輸入掉電輸出維持電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用在電源供應(yīng)裝置中的電源維持電路，特別是涉及一種輸入掉電輸出維持電路。
【背景技術(shù)】
[0002]參見圖1所示，是現(xiàn)有一種典型的電源供應(yīng)器I，其主要包括接受一交流或直流輸入電源10，以對其進(jìn)行整流并升壓的整流及升壓轉(zhuǎn)換電路11，電耦接在整流及升壓轉(zhuǎn)換電路11的輸出端，以對整流及升壓轉(zhuǎn)換電路11的一輸出電壓進(jìn)行濾波及穩(wěn)壓的一二極管Dl及一輸出電容Cl，以及一與輸出電容Cl電耦接的直流/直流轉(zhuǎn)換器12，其將輸出電容Cl提供的電壓轉(zhuǎn)換成一個或多個不同的直流電壓Vol?Von，以供應(yīng)后端的一個或多個負(fù)載(圖未示)使用。
[0003]且為了在輸入電源10突然掉電或者短暫掉電時，電源供應(yīng)器I能夠在一維持時間內(nèi)正常供電給負(fù)載，以讓負(fù)載能實時儲存信息或者在短暫掉電時仍能正常工作，在不改變電源供應(yīng)器I的結(jié)構(gòu)下，一般的做法是增加輸出電容Cl的容值以及增加直流/直流轉(zhuǎn)換器12的工作范圍。然而增加輸出電容Cl的容值將會增加電容的體積和電源成本，而增加直流/直流轉(zhuǎn)換器12的工作范圍將導(dǎo)致其在正常工作時的轉(zhuǎn)換效率(性能)變差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種輸入掉電輸出維持電路，其在輸入掉電時能讓輸出電壓在一維持時間內(nèi)穩(wěn)定，并具有低成本和良好的轉(zhuǎn)換效率。
[0005]本實用新型輸入掉電輸出維持電路包括:一輸入電容；一第一輸出電容，具有一第一端及一用以接地的第二端；一升壓電路，電親接在該輸入電容與該第一輸出電容之間；一第一功率開關(guān)，其一端與該第一輸出電容的該第一端電親接；一第二輸出電容，具有一與該第一功率開關(guān)的另一端電耦接的第三端，及一與該第一輸出電容的第二端電耦接的第四端；及一第二功率開關(guān)，其電耦接在該輸入電容與該第二輸出電容的第三端之間。
[0006]在本實用新型的一實施例中，該輸入電容與一直流電源并聯(lián)以對其濾波并穩(wěn)壓，該升壓電路將該輸入電容提供的電壓升壓至一默認(rèn)電壓并輸出至該第一輸出電容，且當(dāng)該輸入電容的電壓大于或等于一默認(rèn)值時，該第一功率開關(guān)常閉合且該第二功率開關(guān)常開路，否則該第一功率開關(guān)常開路且該第二功率開關(guān)常閉合。
[0007]在本實用新型的一實施例中，該輸入電容、該第一功率開關(guān)及該第二功率開關(guān)是被一控制器控制而運(yùn)作，該控制器判斷該輸入電容的電壓大于或等于該默認(rèn)值時，其控制該第一功率開關(guān)常閉合且該第二功率開關(guān)常開路，否則控制該第一功率開關(guān)常開路且該第二功率開關(guān)常閉合。
[0008]在本實用新型的一實施例中，該輸入掉電輸出維持電路還包括一電耦接在該第二功率開關(guān)的第四端與該第一功率開關(guān)的第二端之間的第三功率開關(guān)，以及一與該第三功率開關(guān)并聯(lián)的限流電阻。
[0009]在本實用新型上述的該實施例中，當(dāng)該輸入電容的電壓大于或等于一默認(rèn)值時，該第三功率開關(guān)常閉合，否則該第三功率開關(guān)常開路。
[0010]在本實用新型的一實施例中，當(dāng)該輸入電容的電壓從小于該默認(rèn)值回復(fù)到大于或等于該默認(rèn)值時，該第二功率開關(guān)及該第三功率開關(guān)開路，且該第一功率開關(guān)是以脈波寬度調(diào)變方式運(yùn)作，使該第一輸出電容經(jīng)由該第一功率開關(guān)、該第二輸出電容及該限流電阻構(gòu)成的一充電回路，對該第二輸出電容充電，直到該第二輸出電容的電壓相當(dāng)于該第一輸出電容的電壓，該第一功率開關(guān)和該第三功率開關(guān)常閉合。
[0011 ] 在本實用新型的一實施例中，該輸入電容、該第二輸出電容、該第一功率開關(guān)、該第二功率開關(guān)及該第三功率開關(guān)與一控制器電耦接，且該控制器根據(jù)該輸入電容及該第二輸出電容的電壓，控制該第一功率開關(guān)、該第二功率開關(guān)及該第三功率開關(guān)的運(yùn)作。
[0012]而在本實用新型的一實施例中該升壓電路可以是升壓(boost)轉(zhuǎn)換器、降壓(buck)-升壓(boost)轉(zhuǎn)換器或單端初級電感(SEPIC)轉(zhuǎn)換器。
[0013]在本實用新型的一實施例中，該第一功率開關(guān)、該第二功率開關(guān)及該第三功率開關(guān)可以是MOSFET開關(guān)、IGBT開關(guān)或BJT開關(guān)。
[0014]本實用新型的有益的效果在于:根據(jù)輸入電容上的電壓變化，適當(dāng)控制第一、第二(及第三)功率開關(guān)作動，使得輸入電源掉電時，第二輸出電容能經(jīng)由第二功率開關(guān)輸出電能給輸入電容，使升壓電路在掉電之后的一段維持時間內(nèi)，仍能穩(wěn)定地輸出電壓給負(fù)載，使負(fù)載能在掉電后的該段維持時間內(nèi)及時進(jìn)行信息儲存或者仍能維持正常工作，并且借由限流電阻及適當(dāng)控制第一、第二及第三功率開關(guān)作動，能避免開機(jī)啟動時及掉電恢復(fù)時，第一及第二輸出電容等電路不致承受過大電流的沖擊。
【附圖說明】
[0015]圖1顯示現(xiàn)有一種典型的電源供應(yīng)器的電路方塊圖。
[0016]圖2顯示本實用新型輸入掉電輸出維持電路的第一實施例的電路方塊圖。
[0017]圖3顯示第一實施例輸入掉電輸出維持電路的實際電路。
[0018]圖4顯示第一實施例在正常供電時第一功率開關(guān)常閉合且第二功率開關(guān)常開路。
[0019]圖5顯示第一實施例在掉電時第一功率開關(guān)常開路且第二功率開關(guān)常閉合。
[0020]圖6顯示本實用新型輸入掉電輸出維持電路的第二實施例的電路方塊圖。
[0021]圖7顯示第二實施例輸入掉電輸出維持電路的實際電路。
[0022]圖8顯示第二實施例在正常供電時第一及第三功率開關(guān)常閉合且第二功率開關(guān)常開路。
[0023]圖9顯示第二實施例在掉電時第一及第三功率開關(guān)常開路且第二功率開關(guān)常閉入口 ο
[0024]圖10顯示第二實施例剛恢復(fù)正常供電時第一輸出電容經(jīng)由第一功率開關(guān)及限流電阻對第二輸出電容充電。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]參見圖2及圖3所示，是本實用新型輸入掉電輸出維持電路的第一實施例，其電耦接在一直流電源Vin與一負(fù)載Ru之間，其中圖2是第一實施例的電路方塊示意圖，圖3是圖2中輸入掉電輸出維持電路3的實際電路。且如圖2所示，直流電源Vin實際上是一輸入電源20經(jīng)過一整流電路21整流后的脈動直流電壓，負(fù)載1^則代表圖2中的一直流/直流轉(zhuǎn)換器22的等效負(fù)載。且本實施例的輸入掉電輸出維持電路3包括一與直流電源Vin并聯(lián)的輸入電容Cin、一與負(fù)載Rd(直流/直流轉(zhuǎn)換器22)并聯(lián)第一輸出電容Col、一電耦接在輸入電容Vin與第一輸出電容Col之間的升壓電路30、一第一功率開關(guān)S1、一第二輸出電容Co2及一第二功率開關(guān)S2。
[0027]其中輸入電容Cin對直流電源Vin進(jìn)行濾波及穩(wěn)壓，使直流電源Vin的電壓維持穩(wěn)定。第一輸出電容Col具有一第一端31及一接地的第二端32。升壓電路30用以將輸入電容Cin提供的電壓升壓至一默認(rèn)的電壓Vo并輸出至第一輸出電容Col。第一功率開關(guān)SI的一端與第一輸出電容Col的第一端31電親接，第二輸出電容Col具有一與第一功率開關(guān)SI的另一端電耦接的第三端33，及一與第一輸出電容Col的第二端32電耦接的第四端34 ;且第二功率開關(guān)S2電耦接在輸入電容Cin與第二輸出電容Co2的第三端33之間；而且第一輸出電容Col的容值約為第二輸出電容Co2的四分之一至五分之一。
[0028]借此，當(dāng)輸入電源Vin正常供電，使輸入電容Cin的電壓維持在大于或等于一默認(rèn)值時，如圖4所示，令第一功率開關(guān)SI常閉合且第二功率開關(guān)S2常開路，此時，第一輸出電容Col正常供電給負(fù)載(直流/直流轉(zhuǎn)換器22)，使直流/直流轉(zhuǎn)換器22根據(jù)第一輸出電容Col提供的電壓Vo產(chǎn)生一個或多個不同的直流電壓Vol?Von，以供應(yīng)后端的一個或多個負(fù)載(圖未不)使用。同時，第二輸出電容Co2與第一輸出電容Col并聯(lián)，而被第一輸出電容Col充電以預(yù)儲存電能于其中。且上述的默認(rèn)值是指仍能供應(yīng)升壓電路30運(yùn)作的電壓值。而且由于第一輸出電容Col與第二輸出電容Co2借由第一功率開關(guān)實現(xiàn)完全并聯(lián)，且升壓電路30和直流/直流轉(zhuǎn)換器22之間沒有串接電路亦沒有旁路二極管，使得直流/直流轉(zhuǎn)換器22能產(chǎn)生更高的轉(zhuǎn)換效率。
[0029]而當(dāng)輸入電源Vin掉電(突然停止供電)時，輸入電容Cin的電壓會開始下降，此時，如圖5所示，令第一功率開關(guān)SI常開路且第二功率開關(guān)S2常閉合，使第二輸出電容Co2經(jīng)由第二功率開關(guān)S2輸出電能給輸入電容Cin，而拉高輸入電容Cin的電壓，使輸入電容Cin能延長供電給升壓電路30的時間，而使升壓電路30在掉電之后的一段維持時間內(nèi)，仍能穩(wěn)定地供應(yīng)電壓Vo給負(fù)載(直流/直流轉(zhuǎn)換器22)，使負(fù)載能在掉電后的該維持時間內(nèi)及時進(jìn)行信息儲存或者仍能維持正常工作。
[0030]更確切地說，本實施例的第一功率開關(guān)SI及第二功率開關(guān)S2是被一控制器(圖未示)控制，該控制器與輸入電容Cin電親接，并于判斷輸入電容Cin的電壓大于或等于該默認(rèn)值時，控制第一功率開關(guān)SI常閉合且第二功率開關(guān)S2常開路，否則控制第一功率開關(guān)SI常開路且第二