[發明專利]用于電源轉換器的維持時間延長電路

有效

• 申請號: 201110208372.X
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102904437A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉鋼;何亮
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00;H02M3/28;H02M1/32
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;張龍哺

技術領域

本發明涉及需要在輸入電壓掉落之后提供一段時間的調節輸出的電源系統的維持時間延長(hold-up?time?extension)電路，尤其涉及一種維持時間延長電路，其包括經由儲能電容器彼此耦接的升壓(step-up)轉換器和降壓(step-down)轉換器。

背景技術

大部分計算機和便攜式電子設備需要在輸入電壓掉落之后能夠在一定時間內(典型為15-25毫秒)將輸出電壓維持在特定范圍內。這個時間稱作維持時間，用于在線路故障后順序終止數據處理裝置的操作或切換到UPS(不間斷電源)操作。在維持時間期間用來維持輸出電壓所需要的能量從與電源輸入相耦接的合適大小的儲能電容器傳送出。

為了最大化電源的功率密度，需要使儲能電容器的大小最小化。美國專利No.6504497(其全部內容援引于此)公開了一種通過使用維持時間延長電路最大化地利用存儲能量的方法。然而，需要進一步改善維持時間延長電路。

因而，如何解決其中之一的發明一種提供需求的維持時間的維持時間延長電路的問題成為一個需要解決的問題。

發明內容

在一個方案中，本發明涉及一種電源系統。在一個實施例中，所述電源系統具有電源轉換器和維持時間延長電路，所述電源轉換器適于將其輸入處的第一輸入電壓轉換為其輸出處的第一輸出電壓，所述維持時間延長電路包括經由第一儲能電容器彼此耦接的升壓級和降壓級，其中所述升壓級的輸入耦接至所述電源轉換器的輸入，所述升壓級的輸出耦接至所述降壓級的輸入，以及所述降壓級的輸出耦接至所述電源轉換器的輸入。

所述升壓級適于將所述電源轉換器的所述第一輸入電壓轉換為第二輸出電壓，以及所述降壓級適于將所述升壓級的所述第二輸出電壓轉換為所述電源轉換器的第一輸入電壓，以及其中所述升壓級維持所述第一儲能電容器上的所述第二輸出電壓，以及在所述電源轉換器的所述第一輸入電壓低于預定值時啟動所述降壓級。

所述的電源系統還包括耦接至所述電源轉換器的輸入的第二儲能電容器。

在一個實施例中，所述電源轉換器的所述第一輸入電壓為直流電壓，其中所述電源轉換器的所述第一輸入電壓的范圍為約30伏特至約100伏特。

在一個實施例中，所述升壓級的所述第二輸出電壓高于所述電源轉換器的所述第一輸入電壓，其中所述升壓級的第二輸出電壓的范圍為約150伏特至約450伏特。

在一個實施例中，所述第一儲能電容器包括一個電容器或彼此并聯連接的多個電容器。

在一個實施例中，所述升壓級包括反馳式(Flyback)轉換器或升壓斬波(Boost)轉換器。所述降壓級包括降壓斬波(Buck)轉換器。

在一個實施例中，所述電源轉換器包括半橋電路和變壓器。在另一個實施例中，所述電源轉換器包括全橋電路和變壓器，這里所述的全橋電路包括四個晶體管。在一個實施例中，所述全橋電路的所述四個晶體管由所述電源轉換器的所述第一輸入電壓所控制，以調節所述電源轉換器。在另一個實施例中，所述全橋電路的所述四個晶體管由所述電源轉換器的第一輸入電壓和第一輸出電壓所控制，以調節所述電源轉換器。

在本發明的另一個方案中，一種電源系統包括電源轉換器和維持時間延長電路，所述電源轉換器適于將其輸入處的第一輸入電壓轉換為其輸出處的第一輸出電壓，所述維持時間延長電路包括經由第一儲能電容器彼此耦接的升壓級和降壓級，所述升壓級的輸入耦接至所述電源轉換器的輸入，所述升壓級的輸出耦接至所述降壓級的輸入，以及所述降壓級的輸出耦接至所述電源轉換器的輸入。所述升壓級適于將所述電源轉換器的所述第一輸入電壓轉換為第二輸出電壓，以及所述降壓級適于將所述升壓級的所述第二輸出電壓轉換為所述電源轉換器的所述第一輸入電壓，以及其中所述升壓級維持所述第一儲能電容器上的所述第二輸出電壓，以及在所述電源轉換器的所述第一輸出電壓低于預定值時啟動所述降壓級。

所述的電源系統也包括耦接至所述電源轉換器的輸入的第二儲能電容器。

在一個實施例中，所述電源轉換器的所述第一輸入電壓為直流電壓。

在一個實施例中，所述升壓級的所述第二輸出電壓高于所述電源轉換器的所述第一輸入電壓。

在一個實施例中，所述第一儲能電容器包括一個電容器或彼此并聯連接的多個電容器。