CN101051752A - 混合切换式电源转换器的供电系统、供电装置及供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合切换式电源转换器的供电系统、供电装置及供电方法，其通过检测直流输入电压源的状态，适当控制切换组件，可将充电器与转换器整合为一，因此降低成本。

Description

混合切换式电源转换器的供电系统、供电装置及供电方法
技术领域
本发明是关于一种供电系统，特别是关于一种混合切换式电源转换器的供电系统。
背景技术
许多可充/放电的电力供应装置及系统已广泛地应用在各种领域。该等装置及系统的特征在于，当输入电压源存在时，可以一方面提供电力给输出装置，一方面对电池进行充电；当输入电压源失效或不存在时，该电池则放电，以提供电力给输出的装置。图1显示公知的电源转换器的供电系统1，其必须同时包含一充电器(charger)11及一转换器(converter)12。当该系统1在充电状态时，提供一直流电源供应装置10且开关13断开(turn off)，该直流电源供应装置10提供电源至该转换器12转换适当的电压以提供给输出端电性连接负载装置15，同时，该直流电源供应装置10亦经由该充电器11对电池组14进行充电；当该系统1在放电状态时，该直流电源供应装置10则被移除或切断且开关13开启(turn on)，使得电池组14所储存的电力可经由该转换器12而提供给输出端电性连接负载装置15。
常见的应用包括笔记型计算机。其中，该直流电源供应装置10是为一交流/直流转换器(AC/DC converter)，其是将市电交流电转换为直流电，而该转换器12则为根据笔记型计算机的规格所需的直流/直流转换器，将该直流电进一步适当转换为具有特定电压位准的直流电，以使该笔记型计算机正常运作。
此等电力供应装置及系统还可用在其它领域，例如紧急照明灯，以及因应能源的节约与利用的重要课题而逐渐发展的由太阳能供给电能的设备，例如太阳能路灯。然而，一紧急照明灯在市电供应良好时，仅需要对电池进行充电，而无须同时驱动其它负载；当停电时，该电池即进入放电状态，由电池提供电力驱动灯管。而太阳能路灯的基本运作原理为，在白昼或自然光源充足时，该路灯接收阳光并将其转换成电能，对内部的电池进行充电而储存电力；当夜晚或光线不足时，由电池释放电力驱动该路灯。换句话说，如同上述二实例，对于许多不需要同时提供电力至负载及对电池充电的应用来说，公知的电力供应装置及系统同时包含充电器及转换器不但多余，更因为较高的成本而降低产品价值。
因此，需要一种电源转换器的供电系统、装置及方法，其可以控制充电及放电的切换，将充电器及转换器整合为一，以缩小电源转换器的尺寸，进而节省成本。
发明内容
本发明的一目的为揭示一种混合切换式电源转换器的供电系统，其包括：一直流电源供应装置，用以提供至少一直流输入电压源；一切换式电源转换器，具有至少一输入端与至少一输出端，用以将该至少一直流输入电压源转换为至少一直流输出电压源；一电池组，至少包括一个电池；一切换装置，包括第一切换组件、第二切换组件与第三切换组件，该第一切换组件电性连接该至少一直流输出电压源与该电池组，该第二切换组件电性连接该至少一输入端与该电池组，该第三切换组件电性连接该直流电源供应装置与该至少一输入端；以及一电压检测装置，检测该至少一直流输入电压源并用以控制该切换装置。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电系统，进一步包括一第四切换组件与一负载装置，该第四切换组件电性连接该至少一输出端与该负载装置。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电系统，该第一切换组件与该第二切换组件的开启与断开状态为互补，该第一切换组件与该第三切换组件的开启与断开状态为同步。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电系统，该第一切换组件、第二切换组件与第三切换组件之一为一晶体管。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电系统，该第一切换组件、第二切换组件、第三切换组件与第四切换组件之一为一晶体管。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电系统，该电压检测装置为一比较器。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电系统，该直流电源供应装置为直流电压源、适配器、交流/直流电源转换器或太阳能板。
本发明的另一目的为揭示一种混合切换式电源转换器的供电装置，其包括：一切换式电源转换器，具有至少一输入端与至少一输出端，其可接收至少一直流输入电压源并将其转换为至少一直流输出电压源；一电池组，至少包括一个电池；一切换装置，包括第一切换组件与第二切换组件，该第一切换组件电性连接该至少一输出端与该电池组，该第二切换组件电性连接该至少一输入端与该电池组；以及一电压检测装置，检测该切换式电源转换器的至少一输入端的电压值并用以控制该切换装置。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电装置，进一步包括一第三切换组件与一负载装置，该第三切换组件电性连接该至少一输出端与该负载装置。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电装置，该第一切换组件与该第二切换组件的开启与断开状态为互补。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电装置，该电压检测装置为一比较器。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电装置，该第一切换组件与第二切换组件之一为一晶体管。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电装置，该第一切换组件、第二切换组件与第三切换组件之一为一晶体管。
本发明的又一目的为揭示一种混合切换式电源转换器的供电方法，其包括：检测一切换式电源转换器的至少一直流输入电压值，以及以该检测值切换该切换式电源转换器的输入电压的来源。
本发明所述的混合切换式电源转换器的供电方法，该输入电压的来源至少包括一电池。
本发明所述混合切换式电源转换器的供电系统、供电装置及供电方法，可以控制充电及放电的切换，将充电器及转换器整合为一，以缩小电源转换器的尺寸，进而节省成本。
附图说明
图1所示为公知的电源转换器的供电系统一例示性方块图；
图2所示为本发明的混合切换式电源转换器的供电系统一例示性方块图；以及
图3所示为本发明的混合切换式电源转换器的供电装置一例示性方块图。
具体实施方式
如图2所示为本发明系统的第一例示性方块图。根据本发明的一混合切换式电源转换器的供电系统2包括一直流电源供应装置20，一切换式电源转换器21，一电压检测装置22，开关23-1、23-2及23-3以及一电池组24。
此处的切换式电源转换器21具有充电与电压转换混合的功能，其操作根据电压检测装置22所检测到的状态而定。若电压检测装置22检测到直流电源供应装置20正常供应直流输入电压源时，即指示目前为“正常”状态，并将开关23-1及23-3开启(turnon)而23-2断开(turn off)，此时切换式电源转换器21作用为将直流电源供应装置20所提供的直流电压适当转换至少一直流输出电压，并对电池组24充电。若电压检测装置22检测到直流电源供应装置20为“失效”状态，则将开关23-1及23-3断开(turn off)而23-2开启(turn on)，此时切换式电源转换器21作用为将电池组24的直流电压源适当转换至少一输出电压，以提供给负载装置25使用。此处所称的“失效”状态，可以是该直流电源供应装置20被移除，亦可以是该直流电源供应装置20的电压不足。
该直流电源供应装置20可以本身即是一直流电压源，亦可以是其它适当的供应直流电源的装置，例如一适配器(adapter)、一交流/直流转换器(AC/D C converter)，甚至可以是可将太阳能转换为一直流电压源的一太阳能板。该电压检测装置22可以是一比较器(comparator)，将该直流电源供应装置20的输出的电压值与一预定电压值比较，若大于该预定电压值，则判定该直流电源供应装置为“正常”状态并进一步指示电池组24充电，反之则判定该直流电源供应装置为“失效”状态并进一步指示电池组24放电。开关23-1、23-2、23-3可以是例如晶体管。此处虽仅显示一电池组24，但本领域的普通技术人员应理解，该等电池组可以包含不只一个电池。
当然，本系统可包括所欲驱动的负载装置25，该负载装置25与切换式电源转换器21的输出的电性连接，进一步可以由一开关23-4控制，当该系统在充电状态时，开关23-4为断开(turn off)，当该系统在放电状态时，开关23-4则开启(turn on)，使得电池组24的电能得以经切换式电源转换器21驱动负载装置25。此外开关23-4可以同样经由电压检测装置22控制，亦可以被其它机制控制，端视系统的设计及应用所需而定。
如图3所示为本发明装置的第二例示性方块图。与前述类似，本发明的另一混合切换式电源转换器的供电装置3包括一切换式电源转换器31、一电压检测装置32以及开关33-1及33-2。电压检测装置32检测切换式电源转换器31输入端上的电压值，以控制切换式电源转换器31的操作及开关33-1及33-2为开启(turn on)或断开(turn off)以及一电池组34。
此处的切换式电源转换器31具有充电与电压转换混合的功能，其操作根据电压检测装置32所检测到的状态而定。若电压检测装置32检测到切换式电源转换器31的直流输入电压源正常供应时，即指示目前为“正常”状态，并将开关33-1开启(turn on)而33-2断开(turn off)，此时切换式电源转换器31作用为将至少一直流电压适当转换至少一直流输出电压，并对电池组34充电。若电压检测装置32检测到切换式电源转换器非正常供应直流输入电压源时，则使开关33-1断开(turn off)而33-2开启(turn on)，此时切换式电源转换器31作用为将电池组34的直流电压源适当转换至少一输出电压，以提供给负载装置35使用。该电压检测装置32可以是一比较器(comparator)，将该切换式电源转换器31的直流输入电压值与一预定电压值比较，若大于该预定电压值，则判定为“正常”状态并进一步指示电池组34充电，反之则判定为“失效”状态并进一步指示电池组34放电。开关33-1、33-2可以是例如晶体管。此处虽仅显示一电池组34，但本领域技术人员应理解，该等充电电池组可以包含不只一个电池。
当然，本装置可进一步连接至所欲驱动的负载装置35，该负载装置35与切换式电源转换器31的输出的电性连接，进一步可以由一开关33-4控制，当该系统在充电状态时，开关33-4为断开(turn off)，当该系统在放电状态时，开关33-4则开启(turn on)，使得电池组34所放出的电能得以经切换式电源转换器31驱动负载装置35。此外开关33-4可以同样经由电压检测装置32控制，亦可以被其它机制控制，端视系统的设计及应用所需而定。

Claims (17)

1、一种混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，所述混合切换式电源转换器的供电系统包括：
一直流电源供应装置，用以提供至少一直流输入电压源；
一切换式电源转换器，具有至少一输入端与至少一输出端，用以将该至少一直流输入电压源转换为至少一直流输出电压源；
一电池组，至少包括一个电池；
一切换装置，包括第一切换组件、第二切换组件与第三切换组件，该第一切换组件电性连接该至少一直流输出电压源与该电池组，该第二切换组件电性连接该至少一输入端与该电池组，该第三切换组件电性连接该直流电源供应装置与该至少一输入端；以及
一电压检测装置，检测该至少一直流输入电压源并用以控制该切换装置。
2、根据权利要求1所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，进一步包括一第四切换组件与一负载装置，该第四切换组件电性连接该至少一输出端与该负载装置。
3、根据权利要求1或2所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该第一切换组件与该第二切换组件的开启与断开状态为互补，该第一切换组件与该第三切换组件的开启与断开状态为同步。
4、根据权利要求1所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该第一切换组件、第二切换组件与第三切换组件之一为一晶体管。
5、根据权利要求2所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该第一切换组件、第二切换组件、第三切换组件与第四切换组件之一为一晶体管。
6、根据权利要求1或2所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该电压检测装置为一比较器。
7、根据权利要求1、2、4或5所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该直流电源供应装置为直流电压源、适配器、交流/直流电源转换器或太阳能板。
8、根据权利要求3所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该直流电源供应装置为直流电压源、适配器、交流/直流电源转换器或太阳能板。
9、根据权利要求6所述的混合切换式电源转换器的供电系统，其特征在于，该直流电源供应装置为直流电压源、适配器、交流/直流电源转换器或太阳能板。
10、一种混合切换式电源转换器的供电装置，其特征在于，所述混合切换式电源转换器的供电装置包括：
一切换式电源转换器，具有至少一输入端与至少一输出端，其可接收至少一直流输入电压源并将其转换为至少一直流输出电压源；
一电池组，至少包括一个电池；
一切换装置，包括第一切换组件与第二切换组件，该第一切换组件电性连接该至少一输出端与该电池组，该第二切换组件电性连接该至少一输入端与该电池组；以及
一电压检测装置，检测该切换式电源转换器的至少一输入端的电压值并用以控制该切换装置。
11、根据权利要求10所述的混合切换式电源转换器的供电装置，其特征在于，进一步包括一第三切换组件与一负载装置，该第三切换组件电性连接该至少一输出端与该负载装置。
12、根据权利要求10或11所述的混合切换式电源转换器的供电装置，其特征在于，该第一切换组件与该第二切换组件的开启与断开状态为互补。
13、根据权利要求10或11所述的混合切换式电源转换器的供电装置，其特征在于，该电压检测装置为一比较器。
14、根据权利要求10所述的混合切换式电源转换器的供电装置，其特征在于，该第一切换组件与第二切换组件之一为一晶体管。
15、根据权利要求11所述的混合切换式电源转换器的供电装置，其特征在于，该第一切换组件、第二切换组件与第三切换组件之一为一晶体管。
16、一种混合切换式电源转换器的供电方法，其特征在于，所述混合切换式电源转换器的供电方法包括：
检测一切换式电源转换器的至少一直流输入电压值；以及
以该检测值切换该切换式电源转换器的输入电压的来源。
17、根据权利要求16所述的混合切换式电源转换器的供电方法，其特征在于，该输入电压的来源至少包括一电池。
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