动态调压装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动态调压装置及方法，其中装置包括开关电源、调压模块以及取样模块；第一输出端还分别与调压模块及取样模块连接，且取样模块还分别与开关电源的电压采集端及调压模块的第二输出端连接；调压模块根据第一输出端的实际输出电压、用电设备所需电压和取样模块的参数，调节第二输出端的电压；开关电源通过电压采集端从取样模块采集参考电压，并根据参考电压和预设的基准电压，调节第一输出端输出符合用电设备所需电压的电压。本发明专利技术借由参考电压与开关电源形成闭环反馈机制，以此实现动态地对开关电源在一定范围内任意调节输出电压的功能，在减少外围电路复杂度、节省成本和资源的同时，还方便了动态调压程序的设计。

【技术实现步骤摘要】
动态调压装置及方法
本专利技术涉及电源管理领域，尤其涉及一种动态调压装置及方法。
技术介绍
当前，为了延长便携式设备(如手机、智能玩具、多媒体播放器及笔记本电脑等)的电池寿命，芯片厂商们正在投入大量的精力和成本开发节电技术。一般来说，节电技术可以分为两类——动态技术和静态技术。静态技术包括不同的低功耗模式，芯片内部不同组件的时钟或电源按需启闭等。动态技术则是根据芯片所运行的应用程序对计算能力的不同需要，动态调节芯片的运行电压，从而达到节能的目的。针对开关电源的动态电压调节技术已与数字技术融合在一起，它将处理器与电源转换器连接在一起，通过数字总线动态地调节供电电压，同时调节处理器的频率。目前的电源管理主要有两种方式：第一种是通过I2C等数字总线动态地调节供电电压，采用该种方式外围电路结构复杂且电路处理器芯片和电源芯片必须具备I2C等数字总线才可以实现，占用了系统的资源；第二种方式采用专用的电源管理芯片，通过该芯片管脚实现若干固定电压输出，系统会根据自身运行情况选择相应的电压，从而实现动态电压调节。但是该方式的外围电路结构依然复杂，需要专门的电源管理芯片，且输出电压只能从几个固定电压中进行选择，达不到在一定范围内任意电压值的动态调节目的。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种动态调压装置及方法，解决了开关电源动态调节过程中外围电路复杂，且输出无法在一定范围任意电压可调的缺点。本专利技术采用的技术方案如下：一种动态调压装置，包括开关电源，所述开关电源的第一输出端用于为用电设备供电，所述装置还包括调压模块以及向开关电源提供参考电压的取样模块；所述第一输出端还分别与所述调压模块及所述取样模块连接，且所述取样模块还分别与所述开关电源的电压采集端及所述调压模块的第二输出端连接；所述调压模块用于根据所述第一输出端的实际输出电压、用电设备所需电压和所述取样模块的参数，调节所述第二输出端的电压；所述开关电源用于通过所述电压采集端从所述取样模块采集参考电压，并根据所述参考电压和预设的基准电压，调节所述第一输出端输出符合用电设备所需电压的电压。可选地，所述取样模块包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述第一电阻的一端分别与所述第二电阻一端以及所述第三电阻一端连接为公共端；所述第一电阻的另一端与所述第一输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述开关电源共地，所述第三电阻的另一端与所述第二输出端连接；所述电压采集端与所述公共端连接。可选地，所述第一输出端用于为所述调压模块供电。可选地，所述调压模块包括内置PWM信号发生器的处理器，所述处理器用于通过所述第二输出端直接输出PWM信号，并通过调节占空比调节所述第二输出端的电压。可选地，所述调压模块包括由MOS管组成的驱动单元以及直接输出高/低电平的处理器；所述驱动单元用于将所述处理器输出的电平信号转化为具有驱动能力的PWM信号，并通过所述第二输出端输出该PWM信号。可选地，所述驱动单元包括NMOS管和PMOS管；所述NMOS管的D极与所述第一输出端连接，所述NMOS管的G极与所述处理器的电平输出端连接，所述PMOS管的S极与所述开关电源共地，所述PMOS管的G极与所述电平输出端连接；所述NMOS管的S极与所述PMOS管的D极连接并形成所述第二输出端。可选地，所述调压模块还包括第一储能单元，所述第一储能单元的输入端与所述第二输出端连接，所述第一储能单元的输出端与所述取样模块连接。可选地，在所述第一输出端与所述开关电源的PWM信号输出单元之间连接有第二储能单元。一种动态调压方法，所述方法用于上述动态调压装置，所述方法包括：调压模块获取开关电源的实际输出电压、用电设备所需电压以及取样模块的参数；调压模块根据实际输出电压、用电设备所需电压以及取样模块的参数，调节电压输出，以使取样模块的参考电压变化；开关电源采集取样模块的参考电压；开关电源将参考电压与预设的基准电压进行比较，并根据比较结果调节开关电源的实际输出电压，以符合用电设备所需电压。可选地，调节所述调压模块的输出电压方式具体包括：通过调节占空比使调压模块输出不同电压；或者通过调节高/低电平值使调压模块输出不同电压。本专利技术通过将开关电源的第一输出端与调压模块及取样模块连接，且取样模块还分别与开关电源的电压采集端及调压模块的第二输出端连接，从而借由参考电压与开关电源形成闭环反馈机制，以此实现动态地对开关电源在一定范围内任意调节输出电压的功能。本专利技术相较现有技术，大大减少外围电路的复杂度，在节省成本和资源的同时，还能便于动态调压程序的设计。附图说明为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步描述，其中：图1为本专利技术提供的动态调压装置的实施例的示意图；图2为本专利技术提供的取样模块的实施例的示意图；图3为本专利技术提供的动态调压装置的较佳实施例的示意图；图4为本专利技术提供的动态调压方法的实施例的流程图。附图标记说明：R1第一电阻R2第二电阻R3第三电阻Q1NMOS管Q2PMOS管具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本专利技术提供了一种动态调压装置的实施例，如图1所示，包括开关电源，该开关电源的第一输出端用于为用电设备供电，具体地，所述装置还包括调压模块以及向开关电源提供参考电压的取样模块。其中，所述参考电压可以不由取样模块主动产生，可以是由于第一输出端及调压模块的综合作用产生(具体见下文说明)；接着，第一输出端还分别与调压模块及取样模块的第一输入端连接，并且取样模块的参考输出端与开关电源的电压采集端连接，取样模块的第二输入端则与调压模块的第二输出端连接。调压模块的作用是根据第一输出端的实际输出电压、用电设备所需电压和所述取样模块的参数，调节所述第二输出端的电压。用电设备所需电压可以是指根据节电需要提前设定或动态检测的目标电压。再有，虽然开关电源的输出电压是本专利技术的调节客体，但本系统实施例中同样包含有作为调节客体的开关电源，原因在于开关电源也是本闭环调节系统中的必不可少的调节环节之一，具体来说，本系统实施例实质上是双调压系统，一方面由调压模块对其自身的输出电压的调节(调压模块的输出会影响取样模块的参考电压)，另一方面开关电源可以通过电压采集端从取样模块采集到参考电压，并根据参考电压和预设的基准电压，调节其第一输出端的输出电压，以最终符合用电设备所需电压范围需求。需指出的是，在本实施例中开关电源的第一输出端还与调压模块的连接，其作用主要是向调压模块提供开关电源的实际输出电压，但并不排除还有其他用途，例如，可将调压模块视为用电设备之一，即开关电源还可以通过第一输出端为调压模块提供电能。基于此，本专利技术不对调压模块与第一输出端的连接端口作名称上的定义，并且上述各端口的命名只是为了表明其具体的功能，而没有数量、位置上的限定含义；同时需说明的是，上述第一、第二等序号不表示顺序、数量及主次等，仅作为特征表述区分。在具体实施时，上述取样模块及调压模块皆可由常规元器件及其他成品化的硬件予以实现。图2以取样模块为例，在实际操作中可以由第一电阻R1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态调压装置，包括开关电源，所述开关电源的第一输出端用于为用电设备供电，其特征在于，所述装置还包括调压模块以及向开关电源提供参考电压的取样模块；所述第一输出端还分别与所述调压模块及所述取样模块连接，且所述取样模块还分别与所述开关电源的电压采集端及所述调压模块的第二输出端连接；所述调压模块用于根据所述第一输出端的实际输出电压、用电设备所需电压和所述取样模块的参数，调节所述第二输出端的电压；所述开关电源用于通过所述电压采集端从所述取样模块采集参考电压，并根据所述参考电压和预设的基准电压，调节所述第一输出端输出符合用电设备所需电压的电压。

【技术特征摘要】
1.一种动态调压装置，包括开关电源，所述开关电源的第一输出端用于为用电设备供电，其特征在于，所述装置还包括调压模块以及向开关电源提供参考电压的取样模块；所述第一输出端还分别与所述调压模块及所述取样模块连接，且所述取样模块还分别与所述开关电源的电压采集端及所述调压模块的第二输出端连接；所述调压模块用于根据所述第一输出端的实际输出电压、用电设备所需电压和所述取样模块的参数，调节所述第二输出端的电压；所述开关电源用于通过所述电压采集端从所述取样模块采集参考电压，并根据所述参考电压和预设的基准电压，调节所述第一输出端输出符合用电设备所需电压的电压。2.根据权利要求1所述的动态调压装置，其特征在于，所述取样模块包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述第一电阻的一端分别与所述第二电阻一端以及所述第三电阻一端连接为公共端；所述第一电阻的另一端与所述第一输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述开关电源共地，所述第三电阻的另一端与所述第二输出端连接；所述电压采集端与所述公共端连接。3.根据权利要求1所述的动态调压装置，其特征在于，所述调压模块包括内置PWM信号发生器的处理器，所述处理器用于通过所述第二输出端直接输出PWM信号，并通过调节占空比调节所述第二输出端的电压。4.根据权利要求1所述的动态调压装置，其特征在于，所述第一输出端用于为所述调压模块供电。5.根据权利要求4所述的动态调压装置，其特征在于，所述调压模块包括由MOS管组成的驱动单元以及直接输出高/低电平的处理器；所述驱动单元用于将所述处理器输出的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡乔朋，何孔龙，汪卫华，史凯运，
申请(专利权)人：科大讯飞股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34