CN101657774B - 用于调节电源电压的方法 - Google Patents
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Abstract
根据用于调节电子电路的电源电压Uo的方法，通过参考电压和调节的电源电压Uo的一部分之间放大的差来控制具有可变电阻率的调节元件，以及外部电源电压Ui被加至所述调节元件的输入端，因此首先检测调节电路和电子电路刻开始运行的时刻，并随后在所述时刻设定这样的参考电压值使调节的电源电压Uo等于电子电路的最大可允许电源电压并且被供电的电子电路将其自身置于最大电流消耗状态。然后以规则的时间间隔测量所述调节元件上的工作压降(Ui-Uo)w并随后每次都将参考电压降低一定数量，直到所述工作压降(Ui-Uo)w低于或等于选定的所述工作压降的最适当值(Ui-Uo)optim为止。被供电的电子电路在所述工作压降(Ui-Uo)w已超出选定的所述压降的最适当值(Ui-Uo)optim时将其自身置于正常的电流消耗状态。根据变形的实施例，随后就不间断地测量工作压降(Ui-Uo)w并且如果其值由于外部电源电压Ui内的干扰而下降到低于选定的所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min，那么就在干扰对电子电路有潜在危险的情况下在存储器中设定标记，该标记表明在调节电路和电子电路随着存储器中的标记设定而开始第一次运行之后，应该以增加了一定数量ΔUow的所述工作压降(Ui-Uo)w给电子电路供电。本发明的用于调节电源电压的方法使得将电源电压自动设置为可能的最高值成为可能，由此相对于降低干扰水平，仍然保证了其质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于调节电子电路的电源电压的方法，根据该方法，通过参考电压和一部分调节的电源电压之间的放大的差来控制具有可变电阻率的调节元件，其在调节电路内传导用于电子电路的电源电流并向其输入端施加外部电源电压，因此本发明的方法适合用于给数据处理设备提供电流。
背景技术
电子电路布线的基本要求之一就是在电源电压改变时或者在电源电压存储器在干扰时保证其稳定性。
通过调节电子电路的电源电压，在一方面希望通过最低的有效电压获得适合用于电子电路的电压，而在另一方面则希望尽可能地降低所述有效电压的干扰水平。这两种希望是彼此冲突的，这是因为越是成功地降低了有效电压的干扰水平，则有效电压和提供给电子电路的电压之间的差就越高。因此，调节电路两端的较高压降确保了较好地抵抗有效电压存储器在的干扰。但是，与此相反，在指定的有效电压下要求尽可能高的调节电压就意味着调节电路两端的较低压降。
当电源电压存储器在强干扰或者被供电的电子电路抗干扰能力差时，必须通过调节电源电压来改善电源电压关于稳定性方面和干扰水平的质量。
例如，已使用了一种已知的调节电路1′(例如US20030111987A1和US20050248325A1)，其调节的输出电压提供给电子电路2(图1)。调节电路1′输入端的外部电源电压必须高于调节的电源电压并且不允许大幅度变化。传导用于电子电路2的电源电流并向其输入端施加外部电源电压的调节晶体管被用作具有可变电阻的调节元件11。其电导率由放大器12的输出电压控制，放大器12放大来自发生器13′的恒定参考电压和由分压器14确定的调节电源电压的一部分之间的差，分压器14由隔直流电容器15隔直流。
而且，已知一种用于调节电源电压的电路(US2003/0111987)，尽管该电路两端的压降低，然而通过该电路，仍然通过从外部电源电压减去误差放大器的输出电压所得的减法器输出电压控制可变电阻调节元件，由此提高了对外部电源电压的抗干扰能力，该放大器放大了恒定的参考电压和由分压器确定的一部分调节的电源电压之间的差。由于与为了必要的稳定性而具有有限的响应速度的反馈电路无关地获得至少一部分控制电压，因此对存在于电源电压内的干扰的响应更快。
但是在外部电源电压已经比所提供的电压更高的情况下，就无法在调节电路两端的压降和其抗干扰能力之间获得合理的折衷。因此上述的调节电路在外部电源电压可能会在运行期间改变时或在同一调节电路应该在更大的外部电源电压范围内运行时就无法很好地发挥作用。
当有必要向在宽范围的电源电压下运行并且在指定的外部电源电压下需要尽可能高的调节的电源电压以获得尽可能高的输出功率的电子电路供电时，调节的电源电压必须在外部电源电压每一次的较大变动时被特别设定，以实现优化运行。在调节电压尽可能高并且与此同时调节电路也以令人满意的方式发挥作用时，实现了优化运行。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何实现一种用于调节电源电压的方法，以使得在每一个有效的外部电源电压下的高质量调节的电源电压相对于外部电源电压内的预期干扰而言都是尽可能高的。
所述技术问题是通过提出的用于调节电源电压的方法解决的，其特征在于第一项权利要求的特征部分的技术特征，以及由从属权利要求限定的实施例的变形。
因此，本发明用于调节电源电压的方法使得将电源电压自动设置为最高值成为可能，此时仍然保证了其关于降低干扰水平方面的质量。
附图说明
现通过参照附图对实施例及其变形的说明来更加详细地介绍本发明，在附图中：
图2是调节电路，通过该电路实现了本发明的用于调节电源电压的方法；和
图3是表示在图2中的调节电路和被供电的电子电路开始运行之后以下参量的时间相关性的曲线图，也就是：
外部电源电压和调节的电源电压(第一窗口)，
实现本发明方法的调节电路两端的压降(第二窗口)，以及
为电子电路供电的调节电路输出端的电流(第三窗口)。
具体实施方式
本发明的用于调节电源电压Uo的方法可以用调节电路1实现，其输出的调节电压Uo在其输出端o处以电流Io为电子电路2供电(图2)。在其输入端i存在外部电源电压Ui的调节元件11由放大器12的输出电压控制，放大器12放大来自受控的可变参考电压发生器13的参考电压输出和通过分压器14设定的一部分调节电源电压Uo之间的差，所述分压器14由隔直流电容15分流。由测量装置16测量的调节元件11两端的压降被加至控制电路17，在一方面，根据本发明的用于调节电源电压Uo的方法，控制电路17在发生器13的输出端设定参考电压值，而在另一方面，其将电子电路2置于最大电流消耗状态。
根据提出的方法，在第一步中检测一个时刻tos，调节电路1和电子电路2在该时刻开始运行(图3中的第一窗口)。调节电路和电子电路开始运行的时刻tos，是两组差——也就是外部电源电压Ui和调节的电源电压Uo在先后进行的两次测量中获得的两组差——降低到低于选定值的时刻，所述选定值的范围为从10mV到100mV的区间。但是，运行开始时刻tos也可以由被提供用于设置被供电的电子电路2的工作状态的信号确定。
在所提出方法的第二步中，在所述的运行开始时刻tos设定参考电压值，使得调节的电源电压Uo等于电子电路2的最大可允许电源电压(图3中的第二窗口)。与此同时，被供电的电子电路2将其自身置于最大电流消耗状态(图3中的第三窗口)。调节电路1随后被满载。因此，设定是在最大需求的工作状态下实现的。
在以下的几个步骤中，以几毫秒的规则时间间隔测量所述调节元件11两端的工作压降(Ui-Uo)w，并随后每次都将参考电压降低一定数量。也就是说，在0.1毫秒到几毫秒的规则时间间隔内将工作压降(Ui-Uo)w增加ΔUow的数量，其数值范围在20mV到300mV的区间内变化(图3中的第二窗口)。进行这样的步骤直到所述工作压降(Ui-Uo)w低于或等于要在下文中定义的所述工作压降的选定最优值(Ui-Uo)optim为止。
在所述工作压降(Ui-Uo)w超出选定的所述工作压降的最适当值(Ui-Uo)optim时，在时刻tnos执行所提出方法的以下步骤，其中，在该步骤中被供电的电子电路2将其自身置于正常电流消耗的状态。调节电路1的已完成设定被储存在存储器中。
现在根据本发明的方法的实施例对调节的电源电压Uo进行设定。
然而，根据实施例的变形，从置于正常电流消耗状态开始不间断地测量所述工作压降(Ui-Uo)w。如果其值由于外部电源电压Ui内的干扰而下降到低于选定的所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min，那么作为所提出方法的下一步骤，在干扰对电子电路2有潜在危险的情况下在存储器中设置标记，干扰对电子电路2有潜在危险的情况将在下文中定义。该标记警告，在调节电路1和电子电路2在存储器中设置了标记之后开始第一次运行之后，应该根据所提出的方法进行以下步骤：以增加了一定数量ΔUow的所述工作压降(Ui-Uo)w给电子电路2供电。
根据所提出的方法，在存储器中设置标记之后，在电子电路2第一次改变为休眠状态或待机状态时(例如在所提出的方法被用于给计算机供电时)，调节电路1和电子电路2就可以开始以增加了一定数量ΔUow的工作压降(Ui-Uo)w运行。
此处，所述工作压降(Ui-Uo)w仍然能够使调节电路1正常工作的最小值被选择为所述工作压降的所述最小值(Ui-Uo)min(图3中的第二窗口)。降低外部电源电压Ui中存在的干扰的期望水平是通过调节电路1两端的所述必须的最小压降定义的。因此，本发明的方法允许外部电源电压Ui变化，并且也允许将相同的调节电路1用于不同的外部电源电压Ui。用一种在两个相反的要求之间获得折衷的方式将调节的电源电压Uo调节为外部电源电压Ui，所述相反的要求是对可能的最高调节电源电压Uo的要求和对降低外部电源电压Ui存储器在的干扰的期望水平的要求。在从100mV到500mV的区间范围内选择调节电路1两端的工作压降的最小值(Ui-Uo)min，并且该最小值在根据图3的实施例中等于120mV。该值被设定在控制电路17的配置寄存器中。但是如果对于使用者来说该值相对于他对外部电源电压Ui存储器在的干扰的性质的认识来说是恰当的，那么其可以设定更高的值，。
增加了外部电源电压Ui内干扰的期望水平的所述工作压降的所述最小值(Ui-Uo)min被选择为所述工作压降的所述最适当值(Ui-Uo)optim。
具有以下两种特征之一的在外部电源电压Ui存储器在的干扰被认为是对电子电路2有潜在危险的。
-在其影响下工作压降(Ui-Uo)w在进入电子电路2的最高频率信号的半周期的时段内或者在电子电路2的最高频率内部信号的半周期的时段内降低到低于选定的最小值(Ui-Uo)min；
-以低于进入电子电路2的信号的最高频率或者电子电路2的内部信号的最高频率的频率出现的短时间干扰。
根据本发明的方法，还在调节电路1和电子电路2的第一次运行开始之后，在所述工作压降已经由于有潜在危险的干扰而被先期增加了ΔUow之后，只有在即使以所述增加了的工作压降下的先前运行中，工作压降的值由于外部电源电压Ui中的干扰而在任意时刻多次降低到所述工作压降选定的保持值(Ui-Uo)m以下，此时调节电路1和电子电路2才会以增加了一定数量ΔUow的工作压降(Ui-Uo)w再次开始工作。
这里，被增加了增加所述工作压降的一定数量ΔUow的所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min被选择作为所述工作压降的所述保持值(Ui-Uo)m(图3中的第二窗口)。所述工作压降的保持值(Ui-Uo)m大约是所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min的1.5倍。该值是在从120mV到700mV的区间范围内选择的。
Claims (14)
1.一种用于调节电子电路的电源电压Uo的方法，根据该方法，通过参考电压和调节的电源电压Uo的一部分之间的放大的差来控制具有可变电阻率的调节元件，所述调节元件在调节电路中传导用于电子电路的电源电流并且外部电源电压Ui施加到该调节元件的输入端，其特征在于：
检测调节电路和电子电路开始运行的时刻，
在所述开始运行的时刻设定这样的参考电压值，使得调节的电源电压Uo等于电子电路的最大可允许电源电压，并且被供电的电子电路将其自身置于最大电流消耗状态，
以规则的时间间隔测量所述调节元件两端的工作压降(Ui-Uo)w并随后每次都将参考电压降低一定数量，直到所述工作压降(Ui-Uo)w等于选定的所述工作压降的最适当值(Ui-Uo)optim为止，以及
被供电的电子电路在所述工作压降(Ui-Uo)w超出选定的所述工作压降的最适当值(Ui-Uo)optim时将其自身置于正常的电流消耗状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
从置于正常电流状态开始不间断地测量所述工作压降(Ui-Uo)w，并且
如果所述工作压降(Ui-Uo)w的值由于外部电源电压Ui内的干扰而下降到低于选定的所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min，
则在干扰对电子电路有潜在危险的情况下在存储器中设定标记，
该标记表明在存储器中设定标记之后在调节电路和电子电路开始第一次运行之后，应当以增加了一定数量ΔUow的所述工作压降(Ui-Uo)w给电子电路供电。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述工作压降(Ui-Uo)w至少在进入电子电路的最高频率信号的半周期的时段内或者在电子电路中的最高频率内部信号的半周期的时段内降低到低于选定的所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min，被认为是对电子电路有潜在危险的干扰。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
以低于进入电子电路的信号的最高频率或者电子电路的内部信号的最高频率的频率出现的短时间干扰被认为是对电子电路有潜在危险的干扰。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
在已经在存储器中设定了标记之后，在电子电路第一次改变为休眠状态或待机状态时，调节电路和电子电路开始以增加了一定数量ΔUow的工作压降(Ui-Uo)w运行。
6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
此外，在调节电路和电子电路的第一次运行开始之后，在所述工作压降(Ui-Uo)w已经由于潜在危险的干扰而被在先前增加了一定的数量ΔUow之后，
只有在先前运行也处于所增加了的工作压降，工作压降的值曾经由于外部电源电压Ui中的干扰而反复降低到选定的所述工作压降的保持值(Ui-Uo)m以下的情况下，
调节电路和电子电路才会以增加了一定数量ΔUow的工作压降重新运行。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
调节电路和电子电路开始运行的时刻是如下两个数值的两组差降低到低于范围在10mV到100mV区间内的选定值的时刻，所述两个数值是先后测量的外部电源电压Ui和调节的电源电压Uo。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
最大电流消耗状态下的所述工作压降(Ui-Uo)w在0.1毫秒到几毫秒的规则时间间隔内增加数量ΔUow，所述数量ΔUow的值的范围在20mV到300mV的区间内。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述工作压降(Ui-Uo)w仍然能够使调节电路正常工作的最小值被选择作为所述工作压降的所述最小值(Ui-Uo)min。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
在从100mV到500mV的区间范围内选择所述工作压降的所述最小值(Ui-Uo)min。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于：
增加了外部电源电压Ui内干扰的期望水平的所述工作压降的所述最小值(Ui-Uo)min被选择作为所述工作压降的所述最适当值(Ui-Uo)optim。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：
在增加所述工作压降时增加了一定数量ΔUow的所述工作压降的所述最小值(Ui-Uo)min被选择作为所述工作压降的所述保持值(Ui-Uo)m。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述工作压降的所述保持值(Ui-Uo)m是所述工作压降的最小值(Ui-Uo)min的1.5倍。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
在从120mV到700mV的区间范围内选择所述工作压降的所述保持值(Ui-Uo)m。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: IDS MICROCHIP AG Free format text: FORMER OWNER: VINKO KUNC Effective date: 20130716 Free format text: FORMER OWNER: MAJA ATANASIJEVIC KUNC ANDREJ VODOPIVEC Effective date: 20130716 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130716 Address after: Swiss Wollerau Patentee after: IDS microchip Corp. Address before: Slovenia Ljubljana Patentee before: Venko Kunz Patentee before: Maya Atanasievic Kuntz Patentee before: Andre Vodopivets |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: AMS INTERNATIONAL LTD. Free format text: FORMER OWNER: IDS MICROCHIP AG Effective date: 20140512 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140512 Address after: Rui Perth, tura Patentee after: AMS INTERNATIONAL AG Address before: Swiss Wollerau Patentee before: IDS microchip Corp. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121017 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |