TW201931720A - 具低待機功耗之充電電源系統及其控制方法 - Google Patents

具低待機功耗之充電電源系統及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一種具低待機功耗之充電電源系統，其包含系統控制單元與複數充電模組。充電模組彼此並聯連接，接收輸入電源。各充電模組包含輔助電源供應單元、電源轉換單元以及充電模組控制單元。當充電模組進入待機狀態時，系統控制單元提供輔助電源控制信號以及充電模組控制單元提供主電源控制信號對應地控制各該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源；藉此，降低待機功耗，提高充電電源系統的整體效率。

Description

具低待機功耗之充電電源系統及其控制方法
本發明係有關一種具電源系統及其控制方法，尤指一種具低待機功耗之充電電源系統及其控制方法。
近年來隨著節能意識的抬頭，以及政府與民間業者推廣綠能環保政策，因此，電動車(electric vehicle, EV)與充電站(charging station)相關技術逐漸受到重視與發展。也因應電動車的日益普及，電動車充電站佈建的需求也日益增加，相形之下，也加大對電網電力的需求與依賴。
有別於一般電源系統的長時間持續運作，電動車充電站屬於間歇性的供電形態，由於電動車電量耗盡需進行充電的時間不確定，因此電動車充電站的供電離峰與尖峰時段而有明顯差別。舉例來說，電動車充電站佈建完成的初期充電使用率較低，或者其夜間時段(特別是半夜時段)充電的比例相較於日間時段充電的比例為低。因此，在不提供充電操作的時段，特別是前述的佈建完成的初期和/或夜間時段(特別是半夜時段)能夠降低其待機功耗，是能夠減少能源消耗、節省營運成本以及同時降低電網負擔的首要之務。
請參見圖1所示，其係為相關技術電動車充電站電力轉換系統的電路方塊示意圖。透過圖1所示的現有電動車充電站電力轉換系統(以下簡稱”電力轉換系統”)，達到降低其待機功耗的方式。所述電動車充電站電力轉換系統包含主功率轉換部分與系統控制部分。所述主功率轉換部分包含至少一電力轉換模組Mpc1~Mpcn，其中至少一電力轉換模組Mpc1~Mpcn係彼此並聯連接。所述系統控制部分係由主控制單元Ctr實現，作為對電力轉換系統的控制之用。為降低電力轉換系統的待機功耗，通常電力轉換系統更包含主開關Sws，主開關Sws電性連接於至少一電力轉換模組Mpc1~Mpcn與輸入電源Vin之間。當主控制單元Ctr根據輸出電源Vout(可包括輸出電壓或輸出電流)偵測到電力轉換系統為待機狀態，即無電動車進行充電時，主控制單元Ctr則輸出開關控制信號Scw以關(切)斷截止主開關Sws。
然而，對於50瓩(kW)、150瓩或者300瓩的電動車充電站而言，其輸入電流相當可觀，典型地可達數百安培，因此，額外使用主開關Sws作為主要供電路徑的導通與關斷控制，不僅增加系統成本，也增加充電運作時的功耗。
再者，僅能透過控制主開關Sws的導通與關斷，而控制至少一電力轉換模組Mpc1~Mpcn的全部同時供電或同時斷電，因此不利於電力轉換系統的彈性應用。並且若當至少一電力轉換模組Mpc1~Mpcn同時供電下，並且非操作於額定輸出電流的操作狀態，則將大幅地降低電力轉換系統整體的操作效率。
本發明之一目的在於提供一種具低待機功耗之充電電源系統，解決無法兼具降低待機功耗與彈性控制充電電源系統的問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的具低待機功耗之充電電源系統，其包含系統控制單元與充電模組。系統控制單元產生輔助電源控制信號。充電模組彼此並聯連接，接收輸入電源，充電模組包含輔助電源供應單元、電源轉換單元以及充電模組控制單元。輔助電源供應單元透過輔助電源路徑連接輸入電源，以產生輔助電源。電源轉換單元透過主電源路徑連接輸入電源，且接收輔助電源。充電模組控制單元連接輔助電源供應單元，以接收輔助電源且產生主電源控制信號。當充電模組進入待機狀態時，主電源控制信號與輔助電源控制信號控制輔助電源供應單元停止輸出輔助電源。
於一實施例中，主電源路徑提供主路徑開關，輔助電源路徑提供輔助路徑開關。輔助路徑開關接收輔助電源控制信號，使輔助電源供應單元輸出輔助電源；主路徑開關接收主電源控制信號，使電源轉換單元轉換輸入電源為輸出電源。
於一實施例中，當充電模組進入待機狀態時，輔助電源控制信號截止輔助路徑開關，以關斷輔助電源路徑，以及主電源控制信號截止主路徑開關，以關斷主電源路徑，使得輔助電源供應單元停止輸出輔助電源。
於一實施例中，輔助電源供應單元更包含積體電路。積體電路接收輔助電源控制信號，並且透過輔助電源控制信號控制輔助電源供應單元輸出輔助電源。主電源路徑提供主路徑開關，主路徑開關接收主電源控制信號，使電源轉換單元轉換輸入電源為輸出電源。
於一實施例中，當充電模組進入待機狀態時，輔助電源控制信號禁能積體電路，以及主電源控制信號截止主路徑開關，以關斷主電源路徑，使得輔助電源供應單元停止輸出輔助電源。
於一實施例中，輔助電源路徑更提供限流電阻，限流電阻串聯連接輔助路徑開關。
於一實施例中，主路徑開關與輔助路徑開關為繼電器或半導體功率開關。
藉由所提出的具低待機功耗之充電電源系統，能夠兼具降低待機功耗，提高充電電源系統的整體效率，以及彈性控制充電電源系統的功效。
本發明之另一目的在於提供一種具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，解決無法兼具降低待機功耗與彈性控制充電電源系統的問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，充電電源系統包含充電模組，且充電模組包含電源轉換單元、輔助電源供應單元以及充電模組控制單元，控制方法包含：(a)、充電模組接收輸入電源；(b)、導通充電模組的輔助電源路徑，使輔助電源供應單元產生輔助電源，以供應充電模組控制單元與電源轉換單元；(c)、導通充電模組的主電源路徑，使電源轉換單元轉換輸入電源為輸出電源；及(d)、當充電模組進入待機狀態時，控制輔助電源供應單元停止輸出輔助電源。
於一實施例中，主電源路徑提供主路徑開關，輔助電源路徑提供輔助路徑開關；輔助路徑開關接收輔助電源控制信號，使輔助電源供應單元輸出輔助電源；主路徑開關接收主電源控制信號，使電源轉換單元轉換輸入電源為輸出電源。
於一實施例中，當充電模組進入待機狀態時，輔助電源控制信號截止輔助路徑開關，以關斷輔助電源路徑，以及主電源控制信號截止主路徑開關，以關斷主電源路徑，使輔助電源供應單元停止輸出輔助電源。
於一實施例中，輔助電源供應單元更包含積體電路。積體電路接收輔助電源控制信號，並且透過輔助電源控制信號控制輔助電源供應單元輸出輔助電源。主電源路徑提供主路徑開關，主路徑開關接收主電源控制信號，使電源轉換單元轉換輸入電源為輸出電源。
於一實施例中，當充電模組進入待機狀態時，輔助電源控制信號禁能積體電路，以及主電源控制信號截止主路徑開關，以關斷主電源路徑，使輔助電源供應單元停止輸出輔助電源。
於一實施例中，輔助電源路徑更提供限流電阻，限流電阻串聯連接輔助路徑開關。
於一實施例中，主路徑開關與輔助路徑開關為繼電器或半導體功率開關。
於一實施例中，充電電源系統更包含系統控制單元，系統控制單元產生輔助電源控制信號；充電模組控制單元產生主電源控制信號。
藉由所提出的具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，能夠降低待機功耗，提高充電電源系統的整體效率，以及彈性控制充電電源系統的功效。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。
請參見圖2所示，其係為本發明具低待機功耗之充電電源系統的方塊圖。為克服相關技術所存在額外使用主開關Sws(如圖1所示)作為主要供電路徑的導通與關斷控制，導致增加系統成本以及增加充電運作功耗的問題，因此本發明具低待機功耗之充電電源系統(以下簡稱”充電電源系統”)省去上游主開關(即如圖1所示的主開關Sws)，或稱外接開關的使用，以降低充電電源系統的成本以及提升充電電源系統的操作效率。
在一實施例中，如圖2所示的充電電源系統100係為提供電動車充電用的充電站(charging station)，充電電源系統100包括複數充電模組10與系統控制單元20。充電模組10係彼此並聯連接，並且各充電模組10的輸入側係直接接收輸入電源Vin，其中輸入電源Vin可為直流輸入電源，亦可為交流輸入電源。系統控制單元20係對應地耦接各充電模組10，並且系統控制單元20可產生單一輔助電源控制信號同步地控制各充電模組10，亦可產生複數輔助電源控制信號Ssa1~Ssan對應地控制充電模組10(如圖2所示)，進而控制充電模組10內部的輔助電源的運作狀況，例如關斷控制充電模組10進入待機時的供電，以及待機狀態時的喚醒控制，容後詳述。
請參見圖3所示，其係為本發明充電模組之第一實施例的電路方塊圖。充電模組10包含主電源路徑、電源轉換單元11、輔助電源路徑、輔助電源供應單元12以及充電模組控制單元13。主電源路徑連接輸入電源Vin，並且電源轉換單元11透過主電源路徑連接輸入電源Vin，亦即主電源路徑作為輸入電源Vin與電源轉換單元11連接的路徑。
在一實施例中，電源轉換單元11係可為交流對直流轉換器，其包含變壓器、開關元件以及主動、被動電氣元件，用以將交流的輸入電源Vin轉換為直流的輸出電源Vout。此外，在另一實施例中，電源轉換單元11係可為直流對直流轉換器，其包含變壓器、開關元件以及主動、被動電氣元件，用以將直流的輸入電源Vin轉換為直流的輸出電源Vout。
輔助電源供應單元12，例如返馳式轉換器(flyback converter)，係提供直流輸出的輔助電源Va，例如12伏特、5伏特或3.3伏特的低直流電壓輸出，以供應充電模組10內部電路的電氣元件所需的電源。舉例來說，輔助電源供應單元12所輸出的輔助電源Va係供應電源轉換單元11與充電模組控制單元13所需要的電源，或者供應充電模組10其他內部電路，例如能量轉換電路、回授電路、通訊電路、量測電路…等等所需要的電源。
輔助電源路徑連接輸入電源Vin，並且輔助電源供應單元12透過輔助電源路徑連接輸入電源Vin，亦即輔助電源路徑作為輸入電源Vin與輔助電源供應單元12連接的路徑。
有別於系統控制單元20(如圖2所示)作為整個充電電源系統的控制之用，充電模組控制單元13係設置於充電模組10內部，連接輔助電源供應單元12，並且產生主電源控制信號Ssm。
具體地，系統控制單元20所提供的輔助電源控制信號Ssa1~Ssan係對應地控制輔助電源路徑的導通與關斷，如圖3所標示的輔助電源控制信號Ssa，係為系統控制單元20所輸出，並由充電模組10所接收，用以對輔助電源路徑進行導通與關斷控制的控制信號。換言之，對於充電模組10而言，系統控制單元20所輸出的輔助電源控制信號Ssa係為外部控制信號，用以控制充電模組10內部的輔助路徑開關Sa，容後說明。此外，各充電模組控制單元13係提供主電源控制信號Ssm對應地控制主路徑開關Sm作為主電源路徑的導通與關斷控制，容後說明。
如圖3所示的實施例中，主電源路徑提供主路徑開關Sm，輔助電源路徑提供輔助路徑開關Sa。主路徑開關Sm與輔助路徑開關Sa可為繼電器(relay)所實現，例如常開型(normal-open)繼電器，但不以此為限制。在本實施例中，輔助電源控制信號Ssa1~Ssan和主電源控制信號Ssm係透過對繼電器的激磁線圈進行激磁與否的控制，可實現對各充電模組10的繼電器單獨控制，進而達成開關作用的功效。
再者，輔助電源路徑更提供限流電阻R，或稱為旁路電阻，其係為具有高阻抗值的電阻，並且限流電阻R係串聯連接輔助路徑開關Sa。由於輔助路徑開關Sa係串聯連接限流電阻R，用以抑制輔助路徑開關Sa導通時瞬間所造成的浪湧電流(inrush current)，屬於瞬間短時間的操作，因此作為輔助路徑開關Sa的繼電器可採用電流容量較小的規格，足以承受電氣應力的要求。然而，在其他實施例中，主路徑開關Sm與輔助路徑開關Sa可不限定為繼電器，亦可採用半導體功率開關，例如雙向可控矽開關(triode AC semiconductor switch, TRIAC)，只要其能夠承受足夠的電壓與電流應力，即可作為主路徑開關Sm與輔助路徑開關Sa使用。
請參見圖4所示，其係為本發明充電模組之第二實施例的電路方塊圖。圖4所示的第二實施例與圖3所示的第一實施例最大的差異在於輔助電源路徑導通與關斷的控制改以控制輔助電源供應單元12’的積體電路121所實現。具體地，積體電路121係設置於輔助電源供應單元12’內部，並且積體電路121係接收系統控制單元20所輸出的輔助電源控制信號Ssa所控制。雖然圖4所示為積體電路121直接接收輔助電源控制信號Ssa，然而，在實際電路應用上，可透過光隔離器連接積體電路121與輔助電源控制信號Ssa，亦即光隔離器接收輔助電源控制信號Ssa，並且轉換輔助電源控制信號Ssa為可控制積體電路121的驅動信號。當欲控制輔助電源路徑關斷時，則光隔離器接收控制關斷的輔助電源控制信號Ssa，並且轉換輸出為禁能(disable)信號，以控制輔助電源供應單元12’停止輸出輔助電源，藉此減少輔助電源所造成的功耗。
以下，針對圖3與圖4所示的各充電模組10的操作與控制詳細地說明。請參見圖5所示，其係為本發明充電模組之第一實施例的控制時序示意圖，其中本實施例係對應於控制圖3所示第一實施例，所示的圖式由上而下分別為輸入電源Vin、輔助電源控制信號Ssa、輔助電源Va以及主電源控制信號Ssm的示意圖。為方便與清楚說明，以下僅以一個充電模組10的操作進行說明。在時間t1時，充電電源系統100的充電模組10接收輸入電源Vin，亦即輸入電源Vin對各充電模組10供電。在時間t2時，輔助電源控制信號Ssa由低準位轉態為高準位，以導通輔助電源路徑。然，不以上述準位轉態的方式為限制對輔助電源路徑的導通控制，只要能夠達成對輔助電源路徑的導通控制方式，皆應包含於本發明之範疇中。
對應圖3所示的第一實施例，輔助電源控制信號Ssa係為系統控制單元20所輸出的輔助電源控制信號Ssa1~Ssan。透過輔助電源控制信號Ssa由低準位轉態為高準位，導通輔助路徑開關Sa，以導通輔助電源路徑，進而供電輔助電源供應單元12以建立輔助電源Va。因此，輔助電源供應單元12於時間t3時，輸出所建立的輔助電源Va，以供應電源轉換單元11與充電模組控制單元13所需要的電源，或者供應充電模組10其他內部電路，例如能量轉換電路、回授電路、通訊電路、量測電路…等等所需要的電源。
在輔助電源Va建立完成(時間t3)，由於輔助電源Va供應充電模組控制單元13所需電源，因此充電模組控制單元13能夠產生主電源控制信號Ssm。其中，充電模組控制單元13能夠於時間t3，即輔助電源Va建立時輸出主電源控制信號Ssm，或者如圖5所示，充電模組控制單元13在輔助電源Va對其供電後，進行充電模組10的異常偵測，以判斷主電源路徑是否應該導通，俟確保充電模組10能夠正常操作後，在時間t4輸出主電源控制信號Ssm導通主電源路徑，以提供輸入電源Vin給電源轉換單元11以轉換為輸出電源Vout，進而提供對電動車充電所需的充電電源，例如充電電流。
由於主電源路徑的導通，輸入電源Vin能夠透過主電源路徑對輔助電源供應單元12供電，以維持輔助電源供應單元12的電源所需，即輔助電源供應單元12的供電來源不需再透過輔助電源路徑，因此可關斷輔助電源路徑。如圖5所示，在一實施例中，在時間t5時，系統控制單元20(如圖2所示)所產生的輔助電源控制信號Ssa由高準位轉態為低準位，以外部控制的方式關斷充電模組10的輔助電源路徑(如實線的輔助電源控制信號Ssa所示)。或者，在另一實施例中，亦可不關斷輔助電源路徑，即輔助電源控制信號Ssa持續維持高準位狀態(如虛線的輔助電源控制信號Ssa所示)，直到時間t7時再轉態為低準位以關斷輔助電源路徑。然在實際的應用中，不限於輔助電源控制信號Ssa轉態為低準位的時間點，亦即，在主電源控制信號Ssm導通主電源路徑(時間t4)之後，系統控制單元20即可將輔助電源控制信號Ssa轉態為低準位，以關斷輔助電源路徑。
因此，輸入電源Vin能夠透過主電源路徑對輔助電源供應單元12供電，使得輔助電源供應單元12能維持輸出輔助電源Va供應充電模組10內部電路的電氣元件所需的電源，以維持電源轉換單元11與充電模組控制單元13，以及充電模組10其他內部電路，例如能量轉換電路、回授電路、通訊電路、量測電路…等等的正常操作。
配合圖5所示，進一步說明假若輸入電源Vin異常或其他因素導致中斷供電，充電模組10的動作方式。假若在時間t6時輸入電源Vin中斷供電，由於充電模組10內部電容蓄電效應，因此仍能維持輔助電源供應單元12短暫的供電。直到電容逐漸放電耗盡，使得輔助電源供應單元12無法再提供輔助電源Va輸出(時間t7)，由於充電模組控制單元13失去輔助電源Va的供電，因此主電源控制信號Ssm由高準位轉態為低準位，而關斷主電源路徑。
若以輸入電源Vin持續正常供電而言，即圖5所示的輸入電源Vin在時間t6之後持續為高準位示意。配合圖3所示，由於本發明充電電源系統省去上游主開關的使用，因此當充電模組10偵測到進入待機(或睡眠、閒置)狀態時，可透過系統控制單元20所產生的輔助電源控制信號Ssa截止輔助路徑開關Sa，以及透過充電模組控制單元13所產生的主電源控制信號Ssm截止主路徑開關Sm，如此，使得輔助電源供應單元12無法再透過輔助電源路徑以及主電源路徑接收來自輸入電源Vin的供電，故此，控制輔助電源供應單元12停止輸出輔助電源Va，而大幅地降低其待機功耗。如圖5所示，在時間t7之後，充電模組10即進入待機省電狀態。
由於本發明係透過當偵測到充電模組10進入待機狀態時，截止輔助路徑開關Sa與主路徑開關Sm的方式達到待機省電的目的，因此，在系統控制單元20與充電模組控制單元13能夠分別地輸出輔助電源控制信號Ssa與主電源控制信號Ssm的操作下，無論先截止輔助路徑開關Sa或先截止主路徑開關Sm，亦或同時截止輔助路徑開關Sa與主路徑開關Sm，皆能夠達到充電模組10待機省電的目的。因此，圖5所示的時序動作示意圖，僅為其中的一種實施方式，非以此限制輔助路徑開關Sa與主路徑開關Sm關斷的先後順序。
請參見圖6所示，其係為本發明充電模組之第二實施例的控制時序示意圖，其中本實施例係對應於控制圖4所示第二實施例。在圖4所示的實施例中，輔助電源控制信號Ssa係為系統控制單元20所輸出的輔助電源控制信號Ssa1~Ssan。透過輔助電源控制信號Ssa由低準位轉態為高準位，經由光隔離器接收控制導通的輔助電源控制信號Ssa，並且轉換輸出為致能(enable)信號，以控制輔助電源供應單元12’輸出輔助電源Va。
相較圖5(對應圖3)與圖6(對應圖4)，由於時間t1時輸入電源Vin供電、時間t2時輔助電源控制信號Ssa導通輔助電源路徑、時間t3時建立輔助電源Va以及時間t4時主電源控制信號Ssm導通主電源路徑皆為相同，因此不再贅述。
此外，由於圖4所示的第二實施例其非為圖3所示的輔助路徑開關Sa串聯連接限流電阻R的電路連接關係，因此，如圖6所示，透過系統控制單元20所產生的輔助電源控制信號Ssa持續維持高準位狀態，使得控制輔助電源供應單元12’持續輸出輔助電源Va，以供應充電模組控制單元13’能夠輸出主電源控制信號Ssm，以導通主電源路徑。
假若在時間t6時，輸入電源Vin異常或其他因素導致中斷供電，由於充電模組10’內部電容蓄電效應，因此仍能維持輔助電源供應單元12’短暫的供電。直到電容逐漸放電耗盡，使得輔助電源供應單元12’無法再提供輔助電源Va輸出(時間t7)，由於充電模組控制單元13’失去輔助電源Va的供電，因此主電源控制信號Ssm由高準位轉態為低準位，而關斷主電源路徑。
若以輸入電源Vin持續正常供電而言，即圖6所示的輸入電源Vin在時間t6之後持續為高準位示意。配合圖4所示，由於本發明充電電源系統省去上游主開關的使用，因此當充電模組10偵測到進入待機(或睡眠、閒置)狀態時，可透過系統控制單元20所產生的輔助電源控制信號Ssa禁能積體電路121，以及透過充電模組控制單元13’所產生的主電源控制信號Ssm截止主路徑開關Sm，如此，使得輔助電源供應單元12’無法再透過主電源路徑接收來自輸入電源Vin的供電以及直接禁能積體電路121，故此，控制輔助電源供應單元12’停止輸出輔助電源Va，而大幅地降低其待機功耗。如圖5所示，在時間t7之後，充電模組10即進入待機省電狀態。
由於本發明係透過當偵測到充電模組10進入待機狀態時，截止主路徑開關Sm與禁能積體電路121的方式達到待機省電的目的，因此，在系統控制單元20與充電模組控制單元13’能夠分別地輸出輔助電源控制信號Ssa與主電源控制信號Ssm的操作下，只要在截止主路徑開關Sm的同時，或之後禁能積體電路121，皆能夠達到充電模組10’待機省電的目的。因此，圖6所示的時序動作示意圖，僅為其中的一種實施方式，非以此限制主路徑開關Sm關斷與積體電路121禁能的先後順序。
以下，針對多個充電模組10彈性應用加以說明如下。舉例來說，充電電源系統100具有十個充電模組10，並且每個充電模組10的額定輸出電流均為10安培。當對電動車以20安培的電流進行充電，若控制其中的兩個充電模組10，使其操作在額定輸出電流下(即滿載操作)，即兩個充電模組10均提供10安培的輸出電流以供應電動車充電。由於供應電動車充電的兩個充電模組10均操作在額定輸出電流，因此可使得所述兩個充電模組10維持在高效率的操作。再者，其餘的八個充電模組10則控制在待機(standby)或休眠(sleep)的狀態下，因此，充電電源系統100整體的操作效率可維持最佳化。
對相關技術而言，當對電動車以20安培的電流進行充電，若透過控制上游主開關的方式，僅能控制十個充電模組的同時供電或同時斷電，如此，每個充電模組將分攤輸出2安培的輸出電流以供應電動車充電。這樣的充電狀況，所有的充電模組皆非操作在額定輸出電流(以本例來說，皆僅輸出20%的額定輸出電流)，因此將大幅地降低充電電源系統100整體的操作效率。
綜上說明，本發明的充電電源系統100可因應對電動車的充電電流需求，彈性地控制充電模組10的開啟(供電)與關閉(待機或休眠)，以期參與充電的充電模組10操作在高效率的額定輸出電流，並且非必要供電的其餘充電模組10可進入待機或休眠的狀態以控制輔助電源供應單元12停止輸出輔助電源Va，使充電電源系統100整體的操作效率可維持最佳化。
請參見圖7所示，其係為本發明具低待機功耗之充電電源系統的控制方法第一實施例的流程圖，其中第一實施例係對應圖5，並且具體的說明可配合參見圖5及其對應的內容。控制方法包括步驟如下。首先，充電電源系統的複數充電模組係接收輸入電源(S11)，其中輸入電源可為直流輸入電源，亦可為交流輸入電源。步驟(S11)係對應圖5所示的時間t1。然後，導通充電模組的輔助電源路徑，致能充電模組的輔助電源供應單元輸出輔助電源(S12)。步驟(S12)係分別對應圖5所示的時間t2與時間t3。
然後，導通充電模組的主電源路徑，致能充電模組的電源轉換單元轉換輸入電源為輸出電源，以提供充電電源(S13)。步驟(S13)係對應圖5所示的時間t4。然後，當偵測到充電模組進入待機狀態時，關斷輔助電源供應單元輸出輔助電源(S14)。步驟(S14)係對應圖5或圖6所示的時間t7。藉此，使得充電模組進入待機(或睡眠、閒置)狀態後，控制輔助電源供應單元停止輸出輔助電源，如此可大幅地降低其待機功耗。
綜上所述，本發明係具有以下之特徵與優點：
1、透過使用具有高阻抗值的限流電阻，抑制開關導通瞬間因電容效應所造成的浪湧電流。
2、透過對主電源路徑的關斷，以及對輔助電源路徑的關斷或者對輔助電源供應單元內部的積體電路的禁能，使達成充電模組進入待機狀態後，關斷輔助電源供電，以大幅地降低其待機功耗，提高充電電源系統的整體效率的功效。
以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
100‧‧‧具低待機功耗之充電電源系統
Vin‧‧‧輸入電源
Vout‧‧‧輸出電源
10,10’‧‧‧充電模組
11,11’‧‧‧電源轉換單元
12,12’‧‧‧輔助電源供應單元
13,13’‧‧‧充電模組控制單元
Sm‧‧‧主路徑開關
Sa‧‧‧輔助路徑開關
20‧‧‧系統控制單元
121‧‧‧積體電路
Ssa1~Ssan‧‧‧輔助電源控制信號
Ssm‧‧‧主電源控制信號
Va‧‧‧輔助電源
R‧‧‧限流電阻
Mpc1~Mpcn‧‧‧電力轉換模組
Ctr‧‧‧主控制單元
Sws‧‧‧主開關
Scw‧‧‧開關控制信號
t1~t7‧‧‧時間
S11~S24‧‧‧步驟
圖1：為相關技術電力轉換系統的電路方塊圖。
圖2：為本發明具低待機功耗之充電電源系統的方塊圖。
圖3：為本發明充電模組之第一實施例的電路方塊圖。
圖4：為本發明充電模組之第二實施例的電路方塊圖。
圖5：為本發明充電模組之第一實施例的控制時序示意圖。
圖6：為本發明充電模組之第二實施例的控制時序示意圖。
圖7：為本發明具低待機功耗之充電電源系統的控制方法第一實施例的流程圖。

Claims (19)

  1. 一種具低待機功耗之充電電源系統，包含： 一系統控制單元，產生至少一輔助電源控制信號；及 複數充電模組，彼此並聯連接，接收一輸入電源，各該充電模組包含： 一輔助電源供應單元，透過一輔助電源路徑連接該輸入電源，以產生一輔助電源； 一電源轉換單元，透過一主電源路徑連接該輸入電源，且接收該輔助電源；及 一充電模組控制單元，連接該輔助電源供應單元，以接收該輔助電源且產生一主電源控制信號； 其中，當該充電模組進入待機狀態時，該主電源控制信號與該輔助電源控制信號控制該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中該主電源路徑提供一主路徑開關，該輔助電源路徑提供一輔助路徑開關； 其中，該輔助路徑開關接收該輔助電源控制信號，使該輔助電源供應單元輸出該輔助電源；該主路徑開關接收該主電源控制信號，使該電源轉換單元轉換該輸入電源為一輸出電源。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中當該充電模組進入待機狀態時，該輔助電源控制信號截止該輔助路徑開關，以關斷該輔助電源路徑，以及該主電源控制信號截止該主路徑開關，以關斷該主電源路徑，使該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中各該輔助電源供應單元更包含： 一積體電路，接收該輔助電源控制信號，並且透過該輔助電源控制信號控制該輔助電源供應單元輸出該輔助電源； 其中，該主電源路徑提供一主路徑開關，該主路徑開關接收該主電源控制信號，使該電源轉換單元轉換該輸入電源為一輸出電源。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中當該充電模組進入待機狀態時，該輔助電源控制信號禁能該積體電路，以及該主電源控制信號截止該主路徑開關，以關斷該主電源路徑，使該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中該輔助電源路徑更提供一限流電阻，該限流電阻串聯連接該輔助路徑開關。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中該輔助電源路徑提供一限流電阻。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中該等主路徑開關與該等輔助路徑開關為繼電器或半導體功率開關。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之具低待機功耗之充電電源系統，其中該等主路徑開關為繼電器或半導體功率開關。
  10. 一種具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，該充電電源系統包含複數充電模組，且各該充電模組包含一電源轉換單元、一輔助電源供應單元以及一充電模組控制單元，該控制方法包含： (a)、各該充電模組接收一輸入電源； (b)、導通各該充電模組的一輔助電源路徑，使該輔助電源供應單元產生一輔助電源，以供應該充電模組控制單元與該電源轉換單元； (c)、導通各該充電模組的一主電源路徑，使該電源轉換單元轉換該輸入電源為一輸出電源；及 (d)、當該充電模組進入待機狀態時，控制該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中該主電源路徑提供一主路徑開關，該輔助電源路徑提供一輔助路徑開關； 其中，該輔助路徑開關接收一輔助電源控制信號，使該輔助電源供應單元輸出該輔助電源；該主路徑開關接收一主電源控制信號，使該電源轉換單元轉換該輸入電源為該輸出電源。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中當該充電模組進入待機狀態時，該輔助電源控制信號截止該輔助路徑開關，以關斷該輔助電源路徑，以及該主電源控制信號截止該主路徑開關，以關斷該主電源路徑，使該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中各該輔助電源供應單元更包含： 一積體電路，接收一輔助電源控制信號，並且透過該輔助電源控制信號控制該輔助電源供應單元輸出該輔助電源； 其中該主電源路徑提供一主路徑開關，該主路徑開關接收該主電源控制信號，使該電源轉換單元轉換該輸入電源為該輸出電源。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中當該充電模組進入待機狀態時，該輔助電源控制信號禁能該積體電路，以及該主電源控制信號截止該主路徑開關，以關斷該主電源路徑，使該輔助電源供應單元停止輸出該輔助電源。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中該輔助電源路徑更提供一限流電阻，該限流電阻串聯連接該輔助路徑開關。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中該輔助電源路徑提供一限流電阻。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中該等主路徑開關與該等輔助路徑開關為繼電器或半導體功率開關。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中該等主路徑開關為繼電器或半導體功率開關。
  19. 如申請專利範圍第11或13項所述之具低待機功耗之充電電源系統的控制方法，其中該充電電源系統更包含一系統控制單元，該系統控制單元產生該輔助電源控制信號；該充電模組控制單元產生該主電源控制信號。
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