[發明專利]電源單元和用于控制電源單元的方法

無效

• 申請號: 200980134356.1
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN102144343A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 馬庫斯·施密德;托馬斯·A·杜厄巴姆;吉安·霍赫扎德;彼德·拉歐;約翰·B·D·K·庫布里克
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明涉及一種電源單元和用于控制電源單元的方法。

背景技術

所有電子和電氣設備都需要電源，以提供用于運行電子或電氣設備所需的電壓和電流。電源典型地與干線電壓(mains?voltage)相連。只要電源實際與干線電壓相連且干線電壓足夠高，就可以確保電子或電氣設備的運行。然而，如果干線電壓發生故障，例如由于電網中的短期干線中斷，則電子和電氣設備將沒有足夠的能量供應，不能按要求運行。

US?2002/0171295?A1公開了一種帶有兩個電源線的半導體集成電路。每個電源線配備有一個開關，用于選擇其中的一個電源線。電源管理電路監控主電源上的電壓。如果主電源在運行，則該半導體集成電路將由主電源的功率供電。然而，如果來自主電源的供電中斷，備用電源將給半導體集成電路提供所要求的功率。

典型的電子設備沒有備用電源，因此不能在干線中斷的條件下運行。然而，正常的電子設備也應該能夠經受得住短期干線中斷。典型地，在短期干線中斷期間所需的能量將由大電解電容提供。

圖1示出了根據現有技術所述的電子或電氣設備方框圖。所述設備包括交流/直流轉換單元ADC，該裝置接收干線電壓MV作為輸入并在其輸出處與直流總線電壓電容器C₀相連。電容器C₀還與后續系統SS相連，該后續系統在其輸出端向負載L供電。交流/直流轉換單元ADC例如執行交流/直流轉換?？偩€電容器C₀與交流/直流轉換級的輸出相連，形成為后續系統提供輸出電壓V₀的直流總線。后續系統SS例如可以用作直流/直流轉換器。負載L可以是任何電子或電氣裝置。電容器C₀典型地是大電解電容器，為后續系統SS提供近乎恒定的輸出電壓V₀。電容器C₀需要滿足一些要求。它需要足夠大以避免高波紋電壓。此外，必須適當地選擇電容器以保證系統的保持條件，例如在干線電壓短期故障期間必須能夠獲得負載L所需功率電平。為了實現這一點，在特定時間階段，輸出電壓V₀必須維持在特定閾值電壓之上。因此，提供大數值的電容器以保證較長的保持時間。電容C器₀的電容值必須足夠大，以便為后續系統提供功率，所述后續系統可能還包括其他若干子系統。然而，即使使用電解電容器，大數值的電容器也將典型地具有大的尺寸。此外，當第一次給電容器充電時選擇了大數值電容器，則將出現高的啟動電流，可能損壞系統的其他部件或者干擾附近的其他電子設備。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種具有電容器的電源單元，所述電容器用作具有較低數值、尺寸和成本的保持電源的。

上述目的通過根據權利要求1中所述的電源單元以及根據權利要求12中所述的控制電源單元的方法來解決。

因此，提供了一種電源單元，所述電源單元包括：交流/直流轉換單元，其輸入與輸入電壓耦接，其輸出與直流總線電壓耦接。所述電源單元還包括與交流/直流轉換單元的輸出耦接的直流總線電容器。所述電源單元還包括至少一個接收直流總線電壓作為輸入的子電源單元，用于提供至少一個電源。如果輸入電壓下降至預定的閾值之下，則至少降低或者關斷所述至少一個子電源單元或者部分負載的電源。

根據本發明的一個方面，所述電源單元包括第一電源單元和至少一個第二子電源單元，每一個均分別與直流總線電壓耦接。電源單元還包括任何停用所述部分負載的裝置。一種這樣的裝置可以是置于第二子電源單元與直流總線電壓之間的開關。如果輸入電壓降至預定的閾值之下，則該開關用于斷開第二子電源單元與直流總線電壓之間的連接。因此，如果輸入電壓降至預定的閾值之下，則并非全部的電源均被供電，例如除了提供關鍵負載以外的其他所有子系統都將被停用。

根據本發明的另一方面，其中一個子電源單元包括多輸出電源，用于提供多個輸出電壓。如果輸入電壓降至預定的閾值之下，則多個輸出電壓中的一部分將被停用。利用這種結構，可以僅使部分輸出電壓停用，以至于使得只有電子設備的一部分不供電而其他部分仍舊供電。

還是根據本發明的另一方面，如果輸入電壓降至預定的閾值之下，子電源單元的至少部分輸出電壓或者輸出功率逐漸減小。因此，可以得到關于電源的適度衰減。