专利名称：控制可变输出dc电源的最大输出功率的方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明公开涉及直流(DC)电源，尤其涉及可变输出DC电源。
背景技术：
各种电子设备，仅举几个例子，例如蜂窝式电话、膝上型计算机以及个人数字助理等，都可以具有一个或多个可变输出DC电源。可变输出DC电源可以接受未稳压的输入电压，并提供一个可变的输出DC电压，以及向电子设备的负载输出电流。该未稳压的输入电压可以是交流(AC)或者DC输入电压。
象其他的电源一样，可变输出DC电源能够向负载提供最大输出功率。在任何时候，实际输出功率能够表示成输出电压和输出电流的乘积。因此，当输出电压减小时，只要输出电压和输出电流的乘积小于最大输出功率，输出电流就能增大。近似的，当输出电流减小时，只要输出电压和输出电流的乘积小于最大输出功率，输出电压就能增大。
但是，由于功率控制电路相对复杂并且昂贵，常规功率控制电路选择一个固定的最大电流电平和一个固定的最大电压电平，并将输出电流限制在该固定最大电流电平，以及将输出电压限定在该固定最大电压电平。由固定最大电压电平乘以固定最大电流电平所得到的乘积可以等于最大输出功率。虽然是一种简单的途径，但是这种常规功率控制电路显著地减小了可变输出DC电源的安全工作范围。
发明内容
根据本发明的一个方案，提供一种方法，包括确定第一批超出用于可变输出DC电源的输出电压电平的第一范围的多个输出电流电平，所述第一批多个输出电流电平中的每一个等于所述可变输出DC电源的最大输出功率电平除以超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的输出电压电平；
响应于所述第一批多个输出电流电平，建立第二批超出输出电压电平的所述第一范围的多个输出电流电平，第二批所述多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而减小；监测所述可变输出DC电源的输出电流；以及如果所述可变输出DC电源的输出电压在所述第一范围内，并且如果在所述输出电压上的所述输出电流大于或者等于与所述输出电压相关联的所述第二批多个输出电流电平之一，则将所述输出电流驱至所述第二批多个输出电流电平之一。
根据本发明的另一个方案，提供用于控制可变输出DC电源的功率控制电路，所述功率控制电路包括第一比较器，其用来将表示所述可变输出DC电源的输出电流电平的信号与一个阈值电平作比较，并响应于所述比较结果而提供第一输出信号；阈值输入电路，其向所述第一比较器提供所述阈值电平，在可变输出DC电源的输出电压小于或等于第一固定电压电平之处，所述阈值电平是超出输出电压值的初始范围的固定阈值电平，在所述输出电压大于所述第一固定电压电平之处，所述阈值电平是超出输出电压值的第一范围的可变阈值电平；以及功率限制控制电路，其响应于来自所述第一比较器的所述第一输出信号，向所述可变输出DC电源提供一个控制信号。
根据本发明的再一个方案，提供一种电子设备，包括可变输出DC电源，用以向所述电子设备的负载供电；以及功率控制电路，用以向所述可变输出DC电源提供控制信号，所述可变输出DC电源响应于所述控制信号以调节所述DC电源的输出功率电平，所述功率控制电路包括第一比较器，其用来将表示所述可变输出DC电源的输出电流电平的信号与一个阈值电平作比较，并响应于所述比较结果而提供第一输出信号；阈值输入电路，其向所述第一比较器提供所述阈值电平，其中如果可变输出DC电源的输出电压小于或等于第一固定电压电平，则所述阈值电平是固定阈值电平，而如果所述输出电压大于所述第一固定电压电平，则所述阈值电平是可变阈值电平；以及功率限制控制电路，其响应于来自所述第一比较器的所述第一输出信号，向所述可变输出DC电源提供一个控制信号。
随着下列详细描述的进行以及参考附图，所要求的主题的实施例的特征和优点将会变得显而易见，其中相同的附图标记表示相同的部分，并且在其中图1是具有可变输出DC电源的电子设备的结构图；图2是图1的可变输出DC电源的输出电流对于输出电压的曲线图；图3是图1的功率控制电路的实施例的示图；图4是图3的阈值输入电路的一个实施例的电路图；以及图5是图解说明根据一个实施例的会被执行的操作的流程图。
虽然作为示例性的实施例，将会参照附图进行详细说明，但是，由此的许多选择、变形和变化对本领域技术人员会变得显而易见。因此，本文企图将所要求的主题看得更宽。
具体实施例方式
图1示出了具有可变输出DC电源(VOPS)102的电子设备100，该可变输出DC电源102从电源110接受输入功率，并向负载108提供功率。电子设备100可以是多种电子设备中的任一种，包括但不限于，服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、蜂窝式电话、个人数字助理、数码照相机等等。电源110可以是多种电源中的任一种，其能够向可变输出DC电源102提供AC或DC输入电压。在一个实施例中，电源110可以包括可充电电池，例如锂电池、镍镉电池、镍氢电池等等，以提供未调节的DC输入电压。
可变输出DC电源102可以接受未调节的输入电压并向负载108提供可变的输出DC电压(Vout)和输出电流(Iout)。可变输出DC电源102可以响应于来自功率控制电路104的一个或者多个控制信号(CS)来提供变化的Vout和Iout电平。如在此所使用的，“电路”可以单独或者以任意形式组合地包括，例如，硬连线电路、可编程电路、状态机电路和/或存储由可编程电路执行的指令的固件。功率控制电路104可以通过路径114接受一个或者多个输入信号。这些输入信号可以表示由可变输出DC电源102提供给负载108的Iout和/或Vout。功率控制电路104可以通过路径106向VOPS 102提供一个或者多个输出控制信号(CS)。
图2示出了图1的可变输出DC电源102的最大输出功率(Pm)的曲线200，其中y轴表示可变输出DC电源102的输出电流(Iout)，而x轴表示可变输出DC电源102的输出电压(Vout)。由于最大输出功率(Pm)是Vout和Iout的乘积函数，曲线200可以是双曲线，其中可允许的输出电流可以随着输出电压电平的增大而双曲线性地减小。固定电流电平(Io)和固定电压电平(Vo)也如所示。常规功率控制电路可以将输出电压限制在Vo，从而限制了可变输出DC电源安全工作范围。
符合实施例的功率控制电路104可以监测Iout和Vout，并将表示Iout的信号与一个特定阈值进行比较，该阈值取决于Vout的值。该阈值可以是一个用于电压电平的初始范围的固定阈值，例如从约0伏至Vo，且该阈值可以是一个用于电压电平的另一范围的可变阈值，例如从Vo至Vm。如果所监测的输出电流等于或大于用于相关联的电压电平的适当的阈值电平，则功率控制电路104可以向可变输出DC电源102提供一个控制信号。相应的，可变输出DC电源102可以为相关联的输出电压而驱使输出电流到一个适当的最大电流电平。
理想地，可变输出DC电源102的最大输出电流Im可以如在公式(1)和(2)中所详细描述的(1)Im＝Io，其中Vout≤Vo(2)Im＝Pm/Vout，其中Vo＜Vout≤Vm其中，Io是常规系统的固定电流电平，而Vo是常规系统的固定电压电平，以使Vo×Io＝Pm，其中Vout是可变输出DC电源102的输出电压电平，而Pm是可变输出DC电源102的最大输出功率。曲线202表示超过在公式(1)中确定的初始电压范围的Im值曲线，而曲线204表示超过在公式(2)中确定的第一电压范围的Im值曲线。然而，由公式(2)所表示的将可变输出DC电源102的输出电流限定在可变的最大输出电流Im的电路会是复杂的和昂贵的。
因此，响应于由公式(2)定义的电流电平Im，一种符合实施例的方法和电路可以建立另外的多个输出电流电平。这些多个输出电流电平可以近似于由公式(2)定义的多个输出电流电平Im，并可以由公式(3)给出(3)Im＝Io-k(Vout-Vo)，Vo＜Vout≤Vm其中k是一个表示由公式(3)所定义的直线207的斜率的常数。常数k表示电导率，并且可以用西门子电阻单位形式表示。常数k也可以表示成tangent(x)，其中角度x详见于图2中。
如图2中所示，对于选定的k，由公式(3)定义的曲线207超出第一电压范围，Vo＜Vout≤Vm，其提供了对于超出同样的电压范围的曲线204的线性逼近。为了清楚得说明，在曲线207和204之间的差值已经在图2中放大。如这里详细描述的，在曲线207和204之间的差值被最小化，以产生1.0％或更小的近似误差。误差e1表示在由曲线204定义的输出电流电平之一和由曲线207定义的输出电流电平之一之间的最大正误差，该误差会出现在电压V1处。误差e2表示超出相同的电压范围的最大负误差，该误差会出现在电压Vm处。误差e1和e2都可以取决于k的值，并且可以由解析数学平均估算。如公式(4)中所详细描述的，由于误差e1和e2都取决于k的值，可以选择k来产生误差e1和e2，以使得在相关联的电压电平V1和Vm上，由各自的理想电流极限除以每个误差e1和e2所得的绝对值相等。
(4)---|e1|PmV1=|e2|PmVm]]>选择k以产生满足公式(4)的误差e1和e2，这是获取用于线性曲线207相较于曲线204的超出相同电压范围的最小整体相对逼近误差的一种方法。也可以利用其它用以最小化整体相对逼近误差的方法，其可以产生不同的k值。
在一个实施例中，可变输出DC电源102的最大输出功率Pm可以是64瓦特。电压Vo可以是12伏特，电流Io可以是5.33安培，而最大电压Vm可以是16伏特。在此实施例中，k的值可以被选定为0.348西门子，以产生相较于4.0A的理想电流仅为0.04A的误差e2，或者在此电压电平上仅为1.0％的误差。
图3示出了图1的功率控制电路104的实施例104a。功率控制电路104a可以包括读出放大器302、电流极限比较器304、电压极限比较器306、阈值输入电路410和功率限制控制电路308。可以使用具有阻抗级RS的读出放大器303来检测可变输出DC电源102的输出电流Iout。也可以使用其它类型的电流检测器。跨过检测电阻器303的电压降的值可以提供一个表示输出电流Iout的信号。接下来，读出放大器302可以放大这个信号，并向比较器304提供输出电压信号Vs。
可以由公式(5)定义来自读出放大器302的输出电压信号Vs(5)Vs＝RS×A×Iout，其中RS是检测电阻器303的阻抗值，A是读出放大器302的增益，并且Iout是可变输出DC电源102的输出电流。比较器304可以将表示输出电流(Iout)的信号(Vs)于一个阈值电平作比较。阈值电平(Vcl)可以是固定阈值(Vcl＝Vclo)或者是取决于Vout的值的可变阈值(Vcl＝Vcl)。如果在如图2中所示的初始电压范围内输出电压Vout小于或者等于固定阈值电平Vo，则可以由阈值输入电路310提供固定阈值给比较器304。如果在如图2中所示的第一电压范围内输出电压Vo＜Vout≤Vm，则可以由阈值电路310向比较器304提供可变阈值电平。
固定阈值(Vclo)可以由公式(6)定义(6)Vclo＝RS×A×Io其中RS是检测电阻器303的阻抗值，A是读出放大器302的增益，而Io是超出小于或等于Vo的输出电压的初始范围的所选定的固定最大电流电平。无论何时实际的输出电流Iout等于Io，公式(5)的电压电平Vs变成等于公式(6)的电压电平Vclo，且比较器304向功率限制控制电路308提供一个表示此种状态的输出电压信号(CL)。相应的，功率限制控制电路308可以经由路径106向可变输出DC电源102提供一个控制信号，以指示可变输出DC电源102驱使其输出电流为Io。
比较器306可以接收表示输出电压Vout的信号。比较器306也可以接收表示最大电压电平Vm的信号。比较器306可以比较上述信号，并响应于此比较而向功率控制限制电路308输出一个电压信号(VL)。如果输出电压电平等于或者大于Vm，则来自比较器306的输出电压信号(VL)可以表示这种状态。相应的，功率控制限制电路308可以经由路径106向可变输出DC电源102提供一个控制信号，以指示可变输出DC电源102驱使其输出电压至Vm。
图4示出了图3的阈值输入电路310的实施例310a，如果输出电压Vout小于或者等于Vo，则该电路310a可以向比较器304提供固定阈值(Vcl＝Vclo)，并且如果输出电压Vout大于Vo并小于Vm，则该电路310a可以向比较器304提供可变阈值(Vcl＝Vcl)。可变电流极限可以如公式(3)中所详述的或者Im＝Io-k×(Vout-Vo)。这样，可变阈值Vcl就可以由公式(7)定义(7)Vcl＝RS×A×Im，其中Vcl是输入到比较器304的可变电压阈值，RS是检测电阻器303的阻抗值，A是读出放大器302的增益，并且Im是对于在第一电压范围内的特定输出电压电平的可变输出DC电源102的最大输出电流，其中第一电压范围是Vo＜Vout≤Vm。假设Im如公式(3)中所详述，则公式(7)能够以公式(8)所描述的重写(8)Vcl＝RS×A×[Io-k×(Vout-Vo)]。
由于RS×A×Io可以表示成Vclo，如公式(6)中所述，公式(8)还以被简化成公式(9)(9)Vcl＝Vclo-k1(Vout-Vo)，其中k1是一个等于RS×A×k的常数。
阈值输入电路310a可以包括运算放大器402、404，晶体管Q1、Q2，以及电阻器R1、R2、R3和R4。晶体管Q1、Q2可以是任一种晶体管。在一个实施例中，晶体管Q1可以是一个p型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者PMOS MP1。晶体管Q2可以是n型MOSFET或者NMOS MN1。可以将第一电阻器R1设置于接受输出电压的端子414和晶体管MP1的源极端之间。第二电阻器R2可以耦合到晶体管MP1的漏极。运算放大器404可以具有耦合到节点416的非反向输入，其也可以依次耦合到晶体管MP1的漏极。晶体管MN1可以具有耦合到运算放大器404的输出的控制端或栅极端，以从运算放大器404接受输出信号。第三电阻器R3可以耦合到输出节点420，而其另一端提供固定阈值电平Vclo。第三电阻器R3也可以耦合到晶体管MN1的漏极端。输出节点420可以从阈值输入电路3 10a提供输出阈值电平信号。第四电阻器R4可以耦合到晶体管MN1的源极端。运算放大器404的反相输入端可以耦合到设置在晶体管MN1的源极端和第四电阻器R4之间的节点418。
操作中，运算放大器404可以担当一个比较器，并将表示输出电压Vout的信号与固定电压电平Vo作比较，且向晶体管MP1的栅极提供一个输出信号。如果Vout小于或者等于Vo，比较器402可以提供数字1信号给晶体管MP1的栅极，以截止MP1。因此，对于输出电压电平Vout小于或者等于Vo，由阈值输入电路310a提供的输出阈值信号(Vcl)可以是固定阈值电压(Vcl＝Vclo)。
对于输出电压大于Vo，比较器402可以提供数字0输出信号给晶体管MP1的栅极，其将导通MP1。接着，电流会流经当作电压分压器的电阻器R1和R2，以提供向运算放大器404一个输入。流经R1和R2的电流会被反射到具有电阻器R3和R4的路径上。然后，由阈值输入电路310a提供的输出阈值信号(Vcl)可以是一个可变阈值，其至少在某种程度上取决于输出电压超出固定电压电平Vo的差值。特别的，用于图4的电路的可变阈值(Vcl)可以由公式(10)所定义(10)---Vcl=Vclo-R3R4·R2R1(Vout-Vo),]]>其中Vcl是在输出节点420上提供的可变阈值电平，Vclo是固定阈值电平，R1、R2、R3和R4是电阻器R1、R2、R3和R4的阻抗值，Vout是输出电压，而Vo是固定电压电平，其定义了在图2中所示的输出电压的初始范围和第一范围之间的边界。
通过比较公式(9)和(10)，电阻器R1、R2、R3和R4的值变得明显能够被选定，以致于公式(11)是正确的。
(11)---R3R4·R2R1=k1=RS·A·k]]>图5示出了符合实施例的操作的流程图500。操作502可以包括确定第一批超出用于可变输出DC电源的输出电压电平的第一范围的多个输出电流电平，第一批多个输出电流电平中的每一个等于可变输出DC电源的最大输出功率电平除以超出第一范围的可变输出DC电源的输出电压电平。例如，在一个实施例中，第一批多个输出电流电平可以是由图2中的曲线204所定义的那些超出输出电压电平范围的，其中Vo＜Vout≤Vm。
操作504可以包括响应于第一批多个输出电流电平，建立第二批超出输出电压电平的第一范围的多个输出电流电平，第二批多个输出电流电平随着超出第一范围的电压电平增大而减小。例如，在一个实施例中，第二批多个输出电流电平可以是由图2中的曲线207所定义的那些。操作506可以包括监测可变输出DC电源的输出电流。最后，操作508可以包括如果可变输出DC电源的输出电压在第一范围内，并且如果在输出电压上的输出电流大于或者等于与输出电压相关联的第二批多个输出电流电平之一，则将输出电流驱至第二批多个输出电流电平之一。
总之，还提出了用于控制可变输出DC电源的功率控制电路。功率控制电路可以包括第一比较器，其将表示可变输出DC电源的输出电流电平的信号与阈值信号作比较，并响应于此比较结果而提供第一输出信号。功率控制电路还可以包括阈值输入电路，以向第一比较器提供一阈值电平，其中如果可变输出DC电源的输出电压小于或者等于第一固定电压电平，则该阈值电平是固定阈值电平，而如果输出电压大于第一固定电压电平，则该阈值电平是可变阈值电平。功率控制电路还可以包括功率限制控制电路，以响应于来自第一比较器的第一输出信号而向可变输出DC电源提供一控制信号。
在一个实施例中，可变阈值可以表示超出第一范围的可变输出DC电源的第二批多个输出电流电平，该第二批输出电流电平可以近似于第一批多个输出电流电平，其中第一批多个输出电流电平中每一个都等于可变输出DC电源的最大输出功率电平除以超出第一范围的可变输出DC电源的输出电压。第一批多个输出电流电平可以随着超出第一范围的电压电平增大而双曲线性地减小，而第二批多个输出电流电平可以随着超出第一范围的电压电平增大而线性减小。
也还提出了一种电子设备，其包括一可变输出DC电源，以向该电子设备的负载供电，且包括功率控制电路，以向可变输出DC电源提供一控制信号。可变输出DC电源可以响应于该控制信号来调节DC电源的输出功率电平。功率控制电路可以包括第一比较器，其将表示可变输出DC电源的输出电流电平的信号与一个阈值电平作比较，并响应于此比较结果而提供第一输出信号。功率控制电路还可以包括阈值输入电路，以向第一比较器提供一阈值电平，其中如果可变输出DC电源的输出电压小于或者等于第一固定电压电平，则该阈值电平是固定阈值电平，而如果输出电压大于第一固定电压电平，则该阈值电平是可变阈值电平。功率控制电路还可以包括功率限制控制电路，以响应于来自第一比较器的第一输出信号而向可变输出DC电源提供一控制信号。
有利地，在这些实施例中，可变输出DC电源的输出电压能够被扩展，以在Vo＜Vout≤Vm的范围内工作。通过逼近，输出电流值曲线双曲线性地减小，例如，曲线204相较于其它企图限制输出电流到双曲线的电路，可以更容易地开发出简化的功率控制电路。输出电流电平的线性曲线，例如曲线207，可以将其开发为逼近呈双曲线性减小的曲线。通过数学和分析方法，可以将在线性曲线和双曲线之间的误差最小化。
在文中所使用的术语和措辞是用作描述性的术语，而非限制性的，并且不企图使用上述术语和措辞排除任何所显示和所描述的特征(或在其中的部分)的等价物，可以认识到各种变形在权利要求的范围内都是可以的。其他变形、变化和替换也是可以的。
权利要求
1.一种方法，包括确定第一批超出用于可变输出DC电源的输出电压电平的第一范围的多个输出电流电平，所述第一批多个输出电流电平中的每一个等于所述可变输出DC电源的最大输出功率电平除以超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的输出电压电平；响应于所述第一批多个输出电流电平，建立第二批超出输出电压电平的所述第一范围的多个输出电流电平，第二批所述多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而减小；监测所述可变输出DC电源的输出电流；以及如果所述可变输出DC电源的输出电压在所述第一范围内，并且如果在所述输出电压上的所述输出电流大于或者等于与所述输出电压相关联的所述第二批多个输出电流电平之一，则将所述输出电流驱至所述第二批多个输出电流电平之一。
2.权利要求1的方法，其特征在于，还包括为所述可变输出DC电源定义一个输出电压电平的初始范围，所述初始范围从约0伏特至第一固定电压电平，输出电压电平的所述第一范围从所述第一固定电压电平至第二固定电压电平，所述第二固定电压电平大于所述第一固定电压电平；建立超出所述初始范围的固定电流电平；如果所述可变输出DC电源的所述输出电压在所述初始范围内，并且所述初始范围大于或等于所述固定电流电平，则将所述输出电流驱至所述固定电流电平。
3.权利要求2的方法，其特征在于，所述第二批多个输出电流电平由下列公式给出Im＝Io-k(Vout-Vo)其中，Im是所述第二批多个输出电流电平之一，其中Io是所述固定电流电平，其中k表示由所述公式定义的直线的斜率，其中Vout是超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的所述输出电压，并且其中Vo是所述第一固定电压电平。
4.权利要求1的方法，其特征在于，所述第二批多个输出电流电平随着超出输出电压电平的所述第一范围的电压电平增大而线性减小。
5.权利要求1的方法，其特征在于，所述第一批多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而双曲线性地减小，而且其中所述第二批多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而线性减小，并且其中所述方法还包括建立所述第二批多个输出电流电平，以逼近所述第一批多个输出电流电平。
6.用于控制可变输出DC电源的功率控制电路，所述功率控制电路包括第一比较器，其用来将表示所述可变输出DC电源的输出电流电平的信号与一个阈值电平作比较，并响应于所述比较结果而提供第一输出信号；阈值输入电路，其向所述第一比较器提供所述阈值电平，在可变输出DC电源的输出电压小于或等于第一固定电压电平之处，所述阈值电平是超出输出电压值的初始范围的固定阈值电平，在所述输出电压大于所述第一固定电压电平之处，所述阈值电平是超出输出电压值的第一范围的可变阈值电平；以及功率限制控制电路，其响应于来自所述第一比较器的所述第一输出信号，向所述可变输出DC电源提供一个控制信号。
7.权利要求6的功率控制电路，其特征在于，所述可变阈值表示第二批多个超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的输出电流电平，所述第二批多个输出电流电平近似于第一批多个输出电流电平，其中所述第一批多个输出电流电平的每一个等于所述可变输出DC电源的最大输出功率电平除以超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的输出电压。
8.权利要求7的功率控制电路，其特征在于，所述第一批多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而双曲线性地减小，而且其中所述第二批多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而线性减小。
9.权利要求6的功率控制电路，其特征在于，所述阈值输入电路包括第二比较器，其将表示所述输出电压的信号与表示所述第一固定电压电平的信号作比较，并响应于所述比较结果而提供第二输出信号；以及第一晶体管，其具有一控制端，用以接受所述第二输出信号，如果所述输出电压小于或者等于所述第一固定电压电平，则所述第一晶体管截止，而如果所述第一晶体管截止，则所述阈值电平是所述固定阈值电平。
10.权利要求9的功率控制电路，其特征在于，如果所述输出电压大于所述第一固定电压电平，则所述第一晶体管导通，而如果所述第一晶体管截止，则所述阈值电平是所述可变阈值电平。
11.权利要求10的功率控制电路，其特征在于，所述可变阈值等于所述固定阈值减去一个数量，该数量取决于所述输出电压超出所述第一固定电压电平的差值。
12.权利要求11的功率控制电路，其特征在于，所述阈值输入电路还包括第一电阻器，其置于接受所述输出电压的端子和所述第一晶体管的端子之间；第二电阻器，其耦合到所述第一电阻器的另一端；运算放大器，其具有耦合到所述第一晶体管的所述另一端的一个输入；第二晶体管，其具有一个控制端，以从所述运算放大器接受信号；第三电阻器，其置于接受所述固定阈值电平的端子和所述第二晶体管的端子之间，一个输出节点耦合在所述第三电阻器和所述第二晶体管的所述端子之间；第四电阻器，其耦合到所述第二晶体管的另一端子，其中所述可变阈值电平由下列公式给出Vcl=Vclo-R3R4·R2R1(Vout-Vo)]]>其中Vcl是提供在所述输出节点上的所述可变阈值电平，Vclo是所述固定阈值电平，R1是所述第一电阻器的阻抗值，R2是所述第二电阻器的阻抗值，R3是所述第三电阻器的阻抗值，R4是所述第四电阻器的阻抗值，Vout是所述输出电压，而Vo是所述第一固定电压电平。
13.一种电子设备，包括可变输出DC电源，用以向所述电子设备的负载供电；以及功率控制电路，用以向所述可变输出DC电源提供控制信号，所述可变输出DC电源响应于所述控制信号以调节所述DC电源的输出功率电平，所述功率控制电路包括第一比较器，其用来将表示所述可变输出DC电源的输出电流电平的信号与一个阈值电平作比较，并响应于所述比较结果而提供第一输出信号；阈值输入电路，其向所述第一比较器提供所述阈值电平，其中如果可变输出DC电源的输出电压小于或等于第一固定电压电平，则所述阈值电平是固定阈值电平，而如果所述输出电压大于所述第一固定电压电平，则所述阈值电平是可变阈值电平；以及功率限制控制电路，其响应于来自所述第一比较器的所述第一输出信号，向所述可变输出DC电源提供一个控制信号。
14.权利要求13的电子设备，其特征在于，所述可变阈值表示第二批多个超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的输出电流电平，所述第二批多个输出电流电平近似于第一批多个输出电流电平，其中所述第一批多个输出电流电平的每一个等于所述可变输出DC电源的最大输出功率电平除以超出所述第一范围的所述可变输出DC电源的输出电压。
15.权利要求14的电子设备，其特征在于，所述第一批多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而双曲线性地减小，而且其中所述第二批多个输出电流电平随着超出所述第一范围的电压电平增大而线性减小。
16.权利要求13的电子设备，其特征在于，所述阈值输入电路包括第二比较器，其将表示所述输出电压的信号与表示所述第一固定电压电平的信号作比较，并响应于所述比较结果提而供第二输出信号；以及第一晶体管，其具有一控制端，用以接受所述第二输出信号，如果所述输出电压小于或者等于所述第一固定电压电平，则所述第一晶体管截止，而如果所述第一晶体管截止，则所述阈值电平是所述固定阈值电平。
17.权利要求14的电子设备，其特征在于，如果所述输出电压大于所述第一固定电压电平，则所述第一晶体管导通，而如果所述第一晶体管截止，则所述阈值电平是所述可变阈值电平。
18.权利要求15的电子设备，其特征在于，所述可变阈值等于所述固定阈值减去一个数量，该数量取决于所述输出电压超出所述第一固定电压电平的差值。
19.权利要求15的电子设备，其特征在于，所述阈值输入电路还包括第一电阻器，其置于接受所述输出电压的端子和所述第一晶体管的端子之间；第二电阻器，其耦合到所述第一电阻器的另一端；运算放大器，其具有耦合到所述第一晶体管的所述另一端的一个输入；第二晶体管，其具有一个控制端，以从所述运算放大器接受信号；第三电阻器，其置于接受所述固定阈值电平的端子和所述第二晶体管的端子之间，一个输出节点耦合在所述第三电阻器和所述第二晶体管的所述端子之间；第四电阻器，其耦合到所述第二晶体管的另一端子，其中所述可变阈值电平由下列公式给出Vcl=Vclo-R3R4·R2R1(Vout-Vo)]]>其中Vcl是提供在所述输出节点上的所述可变阈值电平，Vclo是所述固定阈值电平，R1是所述第一电阻器的阻抗值，R2是所述第二电阻器的阻抗值，R3是所述第三电阻器的阻抗值，R4是所述第四电阻器的阻抗值，Vout是所述输出电压，而Vo是所述第一固定电压电平。
全文摘要
提供一种用于控制可变输出DC电源的功率控制电路及方法。该功率控制电路可以包括第一比较器，其将表示可变输出DC电源的输出电流电平的信号与一个阈值电平作比较，并响应于该比较结果而提供第一输出信号。该功率控制电路还可以包括阈值输入电路，以向第一比较器供提供阈值电平，其中如果可变输出DC电源的输出电压小于或等于第一固定电压电平，则该阈值电平为固定的阈值电平，而如果该输出电压大于第一固定电压电平，则该阈值电平为可变的阈值电平。
文档编号H02M3/10GK1841896SQ20061006624
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月31日
发明者康斯坦丁·布克, 玛利安·尼古拉 申请人:美国凹凸微系有限公司