CN101262148B - 用于延长断电的操作时间的储能装置 - Google Patents

Abstract

一种用于一变压器的储能装置，包含有一第一节点，形成于该变压器的一原边的一端；一第二节点，形成于该原边的另一端；一第三节点；一电阻，耦接于该第一节点与该第三节点之间；一二极管，耦接于该第一节点与该第三节点之间；一第一电容，耦接于该第二节点与该第三节点之间；以及一箝位元件，耦接于该第二节点与该第三节点之间，用来限制该第一电容两端的电压。

Description

用于延长断电的操作时间的储能装置

技术领域

本发明涉及一种用于一变压器的储能装置，特别涉及一种可在失电状况时，延长电子装置的电源能力的储能装置。

背景技术

电子装置通常包含一电源供应装置，用以提供电子装置运作的电源。现有电源供应装置包含隔离式的交换电源供应器、线性式电源供应器等，用来将交流电转换为直流电。线性式电源供应器是由变压器、整流器和稳压电路所组成，其优点是电路简单、稳定度高、可靠度高、涟波小、电磁干扰小，然而，由于线性式电源供应器使用大电流变压器，体积大且重量重，大多无法直接安装在印刷电路板上，且线性电源供应器转换效率低，无法实现直流输入。因此，为克服线性式电源供应器的种种缺点，现有技术发展出隔离式的交换电源供应器

隔离式的交换电源供应器，主要通过隔离一变压器，区隔出一次侧的高压区及二次侧的低压区，再通过脉波宽频调变(PWM)的电压控制器来将高压的交流电(如市电的220伏特)转换至电子装置所需的较低操作电压(如5伏特的直流电)。隔离式的交换电源供应器，除了具有线性电源供应器的优点之外，另外，还具有转换效率高、输出及输入端具隔离效果、具过电压与过电流保护功能、可实现直流输入以及重量轻可安装在电路板上。因此，市面上多使用此种隔离式的交换电源供应器。

请参考图1，图1为现有一隔离式的交换电源供应器10的示意图。交换电源供应器10用以将一交流电源116所输出的交流电转换直流电，以供应至一电子装置的负载114。交换电源供应器10包含一桥式整流器100、一电容102、一变压器104、一稳压电路106及一反馈电路108。桥式整流器100将交流电源116的交流电转换为直流电，并流经至电容102，以进行储能与整流的运作。变压器104包含一原边110及一副边112，副边112可感应原边110的电流变化，产生相对应的直流电压。稳压电路106用来稳定变压器104的副边112所输出的直流电，以避免产生涟波，影响电子装置的操作。反馈电路108用来根据副边112的反馈信号，调整桥式整流器100的操作。

通过交换电源供应器10，可提供稳定的直流电源至电子装置。然而，在某些情形下，交换电源供应器10可能造成短暂断电而造成电子装置的失效。举例来说，请参考图2。在图2中，多孔电源延长线200、202分别包含断电器(Breaker)204、206，用以防止短路(或过载)发生时，能自动切断电源，以保护其它电源在线的装置不受短路的影响，而能继续获得电源的供应。然而，在短路发生的瞬间，在断电器未作用前会有一小段时间(约0.5至数秒)，呈现无电源供给的状况。现有的交换电源供应器，在一般使用情形下若无电状态达数微秒时，电子装置会因处于失电状况而发生严重问题，譬如说个人计算机重新开机，使编辑中的数据全数消失；电视画面会出现雪花；以及仪器设备的设定值失效等。

因此，若要延长断电时交换电源供应器保特供应电源的时间，必须加大电容102的电容值，而若要符合采用240伏交流电国家的电力环境(如英国)，则(以峰值电压计算)电容102必须能承受近400V的耐压能力，使得生产成本增加，且电容102的体积也会变得很大。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种用于一变压器的储能装置，能在短暂断电时，提供足够电能，以避免瞬间无电状态影响电子装置的操作。

本发明揭露一种用于一变压器的储能装置，包含有一第一节点，形成于该变压器的一原边的一端；一第二节点，形成于该原边的另一端；一第三节点；一电阻，耦接于该第一节点与该第三节点之间；一二极管，其阳极连接第三节点，其阴极连接第一节点；一第一电容，耦接于该第二节点与该第三节点之间；以及一箝位元件，耦接于该第二节点与该第三节点之间，用来限制该第一电容两端的电压。

附图说明

图1为现有一隔离式的交换电源供应器的示意图。

图2中为现有一有数个多孔电源延长线的电源系统的示意图。

图3为本发明一保护电子装置的电源供应器的示意图。

图4为本发明一储能装置的示意图。

附图符号说明

10-交换电源供应器

100、300-桥式整流器

102、302、412-电容

106、308-稳压电路

104、306-变压器

108、310-反馈电路

106、208、316-交流电源

114、318-负载

110、312-变压器原边

112、314-变压器副边

20-电源系统

220、202-多孔延长线

204、206-断路器

30-保护电子装置的电源供应器

304、40-储能装置

406-电阻

408-二极管

410-箝位元件

400、402、404-节点

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明实施例电源供应器30的示意图。电源供应器30可保护电子装置，其包含一桥式整流器300、一电容302、一储能装置304、一变压器306、一稳压电路308、及一反馈电路310。变压器306包含一原边312及一副边314，用来将高压电转换成为低压电，并输出至电子装置的负载端318。桥式整流器300可将一交流电源产生器316所输出的交流电转换为直流电后，输出至原边312。储能装置304耦接于原边312的两端，用来存储备用电能。稳压电路308包含一二极管及一电容，耦接于副边314的两端，用来稳定变压器306的副边314所输出的直流电，以避免产生涟波，影响电子装置的操作。反馈电路310用来根据副边314的反馈信号，调整桥式整流器300的操作。关于保护电子装置的电源供应器30的详细操作，请见以下说明。

在一般使用情形下，桥式整流器300将交流电源产生器316所输出的交流电转换成直流电后，输出至电容302、储能装置304及变压器306的原边312。变压器306的副边314可感应原边312的电流变化，产生相对应的直流电压，并经由稳压电路308输出稳定的直流电供应至电子装置的负载318。另外，反馈电路310会根据副边314的反馈信号，调整桥式整流器300的操作，从而调整副边314所输出的直流电源的大小。

由于横跨于电容302之间的电压很大，所以其电容值必须设定为较小值，造成能供应的备用电源不足。若交流电源产生器316与电源供应器30间发生短暂断电，可能会造成电子装置的损坏。在此情形下，本发明可藉由储能装置304的运作来保护电子装置。当失去交流电源时，电源供应器30呈现无电源供给状态，储能装置304所存储的电能持续放电一段时间，以供应电子装置的负载318使用，使电子装置仍能保持运作至恢复供电，或是实时对电子装置发出警示，以达到保护电子装置的功能。

关于储能装置304的实现，只要能以存储的残余电能持续放电一段时间即可。举例来说，请参考图4，图4为本发明一储能装置40的示意图。储能装置40用以实现储能装置304，其包含一电阻406、一二极管408、一电容412及一箝位元件410。电阻406及二极管408并联于一第一节点400与一第三节点404之间，而电容412及箝位元件410则并联于一第二节点402与第三节点404之间。第一节点400形成于原边312的一端，而第二节点402则形成于原边312的另一端。箝位元件410用来限制第一电容412两端的电压，其较佳地为一齐纳二极管(Zener Diode)。关于储能装置40的详细操作，请见以下说明。

在一般使用情形下，桥式整流器300所输出的直流电会经电阻406对电容412充电。由于箝位元件410的作用，限制了横跨电容412的电压，进而提升电容412的电容值，使得储能装置40的放电时间延长。若发生断电，则电容412所存储的电能开始放电，并通过二极管408放电至变压器306的原边312，以由副边314产生相对应的直流电压，输出至负载318，避免电子装置因处于失电状况而发生严重问题。因此，藉由储能装置40，本发明可有效的保护电子装置。

因此，本发明通过储能装置40中箝位元件410的作用，限制了横跨电容412的电压，进而提升电容412的电容值，使得储能装置40的放电时间延长。如此一来，若发生短暂断电时，可避免电子装置因短暂断电而造成严重问题，如计算机重新开机，电视画面会出现雪花，以及仪器设备的设定值失效等。因此，本发明可有效的保护电子装置，避免电子装置因瞬间无电状态所产生的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种用于一变压器的储能装置，包含有：

一第一节点，形成于该变压器的一原边的一端；

一第二节点，形成于该原边的另一端；

一第三节点；

一电阻，耦接于该第一节点与该第三节点之间；

一二极管，其阳极连接第三节点，其阴极连接第一节点；

一第一电容，耦接于该第二节点与该第三节点之间；以及

一箝位元件，耦接于该第二节点与该第三节点之间，用来限制该第一电容两端的电压。

2.如权利要求1所述的储能装置，其中，该箝位元件是一齐纳二极管。

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