CN109067208A - 一种供电电源系统及供电电源的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的供电电源系统通过主功率电路输出主功率直流电，控制单元控制主功率电路，辅助电源电路输出幅值稳定的辅助电压，并检测所述主功率电路的输出参数、根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值，将辅助电压供给控制单元，从而实现辅助电压随着主功率电路输出功率的降低而降低，使辅助电源电路的功耗随着主功率电路的输出功率而变化，进一步使整个供电电源系统的整体转换效率提高。本发明还提供一种供电电源的控制方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

Description

一种供电电源系统及供电电源的控制方法

技术领域

本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种供电电源系统及供电电源的控制方法。

背景技术

通常，在供电电源系统中，为了精确的控制输出电功率，或者其他辅助功能，电源系统中包含一些控制电路。这些控制电路能正常工作的前提，是需要供给其幅值稳定的直流电压，这种直流电压通常被称之为辅助电压。

因此，一般的供电电源系统，除了实现输出端输出主功率外，还需要在内部产出一个辅助电压，产生该辅助电压的电路即为辅助电源电路。当前的供电系统中，不管供电电源系统的主功率输出是满载输出还是轻载输出，辅助电压都是固定不变的。这样导致供电电源系统不管是在轻载还是满载，辅助电源电路的损耗都是不变的，致使供电电源的整体转换效率低。

如何提高供电电源系统的整体转换效率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电电源系统及供电电源的控制方法，用于提高供电电源系统的整体转换效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种供电电源系统，包括：

用于输出主功率直流电的主功率电路；

用于输出幅值稳定的辅助电压，输入端连接所述主功率电路输出端，检测所述主功率电路的输出参数、并根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值的辅助电源电路；

电源端连接所述辅助电源电路的输出端，输出端连接并控制所述主功率电路的控制单元。

可选的，所述供电电源系统还包括：电源端连接所述辅助电源电路输出端的散热单元。

可选的，所述输出参数包括：输出电流、输出电压和输出功率的一种或多种。

可选的，所述辅助电源电路具体包括：

输出端输出辅助电压的辅助电源主电路；

输入端连接所述主功率电路输出端，检测所述主功率电路的输出参数，获得检测参数的检测电路；

输出端连接所述辅助电源主电路的控制端，第一输入端连接所述辅助电源主电路的输出端检测所述辅助电压，将所述辅助电压的检测值与基准值比较，根据比较结果控制所述辅助电源主电路，输出幅值稳定的辅助电压，第二输入端连接所述检测电路，根据所述检测参数调整所述辅助电压幅值的电压反馈电路。

可选的，所述检测电路具有一个输出端，该输出端输出的检测参数为输出电流检测参数。

可选的，所述电压反馈电路具体包括：第一集成运放，第一电阻，第二电阻和补偿网络；其中，

所述第一集成运放的反相输入端连接所述第一电阻一端，所述第一电阻的另一端作为所述电压反馈电路的第一输入端、连接所述辅助电源主电路的输出端；所述第一集成运放的反相输入端还连接所述第二电阻一端，所述第二电阻的另一端作为所述电压反馈电路的第二输入端、连接所述检测电路；

所述第一集成运放的正相输入端用于输入所述基准值；

所述第一集成运放的输出端，作为所述电压反馈电路的输出端，连接所述辅助电源主电路的控制端；

所述补偿网络连接在所述第一集成运放的反相输入端和输出端之间。

可选的，所述检测电路具有两个输出端，两个所述输出端分别为电流检测参数输出端和电压检测参数输出端；

所述电压反馈电路的第二输入端还包括两个子输入端，两个所述子输入端分别对应连接所述检测电路的两个输出端。

可选的，所述电压反馈电路具体包括：第二集成运放，第三电阻，第四电阻、第五电阻和补偿网络；其中，

所述第二集成运放的反相输入端连接所述第三电阻一端，所述第三电阻的另一端作为所述电压反馈电路的第一输入端、连接所述辅助电源主电路的输出端；所述第二集成运放的反相输入端还连接所述第四电阻一端和第五电阻一端，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端分别作为两个所述子输入端、对应连接所述检测电路；

所述第二集成运放的正相输入端用于输入所述基准值；

所述第二集成运放的输出端，作为所述电压反馈电路的输出端，连接所述辅助电源主电路的控制端；

所述补偿网络连接在所述第二集成运放的反相输入端和输出端之间。

一种供电系统的控制方法，基于上述的供电系统，包括：

主功率电路输出主功率直流电；

辅助电源电路输出幅值稳定的辅助电压，检测所述主功率电路的输出参数，并根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值，供电给控制单元；

所述控制单元控制所述主功率电路。

本发明所提供的供电电源系统通过主功率电路输出主功率直流电，控制单元控制主功率电路，辅助电源电路输出幅值稳定的辅助电压，并检测所述主功率电路的输出参数、根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值，将辅助电压供给控制单元，从而实现辅助电压随着主功率电路输出功率的降低而降低，使辅助电源电路的功耗随着主功率电路的输出功率而变化，进一步使整个供电电源系统的整体转换效率提高。本发明还提供一种供电电源的控制方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本发明实施例提供的第一种供电电源系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种供电电源系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第三种供电电源系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第四种供电电源系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种供电电源的控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种供电电源系统及供电电源控制方法，用于提高供电电源系统的整体转换效率。

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。

图1为本发明实施例提供的第一种供电电源系统的结构示意图。如图1所示，供电电源系统包括：

用于输出主功率直流电的主功率电路1；

用于输出幅值稳定的辅助电压，输入端连接所述主功率电路1输出端，检测所述主功率电路1的输出参数、并根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值的辅助电源电路2；

电源端连接所述辅助电源电路2的输出端，输出端连接并控制所述主功率电路1的控制单元3。

其中，主功率电路1的输入电压为Vin，可以为交流电，也可以是直流电。主功率电路1，将输入电源转换为直流电，通常AC-DC拓扑或DC-DC拓扑实现，其输出电压为Vo，输出电流为Io。主功率电路1为供电系统中用于处理主功率的电路，也是输出主功率的主要电路。其余的电路，如辅助电源电路2是用来输出辅助电压供给控制单元3的，控制单元3控制主功率电路使其输出参数为设定值。

主功率电路1处理主功率的实施方式，以及控制单元3如何控制主功率电路1使其输出设定的参数，可以参考现有技术，在此不再赘述。

辅助电源电路2，一方面用于输出稳定幅值的辅助电压，另一方面还检测主功率电路1的输出参数，根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值的辅助电源电路。也就是说，辅助电源电路2输出的辅助电压幅值并不是恒定不变的，而是根据主功率电路1的输出参数变化的。这样就能够实现辅助电压随着主功率电路输出功率的降低而降低，使辅助电源电路的功耗随着主功率电路的输出功率而变化，进一步使整个供电电源系统的整体转换效率提高。

具体的，辅助电源电路2检测到主功率电路的输出参数降低，调整自身输出的辅助电压也降低。而辅助电源电路2的输出端连接的是控制单元3等，需要辅助电压为其提供电源才能正常工作，这些电路或单元作为辅助电源电路2的负载，其损耗通常会归结到辅助电源的损耗中。在主功率电路1的输出为轻载时，本申请辅助电源电路2随之降低了其输出的辅助电压，此时，辅助电源电路2的输出功率也会降低，也即降低了辅助电源的损耗，进一步提高了供电电源系统的整体转换效率。

可选的，本申请的供电电源系统如图1所示，还包括：电源端连接所述辅助电源电路输出端的散热单元4。

具有电源的散热单元4是指，用于为供电电源系统散热，且需要辅助电压才能开始散热工作的部件或其外围电路，如风扇等。

可选的，本申请的主功率电路的输出参数包括：输出电流、输出电压和输出功率的一种或多种。

本发明实施例提供的供电电源系统通过主功率电路输出主功率直流电，控制单元控制主功率电路，辅助电源电路输出幅值稳定的辅助电压，并检测所述主功率电路的输出参数、根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值，将辅助电压供给控制单元，从而实现辅助电压随着主功率电路输出功率的降低而降低，使辅助电源电路的功耗随着主功率电路的输出功率而变化，进一步使整个供电电源系统的整体转换效率提高。

图2为本发明实施例提供的第二种供电电源系统的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，辅助电源电路2具体可以包括：

输出端输出辅助电压的辅助电源主电路21；

输入端连接所述主功率电路1输出端，检测所述主功率电路1的输出参数，获得检测参数的检测电路22；

输出端连接所述辅助电源主电路21的控制端，第一输入端连接所述辅助电源主电路21的输出端检测所述辅助电压，将所述辅助电压的检测值与基准值比较，根据比较结果控制所述辅助电源主电路21，输出幅值稳定的辅助电压，第二输入端连接所述检测电路22，根据所述检测参数调整所述辅助电压幅值的电压反馈电路23。

参照图2，辅助电源主电路21用于将输入电压Vdc转换为辅助电压Vcc。所述辅助电压Vcc为直流电压，辅助电源主电路21由电压反馈电路23控制。该电压反馈电路23第一输入端用于接收辅助电压检测值Vcc-1，将该检测值Vcc-1在电压反馈电路23中与其内部的基准值比较，根据比较结果控制辅助电源主电路21，使其输出的辅助电压Vcc为设定值。同时，另一方面，电压反馈电路23的第二输入端还用于接收检测电路输出的检测参数Vs，该检测参数Vs表征了主功率电路的输出功率大小，根据该检测参数Vs调整电压反馈电路23输出的辅助电压的幅值大小。

需要说明的时辅助电压Vcc的设定值有所述检测值Vcc-1和基准值共同决定。也就是说，当需要改变辅助电压Vcc的值时，可以通过改变电压反馈电路23中的检测值或基准值，例如辅助电压Vcc的值随着基准值的升高而升高，随着检测值的降低而升高。

在本实施例中，辅助电源电路2通过具体的辅助电源主电路21产生辅助电压Vcc，并通过电压反馈电路23控制该辅助电压主电路21，使其输出的辅助电压Vcc稳定在设定值，同时通过检测电路22输出的检测参数Vs，使电压反馈电路23根据该检测参数Vs、通过控制辅助电源主电路21、调整辅助电压Vcc的幅值大小，使其随着主功率输出大小的变化而变化，提高了供电电源系统的整体转换效率。

可选的，本申请的检测电路可以具有一个输出端，该输出端输出的检测参数为输出电流检测参数。也即该检测电路检测的是主功率电路的输出电流。

图3为本发明实施例提供的第三种供电电源系统的结构示意图。如图3所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，电压反馈电路23具体可以包括：第一集成运放U1，第一电阻R1，第二电阻R2和补偿网络；其中，

所述第一集成运放U1的反相输入端连接所述第一电阻R1一端，所述第一电阻R1的另一端作为所述电压反馈电路23的第一输入端、连接所述辅助电源主电路21的输出端；所述第一集成运放U1的反相输入端还连接所述第二电阻R2一端，所述第二电阻R2的另一端作为所述电压反馈电路23的第二输入端、连接所述检测电路22(本图中未示出检测电路，只示出检测电路的输出参数V1)；

所述第一集成运放U1的正相输入端输入所述基准值Vref；

所述第一集成运放U1的输出端，作为所述电压反馈电路23的输出端，连接所述辅助电源主电路21的控制端；

所述补偿网络连接在所述第一集成运放U1的反相输入端和输出端之间。

在具体实施中，电压反馈电路23的第一个输入端，连接所述辅助电源主电路21的输出端，用于接收辅助电压检测值Vcc-1。电压反馈电路23的第二输入端，连接所述检测电路22，用于接收检测参数V1。本实施例中，检测参数V1可以为输出电流检测参数。第一电阻R1和第二电阻R2将辅助电压检测值Vcc-1和检测参数V1叠加后输入到第一集成运放U1的反相输入端，与正相输入端的基准值Vref进行比较，根据比较的差值输出信号控制辅助电源主电路21，进一步的，第一集成运放U1和补偿网络闭环调节辅助电源主电路21，使其输出的辅助电压Vcc为稳定幅值的直流电压，且该幅值还随着主功率电路的输出电流的升高而升高、降低而降低。这样在本申请的供电电源系统中，当主功率电路的输出功率降低为轻载时，所述辅助电源电路的输出功率也随之下降，提高了供电电源系统的整体转换效率。

可选的，本申请的检测电路可以具有两个输出端，两个所述输出端分别为电流检测参数输出端和电压检测参数输出端；所述电压反馈电路的第二输入端还包括两个子输入端，两个所述子输入端分别对应连接所述检测电路的两个输出端。

图4为本发明实施例提供的第四种供电电源系统的结构示意图。如图4所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，电压反馈电路23具体可以包括：第二集成运放U2，第三电阻R3，第四电阻R4、第五电阻R5和补偿网络；其中，

所述第二集成运放U2的反相输入端连接所述第三电阻R3一端，所述第三电阻R3的另一端作为所述电压反馈电路23的第一输入端、连接所述辅助电源主电路21的输出端；所述第二集成运放U2的反相输入端还连接所述第四电阻R4一端和第五电阻R5一端，所述第四电阻R4的另一端和所述第五电阻R5的另一端分别作为所述电压反馈电路23的第二输入端的两个子输入端、对应连接所述检测电路22；

所述第二集成运放U2的正相输入端输入所述基准值Vref；

所述第二集成运放U2的输出端，作为所述电压反馈电路23的输出端，连接所述辅助电源主电路21的控制端；

所述补偿网络连接在所述第二集成运放U2的反相输入端和输出端之间。在具体实施中，电压反馈电路23的第一个输入端，连接所述辅助电源主电路21的输出端，用于接收辅助电压检测值Vcc-1。电压反馈电路23的第二输入端，连接所述检测电路22，用于接收检测参数V2和V3。与图3实施例不同的时，本实施例中，电压反馈电路23的第二输入端具有两个子输入端，分别对应连接检测电路22的两个输出端。该检测电路22的两个输出端分别输出电流检测参数V2和电压检测参数V3。

本实施例中，第四电阻R4、第五电阻R5分别将电流检测参数V2和电压检测参数V3叠加，叠加后的信号可以表征主功率电路的输出功率，同时输入到第二集成运放U2的反相输入端还有辅助电压检测值Vcc-1，这三个信号的叠加值与正相输入端的基准值Vref进行比较，根据比较的差值输出信号控制辅助电源主电路21，进一步的，第二集成运放U2和补偿网络闭环调节辅助电源主电路21，使其输出的辅助电压Vcc为稳定幅值的直流电压，且该幅值还随着主功率电路的输出功率的升高而升高、降低而降低。这样在本申请的供电电源系统中，当主功率电路的输出功率降低为轻载时，所述辅助电源电路的输出功率也随之下降，提高了供电电源系统的整体转换效率。

上述实施例中，检测电路用于检测主功率电路的输出参数、获得检测参数的过程，也即检测主功率电路的输出电流或输出电压的方式，可以参考现有技术，在此不再赘述。

图5为本发明实施例提供的一种供电电源的控制方法的流程图。

上文详述了供电电源系统对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述供电电源系统对应的供电电源的控制方法。

如图5所示，基于上述任意一实施例所述的供电电源系统的供电电源的控制方法包括：

S10：主功率电路输出主功率直流电；

S11：辅助电源电路输出幅值稳定的辅助电压，检测所述主功率电路的输出参数，并根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值，供电给控制单元；

S12：所述控制单元控制所述主功率电路。

由于供电电源的控制方法部分的实施例与供电电源系统部分的实施例相互对应，因此供电电源的控制方法部分的实施例请参见供电电源系统部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种供电电源系统及供电电源电路的控制方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种供电电源系统，其特征在于，包括：

用于输出主功率直流电的主功率电路；

用于输出幅值稳定的辅助电压，输入端连接所述主功率电路输出端，检测所述主功率电路的输出参数、并根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值的辅助电源电路；

电源端连接所述辅助电源电路的输出端，输出端连接并控制所述主功率电路的控制单元。

2.根据权利要求1所述的供电电源系统，其特征在于，所述供电电源系统还包括：

电源端连接所述辅助电源电路输出端的散热单元。

3.根据权利要求1所述的供电电源系统，其特征在于，所述输出参数包括：输出电流、输出电压和输出功率的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的供电电源系统，其特征在于，所述辅助电源电路具体包括：

输出端输出辅助电压的辅助电源主电路；

输入端连接所述主功率电路输出端，检测所述主功率电路的输出参数，获得检测参数的检测电路；

输出端连接所述辅助电源主电路的控制端，第一输入端连接所述辅助电源主电路的输出端检测所述辅助电压，将所述辅助电压的检测值与基准值比较，根据比较结果控制所述辅助电源主电路，输出幅值稳定的辅助电压，第二输入端连接所述检测电路，根据所述检测参数调整所述辅助电压幅值的电压反馈电路。

5.根据权利要求4所述的供电电源系统，其特征在于，所述检测电路具有一个输出端，该输出端输出的检测参数为输出电流检测参数。

6.根据权利要求5所述的供电电源系统，其特征在于，所述电压反馈电路具体包括：第一集成运放，第一电阻，第二电阻和补偿网络；其中，

所述第一集成运放的反相输入端连接所述第一电阻一端，所述第一电阻的另一端作为所述电压反馈电路的第一输入端、连接所述辅助电源主电路的输出端；所述第一集成运放的反相输入端还连接所述第二电阻一端，所述第二电阻的另一端作为所述电压反馈电路的第二输入端、连接所述检测电路；

所述第一集成运放的正相输入端用于输入所述基准值；

所述第一集成运放的输出端，作为所述电压反馈电路的输出端，连接所述辅助电源主电路的控制端；

所述补偿网络连接在所述第一集成运放的反相输入端和输出端之间。

7.根据权利要求4所述的供电电源系统，其特征在于，所述检测电路具有两个输出端，两个所述输出端分别为电流检测参数输出端和电压检测参数输出端；

所述电压反馈电路的第二输入端还包括两个子输入端，两个所述子输入端分别对应连接所述检测电路的两个输出端。

8.根据权利要求7所述的供电电源系统，其特征在于，所述电压反馈电路具体包括：第二集成运放，第三电阻，第四电阻、第五电阻和补偿网络；其中，

所述第二集成运放的反相输入端连接所述第三电阻一端，所述第三电阻的另一端作为所述电压反馈电路的第一输入端、连接所述辅助电源主电路的输出端；所述第二集成运放的反相输入端还连接所述第四电阻一端和第五电阻一端，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端分别作为两个所述子输入端、对应连接所述检测电路；

所述第二集成运放的正相输入端用于输入所述基准值；

所述第二集成运放的输出端，作为所述电压反馈电路的输出端，连接所述辅助电源主电路的控制端；

所述补偿网络连接在所述第二集成运放的反相输入端和输出端之间。

9.一种供电系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求1至8任意一项所述的供电系统，包括：

主功率电路输出主功率直流电；

辅助电源电路输出幅值稳定的辅助电压，检测所述主功率电路的输出参数，并根据所述输出参数调整所述辅助电压幅值，供电给控制单元；

所述控制单元控制所述主功率电路。