本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)及開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

目前電子設(shè)備和器件失效的原因有50％以上是由開關(guān)電源在不同工作使用狀態(tài)下致電源開關(guān)器件(如晶體管)，電應(yīng)力不符合規(guī)格要求所引起。作為開關(guān)電源中轉(zhuǎn)換與傳遞能量的變壓器，無法實(shí)現(xiàn)“零”漏感的情況，此漏感在開關(guān)電源工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的能量，如果處理不好會(huì)在不同工作使用狀態(tài)時(shí)影響開關(guān)電源晶體管電應(yīng)力及其效率，嚴(yán)重的會(huì)使管子擊穿損壞，經(jīng)常會(huì)引起故障，對(duì)開關(guān)電源所在系統(tǒng)的可靠性構(gòu)成威脅，影響正常使用。

現(xiàn)有技術(shù)中比較成熟的開關(guān)電源的吸收回路都是單一固定的，無論輸入電壓高低，負(fù)載功率大小、電壓大小、電流大小，環(huán)境溫度高低，其吸收回路都是不能隨外界參數(shù)變化而變化的，尤其是在惡劣環(huán)境下工作，固定模式的吸收回路有可能會(huì)造成開關(guān)電源中晶體管電應(yīng)力問題。

由此可見，如何提高開關(guān)電源在不同工作狀態(tài)下的適應(yīng)能力是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)及開關(guān)電源，用于提高開關(guān)電源在不同工作狀態(tài)下的適應(yīng)能力。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)，包括：用于采集當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下所述開關(guān)電源的狀態(tài)信號(hào)的信號(hào)采集裝置，與所述采集裝置連接，用于將所述狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接，用于生成與所述狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)吸收深度量的控制器，與所述控制器連接的驅(qū)動(dòng)電路，以及與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，用于通過所述驅(qū)動(dòng)電路接收所述目標(biāo)吸收深度量的吸收回路；

其中，所述吸收回路的輸出端與所述開關(guān)電源的電源開關(guān)器件連接。

優(yōu)選地，還包括：與所述電源開關(guān)器件和所述控制器連接，用于采集所述電源開關(guān)器件的電應(yīng)力信號(hào)的反饋回路。

優(yōu)選地，所述吸收回路具體包括N溝道MOSFET、與所述N溝道MOSFET并聯(lián)連接的第一電阻，以及與所述第一電阻串聯(lián)的第一電容；

其中，所述N溝道MOSFET的柵極與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，所述N溝道MOSFET的源極與所述第一電阻的第二端和所述第一電容的第一端連接，所述N溝道MOSFET的漏極與所述第一電阻的第一端連接，并作為所述吸收回路的第一輸出端與所述電源開關(guān)器件的第一端連接，所述第一電阻的第二端與所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端作為所述吸收回路的第二端與所述電源開關(guān)器件的第二端連接；

其中，所述電源開關(guān)器件為晶體管。

優(yōu)選地，所述吸收回路具體包括與所述驅(qū)動(dòng)電路連接的功率模塊，與所述功率模塊并聯(lián)連接的第二電容，以及二極管；

其中，所述電源開關(guān)器件包括晶體管，所述功率模塊的控制端與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，所述功率模塊的第一端和所述第二電容的第一端連接，所述功率模塊的第二端與所述第二電容的第二端連接，所述第二電容的第二端還與所述二極管的陰極連接，所述二極管的陽極與所述晶體管的漏極連接，所述第二電容的第一端還與所述晶體管的源極和所述功率模塊連接。

優(yōu)選地，所述功率模塊為可調(diào)電阻器。

優(yōu)選地，所述信號(hào)采集裝置包括用于采集當(dāng)前環(huán)境信號(hào)的溫度傳感器或濕度傳感器。

優(yōu)選地，所述信號(hào)采集裝置包括用于采集所述開關(guān)電源的輸入?yún)?shù)的第一電流傳感器和/或第一電壓傳感器。

優(yōu)選地，所述信號(hào)采集裝置包括用于采集所述開關(guān)電源的輸出參數(shù)的第二電流傳感器和/或第二電壓傳感器。

優(yōu)選地，所述控制器為MCU控制器。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種開關(guān)電源，包括電源開關(guān)器件，還包括上述所述的用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所提供的用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)，包括：用于采集當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下開關(guān)電源的狀態(tài)信號(hào)的信號(hào)采集裝置，與采集裝置連接，用于將狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，與信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接，用于生成與狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)吸收深度量的控制器，與控制器連接的驅(qū)動(dòng)電路，以及與驅(qū)動(dòng)電路連接，用于通過驅(qū)動(dòng)電路接收目標(biāo)吸收深度量的吸收回路。由此可見，本系統(tǒng)以開關(guān)電源的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)作為目標(biāo)吸收深度量的調(diào)節(jié)依據(jù)，因此，該目標(biāo)吸收深度量不是固定的，而是與當(dāng)前狀態(tài)信號(hào)有關(guān)，并且是隨著狀態(tài)信號(hào)的改變而改變。以此，無論開關(guān)電源處于何種運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的吸收回路的吸收深度也都是與當(dāng)前狀態(tài)相適應(yīng)的，從而能夠降低開關(guān)電源中晶體管電應(yīng)力問題的風(fēng)險(xiǎn)，提高了開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性。

此外，本實(shí)用新型所提供的開關(guān)電源包括用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)，效果如上所述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種吸收回路的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的一種吸收回路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。

本實(shí)用新型的核心是提供一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)及開關(guān)電源。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)包括：用于采集當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下開關(guān)電源的狀態(tài)信號(hào)的信號(hào)采集裝置10，與采集裝置10連接，用于將狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置11，與信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置11連接，用于生成與狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)吸收深度量的控制器12，與控制器12連接的驅(qū)動(dòng)電路13，以及與驅(qū)動(dòng)電路13連接，用于通過驅(qū)動(dòng)電路13接收目標(biāo)吸收深度量的吸收回路14；其中，吸收回路14的輸出端與開關(guān)電源的電源開關(guān)器件連接。

在具體實(shí)施中，信號(hào)采集裝置10采集當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下，開關(guān)電源的各個(gè)狀態(tài)信號(hào)，以這些狀態(tài)信號(hào)作為目標(biāo)吸收深度量的基準(zhǔn)，可以理解的是，控制器12如何根據(jù)這些狀態(tài)信號(hào)計(jì)算出目標(biāo)吸收深度量可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的算法，只不過本實(shí)用新型中這些狀態(tài)信號(hào)是實(shí)際測(cè)量得到的，換句話說，本實(shí)用新型中的目標(biāo)吸收深度量是在線計(jì)算的，因此，對(duì)應(yīng)的目標(biāo)吸收深度量也會(huì)隨著狀態(tài)信號(hào)的改變而改變?？梢岳斫獾氖牵盘?hào)轉(zhuǎn)換裝置11的對(duì)狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以得到控制器12能夠識(shí)別的信號(hào)。例如，當(dāng)信號(hào)采集裝置10采集的是模擬信號(hào)，且控制器12能夠識(shí)別的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置11可以為A/D轉(zhuǎn)換器。驅(qū)動(dòng)電路13是將控制器12輸出的目標(biāo)吸收深度量發(fā)送至吸收回路14，因此吸收回路14在得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)的同時(shí)也得到了目標(biāo)吸收深度量，然后根據(jù)目標(biāo)吸收深度量進(jìn)行能量吸收。可以理解的是，吸收回路14可以是現(xiàn)有技術(shù)中的吸收回路，只不過，現(xiàn)有技術(shù)中的吸收回路14是以一個(gè)固定的吸收深度量作為輸入進(jìn)行能量吸收，本實(shí)用新型中，吸收回路14是以一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的吸收深度量作為輸入進(jìn)行能量吸收。

本實(shí)施例提供的用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)，包括：用于采集當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下開關(guān)電源的狀態(tài)信號(hào)的信號(hào)采集裝置，與采集裝置連接，用于將狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，與信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接，用于生成與狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)吸收深度量的控制器，與控制器連接的驅(qū)動(dòng)電路，以及與驅(qū)動(dòng)電路連接，用于通過驅(qū)動(dòng)電路接收目標(biāo)吸收深度量的吸收回路。由此可見，本系統(tǒng)以開關(guān)電源的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)作為目標(biāo)吸收深度量的調(diào)節(jié)依據(jù)，因此，該目標(biāo)吸收深度量不是固定的，而是與當(dāng)前狀態(tài)信號(hào)有關(guān)，并且是隨著狀態(tài)信號(hào)的改變而改變。以此，無論開關(guān)電源處于何種運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的吸收回路的吸收深度也都是與當(dāng)前狀態(tài)相適應(yīng)的，從而能夠降低開關(guān)電源中晶體管電應(yīng)力問題的風(fēng)險(xiǎn)，提高了開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性。

圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的一種用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，還包括：與電源開關(guān)器件和控制器12連接，用于采集電源開關(guān)器件的電應(yīng)力信號(hào)的反饋回路15。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例增加了反饋回路15，反饋回路15是將采集到的電源開關(guān)器件的電應(yīng)力信號(hào)反饋至控制器12，控制器12根據(jù)反饋回來的信號(hào)與設(shè)定的閾值相比較，如果沒有達(dá)到該閾值，則增大目標(biāo)吸收深度量，直到反饋回來的信號(hào)與設(shè)定的閾值相同為止。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種吸收回路的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，吸收回路14具體包括N溝道MOSFET，符號(hào)為Q1、與N溝道MOSFET并聯(lián)連接的第一電阻R1，以及與第一電阻R1串聯(lián)的第一電容C1；

其中，N溝道MOSFET的柵極G與驅(qū)動(dòng)電路連接，N溝道MOSFET的源極S與第一電阻R1的第二端和第一電容C1的第一端連接，N溝道MOSFET的漏極D與第一電阻R1的第一端連接，并作為吸收回路14的第一輸出端與電源開關(guān)器件的第一端連接，第一電阻R1的第二端與第一電容C1的第一端連接，第一電容C1的第二端作為吸收回路14的第二端與電源開關(guān)器件的第二端連接；其中，電源開關(guān)器件為晶體管Q2。

在具體實(shí)施中，控制器12將目標(biāo)吸收深度量送到N溝道MOSFET的柵極，來控制N溝道MOSFET工作于線性狀態(tài)，從而改變吸收回路14中阻值{R＝R1*R_Q1/(R1+R_Q1)}，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)吸收回路策略。由上可知，圖3對(duì)應(yīng)的吸收回路雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)吸收策略，但是其缺點(diǎn)是電路中電阻存在部分能量損耗。

需要說明的是，圖3只是一種具體的應(yīng)用場景，吸收回路的構(gòu)成并不是只有這一種形式，還可以是其它器件組成，例如采用P溝道MOSFET，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到以P溝道MOSFET構(gòu)成的吸收回路的結(jié)構(gòu)，因此，本實(shí)用新型不再贅述。

圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的一種吸收回路的結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，吸收回路14具體包括與驅(qū)動(dòng)電路13連接的功率模塊140，與功率模塊140并聯(lián)連接的第二電容C2，以及二極管D1。

其中，電源開關(guān)器件包括晶體管Q2，功率模塊140的控制端與驅(qū)動(dòng)電路13連接，功率模塊140的第一端和第二電容C2的第一端連接，功率模塊140的第二端與第二電容C2的第二端連接，第二電容C2的第二端還與二極管D1的陰極連接，二極管D1的陽極與晶體管Q2的漏極連接，第二電容C2的第一端還與晶體管Q2的源極和功率模塊140連接。

在本實(shí)施例中，功率模塊140，二極管D1以及第二電容C2連接構(gòu)成一個(gè)無源吸收電路，功率模塊140并聯(lián)與第二電容C2兩端實(shí)現(xiàn)一組自適應(yīng)吸收回路策略。在具體實(shí)施中，控制器12將目標(biāo)吸收深度量送到功率模塊140的控制端，來控制功率模塊140的功率大小，從而改變吸收回路14中阻值{R＝R1*R_功率模塊/(R1+R_功率模塊)}，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)吸收回路策略。該吸收回路的優(yōu)點(diǎn)是電路中不存在能量損耗，兼顧高效率節(jié)能的效果。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，功率模塊140為可調(diào)電阻器。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，信號(hào)采集裝置10包括用于采集當(dāng)前環(huán)境信號(hào)的溫度傳感器或濕度傳感器。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，信號(hào)采集裝置10包括用于采集開關(guān)電源的輸入?yún)?shù)的第一電流傳感器和/或第一電壓傳感器。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，信號(hào)采集裝置10包括用于采集開關(guān)電源的輸出參數(shù)的第二電流傳感器和/或第二電壓傳感器。

可以理解的是，信號(hào)采集裝置10的作用是采集開關(guān)電源的狀態(tài)信號(hào)，而狀態(tài)信號(hào)有很多，例如溫度參數(shù)，濕度參數(shù)、輸入電流信號(hào)、輸入電壓信號(hào)，輸出電流信號(hào)以及輸出電壓信號(hào)等，因此，信號(hào)采集裝置10可以包含任意形式的采集裝置，不限定上述幾種。另外，采集的狀態(tài)信號(hào)越多，則吸收回路14的作用越明顯，即對(duì)開關(guān)電源晶體管電應(yīng)力的影響越小，但是狀態(tài)信號(hào)的增多，會(huì)導(dǎo)致控制器12的處理量增大。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，控制器12為MCU控制器。

可以理解的是，控制器可以為任意形式的控制器，并不一定限定是MCU控制器。

一種開關(guān)電源，包括電源開關(guān)器件，還包括上述任一實(shí)施例提供的用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)。

由于本實(shí)施例中的用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)在上述實(shí)施例中均進(jìn)行了詳細(xì)的描述，因此，本實(shí)施例暫不贅述。

本實(shí)施例提供的開關(guān)電源，包括用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：用于采集當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下開關(guān)電源的狀態(tài)信號(hào)的信號(hào)采集裝置，與采集裝置連接，用于將狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，與信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接，用于生成與狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)吸收深度量的控制器，與控制器連接的驅(qū)動(dòng)電路，以及與驅(qū)動(dòng)電路連接，用于通過驅(qū)動(dòng)電路接收目標(biāo)吸收深度量的吸收回路。由此可見，本系統(tǒng)以開關(guān)電源的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)作為目標(biāo)吸收深度量的調(diào)節(jié)依據(jù)，因此，該目標(biāo)吸收深度量不是固定的，而是與當(dāng)前狀態(tài)信號(hào)有關(guān)，并且是隨著狀態(tài)信號(hào)的改變而改變。以此，無論開關(guān)電源處于何種運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的吸收回路的吸收深度也都是與當(dāng)前狀態(tài)相適應(yīng)的，從而能夠降低開關(guān)電源中晶體管電應(yīng)力問題的風(fēng)險(xiǎn)，提高了開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性。

以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的用于開關(guān)電源的自適應(yīng)吸收系統(tǒng)及開關(guān)電源進(jìn)行了詳細(xì)介紹。說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。