CN106647903A - 直流稳压电源供电方法、***及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流稳压电源供电方法、***及装置，该方法包括：获取用电设备的额定工作参数检测数据；根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。能够根据用电设备需求，控制直流稳压电源的供电参数，实现按照需求为用电设备供电，提高了直流稳压电源的通用性，降低了用电设备成本投入。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种用于直流稳压电源的供电方法、***及装置。
背景技术
日常使用直流稳压电源的用电设备，要求的电压不同，要求的最大电流也不同。比如：常见需求电压有3.7V、5V、9V、12V、19V、24V，不常见的需求电压就更多了。同样，需求的最大电流也会有很多不同的值。这就导致实际使用中每一个用电设备都需要配备自己的直流稳压电源。
也就是说，现有技术中，由于常用的直流稳压电源向用电设备实现恒压直流供电时，并不能根据用电设备的需求来调整输出电压，从而使得直流稳压电源在实现向用电设备恒压直流供电时的通用性差，为每个用电设备单独配置自己的直流稳压电源，导致用电设备的成本投入高。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种直流稳压电源供电方法、***及装置，用于解决现有技术中存在的直流稳压电源通用性差、用电设备成本投入高的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本发明实施例提供一种直流稳压电源供电方法，包括：
获取用电设备的额定工作参数检测数据；
根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；
根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
在一些可选的实施例中，所述获取用电设备的额定工作参数检测数据，具体包括：
向用电设备发送额定工作参数请求消息，接收用电设备返回的额定工作参数响应消息；或
接收用电设备发送的额定工作参数报告消息。
在一些可选的实施例中，所述确定用电设备的额定工作参数，具体包括：
从所述额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数；或
从所述额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
在一些可选的实施例中，所述获取用电设备的额定工作参数检测数据，具体包括：
获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据；
相应的，所述确定用电设备的额定工作参数，具体包括：
根据所述分压数据确定用电设备额定工作参数。
在一些可选的实施例中，所述获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据之前，还包括：
与用电设备建立通信连接，其工作电压为3.3V的通讯电压。
在一些可选的实施例中，根据所述分压数据确定用电设备额定工作参数，具体包括：
根据所述分压数据，查询预先建立的分压比值与额定工作参数的对应关系，得到用电设备的额定参数。
在一些可选的实施例中，所述根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电，具体包括：
根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压；
根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率；
通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
在一些可选的实施例中，所述根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率，具体包括：
将用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到所述控制函数的输入参数；
将所述控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到所述控制函数的输出参数；
将所述控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；
将所述误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
本发明实施例还提供一种直流稳压电源供电设备，包括：
检测模块，用于获取用电设备的额定工作参数检测数据；
控制模块，用于根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；
供电模块，用于根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
在一些可选的实施例中，所述检测模块，具体用于：
向用电设备发送额定工作参数请求消息，接收用电设备返回的额定工作参数响应消息；或
接收用电设备发送的额定工作参数报告消息。
在一些可选的实施例中，所述控制模块，具体用于：
从所述额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数；或
从所述额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
在一些可选的实施例中，所述检测模块，具体用于：
获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据；
相应的，所述控制模块，具体用于：
根据所述分压数据确定用电设备额定工作参数。
在一些可选的实施例中，所述检测模块，包括：
与用电设备上的第一分压电阻和第三分压电阻连接的输出端；
第一获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电压D_NOMINAL_VOLTAGE；
第二获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电流D_NOMINAL_CURRENT；
第一获取电阻和第二获取电阻接地一端连接用电设备上的第二分压电阻和第四分压电阻的接地端。
在一些可选的实施例中，所述供电模块，具体用于：
根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压；
根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率；
通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
在一些可选的实施例中，所述供电模块，具体包括：串联的第五分压电阻和第六分压电阻、第一比较器、第二比较器、第三比较器和输出端，其中：
用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到所述控制函数的输入参数；
所述控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到所述控制函数的输出参数；
所述控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；
所述误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率，从所述输出端输出。
本发明实施例还提供一种用电设备，包括：
信息提供模块，用于向供电设备提供自身的额定工作参数检测数据；
控制模块，用于控制信息收模块向供电设备提供额定工作参数检测数据。
用电模块，用于接受供电设备的供电，其中供电设备根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数，以及根据额定工作参数控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
在一些可选的实施例中，所述信息提供模块，具体包括：
串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中第一分压电阻连接指定分压电压，第二分压电阻接地；以及
串联的第三分压电阻和第四分压电阻，其中第三分压电阻连接指定分压电压，第四分压电阻接地。
在一些可选的实施例中，所述指定分压电压为3.3V。
本发明实施例还提供一种直流稳压电源供电***，其特征在于，包括：上述的直流稳压电源供电设备和说述的用电设备。
本发明实施例提供的直流稳压电源供电方法、***及装置，其中供电设备获取用电设备的额定工作参数检测数据；根据额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。从而实现根据用电设备需求，控制直流稳压电源的供电参数，能够按照需求为用电设备供电，提高了直流稳压电源的通用性，从而不需要为每个用电设备单独配置自己的直流稳压电源，降低了用电设备成本投入。
为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
说明书附图
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中直流稳压电源供电方法的流程图；
图2是本发明实施例一中直流稳压电源供电方法的流程图；
图3是本发明实施例二中直流稳压电源供电方法的流程图；
图4是本发明实施例三中直流稳压电源供电方法的流程图；
图5是本发明实施例中获取用电设备额定工作参数的原理示例图；
图6是本发明实施例中供电设备根据需求向用电设备供电的原理示例图；
图7是本发明实施例中供电设备根据需求向用电设备供电的具体流程图；
图8是本发明实施例中直流稳压电源供电***的结构示意图；
图9是本发明实施例中供电设备的结构示意图；
图10是本发明实施例中用电设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
为了解决现有技术中每个用电设备单独配置自己的直流稳压电源，导致用电设备的成本投入高，直流稳压电源供电时的通用性差的问题，本发明实施例提供一种直流稳压电源供电方法，可以根据用电设备的额定电压、额定电流等需求参数控制直流稳压电源的供电电压、电流等供电参数，来提高直流稳压电源的通用性，降低用电设备的成本投入。
本发明实施例提供的直流稳压电源供电方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤S101：供电设备获取用电设备的额定工作参数检测数据。
直流稳压电源供电设备获取用电设备的额定工作参数检测数据，可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式实现。其中，额定工作参数检测数据适用于确定额定工作参数的检测数据，通过这些检测数据可以确定额定工作电压，额定工作电流，额定工作功率等额定工作参数，该检测数据可以为是通过软件的方式获取的报告消息、响应消息等通信消息，可以以包含在通信消息中的协议数据单元的形式表现，也可以是从分压电阻上检测到的分压电阻值，分压电压值等分压数据。
例如：通过软件的方式实现时，可以由供电设备主动获取，也可以由用电设备主动提供。因此，可选的，供电设备向用电设备发送额定工作参数请求消息，接收用电设备返回的额定工作参数响应消息；或供电设备接收用电设备发送的额定工作参数报告消息，从而实现获取用电设备的额定工作参数检测数据。
又例如：通过硬件的方式实现时，可以在供电设备上设置分压电阻，通过分压电阻获取用电设备的额定工作参数检测数据。即获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据，实现获取用电设备的额定工作参数检测数据。
用电设备的额定工作参数可以是用电设备的额定工作电压，也可以是用电设备的额定工作电流，或者这两个参数同时检测。
步骤S102：供电设备根据获取的额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数。
当通过软件方式获取用电设备的额定工作参数检测数据时，相应可选的，从接收到的额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数；或从接收到的额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
当通过硬件方式获取用电设备的额定工作参数检测数据时，相应可选的，根据检测到的分压数据确定用电设备额定工作参数。
例如：额定电压检测数据，可以是一个0～3.3V之间的电压值，代表用电设备的额定电压。由用电设备上的标识电阻对通讯电压(3.3V)分压产生。
又例如：额定电流检测数据，也可以是一个0～3.3V之间的电压值，代表用电设备的额定电流。由用电设备上的标识电阻对通讯电压(3.3V)分压产生。
也就是说可以使用用电设备上的通讯电压(3.3V电压)，用于读取额定电压检测数据和额定电流检测数据。
步骤S103：供电设备根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
供电设备获取到用电设备的额定工作参数后，根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压；根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率；通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
当通过软件方式实现时，直接通过控制模块，根据获取到的而定工作参数进行计算，实现控制直流稳压电源的供电输出。
当通过硬件方式实现时，具体包括如下实现过程：
将用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到控制函数的输入参数；将控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到控制函数的输出参数；将控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；将误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
下面通过具体的实施例详细说明软件实现方式和硬件实现方式的具体实现过程。
实施例一
本发明实施例一提供的直流稳压电源供电方法，通过软件的方式实现对直流稳压电源的供电参数控制的一种实现过程，其流程如图2所示，包括：
步骤S201：供电设备和用电设备建立连接。
如图2所示，供电设备和用电设备之间建立其通信连接。
步骤S202：供电设备向用电设备发送额定工作参数请求消息。
供电设备向用电设备发送额定工作参数请求消息，请求用电设备反馈自身的额定工作参数，可以要求反馈用电设备的额定工作电压、额定工作电流、最大需求电流等信息中的至少一个。
步骤S203：供电设备接收用电设备返回的额定工作参数响应消息。
用电设备接收到供电设备发送的额定工作参数请求消息后，根据请求消息中所请求的内容，向供电设备反馈额定工作参数响应消息，从而将自身的额定工作参数告知供电设备。
步骤S204：供电设备从接收到的额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数。
供电设备接收到用电设备发送的额定工作参数响应消息后，解析出其中包括的用电设备的额定工作参数。
步骤S205：供电设备根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压。
供电设备根据解析出的用电设备的额定工作参数，得到用电设备的需求电压，以便根据需求电压调整直流稳压电源的供电电压，使其满足用电设备的电压需求。
步骤S206：供电设备根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
供电设备获取到用电设备的电压需求后，根据其电压需求，采用选定的控制函数，使用选择的控制信号，控制直流稳压电源的开关频率，使其输出电压能够满足用电设备的电压需求。
步骤S207：通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
通过控制直流稳压电源的开关频率，使其输出满足用电设备需求的电压，从而使直流稳压电源能够满足不用电压需求的用电设备的供电要求，提高供电设备的通用性。
实施例二
本发明实施例而提供的直流稳压电源供电方法，通过软件的方式实现对直流稳压电源的供电参数控制的另一种实现过程，其流程如图3所示，包括：
步骤S301：供电设备和用电设备建立连接。
如图3所示，供电设备和用电设备之间建立其通信连接。
步骤S302：用电设备向供电设备发送的额定工作参数报告消息。
用电设备主动向供电设备发送额定工作参数报告消息，将自身的额定工作参数报告给供电设备，可以报告用电设备的额定工作电压、额定工作电流、最大需求电流等信息中的至少一个。
步骤S303：供电设备接收用电设备发送的额定工作参数报告消息。
步骤S304：供电设备从接收到的额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
供电设备接收到用电设备发送的额定工作参数报告消息后，解析出其中包括的用电设备的额定工作参数。
步骤S305：供电设备根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压。
供电设备根据解析出的用电设备的额定工作参数，得到用电设备的需求电压，以便根据需求电压调整直流稳压电源的供电电压，使其满足用电设备的电压需求。
步骤S306：供电设备根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
供电设备获取到用电设备的电压需求后，根据其电压需求，采用选定的控制函数，使用选择的控制信号，控制直流稳压电源的开关频率，使其输出电压能够满足用电设备的电压需求。
步骤S307：通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
通过控制直流稳压电源的开关频率，使其输出满足用电设备需求的电压，从而使直流稳压电源能够满足不用电压需求的用电设备的供电要求，提高供电设备的通用性。
实施例三
本发明实施例三提供的直流稳压电源供电方法，通过硬件的方式实现对直流稳压电源的供电参数控制，其流程如图4所示，包括：
步骤S401：供电设备和用电设备建立连接。
供电设备和用电设备建立连接，可以通过自主检测用电设备的需求，将输出电压电流自动配置为用电设备要求的电压电流。此时工作电压为通讯电压(3.3V)，两者之间只能通讯，并不进行充电；
即可以通过读取负载上的标识电压来得知负载所要求的电压和电流。例如用5V，0.1A供电，在1秒之内读取标识电压，然后切换至负载所要求的电压和电流。
步骤S402：供电设备获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据。
供电设备和用电设备通过分压电路获取用电设备额定工作参数的原理如图5所示。其中：
供电设备上的部分为检测模块，具体包括：
与用电设备上的第一分压电阻和第三分压电阻连接的输出端；该输出端具体连接第一分压电阻和第三分压电阻上连接指定分压电压的一端；
第一获取电阻，一端接地，另一端连接额电工作电压(D_NOMINAL_VOLTAGE)；
第二获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电流(D_NOMINAL_CURRENT)；
第一获取电阻和第二获取电阻接地一端连接用电设备上的第二分压电阻和第四分压电阻的接地端。
D_NOMINAL_VOLTAGE和D_NOMINAL_CURRENT实际上都是电压测量值，但是它们所传递的信息分别是“额定工作电压”和“额定工作电流”。此处用电压测量值来传递“额定工作电压”和“额定工作电流”这些额定工作参数信息。
用电设备上的部分为信息提供模块，具体包括：
串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中第一分压电阻连接指定分压电压，第二分压电阻接地；以及
串联的第三分压电阻和第四分压电阻，其中第三分压电阻连接指定分压电压，第四分压电阻接地。
优选的，上述指定分压电压为3.3V。
现有电源和用电设备的电气连接为USB充电是4线连接，数据方向和本方案是不同的(数据方向相反，USB充电数据是由充电设备提供的，本方案是由用电设备提供的)，通用供电电源为2线。现有用电设备无标识电阻。本实施例供电电源的电气连接为4线，分别为：供电电源(VCC)，额电工作电压(D_NOMINAL_VOLTAGE)，额定工作电流(D_NOMINAL_CURRENT)，接地(GND)。或与之有相同效果的电气连接方式，具体连接方式见图5，用电设备使用电阻进行标识。
用电设备和电源连接后，通过通讯电压(3.3V)检测用电设备上的额定电压检测数据和额定电流检测数据，读取用电设备所要求的电压电流，判断其所要求的电压电流是否在本电源支持的范围内。
如图5所示的，用电设备中配置串联的第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)，其中第一分压电阻(R1)连接指定分压电压，第二分压电阻(R2)接地；以及串联的第三分压电阻(R3)和第四分压电阻(R4)，其中第三分压电阻(R3)连接指定分压电压，第四分压电阻(R4)接地。其中指定的分压电压可以是上述的通讯电压。
如图5所示的，供电设备中配置并联的电阻R12和电阻R14，以及输出端(V_OUT)，实现检测数据的输出
指定的分压电压，例如3.3V的通讯电压低于用电设备的额定电压，不会开启用电设备。R12和R14保证了在没有设备接入时D_NOMINAL_VOLTAGE，D_NOMINAL_CURRENT均应为0。所以通过D_NOMINAL_VOLTAGE，D_NOMINAL_CURRENT不仅仅可以知道用电设备的需求，也可以知道是否有适配用电设备接入，是否有适配用电设备断开。
当检测结果为不在范围内时，自动停止并报警。当检测结果在范围内：进行下一步。
使用MCU或具有同等程序功能的元器件，通过DA电路或其他具有等同效果的电路配置反馈电压环路。
分压比值与需求对应关系如表1和表2所示。
表1
| R1(ohm) | R2(ohm) | 代表需求电压(V) |
| 1K | 100K | 3.7 |
| 2K | 100K | 4 |
| 3.3K | 100K | 4.5 |
| 4.7K | 100K | 5 |
| 6.8K | 100K | 6 |
| 9.1K | 100K | 7 |
| 12K | 100K | 8 |
| 15K | 100K | 9 |
| 18K | 100K | 12 |
| 22K | 100K | 14 |
| 27K | 100K | 15 |
| 33K | 100K | 16 |
| 39K | 100K | 18.5 |
| 43K | 100K | 19 |
| 47K | 100K | 19.5 |
| 51K | 100K | 20 |
| 56K | 100K | 24 |
表2
| R3(ohm) | R4(ohm) | 代表需求电流(A) |
| 1K | 100K | 0.2 |
| 2K | 100K | 0.5 |
| 3.3K | 100K | 1 |
| 4.7K | 100K | 1.5 |
| 6.8K | 100K | 2 |
| 9.1K | 100K | 3 |
| 12K | 100K | 4 |
| 15K | 100K | 5 |
| 18K | 100K | 6 |
| 22K | 100K | 7 |
| 27K | 100K | 8 |
| 33K | 100K | 9 |
| 39K | 100K | 10 |
| 43K | 100K | 11 |
| 47K | 100K | 12 |
| 51K | 100K | 13 |
| 56K | 100K | 14 |
步骤S403：供电设备根据获取到的分压数据确定用电设备额定工作参数。
根据上述如图5所示的检测电路获取的分压数据，可以确定出用电设备额定工作参数。
根据获取到的分压数据，查询预先建立的分压比值与额定工作参数的对应关系，得到用电设备的额定参数。
用电设备通过增加2个电阻来标识用电需求，供电设备通过分压比值与需求对应关系表得到用电设备的需求电压或额定电压。
步骤S404：供电设备根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压。
步骤S405：供电设备根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
该步骤中，将用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到控制函数的输入参数；将控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到控制函数的输出参数；将控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；将误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
供电设备根据用电设备需求向用电设备供电的原理如图6所示。将通讯电压作用于串联的第五分压电阻(R5)和第六分压电阻(R6)，其中R5连接通讯电压，R6接地，R5和R6的分压输出(V_FB1)作为控制函数的输入参数。V_FB1和来自MCU的控制信号(V_CTRL)作为控制函数输入参数，作用于第一比较器，得到第一比较器的输出参数(V_FB)。第一比较器的输出参数V_FB和参考电压(V_REF)作用于第二比较器，得到第二比较器的输出参数(V_ERR)，即误差反馈参数；V_ERR和直流稳压电源的开关控制电压(V_T)仪器作用于第三比较器，得到第三比较器的输出(V_PWM)，即为向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
上述V_FB1为反馈采样点压，控制函数的输入；V_CTRL为来自MCU的控制信号，控制函数的输入；V_FB为控制函数的输出参数，和参考电压一起组成误差反馈环路；V_REF为参考电压；V_ERR为误差反馈参数；V_T为直流稳压电源的开关控制电压；V_PWM为用于控制直流稳压电源(开关电源)主开关的开关频率。
本实施例中将信号控制加入分压反馈环路，V_FB不再是V_OUT的固定比例分压，而是V_OUT，R5，R6和V_CTRL的函数。通过这种方式，MCU参与控制反馈环路，从而实现用电设备所需要的稳压输出。
步骤S406：供电设备通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
供电设备根据用电设备需求向用电设备供电的具体流程如图7所示，包括如下步骤：
步骤S501：供电设备上电复位，进入待机模式。
其中供电设备充电器空载状态，上电复位后，MCU配置输出电压为指定电压，进入待机模式。
步骤S502：用电设备接入后，读取用电设备额定工作参数。
MCU读取用电设备的额定电压检测数据和额定电流检测数据。
步骤S503：判断用电设备额定工作参数是否为0。
若是，返回步骤S501，若否，执行步骤S504。
步骤S504：供电设备确定用电设备的需求电压。
供电设备根据得到的额定电压检测数据和额定电流检测数据，确定用电设备的需求电压。
步骤S505：判断用电设备的需求电压数据是否有效。
若是，执行步骤S507；若否，执行步骤S506。
步骤S506：报警提示，并返回步骤S501。
步骤S507：供电设备为用电设备供电。
供电设备确定出用电设备的需求电压后，为用电设备配置相应的电压，并为用电设备供电。
步骤S508：供电设备和用电设备进入正常工作模式。
当用电设备拔出时返回步骤S501。
通过本发明的电阻配置和电路图，可以实现通用宽电压自适应直流供电，同一个供电电源对于所在电压范围内的所有用电设备起到通用型供电，从而有效减少充电电源空载时的功耗，通过微小增加用电器的生产成本(电阻进行标识)，大幅降低供电电源的成本，使得供电电源支持宽电压范围内的所有用电设备。
该实施例中，通过配置用电设备和供电设备之间的连接电路来提供用电设备的电压和电流信息。用电器通过电阻标识方式，提供用电设备的电压和电流信息。供电设备通过使用MCU和相关程序，并通过采样负反馈稳压环路电路，或具有等同效果的技术进行动态自适应电压控制供电。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种直流稳压电源供电***，其结构如图8所示，包括供电设备1和用电设备2。
其中，供电设备1，用于获取用电设备的额定工作参数检测数据；根据获取的额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
用电设备2，用于向供电设备提供自身的额定工作参数检测数据；以及接受供电设备的供电。
其中，供电设备1的结构如图9所示，包括：检测模块101、控制模块102和供电模块103。
检测模块101，用于获取用电设备的额定工作参数检测数据。
控制模块102，用于根据获取的额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数。
供电模块103，用于根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
优选的，上述检测模块101，具体用于向用电设备发送额定工作参数请求消息，接收用电设备返回的额定工作参数响应消息；或接收用电设备发送的额定工作参数报告消息。
优选的，上述控制模块102，具体用于从额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数；或从额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
优选的，上述检测模块101，具体用于获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据；
相应的，上述控制模块102，具体用于根据分压数据确定用电设备额定工作参数。
优选的，上述检测模块101，包括：与用电设备上的第一分压电阻和第三分压电阻连接的输出端；第一获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电压D_NOMINAL_VOLTAGE；第二获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电流D_NOMINAL_CURRENT；第一获取电阻和第二获取电阻接地一端连接用电设备上的第二分压电阻和第四分压电阻的接地端。
优选的，上述供电模块103，具体用于根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压；根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率；通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
优选的，上述供电模块103，具体包括：串联的第五分压电阻和第六分压电阻、第一比较器、第二比较器、第三比较器和输出端，其中：
用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到所述控制函数的输入参数；控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到所述控制函数的输出参数；控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率，从所述输出端输出。
供电设备1由硬件实现时，其检测模块的具体电路结构示例可以参见图5，其供电模块的具体电路结构示例可以参见图6。
其中，用电设备2的结构如图10所示，包括：信息提供模块201、控制模块202和用电模块203。
信息提供模块201，用于向供电设备提供自身的额定工作参数检测数据。
控制模块202，用于控制信息收模块向供电设备提供额定工作参数检测数据。
用电模块203，用于接受供电设备的供电，其中供电设备根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数，以及根据额定工作参数控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
优选的，上述信息提供模块201，具体包括：串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中第一分压电阻连接指定分压电压，第二分压电阻接地；以及串联的第三分压电阻和第四分压电阻，其中第三分压电阻连接指定分压电压，第四分压电阻接地。
用电设备2由硬件实现时，其信息提供模块的具体电路结构示例可以参见图5。
本发明实施例提供的上述直流稳压电源供电方法，能够实现根据用电设备的用电需求智能调节直流稳压电源的供电电压，实现了自主检测用电设备的需求，自动配置为用电设备要求的电压，从而不需要再针对每个用电设备单独配置专用的电源，提高了直流稳压电源的通用性，降低了设备制造成本投入，有效地减少社会资源的浪费。该方法自动检测适配用电设备的接入和断开，在微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的控制下，用电设备的待机功耗极低，从而节约电力资源。
除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算***、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理***的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理***的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个***所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (19)
1.一种直流稳压电源供电方法，其特征在于，包括：
获取用电设备的额定工作参数检测数据；
根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；
根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用电设备的额定工作参数检测数据，具体包括：
向用电设备发送额定工作参数请求消息，接收用电设备返回的额定工作参数响应消息；或
接收用电设备发送的额定工作参数报告消息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定用电设备的额定工作参数，具体包括：
从所述额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数；或
从所述额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用电设备的额定工作参数检测数据，具体包括：
获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据；
相应的，所述确定用电设备的额定工作参数，具体包括：
根据所述分压数据确定用电设备额定工作参数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据之前，还包括：
与用电设备建立通信连接，其工作电压为3.3V的通讯电压。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述分压数据确定用电设备额定工作参数，具体包括：
根据所述分压数据，查询预先建立的分压比值与额定工作参数的对应关系，得到用电设备的额定参数。
7.如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电，具体包括：
根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压；
根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率；
通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率，具体包括：
将用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到所述控制函数的输入参数；
将所述控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到所述控制函数的输出参数；
将所述控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；
将所述误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率。
9.一种直流稳压电源供电设备，其特征在于，包括：
检测模块，用于获取用电设备的额定工作参数检测数据；
控制模块，用于根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数；
供电模块，用于根据用电设备的额定工作参数，控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
10.如权利要求9所述的供电设备，其特征在于，所述检测模块，具体用于：
向用电设备发送额定工作参数请求消息，接收用电设备返回的额定工作参数响应消息；或
接收用电设备发送的额定工作参数报告消息。
11.如权利要求10所述的供电设备，其特征在于，所述控制模块，具体用于：
从所述额定工作参数响应消息中解析出用电设备的额定工作参数；或
从所述额定工作参数报告消息中解析出用电设备的额定工作参数。
12.如权利要求11所述的供电设备，其特征在于，所述检测模块，具体用于：
获取用电设备上配置的分压电阻上的分压数据；
相应的，所述控制模块，具体用于：
根据所述分压数据确定用电设备额定工作参数。
13.如权利要求9所述的供电设备，其特征在于，所述检测模块，包括：
与用电设备上的第一分压电阻和第三分压电阻连接的输出端；
第一获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电压D_NOMINAL_VOLTAGE；
第二获取电阻，一端接地，另一端连接额定工作电流D_NOMINAL_CURRENT；
第一获取电阻和第二获取电阻接地一端连接用电设备上的第二分压电阻和第四分压电阻的接地端。
14.如权利要求9-13任一所述的供电设备，其特征在于，所述供电模块，具体用于：
根据用电设备的额定工作参数，确定用电设备的需求电压；
根据用电设备的需求电压，通过选定的控制函数和控制信号，确定向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率；
通过确定出的开关频率控制直流稳压电源为用电设备供电。
15.如权利要求14任一所述的供电设备，其特征在于，所述供电模块，具体包括：串联的第五分压电阻和第六分压电阻、第一比较器、第二比较器、第三比较器和输出端，其中：
用电设备的需求电压作用于串联的第五分压电阻和第六分压电阻，得到所述控制函数的输入参数；
所述控制函数的输入参数和控制信号作为第一比较器的输入，得到所述控制函数的输出参数；
所述控制函数的输出参数和选定的参考电压作为第二比较器的输入，得到误差反馈参数；
所述误差反馈参数和直流稳压电源的开关控制电压作为第三比较器的输入，得到向用电设备供电的直流稳压电源的开关频率，从所述输出端输出。
16.一种用电设备，其特征在于，包括：
信息提供模块，用于向供电设备提供自身的额定工作参数检测数据；
控制模块，用于控制信息收模块向供电设备提供额定工作参数检测数据。
用电模块，用于接受供电设备的供电，其中供电设备根据所述额定工作参数检测数据，确定用电设备的额定工作参数，以及根据额定工作参数控制直流稳压电源以合适的供电输出参数为用电设备供电。
17.如权利要求16所述的用电设备，其特征在于，所述信息提供模块，具体包括：
串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中第一分压电阻连接指定分压电压，第二分压电阻接地；以及
串联的第三分压电阻和第四分压电阻，其中第三分压电阻连接指定分压电压，第四分压电阻接地。
18.如权利要求17所述的用电设备，其特征在于，所述指定分压电压为3.3V。
19.一种直流稳压电源供电***，其特征在于，包括：如权利要求9-15任一所述的直流稳压电源供电设备和如权利要求16-18任一所述的用电设备。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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