CN109391135A - 一种掉电保持电路以及开关电源 - Google Patents

一种掉电保持电路以及开关电源 Download PDF

Info

Publication number
CN109391135A
CN109391135A CN201811333397.0A CN201811333397A CN109391135A CN 109391135 A CN109391135 A CN 109391135A CN 201811333397 A CN201811333397 A CN 201811333397A CN 109391135 A CN109391135 A CN 109391135A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controllable switch
boost chopper
circuit
capacitor
inductance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811333397.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109391135B (zh
Inventor
向军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Digital Technologies Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Digital Technologies Suzhou Co Ltd filed Critical Huawei Digital Technologies Suzhou Co Ltd
Priority to CN201811333397.0A priority Critical patent/CN109391135B/zh
Publication of CN109391135A publication Critical patent/CN109391135A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109391135B publication Critical patent/CN109391135B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本申请提供了一种掉电保持电路以及开关电源，以延长开关电源的掉电保持时间。所述掉电保持电路包括交错并联的多相升压斩波电路、开关电路以及第一电容，其中，所述多相升压斩波电路的输入端与电源连接，所述多相升压斩波电路的输出端与所述第一电容并联，所述多相升压斩波电路中的第一相升压斩波电路的输出端通过所述开关电路与所述多相升压斩波电路中的第二相升压斩波电路的输出端连接；当所述多相升压斩波电路掉电时，所述第一相升压斩波电路与所述第二斩波电路通过所述开关电路串联。

Description

一种掉电保持电路以及开关电源
技术领域
本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种掉电保持电路以及开关电源。
背景技术
开关电源是通过控制开关管导通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，以其小型、轻量和高效率的特点被广泛应用各种电子设备，例如工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表以及安防监控设备等。
一般情况下，电子设备在开关电源掉电后，需要对必要的数据进行保存和传输等操作，因此，为了保证电子设备的可靠性，通常要求开关电源的掉电保持时间大于20ms，以使开关电源在掉电保持时间内还可以为电子设备提供电能，保证电子设备可靠关闭。
现有技术中，通常利用增加开关电源中母线电容容量，在开关电源掉电后利用母线电容中存储的电能延长开关电源的掉电保持时间，提高电子设备的可靠性。但是，开关电源中母线电容体积原本就较大，如果增加母线电容的容量，母线电容体积也会增大，无法适应开关电源小型化的要求，同时也会导致开关电源的成本进一步上升。
发明内容
本申请提供了一种掉电保持电路以及开关电源，以延长开关电源的掉电保持时间。
第一方面，本申请提供了一种掉电保持电路，所述掉电保持电路包括：交错并联的多相升压斩波电路、开关电路以及第一电容，其中，所述多相升压斩波电路的输入端与电源连接，所述多相升压斩波电路的输出端与所述第一电容并联，所述多相升压斩波电路中的第一相升压斩波电路的输出端通过所述开关电路与所述多相升压斩波电路中的第二相升压斩波电路的输出端连接。其中，当所述多相升压斩波电路掉电时，所述第一相升压斩波电路与所述第二斩波电路通过所述开关电路串联。
通过上述方案，当所述掉电保持电路中的多相升压斩波电路掉电时，所述掉电保持电路中的第一相升压斩波电路与第二斩波电路通过所述开关电路串联，通过所述第一相升压斩波电路以及所述第二相升压斩波电路回收掉电后剩余的能量，并将回收的能量通过所述第一相升压斩波电路与所述第二斩波电路串联后形成的升压电路进行升压，将升压后的能量存储在所述第一电容中，为所述第一电容的后级负载提供能量，进而达到延长掉电保持时间的目的。并且，所述掉电保持电路通过所述开关电路以及所述多相升压斩波电路本身的元器件延长掉电保持时间，实现方式简单、成本较低。
一种可能的实施方式中，所述多相升压斩波电路为图腾柱式无桥交错升压斩波电路，或者H桥交错升压斩波电路。
一种可能的实施方式中，当所述多相升压斩波电路为图腾柱式无桥交错升压斩波电路时，所述开关电路包括第一可控开关；所述第一相升压斩波电路包括第一电感、第二可控开关、第三可控开关以及第二电容。其中，所述第一电感的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二可控开关以及所述第三可控开关的第一端连接；所述第二可控开关的第二端分别与所述第二电容的第一端以及所述第一可控开关的第一端连接，所述第一可控开关的第二端与所述第一电容的一端连接，所述第三可控开关的第二端分别与所述第二电容的第一端以及所述第一电容的第二端连接。
针对所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路，该相升压斩波电路包括第二电感、第四可控开关以及第五可控开关；其中，所述第二电感的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四可控开关以及所述第五可控开关的第一端连接；所述第四可控开关的第二端分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第五可控开关的第二端分别与第一二极管的阳极、所述第一电容第二端以及所述第二电容的第二端连接，所述第一二极管的阴极分别与所述电源的第二输出端以及第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第四可控开关的第二端连接。
当所述图腾柱式无桥交错升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关处于导通状态。
一种可能的实施方式中，所述第一可控开关至所述第五可控开关可以是双极结型晶体管BJT、金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT或继电器。所述第一电感以及所述第二电感可以是单个电感，也可以是耦合电感。
一种可能的实施方式中，所述掉电保持电路还包括电磁干扰EMI滤波电路；其中，所述EMI滤波电路的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路的第一输出端分别与所述第一电感的第一端以及所述第二电感的第一端连接；所述EMI滤波电路的第二输出端分别与所述第一二极管的阴极以及所述第二二极管的阳极连接。
一种可能的实施方式中，当所述多相升压斩波电路为H桥交错升压斩波电路时，所述开关电路包括第一可控开关和第二可控开关；所述第一相升压斩波电路包括第一电感、第一二极管、第二二极管、第三可控开关及第二电容。其中，所述第一电感的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阴极以及所述第三可控开关的第一端连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第二电容的第一端连接，所述第一可控开关的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二电容的第二端、所述第一电容的第二端以及所述第四可控开关的第一端连接，所述第四可控开关的第二端分别与所述第三可控开关的第二端、第三二极管的阳极以及所述电源的第二输出端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一可控开关的第二端连接；所述第二可控开关与所述第一二极管并联，所述第三可控开关为双向开关。
针对所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路，该相升压斩波电路包括第二电感、第四二极管、第五二极管以及第五可控开关；其中，所述第二电感的第一端与所述电源第一输出端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四二极管的阳极、所述第五二极管的阴极以及所述第五可控开关的第一端连接，所述第四二极管的阴极分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第五二极管的阳极分别与所述第一电容的第二端、所述第一电容的第二端以及所述第四可控开关的第一端连接，所述第五可控开关的第二端分别与所述第四可控开关的第二端、所述第四可控开关的第二端以及所述第三二极管的阳极连接，所述第五可控开关为双向开关。
当所述H桥交错升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关从关断状态切换到导通状态。
一种可能的实施方式中，所述第一可控开关至所述第五可控开关可以是双极结型晶体管BJT、金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT或继电器。所述第一电感以及所述第二电感可以是单个电感，也可以是耦合电感。
一种可能的实施方式中，所述掉电保持电路还包括电磁干扰EMI滤波电路；其中，所述EMI滤波电路的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路的第一输出端分别与所述第一电感的第一端以及所述第二电感的第一端连接；所述EMI滤波电路的第二输出端分别与所述第三二极管的阳极、所述第三可控开关的第二端、所述第四可控开关的第二端以及所述第五可控开关的第二端连接。
一种可能的实施方式中，所述开关电路包括第一可控开关和第二可控开关；所述第一相升压斩波电路包括第一电感、第三可控开关、第一二极管以及第二电容。其中，所述第一电感的第一端与所述电源连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第二电容的第一端连接，所述第三可控开关的第二端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端连接；所述第二可控开关与所述第一二极管并联。
针对所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路，该相升压斩波电路包括第二电感、第四可控开关以及第二二极管；其中，所述第二电感的第一端与所述电源连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四可控开关的第一端以及所述第二二极管的阳极连接；所述第二二极管的阴极分别与所述第一可控开关的第二端以及所述第一电容的第一端连接，所述第四可控开关的第二端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端连接。
当所述多相升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关从关断状态切换到导通状态。
一种可能的实施方式中，所述掉电保持电路还包括整流电路，所述整流电路的输入端与所述电源连接，所述整流电路的输出端分别与所述第一电感的第一端以及所述第二电感的第一端连接。其中，所述整流电路可以是半桥整流电路，也可以是全桥整流电路。
一种可能的实施方式中，所述掉电保持电路还包括电磁干扰EMI滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路的输出端与所述整流电路的输入端连接。
第二方面，本申请提供了一种开关电源，所述开关电源包括控制器以及上述第一方面中任意一种可能的实施方式所述的掉电保持电路。所述控制器与所述开关电路连接，用于在所述掉电保持电路中的多相升压斩波电路掉电时，控制所述多相升压斩波电路中的第一相升压斩波电路与第二斩波电路通过所述开关电路串联。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的结构；
图2a为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之一；
图2b为本申请实施例提供的一种掉电保持电路中掉电后剩余能量回收示意图；
图2c为本申请实施例提供的一种掉电保持电路中掉电后剩余能量利用示意图；
图3为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之二；
图4a为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之三；
图4b为本申请实施例提供的另一种掉电保持电路中掉电后剩余能量回收示意图；
图4c为本申请实施例提供的另一种掉电保持电路中掉电后剩余能量利用示意图；
图5为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之四；
图6a为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之五；
图6b为本申请实施例提供的另一种掉电保持电路中掉电后剩余能量回收示意图；
图6c为本申请实施例提供的另一种掉电保持电路中掉电后剩余能量利用示意图；
图7为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之六；
图8为本申请实施例提供的一种掉电保持电路的具体结构之七。
具体实施方式
开关电源广泛应用于各种电子设备中，为电子设备提供稳定的工作电压。为了保证电子设备的可靠性，通常要求开关电源具备一定的掉电保持时间，以使开关电源在掉电保持时间内还可以为电子设备提供电能，保证电子设备可靠关闭。因此，延长开关电源的掉电保持时间具有重要的意义。
本申请提供了一种掉电保持电路以及开关电源，利用交错升压(boost)斩波电路回收掉电时剩余的能量，延长开关电源的掉电保持时间。
需要说明的是，在本申请实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
如图1所示，本申请提供了一种掉电保持电路100，所述掉电保持电路100包括：交错并联的多相升压斩波电路110、开关电路120以及第一电容C1，其中，所述多相升压斩波电路110的输入端与电源连接，所述多相升压斩波电路100的输出端与所述第一电容C1并联，所述多相升压斩波电路110中的第一相升压斩波电路111的输出端通过所述开关电路120与所述多相升压斩波电路中的第二相升压斩波电路112的输出端连接。
当所述多相升压斩波电路110掉电时，所述第一相升压斩波电路111与所述第二斩波电路112通过所述开关电路120串联。
具体实施中，所述多相升压斩波电路110可以为图腾柱式无桥交错(interleave)升压斩波电路，或者H桥交错升压斩波电路。
当所述多相升压斩波电路110为图腾柱式无桥交错升压斩波电路时，如图2a所示，所述开关电路120包括第一可控开关Q1，所述第一相升压斩波电路111包括第一电感L1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3以及第二电容C2，所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路包括第二电感L2、第四可控开关Q4以及第五可控开关Q5。
其中，所述第一电感L1的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第一电感L1的第二端分别与所述第二可控开关Q2以及所述第三可控开关Q3的第一端连接；所述第二可控开关Q2的第二端分别与所述第二电容C2的第一端以及所述第一可控开关Q1的第一端连接，所述第一可控开关Q1的第二端与所述第一电容C1的一端连接，所述第三可控开关Q3的第二端分别与所述第二电容C2的第一端以及所述第一电容C1的第二端连接；所述第二电感C2的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第二电感C2的第二端分别与所述第四可控开关Q4以及所述第五可控开关Q5的第一端连接；所述第四可控开关Q4的第二端分别与所述第一可控开关Q1的第一端以及所述第一电容C1的第一端连接，所述第五可控开关Q5的第二端分别与第一二极管D1的阳极、所述第一电容C1第二端以及所述第二电容C2的第二端连接，所述第一二极管D1的阴极分别与所述电源的第二输出端以及第二二极管D2的阳极连接，所述第二二极管D2的阴极与所述第四可控开关Q4的第二端连接。
当所述图腾柱式无桥交错升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关Q1从导通状态切换到关断状态，即所述第一可控开关Q1为常闭开关，所述第二可控开关Q2处于导通状态，所述第二相升压斩波电路112中的第五可控开关作为boost开关，将所述第二电容C2中剩余的能量存储到所述第一电感L1以及所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2中，如图2b所示，使得所述第二电容C2中剩余的能量，通过所述第一电感L1、所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2以及所述第二相升压斩波电路112中的第四可控开关Q4升压到所述第一电容C1，供给所述第一电容C1的后级负载，如图2c所示。
在所述图腾柱式无桥交错升压斩波电路没有掉电的场景下，所述第一可控开关Q1处于导通状态，所述图腾柱式无桥交错升压斩波电路中的多相升压斩波电路交错工作，将所述电源提供的电能转换为所述第一电容C1的后级负载所需的电压。
进一步地，当所述多相升压斩波电路110为图腾柱式无桥交错升压斩波电路时，如图3所示，所述掉电保持电路100还可以包括电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)滤波电路130。其中，所述EMI滤波电路130的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路130的第一输出端分别与所述第一电感L1的第一端以及所述第二电感L2的第一端连接；所述EMI滤波电路130的第二输出端分别与所述第一二极管D1的阴极以及所述第二二极管D2的阳极连接。其中，所述EMI滤波器130是一种由电感和电容组成的低通滤波器。
当所述多相升压斩波电路110为H桥交错升压斩波电路时，如图4a所示，所述开关电路120包括第一可控开关Q1和第二可控开关Q2；所述第一相升压斩波电路111包括第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三可控开关Q3及第二电容C2；所述多相升压斩波电路110中除所述第一相升压斩波电路111外的任意一相升压斩波电路包括第二电感L2、第四二极管D4、第五二极管D5以及第五可控开关Q5。
其中，所述第一电感L1的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第一电感L1的第二端分别与所述第一二极管D1的阳极、所述第二二极管D2的阴极以及所述第三可控开关Q3的第一端连接，所述第一二极管DD1的阴极分别与所述第一可控开关Q1的第一端以及所述第二电容C2的第一端连接，所述第一可控开关Q1的第二端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第二二极管D2的阳极分别与所述第二电容C2的第二端、所述第一电容C1的第二端以及所述第四可控开关Q4的第一端连接，所述第四可控开关Q4的第二端分别与所述第三可控开关Q3的第二端、第三二极管D3的阳极以及所述电源的第二输出端连接，所述第三二极管D3的阴极与所述第一可控开关Q1的第二端连接；所述第二可控开关Q2与所述第一二极管D1并联，所述第三可控开关Q3为双向开关；所述第二电感L2的第一端与所述电源第一输出端连接，所述第二电感L2的第二端分别与所述第四二极管D4的阳极、所述第五二极管D5的阴极以及所述第五可控开关Q5的第一端连接，所述第四二极管D4的阴极分别与所述第一可控开关Q1的第一端以及所述第一电容C1的第一端连接，所述第五二极管D5的阳极分别与所述第一电容C1的第二端、所述第一电容C1的第二端以及所述第四可控开关Q4的第一端连接，所述第五可控开关Q5的第二端分别与所述第四可控开关Q4的第二端、所述第四可控开关Q4的第二端以及所述第三二极管D3的阳极连接，所述第五可控开关Q5为双向开关。
当所述H桥交错升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关Q1从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关Q2从关断状态切换到导通状态(即所述第一可控开关Q1为常闭开关，所述第二可控开关Q2为常断开关)，所述第二相升压斩波电路112中的第五可控开关作为boost开关，将所述第二电容C2中剩余的能量存储到所述第一电感L1以及所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2中，如图4b所示，使得所述第二电容C2中剩余的能量，通过所述第一电感L1、所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2以及所述第二相升压斩波电路112中的第四二极管D4升压到所述第一电容C1，供给所述第一电容C1的后级负载，如图4c所示。
在所述H桥交错升压斩波电路没有掉电的场景下，所述第一可控开关Q1处于导通状态，所述第二可控开关Q2处于导通状态，所述H桥交错升压斩波电路中的多相升压斩波电路交错工作，将所述电源提供的电能转换为所述第一电容C1的后级负载所需的电压。
进一步地，当所述多相升压斩波电路110为H桥交错升压斩波电路时，如图5所示，所述掉电保持电路100还可以包括EMI滤波电路130；其中，所述EMI滤波电路130的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路130的第一输出端分别与所述第一电感L1的第一端以及所述第二电感L2的第一端连接；所述EMI滤波电路130的第二输出端分别与所述第三二极管D3的阳极、所述第三可控开关Q3的第二端、所述第四可控开关Q4的第二端以及所述第五可控开关Q5的第二端连接。
在另一个可能的实施方式中，如图6a所示，所述开关电路120包括第一可控开关Q1和第二可控开关Q2；所述第一相升压斩波电路111包括第一电感L1、第三可控开关Q3、第一二极管D1以及第二电容C2；所述多相升压斩波电路110中除所述第一相升压斩波电路111外的任意一相升压斩波电路包括第二电感L2、第四可控开关Q4以及第二二极管D2。
其中，所述第一电感L1的第一端与所述电源连接，所述第一电感L1的第二端分别与所述第一可控开关Q1的第一端以及所述第二电容C2的第一端连接，所述第三可控开关Q3的第二端分别与所述第一电容C1的第二端以及所述第二电容C2的第二端连接；所述第二可控开关Q2与所述第一二极管D1并联；所述第二电感L2的第一端与所述电源连接，所述第二电感L2的第二端分别与所述第四可控开关Q4的第一端以及所述第二二极管D2的阳极连接；所述第二二极管D2的阴极分别与所述第一可控开关Q1的第二端以及所述第一电容C1的第一端连接，所述第四可控开关Q4的第二端分别与所述第一电容C1的第二端以及所述第二电容C2的第二端连接。
当所述多相升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关Q1从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关Q2从关断状态切换到导通状态(即所述第一可控开关Q1为常闭开关，所述第二可控开关Q2为常断开关)，所述第二相升压斩波电路112中的第四可控开关Q4作为boost开关，将所述第二电容C2中剩余的能量存储到所述第一电感L1以及所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2中，如图6b所示，使得所述第二电容C2中剩余的能量，通过所述第一电感L1、所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2以及所述第二相升压斩波电路112中的第二二极管D2升压到所述第一电容C1，供给所述第一电容C1的后级负载，如图6c所示。
在所述多相升压斩波电路110没有掉电的场景下，所述第一可控开关Q1处于导通状态，所述第二可控开关Q2处于导通状态，所述多相升压斩波电路中的各相升压斩波电路交错工作，将所述电源提供的电能转换为所述第一电容C1的后级负载所需的电压。
进一步地，如图7所示，所述掉电保持电路100还包括整流电路140，所述整流电路140的输入端与所述电源连接，所述整流电路140的输出端分别与所述第一电感L1的第一端以及所述第二电感L2的第一端连接。需要说明的是，本申请并不对所述整流电路140的具体结构进行限定，所述整流电路140可以为半桥整流电路，也可以为全桥整流电路。
进一步地，当所述掉电保持电路100具有如图7所示的结构时，还可以包括EMI滤波电路130，所述EMI滤波电路130的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路130的输出端与所述整流电路140的输入端连接，如图8所示。
需要说明的是，本申请实施例中所述多相升压斩波电路110中包括的可控开关以及所述开关电路120中包括的可控开关可以是双极结型晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)或继电器等开关，所述多相升压斩波电路110中包括的多个可控开关可以是相同类型的开关，也可以是不同类型的开关。所述多相升压斩波电路110中包括的第一电感以及第二电感可以是单个电感，也可以是耦合电感。所述多相升压斩波电路110中各相升压斩波电路的相位差可以为任意角度。
另外，上述所述多相升压斩波电路110以及所述开关电路120的具体结构仅为举例说明，并不对本申请构成限定，凡是能够实现上述掉电保持电路100功能的多相升压斩波电路以及开关电路的结构均适用于本申请。
通过上述方案，当所述掉电保持电路100中的多相升压斩波电路110掉电时，所述掉电保持电路100中的第一相升压斩波电路111与第二斩波电路112通过所述开关电路120串联，通过所述第一相升压斩波电路111以及所述第二相升压斩波电路112回收掉电后剩余的能量，并将回收的能量通过所述第一相升压斩波电路111与所述第二斩波电路112串联后形成的升压电路进行升压，将升压后得到的能量存储在所述第一电容C1中，为所述第一电容C1的后级负载提供能量，进而达到延长掉电保持时间的目的。并且，所述掉电保持电路100通过所述开关电路120以及所述多相升压斩波电路110本身的元器件延长掉电保持时间，实现方式简单、成本较低。
基于以上实施例，本申请还提供了一种开关电源，所述开关电源包括控制器以及上述任意一种可能的实施方式所述的掉电保持电路100。
其中，所述控制器与所述开关电路120连接，用于在所述掉电保持电路100中的多相升压斩波电路110掉电时，控制所述多相升压斩波电路110中的第一相升压斩波电路111与第二斩波电路112通过所述开关电路120串联。
进一步地，所述控制器还可以与所述多相升压斩波电路110连接，用于控制所述多相升压斩波电路110交错工作。
例如，当所述掉电保持电路100具有如图2a所示的结构时，所述控制器与所述第一可控开关Q1、所述第一相升压斩波电路111中的第二可控开关Q2和第三可控开关Q3，以及所述多相升压斩波电路110中除所述第一相升压斩波电路111之外的其它相升压斩波电路中的第四可控开关Q4和第五可控开关Q5的控制端连接。
在所述多相升压斩波电路110没有掉电的场景下，所述控制器控制所述第一可控开关Q1处于导通状态，控制所述多相升压斩波电路110中的各相升压斩波电路交错工作，将所述电源提供的电能转换为所述第一电容C1的后级负载所需的电压。
当所述多相升压斩波电路110掉电时，所述控制器控制所述第一可控开关Q1从导通状态切换到关断状态，控制所述第二可控开关Q2处于导通状态，所述第二相升压斩波电路112中的第五可控开关作为boost开关，将所述第二电容C2中剩余的能量存储到所述第一电感L1以及所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2中，使得所述第二电容C2中剩余的能量，通过所述第一电感L1、所述第二相升压斩波电路112中的第二电感L2以及所述第二相升压斩波电路112中的第四可控开关Q4升压到所述第一电容C1，供给所述第一电容C1的后级负载。
通过上述方案，所述开关电源能够在所述多相升压斩波电路110掉电时，控制所述掉电保持电路100中的第一相升压斩波电路111与第二斩波电路112通过所述开关电路120串联，通过所述第一相升压斩波电路111以及所述第二相升压斩波电路112回收掉电后剩余的能量，并将回收的能量通过所述第一相升压斩波电路111与所述第二斩波电路112串联后形成的升压电路进行升压，将升压后得到的能量存储在所述第一电容C1中，为所述第一电容C1的后级负载提供能量，进而达到延长掉电保持时间的目的。并且，所述开关电源通过所述开关电路120以及所述多相升压斩波电路110本身的元器件延长掉电保持时间，实现方式简单、成本较低。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种掉电保持电路，其特征在于，包括：交错并联的多相升压斩波电路、开关电路以及第一电容，其中，所述多相升压斩波电路的输入端与电源连接，所述多相升压斩波电路的输出端与所述第一电容并联，所述多相升压斩波电路中的第一相升压斩波电路的输出端通过所述开关电路与所述多相升压斩波电路中的第二相升压斩波电路的输出端连接；
当所述多相升压斩波电路掉电时，所述第一相升压斩波电路与所述第二斩波电路通过所述开关电路串联。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述多相升压斩波电路为图腾柱式无桥交错升压斩波电路，或者H桥交错升压斩波电路。
3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，当所述多相升压斩波电路为图腾柱式无桥交错升压斩波电路时，所述开关电路包括第一可控开关；
所述第一相升压斩波电路包括第一电感、第二可控开关、第三可控开关以及第二电容；其中，所述第一电感的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二可控开关以及所述第三可控开关的第一端连接；所述第二可控开关的第二端分别与所述第二电容的第一端以及所述第一可控开关的第一端连接，所述第一可控开关的第二端与所述第一电容的一端连接，所述第三可控开关的第二端分别与所述第二电容的第一端以及所述第一电容的第二端连接；
针对所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路，该相升压斩波电路包括第二电感、第四可控开关以及第五可控开关；其中，所述第二电感的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四可控开关以及所述第五可控开关的第一端连接；所述第四可控开关的第二端分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第五可控开关的第二端分别与第一二极管的阳极、所述第一电容第二端以及所述第二电容的第二端连接，所述第一二极管的阴极分别与所述电源的第二输出端以及第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第四可控开关的第二端连接；
当所述图腾柱式无桥交错升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关处于导通状态。
4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括电磁干扰EMI滤波电路；其中，所述EMI滤波电路的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路的第一输出端分别与所述第一电感的第一端以及所述第二电感的第一端连接；所述EMI滤波电路的第二输出端分别与所述第一二极管的阴极以及所述第二二极管的阳极连接。
5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，当所述多相升压斩波电路为H桥交错升压斩波电路时，所述开关电路包括第一可控开关和第二可控开关；
所述第一相升压斩波电路包括第一电感、第一二极管、第二二极管、第三可控开关及第二电容；其中，所述第一电感的第一端与所述电源的第一输出端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阴极以及所述第三可控开关的第一端连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第二电容的第一端连接，所述第一可控开关的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二电容的第二端、所述第一电容的第二端以及所述第四可控开关的第一端连接，所述第四可控开关的第二端分别与所述第三可控开关的第二端、第三二极管的阳极以及所述电源的第二输出端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一可控开关的第二端连接；所述第二可控开关与所述第一二极管并联，所述第三可控开关为双向开关；
针对所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路，该相升压斩波电路包括第二电感、第四二极管、第五二极管以及第五可控开关；其中，所述第二电感的第一端与所述电源第一输出端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四二极管的阳极、所述第五二极管的阴极以及所述第五可控开关的第一端连接，所述第四二极管的阴极分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第五二极管的阳极分别与所述第一电容的第二端、所述第一电容的第二端以及所述第四可控开关的第一端连接，所述第五可控开关的第二端分别与所述第四可控开关的第二端、所述第四可控开关的第二端以及所述第三二极管的阳极连接，所述第五可控开关为双向开关；
当所述H桥交错升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关从关断状态切换到导通状态。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，还包括电磁干扰EMI滤波电路；其中，所述EMI滤波电路的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路的第一输出端分别与所述第一电感的第一端以及所述第二电感的第一端连接；所述EMI滤波电路的第二输出端分别与所述第三二极管的阳极、所述第三可控开关的第二端、所述第四可控开关的第二端以及所述第五可控开关的第二端连接。
7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关电路包括第一可控开关和第二可控开关；
所述第一相升压斩波电路包括第一电感、第三可控开关、第一二极管以及第二电容；其中，所述第一电感的第一端与所述电源连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一可控开关的第一端以及所述第二电容的第一端连接，所述第三可控开关的第二端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端连接；所述第二可控开关与所述第一二极管并联；
针对所述多相升压斩波电路中除所述第一相升压斩波电路外的任意一相升压斩波电路，该相升压斩波电路包括第二电感、第四可控开关以及第二二极管；其中，所述第二电感的第一端与所述电源连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四可控开关的第一端以及所述第二二极管的阳极连接；所述第二二极管的阴极分别与所述第一可控开关的第二端以及所述第一电容的第一端连接，所述第四可控开关的第二端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端连接；
当所述多相升压斩波电路掉电时，所述第一可控开关从导通状态切换到关断状态，所述第二可控开关从关断状态切换到导通状态。
8.如权利要求5所述的电路，其特征在于，还包括整流电路，所述整流电路的输入端与所述电源连接，所述整流电路的输出端分别与所述第一电感的第一端以及所述第二电感的第一端连接。
9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，还包括电磁干扰EMI滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端与所述电源连接，所述EMI滤波电路的输出端与所述整流电路的输入端连接。
10.一种开关电源，其特征在于，包括控制器以及如权利要求1-9任意一项所述的掉电保持电路；
所述控制器与所述开关电路连接，用于在所述掉电保持电路中的多相升压斩波电路掉电时，控制所述多相升压斩波电路中的第一相升压斩波电路与第二斩波电路通过所述开关电路串联。
CN201811333397.0A 2018-11-09 2018-11-09 一种掉电保持电路以及开关电源 Active CN109391135B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811333397.0A CN109391135B (zh) 2018-11-09 2018-11-09 一种掉电保持电路以及开关电源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811333397.0A CN109391135B (zh) 2018-11-09 2018-11-09 一种掉电保持电路以及开关电源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109391135A true CN109391135A (zh) 2019-02-26
CN109391135B CN109391135B (zh) 2020-10-09

Family

ID=65428486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811333397.0A Active CN109391135B (zh) 2018-11-09 2018-11-09 一种掉电保持电路以及开关电源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109391135B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109885031A (zh) * 2019-03-14 2019-06-14 四川海特亚美航空技术有限公司 航空发动机辅助动力装置控制器的掉电故障指示保持电路
CN112290798A (zh) * 2020-12-25 2021-01-29 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) 一种氢燃料电池动力系统、斩波电路控制系统和方法
CN113541466A (zh) * 2021-05-31 2021-10-22 广州金升阳科技有限公司 一种延长掉电保持时间电路及其方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1538606A (zh) * 2003-04-17 2004-10-20 中兴通讯股份有限公司 一种低压大电流模块电源
CN103973087A (zh) * 2013-02-05 2014-08-06 中兴通讯股份有限公司 一种掉电保持电路
CN204810144U (zh) * 2015-05-15 2015-11-25 光宝电子(广州)有限公司 输入掉电输出维持电路
CN106411154A (zh) * 2015-07-29 2017-02-15 雅达电子国际有限公司 电源转换器
CN108649792A (zh) * 2018-05-18 2018-10-12 华为技术有限公司 一种Boost电路、开关电源、供电系统及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1538606A (zh) * 2003-04-17 2004-10-20 中兴通讯股份有限公司 一种低压大电流模块电源
CN103973087A (zh) * 2013-02-05 2014-08-06 中兴通讯股份有限公司 一种掉电保持电路
CN204810144U (zh) * 2015-05-15 2015-11-25 光宝电子(广州)有限公司 输入掉电输出维持电路
CN106411154A (zh) * 2015-07-29 2017-02-15 雅达电子国际有限公司 电源转换器
CN108649792A (zh) * 2018-05-18 2018-10-12 华为技术有限公司 一种Boost电路、开关电源、供电系统及控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109885031A (zh) * 2019-03-14 2019-06-14 四川海特亚美航空技术有限公司 航空发动机辅助动力装置控制器的掉电故障指示保持电路
CN109885031B (zh) * 2019-03-14 2022-03-15 四川海特亚美航空技术有限公司 航空发动机辅助动力装置控制器的掉电故障指示保持电路
CN112290798A (zh) * 2020-12-25 2021-01-29 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) 一种氢燃料电池动力系统、斩波电路控制系统和方法
CN113541466A (zh) * 2021-05-31 2021-10-22 广州金升阳科技有限公司 一种延长掉电保持时间电路及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109391135B (zh) 2020-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108258899B (zh) 一种升压功率变换电路
EP2858195B1 (en) Converter circuit
KR101730636B1 (ko) 안정성이 향상된 양방향 비절연 dc-dc 컨버터
CN109391135A (zh) 一种掉电保持电路以及开关电源
US20110134671A1 (en) Ac/dc converter preloading circuit
WO2012134686A2 (en) Electronic components with reactive filters
CN103378725B (zh) 具有多功能引脚的控制器及转换控制器
CN101895218A (zh) 采用具有常开晶体管的整流器的功率变换器
CN103138381A (zh) 可改善待机电力效率的交直流电源转换装置
KR20150067510A (ko) 배터리용 충전 제어 장치 및 방법
JP2007325377A (ja) 電力変換装置
CN106026010B (zh) 一种应急电源过流保护系统
US20140347904A1 (en) Power converter
CN108539968A (zh) 开关电源及其控制方法
CN107005162A (zh) 直流电压转换器系统、直流电压供电系统和用于直流电压转换器系统的印刷电路板
CN105978355B (zh) 一种电动汽车车载dc/dc装置
KR101734215B1 (ko) 안정성이 향상된 양방향 비절연 dc-dc 컨버터
CN102195558B (zh) 较小电容的多电平变速驱动器及其控制方法
CN107370369A (zh) 升压斩波电路
CN1805258A (zh) 一种升压电路
CN105093971B (zh) 电源供应系统、线性控制模块及开关元件的控制方法
CN208548707U (zh) 用于向高压电位下的电气组件供电的供电装置和开关模块
CN110289775A (zh) 一种多路交错高压电源系统及控制方法
CN207184328U (zh) 一种功率单元的电源系统及功率单元
CN216390960U (zh) 一种可控硅驱动电路及调光装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230224

Address after: 518043 No. 01, 39th floor, building a, antuoshan headquarters building, No. 33, antuoshan Sixth Road, Xiang'an community, Xiangmihu street, Futian District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee after: Huawei Digital Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 215123 Building A3, Creative Industry Park, 328 Xinghu Street, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province

Patentee before: Huawei digital technology (Suzhou) Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right