CN113746328A - 一种掉电保持电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于开关电源领域，为掉电保持电路及控制方法，掉电保持电路包括控制器、开关、滤波电容、储能电容、双向直流变换器，双向直流变换器包括电感、开关管S1、开关管S2、二极管D1和二极管D2，双向直流变换器受控于控制器使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式；升压模式时电感与开关管S1、二极管D2组成升压电路；降压模式时电感与开关管S2、二极管D1组成降压电路，开关管S2工作于开关状态；自由放电模式时控制开关管S2处于常通状态，储能电容直接向输出电压供电。本发明升压、降压模式采用单独的开关管控制，升降压模式的切换响应速度快，能有效解决现有技术适用范围窄、控制复杂及模式切换动态响应较慢的问题。

Description

一种掉电保持电路及控制方法

技术领域

本发明涉及有掉电保持时间要求的开关电源领域，具体为一种掉电保持电路及控制方法。

背景技术

DC-DC开关电源通常作为二次电源，在电力、通信、航空航天、工业控制等诸多场合都有着广泛应用。在这些应用场合，一般要求当DC-DC开关电源的输入电压中断后，其输出电压仍能在规格范围之内维持一定的时间，以便其负载中的控制器能继续正常工作、记录相关数据，该时间即掉电保持时间。例如，在铁路电源应用场合，EN50155标准对掉电保持时间进行了规定，当为S1级时，要求在标称输入电压掉电时DC-DC开关电源的掉电保持时间不低于10ms。为满足这一要求，常见的做法是在DC-DC开关电源输入端并联大容值电解电容。以输入电压范围60～160VDC、效率0.9的250W的铁路电源为例，根据能量守恒采用式(1)计算，当在标称输入电压110VDC掉电时，为满足10ms掉电保持时间，需电解电容654uF；当在标称输入电压72VDC掉电时，则需电解电容3507uF。因此，为满足S1级掉电保持要求，需要多个电解电容并联，一方面存在电容数量多、体积大的问题，另一方面又会导致输入浪涌电流较大的问题。

于2021年3月26日公布的公开号为CN112564263A的中国发明专利《掉电延时保护电路及控制方法》提出采用图1所示的电路，利用DC-DC开关电源产品内部变压器T1的辅助绕组给保持电容C3充电，当输入电压掉电后控制开关Q1闭合，由保持电容向产品输入侧放电，提供掉电保持时间。以上述铁路电源为例，若采用该方案将保持电容充电至最高输入电压160VDC时，仅需253uF电解电容即可满足60～160VDC全输入电压范围S1级要求，大大减小了掉电保持电容容值需求，也解决了输入浪涌电流的问题，但该方案还存在适用范围窄的问题：目前市场上主流的DC-DC铁路电源产品均没有专用于掉电保持的辅助绕组，该方案具体应用时需新增变压器辅助绕组，改变了产品原有形态，对于无辅助绕组的现有产品或无变压器的开关电源，该方案无法应用。

于2014年8月13日公布的公开号为CN103986223A的中国发明专利《储能供电电路及应用其的持续供电方法》提出采用图2所示的电路，主要由第一储能电容C0、双向变换器和第二储能电容C1组成。当输入电压正常时双向变换器工作在升压模式向第二储能电容C1充电，使其达到较高的电压；当输入电压掉电或重载时由第一储能电容C0短暂维持输出，同时使双向变换器切换至降压模式，由储能电容C1放电以维持负载端电压正常。图3为该方案中双向变换器的电路结构，当双向变换器工作在升压模式时Q1为主功率开关管、Q2为同步开关管，当双向变换器工作在降压模式时Q2为主功率开关管、Q1为同步开关管，即开关管Q1和Q2为互补导通控制。该方案虽可通过升压模式提高储能电容的电压，进一步减小其容值需求、解决输入浪涌电流问题，但由于其双向变换器采用两个开关管互补导通控制，一方面存在控制复杂的问题，另一方面又存在输入电压掉电时升压模式与降压模式之间切换的动态响应较慢的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种掉电保持电路及控制方法，掉电保持电路可工作在升压、降压及自由放电模式，且升压、降压模式采用单独的开关管控制，升降压模式的切换响应速度快，能有效解决现有技术适用范围窄、控制复杂及模式切换动态响应较慢的问题。

本发明的掉电保持电路，包括控制器、开关K、滤波电容、储能电容，以及连接在开关K与储能电容之间的双向直流变换器，从开关与双向直流变换器的连接点引出输出端，并从开关K的另一端引出输入端，滤波电容连接在输出端与参考地之间；双向直流变换器包括电感L、开关管S1、开关管S2、二极管D1和二极管D2，二极管D1与开关管S1并联，二极管D2与开关管S2并联，电感L与开关管S2串联后连接在输出端与储能电容之间，开关管S1连接在电感L与开关管S2的串联节点与参考地之间；

双向直流变换器受控于控制器使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式；升压模式时，电感L与开关管S1、二极管D2组成升压电路；降压模式时，电感L与开关管S2、二极管D1组成降压电路，并控制开关管S2工作于开关状态，使输出电压维持在输出电压预设值，当电感电流大于电感电流预设值时，控制开关管S2处于关断状态；自由放电模式时，控制开关管S2处于常通状态，储能电容直接向输出电压供电。

在优选的实施例中，开关管S1及开关管S2均为MOS管，二极管D1并联在开关管S1漏极、源极之间，二极管D2为开关管S2的体二极管。这样的话，降压电路中的开关管S2为电流较大，性能较好的开关管，而升压电路中的开关管S1可以采用电流较小、性能一般的开关管，从而节约成本。

本发明的掉电保持电路的控制方法，所述掉电保持电路包括控制器、开关K、滤波电容、储能电容，以及连接在开关K与储能电容之间的双向直流变换器，从开关与双向直流变换器的连接点引出输出端，并从开关K的另一端引出输入端，滤波电容连接在输出端与参考地之间；

双向直流变换器包括电感L、开关管S1、开关管S2、二极管D1和二极管D2，二极管D1与开关管S1并联，二极管D2与开关管S2并联，电感L与开关管S2串联后连接在输出端与储能电容之间，开关管S1连接在电感L与开关管S2的串联节点与参考地之间；

所述控制方法中，控制器分别向开关管S1、开关管S2输出驱动信号，并采集电感电流、输入电压、输出电压和储能电容电压；双向直流变换器受控于控制器使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式；

当输入电压大于输入电压第一预设值、小于输入电压第二预设值时，控制掉电保持电路工作于升压模式，电感L与开关管S1、二极管D2组成升压电路，将能量存储在储能电容；

当输入电压小于输入电压第三预设值、储能电容电压大于电容电压第一预设值时，控制掉电保持电路工作于降压模式，电感L与开关管S2、二极管D1组成降压电路，并控制开关管S2工作于开关状态，使输出电压维持在输出电压预设值，当电感电流大于电感电流预设值时，控制开关管S2处于关断状态；关断开关管S2时，输出端电压由电感释放的能量和滤波电容在开关管S2导通期间存储的能量共同维持；

当输入电压小于输入电压第三预设值、储能电容电压小于电容电压第一预设值时，控制掉电保持电路工作于自由放电模式，并控制开关管S2处于常通状态，储能电容直接向输出电压供电。

在优选的实施例中，当掉电保持电路工作于升压模式时，若储能电容电压小于电容电压第二预设值，控制开关管S1工作于开关状态，对储能电容进行充电；若储能电容电压达到电容电压第三预设值，控制开关管S1处于关断状态，停止对储能电容的充电。且当开关管S1工作于开关状态时，对电感电流进行逐周期限流，每个开关周期，当开关管S1导通时电感电流增加，当开关管S1关断时电感电流下降，若在某个开关周期S1导通时电感电流达到电感电流预设值则关闭开关管S1。以此实现升压模式下对储能电容充电时的限流，防止开关电流过大。

在优选的实施例中，当掉电保持电路工作于降压模式时，每个开关周期中，开关管S2导通时，储能电容通过电感向输出端放电，电感电流增加；开关管S2关断时，电感通过二极管D1续流，通过续流电流向输出端供电，电感电流下降。从而实现降压模式下的限流，在防止开关电流过大的同时，能够控制二极管D1导通，以续流方式向输出端供电，确保限流的同时掉电保持电路对输出端的供电不间断。提高了掉电保持电路的可靠性。

本发明的工作原理将结合具体的实施例进行分析，在此不赘述。与现有技术相比，本发明的有益效果主要包括：

1、升压、降压模式采用单独的开关管控制，控制简单，升压模式与降压模式之间的切换响应速度快。

2、升压模式采用滞环电压控制，无需环路补偿，控制简单，空载功耗小；降压模式采用闭环稳压控制，使输入电压维持在后级开关电源效率较高的额定输入电压值，系统效率高；自由放电模式由储能电容直接向输入侧放电，减小系统损耗。

3、应用于开关电源输入端，不依赖后级开关电源形式，适用范围广。

附图说明

图1为现有技术CN112564263A的电路结构图；

图2为现有技术CN103986223A的电路结构图；

图3为现有技术CN103986223A的双向直流变换器电路结构图；

图4为本发明一种掉电保持电路及控制方法第一实施例电路框图；

图5为本发明一种掉电保持电路及控制方法各模式工作示意图；

图6为本发明一种掉电保持电路及控制方法的控制流程图；

图7为本发明一种掉电保持电路及控制方法第二实施例电路框图。

具体实施方式

本发明的发明构思为：在开关电源产品的输入端口设计独立的掉电保持电路，该掉电保持电路具有输入端口和输出端口，分别接收来自前级电源的输入电压和提供后级开关电源的供电电压；当输入电压正常时，使输出电压等于输入电压，且该电路工作于升压模式，使储能电容的电压维持在某一较高的电压区间；当输入电压掉电时，阻断输入电压与输出电压，且该电路快速工作于降压模式，将输出电压维持为预设值；当储能电容电压下降至某一预设值时，该电路进入自由放电模式，储能电容直接向输出端口供电。

为了使本发明更加清楚明白，以下将结合附图及具体实施例，对本发明技术方案进行更加清楚、完整地描述，但本发明的实施方式并不限于此。

第一实施例

请参考图4，本实施例的掉电保持电路，用于连接在前级供电电源输出端和后级开关电源输入端之间，包括：主功率电路及控制器。

主功率电路包括开关K、滤波电容C_L、储能电容C_H，以及连接在开关K与储能电容C_H之间的双向直流变换器，从开关K与双向变换器的连接点引出输出端Vo，并从开关K的另一端引出输入端Vin，滤波电容C_L连接在输出端Vo与参考地端口GND之间。双向直流变换器包括电感L、开关管S1、开关管S2、二极管D1和二极管D2。双向直流变换器受控于控制器，从而使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式。

控制器包含输入电压采样端口V1、输出电压采样端口V2、电容电压采样端口V3、电感电流采样端口V4、开关管S1驱动信号输出端口G1、开关管S2驱动信号输出端口G2、控制器参考地端口GND。

更具体来说，输入端Vin用于将外部电源电压接入，输入端Vin与开关K的一端及控制器输入电压采样端口V1电连接。输出端Vo用于向后级的开关电源提供工作电压，输出端Vo与开关K的另一端、滤波电容CL的正极、电感L的一端、控制器的输出电压采样端口V2电连接。参考地端口GND与外部电源的参考地、控制器参考地、滤波电容C_L的负极、开关S1的一端、二极管D1的阳极、储能电容C_H的负极电连接。

开关K用于接通或阻断输入端Vin、输出端Vo之间的能量流动，开关K一端与输入端Vin连接，另一端与输出端Vo、滤波电容C_L的正极、电感L的一端、控制器的输出电压采样端口V2电连接。

滤波电容C_L用于输入电压滤波及输入电压掉电时向后级开关电源提供短时能量缓冲。滤波电容C_L的正极与输出端Vo、开关K的另一端、电感L的一端、控制器的输出电压采样端口V2连接，滤波电容C_L的负极与参考地端口GND电连接。

当输入电压正常时，在控制器的控制下电感L与开关管S1、二极管D2组成升压电路，将能量存储在储能电容C_H；当输入掉电时，在控制器的控制下电感L与开关管S2、二极管D1组成降压电路，维持输出端Vo的电压正常。电感L的一端与滤波电容C_L的正极、输出端Vo、开关K的另一端、控制器的输出电压采样端口V2电连接，电感L的另一端与开关管S1的另一端、二极管D1的阴极、开关管S2的一端、二极管D2的阳极电连接。

开关管S1为升压电路的开关管。开关管S1的一端与二极管D1的阳极、参考地端口GND相连，开关管S1的控制端与控制器的驱动信号输出端口G1电连接，开关管S1的另一端与二极管D1的阴极、电感L的另一端、开关管S2的一端、二极管D2的阳极电连接。

开关管S2为降压电路的开关管。开关管S2的一端与二极管D2的阳极、开关管S1的另一端、二极管D1的阴极、电感L的另一端连接，开关管S2的控制端与控制器的驱动信号输出端口G2电连接，开关管S2的另一端与二极管D2的阴极、储能电容CH的正极、控制器的电容电压采样端V3电连接。

二极管D1为降压电路的续流二极管。D1的阳极与参考地端口GND电连接；D1的阴极与开关管S1的另一端、电感L的另一端、开关管S2的一端、二极管D2的阳极电连接。

二极管D2为升压电路的续流二极管。D2的阳极二极管D1的阴极、开关管S1的另一端、电感L的另一端、开关管S2的一端电连接；D2的阴极与开关管S2的另一端、储能电容C_H的正极、控制器的电容电压采样端V3电连接。

储能电容C_H的正极与开关管S2的另一端、二极管D2的阴极、控制器的电容电压采样端V3电连接，储能电容C_H的负极与参考地GND电连接。

控制器的电感电流采样端V4与电感L连接，用于对电感电流进行采样，获取电感电流采样信号。

本实施例还提供掉电保持电路的控制方法，通过控制器检测输入电压、输出电压、储能电容电压、电感电流，并控制双向变换器使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式。

当输入电压大于输入电压第一预设值、小于输入电压第二预设值时，控制掉电保持电路工作于升压模式。当掉电保持电路工作于升压模式时，若储能电容电压小于电容电压第二预设值，控制开关管S1工作于开关状态，对储能电容进行充电；若储能电容电压达到电容电压第三预设值，控制开关管S1处于关断状态，停止对储能电容的充电。当开关管S1工作于开关状态时(即储能电容充电期间)，对电感电流进行逐周期限流，每个开关周期，当开关管S1导通时电感电流增加，当开关管S1关断时电感电流下降，若在某个开关周期S1导通时电感电流达到电感电流预设值则关闭开关管S1。

当输入电压小于输入电压第三预设值、储能电容电压大于电容电压第一预设值时，控制掉电保持电路工作于降压模式。当掉电保持电路工作于降压模式时，控制开关管S2工作于开关状态，使输出电压维持在输出电压预设值，当电感电流大于电感电流预设值时，控制开关管S2处于关断状态。降压模式下，每个开关周期中，开关管S2导通时，储能电容通过电感向输出端放电，此时电感电流增加(电感存储能量)；开关管S2关断时，电感通过二极管D1续流，通过续流电流向输出端供电，电感电流下降(电感释放能量)。因此，在某一个开关周期，当电感电流大于电感电流预设值时，关断开关管S2，输出端电压由电感释放的能量和滤波电容C_L在开关管S2导通期间存储的能量共同维持。降压模式的电感限流和上述升压模式的电感限流是类似的，都是逐周期限流，如果电感电流达到电感电流预设值则在该周期内关闭开关，下个周期到来后开关仍会导通、关断；因为电感电流也是流过开关的，这种限流方式主要是防止开关电流过大，以及保护电感不饱和。

当输入电压小于输入电压第三预设值、储能电容电压小于电容电压第一预设值时，控制掉电保持电路工作于自由放电模式。当掉电保持电路工作于自由放电模式时，控制开关管S2处于常通状态，储能电容直接向输出电压供电。

举例来说，掉电保持电路后级接的开关电源的输入电源范围40-160V，掉电保持电路的储能电容电压升压至400V，当输入掉电时，工作于降压模式，使输出端电压稳定在100V，储能电容释放能量，其电压逐渐下降，当储能电容电压从400V降至160V时，通过控制器使开关管S2常通，直接由储能电容向开关电源供电，从而避免开关管S2高频开关损耗，整体效率更高，进一步降低储能电容容量要求。开关管S2为开关状态时，控制器的输出端口G2驱动电压为某一频率工作的高低电平，当开关管S2为常通模式时，只需要使该高低电平一直为高电平即可。而自由放电模式不限制电感电流，该模式的电感电流比开关模式时电感电流小很多。

其中，电容电压第三预设值大于电容电压第二预设值，电容电压第一预设值小于电容电压第二预设值，且电容电压第一预设值小于或等于输入电压最大值。输出电压预设值为后级开关电源的标称输入电压值。输入电压第一预设值为后级开关电源最低输入电压，输入电压第二预设值为后级开关电源最高输入电压，输入电压第三预设值略小于输入电压第一预设值。

本实施例中，开关K为二极管，开关管S1和开关管S2为MOS管，升压模式开关管S1为一电流较小、性能一般的开关，降压模式开关管S2为一电流较大、性能较好的开关。二极管D1为开关管S1漏、源极间并联的二极管，二极管D2为开关管S2的体二极管。图5为本发明各工作模式示意图，图6为本发明控制流程图。以下结合图5、图6对本发明实施例工作原理进一步说明，具体如下：

(1)T1～T2时刻：输入电压小于最低输入电压Vinmin时，开关K为导通状态，此时输入电压Vin一方面向滤波电容C_L充电，另一方面通过电感L、二极管D2向储能电容C_H充电。

(2)T2～T3时刻：输入电压介于最小输入电压Vinmin与最大输入电压Vinmax之间，开关K为导通状态，此时升压模式使能，开关管S1、电感L、二极管D2组成升压电路，在该时间区间初期，通过控制开关管S1以某一开关频率导通和关断，储能电容电压Vc快速上升至电容电压第三预设值(图5中VcH)；当储能电容电压Vc达到电容电压第三预设值后，控制开关S1处于关断状态；当储能电容电压Vc因为电容自身损耗下降至电容电压第二预设值(图5中VcL)时，控制开关管S1以某一开关频率导通和关断，直至Vc上升至电容电压第三预设值。由于升压模式时，对升压电路而言，负载仅仅是储能电容C_H，由于电容自身损耗很小，且储能电容工作于滞环电压区间(VcL～VcH)，显著减少了开关管S1的导通、关断的次数，降低开关损耗，使得升压模式时具有较好的效率。

(3)T3～T4时刻：T3时刻输入电压小于输入电压第一预设值(图5中Vboost-off)，开关K为关断状态，此时控制器使升压模式失效；T4时刻输入电压小于输入电压第三预设值(图5中Vbuck-on)，且储能电容电压Vc大于电容电压第一预设值(图5中Vinmax)，此时控制器使能降压模式；在T3～T4时间段，储能电容电压基本维持为一恒定值，输出电压Vo由滤波电容C1存储的能量短暂维持，输出电压Vo快速下降。

(4)T4～T5时刻：开关K为关断状态，由于降压模式使能，开关管S2、电感L、二极管D2组成降压电路，使得输出电压Vo快速上升并维持在输出电压预设值(图5中Vinnor)，储能电容通过降压电路向输出端提供能量，储能电容电压Vc下降；由于降压模式维持输出电压Vo在后级开关电源的标称输入电压，而标称输入电压时开关电源工作效率最高，因此降压模式时也可以获得较优的系统效率。

(5)T5～T6时刻：开关K为关断状态，由于T5时刻储能电容电压Vc下降至电容电压第一预设值(图5中Vinmax)，自由放电模式使能，开关管S2常通，储能电容直接向输出放电；由于自由放电阶段，开关管S2常通，该阶段掉电保持电路无开关损耗，系统损耗较小。

(6)T6时刻之后：由于输入电压跌出最小输入电压范围，掉电保持电路及后级开关电源均停止工作。

由以上技术方案可知，本发明的升压模式、降压模式、自由放电模式均具有较低的损耗、较优的系统效率，因而可以充分利用储能电容的能量，在满足掉电保持时间要求的前提下，可以实现更小的电容值需求。另外，由于升压模式使储能电容电压工作于某一电压区间，属于非稳压型控制，实际应用中无需控制环路补偿，显著的降低了控制电路的复杂度。再者，由于升压模式和降压模式中开关管S1、S2采用独立控制，提高了升压和降压模式切换时的响应速度，同时又极大简化了控制策略。

第二实施例

请参考图7，本实施例的掉电保持电路与第一实施例的基本相同，均包括主功率电路及控制器；对比图4和图7可知，本实施例与第一实施例的主要区别在于第二实施例将输入端的开关K改为了可控开关S3，其它连接关系、工作原理均相同，在此不再赘述。而本实施例的掉电保持电路控制方法与第一实施例的相同。

本实施例相比于第一实施例，其优势在于当应用于中大功率掉电保持时，采用导通电阻较小的可控开关S3可以进一步降低损耗，提高系统效率。

也就是说，本发明掉电保持电路应用于小功率掉电保持场合时，开关K为二极管；应用于中大功率掉电保持场合时，开关K为导通电阻较小的可控开关。

应当指出，无论第一实施例还是第二实施例，所记载的本发明掉电保持电路及控制方法，通过改变电感电流的检测方式以及自由放电模式时电路结构，仍在本发明保护范畴之内。

电感电流检测方式，包括但不限于以下两种方式：

(1)利用采样电阻在低端进行电感电流采样；

(2)利用电流互感器进行电感电流采样。

自由放电模式时，包括但不限于以下方式：

(1)控制开关管S2常通进行自由放电；

(2)增加连接输出和储能电容正极的旁路开关，进入自由放电模式时，控制旁路开关导通进行自由放电。

以上仅是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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种掉电保持电路，包括控制器、开关K、滤波电容、储能电容，以及连接在开关K与储能电容之间的双向直流变换器，从开关与双向直流变换器的连接点引出输出端，并从开关K的另一端引出输入端，滤波电容连接在输出端与参考地之间；其特征在于，双向直流变换器包括电感L、开关管S1、开关管S2、二极管D1和二极管D2，二极管D1与开关管S1并联，二极管D2与开关管S2并联，电感L与开关管S2串联后连接在输出端与储能电容之间，开关管S1连接在电感L与开关管S2的串联节点与参考地之间；

双向直流变换器受控于控制器使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式；升压模式时，电感L与开关管S1、二极管D2组成升压电路；降压模式时，电感L与开关管S2、二极管D1组成降压电路，并控制开关管S2工作于开关状态，使输出电压维持在输出电压预设值，当电感电流大于电感电流预设值时，控制开关管S2处于关断状态；自由放电模式时，控制开关管S2处于常通状态，储能电容直接向输出电压供电。

2.根据权利要求1所述的掉电保持电路，其特征在于，开关管S1及开关管S2均为MOS管，二极管D1并联在开关管S1漏极、源极之间，二极管D2为开关管S2的体二极管。

3.根据权利要求1所述的掉电保持电路，其特征在于，控制器设有用于采集电感L的电感电流的采样端口。

4.根据权利要求1所述的掉电保持电路，其特征在于，开关K为二极管或可控开关。

5.一种掉电保持电路的控制方法，所述掉电保持电路包括控制器、开关K、滤波电容、储能电容，以及连接在开关K与储能电容之间的双向直流变换器，从开关与双向直流变换器的连接点引出输出端，并从开关K的另一端引出输入端，滤波电容连接在输出端与参考地之间，其特征在于：

双向直流变换器包括电感L、开关管S1、开关管S2、二极管D1和二极管D2，二极管D1与开关管S1并联，二极管D2与开关管S2并联，电感L与开关管S2串联后连接在输出端与储能电容之间，开关管S1连接在电感L与开关管S2的串联节点与参考地之间；

所述控制方法中，控制器分别向开关管S1、开关管S2输出驱动信号，并采集电感电流、输入电压、输出电压和储能电容电压；双向直流变换器受控于控制器使掉电保持电路工作于升压模式、降压模式或自由放电模式；

当输入电压大于输入电压第一预设值、小于输入电压第二预设值时，控制掉电保持电路工作于升压模式，电感L与开关管S1、二极管D2组成升压电路，将能量存储在储能电容；

当输入电压小于输入电压第三预设值、储能电容电压大于电容电压第一预设值时，控制掉电保持电路工作于降压模式，电感L与开关管S2、二极管D1组成降压电路，并控制开关管S2工作于开关状态，使输出电压维持在输出电压预设值，当电感电流大于电感电流预设值时，控制开关管S2处于关断状态；关断开关管S2时，输出端电压由电感释放的能量和滤波电容在开关管S2导通期间存储的能量共同维持；

当输入电压小于输入电压第三预设值、储能电容电压小于电容电压第一预设值时，控制掉电保持电路工作于自由放电模式，并控制开关管S2处于常通状态，储能电容直接向输出电压供电。

6.根据权利要求5所述的掉电保持电路的控制方法，其特征在于，当掉电保持电路工作于升压模式时，若储能电容电压小于电容电压第二预设值，控制开关管S1工作于开关状态，对储能电容进行充电；若储能电容电压达到电容电压第三预设值，控制开关管S1处于关断状态，停止对储能电容的充电。

7.根据权利要求6所述的掉电保持电路的控制方法，其特征在于，当开关管S1工作于开关状态时，对电感电流进行逐周期限流，每个开关周期，当开关管S1导通时电感电流增加，当开关管S1关断时电感电流下降，若在某个开关周期S1导通时电感电流达到电感电流预设值则关闭开关管S1。

8.根据权利要求5所述的掉电保持电路的控制方法，其特征在于，当掉电保持电路工作于降压模式时，每个开关周期中，开关管S2导通时，储能电容通过电感向输出端放电，电感电流增加；开关管S2关断时，电感通过二极管D1续流，通过续流电流向输出端供电，电感电流下降。

9.根据权利要求5所述的掉电保持电路的控制方法，其特征在于，电容电压第三预设值大于电容电压第二预设值，电容电压第一预设值小于电容电压第二预设值，且电容电压第一预设值小于或等于输入电压最大值。

10.根据权利要求5所述的掉电保持电路的控制方法，其特征在于，开关管S1及开关管S2均为MOS管，二极管D1并联在开关管S1漏极、源极之间，二极管D2为开关管S2的体二极管。

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