CN216413981U - 一种便携式电源装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种便携式电源装置，便携式电源装置包括：辅助器件；功率因数校正转换器，其输入端配置为接收供电电源提供的交流电，配置为：将交流电转换为第一直流电；母线，电连接功率因数校正转换器的输出端，配置为：接收功率因数校正转换器输出的第一直流电，第一直流电具有第一电压值；第一供电电路，其输入端电连接供电电源，输出端电连接辅助器件，配置为：当第二直流电的第二电压值大于或等于第一电压值时，输出第二直流电至辅助器件；母线供电电路，其输入端连接母线，母线供电电路的输出端连接辅助器件和第一供电电路，配置为：当第一电压值大于第二直流电的电压值时，输出母线上的第一直流电至辅助器件。

Description

一种便携式电源装置

技术领域

本申请涉及一种电源技术领域，更具体地涉及一种便携式电源装置。

背景技术

在便携式电源装置的双向变换电源中一般会采用独立的辅助源电路(本申请也称辅助器件供电电路)为辅助器件(本文也称辅助源)进行供电，其中，辅助器件包括但不限于主功率的驱动芯片及一些具有辅助供电需求的器件(如风扇)。通常辅助源电路分两路输入，其中一路为交流(AC)输入，当交流供电存在时，主要由该路径给辅助器件供电。

但是由于大功率的电源，其AC输入一般对电流谐波有要求，会在输入级交流和直流转换器(AC/DC)实现功率因数校正(Power Factor Correction，简称PFC)功能，即PFC的输入电流要跟随AC输入电压，呈正弦波形，但辅助源输入和PFC输入是同一个输入，而辅助源为小功率，一般采用反激拓扑，输入电流呈脉动波形，因此，两者电流波形叠加，导致PFC的输入电流不是呈正弦波形，畸变比较大，电流谐波比例增大，导致功率因数降低，从而影响了电源的功耗等。

因此需要对便携式电源装置进行改进，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种便携式电源装置，所述便携式电源装置包括：

辅助器件；

功率因数校正转换器，其具有输入端和输出端，所述输入端配置为接收供电电源提供的交流电，所述功率因数校正转换器配置为：将所述交流电转换为第一直流电；

母线，所述母线电连接所述功率因数校正转换器的输出端，配置为：接收所述功率因数校正转换器输出的所述第一直流电，所述第一直流电具有第一电压值；

第一供电电路，所述第一供电电路的输入端电连接供电电源，所述第一供电电路的输出端电连接所述辅助器件，所述第一供电电路包括交流转直流转换器，所述交流转直流转换器用于将接收到的所述供电电源的交流电转换为第二直流电，所述第一供电电路配置为：当所述第二直流电的第二电压值大于或等于所述第一电压值时，输出所述第二直流电至所述辅助器件；

母线供电电路，所述母线供电电路的输入端连接所述母线，所述母线供电电路的输出端连接辅助器件和所述第一供电电路，所述母线供电电路配置为：当所述第一电压值大于所述第二直流电的电压值时，输出所述母线上的所述第一直流电至所述辅助器件。

可选地，所述母线供电电路还配置为：当所述第二直流电的第二电压值大于或等于所述第一电压值时，截止所述第二直流电流向所述母线。

可选地，所述交流转直流转换器包括第一整流桥，所述第一整流桥的输入端电连接供电电源，所述第一整流桥的输出端电连接所述辅助器件，所述第一整流桥配置为接收供电电源输出的交流电并对所述交流电进行整流后输出所述第二直流电给所述辅助器件。

可选地，所述母线供电电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的负极电连接所述辅助器件的正极输入端，所述第一二极管的正极电连接所述母线的正极线，所述第二二极管的负极电连接所述辅助器件的负极输入端，所述第二二极管的正极电连接所述母线的负极线。

可选地，所述母线供电电路包括第二整流桥，所述第二整流桥的正极输出端连接所述辅助器件的正极输入端，所述第二整流桥的负极输出端连接所述辅助器件的负极输入端，所述母线的正极线电连接所述第二整流桥的第一输入端，所述母线的负极线电连接所述第二整流桥的第二输入端。

可选地，所述第二整流桥包括第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管，所述第三二极管的负极电连接所述第四二极管的负极，所述第三二极管的正极电连接所述第五二极管的负极，所述第五二极管的正极电连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极电连接所述第四二极管的正极，其中，所述第二整流桥的正极输出端电连接所述第五二极管的正极和所述第六二极管的正极，所述第二整流桥的负极输出端电连接所述第三二极管的负极和所述第四二极管的负极，所述第一输入端电连接所述第六二极管的负极和所述第四二极管的正极，所述第二输入端电连接所述第三二极管的正极和所述第五二极管的负极。

可选地，所述辅助器件包括以下器件中的至少一种：驱动芯片、风扇。

可选地，还包括：直流转换器和储能电池，所述直流转换器的第一端电连接所述母线，所述直流转换器的第二端电连接所述电池。

可选地，所述储能电池电连接所述辅助器件。

可选地，所述便携式电源装置为双向变换电源。

为了解决目前存在的上述技术问题，本申请的便携式电源装置通过增加母线供电电路，使得当便携式电源装置的主功率工作时，母线的第一直流电的第一电压值高于第一供电电路输出的第二电流的第二电压值，从而使得母线供电电路给辅助器件供电，而第一供电电路则无电流输出，因此，相比仅具有第一供电电路的技术方案，本申请的方案中输入到功率因数校正转换器的输入电流不会有脉冲电流叠加，从而不会影响输入到功率因数校正转换器的交流电流的电流谐波，降低了电流谐波比例，提高了功率因数，进而降了便携式电源装置的功耗。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的装置及原理。在附图中，

图1为本申请一实施例中便携式电源装置的电路结构示意图；

图2为本申请一实施例中母线供电电路的示意图；

图3为本申请另一实施例中母线供电电路的示意图。

附图标记：

第一供电电路35便携式电源装置300 辅助器件310

功率因数校正转换器321 直流转直流转换器322

母线供电电路330 储能电池340

第一整流桥350

二极管351 二极管352

二极管353 二极管354

第一二极管331 第二二极管332

第三二极管333 第四二极管334

第五二极管335 第六二极管336

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

为了解决目前PFC的输入电流谐波比例大的问题，本申请提出一种便携式电源装置，包括：辅助器件；功率因数校正转换器，其具有输入端和输出端，输入端配置为接收供电电源提供的交流电，功率因数校正转换器配置为：将交流电转换为第一直流电；母线，母线电连接功率因数校正转换器的输出端，配置为：接收功率因数校正转换器输出的第一直流电，第一直流电具有第一电压值；第一供电电路，第一供电电路的输入端电连接供电电源，第一供电电路的输出端电连接辅助器件，第一供电电路包括用于将接收到的供电电源的交流电转换为第二直流电的交流转直流转换器，第一供电电路配置为：当第二直流电的第二电压值大于或等于第一电压值时，输出第二直流电至辅助器件；母线供电电路，母线供电电路的输入端连接母线，母线供电电路的输出端连接辅助器件和第一供电电路，母线供电电路配置为：当第一电压值大于第二直流电的电压值时，输出母线上的第一直流电至辅助器件。

下面，参考附图1至图3对本申请实施例的便携式电源装置进行更详细的描述，其中，图1为本申请一实施例中便携式电源装置的电路结构示意图；图2为本申请一实施例中母线供电电路的示意图；图3为本申请另一实施例中母线供电电路的示意图。

作为示例，如图1所示，本申请提供一种便携式电源装置300，包括辅助器件310，辅助器件310包括但不限于驱动芯片及一些具有辅助供电需求的器件(如风扇)等，可选地，驱动芯片可以包括各种驱动电路以及微控制单元等，其可以集成于主板上。风扇可以是用于给电源散热的风扇等。

在一个示例中，继续如图1所示，便携式电源装置300还包括功率因数校正转换器321，其具有输入端和输出端，其输入端连接提供交流电的供电电源，输入端配置为接收供电电源提供的交流电，功率因数校正转换器321配置为：将交流电转换为第一直流电。该功率因数校正转换器321可以为双向AC/DC转换器，其正向为PFC，反向逆变，以实现逆变输出。

功率因数校正转换器321为升压电路结构，可选地，功率因数校正转换器321可以包括整流电路、PFC电路等，整流电路用于将输入的交流电转换为第一直流电，也可称母线直流电，具体可以表现为单相整流电路、三相整流电路或其他多相整流电路等等；PFC电路与整流电路对应，用于提高整流电路的功率因数；当整流电路为三相整流电路时，PFC电路可以表现为维也纳(vienna)整流电路、三相六开关整流电路或三个单相并联整流电路等；当整流电路为单相整流电路时，PFC电路还可以表现为其他电路等等，具体PFC电路的展现形式，此处不做限定。

在供电电源和功率因数校正转换器321之间还连接有开关，以控制电源的开关。当开关闭合时，供电电源提供输入交流电。

在一个示例中，便携式电源装置300还包括母线，母线电连接功率因数校正转换器321的输出端，配置为：接收功率因数校正转换器321输出的第一直流电，第一直流电具有第一电压值，母线也即为直流总线，其可以包括正极线和负极线，正极线和负极线之间的电势差则可以为第一直流电的第一电压值。

可选地，在正极线和负极线之间还可以选择性的设置母线电容。母线电容具体可以为一个电容，也可以为至少两个电容。

在一个示例中，便携式电源装置300还包括直流转换器和储能电池340，直流转换器的第一端电连接母线，直流转换器的第二端电连接电池，例如直流转换器的正极端电连接母线的正极线，直流转换器的负极端电连接母线的负极线。直流转换器例如为直流转直流转换器322，用于将母线的第一直流电转变为给储能电池340充电的直流电。

储能电池340可以是本领域技术人员熟知的任意能够充放电的电池，例如锂离子电池、镍氢电池等。

直流转直流转换器可以包括但不限于双向谐振变换电路、双向有源全桥电路或其他类型的双向型DC-DC转换器。

在一个示例中，本申请的便携式电源装置300还包括第一供电电路35(如对应图1中虚线方框所包围的电路)，第一供电电路35的输入端电连接供电电源，第一供电电路35的输出端电连接辅助器件310，第一供电电路35包括用于将接收到的供电电源的交流电转换为第二直流电的交流转直流转换器，第一供电电路35配置为：当第二直流电的第二电压值大于或等于第一电压值时，输出第二直流电至辅助器件310。

交流转直流转换器可以是本领域技术人员熟知的任意适合的能够将交流电转换为直流电的器件，可选地，交流转直流转换器包括第一整流桥350，第一整流桥350的输入端电连接供电电源，例如第一整流桥350的输入端包括正极输入端和负极输入端，其正极输入端电连接供电电源的正极，负极输入端电连接到供电电源的负极，第一整流桥350的输出端电连接辅助器件310，例如，第一整流桥350的输出端包括正极输出端和负极输出端，其中，负极输出端电连接辅助器件310的负极输入端，正极输出端电连接到辅助器件310的正极输入端，第一整流桥350配置为：接收供电电源输出的交流电并对交流电进行整流后输出第二直流电给辅助器件310。

第一整流桥350包括二极管351、二极管352、二极管353和二极管354，其中，二极管351的负极连接二极管352的负极，而第一整流桥350的正极输出端连接二极管351的负极和二极管352的负极，辅助器件310的正极输入端电连接第一整流桥350的正极输出端，二极管353的正极和二极管354的正极连接，而第一整流桥350的负极输出端连接二极管353的正极和二极管354的正极，第一整流桥350的负极输出端电连接辅助器件310的负极输入端，二极管352的正极和二极管353的负极连接，第一整流桥350的正极输入端连接二极管352的正极和二极管353的负极，供电电源的正极电连接第一整流桥350的正极输入端，二极管351的正极连接二极管354的负极，而第一整流桥350的负极输入端连接二极管351的正极和二极管354的负极，供电电源的负极电连接第一整流桥350的负极输入端。

可选地，第一供电电路35还可以包括其他的器件，例如电容、电阻等。其中，图1中的路径1指示供电电源输出的交流电(也即AC输入)经由第一供电电路35转换为直流电后流向辅助器件用于给辅助器件供电。

在一个示例中，本申请的便携式电源装置300还包括母线供电电路330，母线供电电路330的输入端连接母线，母线供电电路330的输出端连接辅助器件310和第一供电电路35，母线供电电路330配置为：当第一电压值大于第二直流电的电压值时，输出母线的第一直流电至辅助器件310。其中，图1中的路径2指示母线供电电路330中的电流流向辅助器件。

由于本申请的便携式电源装置300包括第一供电电路35和母线供电电路330，当主功率还未工作时，例如便携式电源装置300刚接通供电电源，还未给储能电池340供电时，通过第一供电电路35给辅助器件310提供电能，以使辅助器件310能够正常工作，而当主功率开始工作后，由第一供电电路35切换为母线供电电路330给辅助器件310供电，因此，由于第一供电电路35无电流流过，不会有脉冲电流叠加到输入到功率因数校正转换器321的AC输入电流，从而不会影响输入到功率因数校正转换器321的交流电流的电流谐波，降低了电流谐波比例，提高了功率因数，进而降了便携式电源装置300的功耗。

在一个示例中，母线供电电路330还配置为：当第二直流电的第二电压值大于或等于第一电压值时，截止第二直流电流向母线，也即当主功率不工作时，母线供电电路330会防止经第一供电电路35输出的第二直流电的电压(例如第一整流桥350整流后的电压)反灌至母线上。

母线供电电路330可以是任意的能够实现上述两点功能的电路结构，在一个示例中，如图2所示，母线供电电路330包括第一二极管331和第二二极管332，第一二极管331的负极电连接辅助器件310的正极输入端，由于正极输入端电连接第一供电电路35的正极输出端(例如第一整流桥的正极输出端，对应图2中辅源整流桥后正)第一二极管331的正极电连接母线的正极线(对应图2中母线正)，第二二极管332的负极电连接辅助器件的负极输入端(对应图2中辅源负)，第二二极管332的正极电连接母线的负极线(对应图2中母线负)。具体地，当主功率工作后，母线上的第一电压值大于第二直流电的电压值，则二极管331导通，而二极管332也导通，从而使得母线上的直流电压为辅助器件310提供电能。而当主功率未工作时，二极管331截止，而二极管332也截止，从而防止经第一供电电路35输出的第二直流电的电压(例如第一整流桥350整流后的电压)反灌至母线上。

在另一个示例中，如图3所示，母线供电电路330包括第二整流桥，第二整流桥的正极输出端连接辅助器件310的正极输入端，第二整流桥的负极输出端连接辅助器件310的负极输入端，母线的正极线电连接第二整流桥的第一输入端，母线的负极线电连接第二整流桥的第二输入端。例如，第二整流桥包括第三二极管333、第四二极管334、第五二极管335和第六二极管336，第三二极管333的负极电连接第四二极管334的负极，第三二极管333的正极电连接第五二极管335的负极，第五二极管335的正极电连接第六二极管336的正极，第六二极管336的负极电连接第四二极管334的正极，其中，第二整流桥的正极输出端电连接第五二极管335的正极和第六二极管336的正极，第二整流桥的负极输出端电连接第三二极管333的负极和第四二极管334的负极，第一输入端电连接第六二极管336的负极和第四二极管334的正极，第二输入端电连接第三二极管333的正极和第五二极管335的负极。具体地，当主功率工作后，母线上的第一电压值大于第二直流电的电压值，则第四二极管334334导通，而第五二极管335335也导通，从而使得母线上的直流电压为辅助器件310提供电能。而当主功率未工作时，第三二极管333、第四二极管334、第五二极管335和第六二极管336均截止，从而防止经第一供电电路35输出的第二直流电的电压(例如第一整流桥350整流后的电压)反灌至母线上。

上述母线供电电路330的结构仅作为示例，其他适合的结构也同样可以适用于本申请，且，母线供电电路330除了上述示出的结构外还可以包括例如电阻、电容等。

在一个示例中，储能电池340电连接辅助器件310，从而在未连接交流供电电源时，可以通过储能电池340给辅助器件310。

本申请的便携式电源装置可以是双向变换电源，或者其他类型的电源。

对于完整的便携式电源装置300还可能包括其他的元器件，本文中不再一一描述。

综上所述，本申请的方案中输入到功率因数校正转换器的输入电流不会有脉冲电流叠加，从而不会影响输入到功率因数校正转换器的交流电流的电流谐波，降低了电流谐波比例，提高了功率因数，进而降了便携式电源装置的功耗。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式电源装置，其特征在于，所述便携式电源装置包括：

辅助器件；

功率因数校正转换器，其具有输入端和输出端，所述输入端配置为接收供电电源提供的交流电，所述功率因数校正转换器配置为：将所述交流电转换为第一直流电；

母线，所述母线电连接所述功率因数校正转换器的输出端，配置为：接收所述功率因数校正转换器输出的所述第一直流电，所述第一直流电具有第一电压值；

第一供电电路，所述第一供电电路的输入端电连接所述供电电源，所述第一供电电路的输出端电连接所述辅助器件，所述第一供电电路包括交流转直流转换器，所述交流转直流转换器用于将接收到的所述供电电源的交流电转换为第二直流电，所述第一供电电路配置为：当所述第二直流电的第二电压值大于或等于所述第一电压值时，输出所述第二直流电至所述辅助器件；

母线供电电路，所述母线供电电路的输入端连接所述母线，所述母线供电电路的输出端连接所述辅助器件和所述第一供电电路，所述母线供电电路配置为：当所述第一电压值大于所述第二直流电的电压值时，输出所述母线上的所述第一直流电至所述辅助器件。

2.如权利要求1所述的便携式电源装置，其特征在于，所述母线供电电路还配置为：当所述第二直流电的第二电压值大于或等于所述第一电压值时，截止所述第二直流电流向所述母线。

3.如权利要求1所述的便携式电源装置，其特征在于，所述交流转直流转换器包括第一整流桥，所述第一整流桥的输入端电连接所述供电电源，所述第一整流桥的输出端电连接所述辅助器件，所述第一整流桥配置为接收所述供电电源输出的交流电并对所述交流电进行整流后输出所述第二直流电给所述辅助器件。

4.如权利要求1所述的便携式电源装置，其特征在于，所述母线供电电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的负极电连接所述辅助器件的正极输入端，所述第一二极管的正极电连接所述母线的正极线，所述第二二极管的负极电连接所述辅助器件的负极输入端，所述第二二极管的正极电连接所述母线的负极线。

5.如权利要求1所述的便携式电源装置，其特征在于，所述母线供电电路包括第二整流桥，所述第二整流桥的正极输出端连接所述辅助器件的正极输入端，所述第二整流桥的负极输出端连接所述辅助器件的负极输入端，所述母线的正极线电连接所述第二整流桥的第一输入端，所述母线的负极线电连接所述第二整流桥的第二输入端。

6.如权利要求5所述的便携式电源装置，其特征在于，所述第二整流桥包括第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管，所述第三二极管的负极电连接所述第四二极管的负极，所述第三二极管的正极电连接所述第五二极管的负极，所述第五二极管的正极电连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极电连接所述第四二极管的正极，其中，所述第二整流桥的正极输出端电连接所述第五二极管的正极和所述第六二极管的正极，所述第二整流桥的负极输出端电连接所述第三二极管的负极和所述第四二极管的负极，所述第一输入端电连接所述第六二极管的负极和所述第四二极管的正极，所述第二输入端电连接所述第三二极管的正极和所述第五二极管的负极。

7.如权利要求1至6任一项所述的便携式电源装置，其特征在于，所述辅助器件包括以下器件中的至少一种：驱动芯片、风扇。

8.如权利要求1至6任一项所述的便携式电源装置，其特征在于，还包括：直流转换器和储能电池，所述直流转换器的第一端电连接所述母线，所述直流转换器的第二端电连接所述储能电池。

9.如权利要求8所述的便携式电源装置，其特征在于，所述储能电池电连接所述辅助器件。

10.如权利要求1所述的便携式电源装置，其特征在于，所述便携式电源装置为双向变换电源。

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