CN111740571A

CN111740571A - 一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备

Info

Publication number: CN111740571A
Application number: CN202010716663.9A
Authority: CN
Inventors: 李酉
Original assignee: Shenzhen Leineng Hybrid Integrated Circuit Co ltd
Current assignee: Shenzhen Leineng Hybrid Integrated Circuit Co ltd
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2020-10-02

Abstract

本申请提供了一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备，用于控制电源的正常运行，该数字电源控制电路在电源的输入端放置一片数字控制芯片，在电源的输出端放置另一片数字控制芯片，输出端的数字控制芯片负责数字环路的计算，并将数字环路输出的控制信号通过隔离电路传递到输入端；输入端的数字控制芯片负责采样隔离电路传递的控制信号，并负责驱动发波，即可以采样输入和输出信号，又保持了数字环路特性，同时还减少了驱动信号的传递，降低了整体成本。

Description

一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备。

背景技术

在电子电路技术领域通常对于数字电源的控制方案都是使用单芯片控制方案，比如将数字控制芯片放置在电源的输出端，数字控制芯片完成数字环路的计算，并控制电源的正常运行。然而随着数字电源的发展，单数字控制芯片越来越难以满足电源的发展，因此，目前数字电源所采用的控制方式主要采用一片数字控制芯片和一片通用MCU芯片的方案，根据数字控制芯片放置的位置不同又有以下两种情况：

第一种情况，如图1所示，将数字控制芯片11放置在电源的输出端，负责电源功能的实现环路计算和驱动发波，以及数据的上报，通用MCU芯片12放置在电源的输入端，负责收集电源输入信号，并与数字控制芯片11进行通信。然而将数字控制芯片11放在输出端，虽然其可以实现数字环路，但环路输出的PWM信号需要通过数字隔离器构成的隔离电路13传递到输入端，才能用于驱动功率器件，然而对于多功率器件的拓扑，则需要较多的数字隔离器，这会使成本和布线难度大幅上升。

第二种情况，如图2所示，将数字控制芯片21放置在电源的输入端，负责电源功能的实现驱动发波和输入信号的采样保护等，环路计算采用模拟环路24方案并放置在电源的输出端，通用MCU芯片22放置在电源的输出端，负责收集电源输出信号，与原边的数字控制芯片21通信，并负责数据上报，然而将数字控制芯片21放在输入端，其不再需要数字隔离器构成的隔离电路23来传递控制信号，但其数字环路只能采用模拟方案，因此，会丢失数字环路的特点，比如：温度特性好，以及灵活性等。

因此，需要提供一种数字电源控制电路及控制方案，解决上述相关技术中的数字电源控制方案的不足之处，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备，在电源的输入端放置一片数字控制芯片，在电源的输出端放置另一片数字控制芯片，输出端的数字控制芯片负责数字环路的计算，并将数字环路输出的控制信号通过隔离电路传递到输入端；输入端的数字控制芯片负责采样隔离电路传递的控制信号，并负责驱动发波，即可以采样输入和输出信号，又保持了数字环路特性，同时还减少了驱动信号的传递，降低了整体成本。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种数字电源控制电路，用于控制电源的正常运行，该电路包括：第一数字控制芯片、第二数字控制芯片和隔离电路，其中：

所述第一数字控制芯片的一端与所述电源的输出端相连，另一端与所述隔离电路的一端相连，所述隔离电路的另一端与所述第二数字控制芯片的一端相连，所述第二数字控制芯片的另一端与所述电源的输入端相连；

所述第一数字控制芯片用于负责数字环路的计算，并将数字环路输出的控制信号通过所述隔离电路传递到输入端；

所述第二数字控制芯片用于负责采样所述隔离电路传递的控制信号，并负责驱动发波。

优选的，所述第一数字控制芯片用于：

采样输出电压和输出电流；

根据所述输出电压和所述输出电流计算电压环和电流环，得到控制环路控制输出值；

将所述环路控制输出值通过所述第一数字控制芯片内部的DAC进行输出；

通过所述隔离电路传递到所述电源的输入端，送给所述第二数字控制芯片，实现所述电压和电流的控制。

优选的，所述第二数字控制芯片用于：

采样通过所述隔离电路传递到所述电源的输入端的环路控制输出信号；

根据所述环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值；

将所述占空比值或周期值转换成相应的驱动信号，完成数字电源的控制。

优选的，所述隔离电路为光耦隔离电路。

一种数字电源控制方法，用于控制电源的正常运行，该方法应用于上述所述的数字电源控制电路，所述数字电源控制电路包括：第一数字控制芯片、第二数字控制芯片和隔离电路，该方法包括：

所述第一数字控制芯片用于：

采样输出电压和输出电流；

通过所述隔离电路传递到所述电源的输入端，送给所述第二数字控制芯片，实现所述电压和电流的保护；

所述第二数字控制芯片用于：

根据所述环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值；

优选的，所述第二数字控制芯片还用于：

负责采样所述输入电压和所述输入电流，并实现相应的保护和数据上报功能。

一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上述所述的数字电源控制方法。

一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上述所述的数字电源控制方法。

本申请提供一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备，用于控制电源的正常运行，该数字电源控制电路在电源的输入端放置一片数字控制芯片，在电源的输出端放置另一片数字控制芯片，输出端的数字控制芯片负责数字环路的计算，并将数字环路输出的控制信号通过隔离电路传递到输入端；输入端的数字控制芯片负责采样隔离电路传递的控制信号，并负责驱动发波，即可以采样输入和输出信号，又保持了数字环路特性，同时还减少了驱动信号的传递，降低了整体成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为相关技术方案中提供的一种单数字电源控制电路的原理示意图；

图2为相关技术方案中提供的另一种单数字电源控制电路的原理示意图；

图3为本申请实施例提供的一种数字电源控制电路的原理示意图；

图4为本申请实施例提供的一种数字电源控制方法流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

本申请提供一种数字电源控制电路、控制方法及电子设备，用于控制电源的正常运行，将一片数字控制芯片放置在电源的输入端，另一片数字控制芯片放置在电源的输出端，输出端的数字控制芯片负责数字环路的计算，并将数字环路输出通过隔离电路传递到输入端；输入端的数字控制芯片采样隔离电路传递的控制信号，并负责驱动发波。本申请提供的数字电源控制电路，即可以采样输入和输出信号，又保持了数字环路特性，同时还减少了驱动信号的传递，还降低了整体成本。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图3所示，本申请实施例一种数字电源控制电路，用于控制电源的正常运行，该电路具体包括：第一数字控制芯片31、第二数字控制芯片32和隔离电路33，其中：

如图3所示，第一数字控制芯片31的一端与电源的输出端相连，另一端与隔离电路33的一端相连，隔离电路33的另一端与第二数字控制芯片32的一端相连，第二数字控制芯片32的另一端与电源的输入端相连。

第一数字控制芯片31用于负责数字环路的计算，并将数字环路输出的控制信号通过隔离电路33传递到输入端；第二数字控制芯片32用于负责采样隔离电路33传递的控制信号，并负责驱动发波。

进一步的，上述第一数字控制芯片31具体用于：

采样输出电压和输出电流；根据输出电压和输出电流计算电压环和电流环，得到控制环路控制输出值；将环路控制输出值通过第一数字控制芯片内部的DAC进行输出；通过隔离电路传递到电源的输入端，送给第二数字控制芯片，实现电压和电流的保护。

进一步的，上述第二数字控制芯片32具体用于：

采样通过隔离电路传递到电源的输入端的环路控制输出信号；根据环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值；将占空比值或周期值转换成相应的驱动信号，完成数字电源的控制。

需要说明的是，上述隔离电路可以为光耦隔离电路，光耦是实现隔离最简单的方法，通常电源都需要实现原副边隔离，而且数字环路计算的输出是模拟量，而光耦通常传输的也是模拟量，因此，本申请实施例中，主要采用光耦来实现信号和数据的传输。

本申请实施例提供的一种数字电源控制电路，将一片数字控制芯片放置在电源的输入端，另一片数字控制芯片放置在电源的输出端，其中，输出端的数字控制芯片负责数字环路的计算，并将数字环路输出通过隔离电路传递到输入端；输入端的数字控制芯片采样隔离电路传递的控制信号，并负责驱动发波。本申请实施例即可以采样输入和输出信号，又保持了数字环路特性，同时还减少了驱动信号的传递，还降低了整体成本。

基于本申请实施例在上述公开的数字电源控制电路的基础上，还公开了一种数字电源控制方法，应用于上述所述的数字电源控制电路，所述数字电源控制电路包括：第一数字控制芯片、第二数字控制芯片和隔离电路，该方法包括如下步骤：

上述第一数字控制芯片具体用于：

S401：采样输出电压和输出电流。

S402：根据输出电压和输出电流计算电压环和电流环，得到控制环路控制输出值。

S403：将环路控制输出值通过第一数字控制芯片内部的DAC进行输出。

S404：通过隔离电路传递到电源的输入端，送给第二数字控制芯片，实现电压和电流的保护。

上述第二数字控制芯片具体用于：

S405：采样通过隔离电路传递到电源的输入端的环路控制输出信号。

S406：根据环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值。

S407：将占空比值或周期值转换成相应的驱动信号，完成数字电源的控制。

进一步的，上述第二数字控制芯片具体还用于：

负责采样输入电压和输入电流，并实现相应的保护和数据上报功能。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述数字电源控制方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述数字电源控制方法。

本发明实施例提供了一种电子设备，如图5所示，该电子设备50包括至少一个处理器501、以及与所述处理器连接的至少一个存储器502、总线503；其中，所述处理器501、所述存储器502通过所述总线503完成相互间的通信；处理器501用于调用所述存储器502中的程序指令，以执行上述的所述数字电源控制方法。

本文中的电子设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：

所述第一数字控制芯片用于：

采样输出电压和输出电流；

通过所述隔离电路传递到所述电源的输入端，送给所述第一数字控制芯片，实现所述电压和电流的保护；

所述第二数字控制芯片用于：

根据所述环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值；

进一步的，所述第二数字控制芯片还用于：

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims

1.一种数字电源控制电路，其特征在于，用于控制电源的正常运行，该电路包括：第一数字控制芯片、第二数字控制芯片和隔离电路，其中：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一数字控制芯片用于：

采样输出电压和输出电流；

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二数字控制芯片用于：

根据所述环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值；

4.根据权利要求1-3任意一项所述的电路，其特征在于，所述隔离电路为光耦隔离电路。

5.一种数字电源控制方法，其特征在于，用于控制电源的正常运行，该方法应用于上述权利要求1-4任意一项所述的数字电源控制电路，所述数字电源控制电路包括：第一数字控制芯片、第二数字控制芯片和隔离电路，该方法包括：

所述第一数字控制芯片用于：

采样输出电压和输出电流；

所述第二数字控制芯片用于：

根据所述环路控制输出信号计算需要的占空比值或周期值；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二数字控制芯片还用于：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求5-6中任一项所述的数字电源控制方法。

8.一种非暂时性机器可读存储介质，其特征在于，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求5-6中任一项所述的数字电源控制方法。