一电压检测模块的检测端、电容C1一端和负载正极电连接，所述电源E1的负极、开关管S2的第二导通端、电容C1另一端和负载负极都接地，所述第一控制器分别与开关管S1的控制端、开关管S2的控制端、第一电流检测模块的数据输出端、第一电压检测模块的数据输出端和负载的控制端电连接。
在本技术方案中，电源管理装置给负载供电时，第一控制器、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1和开关管S2组成同步整流BUCK降压型DC-DC的拓扑电路。第一控制器控制开关管S1与开关管S2非交叠地导通，实现传统的同步整流BUCK降压型DC-DC拓扑电路的功能，第一控制器调节输出控制信号的占空比，从而控制输出到负载的电压VDD1稳定在某一设定值上。
负载不工作时，第一控制器控制负载断电，电源管理装置停止给负载供电，并进行能量回收工作。能量回收工作包括T1阶段和T2阶段。
T1阶段：第一控制器控制开关管S2导通，控制开关管S1断开，电容C1经电感L1及开关管S2对地形成通路，电容C1对电感L1充电，在这充电过程中，电容C1上的电压VDD1下降，电容C1上的能量部分转移到电感L1中，第一电流检测模块检测电感L1中的电流。当第一电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip1时，第一控制器控制开关管S2断开，T1阶段结束，进入T2阶段；
T2阶段：开关管S2断开后，第一控制器控制开关管S1导通，电容C1经电感L1及开关管S1对电源El形成通路，电感L1和电容C1对电源E1充电，电感L1中的电流减小，第一电流检测模块检测电感L1中的电流，当第一电流检测模块检测的电流值等于0时，T2阶段结束，重新进入T1阶段。在T2阶段，电容C1上的电压也降低，电容C1上的能量也部分转移到电源E1。
循环执行T1阶段和T2阶段，直到第一电压检测模块检测到电容C1上的电压降低到0且第一电流检测模块检测到电感L1中的电流也为0为止，此时第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，整个能量回收过程结束。
作为优选，所述一种电源管理装置还包括开关管S3和开关管S4，所述开关管S3的第一导通端与开关管S4的第一导通端和电感L1的第二导通端电连接，开关管S3的第二导通端与负载正极电连接，开关管S4的第二导通端接地，开关管S3的控制端和开关管S4的控制端分别与第一控制器电连接。
电源管理装置给负载升压供电时，第一控制器控制开关管S1恒导通，控制开关管S2恒断开，此时，第一控制器、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S3和开关管S4组成同步整流BOOST升压型DC-DC拓扑电路。第一控制器控制开关管S3与开关管S4非交叠地导通，实现传统的同步整流BOOST升压型DC-DC拓扑电路的功能，第一控制器调节输出控制信号的占空比，从而控制输出到负载的电压VDD 1稳定在某一设定值上。
负载不工作时，第一控制器控制负载断电，电源管理装置停止给负载供电，并进行能量回收工作。进行能量回收工作时，第一控制器先控制开关管S3恒导通，控制开关管S4恒断开，接着循环执行T1阶段和T2阶段，直到第一电压检测模块检测到电容C1上的电压降低到0且第一电流检测模块检测到电感L1中的电流也为0为止，此时第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，整个能量回收过程结束。
本发明的一种电源管理装置的能量回收方法，包括以下步骤：
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第一控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S2导通，控制开关管S1断开，电容C1对电感L1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N2：当第一电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip1时，第一控制器控制开关管S2断开，控制开关管S1导通，电感L1和电容C1对电源E1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N3：当第一电流检测模块检测的电流值等于0时，第一电压检测模块检测电容C1上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤N1，否则，第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，能量回收结束。
可设定电源管理装置每一次供电结束后都进行能量回收工作，也可设定电源管理装置间隔几次供电结束后进行一次能量回收工作。
作为优选，所述第一控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
H1：第一次供电结束，第一控制器判断不需要进行能量回收工作；
H2：第一控制器通过第一电压检测模块检测电容C1上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降；
H3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降大于设定值Vdrop1，则判断接下来的n次供电结束后都需要进行能量回收工作，第n+1次供电结束到第n+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第n+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降小于等于设定值Vdrop1，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤H2。
作为优选，所述压降设定值Vdrop1＝(Q1+Q2)/C1，Q1为进行能量回收过程中电容C1上能量回收到电源E1过程损耗的能量，Q2为进行供电过程中电源E1对电容C1充电到设定值时损耗的能量，C1为电容C1的容量。
本发明的一种电源管理装置，包括第二控制器、第二电流检测模块、第二电压检测模块、电源E2、电感L2、电容C2、开关管S5和开关管S6，所述电源E2的正极与开关管S5的第一导通端和第二电流检测模块的第一检测端电连接，开关管S5的第二导通端与电感L2的第一导通端、第二电流检测模块的第二检测端和开关管S6的第一导通端电连接，开关管S6的第二导通端与电容C2一端、负载一端都接地，电容C2另一端与负载另一端、电感L2的第二导通端和电源E2的负极电连接，所述第二控制器分别与开关管S5的控制端、开关管S6的控制端、第二电流检测模块的数据输出端、第二电压检测模块的数据输出端和负载的控制端电连接。
在本技术方案中，电源管理装置给负载供电时，第二控制器、电源E2、电感L2、电容C2、开关管S5和开关管S6组成反向输出同步整流BUCK-BOOST升降压型DC-DC拓扑电路。第二控制器控制开关管S5与开关管S6非交叠地导通，实现传统的反向输出同步整流BUCK-BOOST升降压型DC-DC拓扑电路的功能。
负载不工作时，第二控制器控制负载断电，电源管理装置停止给负载供电，并进行能量回收工作。能量回收工作包括T3阶段和T4阶段。
T3阶段：第二控制器控制开关管S6导通，控制开关管S5断开，电容C2经电感L2及开关管S6对地形成通路，电容C2对电感L2充电，在这充电过程中，电容C2上的电压VDD2下降，电容C2上的能量部分转移到电感L2中，第二电流检测模块检测电感L2中的电流。当第二电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip2时，第二控制器控制开关管S6断开，T3阶段结束，进入T4阶段；
T4阶段：开关管S6断开后，第二控制器控制开关管S5导通，电感L2及开关管S5对电源E2形成通路，电感L2对电源E2充电，电感L2中的电流减小，第二电流检测模块检测电感L2中的电流，当第二电流检测模块检测的电流值等于0时，T4阶段结束，重新进入T3阶段。
循环执行T3阶段和T4阶段，直到第二电压检测模块检测到电容C2上的电压降低到0且第二电流检测模块检测到电感L2中的电流也为0为止，此时第二控制器控制开关管S5和开关管S6都断开，整个能量回收过程结束。
本发明的一种电源管理装置的能量回收方法，包括以下步骤：
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第二控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
M1：第二控制器控制开关管S6导通，控制开关管S5断开，电容C2对电感L2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M2：当第二电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip2时，第二控制器控制开关管S6断开，控制开关管S5导通，电感L2对电源E2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M3：当第二电流检测模块检测的电流值等于0时，第二电压检测模块检测电容C2上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤M1，否则，第二控制器控制开关管S5和开关管S6都断开，能量回收结束。
可设定电源管理装置每一次供电结束后都进行能量回收工作，也可设定电源管理装置间隔几次供电结束后进行一次能量回收工作。
作为优选，所述第二控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
F1：第一次供电结束，第二控制器判断不需要进行能量回收工作；
F2：第二控制器通过第二电压检测模块检测电容C2上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降；
F3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降大于设定值Vdrop2，则判断接下来的k次供电结束后都需要进行能量回收工作，第k+1次供电结束到第k+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第k+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降小于等于设定值Vdrop2，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤F2。
作为优选，所述压降设定值Vdrop2＝(Q3+Q4)/C2，Q3为进行能量回收过程中电容C2上能量回收到电源E2过程损耗的能量，Q4为进行供电过程中电源E2对电容C2充电到设定值时损耗的能量，C2为电容C2的容量。
本发明的实质性效果是：(1)能够将电源进行DC-DC转换后给负载供电，在不供电时能够回收电容上存储的电量，防止漏电，节约能源。(2)与传统buck电路、boost电路相比不额外增加大体积的储能元件，成本低，体积小，高效。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理图；
图2是本发明的一种控制信号时序图；
图3是本发明的一种电路原理图；
图4是本发明的一种电路原理图；
图5是本发明的一种控制信号时序图。
图中：1、第一控制器，2、第一电流检测模块，3、第一电压检测模块，4、负载，5、第二控制器，6、第二电流检测模块，7、第二电压检测模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种电源管理装置，如图1所示，包括第一控制器1、第一电流检测模块2、第一电压检测模块3、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1和开关管S2，电源E1的正极与开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与开关管S2的第一导通端、电感L1的第一导通端和第一电流检测模块2的检测端电连接，电感L1的第二导通端与第一电压检测模块3的检测端、电容C1一端和负载4正极电连接，电源E1的负极、开关管S2的第二导通端、电容C1另一端和负载4负极都接地，第一控制器1分别与开关管S1的控制端、开关管S2的控制端、第一电流检测模块2的数据输出端、第一电压检测模块3的数据输出端和负载4的控制端电连接。
电源管理装置给负载4供电时，第一控制器1、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1和开关管S2组成同步整流BUCK降压型DC-DC的拓扑电路。第一控制器1控制开关管S1与开关管S2非交叠地导通，实现传统的同步整流BUCK降压型DC-DC拓扑电路的功能，第一控制器1调节输出控制信号的占空比，从而控制输出到负载4的电压VDD1稳定在某一设定值上。
负载4不工作时，第一控制器1控制负载4断电，电源管理装置停止给负载4供电，并进行能量回收工作。能量回收工作包括T1阶段和T2阶段，如图2所示。
T1阶段：第一控制器1控制开关管S2导通，控制开关管S1断开，电容C1经电感L1及开关管S2对地形成通路，电容C1对电感L1充电，在这充电过程中，电容C1上的电压VDD1下降，电容C1上的能量部分转移到电感L1中，第一电流检测模块2检测电感L1中的电流。当第一电流检测模块2检测的电流值大于等于预设值Ip1时，第一控制器1控制开关管S2断开，T1阶段结束，进入T2阶段；
T2阶段：开关管S2断开后，第一控制器1控制开关管S1导通，电容C1经电感L1及开关管S1对电源E1形成通路，电感L1和电容C1对电源E1充电，电感L1中的电流减小，第一电流检测模块2检测电感L1中的电流，当第一电流检测模块2检测的电流值等于0时，T2阶段结束，重新进入T1阶段。在T2阶段，电容C1上的电压也降低，电容C1上的能量也部分转移到电源E1。
循环执行T1阶段和T2阶段，直到第一电压检测模块3检测到电容C1上的电压降低到0且第一电流检测模块检测到电感L1中的电流也为0为止，此时第一控制器1控制开关管S1和开关管S2都断开，整个能量回收过程结束。
本实施例的一种电源管理装置的能量回收方法，适用于上述的电源管理装置，包括以下步骤：
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第一控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S2导通，控制开关管S1断开，电容C1对电感L1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N2：当第一电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip1时，第一控制器控制开关管S2断开，控制开关管S1导通，电感L1和电容C1对电源E1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N3：当第一电流检测模块检测的电流值等于0时，第一电压检测模块检测电容C1上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤N1，否则，第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，能量回收结束。
第一控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
H1：第一次供电结束，第一控制器判断不需要进行能量回收工作；
H2：第一控制器通过第一电压检测模块检测电容C1上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降；
H3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降大于设定值Vdrop1，则判断接下来的n次供电结束后都需要进行能量回收工作，第n+1次供电结束到第n+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第n+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降小于等于设定值Vdrop1，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤H2。
电源管理装置第一次给负载供电时，第一控制器通过第一电压检测模块监测第一次供电结束到第二次供电开始之前的电容C1上的压降，如果压降大于设定值Vdrop1，则接下来的n次供电结束后都需要进行能量回收工作，在第n+1次供电结束重新开始监测相邻两次供电之间电容C1上的压降，监测的时候电源管理装置不进行能量回收工作；如果压降小于等于设定值Vdrop1，则下一次供电结束不需要进行能量回收，监测相邻两次供电之间电容C1上的压降的工作一直进行下去，直到相邻两次供电之间电容C1上的压降大于设定值Vdrop1，则接下来的n次供电结束后都需要进行能量回收工作，在第n+1次供电结束重新开始监测相邻两次供电之间电容C1上的压降。
压降设定值Vdrop1＝(Q1+Q2)/C1，Q1为进行能量回收过程中电容C1上能量回收到电源E1过程损耗的能量，Q2为进行供电过程中电源E1对电容C1充电到设定值时损耗的能量，C1为电容C1的容量。如果前一次供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降所对应的电量大于一次能量回收过程中损耗的能量与接下来一次供电过程中损耗的能量之和，则进行能量回收工作，否则表示电容C1上漏掉的能量小于等于一次能量回收过程与接下来一次供电过程中损耗的能量之和，没有必要进行能量回收工作。
实施例2：本实施例的一种电源管理装置，如图3所示，还包括开关管S3和开关管S4，开关管S3的第一导通端与开关管S4的第一导通端和电感L1的第二导通端电连接，开关管S3的第二导通端与负载4正极电连接，开关管S4的第二导通端接地，开关管S3的控制端和开关管S4的控制端分别与第一控制器1电连接，其余结构同实施例1。
电源管理装置给负载升压供电时，第一控制器1控制开关管S1恒导通，控制开关管S2恒断开，此时，第一控制器1、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S3和开关管S4组成同步整流BOOST升压型DC-DC拓扑电路。第一控制器控制开关管S3与开关管S4非交叠地导通，实现传统的同步整流BOOST升压型DC-DC拓扑电路的功能，第一控制器1调节输出控制信号的占空比，从而控制输出到负载的电压VDD1稳定在某一设定值上。
第一控制器1、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4还可组成同步整流同相输出BUCK_Boost升降压DC-DC的拓扑电路。第一控制器1控制开关管S1和开关管S4同相导通，控制开关管S2和开关管S3同相导通，开关管S1/开关管S4与开关管S2/开关管S3非交叠地开启，实现传统的同步整流同相输出BUCK_Boost升降压DCDC拓扑电路的功能。
负载不工作时，第一控制1器控制负载4断电，电源管理装置停止给负载供电，并进行能量回收工作。进行能量回收工作时，第一控制器1先控制开关管S3恒导通，控制开关管S4恒断开，接着循环执行T1阶段和T2阶段，直到第一电压检测模块检测到电容C1上的电压降低到0且第一电流检测模块检测到电感L1中的电流也为0为止，此时第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，整个能量回收过程结束。
实施例3：本实施例的一种电源管理装置，如图4所示，包括第二控制器5、第二电流检测模块6、第二电压检测模块7、电源E2、电感L2、电容C2、开关管S5和开关管S6，电源E2的正极与开关管S5的第一导通端和第二电流检测模块6的第一检测端电连接，开关管S5的第二导通端与电感L2的第一导通端、第二电流检测模块6的第二检测端和开关管S6的第一导通端电连接，开关管S6的第二导通端与电容C2一端、负载一端都接地，电容C2另一端与负载另一端、电感L2的第二导通端和电源E2的负极电连接，第二控制器5分别与开关管S5的控制端、开关管S6的控制端、第二电流检测模块6的数据输出端、第二电压检测模块7的数据输出端和负载4的控制端电连接。
电源管理装置给负载供电时，第二控制器5、电源E2、电感L2、电容C2、开关管S5和开关管S6组成反向输出同步整流BUCK-BOOST升降压型DC-DC拓扑电路。第二控制器5控制开关管S5与开关管S6非交叠地导通，实现传统的反向输出同步整流BUCK-BOOST升降压型DC-DC拓扑电路的功能。
负载4不工作时，第二控制器5控制负载4断电，电源管理装置停止给负载4供电，并进行能量回收工作。能量回收工作包括T3阶段和T4阶段，如图5所示。
T3阶段：第二控制器5控制开关管S6导通，控制开关管S5断开，电容C2经电感L2及开关管S6对地形成通路，电容C2对电感L2充电，在这充电过程中，电容C2上的电压VDD2下降，电容C2上的能量部分转移到电感L2中，第二电流检测模块6检测电感L2中的电流。当第二电流检测模块6检测的电流值大于等于预设值Ip2时，第二控制器5控制开关管S6断开，T3阶段结束，进入T4阶段；
T4阶段：开关管S6断开后，第二控制器5控制开关管S5导通，电感L2及开关管S5对电源E2形成通路，电感L2对电源E2充电，电感L2中的电流减小，第二电流检测模块6检测电感L2中的电流，当第二电流检测模块6检测的电流值等于0时，T4阶段结束，重新进入T3阶段。
循环执行T3阶段和T4阶段，直到第二电压检测模块7检测到电容C2上的电压降低到0且第二电流检测模块6检测到电感L2中的电流也为0为止，此时第二控制器5控制开关管S5和开关管S6都断开，整个能量回收过程结束。
本实施例的一种电源管理装置的能量回收方法，适用于上述的电源管理装置，包括以下步骤：
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第二控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
M1：第二控制器控制开关管S6导通，控制开关管S5断开，电容C2对电感L2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M2：当第二电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip2时，第二控制器控制开关管S6断开，控制开关管S5导通，电感L2对电源E2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M3：当第二电流检测模块检测的电流值等于0时，第二电压检测模块检测电容C2上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤M1，否则，第二控制器控制开关管S5和开关管S6都断开，能量回收结束。
第二控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
F1：第一次供电结束，第二控制器判断不需要进行能量回收工作；
F2：第二控制器通过第二电压检测模块检测电容C2上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降；
F3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降大于设定值Vdrop2，则判断接下来的k次供电结束后都需要进行能量回收工作，第k+1次供电结束到第k+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第k+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降小于等于设定值Vdrop2，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤F2。
电源管理装置第一次给负载供电时，第二控制器通过第二电压检测模块监测第一次供电结束到第二次供电开始之前的电容C2上的压降，如果压降大于设定值Vdrop2，则接下来的k次供电结束后都需要进行能量回收工作，在第k+1次供电结束重新开始监测相邻两次供电之间电容C2上的压降，监测的时候电源管理装置不进行能量回收工作；如果压降小于等于设定值Vdrop2，则下一次供电结束不需要进行能量回收，监测相邻两次供电之间电容C2上的压降的工作一直进行下去，直到相邻两次供电之间电容C2上的压降大于设定值Vdrop2，则接下来的k次供电结束后都需要进行能量回收工作，在第k+1次供电结束重新开始监测相邻两次供电之间电容C2上的压降。
压降设定值Vdrop2＝(Q3+Q4)/C2，Q3为进行能量回收过程中电容C2上能量回收到电源E2过程损耗的能量，Q4为进行供电过程中电源E2对电容C2充电到设定值时损耗的能量，C2为电容C2的容量。如果前一次供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降所对应的电量大于一次能量回收过程中损耗的能量与接下来一次供电过程中损耗的能量之和，则进行能量回收工作，否则表示电容C2上漏掉的能量小于等于一次能量回收过程与接下来一次供电过程中损耗的能量之和，没有必要进行能量回收工作。

Claims (6)

1.一种电源管理装置，其特征在于：包括第一控制器(1)、第一电流检测模块(2)、第一电压检测模块(3)、电源E1、电感L1、电容C1、开关管S1和开关管S2，所述电源E1的正极与开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与开关管S2的第一导通端、电感L1的第一导通端和第一电流检测模块(2)的检测端电连接，电感L1的第二导通端与第一电压检测模块(3)的检测端、电容C1一端和负载(4)正极电连接，所述电源E1的负极、开关管S2的第二导通端、电容C1另一端和负载(4)负极都接地，所述第一控制器(1)分别与开关管S1的控制端、开关管S2的控制端、第一电流检测模块(2)的数据输出端、第一电压检测模块(3)的数据输出端和负载(4)的控制端电连接；
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第一控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S2导通，控制开关管S1断开，电容C1对电感L1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N2：当第一电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip1时，第一控制器控制开关管S2断开，控制开关管S1导通，电感L1和电容C1对电源E1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N3：当第一电流检测模块检测的电流值等于0时，第一电压检测模块检测电容C1上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤N1，否则，第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，能量回收结束；
所述第一控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
H1：第一次供电结束，第一控制器判断不需要进行能量回收工作；
H2：第一控制器通过第一电压检测模块检测电容C1上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降；
H3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降大于设定值Vdrop1，则判断接下来的n次供电结束后都需要进行能量回收工作，第n+1次供电结束到第n+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第n+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降小于等于设定值Vdrop1，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤H2。
2.一种电源管理装置的能量回收方法，适用于权利要求1所述的一种电源管理装置，其特征在于，包括以下步骤：
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第一控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S2导通，控制开关管S1断开，电容C1对电感L1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N2：当第一电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip1时，第一控制器控制开关管S2断开，控制开关管S1导通，电感L1和电容C1对电源E1充电，第一电流检测模块检测电感L1中的电流；
N3：当第一电流检测模块检测的电流值等于0时，第一电压检测模块检测电容C1上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤N1，否则，第一控制器控制开关管S1和开关管S2都断开，能量回收结束；
所述第一控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
H1：第一次供电结束，第一控制器判断不需要进行能量回收工作；
H2：第一控制器通过第一电压检测模块检测电容C1上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降；
H3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降大于设定值Vdrop1，则判断接下来的n次供电结束后都需要进行能量回收工作，第n+1次供电结束到第n+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第n+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C1上的压降小于等于设定值Vdrop1，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤H2。
3.根据权利要求2所述的一种电源管理装置的能量回收方法，其特征在于：所述压降设定值Vdrop1＝(Q1+Q2)/C1，Q1为进行能量回收过程中电容C1上能量回收到电源E1过程损耗的能量，Q2为进行供电过程中电源E1对电容C1充电到设定值时损耗的能量，C1为电容C1的容量。
4.一种电源管理装置，其特征在于：包括第二控制器(5)、第二电流检测模块(6)、第二电压检测模块(7)、电源E2、电感L2、电容C2、开关管S5和开关管S6，所述电源E2的正极与开关管S5的第一导通端和第二电流检测模块(6)的第一检测端电连接，开关管S5的第二导通端与电感L2的第一导通端、第二电流检测模块(6)的第二检测端和开关管S6的第一导通端电连接，开关管S6的第二导通端与电容C2一端、负载一端都接地，电容C2另一端与负载另一端、电感L2的第二导通端和电源E2的负极电连接，所述第二控制器(5)分别与开关管S5的控制端、开关管S6的控制端、第二电流检测模块(6)的数据输出端、第二电压检测模块(7)的数据输出端和负载(4)的控制端电连接；
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第二控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
M1：第二控制器控制开关管S6导通，控制开关管S5断开，电容C2对电感L2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M2：当第二电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip2时，第二控制器控制开关管S6断开，控制开关管S5导通，电感L2对电源E2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M3：当第二电流检测模块检测的电流值等于0时，第二电压检测模块检测电容C2上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤M1，否则，第二控制器控制开关管S5和开关管S6都断开，能量回收结束；
所述第二控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
F1：第一次供电结束，第二控制器判断不需要进行能量回收工作；
F2：第二控制器通过第二电压检测模块检测电容C2上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降；
F3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降大于设定值Vdrop2，则判断接下来的k次供电结束后都需要进行能量回收工作，第k+1次供电结束到第k+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第k+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降小于等于设定值Vdrop2，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤F2。
5.一种电源管理装置的能量回收方法，适用于权利要求4所述的一种电源管理装置，其特征在于，包括以下步骤：
当负载不工作时，电源管理装置供电结束，第二控制器判断是否需要进行能量回收工作，如果需要，则进行能量回收工作，如果不需要，则不进行能量回收工作，所述能量回收工作包括以下步骤：
M1：第二控制器控制开关管S6导通，控制开关管S5断开，电容C2对电感L2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M2：当第二电流检测模块检测的电流值大于等于预设值Ip2时，第二控制器控制开关管S6断开，控制开关管S5导通，电感L2对电源E2充电，第二电流检测模块检测电感L2中的电流；
M3：当第二电流检测模块检测的电流值等于0时，第二电压检测模块检测电容C2上的电压，如果电压值大于0，则跳转至步骤M1，否则，第二控制器控制开关管S5和开关管S6都断开，能量回收结束；
所述第二控制器判断是否需要进行能量回收工作的方法包括以下步骤：
F1：第一次供电结束，第二控制器判断不需要进行能量回收工作；
F2：第二控制器通过第二电压检测模块检测电容C2上的电压，监测当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降；
F3：如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降大于设定值Vdrop2，则判断接下来的k次供电结束后都需要进行能量回收工作，第k+1次供电结束到第k+2次供电开始之前不需要进行能量回收工作，在第k+1次供电结束时重新执行步骤H2，如果当前供电结束到下一次供电开始之前电容C2上的压降小于等于设定值Vdrop2，则判断下一次供电结束不需要进行能量回收工作，下一次供电结束时重新执行步骤F2。
6.根据权利要求5所述的一种电源管理装置的能量回收方法，其特征在于：所述压降设定值Vdrop2＝(Q3+Q4)/C2，Q3为进行能量回收过程中电容C2上能量回收到电源E2过程损耗的能量，Q4为进行供电过程中电源E2对电容C2充电到设定值时损耗的能量，C2为电容C2的容量。
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