一种用于电源管理器的输出功率自适应系统和方法

技术领域

本发明涉及输出功率自适应技术领域，尤其涉及一种用于电源管理器的输出功率自适应系统和方法。

背景技术

电源管理器主要用于为电池进行充电，也可以用于直接供电，必要时还可以支持对设备的蓄电池实施维护。目前市场上的电源管理器无法做到根据负载的情况对输出功率进行自适应匹配，从而导致电源管理器的使用范围比较窄，给使用者带来很多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电源管理器的输出功率自适应系统和方法，用以解决针对电源管理器的负载进行功率自适应的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于电源管理器的输出功率自适应系统，该系统包括微处理器，所述微处理器用于控制所述电源管理器的升压电路的开启和关闭，所述微处理器包括：输入电压监测单元，用于监测所述电源管理器的输入电压；输出电流监测单元，用于监测所述电源管理器的输出电流；输出电压监测单元，用于监测所述电源管理器的输出电压；恒流调节单元，用于根据所述输出电流和所述输出电压调节所述电源管理器输出端的恒流值，以使得所述电源管理器的输出功率达到稳定状态；以及控制单元，用于根据所述输入电压、所述输出电压和所述输出电流来控制所述升压电路的开启和关闭。

优选地，所述恒流调节单元还用于：在所述输出电流大于或等于输出设置电流且所述输出电压小于或等于跌落电压阈值的情况下，则减小所述恒流值至恒流设置值，使得所述输出电压大于所述跌落电压阈值，再以预定步长逐步加大所述恒流值，直至所述输出电压小于或等于所述跌落电压阈值，再以预设电流量减小所述恒流值；其中，所述控制单元在所述恒流调节单元以所述预设电流量减小所述恒流值之后，控制开启所述升压电路；所述控制单元还用于在所述输入电压大于或等于输出设置电压的情况下，控制关闭所述升压电路。

优选地，所述电源管理器具有多个通道，所述微处理器还包括：标识单元，用于对所述电源管理器的多个通道进行标识，将所关闭的升压电路对应的通道标识为正在进行功率自适应调节，将所开启的升压电路对应的通道标识为未在进行功率自适应调节；其中，所述恒流调节单元还用于结合所述电源管理器的多个通道的标识来调节所述电源管理器输出端的恒流值。

优选地，所述微处理器还包括：定时单元，用于在所述控制单元控制关闭所述升压电路且标识单元将当前通道标识为正在进行功率自适应调节的情况下开始计时；其中，所述控制单元还用于在所述输出电压比所述输入电压小且所述输出电压与所述输入电压之差大于预定压差阈值的情况下，判断所述定时单元的计时时间是否达到预定时间阈值，若所述计时时间达到所述预定时间阈值，则所述恒流调节单元重新调节所述电源管理器输出端的所述恒流值。

优选地，所述控制单元还用于：根据所述电源管理器的多个通道中的每一个通道的输出设置电流和输出设置电压来分别计算每一个通道的输出设置功率；根据当前通道的输出电流和输出电压计算当前通道的输出功率；以及根据所述电源管理器的多个通道中的当前通道的输出功率与除了该当前通道的其它通道的输出设置功率的比值来设置其它通道的输出端的恒流值。

相应地，本发明还提供了一种用于电源管理器的输出功率自适应方法，该方法包括：监测所述电源管理器的输入电压；监测所述电源管理器的输出电流；监测所述电源管理器的输出电压；根据所述输出电流和所述输出电压调节所述电源管理器输出端的恒流值，以使得所述电源管理器的输出功率达到稳定状态；以及根据所述输入电压、所述输出电压和所述输出电流来控制所述升压电路的开启和关闭。

优选地，所述调节所述电源管理器输出端的恒流值包括：在所述输出电流大于或等于输出设置电流且所述输出电压小于或等于跌落电压阈值的情况下，则减小所述恒流值至恒流设置值，使得所述输出电压大于所述跌落电压阈值，再以预定步长逐步加大所述恒流值，直至所述输出电压小于或等于所述跌落电压阈值，再以预设电流量减小所述恒流值；其中，在以所述预设电流量减小所述恒流值之后，控制开启所述升压电路；在所述输入电压大于或等于输出设置电压的情况下，控制关闭所述升压电路。

优选地，所述电源管理器具有多个通道，该方法还包括：对所述电源管理器的多个通道进行标识，将所关闭的升压电路对应的通道标识为正在进行功率自适应调节，将所开启的升压电路对应的通道标识为未在进行功率自适应调节；其中，所述调节所述电源管理器输出端的恒流值还包括结合所述电源管理器的多个通道的标识来调节所述电源管理器输出端的恒流值。

优选地，该方法还包括：在控制关闭所述升压电路且标识单元将当前通道标识为正在进行功率自适应调节的情况下开始计时；以及在所述输出电压比所述输入电压小且所述输出电压与所述输入电压之差大于预定压差阈值的情况下，判断计时时间是否达到预定时间阈值，若所述计时时间达到所述预定时间阈值，则重新调节所述电源管理器输出端的所述恒流值。

优选地，该方法还包括：根据所述电源管理器的多个通道中的每一个通道的输出设置电流和输出设置电压来分别计算每一个通道的输出设置功率；根据当前通道的输出电流和输出电压计算当前通道的输出功率；以及根据所述电源管理器的多个通道中的当前通道的输出功率与除了该当前通道的其它通道的输出设置功率的比值来设置其它通道的输出端的恒流值。

本发明通过根据电源管理器的输出电流和输出电压的情况来调节其输出端的恒流值，以使得电源管理器的输出功率达到稳定状态，并通过控制单元根据电路的输入输出状态来控制升压电路的开启和关闭，从而很好地实现了电源管理器输出功率的自适应。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应系统所包括的微处理器的框图；

图2是本发明提供的另一用于电源管理器的输出功率自适应系统所包括的微处理器的框图；

图3是本发明实施方式提供的输出功率自适应过程的流程图；以及

图4是本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

图1是本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应系统所包括的微处理器的框图，该系统包括微处理器，该微处理器用于控制电源管理器的升压电路的开启和关闭，如图1所示，本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应系统包括输入电压监测单元101、输出电流监测单元102、输出电压监测单元103、恒流调节单元104和控制单元105。

输入电压监测单元101用于监测电源管理器的输入电压。应当理解，输入电压监测单元101对电源管理器的输入电压的监测是实时的，这里的输入电压为输入至电源管理器的电压。

输出电流监测单元102用于监测电源管理器的输出电流。应当理解，输出电流监测单元102对电源管理器的输出电流的监测是实时的，这里的输出电流为电源管理器输出至负载的电流。

输出电压监测单元103用于监测电源管理器的输出电压。应当理解，输出电压监测单元103对电源管理器的输出电压的监测是实时的，这里的输出电压为电源管理器输出至负载的电压。

恒流调节单元104用于根据输出电流和输出电压调节电源管理器输出端的恒流值，以使得电源管理器的输出功率达到稳定状态。在电源管理器的输出端可以连接恒功率负载以便于通过恒功率负载来调节电源管理器输出端的恒流值，在功率自适应的过程中，电源管理器的输出功率是不稳定的，可以根据输出电流和输出电压，调节电源管理器输出端的恒流值，使电源管理器的输出功率达到稳定状态，从而实现电源管理器的输出功率的自适应。

控制单元105用于根据输入电压、输出电压和输出电流来控制升压电路的开启和关闭。本领域技术人员应当理解，在开启升压电路的情况下，恒流调节单元无法实现正常的调节，即不能调节电源管理器输出端的恒流值，也就不能实现电源管理器输出功率的自适应，因而控制单元105需要通过控制升压电路的开启和关闭使得恒流调节单元能够实现正常的调节，以实现电源管理器输出功率的自适应。控制单元105可以根据输入电压、输出电压和输出电流来判断恒流调节单元是否完成调节流程，可以判断电源管理器的输出功率是否达到稳定状态，因而控制单元根据输入电压、输出电压和输出电流来控制升压电路的开启和关闭。这里的升压电路例如是BOOST升压电路。

恒流调节单元104还用于：在输出电流大于或等于输出设置电流且输出电压小于或等于跌落电压阈值的情况下，则减小恒流值至恒流设置值，使得输出电压大于跌落电压阈值，再以预定步长逐步加大恒流值，直至输出电压小于或等于跌落电压阈值，再以预设电流量减小恒流值；其中，控制单元105在恒流调节单元104以预设电流量减小恒流值之后，控制开启升压电路。

恒流设置值(如，恒流设置值可以是0.3A)和跌落电压阈值均是预先设置好的，输出电流即为输出电流监测单元102监测到的电源管理器的输出电流。若恒流调节单元104判断输出电流大于或等于输出设置电流且输出电压小于或等于跌落电压阈值，则减小恒流值至恒流设置值，输出电压会因输出端恒流值减小而增大以至于输出电压大于跌落电压阈值，此时以预定步长(如，预定步长可以是0.1A)逐步加大恒流值(在加大恒流值之前恒流值为恒流设置值)直至输出电压小于或等于跌落电压阈值，再以预设电流量(一般来说，预设电流量大于预定步长)减小输出端的恒流值，此时输出电压会恢复至跌落电压阈值以上，这个过程称为电源管理器输出功率自适应调节，在这个过程之后，可以认为电源管理器的输出功率达到了稳定状态，控制单元105控制开启升压电路。

进一步地，控制单元105在输入电压大于或等于输出设置电压的情况下，控制关闭升压电路。这是为了能够实现恒流调节单元104对电源管理器输出功率自适应的调节。应当理解，在输入电压大于或等于输出设置电压的情况下，控制单元105控制关闭升压电路，恒流调节单元104进入电源管理器输出功率自适应的调节，在调节完成且电源管理器的输出功率达到了稳定状态时，控制单元105控制开启升压电路。

图2是本发明提供的另一用于电源管理器的输出功率自适应系统所包括的微处理器的框图，电源管理器具有多个通道，如图2所示，微处理器还包括标识单元106，用于对电源管理器的多个通道进行标识，将所关闭的升压电路对应的通道标识为正在进行功率自适应调节，将所开启的升压电路对应的通道标识为未在进行功率自适应调节；其中，恒流调节单元104还用于结合电源管理器的多个通道的标识来调节电源管理器输出端的恒流值。

若电源管理器具有多个通道，恒流调节单元104可以一个通道一个通道地进行调节，也就是说，恒流调节单元104不对多个通道的输出功率同时进行自适应调节，而是一个通道调节完成之后再调节下一个通道。这里，将所关闭的升压电路对应的通道认为是正在进行功率自适应调节，即正在调节电源管理器输出端的恒流值，所以标识单元106将关闭升压电路的通道标识为正在进行功率自适应调节；将所开启的升压电路对应的通道认为是未在进行功率自适应调节，即未在调节电源管理器输出端的恒流值，所以标识单元106将开启升压电路的通道标识为未在进行功率自适应调节。恒流调节单元104会结合电源管理器的多个通道的标识来调节电源管理器输出端的恒流值，具体来说，在多个通道中除当前通道之外的其它通道的标识均为未在进行功率自适应调节，那么恒流调节单元104就可以对当前通道进行功率自适应调节，即进入调节电源管理器输出端的恒流值的过程。本领域技术人员应当理解，恒流调节单元104可以轮流对每一个通道进行电源管理器输出端的恒流值调节。

本领域技术人员应当理解，标识单元106在恒流调节单元107判断在多个通道中除当前通道之外的其它通道的标识均为未在进行功率自适应调节的情况下，将当前通道标识为正在进行功率自适应调节。

如图2所示，本发明提供的另一用于电源管理器的输出功率自适应系统所包括的微处理器还包括定时单元107，用于在控制单元105控制关闭升压电路且标识单元106将当前通道标识为正在进行功率自适应调节的情况下开始计时；其中，控制单元105还用于在输出电压比输入电压小且输出电压与输入电压之差大于预定压差阈值的情况下，判断定时单元107的计时时间是否达到预定时间阈值，若计时时间达到预定时间阈值，则恒流调节单元104重新调节电源管理器输出端的恒流值。

具体来说，在输出电压比输入电压小且输出电压与输入电压之差大于预定压差阈值(如，预定差值阈值可以为1V)的情况下，判断定时单元107的计时时间是否达到预定时间阈值，已到则控制恒流调节单元104重新调节电源管理器输出端的恒流值，未到则开始执行输出。此外，在输出电压比输出电压大且输出电压与输入电压之差大于预定压差阈值(如，预定压差阈值可以为1V)的情况下，开始执行输出。

控制单元105还用于：根据电源管理器的多个通道中的每一个通道的输出设置电流和输出设置电压来分别计算每一个通道的输出设置功率；根据当前通道的输出电流和输出电压计算当前通道的输出功率；以及根据电源管理器的多个通道中的当前通道的输出功率与除了该当前通道的其它通道的输出设置功率的比值来设置其它通道的输出端的恒流值。

可以预先对电源管理器的每一个通道均设置输出设置电流和输出设置电压，所以，控制单元105可以相应地计算得到每一个通道的输出设置功率。当前通道即为正在进行输出功率自适应调节的通道，本实施方式中当前通道的输出功率即为控制单元105在当前通道的输出功率达到稳定状态的情况下根据输出电流监测单元102所监测到的输出电流和输出电压监测单元103所监测到的输出电压计算得到的输出功率。其它通道即为除了当前通道之外的多个通道中的其它通道。根据其它通道的输出设置功率与当前通道的输出功率的比值来设置其它通道的恒流值，从而实现对其它通道输出功率的调节。

图3是本发明实施方式提供的输出功率自适应过程的流程图，如图3所示，输出功率自适应过程包括：

步骤301，判断输入电压是否大于或等于输出设置电压，即控制单元105判断输入电压监测单元101所监测到的电源管理器的输入电压是否大于或等于预先设置的输出设置电压，若判断结果为是，则执行步骤302，若判断结果为否，则结束流程，执行输出。

步骤302，关闭升压电路，即控制单元105在步骤301的判断结果为是的情况下关闭升压电路。

步骤303，判断当前通道标识是否为正在进行功率自适应调节，标识单元106在多个通道中除了当前通道之外的其它通道的标识为未在进行功率自适应调节的情况下将当前通道标识为正在进行功率自适应调节，若判断结果为是，则执行步骤304，若判断结果为否，则结束流程，执行输出。

步骤304，判断输出电流是否大于或等于输出设置电流，即恒流调节单元104判断输出电流监测单元102所监测到的电源管理器的输出电流是否大于或等于预先设置的输出设置电流，若判断结果为是，则执行步骤305，若判断结果为否，则结束流程，执行输出。

步骤305，判断输出电压是否小于或等于跌落电压阈值，即恒流调节单元104判断输出电压监测单元103所监测到的电源管理器的输出电压是否大于或等于预先设置的跌落电压阈值，若判断结果为是，则执行步骤306，若判断结果为否，则结束流程，执行输出。

步骤306，减小恒流值至恒流设置值，即恒流调节单元104将电源管理器输出端的恒流值减小至恒流设置值。

步骤307，以预定步长逐步加大恒流值，直至输出电压小于或等于跌落电压阈值，即恒流调节单元104以预定步长逐步加大电源管理器输出端的恒流值(在以预定步长逐步加大电源管理器输出端的恒流值之前恒流值为恒流设置值)，直至电源管理器的输出电压小于或等于预先设置的跌落电压阈值。

步骤308，以预设电流量减小恒流值，即恒流调节单元104减小电源管理器输出端的恒流值，减小的量为预设电流量。

步骤309，开启升压电路，即控制单元105开始升压电路。

为了使本发明更加清楚，图3仅示出了对电源管理器的一个输出端功率进行自适应调节的核心过程，功率自适应调节过程还包括一些其它相关的过程，例如，通过判断电源管理器的输出电压与输入电压的关系以及定时单元107的计时时间来对自适应调节过程进行的控制，以及对其它通道的恒流值的设置规则等等。本领域技术人员应当理解，图3仅仅是示例性地示出了本发明的核心过程，是出于清楚的目的，而并非用于限制本发明。

图4是本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

步骤401，监测电源管理器的输入电压、监测电源管理器的输出电流、监测电源管理器的输出电压；

步骤402，根据输出电流和输出电压调节电源管理器输出端的恒流值，以使得电源管理器的输出功率达到稳定状态；

步骤403，根据输入电压、输出电压和输出电流来控制升压电路的开启和关闭。

其中，调节电源管理器输出端的恒流值包括：在输出电流大于或等于输出设置电流且输出电压小于或等于跌落电压阈值的情况下，则减小恒流值至恒流设置值，使得输出电压大于跌落电压阈值，再以预定步长逐步加大恒流值，直至输出电压小于或等于跌落电压阈值，再以预设电流量减小恒流值；其中，在以预设电流量减小恒流值之后，控制开启升压电路；在输入电压大于或等于输出设置电压的情况下，控制关闭升压电路。

其中，电源管理器具有多个通道，该方法还包括：对电源管理器的多个通道进行标识，将所关闭的升压电路对应的通道标识为正在进行功率自适应调节，将所开启的升压电路对应的通道标识为未在进行功率自适应调节；其中，调节电源管理器输出端的恒流值还包括结合电源管理器的多个通道的标识来调节电源管理器输出端的恒流值。

其中，该方法还包括：在控制关闭升压电路且标识单元将当前通道标识为正在进行功率自适应调节的情况下开始计时；以及在输出电压比输入电压小且输出电压与输入电压之差大于预定压差阈值的情况下，判断计时时间是否达到预定时间阈值，若计时时间达到预定时间阈值，则重新调节电源管理器输出端的恒流值。

其中，该方法还包括：根据电源管理器的多个通道中的每一个通道的输出设置电流和输出设置电压来分别计算每一个通道的输出设置功率；根据当前通道的输出电流和输出电压计算当前通道的输出功率；以及根据电源管理器的多个通道中的当前通道的输出功率与除了该当前通道的其它通道的输出设置功率的比值来设置其它通道的输出端的恒流值。

需要说明的是，本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应方法的具体细节及益处与本发明提供的用于电源管理器的输出功率自适应系统类似，于此不予赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。