TW201633676A - 具有旁路功能之電源供應器及其操作方法 - Google Patents

具有旁路功能之電源供應器及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201633676A
TW201633676A TW104109521A TW104109521A TW201633676A TW 201633676 A TW201633676 A TW 201633676A TW 104109521 A TW104109521 A TW 104109521A TW 104109521 A TW104109521 A TW 104109521A TW 201633676 A TW201633676 A TW 201633676A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
input
switch
capacitor
output
Prior art date
Application number
TW104109521A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI542123B (zh
Inventor
王震
向東
金曉毅
志紅 葉
Original Assignee
光寶電子（廣州）有限公司
光寶科技股份有限公司
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 光寶電子（廣州）有限公司, 光寶科技股份有限公司 filed Critical 光寶電子（廣州）有限公司
Application granted granted Critical
Publication of TWI542123B publication Critical patent/TWI542123B/zh
Publication of TW201633676A publication Critical patent/TW201633676A/zh

Links

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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion 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
    • H02M3/145—Conversion 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
    • H02M3/155—Conversion 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
    • H02M3/156—Conversion 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
    • 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
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • 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
    • H02M1/0096—Means 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

Landscapes

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

Abstract

本發明實施例提供一種具有旁路功能之電源供應器，電源供應器包括交流轉直流轉換器、輸入儲能電容、駕馭電路(ride through circuit)、直流轉直流轉換器以及輸入電壓感測暨邏輯控制電路。當輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，駕馭電路根據第一控制信號輸出一輸出電容電壓，其中輸出電容電壓相同於輸入電容電壓。當輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，駕馭電路根據第二控制信號進行升壓以輸出一輸出電容電壓，其中輸出電容電壓之值大於輸入電容電壓之值。

Description

具有旁路功能之電源供應器及其操作方法
本發明有關於一種電源供應器，且特別是關於一種用於提高整機效率之電源供應器。
近年來，電源供應電路已廣泛使用在不同電子產品上，例如可攜式電子產品、電腦產品等。電源供應電路可提供電壓或電流轉換或是提供具有固定電壓或電流之電力以供電子產品使用。在電源供應電路中，電源積體電路(Power integrated circuit,Power IC)為必要的主動元件之一。為使電子裝置(例如桌上型個人電腦、筆記型個人電腦等)能夠正常的運作，必須利用電源轉換器(power converter)對交流電壓(AC voltage)進行整流(rectification)與濾波(filter)後以提供穩定的直流電壓(DC voltage)給電子裝置使用。
請參照由光寶科技股份有限公司與北京清華大學所共同研發且發表之Applied Power Electronics Conference and Exposition,2003.APEC '03.Eighteenth Annual IEEE(Volume：2)之A Combined Front End DC/DC Converter之圖1，當輸入側正常供電時，元件L1、D2與Q1所組成之變化器不工作，而元件D1則發揮旁路作用，但缺點為正常工作時，元件D1(二極體)會產生導通損耗，進而影響整機效率。當輸入側掉電時，元件L1、D2與Q1所組成之變化器會將儲能電容中的能量提供至後級變化器之儲能元件C1，使之正常輸出以延長保持時間(hold-up time)。另外，元 件D1並非任何時刻都處於導通狀態，當輸入端儲能電容之電壓低於輸出端儲能電容C1之電壓時，兩電容都處於斷開狀態，因此儲能電容C1兩端電壓波動範圍要比兩電容並聯時還要大。
另外，請參照美國專利號US 8,558,517之圖5，當輸入電壓V_in掉電時，元件611(VIRTUAL BY_PASS SWITCH)會形成一二極體組態且無法完全地截止。此外，在輸入電壓V_in掉電時，圖5之電源供應器100並無法得知元件30(濾波電容；儲能電容)之電壓資訊以進一步進行適當的反應機制。
本發明實施例提供一種具有旁路功能之電源供應器，電源供應器包括交流轉直流轉換器(AC-to-DC converter)、輸入儲能電容(input energy-storing capacitor)、駕馭電路(ride through circuit)、直流轉直流轉換器(DC-to-DC converter)以及輸入電壓感測暨邏輯控制電路(input voltage sensing and logic control circuit)。交流轉直流轉換器用以接收交流輸入電壓並將其轉換為輸入電容電壓。輸入儲能電容並聯連接至交流轉直流轉換器，用以儲存輸入電容電壓。駕馭電路電性連接至輸入儲能電容以接收輸入電容電壓，其中駕馭電路分別依據所接收之第一控制信號與第二控制信號來輸出一輸出電容電壓。直流轉直流轉換器電性連接駕馭電路以接收輸出電容電壓並將其轉換為直流輸出電壓。輸入電壓感測暨邏輯控制電路電性連接駕馭電路，用以偵測輸入電容電壓之電壓值並據此輸出第一與第二控制信號至駕馭電路。當輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，駕馭電路根據第一控制信號輸出輸出電容電壓，其中輸出電容電壓相同於輸入電容電壓。
在本發明其中一個實施例中，當輸入電容電壓之電壓值位於 異常電壓範圍時，駕馭電路根據第二控制信號進行升壓以輸出輸出電容電壓，其中輸出電容電壓之值大於輸入電容電壓之值；當輸入電容電壓之電壓值低於異常電壓範圍之下界時，駕馭電路停止運作，進而使得電源供應器關機。
在本發明其中一個實施例中，駕馭電路包括第一開關、第一電感、第一二極體、第二開關以及輸出儲能電容。第一開關之一端連接至第一電容之一端，用以接收第一控制信號並據此決定導通或斷開狀態。第一電感之一端連接第一開關之一端。第一二極體之陽極連接至第一電感之另一端，第一二極體之陰極連接第一開關之另一端。第二開關之一端連接第一二極體之陽極，用以接收第二控制信號並據此決定導通或斷開狀態。輸出儲能電容之一端連接第一開關之另一端，輸出儲能電容之另一端連接第二開關與第一電容之另一端。當第一開關導通時，輸入儲能電容與輸出儲能電容彼此並聯連接，以減小輸出儲能電容上之電壓波動。
在本發明其中一個實施例中，當輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，第一開關接收高電壓準位之第一控制信號且第二開關接收低電壓準位之第二控制信號，以使得輸出儲能電容透過第一開關產生輸出電容電壓以使直流轉直流轉換器正常工作。
在本發明其中一個實施例中，當輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，第一開關接收低電壓準位之第一控制信號且第二開關接收高電壓準位之第二控制信號，以使得輸出儲能電容透過第一電感、第一二極體與第二開關產生輸出電容電壓以使直流轉直流轉換器正常工作；當輸入電容電壓之電壓值低於異常電壓範圍之下界時，第一開關接收低電壓準位之第一控制信號且第二開關接收低電壓準位之第二控制信號以同時進入斷開狀態，進而使得電源供應器關機。
本發明實施例另提供一種電源供應器的操作方法，其中該電源供應器包括交流轉直流轉換器、輸入儲能電容、駕馭電路(ride through circuit)、直流轉直流轉換器與輸入電壓感測暨邏輯控制電路，其中輸入儲能電容並聯連接至交流轉直流轉換器，駕馭電路電性連接至輸入儲能電容，直流轉直流轉換器電性連接至駕馭電路，輸入電壓感測暨邏輯控制電路電性連接駕馭電路，其中駕馭電路包括第一開關、第一電感、第一二極體、第二開關與輸出儲能電容、其中操作方法包括以下步驟：輸入交流輸入電壓，透過交流轉直流轉換器將交流輸入電壓轉換為輸入電容電壓。軟啟動。判斷軟啟動是否結束。如果軟啟動已經結束，則導通第一開關且斷開第二開關。判斷輸入電容電壓是否正常。如果輸入電容電壓並未正常，則判斷輸入電容電壓之值是否位於駕馭電路之工作範圍。如果輸入電容電壓之值位於駕馭電路之工作範圍，則斷開第一開關且導通第二開關。
綜上所述，本發明實施例所提出之電源供應器及其操作方法，當輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，駕馭電路根據第一控制信號輸出輸出電容電壓，其中輸出電容電壓相同於輸入電容電壓。據此，能量之傳輸或轉換過程之損耗幾乎於零，其有助於提高電源整機效率。當輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，駕馭電路根據第二控制信號進行升壓以輸出輸出電容電壓，其中輸出電容電壓之值大於輸入電容電壓之值。據此，能夠提高保持時間(Hold-up time)或者在維持相同的保持時間(Hold-up time)下僅需更小的儲能元件(例如電容)。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
100‧‧‧電源供應器
110‧‧‧交流轉直流轉換器
120‧‧‧駕馭電路
130‧‧‧直流轉直流轉換器
140‧‧‧輸入電壓感測暨邏輯控制電路
C1‧‧‧輸入儲能電容
C2‧‧‧輸出儲能電容
CS1‧‧‧第一控制信號
CS2‧‧‧第二控制信號
D1‧‧‧第一二極體
L1‧‧‧第一電感
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
VC1‧‧‧輸入電容電壓
VC2‧‧‧輸出電容電壓
VIN‧‧‧交流輸入電壓
VOUT‧‧‧直流輸出電壓
S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270、S280‧‧‧步驟
上文已參考隨附圖式來詳細地說明本發明之具體實施例，藉此可對本發明更為明白，在該等圖式中：
圖1為根據本發明實施例之電源供應器之示意圖。
圖2為根據本發明實施例之電源供應器之運作流程圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。
〔電源供應器的一實施例〕
請參照圖1，圖1為根據本發明實施例之電源供應器之示意圖。如圖1所示，電源供應器100包括交流轉直流轉換器110、輸入儲能電容C1、駕馭電路(ride through circuit)120、直流轉直流轉換器130與輸入電壓感測暨邏輯控制電路140。輸入儲能電容C1並聯連接至交流轉直流轉換器110。駕馭電路(ride through circuit)120電性連接至輸入儲能電容C1。直流轉直流轉換器110電性連接至該駕馭電路120。輸入電壓感測暨邏輯控制電路140 電性連接駕馭電路120。
在本實施例中，交流轉直流轉換器110用以接收交流輸入電壓VIN並將其轉換為輸入電容電壓VC1，而且輸入儲能電容C1為用以儲存輸入電容電壓VC1。接下來，駕馭電路120分別依據所接收之第一控制信號CS1與第二控制信號CS2來輸出一輸出電容電壓VC2，並且直流轉直流轉換器130會接收輸出電容電壓VC2並將其轉換為直流輸出電壓VOUT。值得一提的是，本揭露內容之輸入電壓感測暨邏輯控制電路140會偵測輸入電容電壓VC1之電壓值並據此輸出第一控制信號CS1與第二控制信號CS2至駕馭電路120，以控制駕馭電路120之運作模式。也就是說，本實施例以韌體形式透過輸入電壓感測暨邏輯控制電路140來偵測電源供應器110之輸入側是否正常供電，並進一步依據供電狀況輸出控制信號CS1及CS2至駕馭電路120以即時控制電源供應器100之運作。
進一步來說，在電源轉換器100之輸入側正常供電之模式下，當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓VC1之電壓值位於正常電壓範圍(例如300~450伏特)時，則輸入電壓感測暨邏輯控制電路140會傳送高電壓準位之第一控制信號CS1至駕馭電路120，並且之後駕馭電路120會根據第一控制信號CS1輸出該輸出電容電壓VC2至直流轉直流轉換器130以供正常運作。須注意的是，在實施例中，輸出電容電壓VC2相同於輸入電容電壓VC1，亦即能量之傳輸或轉換過程之損耗幾乎等於零，其有助於提高電源整機效率。
另一方面，在電源轉換器100之輸入側掉電之模式下，當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓VC1之電壓值位於異常電壓範圍(例如200~300伏特)時，則輸入電壓感 測暨邏輯控制電路140會傳送高電壓準位之第二控制信號CS2至駕馭電路120，並且之後駕馭電路120會根據第二控制信號CS2進行或啟動升壓機制以輸出輸出電容電壓VC2至直流轉直流轉換器130以供正常運作，其中在本實施例中，輸出電容電壓VC2之值大於輸入電容電壓VC1之值。也就是說，本實施例能夠提高保持時間(Hold-up time)或者在維持相同的保持時間(Hold-up time)下僅需更小的儲能元件(例如電容)。
最後，在電源轉換器100之輸入側大幅掉電之模式下，當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓VC1之電壓值低於異常電壓範圍之下界(例如低於200伏特)時，則輸入電壓感測暨邏輯控制電路140會同時傳送低電壓準位之控制信號CS1及CS2至駕馭電路120，以使駕馭電路120停止運作，進而使得電源供應器100關機，可避免損害電路元件。
〔電源供應器的另一實施例〕
請繼續參照圖1，駕馭電路120包括第一開關S1、第一電感L1、第一二極體D1、第二開關S2與輸出儲能電容C2。第一開關S1之一端連接至第一電容C1之一端，用以接收第一控制信號CS1並據此決定導通或斷開狀態。第一電感L1之一端連接第一開關S1之一端。第一二極體D1之陽極連接至第一電感L1之另一端，第一二極體D1之陰極連接第一開關S1之另一端。第二開關S2之一端連接第一二極體D1之陽極，用以接收第二控制信號CS2並據此決定導通或斷開狀態。輸出儲能電容C2之一端連接第一開關S1之另一端，輸出儲能電容C2之另一端連接第二開關S2與第一電容C1之另一端。
進一步來說，在電源轉換器100之輸入側正常供電之模式下，當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓 VC1之電壓值位於正常電壓範圍(例如300~450伏特)時，第一開關S1會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送之高電壓準位之第一控制信號CS1且第二開關S2會接收到低電壓準位之第二控制信號CS2，以使得輸出儲能電容C2透過第一開關S1之能量傳遞產生輸出電容電壓VC2以使直流轉直流轉換器130正常工作進而產生直流輸出電壓VOUT。值得一提的是，在本實施例中，當第一開關S1導通時，則輸入儲能電容C1與輸出儲能電容C2彼此並聯連接，以減小該輸出儲能電容C2上之電壓波動，並且能量之傳輸或轉換過程之損耗幾乎於零，其有助於提高電源整機效率。
另一方面，在電源轉換器100之輸入側掉電之模式下，當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓VC1之電壓值位於異常電壓範圍(例如200~300伏特)時，第一開關S1會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送之低電壓準位之第一控制信號CS1且第二開關S2接收高電壓準位之第二控制信號CS2，以使得輸出儲能電容C2透過第一電感L1、第一二極體D1與第二開關S2(構成升壓電路)產生輸出電容電壓VC2以使直流轉直流轉換器140正常工作進而產生直流輸出電壓VOUT。也就是說，本實施例能夠提高保持時間(Hold-up time)或者在維持相同的保持時間(Hold-up time)下僅需更小的儲能元件(例如電容)。
最後，在電源轉換器100之輸入側大幅掉電之模式下，當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓VC1之電壓值低於異常電壓範圍之下界(例如低於200伏特)時，則第一開關S1會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送低電壓準位之該第一控制信號CS1且第二開關S2會接收到來自 於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送之低電壓準位之第二控制信號CS2，以同時使開關S1及S2進入斷開狀態，進而使得電源供應器100關機。
接下來，以下將以一電源供應器之運作流程圖來進行說明本揭露內容之實施例。
〔電源供應器的操作方法的一實施例〕
請同時參照圖1與圖2，圖2為根據本發明實施例之電源供應器之運作流程圖。如圖2所示，電源供應器之運作流程包括以下步驟：輸入交流輸入電壓(步驟S210)；軟啟動(步驟S220)；軟啟動結束(步驟S230)；第一開關導通且第二開關斷開(步驟S240)；直流轉直流轉換器正常工作(步驟S250)；輸入電容電壓是否正常？(步驟S260)；輸入電容電壓之值是否位於駕馭電路之工作範圍？(步驟S270)以及第一開關斷開且第二開關導通(步驟S280)。
在步驟S210中：電源轉換器100之輸入側會接收交流輸入電壓VIN。之後，進入到步驟S220。
在步驟S220中：電源轉換器100進入軟啟動之階段，之後進入到步驟S230。
在步驟S230中：如果軟啟動尚未結束，則會回到步驟S220繼續軟啟動電源轉換器100；如果軟啟動已完成，則會進入到步驟S240。
在步驟S240中：當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140偵測到輸入電容電壓VC1之電壓值位於正常電壓範圍(例如300~450伏特)時，第一開關S1會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送之高電壓準位之第一控制信號CS1以導通且第二開關S2會接收到低電壓準位之第二控制信號CS2以斷開或截 止。接下來，輸出儲能電容C2透過第一開關S1之能量傳遞產生輸出電容電壓VC2。之後，進入到步驟S250。
在步驟S250中：直流轉直流轉換器130接收到輸出電容電壓VC2以正常工作進而產生直流輸出電壓VOUT。之後，進入到步驟S260。
在步驟S260中：當輸入電壓感測暨邏輯控制電路140會繼續偵測輸入電容電壓VC1之電壓值是否正常？如果輸入電容電壓VC1之電壓值位於正常電壓範圍(例如300~450伏特)時，則回到步驟S250；如果輸入電容電壓VC1之電壓值位於異常電壓範圍(例如200~300伏特)時，則會進入到步驟S270以進一步判斷下一個條件。
在步驟S270中：輸入電壓感測暨邏輯控制電路140會進一步判斷輸入電容電壓VC1之異常值是否位於駕馭電路120之工作範圍？如果電容電壓VC1之異常值低於駕馭電路120之工作範圍時，則表示電源轉換器100之輸入側大幅掉電，因此第一開關S1會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送低電壓準位之該第一控制信號CS1且第二開關S2會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送之低電壓準位之第二控制信號CS2，以同時使開關S1及S2進入斷開狀態，進而使得電源供應器100關機。另一方面，如果電容電壓VC1之異常值低於駕馭電路120之工作範圍時，則進入到步驟S280。
在步驟S280中：第一開關S1會接收到來自於輸入電壓感測暨邏輯控制電路140所傳送之低電壓準位之第一控制信號CS1且第二開關S2接收高電壓準位之第二控制信號CS2，以使得輸出儲能電容C2透過第一電感L1、第一二極體D1與第二開關S2(構成升壓電路)產生輸出電容電壓VC2以使直流轉直流轉換 器140正常工作進而產生直流輸出電壓VOUT。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例所提出之電源供應器及其操作方法，當輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，駕馭電路根據第一控制信號輸出輸出電容電壓，其中輸出電容電壓相同於輸入電容電壓。據此，能量之傳輸或轉換過程之損耗幾乎於零，其有助於提高電源整機效率。當輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，駕馭電路根據第二控制信號進行升壓以輸出輸出電容電壓，其中輸出電容電壓之值大於輸入電容電壓之值。據此，能夠提高保持時間(Hold-up time)或者在維持相同的保持時間(Hold-up time)下僅需更小的儲能元件(例如電容)。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
100‧‧‧電源供應器
110‧‧‧交流轉直流轉換器
120‧‧‧駕馭電路
130‧‧‧直流轉直流轉換器
140‧‧‧輸入電壓感測暨邏輯控制電路
C1‧‧‧輸入儲能電容
C2‧‧‧輸出儲能電容
CS1‧‧‧第一控制信號
CS2‧‧‧第二控制信號
D1‧‧‧第一二極體
L1‧‧‧第一電感
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
VC1‧‧‧輸入電容電壓
VC2‧‧‧輸出電容電壓
VIN‧‧‧交流輸入電壓
VOUT‧‧‧直流輸出電壓

Claims (10)

  1. 一種具有旁路功能之電源供應器，包括：一交流轉直流轉換器，用以接收一交流輸入電壓並將其轉換為一輸入電容電壓；一輸入儲能電容，並聯連接至該交流轉直流轉換器，用以儲存該輸入電容電壓；一駕馭電路(ride through circuit)，電性連接至該輸入儲能電容以接收該輸入電容電壓，其中該駕馭電路分別依據所接收之一第一控制信號與一第二控制信號來輸出一輸出電容電壓；一直流轉直流轉換器，電性連接至該駕馭電路以接收該輸出電容電壓並將其轉換為一直流輸出電壓；以及一輸入電壓感測暨邏輯控制電路，電性連接該駕馭電路，用以偵測該輸入電容電壓之電壓值並據此輸出該第一與該第二控制信號至該駕馭電路，其中當該輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，該駕馭電路根據該第一控制信號輸出該輸出電容電壓，其中該輸出電容電壓相同於該輸入電容電壓。
  2. 如請求項第1項所述之電源供應器，其中當該輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，該駕馭電路根據該第二控制信號進行升壓以輸出該輸出電容電壓，其中該輸出電容電壓之值大於該輸入電容電壓之值，其中當該輸入電容電壓之電壓值低於異常電壓範圍之下界時，該駕馭電路停止運作，進而使得該電源供應器關機。
  3. 如請求項第1項所述之電源供應器，該駕馭電路包括： 一第一開關，其一端連接至該第一電容之一端，用以接收該第一控制信號並據此決定導通或斷開狀態；一第一電感，其一端連接該第一開關之一端；一第一二極體，其陽極連接至該第一電感之另一端，其陰極連接該第一開關之另一端；一第二開關，其一端連接該第一二極體之陽極，用以接收該第二控制信號並據此決定導通或斷開狀態；以及一輸出儲能電容，其一端連接該第一開關之另一端，其另一端連接該第二開關與該第一電容之另一端，其中當第一開關導通時，該輸入儲能電容與該輸出儲能電容彼此並聯連接，以減小該輸出儲能電容上之電壓波動。
  4. 如請求項第3項所述之電源供應器，其中當該輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，該第一開關接收高電壓準位之該第一控制信號且該第二開關接收低電壓準位之該第二控制信號，以使得該輸出儲能電容透過該第一開關產生該輸出電容電壓以使該直流轉直流轉換器正常工作。
  5. 如請求項第3項所述之電源供應器，其中當該輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，該第一開關接收低電壓準位之該第一控制信號且該第二開關接收高電壓準位之該第二控制信號，以使得該輸出儲能電容透過該第一電感、該第一二極體與該第二開關產生該輸出電容電壓以使該直流轉直流轉換器正常工作，其中當該輸入電容電壓之電壓值低於異常電壓範圍之下界時，該第一開關接收低電壓準位之該第一控制信號且該第二開關接收低電壓準位之該第二控制信號以同時進入斷開狀態，進而使得該電源供應器關機。
  6. 一種電源供應器的操作方法，其中該電源供應器包括一交流轉 直流轉換器、一輸入儲能電容、一駕馭電路(ride through circuit)、一直流轉直流轉換器與一輸入電壓感測暨邏輯控制電路，其中該輸入儲能電容並聯連接至該交流轉直流轉換器，該駕馭電路電性連接至該輸入儲能電容，該直流轉直流轉換器電性連接至該駕馭電路，該輸入電壓感測暨邏輯控制電路電性連接該駕馭電路，其中該駕馭電路包括一第一開關、一第一電感、一第一二極體、一第二開關與一輸出儲能電容、其中該操作方法包括：輸入交流輸入電壓，透過該交流轉直流轉換器將該交流輸入電壓轉換為一輸入電容電壓；軟啟動；判斷軟啟動是否結束；如果軟啟動已經結束，則導通一第一開關且斷開一第二開關；使該直流轉直流轉換器正常工作；判斷一輸入電容電壓是否正常；如果該輸入電容電壓並未正常，則判斷該輸入電容電壓之值是否位於該駕馭電路之工作範圍；以及如果輸入電容電壓之值位於該駕馭電路之工作範圍，則斷開該第一開關且導通該第二開關，其中該第一開關之一端連接至該第一電容之一端，該第一電感之一端連接該第一開關之一端，第一二極體之陽極與陰極分別連接至該第一電感之另一端與該第一開關之另一端，該第二開關之一端連接該第一二極體之陽極，該輸出儲能電容之一端與另一端分別連接該第一開關之另一端與該第二開關及該第一電容之另一端。
  7. 如請求項第6項所述之電源供應器的操作方法，其中如果該輸 入電容電壓正常，則使該直流轉直流轉換器正常工作；其中如果輸入電容電壓之值低於該駕馭電路之工作範圍之下界，則結束該電源供應器之運作。
  8. 如請求項第6項所述之電源供應器的操作方法，當該輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，該駕馭電路根據一第一控制信號輸出該輸出電容電壓，其中該輸出電容電壓相同於該輸入電容電壓；其中當該輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，該駕馭電路根據一第二控制信號進行升壓以輸出該輸出電容電壓，其中該輸出電容電壓之值大於該輸入電容電壓之值，其中當該輸入電容電壓之電壓值低於異常電壓範圍之下界時，該駕馭電路停止運作，進而使得該電源供應器關機。
  9. 如請求項第8項所述之電源供應器的操作方法，其中當該輸入電容電壓之電壓值位於正常電壓範圍時，該第一開關接收高電壓準位之該第一控制信號且該第二開關接收低電壓準位之該第二控制信號，以使得該輸出儲能電容透過該第一開關產生該輸出電容電壓以使該直流轉直流轉換器正常工作。
  10. 如請求項第8項所述之電源供應器的操作方法，其中當該輸入電容電壓之電壓值位於異常電壓範圍時，該第一開關接收低電壓準位之該第一控制信號且該第二開關接收高電壓準位之該第二控制信號，以使得該輸出儲能電容透過該第一電感、該第一二極體與該第二開關產生該輸出電容電壓以使該直流轉直流轉換器正常工作，其中當該輸入電容電壓之電壓值低於異常電壓範圍之下界時，該第一開關接收低電壓準位之該第一控制信號且該第二開關接收低電壓準位之該第二控制信號以同時進入斷開狀態，進而使得該電源供應器關機。
TW104109521A 2015-03-09 2015-03-25 具有旁路功能之電源供應器及其操作方法 TWI542123B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510102804.7A CN106033936A (zh) 2015-03-09 2015-03-09 具有旁路功能的电源供应器及其操作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI542123B TWI542123B (zh) 2016-07-11
TW201633676A true TW201633676A (zh) 2016-09-16

Family

ID=56886847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104109521A TWI542123B (zh) 2015-03-09 2015-03-25 具有旁路功能之電源供應器及其操作方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160268918A1 (zh)
CN (1) CN106033936A (zh)
TW (1) TWI542123B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108964243A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 群光电能科技股份有限公司 电源供应器
US10951057B1 (en) * 2019-10-13 2021-03-16 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Reliable power module for improved substation device availability
US11716013B2 (en) * 2020-12-17 2023-08-01 Cisco Technology, Inc. Active inrush current limitation and hold-up time extension circuit
EP4109712A1 (en) * 2021-06-21 2022-12-28 Infineon Technologies Austria AG Circuit and method for extending the hold-up time

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970031200A (ko) * 1995-11-13 1997-06-26 이준 단일 전력단 고역률 컨버터
US6504497B2 (en) * 2000-10-30 2003-01-07 Delta Electronics, Inc. Hold-up-time extension circuits
US6512352B2 (en) * 2001-06-07 2003-01-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Active clamp step-down converter with power switch voltage clamping function
GB2420666B (en) * 2003-08-08 2007-01-03 Astec Int Ltd A circuit for maintaining hold-up time while reducing bulk capacitor size and improving efficiency in a power supply
US8232786B2 (en) * 2007-09-28 2012-07-31 Astec International Limited Fast transient step load response in a power converter
US8390261B2 (en) * 2010-05-21 2013-03-05 Infineon Technologies Austria Ag Maximum power point tracker bypass
EP2421138A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-22 ABB Oy Transformer-isolated switching converter
US8558517B2 (en) * 2011-09-15 2013-10-15 Compuware Technology Inc. Power supply with virtual by-pass system
US9024609B2 (en) * 2012-07-11 2015-05-05 Pai Capital Llc Circuit and method for providing hold-up time in a DC-DC converter
JP6065262B2 (ja) * 2012-10-12 2017-01-25 富士電機株式会社 電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI542123B (zh) 2016-07-11
CN106033936A (zh) 2016-10-19
US20160268918A1 (en) 2016-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104731293B (zh) 电源供应装置及其电源供应方法
US10218283B2 (en) Insulated synchronous rectification DC/DC converter
WO2016029489A1 (zh) 单电感正负电压输出装置
TWI542123B (zh) 具有旁路功能之電源供應器及其操作方法
USRE49184E1 (en) DC-DC converter
US8723364B2 (en) Uninterruptible power supply having integrated charge/discharge circuit
CN103887984A (zh) 隔离式变换器及应用其的开关电源
US8543859B2 (en) Host detection circuit powered from primary side of the alternating current adaptor for detecting changes to a power level pulse of an information handling system
US9742299B2 (en) Insulated synchronous rectification DC/DC converter
US20110210712A1 (en) AC or DC POWER SUPPLY EMPLOYING SAMPLING POWER CIRCUIT
CN103135653A (zh) 最大功率点追踪控制器、点追踪系统和点追踪方法
CN211656009U (zh) 开关电源的控制装置、芯片及开关电源
TW201705661A (zh) 電源供應模組與其電源供應方法
CN115189585A (zh) 电源电路、电路控制方法、电源装置和电子设备
US9977445B2 (en) Low power standby mode for buck regulator
US9502986B2 (en) Voltage conversion device
CN210156968U (zh) 充电器
WO2017157113A1 (zh) Dc-dc调节器及其软启动的控制方法、控制器
CN102118057B (zh) 具有整合式充放电路的直流不间断电源电路
TWI464414B (zh) 輕載電流偵測系統
TWI513160B (zh) Power supply system and its DC converter
CN203014706U (zh) 一种用于摄像机的高效交、直流同端口输入的电源装置
TW201444257A (zh) 頻率偵側裝置
US9531256B2 (en) AC-DC converter with adjustable output
CN103475239A (zh) 一种供电电路