CN114389317A - 电源供应器控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源供应器控制方法，用以控制电源供应器中串联连接的N个供电模块，N个供电模块中的第i个供电模块包含第i个可调负载单元。所述电源供应器控制方法包含下列步骤。提供外部电压至电源供应器。依据第i个供电模块量测到的第i个分电压值，调整第i个可调负载单元的阻抗值。当第i个分电压值小于平均电压值时，调高第i个可调负载单元的阻抗值。当第i个分电压值大于平均电压值时，调低第i个可调负载单元的阻抗值。其中N为自然数，i为不大于N的自然数。

Description

电源供应器控制方法

技术领域

本申请是关于一种电源供应器的控制方法，特别是关于一种调整电源供应器内部供电模块的阻抗的方法。

背景技术

一般来说，电源供应器的内部会设置有多个供电模块，且电源供应器可以操作于供电模式与量测模式。当电源供应器操作于供电模式时，所述多个供电模块会一起提供输出电压与输出电流给外部的负载装置。相较于单一个供电模块所提供的输出电压与输出电流均较小，所述多个供电模块可以组合地提供更大的输出电压与更大的输出电流。另一方面，当电源供应器操作于量测模式时，所述多个供电模块也可以一起量测外部的负载装置的跨电压与跨电流。举例来说，假设电源供应器要量测的负载装置是一种大容量电池，负载装置的跨电压很可能超过单一个供电模块所能量测的范围。据此，电源供应器需要让内部的多个供电模块操作于量测模式，让每一个供电模块分别量测负载装置一部分的跨电压。

然而，以上述量测具有较大跨电压的负载装置为例，由于所述多个供电模块内的组件终究不是理想组件，无法具有完全相同的电气特性，导致从负载装置看入时，每一个供电模块的阻抗有一定程度的差异。于所属技术领域具有通常知识者应可以理解，阻抗较高的供电模块始终会量测到最大部分的跨电压，这也让于所述多个供电模块一直处在承载电压不均的情况。实务上，若是部分的供电模块长期承受较高的电压应力，将更容易损坏或老化，也会使整个电源供应器的可靠度下降。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于提供一种电源供应器控制方法，可以调整多个供电模块的阻抗，让多个供电模块承载电压可以更为平均。

本申请提出一种电源供应器控制方法，用以控制电源供应器中串联连接的N个供电模块，N个供电模块中的第i个供电模块包含第i个可调负载单元。所述电源供应器控制方法包含下列步骤。提供外部电压至电源供应器。依据第i个供电模块量测到的第i个分电压值，调整第i个可调负载单元的阻抗值。当第i个分电压值小于平均电压值时，调高第i个可调负载单元的阻抗值。当第i个分电压值大于平均电压值时，调低第i个可调负载单元的阻抗值。其中N为自然数，i为不大于N的自然数。

于一些实施例中，电源供应器控制方法更包含下列步骤。累加N个供电模块的N个分电压值，以取得总和电压值。将总和电压值除以N，以取得平均电压值。此外，第i个可调负载单元可以包含有源负载，有源负载可以是电压负载或电流负载，当有源负载输出的电流降低时，第i个可调负载单元的阻抗值提高，而当有源负载输出的电流提高时，第i个可调负载单元的阻抗值降低。另外，第i个供电模块的内阻抗值和第i个可调负载单元的阻抗值的总和，相同于第j个供电模块的内阻抗值和第j个可调负载单元的阻抗值的总和，其中j为不大于N的自然数。

本申请还提出一种电源供应器控制方法，用以控制电源供应器中串联连接的N个供电模块，包含下列步骤。提供第i个可调负载单元，第i个可调负载单元电性连接N个供电模块中的第i个供电模块。由N个供电模块量测跨于电源供应器的外部电压，以取得N个分电压值，其中第i个供电模块量测第i个分电压值。依据N个分电压值，计算平均电压值。判断第i个分电压值是否小于平均电压值。当第i个分电压值小于平均电压值时，调高第i个可调负载单元的阻抗值。当第i个分电压值不小于平均电压值时，调低第i个可调负载单元的阻抗值。其中N为自然数，i为不大于N的自然数。

于一些实施例中，于计算依据N个分电压值，计算平均电压值的步骤中，包含下列步骤。累加N个供电模块的N个分电压值，以取得总和电压值。将总和电压值除以N，以取得平均电压值。此外，第i个可调负载单元可以包含有源负载，当有源负载输出的电流降低时，第i个可调负载单元的阻抗值提高，而当有源负载输出的电流提高时，第i个可调负载单元的阻抗值降低。另外，第i个供电模块的内阻抗值和第i个可调负载单元的阻抗值的总和，相同于第j个供电模块的内阻抗值和第j个可调负载单元的阻抗值的总和，其中j为不大于N的自然数。

综上所述，本申请提供的电源供应器控制方法可以自动侦测每一个供电模块所承载的分电压值。当多个供电模块所承载的分电压值不相同时，可以动态地调整多个供电模块的阻抗，从而让多个供电模块承受较为接近的电压应力，以此提高电源供应器的可靠度。

有关本申请的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

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中记载的一些实施例，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它的附图。

图1是本申请一实施例的电源供应器和负载装置的电路示意图；

图2是本申请一实施例的电源供应器控制方法的步骤流程图；

图3是本申请另一实施例的电源供应器控制方法的步骤流程图。

符号说明

1电源供应器

10、12、14供电模块 10a、12a、14a正端

100、120、140可调负载单元

10b、12b、14b负端 16a、16b输出端

DUT负载装置 S20～S26步骤流程

S30～S35步骤流程

具体实施方式

在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。

请参阅图1，图1是本申请一实施例的电源供应器和负载装置的电路示意图。如图1所示，本申请的电源供应器控制方法可以应用于电源供应器1，电源供应器1可以包含供电模块10、供电模块12以及供电模块14，且电源供应器1可以经由输出端16a和输出端16b电性连接到负载装置DUT。实务上，供电模块10、供电模块12以及供电模块14可以分别包含可调负载单元100、可调负载单元120以及可调负载单元140。为了方便识别，图1将可调负载单元从供电模块中绘示出来，但本实施例不限制可调负载单元在供电模块中的设置位置。此外，于图1绘示的例子中，供电模块10的正端10a可以连接到输出端16a，而供电模块14的负端14b可以连接到输出端16b，并且供电模块10、供电模块12以及供电模块14可以互相串联。例如供电模块10的负端10b可以连接到供电模块12的正端12a，以及供电模块12的负端12b可以连接到供电模块14的正端14a。值得一提的是，虽然本实施例示范了一个电源供应器1中可以包含3个供电模块，但不以此为限，本申请的电源供应器控制方法可以应用于包含一个以上的供电模块的电源供应器。

于一个例子中，负载装置DUT是一种大容量的电池，并且电源供应器1可以是一种单向或双向的测试装置。例如，电源供应器1中的供电模块10、供电模块12以及供电模块14，不仅能够用来对负载装置DUT充电，也可以用来量测负载装置DUT的放电特性。以实际的例子来说，假设负载装置DUT在输出端16a到输出端16b之间提供了一个外部电压V_DUT，此时供电模块10、供电模块12以及供电模块14各自会量到一个分电压值，例如分电压值V₁₀、分电压值V₁₂以及分电压值V₁₄。由于供电模块10、供电模块12以及供电模块14是以串联连接，于所属技术领域具有通常知识者应可以理解，分电压值V₁₀的大小关联于从供电模块10的正端10a和负端10b看入的阻抗值(或称供电模块10的输出阻抗值)，分电压值V₁₂的大小关联于从供电模块12的正端12a和负端12b看入的阻抗值(或称供电模块12的输出阻抗值)，分电压值V₁₄的大小关联于从供电模块14的正端14a和负端14b看入的阻抗值(或称供电模块14的输出阻抗值)。

于一个例子中，供电模块10、供电模块12以及供电模块14的电路结构可以是相同的设计，理论上供电模块10、供电模块12以及供电模块14的输出阻抗值应当要是相同的。在供电模块10、供电模块12以及供电模块14以串联连接且没有其他损耗的情况下，分电压值V₁₀、分电压值V₁₂以及分电压值V₁₄理论上是相同的，并且都是三分之一的外部电压V_DUT。然而，实际的情况是，由于不同组件之间的非理想特性，在没有调整可调负载单元100、可调负载单元120以及可调负载单元140的情况下，供电模块10、供电模块12以及供电模块14的输出阻抗值很可能有些微的差异。于所属技术领域具有通常知识者应可以理解，这也意味着分电压值V₁₀、分电压值V₁₂以及分电压值V₁₄实际上有分配不均的问题。

为了方便说明，本实施例示范一种假设的操作情境，例如负载装置DUT提供的外部电压V_DUT是300V，在没有其他损耗的情况下，假设供电模块10量测到的分电压值V₁₀是105V，供电模块12量测到的分电压值V₁₂是115V，供电模块14量测到的分电压值V₁₄是80V。于所属技术领域具有通常知识者可知，由于供电模块10、供电模块12以及供电模块14以串联连接，量测到的分电压值越高表示输出阻抗值越高(承载电压较大)，于是电源供应器1可以得知供电模块12的输出阻抗值最大，而供电模块14的输出阻抗值最小。为了调整每个供电模块的输出阻抗值，电源供应器1可以加总供电模块10、供电模块12以及供电模块14量测到的分电压值，得到总和电压值为300V。并且，由于电源供应器1已知供电模块有3个，据此可以换算平均电压值为100V。

接着，由于供电模块10量测到的分电压值V₁₀是105V，大于平均电压值为100V，则电源供应器1可以略为调低可调负载单元100的阻抗值，也就是调低供电模块10的正端10a和负端10b看入的阻抗值。同样地，由于供电模块12量测到的分电压值V₁₂是115V，大于平均电压值为100V，电源供应器1也会调低可调负载单元120的阻抗值，也就是调低供电模块12的正端12a和负端12b看入的阻抗值。另一方面，由于供电模块14量测到的分电压值V₁₄是80V，低于平均电压值为100V，故电源供应器1会调高可调负载单元140的阻抗值，也就是调高供电模块14的正端14a和负端14b看入的阻抗值。本实施例在此不限制如何调整每个可调负载单元的阻抗值，也不限制阻抗值的调整幅度。举例来说，可调负载单元100可以包含有一个跨接在正端10a和负端10b之间的有源负载(图未示)。当有源负载输出的电流降低时，由于正端10a和负端10b之间的电压不变，可以推论可调负载单元100于正端10a和负端10b之间的阻抗值提高。反之，当有源负载输出的电流提高时，由于正端10a和负端10b之间的电压不变，也可以推论可调负载单元100于正端10a和负端10b之间的阻抗值降低。

于一个例子中，调整每个可调负载单元的阻抗值的策略例如是，因为分电压值V₁₀和平均电压值的差异只有5V，故可调负载单元100阻抗值的调整幅度可以较小。此外，因为分电压值V₁₂、分电压值V₁₄和平均电压值的差异相比起来较大，故电源供应器1对可调负载单元120、可调负载单元140阻抗值的调整幅度较大。承接上述的操作情境，当电源供应器1调整完所有可调负载单元的阻抗值之后，供电模块10、供电模块12以及供电模块14会再量测一次分电压值。例如，第二次量到的分电压值V₁₀是99V，分电压值V₁₂是105V，分电压值V₁₄是96V。相较于前次量测来说，供电模块10、供电模块12以及供电模块14量测到的分电压值都更接近平均电压值100V，可知前次调整可调负载单元的阻抗值有正面的效果。换句话说，供电模块10、供电模块12以及供电模块14的输出阻抗值会越来越相近。实务上，电源供应器1不需要实际量测供电模块10、供电模块12以及供电模块14的输出阻抗值，电源供应器1可以仅判断要调高或调低可调负载单元的阻抗值，并且逐次缩小阻抗值的调整幅度，即有效减少电压应力过于集中的问题。

于所属技术领域具有通常知识者可知，电源供应器1在一次或多次调整过每个供电模块的可调负载单元之后，供电模块10、供电模块12以及供电模块14的输出阻抗值会大致上相同。也就是说，供电模块10的内阻抗值和可调负载单元100的阻抗值的总和(供电模块10的正端10a和负端10b看入的阻抗值)，理论上会相同于供电模块12的内阻抗值和可调负载单元120的阻抗值的总和(供电模块12的正端12a和负端12b看入的阻抗值)。当然，也会相同于供电模块14的内阻抗值和可调负载单元140的阻抗值的总和(供电模块14的正端14a和负端14b看入的阻抗值)。于一个例子中，当分电压值V₁₀、分电压值V₁₂以及分电压值V₁₄相同于平均电压值之后，表示供电模块10、供电模块12以及供电模块14的输出阻抗值相同，电源供应器1便可以停止调整每个供电模块中的可调负载单元。

为了说明本申请的电源供应器控制方法，可以搭配上述的电源供应器1一同来看。请一并参阅图1与图2，图2是本申请一实施例的电源供应器控制方法的步骤流程图。如图所示，于步骤S20中，负载装置DUT在电源供应器1的输出端16a到输出端16b之间提供了一个外部电压V_DUT。于步骤S22中，电源供应器1可以依据供电模块量测到的分电压值，调整对应的可调负载单元的阻抗值。例如电源供应器1可以基于分电压值V₁₀调整可调负载单元100的阻抗值，也就是调整供电模块10的正端10a和负端10b看入的阻抗值。于步骤S24中，当分电压值V₁₀小于平均电压值时，则电源供应器1可以调高可调负载单元100的阻抗值。反之，于步骤S26中，当分电压值V₁₀大于平均电压值时，则电源供应器1可以调低可调负载单元100的阻抗值。本实施例关于电源供应器控制方法其他步骤，已于前述的实施例充分说明，本实施例在此不予赘述。

或者，本申请还提出了另一个略有不同的电源供应器控制方法，同样可以搭配上述的电源供应器1一同来看。请一并参阅图1与图3，图3是本申请另一实施例的电源供应器控制方法的步骤流程图。如图所示，于步骤S30中，提供可调负载单元100，可调负载单元100是电性连接3个供电模块10、12、14中的第一个供电模块(供电模块10)。于步骤S31中，由供电模块10、供电模块12以及供电模块14量测跨于电源供应器1的外部电压V_DUT，以取得各自的分电压值，例如供电模块100会量测到分电压值V₁₀。于步骤S32中，电源供应器1可以依据分电压值V₁₀、分电压值V₁₂以及分电压值V₁₄计算出平均电压值。于步骤S33中，电源供应器1会判断分电压值V₁₀、分电压值V₁₂以及分电压值V₁₄和平均电压值的大小关系。于步骤S34中，当分电压值V₁₀小于平均电压值时，则电源供应器1可以调高可调负载单元100的阻抗值。反之，于步骤S35中，当分电压值V₁₀不小于平均电压值时，则电源供应器1可以调低可调负载单元100的阻抗值。

综上所述，本申请提供的电源供应器控制方法可以自动侦测每一个供电模块所承载的分电压值。当多个供电模块所承载的分电压值不相同时，可以动态地调整多个供电模块的阻抗，从而让多个供电模块承受较为接近的电压应力，以此提高电源供应器的可靠度。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本申请技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本申请技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本申请内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本申请实质相同的技术或实施例。

Claims (8)

1.一种电源供应器控制方法，用以控制一电源供应器中串联连接的N个供电模块，该N个供电模块中的一第i个供电模块包含一第i个可调负载单元，其特征在于，所述电源供应器控制方法包含：

提供一外部电压至该电源供应器；

依据该第i个供电模块量测到的一第i个分电压值，调整该第i个可调负载单元的阻抗值；

当该第i个分电压值小于一平均电压值时，调高该第i个可调负载单元的阻抗值；以及

当该第i个分电压值大于该平均电压值时，调低该第i个可调负载单元的阻抗值；

其中N为自然数，i为不大于N的自然数。

2.根据权利要求1所述的电源供应器控制方法，其特征在于，更包含：

累加该N个供电模块的该N个分电压值，以取得一总和电压值；以及

将该总和电压值除以N，以取得该平均电压值。

3.根据权利要求1所述的电源供应器控制方法，其特征在于，该第i个供电模块的内阻抗值和该第i个可调负载单元的阻抗值的总和，相同于一第j个供电模块的内阻抗值和一第j个可调负载单元的阻抗值的总和，其中j为不大于N的自然数。

4.根据权利要求1所述的电源供应器控制方法，其特征在于，该第i个可调负载单元包含一有源负载，当该有源负载输出的电流降低时，该第i个可调负载单元的阻抗值提高，当该有源负载输出的电流提高时，该第i个可调负载单元的阻抗值降低。

5.一种电源供应器控制方法，用以控制一电源供应器中串联连接的N个供电模块，其特征在于，包含：

提供一第i个可调负载单元，该第i个可调负载单元电性连接该N个供电模块中的一第i个供电模块；

由该N个供电模块量测跨于该电源供应器的一外部电压，以取得N个分电压值，其中该第i个供电模块量测一第i个分电压值；

依据该N个分电压值，计算一平均电压值；

判断该第i个分电压值是否小于该平均电压值；

当该第i个分电压值小于该平均电压值时，调高该第i个可调负载单元的阻抗值；以及

当该第i个分电压值不小于该平均电压值时，调低该第i个可调负载单元的阻抗值；

其中N为自然数，i为不大于N的自然数。

6.根据权利要求5所述的电源供应器控制方法，其中于计算依据该N个分电压值，计算该平均电压值的步骤中，其特征在于，包含：

累加该N个供电模块的该N个分电压值，以取得一总和电压值；以及

将该总和电压值除以N，以取得该平均电压值。

7.根据权利要求5所述的电源供应器控制方法，其特征在于，该第i个供电模块的内阻抗值和该第i个可调负载单元的阻抗值的总和，相同于一第j个供电模块的内阻抗值和一第j个可调负载单元的阻抗值的总和，其中j为不大于N的自然数。

8.根据权利要求5所述的电源供应器控制方法，其特征在于，该第i个可调负载单元包含一有源负载，当该有源负载输出的电流降低时，该第i个可调负载单元的阻抗值提高，当该有源负载输出的电流提高时，该第i个可调负载单元的阻抗值降低。

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