專利名稱：用于調(diào)節(jié)電源電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)電子電路的電源電壓的方法，根據(jù)該 方法，通過(guò)參考電壓和一部分調(diào)節(jié)的電源電壓之間的放大的差來(lái)控制 具有可變電阻率的調(diào)節(jié)元件，其在調(diào)節(jié)電路內(nèi)傳導(dǎo)用于電子電路的電 源電流并向其輸入端施加外部電源電壓，因此本發(fā)明的方法適合用于 給數(shù)據(jù)處理設(shè)備提供電流。
背景技術(shù)：
電子電路布線的基本要求之一就是在電源電壓改變時(shí)或者在電 源電壓存儲(chǔ)器在干擾時(shí)保證其穩(wěn)定性。
通過(guò)調(diào)節(jié)電子電路的電源電壓，在一方面希望通過(guò)最低的有效 電壓獲得適合用于電子電路的電壓，而在另一方面則希望盡可能地降 低所述有效電壓的干擾水平。這兩種希望是彼此沖突的，這是因?yàn)樵?是成功地降低了有效電壓的干擾水平，則有效電壓和提供給電子電路 的電壓之間的差就越高。因此，調(diào)節(jié)電路兩端的較高壓降確保了較好 地抵抗有效電壓存儲(chǔ)器在的干擾。但是，與此相反，在指定的有效電 壓下要求盡可能高的調(diào)節(jié)電壓就意味著調(diào)節(jié)電路兩端的較低壓降。
當(dāng)電源電壓存儲(chǔ)器在強(qiáng)干擾或者被供電的電子電路抗干擾能力 差時(shí)，必須通過(guò)調(diào)節(jié)電源電壓來(lái)改善電源電壓關(guān)于穩(wěn)定性方面和干擾 水平的質(zhì)量。
例如，已使用了一種已知的調(diào)節(jié)電路l'(例如US20030111987A1 和US20050248325A1),其調(diào)節(jié)的輸出電壓提供給電子電路2(圖1)。調(diào)節(jié)電路l'輸入端的外部電源電壓必須高于調(diào)節(jié)的電源電壓并且不允
許大幅度變化。傳導(dǎo)用于電子電路2的電源電流并向其輸入端施加外 部電源電壓的調(diào)節(jié)晶體管被用作具有可變電阻的調(diào)節(jié)元件11。其電 導(dǎo)率由放大器12的輸出電壓控制，放大器12放大來(lái)自發(fā)生器13'的 恒定參考電壓和由分壓器14確定的調(diào)節(jié)電源電壓的一部分之間的 差，分壓器14由隔直流電容器15隔直流。
而且，已知一種用于調(diào)節(jié)電源電壓的電路(US2003/0111987)，盡 管該電路兩端的壓降低，然而通過(guò)該電路，仍然通過(guò)從外部電源電壓 減去誤差放大器的輸出電壓所得的減法器輸出電壓控制可變電阻調(diào)節(jié) 元件，由此提高了對(duì)外部電源電壓的抗干擾能力，該放大器放大了恒 定的參考電壓和由分壓器確定的一部分調(diào)節(jié)的電源電壓之間的差。由
至少 一 部分控制電壓，因此對(duì)存在于電源電壓內(nèi)的千擾的響應(yīng)更快。
但是在外部電源電壓已經(jīng)比所提供的電壓更高的情況下，就無(wú) 法在調(diào)節(jié)電路兩端的壓降和其抗干擾能力之間獲得合理的折衷。因此 上述的調(diào)節(jié)電路在外部電源電壓可能會(huì)在運(yùn)行期間改變時(shí)或在同一調(diào) 節(jié)電路應(yīng)該在更大的外部電源電壓范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)就無(wú)法很好地發(fā)揮作 用。
當(dāng)有必要向在寬范圍的電源電壓下運(yùn)行并且在指定的外部電源 電壓下需要盡可能高的調(diào)節(jié)的電源電壓以獲得盡可能高的輸出功率的 電子電路供電時(shí)，調(diào)節(jié)的電源電壓必須在外部電源電壓每一次的較大 變動(dòng)時(shí)被特別設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。在調(diào)節(jié)電壓盡可能高并且與此 同時(shí)調(diào)節(jié)電路也以令人滿意的方式發(fā)揮作用時(shí)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化運(yùn)行
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)一種用于調(diào)節(jié)電源電壓的方 法，以使得在每一個(gè)有效的外部電源電壓下的高質(zhì)量調(diào)節(jié)的電源電壓 相對(duì)于外部電源電壓內(nèi)的預(yù)期干擾而言都是盡可能高的。
其特征在于第一項(xiàng)權(quán)利要求的特征部分的技術(shù)特征，以及由從屬權(quán)利 要求限定的實(shí)施例的變形。
因此，本發(fā)明用于調(diào)節(jié)電源電壓的方法使得將電源電壓自動(dòng)設(shè) 置為最高值成為可能，此時(shí)仍然保證了其關(guān)于降低干擾水平方面的質(zhì)


現(xiàn)通過(guò)參照附圖對(duì)實(shí)施例及其變形的說(shuō)明來(lái)更加詳細(xì)地介紹本
發(fā)明，在附圖中
圖2是調(diào)節(jié)電路，通過(guò)該電路實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)電源電 壓的方法；和
圖3是表示在圖2中的調(diào)節(jié)電路和被供電的電子電路開(kāi)始運(yùn)行 之后以下參量的時(shí)間相關(guān)性的曲線圖，也就是 外部電源電壓和調(diào)節(jié)的電源電壓(第一窗口)， 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的調(diào)節(jié)電路兩端的壓降(第二窗口)，以及 為電子電路供電的調(diào)節(jié)電路輸出端的電流(第三窗口)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)電源電壓Uo的方法可以用調(diào)節(jié)電路1實(shí)現(xiàn)， 其輸出的調(diào)節(jié)電壓Uo在其輸出端o處以電流Io為電子電路2供電 (圖2)。在其輸入端i存在外部電源電壓Ui的調(diào)節(jié)元件11由放大器
812的輸出電壓控制，放大器12放大來(lái)自受控的可變參考電壓發(fā)生器 13的參考電壓輸出和通過(guò)分壓器14設(shè)定的一部分調(diào)節(jié)電源電壓Uo 之間的差，所述分壓器14由隔直流電容15分流。由測(cè)量裝置16測(cè) 量的調(diào)節(jié)元件11兩端的壓降被加至控制電路17,在一方面，根據(jù)本 發(fā)明的用于調(diào)節(jié)電源電壓Uo的方法，控制電路17在發(fā)生器13的輸 出端設(shè)定參考電壓值，而在另一方面，其將電子電路2置于最大電流 消耗狀態(tài)。
根據(jù)提出的方法，在第一步中檢測(cè)一個(gè)時(shí)刻tos，調(diào)節(jié)電路l和 電子電路2在該時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)行(圖3中的第一窗口)。調(diào)節(jié)電路和電子 電路開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)刻tos,是兩組差——也就是外部電源電壓Ui和調(diào) 節(jié)的電源電壓Uo在先后進(jìn)行的兩次測(cè)量中獲得的兩組差一一降低到 低于選定值的時(shí)刻，所述選定值的范圍為從10mV到100mV的區(qū) 間。但是，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)刻tos也可以由被提供用于設(shè)置被供電的電子 電路2的工作狀態(tài)的信號(hào)確定。
在所提出方法的第二步中，在所述的運(yùn)行開(kāi)始時(shí)刻tos設(shè)定參考 電壓值，使得調(diào)節(jié)的電源電壓Uo等于電子電路2的最大可允許電源 電壓(圖3中的第二窗口)。與此同時(shí)，被供電的電子電路2將其自身 置于最大電流消耗狀態(tài)(圖3中的第三窗口)。調(diào)節(jié)電路1隨后被滿 載。因此，設(shè)定是在最大需求的工作狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的。
在以下的幾個(gè)步驟中，以幾毫秒的規(guī)則時(shí)間間隔測(cè)量所述調(diào)節(jié) 元件11兩端的工作壓降(Ui-Uo)w，并隨后每次都將參考電壓降低一 定數(shù)量。也就是說(shuō)，在0.1毫秒到幾毫秒的規(guī)則時(shí)間間隔內(nèi)將工作壓 降(Ui-Uo)w增加AUow的數(shù)量，其數(shù)值范圍在20mV到300mV的區(qū) 間內(nèi)變化(圖3中的第二窗口)。進(jìn)行這樣的步驟直到所述工作壓降 (Ui-Uo)w低于或等于要在下文中定義的所述工作壓降的選定最優(yōu)值 (Ui-Uo)optim為止。在所述工作壓降(Ui-Uo)w超出選定的所述工作壓降的最適當(dāng)值 (Ui-Uo)optim時(shí)，在時(shí)刻tnos執(zhí)行所提出方法的以下步驟，其中， 在該步驟中被供電的電子電路2將其自身置于正常電流消耗的狀態(tài)。 調(diào)節(jié)電路l的已完成設(shè)定被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例對(duì)調(diào)節(jié)的電源電壓Uo進(jìn)行設(shè)定。然而，根據(jù)實(shí)施例的變形，從置于正常電流消耗狀態(tài)開(kāi)始不間 斷地測(cè)量所述工作壓降(Ui-Uo)w。如果其值由于外部電源電壓Ui內(nèi) 的干擾而下降到低于選定的所述工作壓降的最小值(Ui-Uo)min，那么 作為所提出方法的下一步驟，在干擾對(duì)電子電路2有潛在危險(xiǎn)的情況 下在存儲(chǔ)器中設(shè)置標(biāo)記，干擾對(duì)電子電路2有潛在危險(xiǎn)的情況將在下 文中定義。該標(biāo)記警告，在調(diào)節(jié)電路1和電子電路2在存儲(chǔ)器中設(shè)置 了標(biāo)記之后開(kāi)始第 一次運(yùn)行之后，應(yīng)該根據(jù)所提出的方法進(jìn)行以下步 驟以增加了一定數(shù)量AUow的所述工作壓降(Ui-Uo)w給電子電路2 供電。根據(jù)所提出的方法，在存儲(chǔ)器中設(shè)置標(biāo)記之后，在電子電路2 第 一 次改變?yōu)樾菝郀顟B(tài)或待機(jī)狀態(tài)時(shí)(例如在所提出的方法被用于給 計(jì)算機(jī)供電時(shí))，調(diào)節(jié)電路1和電子電路2就可以開(kāi)始以增加了一定 數(shù)量AUow的工作壓降(Ui-Uo)w運(yùn)行。此處，所述工作壓降(Ui-Uo)w仍然能夠使調(diào)節(jié)電路1正常工作 的最小值被選擇為所述工作壓降的所述最小值(Ui-Uo)min(圖3中的 第二窗口)。降低外部電源電壓Ui中存在的干擾的期望水平是通過(guò)調(diào) 節(jié)電路1兩端的所述必須的最小壓降定義的。因此，本發(fā)明的方法允 許外部電源電壓Ui變化，并且也允許將相同的調(diào)節(jié)電路1用于不同的外部電源電壓Ui。用一種在兩個(gè)相反的要求之間獲得折衷的方式 將調(diào)節(jié)的電源電壓Uo調(diào)節(jié)為外部電源電壓Ui，所述相反的要求是對(duì) 可能的最高調(diào)節(jié)電源電壓Uo的要求和對(duì)降低外部電源電壓Ui存儲(chǔ) 器在的干擾的期望水平的要求。在從100mV到500mV的區(qū)間范圍內(nèi) 選擇調(diào)節(jié)電路1兩端的工作壓降的最小值(Ui-Uo)min,并且該最小值 在根據(jù)圖3的實(shí)施例中等于120mV。該值被設(shè)定在控制電路17的配 置寄存器中。但是如果對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)該值相對(duì)于他對(duì)外部電源電壓 Ui存儲(chǔ)器在的干擾的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)來(lái)說(shuō)是恰當(dāng)?shù)?，那么其可以設(shè)定更 高的值，。增加了外部電源電壓Ui內(nèi)干擾的期望水平的所述工作壓降的所 述最小值(Ui-Uo)min凈皮選擇為所述工作壓降的所述最適當(dāng)值(Ui-Uo)optim。具有以下兩種特征之一的在外部電源電壓Ui存儲(chǔ)器在的干擾被 認(rèn)為是對(duì)電子電路2有潛在危險(xiǎn)的。-在其影響下工作壓降(Ui-Uo)w在進(jìn)入電子電路2的最高頻率 信號(hào)的半周期的時(shí)段內(nèi)或者在電子電路2的最高頻率內(nèi)部信號(hào)的半周 期的時(shí)段內(nèi)降低到低于選定的最小值(Ui-Uo)min;-以低于進(jìn)入電子電路2的信號(hào)的最高頻率或者電子電路2的內(nèi) 部信號(hào)的最高頻率的頻率出現(xiàn)的短時(shí)間干擾。根據(jù)本發(fā)明的方法，還在調(diào)節(jié)電路1和電子電路2的第一次運(yùn) 行開(kāi)始之后，在所述工作壓降已經(jīng)由于有潛在危險(xiǎn)的干擾而被先期增 加了 AUow之后，只有在即使以所述增加了的工作壓降下的先前運(yùn) 行中，工作壓降的值由于外部電源電壓Ui中的千擾而在任意時(shí)刻多 次降低到所述工作壓降選定的保持值(Ui-Uo)m以下，此時(shí)調(diào)節(jié)電路1 和電子電路2才會(huì)以增加了一定數(shù)量AUow的工作壓降(Ui-Uo)w再這里，被增加了增加所述工作壓降的一定數(shù)量AUow的所述工 作壓降的最小值(Ui-Uo)min被選擇作為所述工作壓降的所述保持值 (Ui-Uo)m(圖3中的第二窗口)。所述工作壓降的保持值(Ui-Uo)m大約 是所述工作壓降的最小值(Ui-Uo)min的1.5倍。該值是在從120mV 到700mV的區(qū)間范圍內(nèi)選擇的。
權(quán)利要求
1、一種用于調(diào)節(jié)電子電路的電源電壓Uo的方法，根據(jù)該方法，通過(guò)參考電壓和調(diào)節(jié)的電源電壓Uo的一部分之間的放大的差來(lái)控制具有可變電阻率的調(diào)節(jié)元件，所述調(diào)節(jié)元件在調(diào)節(jié)電路中傳導(dǎo)用于電子電路的電源電流并且外部電源電壓Ui施加到該調(diào)節(jié)元件，其特征在于檢測(cè)一個(gè)時(shí)刻，調(diào)節(jié)電路和電子電路在該時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)行，在所述的運(yùn)行開(kāi)始時(shí)刻設(shè)定這樣的參考電壓值，使得調(diào)節(jié)的電源電壓Uo等于電子電路的最大可允許電源電壓，并且被供電的電子電路將其自身置于最大電流消耗狀態(tài)，以規(guī)則的時(shí)間間隔測(cè)量所述調(diào)節(jié)元件兩端的工作壓降(Ui-Uo)w并隨后每次都將參考電壓降低一定數(shù)量，直到所述工作壓降(Ui-Uo)w低于或等于選定的所述工作壓降的最適當(dāng)值(Ui-Uo)optim為止，以及被供電的電子電路在所述工作壓降(Ui-Uo)w超出選定的所述壓降的最適當(dāng)值(Ui-Uo)optim時(shí)將其自身置于正常的電流消耗狀態(tài)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于從置于正常電流狀態(tài)開(kāi)始不間斷地測(cè)量所述工作壓降(Ui-Uo)w，并且如果其值由于外部電源電壓Ui內(nèi)的干擾而下降到低于選定的所述工作壓降的最小值(Ui-Uo)min，則在干擾對(duì)電子電路有潛在危險(xiǎn)的情況下在存儲(chǔ)器中設(shè)定標(biāo)記，該標(biāo)記表明在存儲(chǔ)器中設(shè)定標(biāo)記之后在調(diào)節(jié)電路和電子電路開(kāi)始第一次運(yùn)4亍之后，應(yīng)當(dāng)以增加了一定數(shù)量AUow的所述工作壓降(Ui-Uo)w給電子電路供電。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述工作壓降(Ui-Uo)w至少在進(jìn)入電子電路的最高頻率信號(hào)的半周期的時(shí)段內(nèi)或者在電子電路中的最高頻率內(nèi)部信號(hào)的半周期的時(shí)段內(nèi)降低到低于選定的所述工作壓降的最小值(Ui-Uo)min，被認(rèn)為是對(duì)電子電路有潛在危險(xiǎn)的干擾。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于以低于進(jìn)入電子電路的信號(hào)的最高頻率或者電子電路的內(nèi)部信號(hào)的最高頻率的頻率出現(xiàn)的短時(shí)間干擾被認(rèn)為是對(duì)電子電路有潛在危險(xiǎn)的干擾。
5、 如4又利要求3或4所述的方法，其特征在于在已經(jīng)在存儲(chǔ)器中設(shè)定了標(biāo)記之后，在電子電路第一次改變?yōu)樾菝郀顟B(tài)或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)電路和電子電路開(kāi)始以增加了一定數(shù)量△ Uow的工作壓降(Ui-Uo)w運(yùn)行。
6、 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于此外，在調(diào)節(jié)電路和電子電路的第一次運(yùn)行開(kāi)始之后，在所述工作壓降(Ui-Uo)w已經(jīng)由于潛在危險(xiǎn)的干擾而被在先前增加了一定的數(shù)量AUow之后，只有在先前運(yùn)行也處于所述增加了的工作壓降，工作壓降的值曾經(jīng)由于外部電源電壓Ui中的干擾而反復(fù)降低到所述工作壓降選定的保持值(Ui-Uo)m以下的情況下，調(diào)節(jié)電路和電子電路才會(huì)以增加了一定數(shù)量AUow的工作壓降重新運(yùn)行。
7、 如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于調(diào)節(jié)電路和電子電路開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)刻是如下兩個(gè)數(shù)值的兩組差降低到低于范圍在10mV到100mV區(qū)間內(nèi)的選定值的時(shí)刻，所述兩個(gè)數(shù)值是先后測(cè)量的外部電源電壓Ui和調(diào)節(jié)的電源電壓Uo。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于最大電流消耗狀態(tài)下的所述工作壓降(Ui-Uo)w在0.1毫秒到幾毫秒的規(guī)則時(shí)間間隔內(nèi)增加數(shù)量AUow，其值的范圍在100mV到300mV的區(qū)間內(nèi)。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述工作壓降(Ui-Uo)w仍然能夠使調(diào)節(jié)電路正常工作的最小值被選擇作為所述工作壓降的所述最小值(Ui-Uo)min。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在從100mV到500mV的區(qū)間范圍內(nèi)選擇所述工作壓降的所述最小值(Ui-Uo)min。
11、 如權(quán)利要求9或IO所述的方法，其特征在于述最適當(dāng)值(Ui-Uo)optim被選擇作為所述工作壓降的所述最適當(dāng)值(Ui-Uo)min。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在增加所述工作壓降時(shí)增加了 一定數(shù)量△ Uow的所述工作壓降的所述最小值(Ui-Uo)min被選擇作為所述工作壓降的所述保持值(Ui-Uo)m。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述工作壓降的所述保持值(Ui-Uo)m大約是所述工作壓降的最小值(Ui-Uo)min的1.5倍。
14、 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于在從120mV到700mV的區(qū)間范圍內(nèi)選擇所述工作壓降的所述 保持值(Ui-Uo)m。
全文摘要
根據(jù)用于調(diào)節(jié)電子電路的電源電壓Uo的方法，通過(guò)參考電壓和調(diào)節(jié)的電源電壓Uo的一部分之間放大的差來(lái)控制具有可變電阻率的調(diào)節(jié)元件，以及外部電源電壓Ui被加至所述調(diào)節(jié)元件的輸入端，因此首先檢測(cè)調(diào)節(jié)電路和電子電路刻開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)刻，并隨后在所述時(shí)刻設(shè)定這樣的參考電壓值使調(diào)節(jié)的電源電壓Uo等于電子電路的最大可允許電源電壓并且被供電的電子電路將其自身置于最大電流消耗狀態(tài)。然后以規(guī)則的時(shí)間間隔測(cè)量所述調(diào)節(jié)元件上的工作壓降(Ui-Uo)w并隨后每次都將參考電壓降低一定數(shù)量，直到所述工作壓降(Ui-Uo)w低于或等于選定的所述工作壓降的最適當(dāng)值(Ui-Uo)optim為止。被供電的電子電路在所述工作壓降(Ui-Uo)w已超出選定的所述壓降的最適當(dāng)值(Ui-Uo)optim時(shí)將其自身置于正常的電流消耗狀態(tài)。根據(jù)變形的實(shí)施例，隨后就不間斷地測(cè)量工作壓降(Ui-Uo)w并且如果其值由于外部電源電壓Ui內(nèi)的干擾而下降到低于選定的所述工作壓降的最小值(Ui-Uo)min，那么就在干擾對(duì)電子電路有潛在危險(xiǎn)的情況下在存儲(chǔ)器中設(shè)定標(biāo)記，該標(biāo)記表明在調(diào)節(jié)電路和電子電路隨著存儲(chǔ)器中的標(biāo)記設(shè)定而開(kāi)始第一次運(yùn)行之后，應(yīng)該以增加了一定數(shù)量ΔUow的所述工作壓降(Ui-Uo)w給電子電路供電。本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)電源電壓的方法使得將電源電壓自動(dòng)設(shè)置為可能的最高值成為可能，由此相對(duì)于降低干擾水平，仍然保證了其質(zhì)量。
文檔編號(hào)G05F1/10GK101657774SQ200780052768
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者安德烈·沃多皮韋茨, 溫科·昆茨, 馬亞·阿塔納西耶維奇·昆茨 申請(qǐng)人:溫科·昆茨;馬亞·阿塔納西耶維奇·昆茨;安德烈·沃多皮韋茨