直流稳压电源供电系统及设备的制造方法_3

文档序号:10170076阅读:来源:国知局
ENT);第一获取电阻和第二获取电阻接地一端连接用电设备上的第二分压电阻和第四 分压电阻的接地端。
[0087]D_N0MINAL_V0LTAGE和D_NOMINAL_CURRENT实际上都是电压测量值,但是它们所 传递的信息分别是"额定工作电压"和"额定工作电流"。此处用电压测量值来传递"额定工 作电压"和"额定工作电流"这些额定工作参数信息。
[0088] 用电设备上的部分为信息提供模块,具体包括:串联的第一分压电阻和第二分压 电阻,其中第一分压电阻连接指定分压电压,第二分压电阻接地;以及串联的第三分压电阻 和第四分压电阻,其中第三分压电阻连接指定分压电压,第四分压电阻接地。
[0089] 优选的,上述指定分压电压为3. 3V。
[0090] 现有电源和用电设备的电气连接为USB充电是4线连接,数据方向和本方案是不 同的(数据方向相反,USB充电数据是由充电设备提供的,本方案是由用电设备提供的), 通用供电电源为2线。现有用电设备无标识电阻。本实施例供电电源的电气连接为4线, 分别为:供电电源(VCC),额电工作电压(D_N0MINAL_V0LTAGE),额定工作电流(D_N0MINAL_ CURRENT),接地(GND)。或与之有相同效果的电气连接方式,具体连接方式见图4,用电设备 使用电阻进行标识。
[0091] 供电设备和用电设备建立连接后,通过通讯电压(3. 3V)检测用电设备上的额定 电压检测数据和额定电流检测数据,读取用电设备所要求的电压电流,判断其所要求的电 压电流是否在本电源支持的范围内。
[0092] 如图4所示的,用电设备中配置串联的第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2), 其中第一分压电阻(R1)连接指定分压电压,第二分压电阻(R2)接地;以及串联的第三分压 电阻(R3)和第四分压电阻(R4),其中第三分压电阻(R3)连接指定分压电压,第四分压电 阻(R4)接地。其中指定的分压电压可以是上述的通讯电压。
[0093] 如图4所示的,供电设备中配置并联的电阻R12和电阻R14,以及输出端(V_0UT), 实现检测数据的输出
[0094] 指定的分压电压,例如3. 3V的通讯电压低于用电设备的额定电压,不会开启用电 设备。R12和R14保证了在没有设备接入时D_N0MINAL_V0LTAGE,D_N0MINAL_CURRENT均应 为0。所以通SD_NOMINAL_VOLTAGE,D_NOMINAL_CURRENT不仅仅可以知道用电设备的需求, 也可以知道是否有适配用电设备接入,是否有适配用电设备断开。
[0095] 当检测结果为不在范围内时,自动停止并报警。当检测结果在范围内:进行下一 步。
[0096] 使用MCU或具有同等程序功能的元器件,通过DA电路或其他具有等同效果的电路 配置反馈电压环路。
[0097] 分压比值与需求对应关系如表1和表2所不。
[0098]表1
[0099]

[0103] 根据上述如图5所示的检测电路获取的分压数据,可以确定出用胃电设备额定工作 参数。根据获取到的分压数据,查询预先建立的分压比值与额定工作参数的对应关系,得到 用电设备的额定参数。用电设备通过增加2个电阻来标识用电需求,供电设备通过分压比 值与需求对应关系表得到用电设备的需求电压或额定电压。
[0104] 供电设备根据用电设备的额定工作参数,确定用电设备的需求电压;根据用电设 备的需求电压,通过选定的控制函数和控制信号,确定向用电设备供电的直流稳压电源的 开关频率。
[0105] 此时,将用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻,得到 控制函数的输入参数;将控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入,得到控 制函数的输出参数;将控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入,得 到误差反馈参数;将误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输 入,得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
[0106] 如图5所示的,将通讯电压作用于串联的第五分压电阻(R5)和第六分压电阻 (R6),其中R5连接通讯电压,R6接地,R5和R6的分压输出(V_FB1)作为控制函数的输入参 数。V_FB1和来自MCU的控制信号(V_CTRL)作为控制函数输入参数,作用于第一比较器,得 到第一比较器的输出参数(V_FB)。第一比较器的输出参数¥_?8和参考电压(V_REF)作用 于第二比较器,得到第二比较器的输出参数(V_ERR),即误差反馈参数;V_ERR和直流稳压 电源的开关控制电压(V_T)仪器作用于第三比较器,得到第三比较器的输出(V_PWM),即为 向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
[0107] 上述V_FB1为反馈采样点压,控制函数的输入;V_CTRL为来自MCU的控制信号,控 制函数的输入;V_FB为控制函数的输出参数,和参考电压一起组成误差反馈环路;V_REF为 参考电压;V_ERR为误差反馈参数;V_T为直流稳压电源的开关控制电压;V_PWM为用于控 制直流稳压电源(开关电源)主开关的开关频率。
[0108]本实施例中将信号控制加入分压反馈环路,V_FB不再是V_0UT的固定比例分压, 而是V_0UT,R5,R6和V_CTRL的函数。通过这种方式,MCU参与控制反馈环路,从而实现用 电设备所需要的稳压输出。
[0109] 供电设备通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
[0110] 下面通过一个具体的流程图说明上述设备的工作流程,如图6所示,包括如下步 骤:
[0111] 步骤S501:供电设备上电复位,进入待机模式。
[0112] 其中供电设备充电器空载状态,上电复位后,MCU配置输出电压为指定电压,进入 待机模式。
[0113] 步骤S502:用电设备接入后,读取用电设备额定工作参数。
[0114]MCU读取用电设备的额定电压检测数据和额定电流检测数据。
[0115] 步骤S503:判断用电设备额定工作参数是否为0。
[0116] 若是,返回步骤S501,若否,执行步骤S504。
[0117] 步骤S504:供电设备确定用电设备的需求电压。
[0118] 供电设备根据得到的额定电压检测数据和额定电流检测数据,确定用电设备的需 求电压。
[0119] 步骤S505:判断用电设备的需求电压数据是否有效。
[0120] 若是,执行步骤S507;若否,执行步骤S506。
[0121] 步骤S506 :报警提示,并返回步骤S501。
[0122] 步骤S507 :供电设备为用电设备供电。
[0123] 供电设备确定出用电设备的需求电压后,为用电设备配置相应的电压,并为用电 设备供电。
[0124] 步骤S508:供电设备和用电设备进入正常工作模式。
[0125] 当用电设备拔出时返回步骤S501。
[0126] 通过本实用新型的电阻配置和电路图,可以实现通用宽电压自适应直流供电,同 一个供电电源对于所在电压范围内的所有用电设备起到通用型供电,从而有效减少充电电 源空载时的功耗,通过微小增加用电器的生产成本(电阻进行标识),大幅降低供电电源的 成本,使得供电电源支持宽电压范围内的所有用电设备。
[0127] 通过配置用电设备和供电设备之间的连接电路来提供用电设备的电压和电流信 息。用电器通过电阻标识方式,提供用电设备的电压和电流信息。供电设备通过使用MCU 和相关程序,并通过采样负反馈稳压环路电路,或具有等同效果的技术进行动态自适应电 压控制供电。
[0128] 本实用新型实施例提供的上述直流稳压电源供电系统,能够实现根据用电设备的 用电需求智能调节直流稳压电源的供电电压,实现了自主检测用电设备的需求,自
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