[发明专利]开关电源效率测控装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电子技术领域，更具体地，涉及开关电源效率测控装置和方法。

背景技术

近年来，作为地球温暖化对策，正在寻求电气设备的低耗电力化。特别是内装于大致所有设备中的开关电源的高效率化成为课题。开关电源中，实现效率检测及提高效率的各种提案已经实用化。随着计算机产业的迅猛发展，尤其在高功耗服务器领域，如何准确迅速的监控及提高开关电源的效率，成为众工程师关注的焦点。

在目前的现有技术中，申请号为200810026537的专利申请公开了一种智能开关电源功率检测及控制装置：包括有功率检测及功率控制电路，其中功率检测电路包括采样电路(1)、整流滤波电路(2)、电压比较电路(3)、延时电路(4)、滞环反馈电路(5)，功率控制电路包括电压采样电路(6)、基准电压设定电路(7)、PWM控制器(8)。功率检测电路通过检测开关电源主变压器原边电流来监测输出功率的结构，当输出功率过大时，功率检测电路通过对该电流进行采样，并把电流信号转换成电压信号，与基准设定电压进行比较，产生一个过功率信号。控制电路检测到过功率信号，通过双极性晶体管导通来改变控制电路的分压网络，改变误差比较的基准设定电压，进行降低控制电路的脉宽调制(PWM)控制器的输出占空比，最终降低输出电压，实现电压自动调整，控制系统内部损耗的目的。

虽然上述现有技术能够较为有效的提高开关电源的效率，但是其方案仅检测了输出功率，无法实时检测开关电源效率。由于此控制部分实现控制基准设定电压，达到降低输出电压的目的，但对于大多设备，其输入电压并不能随意变动，故此发明无法实用。另外此方法只能降低系统内部损耗，对于开关电源效率的提升，关没有起到实质性的作用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种开关电源效率测控装置，包括：开关电源模块；输入电流电压采样模块，用于对所述开关电源模块的输入电流和输入电压进行采样；输出电流电压采样模块，用于对所述开关电源模块的输出电流和输出电压进行采样；中央计算单元，用于根据所述输入电流和所述输入电压以及所述输出电流和所述输出电压来计算所述开关电源模块的效率值；以及开关电源控制器，用于根据所述中央计算单元算得的所述效率值来控制所述开关电源模块。

该装置还包括：显示模块，与所述中央计算单元相连接，用于显示所述中央计算单元算得的所述效率值。

用户根据所述显示模块上显示的所述效率值来手动调节所述开关电源控制器，以便找到最高的所述效率值。

所述开关电源控制器控制的是所述开关电源模块的频率。

所述开关电源控制器以特定步长轮询所述开关电源模块的工作频率，从中找到最高的所述效率值。

所述中央计算单元进一步包括：乘法器MUX，用于分别对所述输入电流和所述输入电压以及所述输出电流和所述输出电压进行乘法运算，从而求得所述开关电源模块的输入功率和输出功率；以及微计算单元MCU，用于分别对求得的所述输入功率和所述输出功率进行模数转换，并将转换结果作除法，以便计算所述开关电源模块的效率值。

所述用户通过可变电阻器来对所述开关电源控制器进行调节。

此外，还提供了一种开关电源效率测控方法，包括以下步骤：对开关电源模块的输入电流和输入电压进行采样；对所述开关电源模块的输出电流和输出电压进行采样；根据所述输入电流和所述输入电压以及所述输出电流和所述输出电压来计算所述开关电源模块的效率值；以及根据所述中央计算单元算得的所述效率值来控制所述开关电源模块。

用户根据所述效率值来手动调节所述开关电源模块的频率，以便找到最高的所述效率值。

以特定步长轮询所述开关电源模块的工作频率，从中找到最高的所述效率值。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少

图1示出了根据本发明的示例性实施例的信号转换成MCU格式的模数转换器的电路布局；

图2示出了根据本发明的示例性实施例的开关电源的电路布局；

图3示出了根据本发明的示例性实施例的输入电流采样模块的电路布局；

图4示出了根据本发明的示例性实施例的输出电流采样模块的电路布局；

图5示出了根据本发明的示例性实施例的开关电源效率测控装置；以及

图6示出了根据本发明的示例性实施例的开关电源效率测控方法。

具体实施方式