[发明专利]电源及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源及其操作方法，更特别地是涉及一种开关电源及使这种电源不受电压和电流变化影响的方法。

背景技术

开关电源（SMPS）是一种众所周知的电源，适用于对标准输入电源（如，市电电源）执行转换操作并提供所需的电源输出。开关电源（SMPS）包括一开关式调节器，将输入转换至一变压器，该变压器与一存储元件如电容或电感连接。利用开关频率，和/或变压器/电容/电感特性来调节输出电压。

已知的是，应用不同的技术手段至开关电源（SMPS），以改进其操作，例如，为了减少开关电源（SMPS）中的电磁干扰（EMI）而采用扩频调制。

然而，开关电源（SMPS）的一个问题与一些变压器有关，系统温度的升高可能导致变压器绕组的导线绝缘体的退化，由于绝缘体可能在相邻绕组之间融化，还可能导致变压器内短路。由这种短路产生的高电流水平将损坏系统中的电气元件。

另一个问题是，开关电源（SMPS）内的电压波动会导致SMPS输出中的波动，这可能导致连接至该SMPS输出的任何元件受损，或由于错误的电压水平导致错误的功能。

本发明的一个目的是提供一种电源及控制这种电源的方法，使得电气元件免受由电压和电流的变化而引起的损害。

发明内容

因此，本发明提供了一种控制开关电源的方法，该开关电源包括：开关电路，用于接收供电电压并输出开关电压，以及连接至所述开关电路的转换器电路，由所述开关电压驱动产生所需的输出电压，该方法包括以下步骤：

向所述开关电路提供驱动信号，以调节所述开关电路的开关频率，以及

对所述驱动信号实施扩频调制，以减少电源中的电磁干扰，其中，该方法进一步包括以下步骤：

在所述开关电路运行期间，对所述开关电路监控供电电压，以及

若所述监测到的供电电压降至运行的电压阈值之下，则停止所述开关电路的运行。

由于系统能检测所监测到的供电电压中的错误，并能够根据这种错误的检测来终止电路的运行，该系统的运行具有故障保护功能，能够防止电路元件受损，提供稳定的输出电压和减少电磁干扰。

优选地，该方法进一步包括启动程序，用于开启所述开关电路的运行，该启动程序包括：当所述开关电路不可运行时，监测输入至所述开关电路的供电电压，以及当所述监测到的供电电压超出启动电压阈值时，开启所述开关电路。

通过在运行之前监测启动电压，并确保该电压超过所要求的启动电压阈值，使该系统能够确保开关电源（SMPS）的顺利运行，以及确保稳定的输出电压。

优选地，所述启动电压阈值大于所述运行电压阈值。

由于所需的启动电压大于运行电压阈值，这为电压供应带来了滞后效应，并为系统提供了进一步的故障保护功能，确保其顺利运行。

优选地，监测步骤包括：

对多个连续的供电电压采样，

对所述多个采样的供电电压求平均值，得出平均供电电压值，以及

将平均供电电压值与电压阈值进行比较。

当与电压阈值比较时，由于供电电压是平均值，供电或检测中的间歇性临时错误都被故障保护系统过滤，从而使该装置的运行更加可靠。

优选地，该方法进一步包括以下步骤：

在所述开关电路运行期间，监测通过所述开关电路的电流，以及

若所述监测到的电流超出电流阈值，则停止所述开关电路的运行。

通过监测电流，该系统能够防止系统元件，如变压器绕组，由于高电流水平，例如由于增加的系统温度/增加的电流引起的高电流水平而导致的损害。

优选地，所述电源包括与所述开关电路串联的电阻，并且其中，所述电流监测包括测量通过所述电阻的电流。

优选地，所述监测电流的步骤包括：

对多个连续电流值采样，

对所述多个采样的电流值求平均值，得到第一平均电流值，以及

将所述第一平均电流值与电流阈值进行比较。

优选地，所述比较的步骤包括：

记录多个连续平均的电流值，其中，当预定数量的所述多个平均电流值超出所述电流阈值时，执行所述停止所述开关电路的运行的步骤。

通过监测一系列平均电流值，有效地执行所监测到电流的滑动窗口过滤（siliding window filtering）算法，使错误从所监测到的电流中的不正确的检测或较小的峰值中去除。

优选地，所述监测运行的供电电压的步骤和所述监测电流的步骤中，至少有一个步骤与所述将扩频调制应用至所述驱动信号的步骤并列执行。