电源设备和电源设备操作方法

摘要

为了解决发生在开关电源中的噪声问题，提供一种电源设备，其具有：多个开关电源(POW1至POWn)，所述多个开关电源(POW1至POWn)从共同的初级侧电源(Vin)接收电力供应；和控制单元(140)，所述控制单元(140)用于控制开关电源(POW1至POWn)的操作。控制单元(140)将控制信号(St1至Stn)输入至各个开关电源(POW1至POWn)，控制信号(St1至Stn)指示接通开关元件的时刻。开关电源(POW1至POWn)在根据控制信号的时刻(St1至Stn)接通开关元件并从初级侧电源(Vin)吸取电流。调节输入至第一开关电源(POW1)的第一控制信号(St1)和输入至第二开关电源(POW2)的第二控制信号(St2)，使得第一开关电源(POW1)的开关元件和第二开关电源(POW2)的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

权利要求

1.一种电源设备，包括：

多个开关电源，所述多个开关电源接收来自共同的初级侧电源的电力供应；以及控制装置，所述控制装置用于控制所述多个开关电源的操作，其中，

所述控制装置将控制信号输入至所述多个开关电源中的各个开关电源，所述控制信号指示接通开关元件的时刻，所述多个开关电源在根据所述控制信号的时刻接通所述开关元件，并且从所述初级侧电源吸取电流，以及对被输入至所述开关电源中的第一开关电源的、所述控制信号中的第一控制信号和被输入至所述开关电源中的第二开关电源的、所述控制信号中的第二控制信号进行调节，使得所述第一开关电源的开关元件和所述第二开关电源的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

2.根据权利要求1所述的电源设备，其中，

对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行调节，使得所述第一开关电源的开关元件和所述第二开关电源的开关元件不在同一时刻从ON切换至OFF。

3.根据权利要求1或2所述的电源设备，其中，

对所述第一控制信号和所述第二控制信号进行调节，使得所述第一开关电源的开关元件和所述第二开关电源的开关元件不在同一时刻被接通。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电源设备，其中，

所述控制装置确定多个负载中的各个负载的操作状态，并且基于所掌握的操作状态来调节所述控制信号，其中，所述多个负载中的各个负载接收来自所述多个开关电源中的各个开关电源的电力供应。

5.根据权利要求4所述的电源设备，其中，

所述控制装置确定所述负载的状态是导通状态还是非导通状态，并且根据该确定的结果来调节要被输入至用于对该负载供应电力的所述开关电源的所述控制信号。

6.根据权利要求5所述的电源设备，其中，

所述控制装置调节所述控制信号，使得在所述非导通状态中所述开关元件从OFF至ON的切换的频率高于在所述导通状态中的所述频率。

7.一种用于控制电源设备的方法，所述方法使得计算机执行用于控制多个开关电源的操作的控制过程，所述多个开关电源接收来自共同的初级侧电源的电力供应，其中，在所述控制过程中，指示用于接通开关元件的时刻的控制信号被输入至所述多个开关电源中的各个开关电源，并且所述多个开关电源在根据所述控制信号的时刻接通所述开关元件并且从所述初级侧电源吸取电流，以及对被输入至所述开关电源中的第一开关电源的、所述控制信号中的第一控制信号和被输入至所述开关电源中的第二开关电源的、所述控制信号中的第二控制信号进行调节，使得所述第一开关电源的开关元件和所述第二开关电源的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

说明书

电源设备和电源设备操作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电源设备和用于操作电源设备的方法。

背景技术

[0002] 通过使用以数字相干方法为代表的复杂的功能和复杂的调制方法，历年来，全光学收发器产品所消耗的电流急剧增加，并且有时功率消耗可能会变为传统光学收发器产品的十倍或更多。

[0003] 此外，由于作为核心的调制/解调大规模集成电路(LSI)的电源电压的降低，所以对于开关电源而言，为输出几十安培的次级侧电流，有时达到与负载中的迅速改变相关联的电流消耗的瞬时状态中的电流的1.5倍或更多倍的次级侧电流而产生用于调制/解调LSI的电力是不常见的。

[0004] 此外，在没有诸如调制/解调LSI的核心部件的限制下，促进了常用半导体部件的电压的降低，并且从光学收发器的外部供应的电力不能按其原样被使用。相应地，对于产品，在其中安装有多个开关电源并且产生具有多种类型的电压的功率已经变得必不可少。需要注意，目前，在收发器中产生10种或更多种电压是不常见的。

[0005] PLT1公开了一种开关电源电路，该开关电源电路能够通过抑制在空载状态下的高侧开关和低侧开关之间的连接点处的电压的启动速度来抑制噪声的产生，并且抑制高负载状态下的自接通。开关电源电路是包括高侧开关和低侧开关的同步整流型的开关电源电路。开关电源电路包括移除部，该移除部从低侧开关的控制端子上移除电荷，并且移除部在该移除部开始移除之后的预定时间的流逝内加倍移除能力。

[0006] PLT2公开了一种开关电源设备，该开关电源设备包括用于防止低频率的差拍噪声的产生的同步操作功能，并且包括可以响应于电源系统的形式的多功能。开关电源设备由电力转换单元和同步操作控制电路组成，该电力转换单元具有主要开关元件和确定主要开关元件的接通时间的开关元件控制电路。同步操作控制电路包括用于外部输入的操作模式设置信号输入端子和向其输入同步时钟信号Sb的同步时钟信号输入端子，其中，通过将系统时钟信号以分频数n进行频率划分而获得同步时钟信号Sb。同步操作控制电路包括：振荡电路，所述振荡电路输出具有预定频率的振荡时钟信号；选择电路，所述选择电路输出同步时钟信号Sb或振荡时钟信号；和倍频电路，所述倍频电路输出通过将选择电路的输出信号乘以n而获得的系统时钟信号。同步操作控制电路包括第一分频电路36，所述第一分频电路36产生通过以m对系统时钟信号进行频率划分而获得的驱动时钟信号。

[0007] 引用文献

[0008] 专利文献

[0009] [PTL 1]日本未审查专利申请公开No.2012-44836

[0010] [PTL 2]日本未审查专利申请公开No.2012-151937

发明内容

[0011] 技术问题

[0012] 由于相应的开关电源进行了优化控制，所以开关电源的次级侧输出是稳定的，但是在初级侧输入上产生的噪声经常是不受控制的。结果，待输入至光学收发器的电源具有以叠加方式的大量的开关噪声，所述开关噪声是由多个安装在收发器中的开关电源而导致的，经常导致对使用同样的电源的外围部件造成负面效果的问题。

[0013] 本文中，通过使用图7和图8的参考附图来描述本发明的问题。图7图示了构造的示例并且图8图示了图7的构造中的操作波形。通常，安装有更大量的开关电源，但是在本文中，为了简化，开关电源的数量为3个。

[0014] 图7图示了使用同一初级侧电源Vin(201)的三个开关电源POW1至POW3(210至212)。图8中的SW1至SW3是指示相应的开关电源POW1至POW3(210至212)的开关元件的ON/OFF状态的开关波形(波形指示了从初级侧电源Vin(201)吸取电流的时间)。Iin(202)指示了流入初级侧电源(201)的电流，也就是，三个开关电源POW1至POW3(210至212)将从初级侧电源Vin(201)吸取的电流的总和。

[0015] 在三个开关电源POW1至POW3(210至212)的开关元件的ON状态重叠的部分(例如：图8中的300的部分)，开关电源POW1至POW 3(210to 212)同时从初级侧电源Vin201(201)吸取电流，并且因此极度瞬时增大了电流(在301部分处)。结果，在初级侧电源(电压)Vin(201)处产生的噪声也变为最大(在302部分处)。注意，在常用的开关电源中，当开关元件是ON时，电流量与时间成比例地增加。

[0016] 此外，在其中次级侧上的电流迅速增加的负载迅速改变时，诸如在启动调制/解调LSI等时，导致发生了比本图图示的电流波动大得多的电流波动(∝初级侧的电源噪声)。

[0017] 相应的开关电源POW1至POW3(210至212)具有不同的开关频率和不同的开关时刻(参见SW1至SW3)，并且因此在初级侧电压Vin(201)和初级侧电流Iin(202)中产生的噪声没有规律，从而导致了具有宽的频率分量。由于很难创建覆盖如此宽的频率范围的噪声滤波器，所以导致剩下了滤波器不能移除的大量噪声。

[0018] 本发明强调了提供用于解决发生在开关电源中的噪声问题的新装置的任务。

[0019] 解决方案

[0020] 根据本发明，提供了一种电源设备，包括：

[0021] 多个开关电源，所述多个开关电源接收来自共同的初级侧电源的电力供应；以及[0022] 控制装置，所述控制装置用于控制多个开关电源的操作，其中，[0023] 控制装置将指示接通开关元件的时刻的控制信号输入至多个开关电源中的各个开关电源，

[0024] 多个开关电源在根据控制信号的时刻接通开关元件并且从初级侧电源吸取电流，以及

[0025] 调节被输入至第一开关电源的第一控制信号和被输入至第二开关电源的第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

[0026] 此外，根据本发明，提供一种用于控制电源设备的方法，该方法使得计算机执行用于控制多个开关电源的操作的控制过程，所述多个开关电源从共同的初级侧电源接收电力供应，其中，

[0027] 在控制过程中，指示接通开关元件的时刻的控制信号被输如至多个开关电源中的各个开关电源，并且多个开关电源在根据控制信号的时刻接通开关元件并且从初级侧电源吸取电流，以及

[0028] 调节被输入至第一开关电源的第一控制信号和被输入至第二开关电源的第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

[0029] 发明的有利效果

[0030] 本发明实现了用于解决发生在开关电源中的噪声问题的新装置。

附图说明

[0031] 从下述优选的实施例和附图中上述目的和其它目的、功能以及优势变得更加明显。

[0032] 图1是图示了根据本示例性实施例的电源设备的功能框图的示例的图。

[0033] 图2是图示了根据本示例性实施例的电源设备的功能框图的示例的图。

[0034] 图3是图示了根据本示例性实施例的电源设备的操作波形的示例的图。

[0035] 图4是图示了根据本示例性实施例的电源设备的功能框图的示例的图。

[0036] 图5是图示了根据本示例性实施例的电源设备的操作波形的示例的图。

[0037] 图6是图示了根据本示例性实施例的电源设备的功能框图的示例的图。

[0038] 图7是图示了根据参考示例的电源设备的功能框图的示例的图。

[0039] 图8是图示了根据参考示例的电源设备的操作波形的示例的图。

具体实施方式

[0040] 下面将使用附图描述本发明的示例性实施例。注意，同样的参考标号分配给同样的部件，并且因此酌情省略其描述。

[0041] 通过任何硬件和软件组合实施了根据本示例性实施例的电源设备，主要通过任意计算机的中央处理单元(CPU)、存储器，在存储器中加载的程序(包括之前在设备的装配阶段储存在存储器中的程序，和从诸如压缩盘(CD)的储存介质、因特网上的服务器等下载的程序)、诸如存储程序的硬盘的存储单元和和网络连接接口实施了根据本示例性实施例的电源设备。此外，应当理解，对于本领域技术人员，存在各种方法的修改或各种实施该方法的设备。

[0042] 注意，在下述示例性实施例的描述中使用的功能块指示了功能单元的块而不是硬件单元的结构。在这些图中，通过单一的手段实施了每个设备，然而，用于实施该设备的装置不限于此。换言之，构造可以是物理分离或逻辑分离的。

[0043] 第一示例性实施例

[0044] 首先，描述根据本示例性实施例的电源设备的概念。根据本示例性实施例的电源设备使用控制单元，该控制单元由微计算机、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)等构造，以同步地操作从共同的初级侧电源接收电力供应的多个开关电源。这个同步的操作减少了在开关电源中发生噪声的问题。

[0045] 在图1中图示了根据示例性实施例的电源设备的示例构造。根据示例性实施例电源设备被安装例如光学收发器产品上。

[0046] 如图1中所图示，根据示例性实施例电源设备具有从共同的初级侧电源Vin(101)接收电力供应的多个开关电源POW1至POWn(111至119)。注意，n是等于或大于2的整数。来自相应的开关电源POW1至POWn(111至119)的次级侧输出电压被表示为V1至Vn(121至129)。次级侧输出电压V1至Vn(121至129)分别地被输出至不同的负载(未示出)。

[0047] 由例如DC-DC转换器或AC-DC转换器构成开关电源POW1至POWn(111至119)。在下述内容中，在开关电源POW1至POWn(111至119)是DC-DC转换器的前提下进行描述。当将开关电源POW1至POWn(111至119)从DC-DC转换器替换为AC-DC转换器时，存在输入电压和电流是交流电波形的区别，但是根据本示例性实施例的电源设备的操作是相同的。

[0048] 多个相应的开关电源POW1至POWn(111至119)接收指示了接通开关元件的时刻的控制信号St1至Stn(131至139)的输入。多个开关电源POW1至POWn(111至119)在根据输入的控制信号St1至Stn(131至139)的时刻接通开关元件并且从初级侧电源Vin(101)吸取电流。例如，多个开关电源在根据控制信号St1至Stn(131至139)的预设时刻接通开关元件，并且产生脉冲宽度调制(PWM)信号以执行电力转换。

[0049] 在本示例性实施例的情况中，通过单独地调节控制信号St1至Stn(131至139)(通过改变将开关元件从OFF切换至ON的时刻、通过改变将开关元件从OFF切换至ON的时刻的周期等)，对于多个开关电源POW1至POWn(111至119)，能够单独地调节切换开关元件的ON/OFF的时刻等。

[0050] 控制单元(140)控制多个开关电源POW1至POWn(111至119)的操作。具体地，控制单元(140)将上述控制信号St1至Stn(131至139)分别地输入至多个开关电源POW1至POWn(111至119)。控制单元(140)单独地调节控制信号St1至Stn(131至139)(通过改变将开关元件从OFF切换至ON的时刻、通过改变将开关元件从OFF切换至ON的时刻的周期等)。因此，控制单元(140)能够将所调节的控制信号St1至Stn(131至139)输入至多个开关电源POW1至POWn(111至119)。

[0051] 例如，控制单元(140)可以调节待输入至第一开关电源POW1(111)的第一控制信号St1和待输入至第二开关电源POW2(112)的第二控制信号St2，使得第一开关电源POW1(111)的开关元件和第二开关电源POW2(112)的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

[0052] 此外，控制单元(140)可以调节要被输入至第一开关电源POW1(111)的第一控制信号St1和要被输入至第二开关电源POW2(112)的第二控制信号St2，使得第一开关电源POW1(111)的开关元件和第二开关电源POW2(112)的开关元件不在同一时刻从ON切换至OFF。

[0053] 通过掌握在将开关元件从OFF切至ON后多个相应的开关电源POW1至POWn(111至119)维持在ON状态的时间，这个调节是可行的。例如，当第一开关电源POW1(111)维持在ON状态达t1秒的时间并且第二开关电源POW2(112)维持在ON状态达t2秒的时间时(t1>t2)，在接通第一开关电源POW1(111)的开关元件之后的(t1-t2)秒内接通第二开关电源POW2(112)的开关元件导致了这些开关元件在同一时刻从ON切换至OFF。因此，控制单元(140)调节第一控制信号St1和第二控制信号St2，使得第二开关电源POW2(111)的开关元件在除了接通第一开关电源POW1(111)的开关元件之后的(t1-t2)秒内之外的时刻被接通。

[0054] 注意，控制单元(140)所依靠的对于多个相应的开关电源POW1至POWn(111至119)来掌握在将开关元件从OFF切换至ON后维持在ON状态的时间的手段不限于特定的手段。例如，控制单元(140)可以基于用于监测从光学接收单元获得的主要信号的状态的监测(Mon)信号(151)来估计时间(估计根据规定的时间增加和减少)。例如，Mon信号(151)是指示接收的光能量(输入至光学收发器的光信号的强度)的数据。控制单元(140)可以以阈值监测Mon信号(151)，并且预测当Mon信号(151)超过阈值时光学接收单元和调制/解调单元消耗的能量的量按一定量增大。建立“能量消耗量＝电流消耗的量∝POW(DC-DC转换器)的ON时间的增加量”。注意，由于解调电路的操作启动而增加的电力消耗量在常用收发机中几乎不波动(电力消耗量按大约固定的量增加)。

[0055] 此外，控制单元可以调节第一控制信号和第二控制信号，使得第一开关电源POW1(111)的开关元件和第二开关电源POW2(112)的开关元件不在同一时刻接通。通过掌握在将开关元件从OFF切换至ON之后多个相应的开关电源POW1至POWn(111至119)维持在ON状态的时间，这个调节是可行的。例如，在第一电源POW1维持在ON状态达t1秒的时间的情况下，控制单元(140)调节第一控制信号St1和第二控制信号St2，使得第二开关电源POW2(112)的开关元件在接通第一开关电源POW1(111)的开关元件之后的t1秒内不被接通。

[0056] 需要注意，控制单元(140)可以接收报警(ALM)信号(150)的输入。控制单元(140)可以随后基于ALM信号(150)调节控制信号St1至Stn(131至139)。在下述示例性实施例中描述了这个构造。

[0057] 这里，利用图2和图3，描述了控制单元(140)调节多个控制信号St1至Stn(131至139)的过程的示例。

[0058] 图2图示了根据本示例性实施例的电源设备的构造。为了简化描述，该图图示了具有三个开关电源POW1至POW3(431至433)的情况。图3图示了图2中的构造中的操作波形。这里，描述了稳定状态中的操作，在该状态中不存在连接至开关电源POW1至POW3(431至433)负载的迅速改变。

[0059] 如图2中图示，控制单元(450)将控制信号St1至St3输入至三个相应的开关电源POW1至POW3(431至433)。多个开关电源POW1至POW3(431至433)在根据控制信号St1至St3(441至443)的规定时刻接通开关元件，并且产生PMW信号以执行电力转换。

[0060] 图3图示了相应的控制信号St1至St3(441至443)的波形、相应的开关电源POW1至POW3(431至433)的开关元件(SW1至SW3)的ON/OFF状态、初级侧Iin(402)的波形和初级侧Vin(401)的波形。

[0061] 图示的控制信号St1至St3(441至443)是指示二进制值(例如，0和1)中的一个的时间序列数据。控制信号St1至St3(441至443)使用二进制值指示用于将开关元件从OFF切换至ON的时刻和其周期。在图中图示的示例的情况中，值从0切换至1是的时刻指示了用于将开关元件从OFF切换至ON的时刻。观察SW1至SW3示出了当相应的控制信号St1至St3(441至443)的值从0切换至1时，相应的开关电源POW1至POW3(431至433)的开关元件在从OFF切换至ON。开关元件的ON状态持续了规定的时间，并且随后转换至OFF状态，所述规定的时间由开关电源POW1至POW3(431至433)中的每个来确定。

[0062] 控制单元(450)将已被调节的控制信号St1至St3(441至443)输入至多个相应的开关电源POW1至POW3(441至443)，使得如图3中所图示多个相应的开关电源POW1至POW3(431至433)的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON(被调节以使得当值从0切换至1时的时刻彼此相异)。

[0063] 注意，图3中图示的控制信号St1至St3(441至443)被进一步调节，使得多个开关电源POW1至POW3(441至443)的开关元件不在同一时刻从ON切换至OFF。此外，图3图示的控制信号St1至St3(441至443)已被如此调节，使得多个开关电源POW1至POW3(431至433)的开关元件不在同一时刻被接通。

[0064] 以这种方式，如图3中的SW1至SW3所图示，本示例性实施例允许开关电源POW1至POW3(431至433)分散从初级侧电源Vin401吸取电流Iin402的时刻，并且因此能够抑制在初级侧上产生的电流噪声。

[0065] 此外，通过同步操作多个开关电源POW1至POW3(431至433)，包括在产生的噪声中的频率分量是固定的(不以随机的方式扩展，而是变得接近于固定的波形，参见图3中的Iin(402)和Vin(401))。因此，通过平滑电路和电源噪声滤波器移除噪声将变得容易。

[0066] 注意，开关电源的ON/OFF相位控制可以事先被设置在控制单元(450)中[0067] 第二示例性实施例

[0068] 根据本示例性实施例的电源设备与第一示例性实施例的区别是设备确定从多个相应的开关电源接受电力供应的多个相应负载的操作状态，并且基于掌握的操作状态调节控制信号。其它的构造和第一示例性实施例的构造是相同。与第一示例性实施例类似地，在图1中图示了根据本示例性实施例的电源设备的示例构造。

[0069] 这里，利用图4和图5，描述通过图1中图示的控制单元(140)调节多个控制信号St1至Stn(131至139)的过程的示例。

[0070] 图4图示了根据本示例性实施例的电源设备的示例构造。为了简化描述，该图图示具有三个开关电源POW1至3(611至613)的情况。图5图示了图4中的构造中的操作波形。这里，描述了如下情况中的操作：在该情况中，存在连接至开关电源POW1至3(611至613)的负载的迅速改变。

[0071] 如图4图示，控制单元(651)将控制信号Stl至St3(631至633)输入至三个相应的开关电源POW1至3(611至613)。多个开关电源POW1至3(611至613)在根据控制信号Stl至St3(631至633)的规定的时刻接通开关元件，并且产生PWM信号以执行电力转化。

[0072] 如图4中所图示，开关电源POW2(612)用作调制/解调LSI的电源。从开关电源POW1至POW3(611至613)接受电力供应的负载，例如，调制/解调LSI(641)，产生了指示主要信号的非导通状态(701)和导通状态(704)的ALM(661)信号，并且将ALM信号(661)输入至控制单元(651)。控制单元(651)基于从负载输入的ALM信号调节待输入至相应的开关电源POW1至POW3(611至613)的控制信号Stl至St3(631至633)。例如，控制单元(651)基于从调制/解调LSI(641)输入的ALM信号(661)调节待输入至开关电源POW2(612)的控制信号St2(632)。

[0073] 导通状态表示信号被输入至负载并且负载正在操作的状态。示例包括可解调的信号被输入至调制/解调LSI(641)并且调制/解调LSI正在正常执行解调操作的状态。在这种状态中，负载的电流消耗变为最大。在另一方面，非导通状态表示没有信号输入至负载并且负载不在操作的状态。示例包括没有可解调的信号被输入至调制/解调LSI(641)并且调制/解调LSI(641)不在执行解调过程的状态。在这个状态中，负载的电流消耗变为最小。

[0074] 根据现有技术，可以实现由产生指示导通状态和非导通状态的ALM信号并且将ALM信号输入至控制单元(651)的负载所执行的过程。注意，例如，控制单元(651)能够通过下述方法掌握负载和将电力供应至负载的开关电源之间的对应关系。对于常用的光学收发器，调制/解调LSI(641)的电源电压V2(622)通常是不太可能被共用的特殊电压，并且不可避免地要求专用于为调制/解调LSI(641)供应电力的开关电源POW2(611)。此外，由于对诸如LSI等的每个组件的通电顺序的限制等，以专用于相应负载的开关电源(DC-DC转换器等)安装消耗大量电流的负载，是很常见的。在这种情况中，由于负载和将电力供应至负载的开关电源之间的对应关系是事先确定的，所以控制单元(651)可以保持信息。在这种情况中，通常是做出下述关联的情况：来自负载的ALM信号＝电流消耗的增加量。注意，在单个开关电源将电力供应应至消耗大量电流的多个块的情况中，通过对于每个块产生ALM信号并且将ALM信号输入至控制单元(651)，类似过程是可行的。

[0075] 控制单元(651)确定负载的状态是导通状态还是非导通状态，并且调节待输入至开关电源的控制信号，所述开关电源根据确定的结果将电力供应至负载。具体地，控制单元(651)调节输入信号，使得在非导通状态中开关元件的从OFF切换至ON的频率高于在导通状态中的频率。在检测到频率的改变时(增加或减少)，开关电源POW2(612)根据频率的改变来变化(减少或增加)开关元件被接通的持续时间(SW2的脉冲宽度)。

[0076] 例如，控制单元(651)可以事先为开关电源POW1至POW3(611至613)中的每个保持指示了导通状态中的频率和非导通状态中的频率的信息。此外，多个开关电源POW1至POW3(611至613)可以分别地事先保持指示了导通状态中开关元件被接通的持续时间和非导通状态中开关元件被接通的持续时间的信息。控制单元(651)和开关电源POW1至POW3(611至613)可以基于这些条信息执行上述过程。

[0077] 图5图示了相应的控制信号Stl至St3(631至633)的波形、相应的开关电源POW1至POW3(611至613)的开关元件(SW1至SW3)的ON/OFF状态、ALM信号(1＝非导通状态、0＝导通状态)、开关电源POW2(662)的次级侧输出电流I2(602)的波形、Iin(602)的波形、和Vin(601)的波形。

[0078] 作为ALM信号(661)的具体示例，澄清主要信号的导通/非导通的诸如信号丢失(LOS)或帧丢失(LOF)的信号是可想到的。当调制/解调LSI(641)的主要信号导通时，ALM信号(661)变为低电平并且开关电源POW2(612)的次级侧电流I2(624)变为最大。相反，假设当主要信号不导通时，ALM信号(661)变为高电平并且开关电源POW2(612)的次级侧电流I2(624)变得最小。

[0079] 在调制/解调LSI的主要信号的非导通状态(701)和导通状态(704)之间，出现了几十安培电流的开关电源POW2(612)的次级侧输出电流I2(624)的差异(时间731和时间732之间的差异是几十安培)。此外，在信号导通时(710)，调制/解调LSI(641)内的电路同时执行启动过程(负载的迅速改变)。这个负载的迅速改变即刻增加了电流消耗，从而可能达到稳定的导通状态(732)时的电力消耗的1.5倍或更多(733)。

[0080] 控制单元(651)监测ALM信号(661)，并且在非导通状态(701)的情况中，由于负载的迅速改变而导致可能在将来发生电流吸取，因此，控制单元将开关电源POW2(612)的开关频率(OFF至ON的开关频率)改变为比导通状态中(704)的开关频率高M(M为1或更大)倍(702)。注意，图5中M＝2。在检测到频率的增加时，开关电源POW2(612)根据频率的改变减少(例如：减少至1/M倍)开关元件被接通的持续时间(SW2的脉冲宽度)。注意，在图5中，SW2的脉冲是一半。如上所述，对于导通状态(704)和非导通状态(701)开关频率和开关元件被接通的持续时间是事先确定的，并且控制单元(651)和开关电源POW2(612)可以根据其执行上述过程。

[0081] 当ALM信号(661)为高(701)时，也就是说，当信号在非导通状态时，可想到开关电源POW2(612)的次级侧电流I2(624)为最小。换言之，可以预测，随后，在开始信号传导时，由于调制/解调LSI(641)中的电路的启动，开关电源POW2(612)的次级侧电流I2可以向着最大值迅速地增加。因此，开关电源POW2(612)的开关频率增加(702)，由此增加了对于负载的迅速变化的响应速度并且降低了对于每个单次开关的电流吸收。

[0082] 可想到M(M为1或更大)倍的开关频率可能导致开关电源POW2(612)和其它开关电源POW1与POW3(611和613)的切换时刻(例如：703)的重叠。然而，增加(例如，至两倍)开关频率可以降低(例如，至一半)对于每个单次开关的电流吸取量，并且由此很难引起像传统的构造一样严重的问题。然而，通常，当开关频率增加时，电力转换效率趋向于轻微下降，并且因此电力消耗增加。换言之，高速跟随能力(高转换率)和对在初级侧Vin(601)中产生的电源噪声的抑制在以暂时牺牲电力转换效率的代价下(电力消耗)被执行。在负载的迅速改变之后，通过在负载电流进入稳定状态(720)的点处将开关频率复原，电力转化效率被最大化。

[0083] 注意，图5中，当ALM信号(661)为高时，负载电流I2(624)的上升指示了调制/解调LSI(641)在接收到光学输入信号时被激活。因此，SW2的脉冲宽度也在此时暂时变宽(在733之后立刻变宽)。随后，电流消耗I2(624)收敛至稳定状态(710→733→732)。相应的，SW2的脉冲也变窄(恢复至变化之前的状态)。然而，即使当调制/解调LSI(641)被激活时，ALM信号(661)也保持在高电平(701)直至操作稳定。因此，开关频率保持在高状态直至ALM信号(661)变为低电平(704)。当ALM信号(661)变为低电平(704)时，控制信号St2的频率降低(720)，并且SW2的脉冲宽度增加。

[0084] 注意，当调制/解调LSI(641)在非导通状态中时，为了简化操作，不仅将电力供应至调制/解调LSI(641)的开关电源POW2(612)的频率，而且所有的开关电源POW1至POW3(611至613)的频率会一致地改变(考虑到由电力转换效率的减少引起的电力消耗的增加的平衡)。

[0085] 修改

[0086] 利用图6，以下描述第一示例性实施例和第二示例性实施例的修改.[0087] 也可以想到如下的控制单元(840)的构造：其不但输出作为时间或频率的参考的控制信号，而且直接地发送控制开关电源的开关信号(PMW信号)。输出电压V1至Vn(820至829)被AD转换器(ADC)(860)监测，并且监测的结果被控制单元(840)收集。控制单元(840)执行诸如数字PID的控制操作，并且产生开关信号SW1至SWn(PWM信号)(830至890)。其它的操作与第一示例性实施例和第二示例性实施例中的操作相同。

[0088] 在下述内容中，补充参考模式的示例。

[0089] 1.一种电源设备，包括：多个开关电源，所述开关电源接收来自共同的初级侧电源的电力供应；以及

[0090] 控制装置，所述控制装置用于控制多个开关电源的操作，其中，[0091] 控制装置将指示接通开关元件的时刻的控制信号输入至多个开关电源中的各个开端电源，

[0092] 多个开关电源在根据控制信号的时刻接通开关元件并且从初级侧电源吸取电流，以及

[0093] 调节输入至第一开关电源的第一控制信号和输入至第二开关电源的第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

[0094] 2.根据1所述的电源设备，其中，

[0095] 调节第一控制信号和第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻从ON切换至OFF。

[0096] 3.根据1或2所述的电源设备，其中，

[0097] 调节第一控制信号和第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻被接通。

[0098] 4.根据1至3中任一项所述的电源设备，其中，

[0099] 控制装置确定多个负载中的各个负载的操作状态，并基于所掌握的操作状态来调节控制信号，其中，所述多个负载中的各个负载从多个开关电源中的各个开关电源接收电力供应。

[0100] 5.根据4所述的电源设备，其中，

[0101] 控制装置确定负载的状态是导通状态还是非导通状态，并且根据确定的结果来调节要被输入至用于对该负载供应电力的开关电源的控制信号。

[0102] 6.根据5所述的电源设备，其中，

[0103] 控制装置调节控制信号，使得在非导通状态中开关元件从OFF至ON的切换的频率高于在导通状态中的频率。

[0104] 7.一种用于控制电源设备的方法，该方法使得计算机执行用于控制多个开关电源的操作的控制过程，所述多个开关电源接收来自共同的初级侧电源的电力供应，其中，[0105] 在控制过程中，指示接通开关元件的时刻的控制信号被输入至多个开关电源中的各个开关电源，并且多个开关电源在根据控制信号的时刻接通开关元件并且从初级侧电源吸取电流，以及

[0106] 调节被输入至第一开关电源的第一控制信号和被输入至第二开关电源的第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻从OFF切换至ON。

[0107] 7-2.根据7所述的用于控制电源设备的方法，其中，

[0108] 调节第一控制信号和第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻从ON切换至OFF。

[0109] 7-3.根据7或7-2所述的用于控制电源设备的方法，其中，

[0110] 调节第一控制信号和第二控制信号，使得第一开关电源的开关元件和第二开关电源的开关元件不在同一时刻被接通。

[0111] 7-4.根据7至7-3中任一项所述的用于控制电源设备的方法，包括：

[0112] 在控制过程中，确定多个负载中的各个负载的操作状态，并且基于所掌握的操作状态来调节控制信号，其中，所述多个负载中的各个负载从多个开关电源中的各个开关电源接收电力供应。

[0113] 7-5.根据7-4所述的用于控制电源设备的方法，包括：

[0114] 在控制过程中，确定负载的状态是导通状态还是非导通状态，并根据确定的结果来调节要被输入至用于对该负载供应电力的开关电源的控制信号。

[0115] 7-6.根据7-5所述的用于控制电源设备的方法，包括：

[0116] 在控制过程中，调节控制信号使得在非导通状态中开关元件从OFF至ON的切换的频率高于在导通状态中的频率。

[0117] 本申请基于于2014年3月12日提交的日本专利申请No.2014-048999，并要求其优先权权益，其公开整体并入本文。