CN113659819A - 一种掉电延时控制方法及控制电路 - Google Patents

一种掉电延时控制方法及控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN113659819A
CN113659819A CN202110772370.7A CN202110772370A CN113659819A CN 113659819 A CN113659819 A CN 113659819A CN 202110772370 A CN202110772370 A CN 202110772370A CN 113659819 A CN113659819 A CN 113659819A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
switching power
energy storage
storage module
module
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
CN202110772370.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113659819B (zh
Inventor
不公告发明人
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.)
Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Original Assignee
Mornsun Guangzhou Science and Technology 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 Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd filed Critical Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Priority to CN202110772370.7A priority Critical patent/CN113659819B/zh
Publication of CN113659819A publication Critical patent/CN113659819A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113659819B publication Critical patent/CN113659819B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种掉电延时功能控制方法及控制电路，实时检测开关电源的输入电压，当输入电压跌落至设定值时，先调节开关电源从低电压工作状态调整至高压工作状态，再将储能模块接入对开关电源进行放电，以实现开关电源的掉电延时功能。本发明对比于现有技术，改善了掉电时储能模块切入由于开关电源响应不及时产生的输出电压过冲，功率器件超应力的问题；可实现储能模块切入时开关电源工作状态的平稳过渡；同时可提高仅有简易反馈控制系统稳定性，如单反馈环路的开关电源在储能模块切入时开关电源的系统稳定性。

Description

一种掉电延时控制方法及控制电路
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及超宽输入电压范围的开关电源掉电保持。
背景技术
现在几乎所有的电子设备都需要供电开关电源。开关电源作为能量转换的关键模块，在可靠性要求高的领域，如铁路电源，为使电子设备可靠运行，要求供电被切断时，开关电源仍能维持一定的时间输出能量，给电子设备数据存储且有序切换到备用电源留有足够的时间，因此要求开关电源具有掉电保持功能。在铁路电源领域，一般要求掉电保持时间不小于10ms。
现有技术中，常采用两种方式来实现维持较长的掉电保持时间：
第一种，在开关电源的输入侧直接并联电解电容储能，根据电容能量存储公式W＝1/2*C*U2可知，开关电源的输入电压U越高，电解电容存储的能量W就越多，那么相同电容值C的情况下掉电保持时间就越长。这种方案存在的弊端为：开关电源在低压输入时，为维持同样的掉电保持时间，需要很大的电容去储存能量，将增加开关电源的体积和成本，带来设计上的难题。
第二种，通过升压的方式将储能电容的充电电压提升，再通过相应的切换电路接入母线，为开关电源供电。根据公式W＝1/2*C*U2，可以发现升压的方式能够大幅度降低电容的容值，电容利用率得到提高，相比于第一种方案，在相同的应用场景下，本方案具有电容体积小、成本低的优点。所以目前针对超宽输入电压具有掉电保持时间要求场合的应用情景中多采用第二种方案。
公开号为CN112615425A的中国发明专利申请《一种掉电延时电路及其检测控制电路》提供的解决方案为：基于反激电路拓扑，在输入电压下降到一定值时，将高压储能电容接入开关电源继续工作的检测控制电路。但其是在输入电压跌至较低值时直接将高压储能电容的电压接入母线，使母线电压瞬间从低压抬升至高压，对于环路响应慢或者仅有简易反馈控制，如单反馈环路的开关电源而言，将会使开关电源变得不稳定，如造成开关电源输出过冲问题，甚至开关电源在母线电压抬升时由于仍处于较低输入电压的工作状态，将出现开关电源器件应力过大，从而出现损坏的致命问题。
针对前述问题，公开号为CN108418298A的中国专利申请《掉电延时切换装置及通信设备》提出了一种解决方案：在高压储能模块与母线之间加入升降压转换模块。当掉电检测模块检测到开关电源掉电时，升降压转换模块先将高压储能模块降压，然后经电压切换模块输出给开关电源，作为开关电源的输入电压。该方案有效的解决了前述问题，然而高功率密度，低成本是电源发展的趋势，有些应用场景在掉电延时的这段时间仍需要开关电源输出较大的功率，若采用该方案，则升降压模块也需要被设计成与后级开关电源相当的体积与器件要求才能满足功率输出要求，这无疑加大了整个电源开关电源的体积与成本。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提出一种掉电延时控制方法及控制电路，应用于包括开关电源、切入控制模块和储能模块的供电装置，不仅能实现掉电保持时间延长，还能提高储能模块接入时开关电源工作的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供的掉电延时控制方法的技术方案如下：
一种掉电延时控制方法，应用于供电装置，所述的供电装置包括开关电源、切入控制模块和储能模块，所述的切入控制模块用于在所述的开关电源上电时，将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，实现对所述的储能模块充电，并在能量充满后断开所述的储能模块；
其特征在于，所述的控制方法包括：
实时检测所述的开关电源的输入电压；
当检测到所述的输入电压低于第一设定值时，控制所述的开关电源从低电压工作状态调整至高电压工作状态，然后控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，使得所述的开关电源仍能维持一定的时间输出能量。
进一步地，当检测到所述的输入电压低于第二设定值时，才控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，所述的第一设定值时＞所述的第二设定值。
进一步地，当检测到所述的输入电压低于欠压保护值时，控制所述的开关电源进入欠压保护状态，所述的第二设定值＞所述的欠压保护值。
对于地，本发明提供的掉电延时控制电路的技术方案如下：
一种掉电延时控制电路，应用于供电装置，所述的供电装置包括开关电源、切入控制模块和储能模块，所述的切入控制模块用于在所述的开关电源上电时，将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，实现对所述的储能模块充电，并在能量充满后断开所述的储能模块；
其特征在于，所述的控制电路包括：
检测模块，用于实时检测所述的开关电源的输入电压；
电路控制模块，用于实现当检测到所述的输入电压低于第一设定值时，控制所述的开关电源从低电压工作状态调整至高电压工作状态，然后控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，使得所述的开关电源仍能维持一定的时间输出能量。
进一步地，所述的电路控制模块在当检测到所述的输入电压低于第二设定值时，才控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，所述的第一设定值时＞所述的第二设定值。
进一步地，所述的电路控制模块在当检测到所述的输入电压低于欠压保护值时，控制所述的开关电源进入欠压保护状态，所述的第二设定值＞所述的欠压保护值。
进一步地，所述的开关电源中集成了所述的切入控制模块、储能模块、检测模块和电路控制模块中的任意一项、两项、三项或者全部。
本发明原理及具体实施方式将在实施例中进行详细分析说明，在此不赘述。与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明当输入电压跌落至设定值时，先调节开关电源从低电压工作状态调整至高压工作状态，再将储能模块接入对开关电源进行放电，改善了直接将储能模块接入所导致的开关电源响应不及时，进而产生的输出电压过冲，功率器件超应力的问题；
2、本发明正对简易反馈控制的开关电源，如单反馈环路的开关电源，不需过多电路设计就能实现高压储能模块切入时开关电源工作状态的平稳过渡，提高开关电源的工作稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例电路结构示意图；
图2为本发明实施例电路的控制时序图。
具体实施方式
本发明的目的是这样实现的，当开关电源出现掉电时，在将储能模块接入开关电源输入侧前，电路控制模块先调整目前开关电源的工作状态至高压输入的工作状态，以实现开关电源在高压储能模块切入时的平稳过渡。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
图1是本发明实施例电路结构示意图。结构包括开关电源、切入控制模块、储能模块、检测模块和电路控制模块。输入电压Vin同时与开关电源的输入端，切入控制模块的一个输入端和检测模块的输入端电连接，切入控制模块的输出端与储能模块的输入端连接，储能模块的输出端接地，检测模块的输出端连接电路控制模块的输入端，电路控制模块的一个输出端连接开关电源的控制信号输入端，电路控制模块的另外一个输出端连接切入控制模块的另外一个输入端，开关电源的输出端输出电压Vout。
下面结合图2本发明实施例电路的控制时序图介绍本实施例工作原理：
以PWM控制的开关电源为例进行说明。
①[t0～t1]：开关电源的输入电压，即a点电压此阶段处于正常供电状态，b点电压为储能模块的电压，开关电源处于正常PWM控制状态；
②[t1～t2]：t1时刻开关电源的输入电压开始下降，储能模块的电压维持不变；
③[t2～t3]：t2时刻，检测模块检测到a点电压降低至电压设定值1，电路控制模块输出控制信号s1至开关电源，控制开关电源的PWM调整至高压工作的PWM状态；
④[t3～t4]：t3时刻，检测模块检测到a点电压降低至电压设定值2，电路控制模块输出控制信号s2至切入控制模块，将储能模块并入开关电源的输入侧；
⑤[t4～t5]：t4时刻，储能模块电压向开关电源供电，开关电源通过PWM控制实现输出稳压，在t5时刻，开关电源的输入电压跌至欠压保护值，开关电源实现掉电延时进入欠压保护状态。
以上仅为本发明的优选实施方式，应当指出的是：上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，例如，这里仅对电源转换模块不同输入电压所对应的工作控制方式进行区分，而该电源转换模块可以是PWM或PFM控制工作状态，或多种控制方式混合的工作状态等。器件D1更改为其他可以实现形同功能的器件，比如：IGBT、可控硅、继电器等，对于实现这一功能的所有电路的更改，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种掉电延时控制方法，应用于供电装置，所述的供电装置包括开关电源、切入控制模块和储能模块，所述的切入控制模块用于在所述的开关电源上电时，将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，实现对所述的储能模块充电，并在能量充满后断开所述的储能模块；
其特征在于，所述的控制方法包括：
实时检测所述的开关电源的输入电压；
当检测到所述的输入电压低于第一设定值时，控制所述的开关电源从低电压工作状态调整至高电压工作状态，然后控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，使得所述的开关电源仍能维持一定的时间输出能量。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：当检测到所述的输入电压低于第二设定值时，才控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，所述的第一设定值时＞所述的第二设定值。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：当检测到所述的输入电压低于欠压保护值时，控制所述的开关电源进入欠压保护状态，所述的第二设定值＞所述的欠压保护值。
4.一种掉电延时控制电路，应用于供电装置，所述的供电装置包括开关电源、切入控制模块和储能模块，所述的切入控制模块用于在所述的开关电源上电时，将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，实现对所述的储能模块充电，并在能量充满后断开所述的储能模块；
其特征在于，所述的控制电路包括：
检测模块，用于实时检测所述的开关电源的输入电压；
电路控制模块，用于实现当检测到所述的输入电压低于第一设定值时，控制所述的开关电源从低电压工作状态调整至高电压工作状态，然后控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，使得所述的开关电源仍能维持一定的时间输出能量。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述的电路控制模块在当检测到所述的输入电压低于第二设定值时，才控制所述的切入控制模块再次将所述的储能模块接入所述的开关电源的输入侧，所述的第一设定值时＞所述的第二设定值。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述的电路控制模块在当检测到所述的输入电压低于欠压保护值时，控制所述的开关电源进入欠压保护状态，所述的第二设定值＞所述的欠压保护值。
7.根据权利要求4至6任一项所述的控制电路，其特征在于：所述的开关电源中集成了所述的切入控制模块、储能模块、检测模块和电路控制模块中的任意一项、两项、三项或者全部。
CN202110772370.7A 2021-07-08 2021-07-08 一种掉电延时控制方法及控制电路 Active CN113659819B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110772370.7A CN113659819B (zh) 2021-07-08 2021-07-08 一种掉电延时控制方法及控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110772370.7A CN113659819B (zh) 2021-07-08 2021-07-08 一种掉电延时控制方法及控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113659819A true CN113659819A (zh) 2021-11-16
CN113659819B CN113659819B (zh) 2023-01-17

Family

ID=78489217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110772370.7A Active CN113659819B (zh) 2021-07-08 2021-07-08 一种掉电延时控制方法及控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113659819B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024051255A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 海能达通信股份有限公司 一种掉电保护电路及电子设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103296726A (zh) * 2013-06-20 2013-09-11 曙鹏科技（深圳）有限公司 电池储能模组及其控制方法和储能供电系统
CN103580272A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 深圳市双赢伟业科技股份有限公司 一种电源断电延时电路
CN203574382U (zh) * 2013-11-14 2014-04-30 陈佳尧 控制补偿电容器投切的智能控制电路
CN105391112A (zh) * 2015-09-18 2016-03-09 东莞铭普光磁股份有限公司 一种通信用移动应急电源及其电压自适应方法
CN106300638A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 株洲中车时代电气股份有限公司 一种低电压掉电延时控制装置及控制方法
CN110224600A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 珠海格力电器股份有限公司 具有双向半桥dc-dc变换器的储能柜热接入直流母线的方法
CN112615425A (zh) * 2020-12-31 2021-04-06 广州金升阳科技有限公司 一种掉电延时电路及其检测控制电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103296726A (zh) * 2013-06-20 2013-09-11 曙鹏科技（深圳）有限公司 电池储能模组及其控制方法和储能供电系统
CN203574382U (zh) * 2013-11-14 2014-04-30 陈佳尧 控制补偿电容器投切的智能控制电路
CN103580272A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 深圳市双赢伟业科技股份有限公司 一种电源断电延时电路
CN105391112A (zh) * 2015-09-18 2016-03-09 东莞铭普光磁股份有限公司 一种通信用移动应急电源及其电压自适应方法
CN106300638A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 株洲中车时代电气股份有限公司 一种低电压掉电延时控制装置及控制方法
CN110224600A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 珠海格力电器股份有限公司 具有双向半桥dc-dc变换器的储能柜热接入直流母线的方法
CN112615425A (zh) * 2020-12-31 2021-04-06 广州金升阳科技有限公司 一种掉电延时电路及其检测控制电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024051255A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 海能达通信股份有限公司 一种掉电保护电路及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN113659819B (zh) 2023-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203301372U (zh) 升压转换器
US7432617B2 (en) Uninterruptible power system
US10826395B2 (en) Voltage converter, method for controlling voltage converter, and voltage conversion system
CN112615425B (zh) 一种检测控制电路
US10910951B2 (en) Systems and methods for reducing standby power consumption of switch-mode power converters
EP4604377A1 (en) Buck-boost converter and power supply system
CN109787264B (zh) 一种集中式耗能装置及其控制方法
CN112564263A (zh) 掉电延时保护电路及控制方法
CN215300494U (zh) 一种降压型dcdc变换器及其欠压保护电路
US20240014664A1 (en) Power supply system and method for controlling output voltage of direct current combiner box
US11101738B2 (en) Power converter and control method thereof and power supply system
CN113659819B (zh) 一种掉电延时控制方法及控制电路
CN220492696U (zh) 一种掉电保持电路及电源装置
CN114844189A (zh) 一种改善电源系统的电压调制的方法
CN220711118U (zh) 一种能抑制启动瞬间浪涌大电流损坏升压芯片和mos管的电路
CN115085520B (zh) 一种用于电源系统的电容放电电路
CN117394671A (zh) 一种与功率模块均压电阻串联应用的取能电源拓扑及方法
CN115173698A (zh) 一种升压电路及升压方法
CN218449865U (zh) 一种基于辅助绕组为开关电源控制电路供电的电路
CN219659472U (zh) 一种掉电保护电路及开关电源
CN221380786U (zh) 一种升压电路及开关电源
US20250219523A1 (en) Power converter and method of operating the same
CN116345888B (zh) 一种三电平变换器及其启动方法、电子设备
US12021410B2 (en) Three-phase uninterruptible power system and operation method
CN216530539U (zh) 一种输入过压保护电路及dc-dc开关电源模块

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