一种开关电源、电子设备及开关电源控制方法技术

本发明专利技术公开了一种开关电源、电子设备及开关电源控制方法，包括级联的第一开关电路与第二开关电路，并以功率共同分担的方式承担开关电源的输出功率，同时，通过电压控制单元对第一开关电路的输入电压或输出电压进行调整，使得第二开关电路的输入电压工作在预设范围内，并将第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出，从而提高开关电源的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源、电子设备及开关电源控制方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种开关电源、电子设备及开关电源控制方法。
技术介绍
传统开关电源通常采用PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)控制，如图1所示的buck电路(降压式变换电路)。但这种传统开关电源在输入电压范围较宽时占空比变化较大，转换效率较低，不容易实现软开关技术以减小开关损耗。针对传统开关电源占空比变化较大，转换效率较低的问题，提出一种改进型二级开关电源，其后级采用固定占空比的高效结构，前级输出电压较高，转换效率也相应较高，如图2所示的二级开关电源。但由于该二级结构为二级串联结构，前后级均需要处理全部的功率，影响电源整体转换效率。
技术实现思路
根据本专利技术实施例提供的开关电源、电子设备及开关电源控制方法，主要解决现有开关电源转换效率较低的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种开关电源，包括：级联的第一开关电路与第二开关电路，并以功率分担的方式共同承担开关电源的输出功率；还包括电压控制单元，所述电压控制单元通对所述第一开关电路的输入电压或输出电压进行调整，以控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出。本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括如上所述的开关电源。本专利技术实施例还提供了一种开关电源控制方法，包括：将第一开关电路与第二开关电路级联，并使所述第一开关电路与第二开关电路以功率分担的方式共同承担开关电源的输出功率；电压控制单元通过调整所述第一开关电路的输入电压或输出电压控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出。本专利技术的有益效果是：根据本专利技术实施例提供的开关电源、电子设备及开关电源控制方法，包括级联的第一开关电路与第二开关电路，并以功率共同分担的方式承担开关电源的输出功率，同时，通过电压控制单元对第一开关电路的输入电压或输出电压进行调整，使得第二开关电路的输入电压工作在预设范围内，然后将第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出，从而提高开关电源的转换效率。附图说明图1为传统开关电源结构示意图；图2为现有的改进型二级开关电源结构示意图；图3为本专利技术实施例一提供的开关电源结构示意图；图4为本专利技术实施例一提供的另一开关电源结构示意图；图5为本专利技术实施例二提供的第二开关电路结构示意图；图6为本专利技术实施例二提供的隔离型开关电源结构示意图；图7为本专利技术实施例二提供的非隔离型开关电源结构示意图；图8为本专利技术实施例二提供的另一非隔离型开关电源结构示意图；图9为本专利技术实施例三提供的隔离型开关电源结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术实施例作进一步详细说明。实施例一为了解决现有开关电源转换效率较低的问题，本专利技术实施例提供了一种开关电源、电子设备及开关电源控制方法，该开关电源包括级联的第一开关电路与第二开关电路，并以功率共同分担的方式承担开关电源的输出功率；还包括电压控制单元，电压控制单元通过对第一开关电路的输入电压或输出电压进行调整，以控制第二开关电路的输入电压在预设范围内，然后将第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出，从而提高开关电源的转换效率。其中，预设范围包括转换效率较高的输入电压范围，可选的，预设范围采用转换效率最高的输入电压范围；电压控制单元可采用本领域熟知的电路模型对输入电压进行控制；级联是指两个开关电源以一定的方式连接，如串联、并联、串联与并联结合等。请参见图3，图3为本实施例提供的开关电源结构示意图。图中，该开关电源包括第一开关电路31、第二开关电路32、输入电压控制单元33、输入电源以及三个电解电容；第一开关电路31输入端的正负极之间连接一个电解电容用于滤波，第二开关电路32输入端的正负极之间连接一个电解电容用于滤波，第一开关电路31与第二开关电路输出32均与电解电容连接用于滤波；第一开关电路31输入端与第二开关电路32输入端串联后连接至开关电源的输入端，第一开关电路31的输出端与第二开关电路32的输出端并联后连接至开关电源的输出端；同时，输入电压控制单元33输入端与第一开关电路31输入端负极连接，输入电压控制单元33输出端与第一开关电路31的开关管(图中未示出)连接，用于对第一开关电路31的输入电压进行调整，进而控制第二开关电路32的输入电压工作在较高效率的输入电压范围内，使得第二开关电路32最终的输出电压为所需值。第一开关电路31和第二开关电路32可采用本领域熟知的电源拓扑，如buck、boost(升压变换电路)、buckboost(升降压变换电路)、正激、反激、推挽、桥式等电路。进一步的，第二开关电路32还包括不稳压或半稳压控制的高效电路，其中，半稳压结构的电路能在限定范围内实现输出电压的稳压，此范围内电源的转换效率较高，不稳压结构的电路占空比固定，具有较高的转换效率。更进一步的，第一开关电路31与第二开关电路32均为隔离型电路，则开关电源为隔离型电源，在输入电压控制单元33通过调整第一开关电路31的输入电压，以控制第二开关电路32的输入电压工作在较高效率的输入电压范围内的情况下，对于隔离型开关电源，无需从副边经过光耦等隔离器件反馈输出电压，对电源的体积控制和寿命都带来好处。同时，第一开关电路31可由多个电源拓扑并联、串联或者串并结合构成，相应的，第二开关电路32同样可由多个电源拓扑串联、并联或串并结合构成。例如，当第一开关电路31包括至少两个电源拓扑时，各电源拓扑并联；和/或，第二开关电路32包括至少两个电源拓扑时，各电源拓扑并联。图3所示的开关电源采用第一开关电路31与第二开关电路32输入串联、输出并联的架构，使得效率较低的第一开关电路31仅承担了一部分的功率，从而提高了开关电源整体的转换效率。同时，由于第一开关电路31采用输入电压前馈控制，通过输入电压控制单元33控制第二开关电路32的输入电压，使得第二开关电路32的输入电压工作在较高效率的输入电压范围内。进一步的，请参见图4，图4位本实施例提供的另一开关电源结构示意图。图中，开关电源包括第一开关电路41、第二开关电路42、输入电源以及三个电解电容，第一开关电路41输出端的正负极之间连接一个电解电容用于滤波，第二开关电路42输入端的正负极之间连接一个电解电容用于滤波，第一开关电路41输入端与第二开关电路42输出端均与电解电容连接用于滤波；第一开关电路41的输入端与第二开关电路42的输出端串联后连接至开关电源的输出端，第一开关电路41的输出端与第二开关电路42的输入端串联后连接至开关电源的输入端。在开关电源中，对第二开关电路42的输入电压存在两种控制方式：一种控制方式中，第一开关电路41采用输入电压(即第二开关电路42输出电压)前馈的方式直接控制第二开关电路42最终的输出电压为所需值，同时，对于隔离型开关电源，此控制方式亦可避免从副边经过光耦等隔离器件反馈输出电压，对电源的体积控制和寿命都带来好处。另一种控制方式中，第一开关电路41可应用传统稳压型开关电路，采用反馈的方式控制第二开关电路42的输入电压工作在较高效率的输入电压范围内，使得第二开关电路42的输出电压为所需值，也即第一开关电路4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源，其特征在于，包括：级联的第一开关电路与第二开关电路，并以功率分担的方式共同承担开关电源的输出功率；还包括电压控制单元，所述电压控制单元通过对所述第一开关电路的输入电压或输出电压进行调整，以控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源，其特征在于，包括：级联的第一开关电路与第二开关电路，并以功率分担的方式共同承担开关电源的输出功率；还包括电压控制单元，所述电压控制单元通过对所述第一开关电路的输入电压或输出电压进行调整，以控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出。2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第一开关电路的输入端与所述第二开关电路的输入端串联后连接至开关电源的输入端，所述第一开关电路的输出端与所述第二开关电路的输出端并联后连接至开关电源的输出端；所述电压控制单元包括输入电压控制单元，所述输入电压控制单元通过对所述第一开关电路的输入电压进行调整，以控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出。3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第一开关电路的输入端与所述第二开关电路的输出端串联后连接至开关电源的输出端，所述第一开关电路的输出端与所述第二开关电路的输入端串联后连接至开关电源的输入端；所述电压控制单元包括输入电压控制单元，所述输入电压控制单元通过对所述第一开关电路的输入电压进行调整，以控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出；所述第一开关电路包括同步整流电路。4.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第一开关电路的输入端与所述第二开关电路的输出端串联后连接至开关电源的输出端，所述第一开关电路的输出端与所述第二开关电路的输入端串联后连接至开关电源的输入端；所述电压控制单元包括输出电压控制单元，所述输出电压控制单元通过对所述第一开关电路的输出电压进行调整，以控制所述第二开关电路的输入电压在预设范围内，将所述第二开关电路的输出电压作为开关电源的输出电压输出；所述第一开关电路包括同步整流电路。5.如权利要求1-4任一项所述的开关电源，其特征在于，所述第一开关电路和第二开关电路分别包括至少一个电源拓扑；当所述第一开关电路和第二开关电路分别包括至少两个电源拓扑时，所述第一开关电路中的各电源拓扑并联，所述第二开关电路中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林国，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44