CN104836328B - 一种电源装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源装置及其工作方法。该装置包括电源E，用于给DC‑DC转换器和数据输出缓冲器供电；DC‑DC转换器，用于将电源E输出的电压转换后给负载供电；电压监控器，用于监测DC‑DC转换器的输出电压，当监测到所述输出电压高于上限值或低于下限值时，所述电压监控器控制DC‑DC转换器与负载断开，并监测负载端电压，控制数据输出缓冲器输出电压给负载供电；数据输出缓冲器，在电压监控器的控制下给负载供电。本发明能够利用数据输出缓冲器实现备份电源转换器的功能，有效降低了成本。

Description

一种电源装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源装置及其工作方法。
背景技术
一般电子设备，最容易坏的是电源装置中的电源转换器，因此一些对可靠性要求高的电子设备都需要带有备份电源转换器。但是额外设置备份电源转换器增加了设备的成本，很多电子设备都带有数据输出缓冲器，如果能利用数据输出缓冲器实现备份电源转换器的功能则能够有效降低设备成本。
发明内容
本发明的目的是克服目前对可靠性要求高的电源装置一般设有备份电源转换器，提高了成本的技术问题，提供了一种电源装置及其工作方法，其能够利用数据输出缓冲器实现备份电源转换器的功能，有效降低了成本。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种电源装置，包括电源E，用于给DC-DC转换器和数据输出缓冲器供电；DC-DC转换器，用于将电源E输出的电压转换后给负载供电；电压监控器，用于监测DC-DC转换器的输出电压，当监测到所述输出电压高于上限值或低于下限值时，所述电压监控器控制DC-DC转换器与负载断开，并监测负载端电压，控制数据输出缓冲器输出电压给负载供电；数据输出缓冲器，在电压监控器的控制下给负载供电。
作为优选，所述数据输出缓冲器包括第一选择器、第二选择器和三态门，第一选择器的第一输入端、第二输入端和选择端分别与电压监控器电连接，第一选择器的输出端与三态门的使能端电连接，第二选择器的第一输入端为信号输入端，第二选择器的第二输入端与电源E电连接，第二选择器的选择端与电压监控器电连接，第二选择器的输出端与三态门的输入端电连接，三态门的输出端为信号输出端。
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器控制第一选择器的第一输入端和第二选择器的第一输入端选通，电压监控器输出低电平到第一选择器的第一输入端，第一选择器输出低电平到三态门的使能端，此时该数据输出缓冲器是一个常规的基于三态门的数据输出缓冲器；当DC-DC转换器出故障时，电压监控器监测到DC-DC转换器的输出电压超出预设值，电压监控器控制第一选择器的第二输入端和第二选择器的第二输入端选通，电压监控器输出PWM信号到第一选择器的第二输入端，第二选择器输出电源E电压VE到三态门的输入端，第一选择器输出PWM信号到三态门的使能端，PWM高电平的时间越长，三态门输出高电平的时间越长，又由于三态门存在着导通阻抗，所以PWM占空比越大，在相同负载电流情况下，三态门的输出电压也越高，因此，三态门的输出电压是受PWM控制的，三态门输出的电压给负载供电。
作为优选，所述数据输出缓冲器包括第三选择器、反相器、PMOS管和电阻，第三选择器的第一输入端为信号输入端，第三选择器的第二输入端和选择端分别与电压监控器电连接，第三选择器的输出端与反相器的输入端电连接，反相器的输出端与PMOS管的栅极电连接，PMOS管的漏极与电源E电连接，PMOS管的源极与电阻的第一端电连接，电阻的第二端接地，电阻的第一端为信号输出端。
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器控制第三选择器的第一输入端选通，此时该数据输出缓冲器是一个常规的基于开漏输出的数据输出缓冲器；当DC-DC转换器出故障时，电压监控器监测到DC-DC转换器的输出电压超出预设值，电压监控器控制第三选择器的第二输入端选通，电压监控器输出PWM信号到第三选择器的第二输入端，第二选择器输出PWM经过反相器后输出到PMOS管的栅极，PWM高电平的时间越长，经反向器后PMOS管栅极低电平时间越长，对应电阻第一端输出的高电平的时间越长，又由于开漏输出存在着导通阻抗，所以PWM占空比越大，在相同负载电流情况下，电阻第一端输出的电压也越高，因此，电阻第一端输出的电压是受PWM控制的，电阻第一端输出的电压给负载供电。
本发明的一种电源装置，包括电源E、DC-DC转换器和电容C1，还包括数据输出缓冲器、开关管S1、开关管S2和电压监控器，所述电源E的负极接地，所述电源E的正极与DC-DC转换器的输入端和数据输出缓冲器的电源端电连接，所述DC-DC转换器的输出端与电压监控器的第一检测端和开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与电压监控器的第二检测端、开关管S2的第一导通端和电容C1的上极板电连接，电容C1的下极板接地，开关管S2的第二导通端与数据输出缓冲器的信号输出端电连接，电压监控器分别与数据输出缓冲器、开关管S1的控制端和开关管S2的控制端电连接，所述电容C1的上极板为电源装置的正极输出端。
电源E、DC-DC转换器和电容C1组成了传统电源系统；数据输出缓冲器、开关管S1、开关管S2和电压监控器组成了实现数据输出缓冲器作备份电源转换器的电路。
上电后，电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC在预设的范围内，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，数据输出缓冲器正常传输数据，将输入的数据信号发送出去。
如果电压VCC不在预设的范围内，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器发送控制信号和PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，数据输出缓冲器接收到控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电。
作为优选，所述数据输出缓冲器包括信号输入端、信号输出端、第一控制器、电流电压探测器、电感L、电容C2、开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S14和开关管S15，开关管S11的第一导通端和开关管S13的第一导通端都与电源E电连接，开关管S11的第二导通端与开关管S12的第一导通端、电流电压探测器的第一检测端和电感L的第一导通端电连接，开关管S13的第二导通端与开关管S14的第一导通端、开关管S15的第一导通端、电流电压探测器的第二检测端和电感L的第二导通端电连接，开关管S15的第二导通端与电容C2的上极板和信号输出端电连接，开关管S12的第二导通端、开关管S14的第二导通端和电容C2的下极板都接地，第一控制器分别与信号输入端、电压监控器、电流电压探测器的数据输出端、开关管S11的控制端、开关管S12的控制端、开关管S13的控制端、开关管S14的控制端和开关管S15的控制端电连接。
当数据输出缓冲器被电压监控器配置成执行数据传输功能时，第一控制器控制开关管S15恒导通。在输入信号Din从低电平跳变到高电平，再由高电平跳变到低电平的过程中，数据输出缓冲器工作分为T1、T2、T3、T4、T5和T6六个阶段，第一控制器控制开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14工作。
当输入信号Din从低电平跳变到高电平时，进入T1区间，开关管S11导通，开关管S12、开关管S13、开关管S14断开，电源E存储的电荷经由开关管S11对电感L和电容C2充电，电容C2上极板的电压VDout从0自由振荡到Vx。在T1区间结束时，电感L中的电流能量加上电容C2上的电荷能量等于电容C1上需要输出的电压的电容储能。接着进入T2区间，开关管S12导通，开关管S11、开关管S13、开关管S14断开，继续发生自由振荡，T2结束时，电感L中的电流能量全部转移到电容C2上。接着进入T3区间，开关管S13导通，开关管S11、开关管S12、开关管S14断开，电容C2上极板被加强到VE，信号输出端输出高电平。
当输入信号Din从高电平跳变到低电平时，进入T4区间，开关管S12导通，开关管S11、开关管S13、开关管S14断开，电容C2上极板的电荷全部转移到电感L中，在T4结束时，VDout为0，电感L中电流达到最大值。接着进入T5区间，开关管S11、开关管S14导通，开关管S12、开关管S13断开，电感L中的能量全部转移到电源E，T5结束时，电感L中电流为0。接着进入T6区间，开关管S14导通，开关管S11、开关管S12、开关管S13断开，信号输出端输出低电平。
当数据输出缓冲器被电压监控器配置成执行供电功能时，第一控制器控制开关管S13恒断开，电压监控器控制开关管S2恒导通，开关管S11、开关管S12、开关管S14、开关管S15、电感L、电容C2、电容C1组成了同步整流同相输出的Buck-Boost电路，给电子设备供电。
作为优选，所述电压监控器包括参考电压输出模块Ref、比较器CMP1、比较器CMP2、比较器CMP3、运算放大器OA、补偿电容CL、斜坡发送器ramp和第二控制器，比较器CMP1的同相输入端和比较器CMP2的反向输入端都与DC-DC转换器的输出端电连接，比较器CMP1的反相输入端与参考电压输出模块Ref的第一输出端电连接，比较器CMP2同相输入端与参考电压输出模块Ref的第二输出端电连接，运算放大器OA的同相输入端与电容C1的上极板电连接，运算放大器OA的反相输入端与参考电压输出模块Ref的第三输出端电连接，运算放大器OA的的输出端与补偿电容CL一端和比较器CMP3的反相输入端电连接，补偿电容CL另一端接地，比较器CMP3的同相输入端与斜坡发送器ramp电连接，第二控制器分别与比较器CMP1的输出端、比较器CMP2的输出端、比较器CMP3的输出端、开关管S1的控制端、开关管S2的控制端和第一控制器电连接。
参考电压输出模块Ref的第一输出端输出的参考电压V1，参考电压输出模块Ref的第二输出端输出的参考电压V2，V1＞V2。当DC-DC转换器输出端输出的电压VCC在V1~V2范围内时，第二控制器控制判断DC-DC转换器正常工作；当DC-DC转换器输出端输出的电压VCC超出V1~V2范围时，第二控制器判断DC-DC转换器出现故障。运算放大器OA放大电容C1的上极板的电压VDD与参考电压输出模块Ref的第三输出端输出的电压V3的电压差值，然后与斜坡发送器ramp输出的斜坡电压比较，比较结果输出到第二控制器，第二控制器根据该比较结果调节PWM信号占空比，从而将电容C1的上极板的电压VDD稳定在设定值。
作为优选，所述一种电源装置还包括报警模块，所述报警模块与电压监控器电连接。如果电压VCC不在预设的范围内，电压监控器发送报警信号到报警模块，报警模块报警提醒用户。
作为优选，所述一种电源装置，还包括第三控制器和与门电路，所述第三控制器的输出端与电压监控器的输入端和与门电路的第一输入端电连接，所述与门电路的第二输入端与电压监控器的输出端电连接，所述与门电路的输出端与第一控制器的输入端电连接。
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器输出低电平到与门电路的第二输入端，同时不接收第三控制器输出的信号，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去。DC-DC转换器出现故障时，如果第三控制器输出高电平，则数据输出缓冲器实现备份电源转换器功能供电，如果第三控制器输出低电平，则数据输出缓冲器执行数据传输功能。传输数据时间与供电时间之间的比例越大，电源装置输出电压下降的幅度就越大，电源装置输出电压的纹波也就越大；反之传输数据时间与供电时间的比例越小，电源装置输出电压下降的幅度就越小，电源装置输出电压的纹波也就越小。同时，传输数据时间与供电时间之间的比例还会影响到供电效率。此比例约大，峰值电流也越大，在同样的负载情况下，效率就越低。所以需要尽可能地减小数据传输时间与供电时间之间的比例。为此需动态调节传输数据时间与供电时间之间的比例关系，仅在需要发送数据的时候，把系统配置成发送数据模式，一旦发送完成，立即恢复成数据输出缓冲器完全当备份电源工作模式。
本发明的一种电源装置的工作方法，包括以下步骤：
S1：电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC大于等于下限值V1且小于等于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，执行步骤S2，如果电压VCC小于下限值V1或大于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，执行步骤S3；
S2：电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，数据输出缓冲器正常工作，执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去；
S3：电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器发送控制信号和PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，数据输出缓冲器接收到控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电。
作为优选，所述数据输出缓冲器执行数据传输功能的方法包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S15恒导通，电流电压探测器检测电感L中的电流和电容C2上极板的输出电压VDout，第一控制器读取输入信号Din，当输入信号Din由低电平跳变至高电平时，执行步骤N2，当输入信号Din由高电平跳变至低电平时，执行步骤N5；
N2：第一控制器控制开关管S11导通T1时间，控制开关管S12、开关管S13、开关管S14断开T1时间；
N3：T1时间结束时，第一控制器控制开关管S12导通T2时间，控制开关管S11、开关管S13、开关管S14断开T2时间；
N4：T2时间结束时，第一控制器控制开关管S13导通，控制开关管S11、开关管S12、开关管S14断开，接着跳转至步骤N1；
N5：第一控制器控制开关管S12导通，控制开关管S11、开关管S13、开关管S14断开；
N6：当输出电压VDout降低到0时，第一控制器控制开关管S11、开关管S14导通T5时间，控制开关管S12、开关管S13断开T5时间；
N7：T5时间结束时，第一控制器控制开关管S14导通，控制开关管S11、开关管S12、开关管S13断开，接着跳转至步骤N1；
第一控制器实时修改T1时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T1时间的初始值，当T2时间结束时，如果输出电压VDout小于电源E电压VE，则增加T1的时间长度；如果输出电压VDout大于电源E电压VE，则减小T1的时间长度。
作为优选，T2时间长度为：第一控制器实时修改T2时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T2时间的初始值，当T2时间结束时，如果电感L中的残余电流大于0，则增加T2的时间长度；如果电感L中的残余电流小于0，则减小T2的时间长度；或者T2时间长度为：当T1时间结束时，T2时间开始，当电感L中电流等于0时，T2时间结束；
T5时间长度为：第一控制器实时修改T5时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T5时间的初始值，当T5时间结束时，如果电感L中的残余电流小于0，则增加T5的时间长度；如果电感L中的残余电流大于0，则减小T5的时间长度；或者T5时间长度为：当输出电压VDout降低到0时，T5时间开始，当电感L中电流等于0时，T5时间结束。
电感L中电流从第一导通端流向第二导通端为电流正方向，此时电感L中的电流大于0。通过控制S11、S12、S13、S14来控制电源E通过电感L对电容C2无损充电或电容C2通过电感L对电源E无损放电，这样实现了对电容C2负载的无损充放电，这一充放电过程同时实现了数据信号的无损传输。由于T2阶段和T5阶段需要在电感L中的电流恰好在0点时结束，从而降低功耗，避免电感L中残余电流高频振荡产生电路噪声，因此第一控制器控制T2阶段和T5阶段的持续时间很重要。
本发明的一种电源装置的工作方法，包括以下步骤：
H1：电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC大于等于下限值V1小于等于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，执行步骤S2，如果电压VCC小于下限值V1或大于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，执行步骤S3；
H2：电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，电压监控器输出低电平到与门电路的第二输入端，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去；
H3：电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器输出高电平到与门电路的第二输入端，发送PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，发送控制信号到第三控制器，当不需要发送数据时，第三控制器输出高电平到与门电路的第一输入端和电压监控器，与门电路输出高电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器接收到高电平控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电；当需要发送数据时，第三控制器输出低电平到与门电路的第一输入端和电压监控器，电压监控器接收到低电平信号后控制开关管S1、开关管S2断开，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器接收到低电平控制信号后停止供电工作，重新执行数据传输功能。
本发明的一种电源装置，包括电源E、DC-DC转换器和电容C1，还包括数据输出缓冲器、开关管S1、开关管S2和电压监控器，所述电源E的负极接地，所述电源E的正极与DC-DC转换器的输入端和数据输出缓冲器的电源端电连接，所述DC-DC转换器的输出端与电压监控器的第一检测端和开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与电压监控器的第二检测端、开关管S2的第一导通端和电容C1的上极板电连接，电容C1的下极板接地，开关管S2的第二导通端与数据输出缓冲器的信号输出端电连接，电压监控器分别与数据输出缓冲器、开关管S1的控制端和开关管S2的控制端电连接，所述电容C1的上极板为电源装置的正极输出端，所述数据输出缓冲器包括信号输入端、信号输出端、第一控制器、电流电压探测器、电感L、电容C2、开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14，开关管S11的第一导通端和开关管S13的第一导通端都与电源E电连接，开关管S11的第二导通端与开关管S12的第一导通端、电流电压探测器的第一检测端和电感L的第一导通端电连接，开关管S13的第二导通端与开关管S14的第一导通端、电流电压探测器的第二检测端、电感L的第二导通端、电容C2的上极板和信号输出端电连接，开关管S12的第二导通端、开关管S14的第二导通端和电容C2的下极板都接地，第一控制器分别与信号输入端、电压监控器、电流电压探测器的数据输出端、开关管S11的控制端、开关管S12的控制端、开关管S13的控制端和开关管S14的控制端电连接。
本发明的实质性效果是：能够利用数据输出缓冲器实现备份电源转换器的功能，有效降低了成本。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理图；
图2是本发明的数据输出缓冲器的一种电路原理图；
图3是电压监控器的电路原理图；
图4是数据输出缓冲器执行数据传输功能的控制信号时序图；
图5是数据输出缓冲器供电时的一种控制信号时序图；
图6是本发明的一种电路原理图；
图7是本发明的数据输出缓冲器的一种电路原理图；
图8是数据输出缓冲器供电时的一种控制信号时序图；
图9是数据输出缓冲器的一种结构示意图；
图10是数据输出缓冲器的一种结构示意图。
图中：1、DC-DC转换器，2、数据输出缓冲器，3、电压监控器，4、信号输入端，5、信号输出端，6、第一控制器，7、电流电压探测器，8、第二控制器，9、报警模块，10、第三控制器，11、与门电路，12、第一选择器，13、第二选择器，14、三态门，15、第三选择器，16、反相器，17、PMOS管，18、电阻。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种电源装置，如图1所示，包括电源E，用于给DC-DC转换器1和数据输出缓冲器2供电；DC-DC转换器1，用于将电源E输出的电压转换后给负载供电；电压监控器3，用于监测DC-DC转换器1的输出电压，当监测到所述输出电压高于上限值或低于下限值时，电压监控器3控制DC-DC转换器1与负载断开，并监测负载端电压，控制数据输出缓冲器2输出电压给负载供电；数据输出缓冲器2，在电压监控器3的控制下给负载供电。
如图9所示，数据输出缓冲器2包括第一选择器12、第二选择器13和三态门14，第一选择器12的第一输入端、第二输入端和选择端分别与电压监控器3电连接，第一选择器12的输出端与三态门14的使能端电连接，第二选择器13的第一输入端为信号输入端，第二选择器13的第二输入端与电源E电连接，第二选择器13的选择端与电压监控器3电连接，第二选择器13的输出端与三态门14的输入端电连接，三态门14的输出端为信号输出端。
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器控制第一选择器的第一输入端和第二选择器的第一输入端选通，电压监控器输出低电平到第一选择器的第一输入端，第一选择器输出低电平到三态门的使能端，此时该数据输出缓冲器是一个常规的基于三态门的数据输出缓冲器；当DC-DC转换器出故障时，电压监控器监测到DC-DC转换器的输出电压超出预设值，电压监控器控制第一选择器的第二输入端和第二选择器的第二输入端选通，电压监控器输出PWM信号到第一选择器的第二输入端，第二选择器输出电源E电压VE到三态门的输入端，第一选择器输出PWM信号到三态门的使能端，PWM高电平的时间越长，三态门输出高电平的时间越长，又由于三态门存在着导通阻抗，所以PWM占空比越大，在相同负载电流情况下，三态门的输出电压也越高，因此，三态门的输出电压是受PWM控制的，三态门输出的电压给负载供电。
实施例2：本实施例的一种电源装置，如图10所示，数据输出缓冲器2包括第三选择器15、反相器16、PMOS管17和电阻18，第三选择器15的第一输入端为信号输入端，第三选择器15的第二输入端和选择端分别与电压监控器3电连接，第三选择器15的输出端与反相器16的输入端电连接，反相器16的输出端与PMOS管17的栅极电连接，PMOS管17的漏极与电源E电连接，PMOS管17的源极与电阻18的第一端电连接，电阻18的第二端接地，电阻18的第一端为信号输出端，其余结构同实施例1.
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器控制第三选择器的第一输入端选通，此时该数据输出缓冲器是一个常规的基于开漏输出的数据输出缓冲器；当DC-DC转换器出故障时，电压监控器监测到DC-DC转换器的输出电压超出预设值，电压监控器控制第三选择器的第二输入端选通，电压监控器输出PWM信号到第三选择器的第二输入端，第二选择器输出PWM经过反相器后输出到PMOS管的栅极，PWM高电平的时间越长，经反向器后PMOS管栅极低电平时间越长，对应电阻第一端输出的高电平的时间越长，又由于开漏输出存在着导通阻抗，所以PWM占空比越大，在相同负载电流情况下，电阻第一端输出的电压也越高，因此，电阻第一端输出的电压是受PWM控制的，电阻第一端输出的电压给负载供电
实施例3：本实施例的一种电源装置，如图1所示，包括电源E、DC-DC转换器和电容C1，还包括数据输出缓冲器2、开关管S1、开关管S2、电压监控器3和报警模块9，电源E的负极接地，电源E的正极与DC-DC转换器1的输入端和数据输出缓冲器2的电源端电连接，DC-DC转换器1的输出端与电压监控器3的第一检测端和开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与电压监控器3的第二检测端、开关管S2的第一导通端和电容C1的上极板电连接，电容C1的下极板接地，开关管S2的第二导通端与数据输出缓冲器2的信号输出端电连接，电压监控器3分别与数据输出缓冲器2、报警模块9、开关管S1的控制端和开关管S2的控制端电连接，电容C1的上极板为电源装置的正极输出端。
电源E、DC-DC转换器1和电容C1组成了传统电源系统；数据输出缓冲器2、开关管S1、开关管S2和电压监控器3组成了实现数据输出缓冲器作备份电源转换器的电路。
上电后，电压监控器3监控DC-DC转换器1输出端的电压VCC，如果电压VCC在预设的范围内，则电压监控器3判断DC-DC转换器1正常工作，电压监控器3控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器1将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，数据输出缓冲器2正常传输数据，将输入的数据信号发送出去。
如果电压VCC不在预设的范围内，则电压监控器3判断DC-DC转换器出现故障，电压监控器3控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器1停止供电，同时电压监控器3发送控制信号和PWM信号到数据输出缓冲器2，发送报警信号到报警模块9，报警模块9报警提醒用户，数据输出缓冲器2接收到控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器2根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电。
如图2所示，数据输出缓冲器2包括信号输入端4、信号输出端5、第一控制器6、电流电压探测器7、电感L、电容C2、开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S14和开关管S15，开关管S11的第一导通端和开关管S13的第一导通端都与电源E电连接，开关管S11的第二导通端与开关管S12的第一导通端、电流电压探测器7的第一检测端和电感L的第一导通端电连接，开关管S13的第二导通端与开关管S14的第一导通端、开关管S15的第一导通端、电流电压探测器7的第二检测端和电感L的第二导通端电连接，开关管S15的第二导通端与电容C2的上极板和信号输出端电连接，开关管S12的第二导通端、开关管S14的第二导通端和电容C2的下极板都接地，第一控制器6分别与信号输入端4、电压监控器3、电流电压探测器7的数据输出端、开关管S11的控制端、开关管S12的控制端、开关管S13的控制端、开关管S14的控制端和开关管S15的控制端电连接。
当数据输出缓冲器2被电压监控器3配置成执行数据传输功能时，第一控制器6控制开关管S15恒导通。在输入信号Din从低电平跳变到高电平，再由高电平跳变到低电平的过程中，数据输出缓冲器2工作分为T1、T2、T3、T4、T5和T6六个阶段，如图4所示，第一控制器6控制开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14工作。
当输入信号Din从低电平跳变到高电平时，进入T1区间，开关管S11导通，开关管S12、开关管S13、开关管S14断开，电源E存储的电荷经由开关管S11对电感L和电容C2充电，电容C2上极板的电压VDout从0自由振荡到Vx。在T1区间结束时，电感L中的电流能量加上电容C2上的电荷能量等于电容C1上需要输出的电压的电容储能。接着进入T2区间，开关管S12导通，开关管S11、开关管S13、开关管S14断开，继续发生自由振荡，T2结束时，电感L中的电流能量全部转移到电容C2上。接着进入T3区间，开关管S13导通，开关管S11、开关管S12、开关管S14断开，电容C2上极板被加强到VE，信号输出端5输出高电平。
当输入信号Din从高电平跳变到低电平时，进入T4区间，开关管S12导通，开关管S11、开关管S13、开关管S14断开，电容C2上极板的电荷全部转移到电感L中，在T4结束时，VDout为0，电感L中电流达到最大值。接着进入T5区间，开关管S11、开关管S14导通，开关管S12、开关管S13断开，电感L中的能量全部转移到电源E，T5结束时，电感L中电流为0。接着进入T6区间，开关管S14导通，开关管S11、开关管S12、开关管S13断开，信号输出端5输出低电平。
当数据输出缓冲器2被电压监控器3配置成执行供电功能时，第一控制器6控制开关管S13恒断开，电压监控器3控制开关管S2恒导通，开关管S11、开关管S12、开关管S14、开关管S15、电感L、电容C2、电容C1组成了同步整流同相输出的Buck-Boost电路，开关管S11、开关管S12、开关管S14、开关管S15的控制时序如图5所示，给电子设备供电。
如图3所示，电压监控器3包括参考电压输出模块Ref、比较器CMP1、比较器CMP2、比较器CMP3、运算放大器OA、补偿电容CL、斜坡发送器ramp和第二控制器8，比较器CMP1的同相输入端和比较器CMP2的反向输入端都与DC-DC转换器的输出端电连接，比较器CMP1的反相输入端与参考电压输出模块Ref的第一输出端电连接，比较器CMP2同相输入端与参考电压输出模块Ref的第二输出端电连接，运算放大器OA的同相输入端与电容C1的上极板电连接，运算放大器OA的反相输入端与参考电压输出模块Ref的第三输出端电连接，运算放大器OA的的输出端与补偿电容CL一端和比较器CMP3的反相输入端电连接，补偿电容CL另一端接地，比较器CMP3的同相输入端与斜坡发送器ramp电连接，第二控制器8分别与比较器CMP1的输出端、比较器CMP2的输出端、比较器CMP3的输出端、开关管S1的控制端、开关管S2的控制端和第一控制器6电连接。
参考电压输出模块Ref的第一输出端输出的参考电压V1，参考电压输出模块Ref的第二输出端输出的参考电压V2，V1＞V2。当DC-DC转换器1输出端输出的电压VCC在V1~V2范围内时，第二控制器8控制判断DC-DC转换器1正常工作；当DC-DC转换器1输出端输出的电压VCC超出V1~V2范围时，第二控制器8判断DC-DC转换器出现故障。运算放大器OA放大电容C1的上极板的电压VDD与参考电压输出模块Ref的第三输出端输出的电压V3的电压差值，然后与斜坡发送器ramp输出的斜坡电压比较，比较结果输出到第二控制器8，第二控制器8根据该比较结果调节PWM信号占空比，从而将电容C1的上极板的电压VDD稳定在设定值。
本实施例的一种电源装置的工作方法，适用于上述的电源装置，包括以下步骤：
S1：电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC大于等于下限值V1且小于等于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，执行步骤S2，如果电压VCC小于下限值V1或大于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，执行步骤S3；
S2：电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，数据输出缓冲器正常工作，执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去；
S3：电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器发送控制信号和PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，数据输出缓冲器接收到控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电。
数据输出缓冲器执行数据传输功能的方法包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S15恒导通，电流电压探测器检测电感L中的电流和电容C2上极板的输出电压VDout，第一控制器读取输入信号Din，当输入信号Din由低电平跳变至高电平时，执行步骤N2，当输入信号Din由高电平跳变至低电平时，执行步骤N5；
N2：第一控制器控制开关管S11导通T1时间，控制开关管S12、开关管S13、开关管S14断开T1时间；
N3：T1时间结束时，第一控制器控制开关管S12导通T2时间，控制开关管S11、开关管S13、开关管S14断开T2时间；
N4：T2时间结束时，第一控制器控制开关管S13导通，控制开关管S11、开关管S12、开关管S14断开，接着跳转至步骤N1；
N5：第一控制器控制开关管S12导通，控制开关管S11、开关管S13、开关管S14断开；
N6：当输出电压VDout降低到0时，第一控制器控制开关管S11、开关管S14导通T5时间，控制开关管S12、开关管S13断开T5时间；
N7：T5时间结束时，第一控制器控制开关管S14导通，控制开关管S11、开关管S12、开关管S13断开，接着跳转至步骤N1；
第一控制器实时修改T1时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T1时间的初始值，当T2时间结束时，如果输出电压VDout小于电源E电压VE，则增加T1的时间长度；如果输出电压VDout大于电源E电压VE，则减小T1的时间长度；
T2时间长度为：第一控制器实时修改T2时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T2时间的初始值，当T2时间结束时，如果电感L中的残余电流大于0，则增加T2的时间长度；如果电感L中的残余电流小于0，则减小T2的时间长度；或者T2时间长度为：当T1时间结束时，T2时间开始，当电感L中电流等于0时，T2时间结束；
T5时间长度为：第一控制器实时修改T5时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T5时间的初始值，当T5时间结束时，如果电感L中的残余电流小于0，则增加T5的时间长度；如果电感L中的残余电流大于0，则减小T5的时间长度；或者T5时间长度为：当输出电压VDout降低到0时，T5时间开始，当电感L中电流等于0时，T5时间结束。
电感L中电流从第一导通端流向第二导通端为电流正方向，此时电感L中的电流大于0。通过控制S11、S12、S13、S14来控制电源E通过电感L对电容C2无损充电或电容C2通过电感L对电源E无损放电，这样实现了对电容C2负载的无损充放电，这一充放电过程同时实现了数据信号的无损传输。由于T2阶段和T5阶段需要在电感L中的电流恰好在0点时结束，从而降低功耗，避免电感L中残余电流高频振荡产生电路噪声，因此第一控制器控制T2阶段和T5阶段的持续时间很重要。
实施例4：本实施例的一种电源装置，如图6所示，还包括第三控制器10和与门电路11，第三控制器10的输出端与电压监控器3的输入端和与门电路11的第一输入端电连接，与门电路11的第二输入端与电压监控器3的输出端电连接，与门电路11的输出端与第一控制器6的输入端电连接，其余结构同实施例1。
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器输出低电平到与门电路的第二输入端，同时不接收第三控制器输出的信号，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去。DC-DC转换器出现故障时，如果第三控制器输出高电平，则数据输出缓冲器实现备份电源转换器功能供电，如果第三控制器输出低电平，则数据输出缓冲器执行数据传输功能。传输数据时间与供电时间之间的比例越大，电源装置输出电压下降的幅度就越大，电源装置输出电压的纹波也就越大；反之传输数据时间与供电时间的比例越小，电源装置输出电压下降的幅度就越小，电源装置输出电压的纹波也就越小。同时，传输数据时间与供电时间之间的比例还会影响到供电效率。此比例约大，峰值电流也越大，在同样的负载情况下，效率就越低。所以需要尽可能地减小数据传输时间与供电时间之间的比例。为此需动态调节传输数据时间与供电时间之间的比例关系，仅在需要发送数据的时候，把系统配置成发送数据模式，一旦发送完成，立即恢复成数据输出缓冲器完全当备份电源工作模式。
本实施例的一种电源装置的工作方法，适用于上述的电源装置，包括以下步骤：
H1：电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC大于等于下限值V1小于等于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，执行步骤S2，如果电压VCC小于下限值V1或大于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，执行步骤S3；
H2：电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，电压监控器输出低电平到与门电路的第二输入端，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去；
H3：电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器输出高电平到与门电路的第二输入端，发送PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，发送控制信号到第三控制器，当不需要发送数据时，第三控制器输出高电平到与门电路的第一输入端和电压监控器，与门电路输出高电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器接收到高电平控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电；当需要发送数据时，第三控制器输出低电平到与门电路的第一输入端和电压监控器，电压监控器接收到低电平信号后控制开关管S1、开关管S2断开，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器接收到低电平控制信号后停止供电工作，重新执行数据传输功能。
实施例5：本实施例的一种电源装置，如图7所示，数据输出缓冲器包括信号输入端、信号输出端、第一控制器、电流电压探测器、电感L、电容C2、开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14，开关管S11的第一导通端和开关管S13的第一导通端都与电源E电连接，开关管S11的第二导通端与开关管S12的第一导通端、电流电压探测器的第一检测端和电感L的第一导通端电连接，开关管S13的第二导通端与开关管S14的第一导通端、电流电压探测器的第二检测端、电感L的第二导通端、电容C2的上极板和信号输出端电连接，开关管S12的第二导通端、开关管S14的第二导通端和电容C2的下极板都接地，第一控制器分别与信号输入端、电压监控器、电流电压探测器的数据输出端、开关管S11的控制端、开关管S12的控制端、开关管S13的控制端和开关管S14的控制端电连接，其余结构同实施例1。
上电后，电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC在预设的范围内，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，数据输出缓冲器正常传输数据，将输入的数据信号发送出去。
如果电压VCC不在预设的范围内，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，电压监控器控制开关管S1断开，DC-DC转换器停止供电。同时电压监控器发送控制信号到数据输出缓冲器，根据监测到的VDD点电压值产生相应的占空比控制信号PWM发送给数据输出缓冲器，同时也产生相应的S2开关控制信号。数据输出缓冲器接收到控制信号后停止数据输出工作，控制开关管S13恒断开，开关管S11、开关管S12、开关管S14、开关管S2、电感L、电容C2、电容C1组成了同步整流同相输出的Buck-Boost电路。数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号控制开关管S11、开关管S12、开关管S14通断，与电压监控器控制开关管S2通断配合，如图8所示，给电子设备供电。电压监控器还发送报警信号到外部电子设备。

Claims (11)

1.一种电源装置，其特征在于：包括电源E，用于给DC-DC转换器（1）和数据输出缓冲器（2）供电；
DC-DC转换器（1），用于将电源E输出的电压转换后给负载供电；
电压监控器（3），用于监测DC-DC转换器（1）的输出电压，当监测到所述输出电压高于上限值或低于下限值时，所述电压监控器（3）控制DC-DC转换器（1）与负载断开，并监测负载端电压，控制数据输出缓冲器（2）输出电压给负载供电；
数据输出缓冲器（2），在电压监控器（3）的控制下给负载供电；
所述数据输出缓冲器（2）包括第一选择器（12）、第二选择器（13）和三态门（14），第一选择器（12）的第一输入端、第二输入端和选择端分别与电压监控器（3）电连接，第一选择器（12）的输出端与三态门（14）的使能端电连接，第二选择器（13）的第一输入端为信号输入端，第二选择器（13）的第二输入端与电源E电连接，第二选择器（13）的选择端与电压监控器（3）电连接，第二选择器（13）的输出端与三态门（14）的输入端电连接，三态门（14）的输出端为信号输出端；
DC-DC转换器正常工作时，电压监控器控制第一选择器的第一输入端和第二选择器的第一输入端选通，电压监控器输出低电平到第一选择器的第一输入端，第一选择器输出低电平到三态门的使能端，此时该数据输出缓冲器是一个常规的基于三态门的数据输出缓冲器；当DC-DC转换器出故障时，电压监控器监测到DC-DC转换器的输出电压超出预设值，电压监控器控制第一选择器的第二输入端和第二选择器的第二输入端选通，电压监控器输出PWM信号到第一选择器的第二输入端，第二选择器输出电源E电压VE到三态门的输入端，第一选择器输出PWM信号到三态门的使能端，三态门的输出电压受PWM控制，三态门输出的电压给负载供电。
2.根据权利要求1所述的一种电源装置，其特征在于：所述数据输出缓冲器（2）包括第三选择器（15）、反相器（16）、PMOS管（17）和电阻（18），第三选择器（15）的第一输入端为信号输入端，第三选择器（15）的第二输入端和选择端分别与电压监控器（3）电连接，第三选择器（15）的输出端与反相器（16）的输入端电连接，反相器（16）的输出端与PMOS管（17）的栅极电连接，PMOS管（17）的漏极与电源E电连接，PMOS管（17）的源极与电阻（18）的第一端电连接，电阻（18）的第二端接地，电阻（18）的第一端为信号输出端。
3.一种电源装置，包括电源E、DC-DC转换器（1）和电容C1，其特征在于：还包括数据输出缓冲器（2）、开关管S1、开关管S2和电压监控器（3），所述电源E的负极接地，所述电源E的正极与DC-DC转换器（1）的输入端和数据输出缓冲器（2）的电源端电连接，所述DC-DC转换器（1）的输出端与电压监控器（3）的第一检测端和开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与电压监控器（3）的第二检测端、开关管S2的第一导通端和电容C1的上极板电连接，电容C1的下极板接地，开关管S2的第二导通端与数据输出缓冲器（2）的信号输出端电连接，电压监控器（3）分别与数据输出缓冲器（2）、开关管S1的控制端和开关管S2的控制端电连接，所述电容C1的上极板为电源装置的正极输出端，所述数据输出缓冲器（2）包括信号输入端（4）、信号输出端（5）、第一控制器（6）、电流电压探测器（7）、电感L、电容C2、开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S14和开关管S15，开关管S11的第一导通端和开关管S13的第一导通端都与电源E电连接，开关管S11的第二导通端与开关管S12的第一导通端、电流电压探测器（7）的第一检测端和电感L的第一导通端电连接，开关管S13的第二导通端与开关管S14的第一导通端、开关管S15的第一导通端、电流电压探测器（7）的第二检测端和电感L的第二导通端电连接，开关管S15的第二导通端与电容C2的上极板和信号输出端（5）电连接，开关管S12的第二导通端、开关管S14的第二导通端和电容C2的下极板都接地，第一控制器（6）分别与信号输入端（4）、电压监控器（3）、电流电压探测器（7）的数据输出端、开关管S11的控制端、开关管S12的控制端、开关管S13的控制端、开关管S14的控制端和开关管S15的控制端电连接。
4.根据权利要求3所述的一种电源装置，其特征在于：所述电压监控器（3）包括参考电压输出模块Ref、比较器CMP1、比较器CMP2、比较器CMP3、运算放大器OA、补偿电容CL、斜坡发送器ramp和第二控制器，比较器CMP1的同相输入端和比较器CMP2的反向输入端都与DC-DC转换器（1）的输出端电连接，比较器CMP1的反相输入端与参考电压输出模块Ref的第一输出端电连接，比较器CMP2同相输入端与参考电压输出模块Ref的第二输出端电连接，运算放大器OA的同相输入端与电容C1的上极板电连接，运算放大器OA的反相输入端与参考电压输出模块Ref的第三输出端电连接，运算放大器OA的输出端与补偿电容CL一端和比较器CMP3的反相输入端电连接，补偿电容CL另一端接地，比较器CMP3的同相输入端与斜坡发送器ramp电连接，第二控制器（8）分别与比较器CMP1的输出端、比较器CMP2的输出端、比较器CMP3的输出端、开关管S1的控制端、开关管S2的控制端和第一控制器（6）电连接。
5.根据权利要求3或4所述的一种电源装置，其特征在于：还包括报警模块（9），所述报警模块（9）与电压监控器（3）电连接。
6.根据权利要求3或4所述的一种电源装置，其特征在于：还包括第三控制器（10）和与门电路（11），所述第三控制器（10）的输出端与电压监控器（3）的输入端和与门电路（11）的第一输入端电连接，所述与门电路（11）的第二输入端与电压监控器（3）的输出端电连接，所述与门电路（11）的输出端与第一控制器（6）的输入端电连接。
7.一种电源装置的工作方法，适用于如权利要求3-6所述的一种电源装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC大于等于下限值V1且小于等于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，执行步骤S2，如果电压VCC小于下限值V1或大于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，执行步骤S3；
S2：电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，数据输出缓冲器正常工作，执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去；
S3：电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器发送控制信号和PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，数据输出缓冲器接收到控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电。
8.根据权利要求7所述的一种电源装置的工作方法，其特征在于，所述数据输出缓冲器执行数据传输功能的方法包括以下步骤：
N1：第一控制器控制开关管S15恒导通，电流电压探测器检测电感L中的电流和电容C2上极板的输出电压VDout，第一控制器读取输入信号Din，当输入信号Din由低电平跳变至高电平时，执行步骤N2，当输入信号Din由高电平跳变至低电平时，执行步骤N5；
N2：第一控制器控制开关管S11导通T1时间，控制开关管S12、开关管S13、开关管S14断开T1时间；
N3：T1时间结束时，第一控制器控制开关管S12导通T2时间，控制开关管S11、开关管S13、开关管S14断开T2时间；
N4：T2时间结束时，第一控制器控制开关管S13导通，控制开关管S11、开关管S12、开关管S14断开，接着跳转至步骤N1；
N5：第一控制器控制开关管S12导通，控制开关管S11、开关管S13、开关管S14断开；
N6：当输出电压VDout降低到0时，第一控制器控制开关管S11、开关管S14导通T5时间，控制开关管S12、开关管S13断开T5时间；
N7：T5时间结束时，第一控制器控制开关管S14导通，控制开关管S11、开关管S12、开关管S13断开，接着跳转至步骤N1；
第一控制器实时修改T1时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T1时间的初始值，当T2时间结束时，如果输出电压VDout小于电源E电压VE，则增加T1的时间长度；如果输出电压VDout大于电源E电压VE，则减小T1的时间长度。
9.根据权利要求8所述的一种电源装置的工作方法，其特征在于：T2时间长度为：第一控制器实时修改T2时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T2时间的初始值，当T2时间结束时，如果电感L中的残余电流大于0，则增加T2的时间长度；如果电感L中的残余电流小于0，则减小T2的时间长度；或者T2时间长度为：当T1时间结束时，T2时间开始，当电感L中电流等于0时，T2时间结束；
T5时间长度为：第一控制器实时修改T5时间长度，包括以下步骤：第一控制器预设T5时间的初始值，当T5时间结束时，如果电感L中的残余电流小于0，则增加T5的时间长度；如果电感L中的残余电流大于0，则减小T5的时间长度；或者T5时间长度为：当输出电压VDout降低到0时，T5时间开始，当电感L中电流等于0时，T5时间结束。
10.一种电源装置的工作方法，适用于如权利要求6所述的一种电源装置，其特征在于，包括以下步骤：
H1：电压监控器监控DC-DC转换器输出端的电压VCC，如果电压VCC大于等于下限值V1小于等于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器正常工作，执行步骤S2，如果电压VCC小于下限值V1或大于上限值V2，则电压监控器判断DC-DC转换器出现故障，执行步骤S3；
H2：电压监控器控制开关管S1闭合、开关管S2断开，DC-DC转换器将电源E输出的电压转换为需要的电压输出供电，电压监控器输出低电平到与门电路的第二输入端，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器执行数据传输功能，将输入的数据信号发送出去；
H3：电压监控器控制开关管S1断开、开关管S2闭合，DC-DC转换器停止供电，同时电压监控器输出高电平到与门电路的第二输入端，发送PWM信号到数据输出缓冲器，发送报警信号到外部电子设备，发送控制信号到第三控制器，当不需要发送数据时，第三控制器输出高电平到与门电路的第一输入端和电压监控器，与门电路输出高电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器接收到高电平控制信号后停止数据输出工作，数据输出缓冲器根据接收到的PWM信号对电源E输入的电压进行PWM调制后输出到电容C1的上极板进行供电；当需要发送数据时，第三控制器输出低电平到与门电路的第一输入端和电压监控器，电压监控器接收到低电平信号后控制开关管S1、开关管S2断开，与门电路输出低电平到数据输出缓冲器，数据输出缓冲器接收到低电平控制信号后停止供电工作，重新执行数据传输功能。
11.一种电源装置，包括电源E、DC-DC转换器和电容C1，其特征在于：还包括数据输出缓冲器（2）、开关管S1、开关管S2和电压监控器（3），所述电源E的负极接地，所述电源E的正极与DC-DC转换器（1）的输入端和数据输出缓冲器（2）的电源端电连接，所述DC-DC转换器（1）的输出端与电压监控器（3）的第一检测端和开关管S1的第一导通端电连接，开关管S1的第二导通端与电压监控器（3）的第二检测端、开关管S2的第一导通端和电容C1的上极板电连接，电容C1的下极板接地，开关管S2的第二导通端与数据输出缓冲器（2）的信号输出端电连接，电压监控器（3）分别与数据输出缓冲器（2）、开关管S1的控制端和开关管S2的控制端电连接，所述电容C1的上极板为电源装置的正极输出端，所述数据输出缓冲器（2）包括信号输入端（4）、信号输出端（5）、第一控制器（6）、电流电压探测器（7）、电感L、电容C2、开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14，开关管S11的第一导通端和开关管S13的第一导通端都与电源E电连接，开关管S11的第二导通端与开关管S12的第一导通端、电流电压探测器（7）的第一检测端和电感L的第一导通端电连接，开关管S13的第二导通端与开关管S14的第一导通端、电流电压探测器（7）的第二检测端、电感L的第二导通端、电容C2的上极板和信号输出端（5）电连接，开关管S12的第二导通端、开关管S14的第二导通端和电容C2的下极板都接地，第一控制器（6）分别与信号输入端（4）、电压监控器（3）、电流电压探测器（7）的数据输出端、开关管S11的控制端、开关管S12的控制端、开关管S13的控制端和开关管S14的控制端电连接。
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