本實用新型涉及電子技術領域，特別是涉及一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)及開關電源。

背景技術：

目前電子設備和器件失效的原因有50％以上是由開關電源在不同工作使用狀態(tài)下致電源開關器件(如晶體管)，電應力不符合規(guī)格要求所引起。作為開關電源中轉換與傳遞能量的變壓器，無法實現(xiàn)“零”漏感的情況，此漏感在開關電源工作時會產(chǎn)生一定的能量，如果處理不好會在不同工作使用狀態(tài)時影響開關電源晶體管電應力及其效率，嚴重的會使管子擊穿損壞，經(jīng)常會引起故障，對開關電源所在系統(tǒng)的可靠性構成威脅，影響正常使用。

現(xiàn)有技術中比較成熟的開關電源的吸收回路都是單一固定的，無論輸入電壓高低，負載功率大小、電壓大小、電流大小，環(huán)境溫度高低，其吸收回路都是不能隨外界參數(shù)變化而變化的，尤其是在惡劣環(huán)境下工作，固定模式的吸收回路有可能會造成開關電源中晶體管電應力問題。

由此可見，如何提高開關電源在不同工作狀態(tài)下的適應能力是本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)及開關電源，用于提高開關電源在不同工作狀態(tài)下的適應能力。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)，包括：用于采集當前運行狀態(tài)下所述開關電源的狀態(tài)信號的信號采集裝置，與所述采集裝置連接，用于將所述狀態(tài)信號進行轉換的信號轉換裝置，與所述信號轉換裝置連接，用于生成與所述狀態(tài)信號對應的目標吸收深度量的控制器，與所述控制器連接的驅動電路，以及與所述驅動電路連接，用于通過所述驅動電路接收所述目標吸收深度量的吸收回路；

其中，所述吸收回路的輸出端與所述開關電源的電源開關器件連接。

優(yōu)選地，還包括：與所述電源開關器件和所述控制器連接，用于采集所述電源開關器件的電應力信號的反饋回路。

優(yōu)選地，所述吸收回路具體包括N溝道MOSFET、與所述N溝道MOSFET并聯(lián)連接的第一電阻，以及與所述第一電阻串聯(lián)的第一電容；

其中，所述N溝道MOSFET的柵極與所述驅動電路連接，所述N溝道MOSFET的源極與所述第一電阻的第二端和所述第一電容的第一端連接，所述N溝道MOSFET的漏極與所述第一電阻的第一端連接，并作為所述吸收回路的第一輸出端與所述電源開關器件的第一端連接，所述第一電阻的第二端與所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端作為所述吸收回路的第二端與所述電源開關器件的第二端連接；

其中，所述電源開關器件為晶體管。

優(yōu)選地，所述吸收回路具體包括與所述驅動電路連接的功率模塊，與所述功率模塊并聯(lián)連接的第二電容，以及二極管；

其中，所述電源開關器件包括晶體管，所述功率模塊的控制端與所述驅動電路連接，所述功率模塊的第一端和所述第二電容的第一端連接，所述功率模塊的第二端與所述第二電容的第二端連接，所述第二電容的第二端還與所述二極管的陰極連接，所述二極管的陽極與所述晶體管的漏極連接，所述第二電容的第一端還與所述晶體管的源極和所述功率模塊連接。

優(yōu)選地，所述功率模塊為可調電阻器。

優(yōu)選地，所述信號采集裝置包括用于采集當前環(huán)境信號的溫度傳感器或濕度傳感器。

優(yōu)選地，所述信號采集裝置包括用于采集所述開關電源的輸入?yún)?shù)的第一電流傳感器和/或第一電壓傳感器。

優(yōu)選地，所述信號采集裝置包括用于采集所述開關電源的輸出參數(shù)的第二電流傳感器和/或第二電壓傳感器。

優(yōu)選地，所述控制器為MCU控制器。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種開關電源，包括電源開關器件，還包括上述所述的用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)。

本實用新型所提供的用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)，包括：用于采集當前運行狀態(tài)下開關電源的狀態(tài)信號的信號采集裝置，與采集裝置連接，用于將狀態(tài)信號進行轉換的信號轉換裝置，與信號轉換裝置連接，用于生成與狀態(tài)信號對應的目標吸收深度量的控制器，與控制器連接的驅動電路，以及與驅動電路連接，用于通過驅動電路接收目標吸收深度量的吸收回路。由此可見，本系統(tǒng)以開關電源的當前運行狀態(tài)的狀態(tài)信號作為目標吸收深度量的調節(jié)依據(jù)，因此，該目標吸收深度量不是固定的，而是與當前狀態(tài)信號有關，并且是隨著狀態(tài)信號的改變而改變。以此，無論開關電源處于何種運行狀態(tài)，對應的吸收回路的吸收深度也都是與當前狀態(tài)相適應的，從而能夠降低開關電源中晶體管電應力問題的風險，提高了開關電源的穩(wěn)定性和可靠性。

此外，本實用新型所提供的開關電源包括用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)，效果如上所述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型提供的一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)的結構圖；

圖2為本實用新型另一實施例提供的一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)的結構圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種吸收回路的結構圖；

圖4為本實用新型另一實施例提供的一種吸收回路的結構圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護范圍。

本實用新型的核心是提供一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)及開關電源。

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1為本實用新型提供的一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)的結構圖。如圖1所示，用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)包括：用于采集當前運行狀態(tài)下開關電源的狀態(tài)信號的信號采集裝置10，與采集裝置10連接，用于將狀態(tài)信號進行轉換的信號轉換裝置11，與信號轉換裝置11連接，用于生成與狀態(tài)信號對應的目標吸收深度量的控制器12，與控制器12連接的驅動電路13，以及與驅動電路13連接，用于通過驅動電路13接收目標吸收深度量的吸收回路14；其中，吸收回路14的輸出端與開關電源的電源開關器件連接。

在具體實施中，信號采集裝置10采集當前運行狀態(tài)下，開關電源的各個狀態(tài)信號，以這些狀態(tài)信號作為目標吸收深度量的基準，可以理解的是，控制器12如何根據(jù)這些狀態(tài)信號計算出目標吸收深度量可以采用現(xiàn)有技術中的算法，只不過本實用新型中這些狀態(tài)信號是實際測量得到的，換句話說，本實用新型中的目標吸收深度量是在線計算的，因此，對應的目標吸收深度量也會隨著狀態(tài)信號的改變而改變?？梢岳斫獾氖牵盘栟D換裝置11的對狀態(tài)信號進行轉換以得到控制器12能夠識別的信號。例如，當信號采集裝置10采集的是模擬信號，且控制器12能夠識別的信號為數(shù)字信號時，信號轉換裝置11可以為A/D轉換器。驅動電路13是將控制器12輸出的目標吸收深度量發(fā)送至吸收回路14，因此吸收回路14在得到驅動信號的同時也得到了目標吸收深度量，然后根據(jù)目標吸收深度量進行能量吸收?？梢岳斫獾氖?，吸收回路14可以是現(xiàn)有技術中的吸收回路，只不過，現(xiàn)有技術中的吸收回路14是以一個固定的吸收深度量作為輸入進行能量吸收，本實用新型中，吸收回路14是以一個動態(tài)變化的吸收深度量作為輸入進行能量吸收。

本實施例提供的用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)，包括：用于采集當前運行狀態(tài)下開關電源的狀態(tài)信號的信號采集裝置，與采集裝置連接，用于將狀態(tài)信號進行轉換的信號轉換裝置，與信號轉換裝置連接，用于生成與狀態(tài)信號對應的目標吸收深度量的控制器，與控制器連接的驅動電路，以及與驅動電路連接，用于通過驅動電路接收目標吸收深度量的吸收回路。由此可見，本系統(tǒng)以開關電源的當前運行狀態(tài)的狀態(tài)信號作為目標吸收深度量的調節(jié)依據(jù)，因此，該目標吸收深度量不是固定的，而是與當前狀態(tài)信號有關，并且是隨著狀態(tài)信號的改變而改變。以此，無論開關電源處于何種運行狀態(tài)，對應的吸收回路的吸收深度也都是與當前狀態(tài)相適應的，從而能夠降低開關電源中晶體管電應力問題的風險，提高了開關電源的穩(wěn)定性和可靠性。

圖2為本實用新型另一實施例提供的一種用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)的結構圖。如圖2所示，還包括：與電源開關器件和控制器12連接，用于采集電源開關器件的電應力信號的反饋回路15。

在上述實施例的基礎上，本實施例增加了反饋回路15，反饋回路15是將采集到的電源開關器件的電應力信號反饋至控制器12，控制器12根據(jù)反饋回來的信號與設定的閾值相比較，如果沒有達到該閾值，則增大目標吸收深度量，直到反饋回來的信號與設定的閾值相同為止。

圖3為本實用新型實施例提供的一種吸收回路的結構圖。如圖3所示，作為一種優(yōu)選的實施方式，吸收回路14具體包括N溝道MOSFET，符號為Q1、與N溝道MOSFET并聯(lián)連接的第一電阻R1，以及與第一電阻R1串聯(lián)的第一電容C1；

其中，N溝道MOSFET的柵極G與驅動電路連接，N溝道MOSFET的源極S與第一電阻R1的第二端和第一電容C1的第一端連接，N溝道MOSFET的漏極D與第一電阻R1的第一端連接，并作為吸收回路14的第一輸出端與電源開關器件的第一端連接，第一電阻R1的第二端與第一電容C1的第一端連接，第一電容C1的第二端作為吸收回路14的第二端與電源開關器件的第二端連接；其中，電源開關器件為晶體管Q2。

在具體實施中，控制器12將目標吸收深度量送到N溝道MOSFET的柵極，來控制N溝道MOSFET工作于線性狀態(tài)，從而改變吸收回路14中阻值{R＝R1*R_Q1/(R1+R_Q1)}，實現(xiàn)自適應吸收回路策略。由上可知，圖3對應的吸收回路雖然能夠實現(xiàn)自適應吸收策略，但是其缺點是電路中電阻存在部分能量損耗。

需要說明的是，圖3只是一種具體的應用場景，吸收回路的構成并不是只有這一種形式，還可以是其它器件組成，例如采用P溝道MOSFET，本領域技術人員能夠容易想到以P溝道MOSFET構成的吸收回路的結構，因此，本實用新型不再贅述。

圖4為本實用新型另一實施例提供的一種吸收回路的結構圖。如圖4所示，作為一種優(yōu)選的實施方式，吸收回路14具體包括與驅動電路13連接的功率模塊140，與功率模塊140并聯(lián)連接的第二電容C2，以及二極管D1。

其中，電源開關器件包括晶體管Q2，功率模塊140的控制端與驅動電路13連接，功率模塊140的第一端和第二電容C2的第一端連接，功率模塊140的第二端與第二電容C2的第二端連接，第二電容C2的第二端還與二極管D1的陰極連接，二極管D1的陽極與晶體管Q2的漏極連接，第二電容C2的第一端還與晶體管Q2的源極和功率模塊140連接。

在本實施例中，功率模塊140，二極管D1以及第二電容C2連接構成一個無源吸收電路，功率模塊140并聯(lián)與第二電容C2兩端實現(xiàn)一組自適應吸收回路策略。在具體實施中，控制器12將目標吸收深度量送到功率模塊140的控制端，來控制功率模塊140的功率大小，從而改變吸收回路14中阻值{R＝R1*R_功率模塊/(R1+R_功率模塊)}，實現(xiàn)自適應吸收回路策略。該吸收回路的優(yōu)點是電路中不存在能量損耗，兼顧高效率節(jié)能的效果。

作為一種優(yōu)選的實施方式，功率模塊140為可調電阻器。

作為一種優(yōu)選的實施方式，信號采集裝置10包括用于采集當前環(huán)境信號的溫度傳感器或濕度傳感器。

作為一種優(yōu)選的實施方式，信號采集裝置10包括用于采集開關電源的輸入?yún)?shù)的第一電流傳感器和/或第一電壓傳感器。

作為一種優(yōu)選的實施方式，信號采集裝置10包括用于采集開關電源的輸出參數(shù)的第二電流傳感器和/或第二電壓傳感器。

可以理解的是，信號采集裝置10的作用是采集開關電源的狀態(tài)信號，而狀態(tài)信號有很多，例如溫度參數(shù)，濕度參數(shù)、輸入電流信號、輸入電壓信號，輸出電流信號以及輸出電壓信號等，因此，信號采集裝置10可以包含任意形式的采集裝置，不限定上述幾種。另外，采集的狀態(tài)信號越多，則吸收回路14的作用越明顯，即對開關電源晶體管電應力的影響越小，但是狀態(tài)信號的增多，會導致控制器12的處理量增大。

作為一種優(yōu)選的實施方式，控制器12為MCU控制器。

可以理解的是，控制器可以為任意形式的控制器，并不一定限定是MCU控制器。

一種開關電源，包括電源開關器件，還包括上述任一實施例提供的用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)。

由于本實施例中的用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)在上述實施例中均進行了詳細的描述，因此，本實施例暫不贅述。

本實施例提供的開關電源，包括用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：用于采集當前運行狀態(tài)下開關電源的狀態(tài)信號的信號采集裝置，與采集裝置連接，用于將狀態(tài)信號進行轉換的信號轉換裝置，與信號轉換裝置連接，用于生成與狀態(tài)信號對應的目標吸收深度量的控制器，與控制器連接的驅動電路，以及與驅動電路連接，用于通過驅動電路接收目標吸收深度量的吸收回路。由此可見，本系統(tǒng)以開關電源的當前運行狀態(tài)的狀態(tài)信號作為目標吸收深度量的調節(jié)依據(jù)，因此，該目標吸收深度量不是固定的，而是與當前狀態(tài)信號有關，并且是隨著狀態(tài)信號的改變而改變。以此，無論開關電源處于何種運行狀態(tài)，對應的吸收回路的吸收深度也都是與當前狀態(tài)相適應的，從而能夠降低開關電源中晶體管電應力問題的風險，提高了開關電源的穩(wěn)定性和可靠性。

以上對本實用新型所提供的用于開關電源的自適應吸收系統(tǒng)及開關電源進行了詳細介紹。說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。