CN117220655A - 一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法，包括：功率源输入调理电路适于对外部输入多组功率源的功率值进行取样；功率源匹配比较电路适于根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至功率源选择控制电路；功率源选择控制电路适于根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择；实现了对功率源的快速取样及匹配选择，能够实时、快速、准确检测当前功率等级，当超过当前功率上限或低于当前功率下限时，通过硬件电路自动匹配切换功率量程，相对传统通过运放组成的比较器电路判断方式而言更为灵活，由于无需运算放大器等有源器件，对于器件供电电源的要求极大降低。

Description

一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法

技术领域

本发明属于电源及功率设备技术领域，具体涉及一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法。

背景技术

随着现代电力电子行业的飞速发展,电源类产品越来越多，大部分电力电子系统都离不开电源，特别对于线性电源，由于其具有高稳定性、低噪声、响应速度快等优点而得到广泛的应用，然而效率低、发热严重的缺点又制约其进一步的发展；对于线性电源的原理分析，当输入为固定电压，输出为可调电压，变动的电压差将由电源自身消耗，从而产生较大的发热现象，一方面，仪器需要采用较大的散热器件对仪器进行散热处理，增加成本，另一方面，发热增加仪器功耗，极大降低电源的转换效率，这就需要对电源等功率设备提出高的要求，针对不同的输出电压提供匹配的输入电压，使输入输出的电压差减小，从而降低仪表的散热功耗，此方法在较多功率设备中使用，然而常规通过采用运放组成比较器进行多阈值比较的方法能够实现此功能，正如参阅CN113777390A发明专利中所采用的多量程采样比较方法，通过多个运算放大器组成多阈值比较电路，然而，此方法由于采用有源器件，因此对有源器件的供电电压具有一定要求，对于多组高压输入需要多级分压网络将高压信号分压至有源器件合适的工作电压范围；同时对于多组阈值比较需要使用多个有源器件组成的比较网络，所用器件较多，较为繁琐。

因此基于上述技术问题需要设计一种新的用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于功率设备的功率源自动匹配系统及匹配方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于功率设备的功率源自动匹配系统，包括：

功率源输入调理电路、功率源匹配比较电路和功率源选择控制电路；

所述功率源输入调理电路适于对外部输入多组功率源的功率值进行取样；

所述功率源匹配比较电路适于根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至所述功率源选择控制电路；

所述功率源选择控制电路适于根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择。

进一步，所述功率源输入调理电路包括：第一继电器、第二继电器、第一保险丝、第一整流器和功率转换模块；

所述第一继电器和第二继电器的输入端连接外部输入多组功率源；

所述第一继电器的输出端连接第一整流器的一输入端；

所述第二继电器通过第一保险丝连接第一整流器的另一输入端；

所述第一整流器与所述功率转换模块电性连接，所述功率转换模块适于对外部输入多组功率源的电压进行处理，并将处理后获取的电压信号，即输出电压Vout发送至所述功率源匹配比较电路。

进一步，所述功率源匹配比较电路中设置有若干电阻和三极管；

所述电阻构成分压电阻模块；

所述三极管构成比较网络模块；

所述分压电阻模块和比较网络模块适于根据功率转换模块输出的Vout输出控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2，将控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2输入功率源选择控制电路。

进一步，所述功率源选择控制电路适于根据控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2控制第一继电器和第二继电器中线包的导通和断开。

进一步，所述功率源选择控制电路包括：第一二极管和第二二极管；

所述第一继电器中线包的一端适于接收控制信号Ctrl_1；

所述第二继电器中线包的一端适于接收控制信号Ctrl_2；

所述第一继电器中线包的另一端与所述第二继电器中线包的另一端连接；

所述第一二极管连接在第一继电器中线包的两端之间；

所述第二二极管连接在第二继电器中线包的两端之间；

适于根据控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2控制第一继电器的线包和第二继电器的线包导通和断开。

进一步，所述第一继电器的输入端包括：Vin_1和Vin_2；

所述第二继电器的输入端包括：Vin_3和Vin_4。

进一步，外部输入至Vin_1与Vin_3时组成输入功率源P1；

外部输入至Vin_2与Vin_3时组成输入功率源P2；

外部输入至Vin_1与Vin_4时组成输入功率源P3；

外部输入至Vin_2与Vin_4时组成输入功率源P4。

进一步，输入功率源P4的功率大于输入功率源P3的功率；

输入功率源P3的功率大于输入功率源P2的功率；

输入功率源P2的功率大于输入功率源P1的功率。

进一步，若输出电压Vout小于输入功率源P1，则控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为高，此时第一继电器的输入端选择Vin_1，第二继电器的输入端选择Vin_3，此时输入功率源仍然为P1；

若输出电压Vout大于输入功率源P1且小于输入功率源P2，则控制信号Ctrl_1为低，控制信号Ctrl_2为高，此时第一继电器的输入端选择Vin_2，第二继电器的输入端选择Vin_3，此时输入功率源由P1切换到P2；

若输出电压Vout大于输入功率源P2且小于输入功率源P3，则控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为低，此时第一继电器的输入端选择Vin_1，第二继电器的输入端选择Vin_4，输入功率源由P2切换到P3；

若输出电压Vout大于输入功率源P3，则控制信号Ctrl_1为低，控制信号Ctrl_2为低，此时第一继电器的输入端选择Vin_2，第二继电器的输入端选择Vin_4，输入功率源由P3切换到P4。

另一方面，本发明还提供一种采用上述用于功率设备的功率源自动匹配系统的匹配方法，包括：

通过功率源输入调理电路对外部输入多组功率源的功率值进行取样；

功率源匹配比较电路根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至功率源选择控制电路；

功率源选择控制电路根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择。

本发明的有益效果是，本发明通过功率源输入调理电路、功率源匹配比较电路和功率源选择控制电路；所述功率源输入调理电路适于对外部输入多组功率源的功率值进行取样；所述功率源匹配比较电路适于根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至所述功率源选择控制电路；所述功率源选择控制电路适于根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择；实现了对功率源的快速取样及匹配选择，能够实时、快速、准确检测当前功率等级，当超过当前功率上限或低于当前功率下限时，通过硬件电路自动匹配切换功率量程，相对传统通过运放组成的比较器电路判断方式而言更为灵活，由于无需运算放大器等有源器件，因此对于器件供电电源的要求极大降低，通过普通元器件就可以组成功率选择电路。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明的用于功率设备的功率源自动匹配系统的原理框图；

图2是本发明的功率源输入调理电路的电路示意图；

图3是本发明的功率源匹配比较电路的电路示意图；

图4是本发明的功率源选择控制电路的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1，如图1至图4所示，本实施例1提供了一种用于功率设备的功率源自动匹配系统，包括：功率源输入调理电路、功率源匹配比较电路和功率源选择控制电路；所述功率源输入调理电路适于对外部输入多组功率源的功率值进行取样；所述功率源匹配比较电路适于根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至所述功率源选择控制电路；所述功率源选择控制电路适于根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择；实现了对功率源的快速取样及匹配选择，能够实时、快速、准确检测当前功率等级，当超过当前功率上限或低于当前功率下限时，通过硬件电路自动匹配切换功率量程，相对传统通过运放组成的比较器电路判断方式而言更为灵活，由于无需运算放大器等有源器件，因此对于器件供电电源的要求极大降低，通过普通元器件就可以组成功率选择电路；用于功率设备对于不同输出功率状态下对输入功率的自动匹配选择，实现功率利用最大、最优化，并且比较切换选择方式不再受限输出电压大小，更为灵活、便捷。

在本实施例中，外部输入多组功率源连接功率源输入调理电路的输入端，功率源输入调理电路的输出端连接功率源匹配比较电路的输入端，功率源匹配比较电路的输出端连接功率源选择控制电路的输入端，功率源选择控制电路根据控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源的匹配选择。

在本实施例中，功率源输入调理电路、功率源匹配比较电路和功率源选择控制电路同时连接电源模块。

在本实施例中，功率源输入调理电路根据不同的控制信号实现对外部输入多组功率源进行快速、灵活选择，并对所选择输入功率源信号进行处理，作为后续电路的处理信号；所述功率源输入调理电路包括：正电源VCC、第一继电器RL1B、第二继电器RL2B、第一保险丝F1、第一整流器BD1和功率转换模块；所述第一继电器和第二继电器的输入端连接外部输入多组功率源；所述第一继电器的输出端连接第一整流器的一输入端；所述第二继电器通过第一保险丝连接第一整流器的另一输入端；所述第一整流器与所述功率转换模块电性连接，所述功率转换模块适于对外部输入多组功率源的电压进行处理，并将处理后获取的电压信号，即输出电压Vout发送至所述功率源匹配比较电路；具体的，外部输入多组功率源分别连接第一继电器的常闭输入端、第一继电器的常开输入端、第二继电器的常闭输入端及第二继电器的常开输入端，第一继电器的公共输出端连接第一整流器的一个输入端，第二继电器的公共输出端连接第一保险丝的一端，第一保险丝的另一端连接第一整流器的另一个输入端，第一整流器的一个输出端连接功率转换模块的一个输入端，第一整流器的另一个输出端连接功率转换模块的另一个输入端，功率转换模块的一个输出端连接GND1，作为输出正端，功率转换模块的另一个输出端连接GND2，作为输出负端。

在本实施例中，功率源匹配比较电路通过对功率源输入调理电路的输出信号Vout进行转换运算并比较处理，输出控制信号，作为后续功率源选择控制电路的功率源选择依据；所述功率源匹配比较电路中设置有若干电阻和三极管；所述电阻构成分压电阻模块；所述三极管构成比较网络模块；所述分压电阻模块和比较网络模块适于根据功率转换模块输出的Vout输出控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2，将控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2输入功率源选择控制电路，具体的功率源匹配比较电路包括：正电源VCC，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第三电容C3、第一三极Q1管、第二三极管Q2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三三极管Q3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电容C2、第四电容C4、第四三极管Q4、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻14、第十五电阻R15、第五三极管Q5、第三模拟开关RL3B、第四模拟开关RL4B；第一电阻的一端连接正电源VCC，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，第一电阻的另一端同时连接第十四电阻的一端，第十四电阻的另一端连接第三模拟开关的公共端，第三模拟开关的控制信号为Ctrl_3，第十四电阻的另一端同时连接第一电容的一端，第十四电阻的另一端同时连接第一三极管的基极，第二电阻的另一端连接输出负端GND2(即输出信号的低端GND2)，第三模拟开关的常开端连接第三电容的一端，第三电容的另一端连接GND2，第一电容的另一端连接第四电阻的一端，第一电容的另一端连接第五电阻的一端，第一电容的另一端连接第一三极管的发射极，第一电容的另一端同时连接第二三极管的发射极，第四电阻的另一端连接输出正端GND1(即输出信号的高端GND1)，第五电阻的另一端连接输出信号的高端GND1，第三电阻的一端连接正电源VCC，第三电阻的另一端连接第一三极管的集电极，第三电阻的另一端同时连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极连接第六电阻的一端，第二三极管的集电极同时连接输出控制Ctrl_2(即输出控制信号Ctrl_2),第六电阻的另一端连接第三三极管的基极，第三三极管的发射极连接正电源VCC，第三三极管的发射极同时连接第七电阻的一端,第三三极管的集电极连接第七电阻的另一端，第三三极管的集电极同时连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接第九电阻的一端，第八电阻的另一端连接第十五电阻的一端，第十五电阻的另一端连接第四模拟开关的公共端，第四模拟开关的控制信号为Ctrl_3，第十五电阻的另一端同时连接第二电容的一端，第十五电阻的另一端同时连接第四三极管的基极，第九电阻的另一端连接第十电阻的一端，第十电阻的另一端连接输出信号的低端GND2，第四模拟开关的常开端连接第四电容的一端，第四电容的另一端连接GND2，第四三极管集电极连接第十一电阻的一端，第四三极管的集电极同时连接第五三极管的基极，第十一电阻的另一端连接电源VCC，第四三极管的发射极连接第二电容的另一端，第四三极管的发射极连接第五三极管的发射极，第四三极管的发射极连接第十二电阻的一端，第四三极管的发射极同时连接第十三电阻的一端，第十二电阻的另一端连接输出信号的高端GND1，第十三电阻的另一端连接输出信号的高端GND1，第五三极管的集电极同时连接输出控制Ctrl_1(即输出控制信号Ctrl_1)。Ctrl_3为一阶延时系统控制信号，来自MCU的控制引脚，可以根据电路实际信号及响应特性选择。

在本实施例中，功率源输入调理电路基于两个继电器对不同大小的输入功率进行选择，然后通过整流器件转换为脉动直流信号提供于功率转换模块，此处功率转换模块为线性或者开关电源模块，具有不同电压输出能力，提供电压Vout给外部负载使用；功率源匹配比较电路主要基于分压电阻网络及三极管组成的比较网络实现对输出电压信号Vout的阈值比较判别，针对不同的输出电压Vout判别比较输出不同的比较控制信号Ctrl_1与Ctrl_2。

在本实施例中，所述功率源选择控制电路适于根据控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2控制第一继电器和第二继电器中线包的导通和断开，从而控制功率源输入调理电路中第一继电器和第二继电器的触点，连通所需的输入端选择外部输入的匹配功率源。

在本实施例中，所述功率源选择控制电路包括：第一二极管D1和第二二极管D2；所述第一继电器中线包的一端适于接收控制信号Ctrl_1；所述第二继电器中线包的一端适于接收控制信号Ctrl_2；所述第一继电器中线包的另一端与所述第二继电器中线包的另一端连接，并且同时连接正电源VCC；所述第一二极管连接在第一继电器中线包的两端之间；所述第二二极管连接在第二继电器中线包的两端之间；适于根据控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2控制第一继电器的线包和第二继电器的线包导通和断开。

在本实施例中，所述第一继电器的输入端包括：Vin_1和Vin_2；所述第二继电器的输入端包括：Vin_3和Vin_4；在不同的输入端上连接不同的外部输入，可以使得不同功率的外部输入连接至功率源输入调理电路上，以便于对不同的外部输入进行选择和连接。

在本实施例的附图中，第一继电器RL1B和第一继电器RL1A为同一个继电器，第二继电器RL2B和第二继电器RL2A为同一个继电器。

在本实施例中，外部输入至Vin_1与Vin_3时组成输入功率源P1；外部输入至Vin_2与Vin_3时组成输入功率源P2；外部输入至Vin_1与Vin_4时组成输入功率源P3；外部输入至Vin_2与Vin_4时组成输入功率源P4；根据第一继电器和第二继电器不同输入端的选择可以连接对应的外部输入，以便于对外部输入进行选择。

在本实施例中，输入功率源P4的功率大于输入功率源P3的功率；输入功率源P3的功率大于输入功率源P2的功率；输入功率源P2的功率大于输入功率源P1的功率；输入功率源按照功率的大小进行排列设置，便于在需要进行选择输入功率源时更好的更快的选择。

在本实施例中，若输出电压Vout小于输入功率源P1，即小于输入功率源P1的电压，则控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为高，此时第一继电器的输入端选择Vin_1，第二继电器的输入端选择Vin_3，此时输入功率源仍然为P1；若输出电压Vout大于输入功率源P1且小于输入功率源P2，即大于输入功率源P1的电压，则控制信号Ctrl_1为低，控制信号Ctrl_2为高，此时第一继电器的输入端选择Vin_2，第二继电器的输入端选择Vin_3，此时输入功率源由P1切换到P2；若输出电压Vout大于输入功率源P2且小于输入功率源P3，即大于输入功率源P2的电压且小于输入功率源P3的电压，则控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为低，此时第一继电器的输入端选择Vin_1，第二继电器的输入端选择Vin_4，输入功率源由P2切换到P3；若输出电压Vout大于输入功率源P3，即大于输入功率源P3的电压，则控制信号Ctrl_1为低，控制信号Ctrl_2为低，此时第一继电器的输入端选择Vin_2，第二继电器的输入端选择Vin_4，输入功率源由P3切换到P4。

具体的原理为：输入信号纯净且响应缓慢，Ctrl_3为低电平时，第三模拟开关与第四模拟开关选择常开状态，第十四电阻与第三电容及第十五电阻与第四电容组成的一阶延时系统未接入；输入信号噪声较大且响应快速，Ctrl_3为高电平时，第三模拟开关与第四模拟开关选择常闭状态，第十四电阻与第三电容及第十五电阻与第四电容组成的一阶延时系统接入电路，通过一阶延时系统实现比较信号的延时判断；若初始控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为高，则第一继电器线包不导通，第二继电器线包不导通，第一继电器选择Vin_1输入，第二继电器选择Vin_3输入，此时输入功率源选择最小功率源P1，输出电压为Vout，GND1为输出电压Vout的高端，GND2为输出电压Vout的低端，当前输出电压为Vout1，电阻R1和R2对电源电压产生的分压相对GND2参考点为：

第一三极管的基极与发射极开启电压为0.7V，则当V1与Vout满足如下关系时,第一三极管导通；

(V1-0.7)＞Vout1；

第一三极管导通，则信号V2与信号V3相等，第二三极管的基极与发射极电压相等，因此第二三极管截止，第二三极管集电极信号Ctrl_2为高，第三三极管截止，此时R7、R8、R9、R10对VCC产生的分压相对GND2参考点为：

则当V5与Vout满足如下关系时,第四三极管导通；

(V5-0.7)＞Vout1；

第四三极管导通，则信号V6与信号V7相等，第五三极管的基极与发射极电压相等，因此第五三极管截止，第五三极管集电极信号Ctrl_1为高，此时第一继电器线包不导通，第一继电器选择Vin_1输入，又由于信号Ctrl_2为高，第二继电器线包不导通，第二继电器选择Vin_3输入，此时输入功率源选择最小功率源P1。

当输出电压增大为Vout2，Vout2大于Vout1，且V1与Vout2满足如下关系时,第一三极管导通；

(V1-0.7)＞Vout2；

第一三极管导通将会使第二三极管截止，第二三极管集电极信号Ctrl_2为高，第三三极管截止，此时R7、R8、R9、R10对VCC产生的分压相对GND2参考点为：

则当V5与Vout满足如下关系时,第四三极管截止；

(V5-0.7)＜Vout2；

第四三极管截止，则VCC及R12、R13组成的控制电路将使第五三极管导通，第五三极管集电极信号Ctrl_1为低，第一继电器线包导通，第一继电器选择Vin_2输入，又由于信号Ctrl_2为高，第二继电器线包不导通，第二继电器选择Vin_3输入，此时输入功率源切换到满足输出电压Vout2需求的功率源P2。

当输出电压增大为Vout3，Vout3大于Vout2，且V1与Vout3满足如下关系时,第一三极管截止；

(V1-0.7)＜Vout3；

第一三极管截止将会使第二三极管导通及第三三极管导通，此时产生的控制信号Ctrl_2满足如下公式，Ctrl_2为低电平信号；

第三三极管导通，V4电压为VCC，此时R8、R9、R10对VCC产生的分压相对GND2参考点为：

则当V5与Vout满足如下关系时,第四三极管导通；

(V5-0.7)＞Vout3；

第四三极管导通，则信号V6与信号V7相等，第五三极管的基极与发射极电压相等，因此第五三极管截止，第五三极管集电极信号Ctrl_1为高，此时第一继电器线包不导通，第一继电器选择Vin_1输入，又由于信号Ctrl_2为低，第二继电器线包导通，第二继电器选择Vin_4输入，此时输入功率源切换到满足输出电压Vout3需求的功率源P3。

当输出电压增大为Vout4，Vout4大于Vout3，且V1与Vout3满足如下关系时,第一三极管截止；

(V1-0.7)＜Vout4；

第一三极管截止将会使第二三极管导通及第三三极管导通，此时产生的控制信号Ctrl_2满足如下公式，Ctrl_2为低电平信号：

第三三极管导通，V4电压为VCC，此时R8、R9、R10对VCC产生的分压相对GND2参考点为：

则当V5与Vout满足如下关系时,第四三极管导通；

(V5-0.7)＜Vout4；

第四三极管截止，则VCC及R12、R13组成的控制电路将使第五三极管导通，第五三极管集电极信号Ctrl_1为低信号，第一继电器线包导通，第一继电器选择Vin_2输入，又由于信号Ctrl_2为低，第二继电器线包导通，第二继电器选择Vin_4输入，此时输入功率源切换到满足输出电压Vout4需求的功率源P3。

在本实施例中，V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7为电路中相应位置的电压值。

通过无源器件组成多功率源自动匹配选择电路，实现在不同输出功率条件下能够自动匹配选择输入功率源，比较选择电路不再受限输出电压大小，减少有源器件使用，更为灵活、便捷。

实施例2，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种采用实施例1中用于功率设备的功率源自动匹配系统的匹配方法，包括：通过功率源输入调理电路对外部输入多组功率源的功率值进行取样；功率源匹配比较电路根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至功率源选择控制电路；功率源选择控制电路根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择。

综上所述，本发明通过功率源输入调理电路、功率源匹配比较电路和功率源选择控制电路；所述功率源输入调理电路适于对外部输入多组功率源的功率值进行取样；所述功率源匹配比较电路适于根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至所述功率源选择控制电路；所述功率源选择控制电路适于根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择；实现了对功率源的快速取样及匹配选择，能够实时、快速、准确检测当前功率等级，当超过当前功率上限或低于当前功率下限时，通过硬件电路自动匹配切换功率量程，相对传统通过运放组成的比较器电路判断方式而言更为灵活，由于无需运算放大器等有源器件，因此对于器件供电电源的要求极大降低，通过普通元器件就可以组成功率选择电路。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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、装置和方法，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，所述单元的划分，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，例如多个单元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。另外，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、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，包括：

功率源输入调理电路、功率源匹配比较电路和功率源选择控制电路；

所述功率源输入调理电路适于对外部输入多组功率源的功率值进行取样；

所述功率源匹配比较电路适于根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至所述功率源选择控制电路；

所述功率源选择控制电路适于根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择。

2.如权利要求1所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

所述功率源输入调理电路包括：第一继电器、第二继电器、第一保险丝、第一整流器和功率转换模块；

所述第一继电器和第二继电器的输入端连接外部输入多组功率源；

所述第一继电器的输出端连接第一整流器的一输入端；

所述第二继电器通过第一保险丝连接第一整流器的另一输入端；

所述第一整流器与所述功率转换模块电性连接，所述功率转换模块适于对外部输入多组功率源的电压进行处理，并将处理后获取的电压信号，即输出电压Vout发送至所述功率源匹配比较电路。

3.如权利要求2所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

所述功率源匹配比较电路中设置有若干电阻和三极管；

所述电阻构成分压电阻模块；

所述三极管构成比较网络模块；

所述分压电阻模块和比较网络模块适于根据功率转换模块输出的Vout输出控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2，将控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2输入功率源选择控制电路。

4.如权利要求3所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

所述功率源选择控制电路适于根据控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2控制第一继电器和第二继电器中线包的导通和断开。

5.如权利要求4所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

所述功率源选择控制电路包括：第一二极管和第二二极管；

所述第一继电器中线包的一端适于接收控制信号Ctrl_1；

所述第二继电器中线包的一端适于接收控制信号Ctrl_2；

所述第一继电器中线包的另一端与所述第二继电器中线包的另一端连接；

所述第一二极管连接在第一继电器中线包的两端之间；

所述第二二极管连接在第二继电器中线包的两端之间；

适于根据控制信号Ctrl_1与控制信号Ctrl_2控制第一继电器的线包和第二继电器的线包导通和断开。

6.如权利要求5所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

所述第一继电器的输入端包括：Vin_1和Vin_2；

所述第二继电器的输入端包括：Vin_3和Vin_4。

7.如权利要求6所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

外部输入至Vin_1与Vin_3时组成输入功率源P1；

外部输入至Vin_2与Vin_3时组成输入功率源P2；

外部输入至Vin_1与Vin_4时组成输入功率源P3；

外部输入至Vin_2与Vin_4时组成输入功率源P4。

8.如权利要求7所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

输入功率源P4的功率大于输入功率源P3的功率；

输入功率源P3的功率大于输入功率源P2的功率；

输入功率源P2的功率大于输入功率源P1的功率。

9.如权利要求8所述的用于功率设备的功率源自动匹配系统，其特征在于，

若输出电压Vout小于输入功率源P1，则控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为高，此时第一继电器的输入端选择Vin_1，第二继电器的输入端选择Vin_3，此时输入功率源仍然为P1；

若输出电压Vout大于输入功率源P1且小于输入功率源P2，则控制信号Ctrl_1为低，控制信号Ctrl_2为高，此时第一继电器的输入端选择Vin_2，第二继电器的输入端选择Vin_3，此时输入功率源由P1切换到P2；

若输出电压Vout大于输入功率源P2且小于输入功率源P3，则控制信号Ctrl_1为高，控制信号Ctrl_2为低，此时第一继电器的输入端选择Vin_1，第二继电器的输入端选择Vin_4，输入功率源由P2切换到P3；

若输出电压Vout大于输入功率源P3，则控制信号Ctrl_1为低，控制信号Ctrl_2为低，此时第一继电器的输入端选择Vin_2，第二继电器的输入端选择Vin_4，输入功率源由P3切换到P4。

10.一种采用权利要求1所述用于功率设备的功率源自动匹配系统的匹配方法，其特征在于，包括：

通过功率源输入调理电路对外部输入多组功率源的功率值进行取样；

功率源匹配比较电路根据功率值产生对应的比较控制信号，并且将比较控制信号发送至功率源选择控制电路；

功率源选择控制电路根据比较控制信号控制功率源输入调理电路对外部输入多组功率源进行匹配选择。