專利名稱：電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種電源供應(yīng)器，尤指一種電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
所謂的軟啟動(dòng)，是指電源供應(yīng)器啟動(dòng)后其輸出電壓(Vo)由零升高到穩(wěn)態(tài)參考值(Vo, ref)的過(guò)程，其理想的輸出電壓曲線是如圖6所示。一般的軟啟動(dòng)可分為開回路(Openloop)與閉回路(Closed loop)控制。請(qǐng)參閱圖7所示，是既有交換式電源系統(tǒng)的方框圖，主要是由一交換式電源供應(yīng)器70將輸入的直流電源(DC INPUT POWER)轉(zhuǎn)換后傳送給負(fù)載，而其輸出電壓經(jīng)過(guò)一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)71、一數(shù)字補(bǔ)償器72及一數(shù)字式脈寬調(diào)制器(DPWM) 73對(duì)交換式電源供應(yīng)器70作反饋控制，以調(diào)整其輸出電壓；其中:數(shù)字補(bǔ)償器72是用來(lái)調(diào)整數(shù)字式脈寬調(diào)制器73輸出的脈波寬度，以便將交換式電源供應(yīng)器70的輸出電壓鎖定在一預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)；而既有運(yùn)用在交換式電源系統(tǒng)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器71約有8個(gè)位的數(shù)據(jù)量，用以將輸出電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以高速的脈波頻率提供數(shù)字補(bǔ)償器72作為參考，因此模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器71的位長(zhǎng)度會(huì)影響輸出電壓的精密度。當(dāng)上述交換式電源系統(tǒng)采取開回路軟啟動(dòng)、閉回路穩(wěn)態(tài)操作時(shí)，由于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器71在穩(wěn)態(tài)操作時(shí)才參與將輸出電壓(Vo)變化范圍控制在穩(wěn)態(tài)參考值(Vo，ref)的附近，因此可以提高其位長(zhǎng)度的利用率。然而由啟動(dòng)至穩(wěn)態(tài)參考值(Vo，ref)瞬間，交換式電源系統(tǒng)由開回路轉(zhuǎn)換成閉回路時(shí)，其過(guò)程可能有最大或最小超越量發(fā)生(如圖8A、8B所示)，若輸出電壓過(guò)高會(huì)進(jìn)入過(guò)電壓保護(hù)，過(guò)低則可能會(huì)重新啟動(dòng)。反之，若采取全程閉回路軟啟動(dòng)時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)包括:1.啟動(dòng)至穩(wěn)態(tài)全程為閉回路控制，因此啟動(dòng)過(guò)程的輸出電壓波形平滑，輸出電壓(Vo)曲線將與圖6所示的理想曲線類似。2.由于全程閉回路控制，因此啟動(dòng)至穩(wěn)態(tài)瞬間可盡量抑制最大或最小超越量的發(fā)生。盡管如此，閉回路控制并非毫無(wú)缺點(diǎn):在全程閉回路控制下，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換數(shù)值范圍須包含全程啟動(dòng)部分，使得在穩(wěn)態(tài)操作時(shí)分辨率不足而產(chǎn)生極限環(huán)(Limitcycle)。而分辨率不足的問(wèn)題可選擇使用較高位長(zhǎng)度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，但勢(shì)必增加成本及功率損耗。由上述可知，軟啟動(dòng)采取開回路或閉回路控制各有其優(yōu)缺點(diǎn)，因此不論選擇開回路或閉回路，必然顧此失彼，無(wú)法面面俱到，因此如何兼收二者的優(yōu)點(diǎn)，卻可避免其二者的缺點(diǎn)，即有待進(jìn)一步檢討，并謀求可行的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明主要目的在提供一種電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，其有效地整合開回路與閉回路控制，并可大幅提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位長(zhǎng)度利用率，確保輸出電壓波形平滑，且在啟動(dòng)至穩(wěn)態(tài)瞬間可盡量抑制發(fā)生最大或最小變化量的產(chǎn)生，以提高電源供應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定度。為達(dá)成上述目的采取的主要技術(shù)手段是令一電源供應(yīng)器與一數(shù)字式脈寬調(diào)制器連接，該電源供應(yīng)器具有一電壓輸出端以連接負(fù)載；該數(shù)字式脈寬調(diào)制器可調(diào)制輸出脈波的寬度，以控制電源供應(yīng)器的輸出電壓在一設(shè)定的電壓范圍內(nèi)，又電源供應(yīng)器的電壓輸出端與數(shù)字式脈寬調(diào)制器間分設(shè)有一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一數(shù)字補(bǔ)償器及一數(shù)字式脈寬調(diào)制器；其特征在于:在電源供應(yīng)器啟動(dòng)后執(zhí)行以下步驟:進(jìn)入一開回路控制模式，令電源供應(yīng)器輸出電壓由零向上遞升；判斷輸出電壓是否到達(dá)一設(shè)定的非穩(wěn)態(tài)電壓值；當(dāng)輸出電壓到達(dá)該非穩(wěn)態(tài)電壓值，即進(jìn)入一切換控制模式，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器開始將輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，供作為是否切換為閉回路控制及調(diào)整輸出電壓的依據(jù)；在上述軟啟動(dòng)控制方法中，電源供應(yīng)器的啟動(dòng)過(guò)程先后采用了開回路和閉回路控制，在開回路啟動(dòng)過(guò)程中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器并不用于輸出電壓的控制，直到電源供應(yīng)器的輸出電壓大于一非穩(wěn)態(tài)電壓值后，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器才將輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，隨后進(jìn)入閉回路控制，在閉回路狀態(tài)下控制電源供應(yīng)器啟動(dòng)過(guò)程中的輸出電壓，而在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，閉回路控制仍持續(xù)進(jìn)行，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器持續(xù)將輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供給數(shù)字補(bǔ)償器，由數(shù)字補(bǔ)償器改變數(shù)字式脈寬調(diào)制器輸出的脈波寬度，將電源供應(yīng)器的輸出電壓控制在一電壓范圍內(nèi)。利用上述軟啟動(dòng)控制方法，本發(fā)明的有益效果為:1.輸出電壓波形平滑:電源供應(yīng)器在啟動(dòng)后是采用開回路控制模式，直至進(jìn)入穩(wěn)態(tài)前切換為閉回路控制，在閉回路控制模式下，可有效抑制啟動(dòng)至穩(wěn)態(tài)的瞬間發(fā)生的最大或最小變化量，而確保輸出電壓波形平滑。2.有效提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位長(zhǎng)度利用率:由上述可知，本發(fā)明不使模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器全程使用在啟動(dòng)過(guò)程中，如前所述，本發(fā)明在電源供應(yīng)器啟動(dòng)后是先進(jìn)入開回路控制模式下，在開回路模式下并不將模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于控制輸出電壓，直到符合切換條件且在穩(wěn)態(tài)前，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換才開始運(yùn)作，相較于完全的閉回路控制，本發(fā)明大幅縮短了模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器實(shí)際作用的期間，因此可有效提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位長(zhǎng)度利用率。3.避免提高成本及功率損耗:由于不須使用較長(zhǎng)位長(zhǎng)度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，故不虞提高成本，同時(shí)也可以避免無(wú)謂的功率損耗。本發(fā)明又一目的在提供一種電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，主要是令一電源供應(yīng)器與一數(shù)字式脈寬調(diào)制器連接，以控制其輸出電壓；該電源供應(yīng)器具有一電壓輸出端，其特征在于:該電壓輸出端與數(shù)字式脈寬調(diào)制器間分設(shè)有一切換命令產(chǎn)生單元及一開閉回路切換單元；其中，該切換命令產(chǎn)生單元包括:—輸出電壓取樣器，具有一輸入端及一輸出端，其輸入端是與電源供應(yīng)器的電壓輸出端連接；—模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，具有一輸入端及一輸出端，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端是與輸出電壓取樣器的輸出端連接；—電壓判別器，具有一電壓輸入端、一參考電壓輸入端及一輸出端，該電壓輸入端是與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端連接；
—狀態(tài)控制器，具有一第一狀態(tài)輸入端、一第二狀態(tài)輸入端及一切換命令輸出端，該第一狀態(tài)輸入端是與電壓判別器的輸出端連接；該切換命令輸出端是與開閉回路切換單元連接；該開閉回路切換單元包括有:—切換器,具有二個(gè)以上的輸入端、一切換控制端及一輸出端，其輸出端是與數(shù)字式脈寬調(diào)制器連接，其切換控制端是與上述狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接；—開回路信號(hào)產(chǎn)生器，具有一輸出端，是與切換器的一輸入端連接；—數(shù)字補(bǔ)償器，具有一初始值輸入端、一電壓差值輸入端、一致能端及一輸出端，數(shù)字補(bǔ)償器的輸出端是與切換器的另一輸入端連接，其致能端是與上述狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接；—初始值產(chǎn)生器，具有一輸入端、一控制端及一輸出端，其輸入端是與開回路信號(hào)產(chǎn)生器的輸出端連接，其控制端是與上述狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接，其輸出端則與數(shù)字補(bǔ)償器的初始值輸入端連接；上述軟啟動(dòng)控制裝置在電源供應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，是由開閉回路切換單元的開回路信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生一開回路控制信號(hào)，經(jīng)切換器送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器，以執(zhí)行開回路啟動(dòng)；在此同時(shí)，切換命令產(chǎn)生單元的輸出電壓取樣器自電源供應(yīng)器的電壓輸出端進(jìn)行取樣，當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電壓未大于一設(shè)定的非穩(wěn)態(tài)電壓值前，是令輸出至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的取樣電壓為0，從而使模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出也為0，此時(shí)電壓判別器與狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)維持不變，該狀態(tài)控制器的切換命令輸出端也不送出切換命令至開閉回路切換單元，而維持以開回路控制啟動(dòng)；電源供應(yīng)器的輸出電壓大于一設(shè)定的非穩(wěn)態(tài)電壓值時(shí)，此時(shí)電源供應(yīng)器尚未進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，惟輸出電壓取樣器開始輸出取樣電壓，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將取樣電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并送到電壓判別器與一參考電壓比較，若大于參考電壓時(shí)，即令狀態(tài)控制器的切換命令輸出端轉(zhuǎn)態(tài)而送出切換命令至開閉回路切換單元；該開閉回路切換單元的初始值產(chǎn)生器收到切換命令時(shí)，將產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的初始值給數(shù)字補(bǔ)償器，該數(shù)字補(bǔ)償器收到切換命令后，根據(jù)收到的初始值進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，以產(chǎn)生一閉回路控制信號(hào)送到切換器，該切換器收到切換命令后，隨即切斷開回路控制信號(hào)，切換由閉回路控制信號(hào)送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器以執(zhí)行閉回路控制。利用上述軟啟動(dòng)控制裝置在電源供應(yīng)器在啟動(dòng)之初采取開回路控制，而在輸出電壓到達(dá)一非穩(wěn)態(tài)電壓值時(shí)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器才開始運(yùn)作，藉此可大幅提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位長(zhǎng)度利用率，假設(shè)電源供應(yīng)器的穩(wěn)態(tài)操作電壓為12V，假設(shè)設(shè)定切換的非穩(wěn)態(tài)電壓值為
10.5V，由于本發(fā)明令電源供應(yīng)器的輸出電壓大于10.5V，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器才開始轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)用于控制輸出電壓，如此一來(lái)，可大幅提高輸出電壓控制的分辨率；除此以外，與上述控制方法相同，本發(fā)明的控制裝置也可以確保輸出電壓波形的平滑及避免進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的瞬間發(fā)生最大最小超越量。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明軟啟動(dòng)控制裝置的方框圖；圖3為本發(fā)明軟啟動(dòng)過(guò)程的波形示意圖4為本發(fā)明的數(shù)字補(bǔ)償器方框圖；圖5為本發(fā)明的初始值產(chǎn)生器方框圖；圖6為電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)特性曲線圖；圖7為既有交換式電源系統(tǒng)的方框圖；圖8A、8B為既有電源供應(yīng)器采取開/閉回路啟動(dòng)產(chǎn)生最大、最小超越量的特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。本發(fā)明的軟啟動(dòng)控制方法及裝置主要是運(yùn)用在一交換式電源系統(tǒng)上，如圖1所示，該交換式電源系統(tǒng)包括一電源供應(yīng)器10及一數(shù)字式脈寬調(diào)制器20，該電源供應(yīng)器10具有一電壓輸出端，以連接負(fù)載；該數(shù)字式脈寬調(diào)制器20可調(diào)制輸出脈波的寬度，將電源供應(yīng)器10的輸出電壓控制在一設(shè)定的電壓范圍內(nèi)，該數(shù)字式脈寬調(diào)制器20具有一反饋端，而本發(fā)明是在電源供應(yīng)器10的電壓輸出端與數(shù)字式脈寬調(diào)制器20的反饋端間分設(shè)一切換命令產(chǎn)生單元30及一開閉回路切換單元40 ;其中:請(qǐng)參閱圖2所示,該切換命令產(chǎn)生單元30包括:—輸出電壓取樣器(Level shift & Scaling) 31,具有一輸入端及一輸出端，其輸入端是與上述電源供應(yīng)器10的電壓輸出端連接；該輸出電壓取樣器31具有一輸出電壓設(shè)定值，該設(shè)定值視電源供應(yīng)器10的穩(wěn)態(tài)操作電壓(Vo_ref)而定，假設(shè)電源供應(yīng)器10的穩(wěn)態(tài)操作電壓為12V，上述設(shè)定值是取電源供應(yīng)器10啟動(dòng)過(guò)程中且進(jìn)入穩(wěn)態(tài)操作前的某一輸出電壓值，例如10.5V;而輸出電壓取樣器31在電源供應(yīng)器10的輸出電壓未到10.5V前，其輸出端的信號(hào)為O ;—模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32,具有一輸入端及一輸出端,該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的輸入端是與輸出電壓取樣器31的輸出端連接；由于利用本發(fā)明的軟啟動(dòng)技術(shù)，可大幅提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的位長(zhǎng)度利用率，因此可采用一般位長(zhǎng)度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32，例如8位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，但不以該位長(zhǎng)度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器為限。當(dāng)輸出電壓取樣器31的輸出為0，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的輸出也為O ;—電壓判別器33，具有一電壓輸入端、一參考電壓輸入端及一輸出端，該電壓輸入端是與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的輸出端連接；在本實(shí)施例中，該電壓判別器33是由一電壓比較器構(gòu)成，其電壓輸入端是通過(guò)一濾波器34與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的輸出端連接，該濾波器34尤指一種有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。又電壓判別器33的參考電壓輸入端是提供一參考電壓(Vo_ref)。一狀態(tài)控制器35，在本實(shí)施例中，該狀態(tài)控制器35是由一 RS正反器所構(gòu)成，其具有一第一狀態(tài)輸入端R、一第二狀態(tài)輸入端S及一切換命令輸出端Q,該第一狀態(tài)輸入端R是與電壓判別器33的輸出端連接；該切換命令輸出端Q是與開閉回路切換單元40連接。上述切換命令產(chǎn)生單元30主要是根據(jù)電源供應(yīng)器10啟動(dòng)后其輸出電壓(Vo)的變化產(chǎn)生一切換命令Dz_S0C送到開閉回路切換單元40，以控制開閉回路切換單元40是否將電源供應(yīng)器10的啟動(dòng)過(guò)程由開回路切換為閉回路。
該開閉回路切換單元40包括有:—切換器41,具有二個(gè)以上的輸入端、一切換控制端及一輸出端,在本實(shí)施例中，該切換器41是由一多任務(wù)器構(gòu)成，其輸出端是與數(shù)字式脈寬調(diào)制器20連接，其切換控制端是與上述狀態(tài)控制器35的切換命令輸出端Q連接；一開回路信號(hào)產(chǎn)生器42，在本實(shí)施例中，是由一計(jì)數(shù)器所構(gòu)成，其具有一致能端、一輸出端，其輸出端是與上述切換器41的一輸入端連接；當(dāng)電源供應(yīng)器10啟動(dòng)后，是對(duì)開回路信號(hào)產(chǎn)生器42致能(Enable)，以產(chǎn)生一開回路控制信號(hào)Duty_SS (請(qǐng)參閱圖2所示)，經(jīng)切換器41送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器20，以執(zhí)行開回路控制；一數(shù)字補(bǔ)償器43，請(qǐng)參閱圖4所示，在本實(shí)施例中，該數(shù)字補(bǔ)償器43主要是由一積分器431所構(gòu)成,該積分器431具有一輸入端、一致能端、一輸出端及一初始值輸入端,該積分器431的輸入端是作為一電壓差值輸入端Verr，其致能端是與上述狀態(tài)控制器35的切換命令輸出端連接，以接受狀態(tài)控制器35送出的切換命令Dz_S0C，其輸出端則送出一輸出信號(hào)U」(k)經(jīng)一操作數(shù)運(yùn)算后產(chǎn)生一閉回路控制信號(hào)Duty_dy (請(qǐng)參閱圖3所示)，以送到切換器41的另一輸入端，由切換器41控制是否送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器20 ;在本實(shí)施例中，該數(shù)字補(bǔ)償器43進(jìn)一步包括一微分器432,該微分器432具有一輸入端、一致能端及一輸出端，該微分器432的輸入端與積分器431的輸入端共接而作為一電壓差值輸入端Verr,其致能端仍由切換命令產(chǎn)生單元30送出的切換命令Dz_S0C控制其致能，其輸出端則送出一輸出信號(hào)U_pl (k)，由操作數(shù)將其與積分器431的輸出信號(hào)U」(k)運(yùn)算后產(chǎn)生該閉回路控制信號(hào)Duty_dy，藉此可進(jìn)一步提高信號(hào)的準(zhǔn)確性；—初始值產(chǎn)生器44,具有一輸入端、一控制端及一輸出端,其輸入端是與開回路信號(hào)產(chǎn)生器42的輸出端連接，其控制端是與上述狀態(tài)控制器35的切換命令輸出端Q連接，以接受其送出的切換命令Dz_S0C，又初始值產(chǎn)生器44的輸出端則與數(shù)字補(bǔ)償器43的積分器431之初始值輸入端連接；上述初始值產(chǎn)生器44的一可實(shí)現(xiàn)的具體構(gòu)造請(qǐng)參閱圖5所示，主要是由一互斥或門(XOR)441、一切換開關(guān)442組成,該互斥或門441具有兩輸入端及一輸出端，其中一輸入端直接與狀態(tài)控制器35的切換命令輸出端Q連接，另一輸入端經(jīng)由一延時(shí)器443與狀態(tài)控制器35的切換命令輸出端Q連接，以接受切換命令Dz_S0C，該延時(shí)器443是對(duì)輸入信號(hào)提供一個(gè)時(shí)序脈沖的延遲；該切換開關(guān)442具有兩輸入端及一輸出端，其中一輸入端是與互斥或門441的輸出端連接，另一輸入端是與開回路信號(hào)產(chǎn)生器42的輸出端連接。根據(jù)上述的開閉回路切換單元40，在電源供應(yīng)器10開啟后，是由開回路信號(hào)產(chǎn)生器42輸出一開回路控制信號(hào)Duty_SS，經(jīng)切換器41送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器20執(zhí)行開回路啟動(dòng)；該開回路控制信號(hào)Duty_SS也同時(shí)送到初始值產(chǎn)生器44的切換開關(guān)442，但在互斥或門441未送出信號(hào)給切換開關(guān)442前，切換開關(guān)442也不送出該開回路控制信號(hào)Duty_
SSo當(dāng)切換命令產(chǎn)生單元30的狀態(tài)控制器35送出切換命令Dz_soc時(shí)，互斥或門441將送出一時(shí)序信號(hào)Ts給切換開關(guān)442，此時(shí)切換開關(guān)442將把開回路信號(hào)產(chǎn)生器42當(dāng)時(shí)的輸出信號(hào)作為一初始值U_io送給數(shù)字補(bǔ)償器43的積分器431，讓數(shù)字補(bǔ)償器43根據(jù)電源供應(yīng)器10輸出電壓實(shí)際值與目標(biāo)值的差值(Verr)開始補(bǔ)償運(yùn)算，以產(chǎn)生一閉回路控制信號(hào)Duty_dy (請(qǐng)配合參閱圖3所示)送到切換器41，令切換器41在切換命令Dz_S0C的同步驅(qū)動(dòng)下，將該閉回路控制信號(hào)Duty_dy送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器20，改以閉回路控制信號(hào)持續(xù)啟動(dòng)程序，該閉回路控制并將在電源供應(yīng)器10進(jìn)入穩(wěn)態(tài)操作后持續(xù)進(jìn)行。由上述可知，該數(shù)字補(bǔ)償器43是否產(chǎn)生一閉回路控制信號(hào)Duty_dy，及該閉回路控制信號(hào)Duty_dy是否通過(guò)切換器41送出，視切換命令產(chǎn)生單元30的狀態(tài)控制器35是否送出切換命令Dz_soc,關(guān)于切換命令產(chǎn)生單元30如何產(chǎn)生該切換命令Dz_soc,謹(jǐn)進(jìn)一步說(shuō)明如后:由于本發(fā)明主要技術(shù)特征之一在于提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的位長(zhǎng)度利用率，為此，本發(fā)明令模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32在電源供應(yīng)器10輸出電壓Vo小于一設(shè)定值時(shí),其輸出為O,也就是在此前，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的位未被使用，俟電源供應(yīng)器10輸出電壓No大于設(shè)定值后，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32才開始將輸出電壓取樣器31實(shí)時(shí)取得的輸出電壓Vo轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，請(qǐng)參閱圖3所示，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的輸出電壓信號(hào)Vo_fb是在遞增中，該信號(hào)經(jīng)濾波器34濾波及電壓判別器33將其與一參考電壓Vo_ref比較且大于該參考電壓Vo_ref時(shí)，即由電壓判別器33送出一信號(hào)給狀態(tài)控制器35，該信號(hào)狀態(tài)控制器35隨即送出切換命令Dz_S0C，使開閉回路切換單元20得以根據(jù)該切換命令Dz_S0C，將電源供應(yīng)器10的啟動(dòng)由開回路控制切至閉回路控制，并持續(xù)至進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后。由于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32在電源供應(yīng)器10的輸出電壓Vo大于一設(shè)定值后才開始運(yùn)作，因可有效提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位長(zhǎng)度利用率。舉例而言，假設(shè)一電源供應(yīng)器由啟動(dòng)到穩(wěn)態(tài)操作的電壓輸出范圍為O 12V，令上述的輸出電壓設(shè)定值為10.5V，換言之，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32在電源供應(yīng)器10的輸出電壓Vo升高到10.5V時(shí)才開始工作，因此模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32的位數(shù)(例如8位)可在
10.5V 12V間充分利用，而有效地提高分辨率。由于本發(fā)明可在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)操作前即轉(zhuǎn)為閉回路控制，其可確保輸出電壓波形平滑，且有效抑制由啟動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)瞬間發(fā)生最大或最小超越量，可確保系統(tǒng)穩(wěn)定。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，主要是使一電源供應(yīng)器與一數(shù)字式脈寬調(diào)制器連接，以控制其輸出電壓；該電源供應(yīng)器具有一電壓輸出端，其特征在于:該電壓輸出端與數(shù)字式脈寬調(diào)制器間分設(shè)有一切換命令產(chǎn)生單元及一開閉回路切換單元；其中，該切換命令產(chǎn)生單元包括: 一輸出電壓取樣器，具有一輸入端及一輸出端，其輸入端是與電源供應(yīng)器的電壓輸出端連接； 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，具有一輸入端及一輸出端，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端是與輸出電壓取樣器的輸出端連接； 一電壓判別器，具有一電壓輸入端、一參考電壓輸入端及一輸出端，該電壓輸入端是與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端連接； 一狀態(tài)控制器，具有一第一狀態(tài)輸入端、一第二狀態(tài)輸入端及一切換命令輸出端，該第一狀態(tài)輸入端是與電壓判別器的輸出端連接；該切換命令輸出端是與開閉回路切換單元連接； 該開閉回路切換單元包括有: 一切換器，具有二個(gè)以上的輸入端、一切換控制端及一輸出端，其輸出端是與數(shù)字式脈寬調(diào)制器連接，其切換控制端是與所述狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接； 一開回路信號(hào)產(chǎn)生器，具有一輸出端，是與切換器的一輸入端連接； 一數(shù)字補(bǔ)償器，具有一初始值輸入端、一電壓差值輸入端、一致能端及一輸出端，數(shù)字補(bǔ)償器的輸出端是與切換器的另一輸入端連接，其致能端是與所述狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接； 一初始值產(chǎn)生器，具有一 輸入端、一控制端及一輸出端，其輸入端是與開回路信號(hào)產(chǎn)生器的輸出端連接，其控制端是與所述狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接，其輸出端則與數(shù)字補(bǔ)償器的初始值輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該數(shù)字補(bǔ)償器主要是由一積分器所構(gòu)成，該積分器具有一輸入端、一致能端、一輸出端及一初始值輸入端，該積分器的輸入端是作為一電壓差值輸入端，其致能端是與狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接，其輸出端經(jīng)一操作數(shù)連接切換器的另一輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該數(shù)字補(bǔ)償器進(jìn)一步包括一微分器，該微分器具有一輸入端、一致能端及一輸出端，該微分器的輸入端與積分器的輸入端共接而構(gòu)成該電壓差值輸入端，其致能端是與狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接，其輸出端是與操作數(shù)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該初始值產(chǎn)生器主要是由一互斥或門、一切換開關(guān)組成，該互斥或門具有兩輸入端及一輸出端，其中一輸入端直接與狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接，另一輸入端經(jīng)由一延時(shí)器與狀態(tài)控制器的切換命令輸出端連接，該延時(shí)器是對(duì)輸入信號(hào)提供一個(gè)時(shí)序脈沖的延遲；該切換開關(guān)具有兩輸入端及一輸出端，其中一輸入端是與互斥或門的輸出端連接，另一輸入端是與開回路信號(hào)產(chǎn)生器的輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該開回路信號(hào)產(chǎn)生器是由一計(jì)數(shù)器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該輸出電壓取樣器具有一輸出電壓設(shè)定值，其小于電源供應(yīng)器的穩(wěn)態(tài)操作電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該電壓判別器主要是由一電壓比較器構(gòu)成，其電壓輸入端是通過(guò)一濾波器與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該濾波器是由一有限脈沖響應(yīng)濾波器所構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:該狀態(tài)控制器主要是由一 RS正反器所構(gòu)成，其Q端是作為切換命令輸出端。
10.一種電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，主要是令一電源供應(yīng)器與一數(shù)字式脈寬調(diào)制器連接，該電源供應(yīng)器具有一電壓輸出端以連接負(fù)載；該數(shù)字式脈寬調(diào)制器可調(diào)制輸出脈波的寬度，以控制電源供應(yīng)器的輸出電壓在一設(shè)定的電壓范圍內(nèi)，所述電源供應(yīng)器的電壓輸出端與數(shù)字式脈寬調(diào)制器間分設(shè)有一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一數(shù)字補(bǔ)償器及一數(shù)字式脈寬調(diào)制器；其特征在于:電源供應(yīng)器啟動(dòng)后執(zhí)行以下步驟: 進(jìn)入一開回路控制模式，令電源供應(yīng)器輸出電壓由零向上遞升； 判斷輸出電壓是否到達(dá)一設(shè)定值； 當(dāng)輸出電壓到達(dá)該設(shè)定值，即進(jìn)入一切換控制模式，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器開始將輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，供作為是否切換為閉回路控制及調(diào)整輸出電壓的依據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于:該輸出電壓設(shè)定值小于電源供應(yīng)器的穩(wěn)態(tài)操作電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于:所述輸出電壓輸入至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器前是先行取樣，在輸出電壓到達(dá)設(shè)定值前，是令輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的取樣電壓為0，當(dāng)輸出電壓到達(dá)設(shè)定值后，取樣電壓為設(shè)定值，并由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器開始轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于:該開回路控制模式是對(duì)數(shù)字式脈寬調(diào)制器提供一開回路控制信號(hào)； 當(dāng)輸出電壓到達(dá)設(shè)定值時(shí)進(jìn)入切換控制模式，數(shù)字補(bǔ)償器被致能且同時(shí)輸入一不為O的初始值，令數(shù)字補(bǔ)償器根據(jù)輸入的一電壓差值及該初始值運(yùn)算產(chǎn)生一閉回路控制信號(hào)，并送到數(shù)字式脈寬調(diào)制器，同時(shí)中斷該開回路控制信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于:該開回路控制信號(hào)是電源供應(yīng)器啟動(dòng)后致能一計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)方式所產(chǎn)生。
15.根據(jù)權(quán)利 要求14所述電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于:該輸入至數(shù)字補(bǔ)償器的初始值是根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值配合輸出電壓到達(dá)一參考電壓的條件所觸發(fā)產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明是涉及一種電源供應(yīng)器的軟啟動(dòng)控制方法及裝置，主要在一電源供應(yīng)器啟動(dòng)后先以開回路進(jìn)行軟啟動(dòng)，當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出電壓到達(dá)一設(shè)定值時(shí)即進(jìn)入一切換控制模式，在此模式下，開始由一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將電源供應(yīng)器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，供作為是否切換為閉回路控制及調(diào)整輸出電壓的依據(jù)；利用所述技術(shù)可提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位長(zhǎng)度利用率，確保輸出電壓波形的平滑，同時(shí)可在切換模式時(shí)盡量避免發(fā)生最大或最小超越量，也就是有效地抑制瞬態(tài)響應(yīng)。
文檔編號(hào)H02M1/36GK103095116SQ20111035105
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者林育宗, 葉春鍇 申請(qǐng)人:康舒科技股份有限公司