輸入掉電輸出維持電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種應用在電源供應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】
[0002]參見圖1所示,是現有一種典型的電源供應器I,其主要包括接受一交流或直流輸入電源10,以對其進行整流并升壓的整流及升壓轉換電路11,電耦接在整流及升壓轉換電路11的輸出端,以對整流及升壓轉換電路11的一輸出電壓進行濾波及穩壓的一二極管Dl及一輸出電容Cl,以及一與輸出電容Cl電耦接的直流/直流轉換器12,其將輸出電容Cl提供的電壓轉換成一個或多個不同的直流電壓Vol?Von,以供應后端的一個或多個負載(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,電源供應器I能夠在一維持時間內正常供電給負載,以讓負載能實時儲存信息或者在短暫掉電時仍能正常工作,在不改變電源供應器I的結構下,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/直流轉換器12的工作范圍將導致其在正常工作時的轉換效率(性能)變差。
【實用新型內容】
[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穩定,并具有低成本和良好的轉換效率。
[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,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,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以對其濾波并穩壓,該升壓電路將該輸入電容提供的電壓升壓至一默認電壓并輸出至該第一輸出電容,且當該輸入電容的電壓大于或等于一默認值時,該第一功率開關常閉合且該第二功率開關常開路,否則該第一功率開關常開路且該第二功率開關常閉合。
[0007]在本實用新型的一實施例中,該輸入電容、該第一功率開關及該第二功率開關是被一控制器控制而運作,該控制器判斷該輸入電容的電壓大于或等于該默認值時,其控制該第一功率開關常閉合且該第二功率開關常開路,否則控制該第一功率開關常開路且該第二功率開關常閉合。
[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的第四端與該第一功率開關的第二端之間的第三功率開關,以及一與該第三功率開關并聯的限流電阻。
[0009]在本實用新型上述的該實施例中,當該輸入電容的電壓大于或等于一默認值時,該第三功率開關常閉合,否則該第三功率開關常開路。
[0010]在本實用新型的一實施例中,當該輸入電容的電壓從小于該默認值回復到大于或等于該默認值時,該第二功率開關及該第三功率開關開路,且該第一功率開關是以脈波寬度調變方式運作,使該第一輸出電容經由該第一功率開關、該第二輸出電容及該限流電阻構成的一充電回路,對該第二輸出電容充電,直到該第二輸出電容的電壓相當于該第一輸出電容的電壓,該第一功率開關和該第三功率開關常閉合。
[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、該第二功率開關及該第三功率開關與一控制器電耦接,且該控制器根據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、該第二功率開關及該第三功率開關的運作。
[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)轉換器、降壓(buck)-升壓(boost)轉換器或單端初級電感(SEPIC)轉換器。
[0013]在本實用新型的一實施例中,該第一功率開關、該第二功率開關及該第三功率開關可以是MOSFET開關、IGBT開關或BJT開關。
[0014]本實用新型的有益的效果在于:根據輸入電容上的電壓變化,適當控制第一、第二(及第三)功率開關作動,使得輸入電源掉電時,第二輸出電容能經由第二功率開關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,仍能穩定地輸出電壓給負載,使負載能在掉電后的該段維持時間內及時進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控制第一、第二及第三功率開關作動,能避免開機啟動時及掉電恢復時,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顯示現有一種典型的電源供應器的電路方塊圖。
[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常閉合且第二功率開關常開路。
[0019]圖5顯示第一實施例在掉電時第一功率開關常開路且第二功率開關常閉合。
[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常閉合且第二功率開關常開路。
[0023]圖9顯示第二實施例在掉電時第一及第三功率開關常開路且第二功率開關常閉入口 ο
[0024]圖10顯示第二實施例剛恢復正常供電時第一輸出電容經由第一功率開關及限流電阻對第二輸出電容充電。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
[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經過一整流電路21整流后的脈動直流電壓,負載1^則代表圖2中的一直流/直流轉換器22的等效負載。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并聯的輸入電容Cin、一與負載Rd(直流/直流轉換器22)并聯第一輸出電容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S1、一第二輸出電容Co2及一第二功率開關S2。
[0027]其中輸入電容Cin對直流電源Vin進行濾波及穩壓,使直流電源Vin的電壓維持穩定。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的電壓Vo并輸出至第一輸出電容Col。第一功率開關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值時,如圖4所示,令第一功率開關SI常閉合且第二功率開關S2常開路,此時,第一輸出電容Col正常供電給負載(直流/直流轉換器22),使直流/直流轉換器22根據第一輸出電容Col提供的電壓Vo產生一個或多個不同的直流電壓Vol?Von,以供應后端的一個或多個負載(圖未不)使用。同時,第二輸出電容Co2與第一輸出電容Col并聯,而被第一輸出電容Col充電以預儲存電能于其中。且上述的默認值是指仍能供應升壓電路30運作的電壓值。而且由于第一輸出電容Col與第二輸出電容Co2借由第一功率開關實現完全并聯,且升壓電路30和直流/直流轉換器22之間沒有串接電路亦沒有旁路二極管,使得直流/直流轉換器22能產生更高的轉換效率。
[0029]而當輸入電源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SI常開路且第二功率開關S2常閉合,使第二輸出電容Co2經由第二功率開關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,仍能穩定地供應電壓Vo給負載(直流/直流轉換器22),使負載能在掉電后的該維持時間內及時進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SI及第二功率開關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值時,控制第一功率開關SI常閉合且第二功率開關S2常開路,否則控制第一功率開關SI常開路且第二