CN111953190B - 异常断电控制系统及方法 - Google Patents

异常断电控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111953190B
CN111953190B CN201910456895.2A CN201910456895A CN111953190B CN 111953190 B CN111953190 B CN 111953190B CN 201910456895 A CN201910456895 A CN 201910456895A CN 111953190 B CN111953190 B CN 111953190B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
power supply
current
power
mode
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.)
Active
Application number
CN201910456895.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111953190A (zh
Inventor
许钧凯
林坤亿
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.)
Anpec Electronics Corp
Original Assignee
Anpec Electronics Corp
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 Anpec Electronics Corp filed Critical Anpec Electronics Corp
Publication of CN111953190A publication Critical patent/CN111953190A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111953190B publication Critical patent/CN111953190B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion 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
    • H02M3/145Conversion 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
    • H02M3/155Conversion 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
    • H02M3/156Conversion 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
    • H02M3/158Conversion 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion 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
    • H02M3/145Conversion 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
    • H02M3/155Conversion 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
    • H02M3/156Conversion 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
    • H02M3/158Conversion 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
    • H02M3/1582Buck-boost converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0096Means for increasing hold-up time, i.e. the duration of time that a converter's output will remain within regulated limits following a loss of input power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种异常断电控制系统及方法。系统包含第一比较器、升降压控制电路、逻辑控制电路、开关电路、电流感测电路、电流斜率比较电路、第二比较器以及模式切换电路。第一比较器比较存储电源与第一参考电压以输出第一电压比较信号。升降压控制电路输出升降压控制信号,逻辑控制电路据以控制开关电路的运作。电流斜率比较电路判断开关电路的电流的斜率变化。第二比较器比较存储电源与第二参考电压以输出第二电压比较信号。模式切换电路指示逻辑控制电路控制开关电路的运作。

Description

异常断电控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种控制系统,特别是涉及一种异常断电控制系统及方法。
背景技术
固态硬盘的数据存储技术在过去十几年发展迅速,在很多应用中逐渐取代了传统的磁记录硬盘。相对于传统的基于硬盘的存储系统,固态硬盘对掉电情况的保护有显著不同。固态硬盘包含更复杂的元数据和数据缓存,因而必需能将数据完整地写入记忆晶胞,确保元数据和用户数据的完整性。对于企业级的应用,更需确保在断电重启后,固态硬盘必须能正常运行,同时所有已写入记忆晶胞的数据必须可以正确被读出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种异常断电控制系统,适用于电源供应装置以及电源存储装置。在升压模式下由电源存储装置存储电源供应装置提供的供应电源。在降压模式下由电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。异常断电控制系统包含第一比较器、升降压控制电路、逻辑控制电路、开关电路、电流感测电路、电流斜率比较电路、第二比较器以及模式切换电路。第一比较器具有第一比较输入端以及第二比较输入端,分别连接第一参考电压源以及电源存储装置。第一比较器配置以比较存储电源与第一参考电压源的电压以输出第一电压比较信号。升降压控制电路配置以输出升降压控制信号。逻辑控制电路连接升降压控制电路以及第一比较器的输出端。逻辑控制电路配置以依据第一电压比较信号决定是否输出具有升压模式指示信息的升降压控制信号。开关电路连接在电源供应装置以及电源存储装置之间,并连接逻辑控制电路。开关电路配置以基于升降压控制信号,运作在升压模式下时允许供应电源经开关电路升压至存储电源进行存储,或开关电路不进行切换。电流感测电路连接开关电路。电流感测电路配置以感测流过开关电路的电流。电流斜率比较电路连接电流感测电路。电流斜率比较电路配置以比较电流的斜率与参考电流的斜率以输出电流斜率变化信号。第二比较器具有第三比较输入端以及第四比较输入端,分别连接电源存储装置以及第二参考电压源。第二比较器配置以比较存储电源与第二参考电压源的电压以输出第二电压比较信号。模式切换电路连接电流斜率比较电路以及第二比较器。模式切换电路配置以依据电流斜率变化信号以及第二电压比较信号,以指示逻辑控制电路控制开关电路持续运作在升压模式或切换为降压模式下,运作在升压模式下时允许供应电源经开关电路升压至存储电源进行存储,或运作在降压模式下时允许存储电源经开关电路降压至供应电源进行供电。
优选地,所述开关电路包含上桥开关以及下桥开关,所述上桥开关的控制端以及所述下桥开关的控制端连接所述逻辑控制电路,所述上桥开关的第一端连接所述电源存储装置,所述上桥开关的第二端连接所述下桥开关的第一端,所述下桥开关的第二端接地,所述上桥开关的第二端以及所述下桥开关的第一端之间的一节点通过一电感连接所述电源供应装置;
所述电流感测电路连接所述下桥开关的第一端和第二端,配置以感测流过所述下桥开关的第一端和第二端的所述电流。
优选地,当所述第一比较器比较所述存储电源的电压大于所述第一参考电压源的电压时,所述开关电路运作在所述升压模式下;
当所述第一比较器比较所述存储电源的电压不大于所述第一参考电压源的电压时,所述开关电路不进行切换;
当所述电流斜率比较电路比较在所述升压模式下的所述电流的正斜率相对于所述参考电流没有减少时,所述逻辑控制电路依据所述电流斜率变化信号控制所述开关电路维持运作在所述升压模式下;
当所述电流斜率比较电路比较所述电流的正斜率相对于所述参考电流减少时,所述第二比较器接着比较所述存储电源与所述第二参考电压源的电压;
当所述第二比较器比较所述存储电源小于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源供应装置维持运作在所述升压模式下;
当所述第二比较器比较所述存储电源大于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源存储装置运作在所述降压模式下。
优选地,当所述电流斜率比较电路比较在所述降压模式下的所述电流的负斜率相对于所述参考电流没有增加时,所述逻辑控制电路控制所述开关电路维持运作在所述降压模式下;
当所述电流斜率比较电路在所述降压模式下比较所述电流的负斜率相对于所述参考电流增加时,所述第二比较器接着比较所述存储电源与所述第二参考电压源的电压;
当所述第二比较器比较所述存储电源大于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源存储装置维持运作在所述降压模式下;
当所述第二比较器比较所述存储电源小于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源供应装置运作在所述升压模式下。
另外,本发明提供一种异常断电控制方法,适用于电源供应装置以及电源存储装置。在升压模式下由电源存储装置存储电源供应装置提供的供应电源。在降压模式下由电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。异常断电控制方法包含以下步骤:利用第一比较器,比较电源存储装置的存储电源与第一参考电压源的电压以输出第一电压比较信号;利用升降压控制电路输出升降压控制信号;利用逻辑控制电路,依据第一电压比较信号决定是否输出具有升压模式指示信息的升降压控制信号至开关电路,以控制开关电路运作在升压模式或不进行切换;利用电流感测电路,感测流过开关电路的电流;利用电流斜率比较电路,比较电流的斜率与参考电流的斜率以输出电流斜率变化信号;利用第二比较器,比较存储电源与第二参考电压源的电压以输出第二电压比较信号;以及利用模式切换电路,依据电流斜率变化信号以及第二电压比较信号,以指示逻辑控制电路控制开关电路持续运作在升压模式或切换为降压模式下。开关电路运作在升压模式下时允许供应电源经开关电路升压至存储电源进行存储,或运作在降压模式下时允许存储电源经开关电路降压至供应电源进行供电。
优选地,所述异常断电控制方法还包含以下步骤:
利用所述第一比较器比较所述存储电源的电压是否大于所述第一参考电压源的电压,若否,持续执行所述存储电源与所述第一参考电压源的比对,若是,所述开关电路运作在所述升压模式下;
利用所述电流斜率比较电路比较在所述升压模式下的所述电流的正斜率相对于所述参考电流是否减少,若否,所述逻辑控制电路依据所述电流斜率变化信号控制所述开关电路维持运作在所述升压模式下,若是,执行下一步骤;
利用所述第二比较器比较所述存储电源是否大于所述第二参考电压源的电压,若否,所述开关电路以及所述电源供应装置维持运作在所述升压模式下,若是,所述开关电路以及所述电源存储装置切换至运作在所述降压模式下。
优选地,所述异常断电控制方法还包含以下步骤:
利用所述逻辑控制电路输出开关控制信号以控制所述开关电路运作在所述降压模式下;
利用所述电流斜率比较电路比较在所述降压模式下的所述电流的负斜率相对于所述参考电流是否增加,若否,所述逻辑控制电路控制所述开关电路维持运作在所述降压模式下,若是,执行下一步骤;
利用所述第二比较器比较所述存储电源是否大于所述第二参考电压源的电压,若是,所述开关电路以及所述电源存储装置维持运作在所述降压模式下,若否,所述开关电路以及所述电源供应装置切换至运作在所述升压模式下。
如上所述,本发明提供一种异常断电控制系统和方法,其可在正常供电的情况下进入升压模式,控制电源供应装置提供供应电源至电源存储装置进行存储,而在电源供应装置发生异常断电时切换至降压模式,转为控制备用的电源存储装置提供存储电源至电源供应装置并供应给耗电的电路组件,特别是提供供应电源至发生异常断电时正在执行程序例如存取数据的电路组件,使电路组件可使用存储电源执行程序的未完成的作业,避免因异常断电导致程序出现错误,造成需等待一段时间复电并在复电后需重新执行程序。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与图式,然而所提供的图式仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的异常断电控制系统的电路布局图。
图2为本发明第二实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。
图3为本发明第三实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。
图4为本发明第四实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。
图5为本发明第五实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是,虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号,但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件,或者一信号与另一信号。另外,本文中所使用的术语“或”,应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[第一实施例]
请参阅图1,其为本发明第一实施例的异常断电控制系统的电路布局图。如图1所示,异常断电控制系统包含第一比较器100、第二比较器200、升降压控制电路300、逻辑控制电路400、开关电路500、电流感测电路600、电流斜率比较电路700以及模式切换电路800,适用于电源供应装置以及电源存储装置。
异常断电控制系统可控制电源供应装置在升压模式下由电源供应装置提供供应电源VIN经升压对电源存储装置进行存储,而供应电源VIN会供电至需耗电的电子电路组件例如固态硬盘等。然而,当电源供应装置发生异常断电导致电源供应装置无法正常供应电源时,异常断电控制系统进入降压模式。在降压模式下,异常断电控制系统转为控制备用的电源存储装置供应存储电源VCAP经降压至电源供应装置进行供电。亦即,电源存储装置的存储电源VCAP为电源供应装置的供应电源VIN的备用电源,具体操作详细说明如下。
第一比较器100具有第一比较输入端以及第二比较输入端。第一比较器100的第一比较输入端例如非反相输入端连接第一参考电压源VREF1。第一比较器100的第二比较输入端例如反相输入端通过提供存储电源VCAP的端点连接电源存储装置。
电源存储装置包含储能电容CAP。储能电容CAP的上端可通过开关电路500连接电源供应装置。另外,储能电容CAP的上端可连接第一比较器100的第二比较输入端例如反相输入端。储能电容CAP的下端接地。
第一比较器100可通过第一比较输入端取得第一参考电压源VREF1供应的第一参考电压。第一比较器100可通过第二比较输入端取得电源存储装置供应的存储电源VCAP。第一比较器100配置以比较电源存储装置的存储电源VCAP的电压与第一参考电压源VREF1的电压,以输出第一电压比较信号VCAPSHORT。
第一比较器100的输出端连接逻辑控制电路400。举例来说,当电源存储装置的存储电源VCAP的电压大于第一参考电压源VREF1时,第一比较器100输出低电平的第一电压比较信号VCAPSHORT至逻辑控制电路400。
升降压控制电路300包含升压控制电路310以及降压控制电路320。升降压控制电路300配置以输出升压控制信号BOV以及降压控制信号BUC。
逻辑控制电路400连接第一比较器100的输出端以及升降压控制电路300。逻辑控制电路400可依据第一比较器100的第一电压比较信号VCAPSHORT,以决定是否输出具有升压模式指示信息的升降压控制信号至开关电路500。更具体地,逻辑控制电路400可依据低电平的第一电压比较信号VCAPSHORT,以输出升压控制信号BOV至开关电路500。相反地,逻辑控制电路400可依据高电平的第一电压比较信号VCAPSHORT控制开关电路500不进行切换。
开关电路500连接在电源供应装置以及电源存储装置之间,即连接在电源供应装置提供供应电源VIN的端点以及电源存储装置提供存储电源VCAP的端点之间。另外,开关电路500连接逻辑控制电路400。当逻辑控制电路400从升降压控制电路300接收升压控制信号BOV以及降压控制信号BUC时,逻辑控制电路400依据低电平的第一电压比较信号VCAPSHORT,输出升压控制信号BOV至开关电路500,以控制开关电路500的工作周期,使得开关电路500运作在升压模式。相反地,逻辑控制电路400依据高电平的第一电压比较信号VCAPSHORT控制开关电路500不进行切换。
在升压模式下,电源供应装置提供的供应电压VIN可充电输入电容CIN以及通过储能电感L存储电能。供应电压VIN经储能电感L以及开关电路500升压至电源存储装置的储能电容CAP,以充电电源存储装置。
更详细地,开关电路500包含上桥开关UG以及下桥开关LG。举例来说,上桥开关UG以及下桥开关LG皆为N通道增强型MOSFET,在此仅举例说明,本发明不以此为限。上桥开关UG的控制端例如栅极端以及下桥开关LG的控制端例如栅极端连接逻辑控制电路400的输出端,以由逻辑控制电路400控制上桥开关UG以及下桥开关LG的运作。
上桥开关UG的第一端例如漏极端连接电源存储装置的储能电容CAP的上端。上桥开关UG的第二端例如源极端连接下桥开关LG的第一端例如漏极端。下桥开关LG的第二端例如源极端接地。上桥开关UG的第二端以及下桥开关LG的第一端之间的节点LX通过储能电感L连接电源供应装置以及输入电容CIN的上端。输入电容CIN的下端接地。
电流感测电路600连接开关电路500的下桥开关LG的第一端例如漏极端和第二端例如源极端。电流感测电路600配置以感测流过开关电路500的电流。更具体地,电流感测电路600感测从下桥开关LG的第一端流至下桥开关LG的第二端的电流。电流感测电路600可接着输出感测到的电流。
电流斜率比较电路700连接电流感测电路600以及模式切换电路800。电流斜率比较电路700可存储参考电流,此参考电流可例如为电流感测电路600先前感测到的电流。电流斜率比较电路700配置以比较目前感测到的电流的斜率与参考电流的斜率,并据以判断感测到的正电流斜率是否正在减少,以输出对应的电流斜率变化信号ISL。
当电流斜率比较电路700比较出目前的电流的斜率未正在减少,模式切换电路800可依据从电流斜率比较电路700接收的电流斜率变化信号ISL,以指示逻辑控制电路400控制开关电路500维持运作在升压模式下。
相反地,当电流斜率比较电路700比较出目前的电流的斜率正在减少时,电流斜率比较电路700输出具有正电流斜率下降的信息的电流斜率变化信号ISL至模式切换电路800。
进一步地,第二比较器200具有第三比较输入端以及第四比较输入端。第二比较器200的第三比较输入端例如非反相输入端连接电源存储装置的储能电容CAP的上端。第二比较器200的第四比较输入端例如反相输入端连接第二参考电压源VREF2以及从第二参考电压源VREF2接收第二参考电压。
第二比较器200输出端连接模式切换电路800。第二比较器200配置以比较电源存储装置的存储电源VCAP的电压(即储能电容CAP的电压)与第二参考电压源VREF2的第二参考电压的电压,以输出第二电压比较信号VCAPOK至模式切换电路800。
举例来说,当电源存储装置的存储电源VCAP小于第二参考电压源的电压时,第二比较器200输出低电平的第二电压比较信号VCAPOK至模式切换电路800,模式切换电路800依据第二电压比较信号VCAPOK指示逻辑控制电路400控制开关电路500维持运作在升压模式下。
相反地,当电流斜率比较电路700比较出目前的电流的斜率正在减少而输出对应的电流斜率变化信号ISL,并且第二比较器200比较出存储电源VCAP大于第二参考电压源的电压而输出高电平的第二电压比较信号VCAPOK时,模式切换电路800指示逻辑控制电路400控制开关电路500切换运作在降压模式。
当开关电路500运作在降压模式下时,开关电路500可允许电源存储装置供应的存储电源VCAP经开关电路500、输入电容CIN以及储能电感L降压至供应电源VIN进行供电。如此,在电源供应装置突然断电时,可使用备用的存储电源VCAP降压至供应电源VIN,继续供电给其他电路组件完成断电当下正在执行的程序例如内存装置完成数据的存取作业,借以避免因中途断电导致程序出现错误,需电源供应装置等到复电后重新执行数据的存取作业。
请参阅图2,其为本发明第二实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。如图2所示,本实施例的异常断电控制方法包含以下步骤S201~S213,其可使用上述异常断电控制系统的第一比较器、升降压控制电路、逻辑控制电路、开关电路、电流感测电路、电流斜率比较电路、第二比较器以及模式切换电路,以在升压模式下由电源供应装置提供供应电源至电源存储装置进行存储,在降压模式下由电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。
在步骤S201,利用第一比较器比较电源存储装置的存储电源与第一参考电压源的电压以输出第一电压比较信号。
在步骤S203,利用升降压控制电路输出升降压控制信号。
在步骤S205,利用逻辑控制电路依据第一电压比较信号,以决定是否输出具有升压模式指示信息的升降压控制信号至开关电路,以控制开关电路运作在升压模式或不进行切换。
在步骤S207,利用电流感测电路感测流过开关电路的电流。
在步骤S209,利用电流斜率比较电路比较电流感测电路所感测到的电流的斜率与参考电流的斜率以输出电流斜率变化信号。
在步骤S211,利用第二比较器比较存储电源与第二参考电压源的电压以输出第二电压比较信号。
在步骤S213,利用模式切换电路依据在步骤S209产生的电流斜率变化信号以及在步骤S211产生的第二电压比较信号,以决定是否控制逻辑控制电路切换开关电路的运作模式,例如从升压模式切换至降压模式或从降压模式切换至升压模式。
请参阅图3,其为本发明第三实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。如图3所示,本实施例的异常断电控制方法包含以下步骤S301~S313,其可使用上述异常断电控制系统的第一比较器、升压控制电路、开关电路以及逻辑控制电路,以在储能电容的电压大于第一参考电压源的电压下进入升压模式,使用电源供应装置提供供应电源对电源存储装置进行存储;在储能电容的电压小于第一参考电压源的电压下控制开关电路不进行切换。
在步骤S301,利用第一比较器取得电源存储装置的储能电容的电压与第一参考电压源的电压。
在步骤S303,利用第一比较器比较电源存储装置的储能电容的电压是否大于第一参考电压源的电压。若利用第一比较器比较电源存储装置的储能电容的电压大于第一参考电压源的电压,依序执行下列步骤S305~S309。
在步骤S305,利用第一比较器输出低电平的第一电压比较信号。
在步骤S307,利用逻辑控制电路依据从第一比较器接收的低电平的第一电压比较信号,输出升压控制电路的升压控制信号至开关电路,以控制开关电路运作在升压模式。
在步骤S309,在升压模式下,利用电源存储装置存储电源供应装置提供的供应电源。
相反地,若在步骤S303利用第一比较器比较电源存储装置的储能电容的电压不大于第一参考电压源的电压,依序执行下列步骤S311~S313。
在步骤S311,利用第一比较器输出高电平的第一电压比较信号。
在步骤S313,利用降压控制电路依据从第一比较器接收的高电平的第一电压比较信号控制开关电路不进行切换。
进一步地,在还未进入升压模式下,可持续执行步骤S301~S313,直到进入升压模式。
请参阅图4,其为本发明第四实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。如图4所示,本实施例的异常断电控制方法包含以下步骤S401~S417,其可使用上述异常断电控制系统,以在升压模式下使用电源存储装置存储电源供应装置提供的供应电源,在降压模式下由电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。
在步骤S401,启动异常断电控制系统。
在步骤S403,利用异常断电控制系统的第一比较器取得储能电容的电压与第一参考电压源的电压。
在步骤S405,利用异常断电控制系统的第一比较器比较储能电容的电压是否大于第一参考电压源的电压。若第一比较器比较储能电容的电压不大于第一参考电压源的电压,再次执行步骤S403。相反地,若第一比较器比较储能电容的电压大于第一参考电压源的电压,接着执行步骤S407。
在步骤S407,异常断电控制系统进入升压模式。
在步骤S409,利用异常断电控制系统控制电源供应装置提供供应电源至电源存储装置存储。
在步骤S411,利用电流斜率比较电路判断正电流斜率是否正在减少,例如利用电流斜率比较电路判断电流的斜率相比于参考电流的斜率是否下降。若电流斜率比较电路判断正电流斜率并未正在减少,则持续执行步骤S407~S409,异常断电控制系统维持运作在升压模式下。相反地,若电流斜率比较电路判断正电流斜率正在减少,则执行步骤S413。
在步骤S413,利用第二比较器比较储能电容的电压是否大于第二参考电压源的电压。若第二比较器比较储能电容的电压不大于第二参考电压源的电压,则持续执行步骤S407~S411。相反地,若第二比较器比较储能电容的电压大于第二参考电压源的电压,接着执行步骤S415。
在步骤S415,异常断电控制系统切换至降压模式。
在步骤S417,利用异常断电控制系统控制电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。
请参阅图5,其为本发明第五实施例的异常断电控制方法的步骤流程图。如图5所示,本实施例的异常断电控制方法包含以下步骤S501~S513,其可使用上述异常断电控制系统,以在升压模式下使用电源存储装置存储电源供应装置提供的供应电源,在降压模式下由电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。
在步骤S501,异常断电控制系统运作在升压模式下。
在步骤S503,利用异常断电控制系统控制电源供应装置提供供应电源至电源存储装置存储。
在步骤S505,利用电流斜率比较电路判断电流感测电路感测到的流过开关电路的电流的斜率是否正在减少。若电流斜率比较电路判断正电流斜率并未正在减少,持续执行步骤S501~S505,异常断电控制系统维持运作在升压模式下。相反地,若电流斜率比较电路判断正电流斜率正在减少,则接着执行步骤S507。
在步骤S507,利用第二比较器比较电源存储装置的储能电容的电压是否大于第二参考电压源的电压。若第二比较器比较电源存储装置的储能电容的电压不大于第二参考电压源的电压,持续执行步骤S501~S505。相反地,若第二比较器比较电源存储装置的储能电容的电压大于第二参考电压源的电压,则接着执行步骤S509。
在步骤S509,异常断电控制系统切换为运作在降压模式下。
在步骤S511,利用异常断电控制系统控制电源存储装置供应存储电源至电源供应装置进行供电。
在步骤S513,利用电流斜率比较电路判断电流感测电路感测到的流过开关电路的负电流斜率是否正在增加。若电流斜率比较电路判断电流的斜率未正在增加,持续执行步骤S509~S511。相反地,若电流斜率比较电路判断负电流斜率正在增加,则回去执行步骤S507。
综上所述,本发明提供一种异常断电控制系统和方法,本发明提供一种异常断电控制系统和方法,其可在正常供电的情况下进入升压模式,控制电源存储装置存储电源供应装置提供的供应电源,而在电源供应装置发生异常断电时切换至降压模式,转为控制备用的电源存储装置提供存储电源至电源供应装置进行供电,特别是提供供应电源至发生异常断电时正在执行程序例如存取数据的电路组件,使电路组件可使用存储电源执行程序的未完成的作业,避免因异常断电导致程序出现错误,造成需等待一段时间复电并在复电后需重新执行程序。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求书,所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种异常断电控制系统,适用于电源供应装置以及电源存储装置,在升压模式下由所述电源存储装置存储所述电源供应装置提供的供应电源,在降压模式下由所述电源存储装置供应存储电源至所述电源供应装置进行供电,其特征在于,所述异常断电控制系统包含:
第一比较器,具有第一比较输入端以及第二比较输入端,分别连接第一参考电压源以及所述电源存储装置,所述第一比较器配置以比较所述存储电源与所述第一参考电压源的电压以输出第一电压比较信号;
升降压控制电路,配置以输出升降压控制信号;
逻辑控制电路,连接所述升降压控制电路以及所述第一比较器的输出端,配置以依据所述第一电压比较信号决定是否输出具有升压模式指示信息的所述升降压控制信号;
开关电路,连接在所述电源供应装置以及所述电源存储装置之间,并连接所述逻辑控制电路,配置以基于所述升降压控制信号,运作在所述升压模式下时允许所述供应电源经所述开关电路升压至所述存储电源进行存储,或所述开关电路不进行切换;
电流感测电路,连接所述开关电路,配置以感测流过所述开关电路的电流;
电流斜率比较电路,连接所述电流感测电路,配置以比较所述电流的斜率与参考电流的斜率以输出电流斜率变化信号;
第二比较器,具有第三比较输入端以及第四比较输入端,分别连接所述电源存储装置以及第二参考电压源,所述第二比较器配置以比较所述存储电源与所述第二参考电压源的电压以输出第二电压比较信号;以及
模式切换电路,连接所述电流斜率比较电路以及所述第二比较器的输出端以及所述逻辑控制电路,配置以依据所述电流斜率变化信号以及所述第二电压比较信号,以指示所述逻辑控制电路控制所述开关电路持续运作在所述升压模式或切换为所述降压模式下,运作在所述升压模式下时允许所述供应电源经所述开关电路升压至所述存储电源进行存储,或运作在所述降压模式下时允许所述存储电源经所述开关电路降压至所述供应电源进行供电。
2.根据权利要求1所述的异常断电控制系统,其特征在于,所述开关电路包含上桥开关以及下桥开关,所述上桥开关的控制端以及所述下桥开关的控制端连接所述逻辑控制电路,所述上桥开关的第一端连接所述电源存储装置,所述上桥开关的第二端连接所述下桥开关的第一端,所述下桥开关的第二端接地,所述上桥开关的第二端以及所述下桥开关的第一端之间的一节点通过一电感连接所述电源供应装置;
所述电流感测电路连接所述下桥开关的第一端和第二端,配置以感测流过所述下桥开关的第一端和第二端的所述电流。
3.根据权利要求1所述的异常断电控制系统,其特征在于,当所述第一比较器比较所述存储电源的电压大于所述第一参考电压源的电压时,所述开关电路运作在所述升压模式下;
当所述第一比较器比较所述存储电源的电压不大于所述第一参考电压源的电压时,所述开关电路不进行切换;
当所述电流斜率比较电路比较在所述升压模式下的所述电流的正斜率相对于所述参考电流没有减少时,所述逻辑控制电路依据所述电流斜率变化信号控制所述开关电路维持运作在所述升压模式下;
当所述电流斜率比较电路比较所述电流的正斜率相对于所述参考电流减少时,所述第二比较器接着比较所述存储电源与所述第二参考电压源的电压;
当所述第二比较器比较所述存储电源小于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源供应装置维持运作在所述升压模式下;
当所述第二比较器比较所述存储电源大于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源存储装置运作在所述降压模式下。
4.根据权利要求1所述的异常断电控制系统,其特征在于,当所述电流斜率比较电路比较在所述降压模式下的所述电流的负斜率相对于所述参考电流没有增加时,所述逻辑控制电路控制所述开关电路维持运作在所述降压模式下;
当所述电流斜率比较电路在所述降压模式下比较所述电流的负斜率相对于所述参考电流增加时,所述第二比较器接着比较所述存储电源与所述第二参考电压源的电压;
当所述第二比较器比较所述存储电源大于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源存储装置维持运作在所述降压模式下;
当所述第二比较器比较所述存储电源小于所述第二参考电压源时,所述开关电路以及所述电源供应装置运作在所述升压模式下。
5.一种异常断电控制方法,适用于电源供应装置以及电源存储装置,在升压模式下由所述电源存储装置存储所述电源供应装置提供的供应电源,在降压模式下由所述电源存储装置供应存储电源至所述电源供应装置进行供电,其特征在于,所述异常断电控制方法包含以下步骤:
利用第一比较器,比较所述电源存储装置的所述存储电源与第一参考电压源的电压以输出第一电压比较信号;
利用升降压控制电路,输出升降压控制信号;
利用逻辑控制电路,依据所述第一电压比较信号决定是否输出具有升压模式指示信息的所述升降压控制信号至开关电路,以控制所述开关电路运作在所述升压模式或不进行切换;
利用电流感测电路,感测流过所述开关电路的一电流;
利用电流斜率比较电路,比较所述电流的斜率与一参考电流的斜率以输出电流斜率变化信号;
利用第二比较器,比较所述存储电源与一第二参考电压源的电压以输出第二电压比较信号;以及
利用模式切换电路,依据所述电流斜率变化信号以及所述第二电压比较信号,以指示所述逻辑控制电路控制所述开关电路持续运作在所述升压模式或切换为所述降压模式下;
其中所述开关电路运作在所述升压模式下时允许所述供应电源经所述开关电路升压至所述存储电源进行存储,或运作在所述降压模式下时允许所述存储电源经所述开关电路降压至所述供应电源进行供电。
6.根据权利要求5所述的异常断电控制方法,其特征在于,所述异常断电控制方法还包含以下步骤:
利用所述第一比较器比较所述存储电源的电压是否大于所述第一参考电压源的电压,若否,持续执行所述存储电源与所述第一参考电压源的比对,若是,所述开关电路运作在所述升压模式下;
利用所述电流斜率比较电路比较在所述升压模式下的所述电流的正斜率相对于所述参考电流是否减少,若否,所述逻辑控制电路依据所述电流斜率变化信号控制所述开关电路维持运作在所述升压模式下,若是,执行下一步骤;
利用所述第二比较器比较所述存储电源是否大于所述第二参考电压源的电压,若否,所述开关电路以及所述电源供应装置维持运作在所述升压模式下,若是,所述开关电路以及所述电源存储装置切换至运作在所述降压模式下。
7.根据权利要求5所述的异常断电控制方法,其特征在于,所述异常断电控制方法还包含以下步骤:
利用所述逻辑控制电路输出开关控制信号以控制所述开关电路运作在所述降压模式下;
利用所述电流斜率比较电路比较在所述降压模式下的所述电流的负斜率相对于所述参考电流是否增加,若否,所述逻辑控制电路控制所述开关电路维持运作在所述降压模式下,若是,执行下一步骤;
利用所述第二比较器比较所述存储电源是否大于所述第二参考电压源的电压,若是,所述开关电路以及所述电源存储装置维持运作在所述降压模式下,若否,所述开关电路以及所述电源供应装置切换至运作在所述升压模式下。
CN201910456895.2A 2019-05-15 2019-05-29 异常断电控制系统及方法 Active CN111953190B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108116726A TWI683506B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 異常斷電控制系統及方法
TW108116726 2019-05-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111953190A CN111953190A (zh) 2020-11-17
CN111953190B true CN111953190B (zh) 2022-04-12

Family

ID=69942572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910456895.2A Active CN111953190B (zh) 2019-05-15 2019-05-29 异常断电控制系统及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10637347B1 (zh)
CN (1) CN111953190B (zh)
TW (1) TWI683506B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI722788B (zh) * 2020-02-03 2021-03-21 茂達電子股份有限公司 具電源管理機制的斷電預防系統及方法
CN113746328A (zh) * 2021-09-08 2021-12-03 广州金升阳科技有限公司 一种掉电保持电路及控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202840584U (zh) * 2012-08-30 2013-03-27 立锜科技股份有限公司 电源供应电路
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
JP2018033214A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 トヨタ自動車株式会社 電源システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9860965B2 (en) * 2006-03-28 2018-01-02 Wireless Environment, Llc Cloud connected lighting system
US8994276B2 (en) * 2006-03-28 2015-03-31 Wireless Environment, Llc Grid shifting system for a lighting circuit
EP2028752B1 (en) * 2007-08-20 2011-03-09 austriamicrosystems AG DC/DC converter arrangement and method for DC/DC conversion
CN102118109A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 意法半导体研发(深圳)有限公司 电流模式的降压-升压式dc-dc控制器
US8334683B2 (en) * 2010-08-24 2012-12-18 Intersil Americas Inc. System and method for current limiting a DC-DC converter
US8878389B2 (en) * 2011-01-11 2014-11-04 Schneider Electric It Corporation Method and apparatus for providing uninterruptible power
CN103167665B (zh) * 2011-12-08 2014-10-08 昂宝电子(上海)有限公司 用于调整发光二极管电流的系统
US9041363B2 (en) * 2012-09-21 2015-05-26 Analog Devices Global Windowless H-bridge buck-boost switching converter
TWI496405B (zh) * 2013-07-05 2015-08-11 Nat Univ Chung Cheng A single inductance multi-stage output conversion device that increases the load range
CN104716837B (zh) * 2013-12-17 2018-06-15 通用电气公司 升降压变换器和升降压控制方法
CN104009529B (zh) * 2014-06-13 2016-08-24 南京矽力杰半导体技术有限公司 控制电路、电池供电装置和控制方法
TWI646755B (zh) * 2018-04-03 2019-01-01 茂達電子股份有限公司 具有快速暫態響應的充電裝置及其控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202840584U (zh) * 2012-08-30 2013-03-27 立锜科技股份有限公司 电源供应电路
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
JP2018033214A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 トヨタ自動車株式会社 電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN111953190A (zh) 2020-11-17
TWI683506B (zh) 2020-01-21
TW202044718A (zh) 2020-12-01
US10637347B1 (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8065562B2 (en) Systems, methods and devices for backup power control in data storage devices
US8767354B1 (en) Data storage device employing cascaded voltage regulators during power failure
US20180323699A1 (en) Power Loss Protection Integrated Circuit With Autonomous Capacitor Health Check
JP5021954B2 (ja) 低電圧誤動作防止回路、方法ならびにそれを利用した電源回路および電子機器
US20110126046A1 (en) Saving information to flash memory during power failure
CN111953190B (zh) 异常断电控制系统及方法
US20080010478A1 (en) Card device
KR20110015273A (ko) 보조 전원 장치를 포함하는 사용자 장치
US20210304801A1 (en) Power delivery circuitry
JP5912514B2 (ja) 電子機器
US8723485B2 (en) Power supply system
US6771047B1 (en) Automatic battery discharging and charging technique to increase battery life
TWI544727B (zh) 一種可承受高尖峰電流特性之負載的電源轉換電路
JP2020195233A (ja) 電源回路、パワーマネージメント回路、データ記憶装置
CN103150000B (zh) 低温开机方法及其电子装置
JP2015170332A (ja) Nandフラッシュモジュール制御方法
JPS5855591B2 (ja) バブルメモリ・ユニット用電源装置
CN111857317B (zh) 一种支持掉电数据保护的电压泵电路和方法
CN111245053B (zh) 电子装置及其低温下提高电池寿命的控制方法
US20100244785A1 (en) Source Power Limiting Charging System
CN215120253U (zh) 一种供电切换电路及电源
US20210159720A1 (en) Power failure prevention system
EP4329171A1 (en) Power management chip, electronic device having the same, and operating method thereof
KR950012064B1 (ko) 노트북 컴퓨터의 밧테리 충전제어 방법
CN111555438A (zh) 智能终端及控制方法

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