[發明專利]開關模式電源單元、操作方法和開關模式電源單元在計算機中的用途

有效

• 申請號: 201280029621.1
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103650315A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 彼得·布施
• 申請（專利權）人: 富士通技術解決方案知識產權有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/44;H02M7/217;G06F1/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;賈萌

1.一種用于計算機等的開關模式電源單元（100），包括：

至少一個開關元件（120），用于開關對存儲元件（130）進行充電的充電電流；

至少一個二次輸出電路（140），用于提供輸出電壓（Vout+）；

至少一個能夠控制的振蕩器電路（160），用于提供開關時鐘；以及

至少一個控制電路（150），用于確定所述至少一個開關元件（120）的關斷時間；

其中，在所述開關模式電源單元（100）的操作中，依據所述二次輸出電路（140）的受控變量（Vcontrol）來控制所述振蕩器電路（160）的均值振蕩器時鐘，并且依據所述均值振蕩器時鐘和隨機偏差來確定所述至少一個開關元件（120）的導通時間。

2.根據權利要求1所述的開關模式電源單元（100），其特征在于，

依據所述二次輸出電路的輸出功率來控制所述均值振蕩器時鐘，所述均值振蕩器時鐘隨著所述輸出功率單調上升。

3.根據權利要求1或2所述的開關模式電源單元（100），其特征在于，

參考所述均值振蕩器時鐘的所述隨機偏差的帶寬包括至少一個倍頻程。

4.根據權利要求1至3之一所述的開關模式電源單元（100），其特征在于，

依據所述隨機偏差以這樣的方式來附加地控制所述關斷時間：在所述開關時鐘增至所述均值振蕩器時鐘以上的值的情況下，減小所述至少一個開關元件（120）的占空比，以及在所述開關時鐘下降至低于所述均值振蕩器時鐘的值的情況下，放大所述至少一個開關元件（120）的所述占空比。

5.根據權利要求1至4之一所述的開關模式電源單元（100），其特征在于，

噪聲發生器（190），用于生成用于確定所述隨機偏差的至少一個隨機信號（Vn1、Vn2）。

6.根據權利要求5所述的開關模式電源單元（100），其特征在于，

針對所述振蕩器電路（160）的每個開關時鐘周期，由所述噪聲發生器（190）重新生成所述至少一個隨機信號（Vn1、Vn2）。

7.根據權利要求5或6所述的開關模式電源單元（100），其特征在于，

所述噪聲發生器（190）被配置為依據所述受控變量（Vcontrol）來確定所述至少一個隨機信號（Vn1、Vn2）的最大幅度。

8.一種用于開關模式電源單元（100）的操作方法（30），包括步驟：

確定二次輸出電路（140）的至少一個受控變量（Vcontrol）；

依據所確定的至少一個受控變量（Vcontrol）來確定均值振蕩器時鐘；

指定與所述均值振蕩器時鐘的隨機偏差；

依據所述均值振蕩器時鐘和所述隨機偏差來導通用于對存儲元件（130）進行充電的開關元件（120）；以及

依據所確定的至少一個受控變量（Vcontrol）來關斷所述開關元件（120）。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于如下步驟：

參考所述開關元件（120）的開關時鐘的所述開關元件（120）的導通持續時間的逆適應。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，在所述關斷步驟中，以這樣的方式附加地考慮所指定的隨機偏差：針對所述開關模式電源單元（100）的給定輸出功率，在所述開關元件（120）的每個開關周期中，基本上將相同的能量傳遞至所述存儲元件（130）。

11.根據權利要求8至10之一所述的方法，其中，所述關斷所述開關元件（120）的步驟包括以下步驟：

依據所述二次輸出電路（140）的瞬時輸出功率來確定用于所述至少一個存儲元件（130）的最大充電電流；

確定所述至少一個存儲元件（130）的瞬時充電電流；

比較所述瞬時充電電流和所述最大充電電流；以及

當所述瞬時充電電流超過所述最大充電電流時，關斷所述開關元件（120）。

12.根據權利要求1至7之一所述的開關模式電源單元（100）在計算機中的用途，其中，在所述計算機的滿負載狀態下的所述均值振蕩器時鐘在人類用戶的上聽閾以上，而在所述計算機的待機狀態下的所述均值振蕩器時鐘在所述人類用戶的上聽閾以下。