CN207039284U - 储能式抗电压跌落电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能式抗电压跌落电路，包括控制器、开关管Q1、升降压电路、储能电容C2、第一反馈网络和第二反馈网络；输入电压Vin通过开关管Q1连接至Vbs和后级DCDC变换器，且所述开关管Q1与所述控制器连接；所述升降压电路连接所述开关管Q1和储能电压Vstr，且所述升降压电路与所述控制器连接；所述储能电容C2与储能电压Vstr连接；第一反馈网络分别与Vbs和控制器连接，用于采样Vbs电压并反馈给控制器；第二反馈网络，第二反馈网络分别与储能电容C2和控制器连接，用于采样储能电容C2电压并反馈给控制器。本实用新型通过提高储能电容的电压来增大储存能量，以此可降低储能电容容量。

Description

储能式抗电压跌落电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种储能式抗电压跌落电路。

背景技术

在电源应用中，偶尔会出现输入电压急剧跌落的情况，而很多专业设备要求电压跌落的一定时间内(如50mS)电源能维持后级设备正常工作以便切换电源或者保存数据。常规的解决方案是在输入电压端子与后级设备之间设置容量很大的储能电容，当输入电压跌落后储能电容放电以维持后级设备正常工作。但因为储能电容的电压为输入电压，输入电压跌落时，储能电容的电压也同时跌落，而储能电容的储存的能量与电压的平方成正比，故很多情况下为满足维持后级设备工作一定时间需要设置的储能电容容量很大，使得电源的体积、重量和成本都增大很多。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种储能式抗电压跌落电路，用于输入电压跌落时保障后级电路正常工作。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种储能式抗电压跌落电路，包括：

控制器；

开关管Q1，输入电压Vin经开关管Q1连接至Vbs和后级DCDC变换器，且所述开关管Q1与所述控制器连接；

升降压电路，所述升降压电路连接所述开关管Q1和储能电压Vstr，且所述升降压电路与所述控制器连接；

储能电容C2，所述储能电容C2与储能电压Vstr连接；

第一反馈网络，第一反馈网络分别与Vbs和控制器连接，用于采样Vbs电压并反馈给控制器；

第二反馈网络，第二反馈网络分别与储能电容C2和控制器连接，用于采样储能电容C2电压并反馈给控制器；

其中，在正常工作的情况下，所述升降压电路升压为储能电容C2充电，所述控制器根据所述第二反馈网络的反馈调节所述升降压电路使之电压稳定在设定值；在所述第一反馈网络采样的Vbs电压跌落至一设定值的情况下，所述控制器控制所述开关管Q1断开以及调整升降压电路降压，使之储能电容C2放电至Vbs为后级电路供电。

为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是：

根据本实用新型的一个实施方案，所述升降压电路为boost/buck电路。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述升降压电路包括电感L1、开关管Q2和开关管Q3；

所述电感L1一端与所述开关管Q1连接，所述电感L1另一端分别与所述开关管Q2和开关管Q3连接，所述开关管Q2接地以及与所述控制器连接，所述开关管Q3与储能电压Vstr和控制器连接。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述开关管Q2为MOSFET管，所述开关管Q2漏极接所述电感L1另一端，所述开关管Q2源极接地，所述开关管Q2栅极接所述控制器。

根据本实用新型的另一个实施方案，还包括电容C1，所述电容C1一端与所述开关管Q1输出端连接，所述电容C1另一端接地。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述第一反馈网络包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端与Vbs连接，所述电阻R1另一端再与所述控制器和所述电阻R2一端连接，所述电阻R2另一端接地。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述第二反馈网络包括电阻R3和电阻R4，所述电阻R3一端与储能电压Vstr连接，所述电阻R3另一端再与所述控制器和所述电阻R4一端连接，所述电阻R4另一端接地。

本实用新型还可以是：

根据本实用新型的另一个实施方案，所述开关管Q1为2个N沟道增强型MOSFET源极串联，其串联后的栅极与所述控制器连接，串联后一漏极与所述输入电压Vin连接，串联后的另一漏极连接至Vbs。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是：

本实用新型的一种储能式抗电压跌落电路，通过提高储能电容的电压来提高储能能量，成本低、体积小，在输入电压跌落时可保障后级电路的正常工作。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1为根据本实用新型一个实施例的储能式抗电压跌落电路结构示意图。

图2为一种现有的抗电压跌落电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，图1示出了根据本实用新型一个实施例的储能式抗电压跌落电路结构，一种储能式抗电压跌落电路，包括控制器、开关管Q1、升降压电路、储能电容C2、第一反馈网络和第二反馈网络；输入电压Vin通过开关管Q1连接至Vbs和后级DCDC变换器，且所述开关管Q1与所述控制器连接；所述升降压电路连接所述开关管Q1和储能电压Vstr，且所述升降压电路与所述控制器连接；所述储能电容C2与储能电压Vstr连接；第一反馈网络分别与Vbs和控制器连接，用于采样Vbs电压并反馈给控制器；第二反馈网络，第二反馈网络分别与储能电容C2和控制器连接，用于采样储能电容C2电压并反馈给控制器；其中，在正常工作的情况下，所述升降压电路升压为储能电容C2充电，所述控制器根据所述第二反馈网络的反馈调节所述升降压电路使之电压稳定在设定值；在所述第一反馈网络采样的Vbs电压跌落至一设定值的情况下，所述控制器控制所述开关管Q1断开以及调整升降压电路降压，使之储能电容C2放电至Vbs为后级电路供电。

其所述升降压电路可以为boost/buck电路。

一优选实施方式，所述升降压电路包括电感L1、开关管Q2和开关管Q3；所述电感L1一端与所述开关管Q1连接，所述电感L1另一端分别与所述开关管Q2和开关管Q3连接，所述开关管Q2接地以及与所述控制器连接，所述开关管Q3与储能电压Vstr和控制器连接。

开关管Q2的一优选实施方式，其可以为MOSFET管，所述开关管Q2漏极接所述电感L1另一端，所述开关管Q2源极接地，所述开关管Q2栅极接所述控制器。

本实用新型还包括电容C1，所述电容C1一端与所述开关管Q1输出端连接，所述电容C1另一端接地。

第一反馈网络的一优选结构可包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端与Vbs连接，所述电阻R1另一端再与所述控制器和所述电阻R2一端连接，所述电阻R2另一端接地。

第二反馈网络的一优选结构可包括电阻R3和电阻R4，所述电阻R3一端与储能电压Vstr连接，所述电阻R3另一端再与所述控制器和所述电阻R4一端连接，所述电阻R4另一端接地。

一种优选的开关管Q1的结构可以为2个N沟道增强型MOSFET源极串联，其串联后的栅极与所述控制器连接，串联后一漏极与所述输入电压Vin连接，串联后的另一漏极连接至Vbs。

工作原理：

正常工作时，输入电压Vin经开关管Q1连接至Vbs,为后级DCDC变换器供电提供能量，同时由电感L1、开关管Q2与开关管Q3构成boost升压电路为储能电容C2充电，电阻R3与电阻R4构成反馈网络采样储能电容电压并反馈给控制器，控制器通过调节Q2与Q3的占空比调整储能电压Vstr使得该电压稳定在设定值。电阻R1与电阻R2采样Vbs电压，当输入电压Vin跌落时，Vbs同时跌落，当跌落至设定值时，控制器关断开关管Q1，防止电流倒灌，同时调整开关管Q2与开关管Q3的开关时序与占空比。此时开关管Q3、开关管Q2与电感L1构成buck降压电路，储能电容放电至Vbs为后级电路供电，保障后级电路正常工作，控制器通过R1与R2采样并通过调节Q2与Q3的占空比使得Vbs稳定在设定值。

对于常规的抗电压跌落解决方案，如图2所示，图2为常规解决方案的电路原理图，其电容储存的能量公式如下：

W＝CV²/2

假如正常输入电压为V1，DCDC变换器的最小工作电压为V2，后级DCDC变换的输入功率为P，当输入电压从正常工作电压跌落时，后级变换器的维持工作时间由如下公式可以计算：

PΔt1＝C(V1*V1–V2*V2)/2；

而对于本实用新型，同样的应用条件下，上式可以改为：

PΔt2＝C(Vstr*Vstr–V2*V2)/2；

由此可见，同样的储能应用条件下可以降低储能电容容量值。

综上而言，本实用新型使用电感、电阻、电容、开关管等常规元件，通过对开关管的通断控制，提高储能电容的电压来增大储存能量，以此可降低储能电容容量。即实现了抗电压跌落，保障后级电路的正常工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种储能式抗电压跌落电路，其特征在于包括：

控制器；

开关管Q1，输入电压Vin经开关管Q1连接至Vbs和后级DCDC变换器，且所述开关管Q1与所述控制器连接；

升降压电路，所述升降压电路连接所述开关管Q1和储能电压Vstr，且所述升降压电路与所述控制器连接；

储能电容C2，所述储能电容C2与储能电压Vstr连接；

第一反馈网络，第一反馈网络分别与Vbs和控制器连接，用于采样Vbs电压并反馈给控制器；

第二反馈网络，第二反馈网络分别与储能电容C2和控制器连接，用于采样储能电容C2电压并反馈给控制器；

其中，在正常工作的情况下，所述升降压电路升压为储能电容C2充电，所述控制器根据所述第二反馈网络的反馈调节所述升降压电路使之电压稳定在设定值；在所述第一反馈网络采样的Vbs电压跌落至一设定值的情况下，所述控制器控制所述开关管Q1断开以及调整升降压电路降压，使之储能电容C2放电至Vbs为后级电路供电。

2.根据权利要求1所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于所述升降压电路为boost/buck电路。

3.根据权利要求1所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于所述升降压电路包括电感L1、开关管Q2和开关管Q3；

所述电感L1一端与所述开关管Q1连接，所述电感L1另一端分别与所述开关管Q2和开关管Q3连接，所述开关管Q2接地以及与所述控制器连接，所述开关管Q3与储能电压Vstr和控制器连接。

4.根据权利要求3所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于所述开关管Q2为MOSFET管，所述开关管Q2漏极接所述电感L1另一端，所述开关管Q2源极接地，所述开关管Q2栅极接所述控制器。

5.根据权利要求1所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于还包括电容C1，所述电容C1一端与所述开关管Q1输出端连接，所述电容C1另一端接地。

6.根据权利要求1所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于所述第一反馈网络包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端与Vbs连接，所述电阻R1另一端再与所述控制器和所述电阻R2一端连接，所述电阻R2另一端接地。

7.根据权利要求1所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于所述第二反馈网络包括电阻R3和电阻R4，所述电阻R3一端与储能电压Vstr连接，所述电阻R3另一端再与所述控制器和所述电阻R4一端连接，所述电阻R4另一端接地。

8.根据权利要求1所述的储能式抗电压跌落电路，其特征在于所述开关管Q1为2个N沟道增强型MOSFET源极串联，其串联后的栅极与所述控制器连接，串联后一漏极与所述输入电压Vin连接，串联后的另一漏极连接至Vbs。