TWI427887B - 高壓電源供應模組及其所適用之供電系統 - Google Patents

高壓電源供應模組及其所適用之供電系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI427887B
TWI427887B TW99137880A TW99137880A TWI427887B TW I427887 B TWI427887 B TW I427887B TW 99137880 A TW99137880 A TW 99137880A TW 99137880 A TW99137880 A TW 99137880A TW I427887 B TWI427887 B TW I427887B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
circuit
output
power supply
stage
Prior art date
Application number
TW99137880A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201220632A (en
Inventor
Yuan Fang Lai
Ying Sung Chang
Original Assignee
Delta Electronics Inc
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 Delta Electronics Inc filed Critical Delta Electronics Inc
Priority to TW99137880A priority Critical patent/TWI427887B/zh
Priority to US13/274,532 priority patent/US9088221B2/en
Publication of TW201220632A publication Critical patent/TW201220632A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI427887B publication Critical patent/TWI427887B/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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/108—Parallel operation of dc sources using diodes blocking reverse current flow
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • 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
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series

Landscapes

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

Description

高壓電源供應模組及其所適用之供電系統
本案係關於一種高壓電源供應模組，尤指一種高壓電源供應模組及其所適用之供電系統。
為了降低線路上的電力損失及提高電源供應器的使用效率，高壓直流供電的供電方式已慢慢地被應用在一供電系統中。高壓直流供電系統在電力提供至負載之前，不須再做交直流轉換的動作，因而能夠有效提高運作效率。另外，在長距離配電的情況下，高壓直流供電系統會比現行常見的交流電供電系統的成本更為便宜，其電力流失也會相對較少，且能夠支援更低的功率損耗，因此高壓直流供電系統是目前重要的發展趨勢。
高壓直流供電系統中通常包含一電源供應器，且隔離型變壓器係為電源供應器之組成必要元件之一。當變壓器做隔離應用時，通常是為了產品安規(Safety)的要求，而安規的測試可經由例如美國產品安全標準發展與認證機構(Underwriter Laboratories Inc,UL)、加拿大標準協會(Canadian Standards Association,CSA)或德國安規(Technisher Uberwachungs-Verein,TUV)德文技術監督局之測定，其係對於有高低壓區別的產品進行高壓耐壓 的測試(Hi-Pot)。
請參閱本案第一圖，其係為習知電源供應器之結構示意圖。如第一圖所示，習知電源供應器1係包含一隔離型變壓器11，用以阻隔輸入端12與輸出端13，且為了保護使用者之安全更將隔離型變壓器11之二次側的輸出正端131或輸出負端132與一設備接地端14連接，以使二次側輸出相對於設備接地端14的電壓為Vo或-Vo，用以避免當隔離型變壓器11故障時造成使用者觸電的危險，也就是說，當隔離型變壓器11故障發生時，所產生的故障電流會流經設備接地端14，以避免使用者觸電，進而達到保護使用者的目的。
然而，由於習知設備接地端14係直接連接至輸出正端131或輸出負端132，因此會造成輸出電壓Vo或-Vo之電壓值高達數百伏特，例如400伏特，使得對於電源供應器1的安規與安距要求相對較為嚴格，且其內部組成元件的選擇上相對不易與所選擇的元件也相對較少，因而將提升生產成本，且一般耐高壓元件的體積均較大，易造成電源供應器1整體體積過大的問題。
因此，如何發展一種可以改善上述習知技術所遭遇之問題與缺失的高壓電源供應模組及其所適用之供電系統，實為本案相關領域者所迫切需要解決之問題。
本案之目的為提供一種高壓電源供應模組及其所適用之供電系統，其係藉由將第一後級電路及第二後級電路之輸出側串聯後之一連接端與設備接地端連接，用以降低第一後級電路之輸出正端或 第二後級電路之輸出負端對設備接地端之電壓值，藉此可降低對於高壓電源供應模組之安規與安距的要求。另外，對於高壓電源供應模組內部組成元件的選擇相對較為容易且可選擇的元件也相對較多，進而達到降低生產成本及縮小高壓電源供應模組整體體積的目的。
為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種高壓電源供應模組，適用於一供電系統，至少包括前級電源轉換電路，接收一輸入電源並轉換成一匯流排電壓輸出；第一後級電路，接收匯流排電壓並輸出第一電壓，且具有第一輸出負端；第二後級電路，接收匯流排電壓並輸出第二電壓，且具有第二輸出正端，該第二輸出正端係與第一輸出負端連接並具有一連接端；設備接地端，與連接端連接；以及控制單元，與第一後級電路及第二後級電路連接，以因應第一電壓及第二電壓而分別輸出第一控制信號及第二控制信號至第一後級電路及第二後級電路，以分別控制第一電壓及第二電壓之輸出電壓值。
為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種供電系統，至少包括複數個高壓電源供應模組，且每一該高壓電源供應模組至少包括前級電源轉換電路，接收一輸入電源並轉換成一匯流排電壓輸出；第一後級電路，接收匯流排電壓並輸出第一電壓及第一電流，且具有第一輸出負端；第二後級電路，接收匯流排電壓並輸出第二電壓及第二電流，且具有第二輸出正端，該第二輸出正端係與第一輸出負端連接並具有一連接端；設備接地端，與連接端連接；以及控制單元，與第一後級電路及第二後級電路連 接，以因應第一電壓及第二電壓而分別輸出第一控制信號及第二控制信號至第一後級電路及第二後級電路，以分別控制第一電壓及第二電壓之輸出電壓值；以及通訊介面，分別連接每一該控制單元；其中，每一該高壓電源供應模組之輸出側係並聯連接，且複數個高壓電源供應模組所包含之控制單元間係藉由通訊介面進行溝通，以調整對應之第一電流及第二電流之輸出電流值。
為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種供電系統，至少包括高壓電源供應模組，至少包括前級電源轉換電路，接收一輸入電源並轉換成一匯流排電壓輸出；第一後級電路，接收匯流排電壓並輸出第一電壓，且具有第一輸出負端；第二後級電路，接收匯流排電壓並輸出第二電壓，且具有第二輸出正端，該第二輸出正端係與第一輸出負端連接並具有一連接端；設備接地端，與連接端連接；以及控制單元，與第一後級電路及第二後級電路連接，以因應第一電壓及第二電壓而分別輸出第一控制信號及第二控制信號至第一後級電路及第二後級電路，以分別控制第一電壓及第二電壓之輸出電壓值；充電模組，與控制單元連接；電池模組，連接充電模組及設備接地端；以及分配模組，連接電池模組以及一負載；其中，分配模組係選擇性地將高壓電源供應模組之輸出電壓或電池模組之輸出電壓輸出至負載中，以提供負載運作時所需之電能。
1‧‧‧電源供應器
11‧‧‧隔離型變壓器
12‧‧‧輸入端
13‧‧‧輸出端
131‧‧‧輸出正端
132‧‧‧輸出負端
14‧‧‧設備接地端
2‧‧‧高壓電源供應模組
21‧‧‧前級電源轉換電路
22‧‧‧第一後級電路
221‧‧‧第一輸出負端
222‧‧‧第一輸出正端
223‧‧‧第一開關電路
224‧‧‧第一輸出整流電路
225‧‧‧第一輸出濾波電路
23‧‧‧第二後級電路
231‧‧‧第二輸出正端
232‧‧‧第二輸出負端
233‧‧‧第二開關電路
234‧‧‧第二輸出整流電路
235‧‧‧第二輸出濾波電路
24‧‧‧控制單元
241‧‧‧前級控制電路
242‧‧‧微控制器
243‧‧‧後級控制電路
3‧‧‧第一高壓電源供應模組
4‧‧‧第二高壓電源供應模組
31、41‧‧‧前級電源轉換電路
32、42‧‧‧第一後級電路
33、43‧‧‧第二後級電路
34、44‧‧‧控制單元
341、441‧‧‧前級控制電路
342、442‧‧‧微控制器
343、443‧‧‧後級控制電路
5‧‧‧通訊介面
6‧‧‧供電系統
7‧‧‧供電系統
71‧‧‧充電模組
72‧‧‧電池模組
73‧‧‧分配模組
731‧‧‧第一二極體電路
732‧‧‧第二二極體電路
8‧‧‧負載
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
Cbus‧‧‧匯流排電容
D1‧‧‧第一二極體
D2‧‧‧第二二極體
Da~Db、Da’~Db’‧‧‧二極體
E、E’‧‧‧檢測單元
I1、I1’‧‧‧第一電流
I2、I2’‧‧‧第二電流
Io1‧‧‧第一輸出電流
Io2‧‧‧第二輸出電流
Io‧‧‧輸出電流
L1‧‧‧第一電感
L2‧‧‧第二電感
M、M’‧‧‧連接端
PG‧‧‧設備接地端
PWM1、PWM1’‧‧‧第一控制信號
PWM2、PWM2’‧‧‧第二控制信號
PWM1a‧‧‧第一正半週控制信號
PWM1b‧‧‧第一負半週控制信號
PWM2a‧‧‧第二正半週控制信號
PWM2b‧‧‧第二負半週控制信號
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
Sa~Sd、Sa’~Sd’‧‧‧開關
Spfc‧‧‧前級控制信號
Tr1‧‧‧第一隔離變壓器
Tr2‧‧‧第二隔離變壓器
V1、V1’‧‧‧第一電壓
V2、V2’‧‧‧第二電壓
Vbus‧‧‧匯流排電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
Vo、Vo’‧‧‧輸出電壓
第一圖：係為習知電源供應器之結構示意圖。
第二圖：係為本案第一較佳實施例之高壓電源供應模組結構示意 圖。
第三圖：係為本案第二圖所示之第一後級電路及第二後級電路之內部電路架構示意圖。
第四圖：係為本案第二圖所示之第一後級電路及第二後級電路之另一內部電路架構示意圖。
第五圖：係為本案第二較佳實施例之供電系統結構示意圖。
第六圖：係為本案第三較佳實施例之供電系統結構示意圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，然其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。
請參閱第二圖，其係為本案第一較佳實施例之高壓電源供應模組結構示意圖。如第二圖所示，本案之高壓電源供應模組2至少包括前級電源轉換電路21、第一後級電路22、第二後級電路23、設備接地端PG以及控制單元24。於本實施例中，前級電源轉換電路21係接收一輸入電源Vin並轉換成一匯流排電壓Vbus輸出。第一後級電路22係接收該匯流排電壓Vbus並輸出第一電壓V1，且具有第一輸出負端221。第二後級電路23可接收匯流排電壓Vbus並輸出第二電壓V2，且具有第二輸出正端231，該第二輸出正端231係與第一輸出負端221連接並具有一連接端M。設備接地端PG與該連接端M連接。至於，控制單元24係與第一後級電路22及第二後級電路 23連接，用以接收第一電壓V1及第二電壓V2並因應第一電壓V1及第二電壓V2而分別輸出第一控制信號PWM1及第二控制信號PWM2至第一後級電路22及第二後級電路23，以分別控制第一電壓V1及第二電壓V2之輸出電壓值。於本實施例中，高壓電源供應模組2之輸出電壓Vo係由第一後級電路22之第一電壓V1與第二後級電路23之第二電壓V2所疊加而成，即Vo=V1+V2。
請再參閱第二圖，控制單元24至少包括前級控制電路241、微控制器242以及後級控制電路243，且微控制器242係控制前級控制電路241以產生一前級控制信號Spfc，進而控制前級電源轉換電路21之運作，以及微控制器242更可控制後級控制電路243，藉由接收第一後級電路22輸出側之第一電壓V1及第二後級電路23輸出側之第二電壓V2，並因應所接收之第一電壓V1及第二電壓V2而產生第一控制信號PWM1及第二控制信號PWM2，使得第一後級電路22根據第一控制信號PWM1之工作週期(duty cycle)的控制而調整後續輸出之第一電壓V1之輸出電壓值，同理第二後級電路23亦根據第二控制信號PWM2之工作週期的控制而調整後續輸出之第二電壓V2之輸出電壓值。
於本實施例中，前級電源轉換電路21係用以接收一輸入電源Vin，例如但不限於直流電源或交流電源，交流電源可為例如市電110V/220V，並透過其內部轉換電路(未圖示)，例如但不限於直流/直流轉換電路或交流/直流轉換電路，用以將輸入電源Vin轉換成直流電之匯流排電壓Vbus，且經由並聯於前級電源轉換電路21輸出側之匯流排電容Cbus濾波後，分別輸出至第一後級電路22及 第二後級電路23。
再者，由於第一後級電路22之輸出側及第二後級電路23之輸出側係構成串聯關係，且兩者之間具有連接端M，而該連接端M連接設備接地端PG，進而將第一後級電路22及第二後級電路23中各端點對設備接地端PG之最高電壓值分別降低為第一後級電路22之第一輸出正端222或第二後級電路23之第二輸出負端232對設備接地端PG之輸出電壓值，即第一電壓V1或第二電壓V2，也就是說，第一後級電路22與第二後級電路23之內部元件，例如電容、電感、變壓器、保險絲(Fuse)、斷路器(Breaker)、繼電器(Relay)及連接器(Connector)等元件，其絕緣等級分別為第一電壓V1或第二電壓V2。
此外，由於輸出電壓Vo係由第一電壓V1及第二電壓V2所疊加而成，即Vo=V1+V2，以及第一電壓V1或第二電壓V2之電壓值小於輸出電壓Vo之電壓值，因此由上述可知，在高壓電源供應模組2輸出相同之輸出電壓Vo的情況下，本案第一後級電路22與第二後級電路23內部元件之絕緣等級係小於習知第一圖所示之電源供應器1內部元件之絕緣等級，因而可降低對電壓安距的需求以及達到元件選擇容易的目的。
另一方面，由於第一電壓V1及第二電壓V2之輸出電壓值係由控制單元24因應第一後級電路22之第一電壓V1及第二後級電路23之第二電壓V2-分別控制而得，藉此可克服當使用單一中心抽頭式變壓器(未圖示)時，其輸出端係由同一個輸入端所控制，因此造成無法各自調整第一電壓V1及第二電壓V2之電壓值的缺失。
請參閱第三圖並配合第二圖，其中第三圖係為本案第二圖所示之第一後級電路及第二後級電路之內部電路架構示意圖。如第二圖及第三圖所示，於本實施例中，第一後級電路22包括第一開關電路223、第一隔離變壓器Tr1、第一輸出整流電路224以及第一輸出濾波電路225；第二後級電路23包括第二開關電路233、第二隔離變壓器Tr2、第二輸出整流電路234以及第二輸出濾波電路235。於本實施例中，第一開關電路223及第二開關電路233係分別由例如第一開關S1及第二開關S2所組成，但不以此為限；第一輸出整流電路224及第二輸出整流電路234係分別由例如第一二極體D1及第二二極體D2所組成，但不以此為限；以及，第一輸出濾波電路225及第二輸出濾波電路235係分別由例如第一電感L1串聯第一電容C1及第二電感L2串聯第二電容C2所組成，但不以此為限。
請再參閱第二圖及第三圖，當第一控制信號PWM1控制第一開關電路223之第一開關S1導通時，匯流排電壓Vbus將經由第一隔離變壓器Tr1轉換後由第一隔離變壓器Tr1之二次側輸出一第一交流電壓，接著，該第一交流電壓再經由第一輸出整流電路224之第一二極體D1作直流整流，以及第一輸出濾波電路225濾波後輸出第一電壓V1。同理，當第二控制信號PWM2控制第二開關電路233之第二開關S2導通時，匯流排電壓Vbus將經由第二隔離變壓器Tr2轉換後由第二隔離變壓器Tr2之二次側輸出一第二交流電壓，接著，該第二交流電壓再經由第二輸出整流電路234之第二二極體D2作直流整流，以及第二輸出濾波電路235濾波後輸出第二電壓V2。
請參閱第四圖並配合第二圖，其中第四圖係為本案第二圖所示之 第一後級電路及第二後級電路之另一內部電路架構示意圖。如第二圖及第四圖所示，第一後級電路22包括第一開關電路223、第一隔離變壓器Tr1、第一輸出整流電路224以及第一輸出濾波電路225；第二後級電路23包括第二開關電路233、第二隔離變壓器Tr2、第二輸出整流電路234以及第二輸出濾波電路235，且其連接關係及運作方式係與第三圖相似，於此不再贅述。
惟，於本實施例中，第一開關電路223與第二開關電路233係分別由例如複數個開關Sa~Sd及複數個開關Sa’~Sd’-所組成之一全橋式開關電路，但不以此為限，且由控制單元24之後級控制電路243輸出之第一控制信號PWM1的第一正半週控制信號PWM1a係分別輸出至開關Sa、Sc，以控制開關Sa、Sc之導通與截止，而第一控制信號PWM1的第一負半週控制信號PWM1b係分別輸出至開關Sb、Sd，以控制開關Sb、Sd之導通與截止。同理，由後級控制電路243輸出之第二控制信號PWM2的第二正半週控制信號PWM2a係分別輸出至開關Sa’、Sc’，以控制開關Sa’、Sc’之導通與截止，而第二控制信號PWM2的第二負半週控制信號PWM2b係分別輸出至開關Sb’、Sd’，以控制開關Sb’、Sd’之導通與截止。
此外，於本實施例中，第一輸出整流電路224與第二輸出整流電路234係分別由複數個二極體Da~Db及複數個二極體Da’~Db’所組成之一同步整流電路，但不以此為限。第一隔離變壓器Tr1及第二隔離變壓器Tr2係為中心抽頭式變壓器，且將兩組中心抽頭串聯後之一連接端M與設備接地端PG連接，用以降低第一後級電路22與第二後級電路23內部元件之絕緣等級，進而降低對電壓安距 的需求。
另一方面，於本實施例中，第一正半週控制信號PWM1a及第一負半週控制信號PWM1b之工作週期係由第一後級電路22輸出側之第一電壓V1迴授至控制單元24之後級控制電路243的大小所決定，而第二正半週控制信號PWM2a及第二負半週控制信號PWM2b之工作週期係由第二後級電路23輸出側之第二電壓V2迴授至該後級控制電路243的大小所決定。因此，使用全橋式開關電路、中心抽頭式變壓器以及同步整流電路所組合之電路架構可工作於正負半週，藉此提高電源供應模組2之運作效率及避免當第一隔離變壓器Tr1或第二隔離變壓器Tr2發生故障時造成使用者觸電的危險，且於並聯應用上可達到正負輸出平衡的控制及均衡負載的目的。
請參閱第五圖並配合第三圖，其中第五圖係為本案第二較佳實施例之供電系統結構示意圖。如第三圖及第五圖所示，其中供電系統6包括第一高壓電源供應模組3、第二高壓電源供應模組4以及通訊介面5。於本實施例中，第一高壓電源供應模組3與第二高壓電源供應模組4係分別至少包括前級電源轉換電路31及41、第一後級電路32及42、第二後級電路33及43、設備接地端PG以及控制單元34及44，該控制單元34及44係分別具有前級控制電路341及441、微控制器342及442以及後級控制電路343及443，且其連接關係及運作方式係分別與第二圖相似，於此不再贅述。
惟，第一高壓電源供應模組3與第二高壓電源供應模組4之輸出側係以並聯方式連接，且第一後級電路32、42及第二後級電路33、43係分別輸出第一電壓V1、V1’、第二電壓V2、V2’、第一電流I1 、I1’以及第二電流I2、I2’，其中，第一電壓V1、V1’及第二電壓V2、V2’係分別迴授至控制單元34、44之後級控制電路343、443，以架構於產生第一控制信號PWM1、PWM1’及第二控制信號PWM2、PWM2’至第一後級電路32、42及第二後級電路33、43。
另外，第一電流I1、I1’及第二電流I2、I2’係分別迴授至控制單元34、44之微控制器342、442，以使第一高壓電源供應模組3之微控制器342依據檢測單元E，例如但不限於比流器(Current Transformer,CT)、霍爾元件或檢測電阻等元件，分別檢測第一電流I1及第二電流I2的大小，藉此判斷第一高壓電源供應模組3之第一輸出電流Io1，亦即，第一電流I1及第二電流I2之總和的大小，即Io1=I1+I2。同理，第二高壓電源供應模組4之微控制器442依據檢測單元E’分別檢測第一電流I1’及第二電流I2’的大小，藉此判斷第二高壓電源供應模組4之第二輸出電流Io2，亦即，第一電流I1’及第二電流I2’之總和的大小，即Io2=I1’+I2’，且第一輸出電流Io1與第二輸出電流Io2之總和係為第一高壓電源供應模組3與第二高壓電源供應模組4輸出側並聯後之總輸出電流Io，即Io=Io1+Io2。
再則，第一高壓電源供應模組3之微控制器342與第二高壓電源供應模組4之微控制器442之間係藉由通訊介面5進行通訊，以分別藉由通訊介面5來取得對方的輸出電流，即分別取得第二高壓電源供應模組4輸出側之第二輸出電流Io2與第一高壓電源供應模組3輸出側之第一輸出電流Io1的資訊，並且依據所取得的第二輸出電流Io2及第一輸出電流Io1之電流值來調整第一高壓電源供應模組3 之第一後級電路32、第二後級電路33之第一電流I1及第二電流I2，以及第二高壓電源供應模組4之第一後級電路42、第二後級電路43之第一電流I1’及第二電流I2’的大小，藉此可使第一高壓電源供應模組3及第二高壓電源供應模組4達到平衡輸出電流的目的，以及克服當使用單一中心抽頭式變壓器時，其正負輸出電壓容易飄移，不易控制的問題，此外，更可解決單一中心抽頭式變壓器之輸出端係由同一個輸入端所控制，造成無法各自調整第一電壓V1及第二電壓V2之電壓值以及導致並聯不易的缺失。
舉例而言，當第一高壓電源供應模組3之第一電流I1大於第二高壓電源供應模組4之第一電流I1’，即I1>I1’，且第一高壓電源供應模組3之第二電流I2小於第二高壓電源供應模組4之第二電流I2’，即I2<I2’時，第一高壓電源供應模組3之微控制器342將會依據第二高壓電源供應模組4之第二輸出電流Io2的資訊，來控制後級控制電路343增加其所輸出之第一控制信號PWM1的工作週期，同時增加第二控制信號PWM2的工作週期，並且，第二高壓電源供應模組4之微控制器442將會依據第一高壓電源供應模組3之第一輸出電流Io1的資訊，來增加由其後級控制電路443輸出之第一控制信號PWM1’的工作週期，同時降低第二控制信號PWM2’的工作週期，以進一步使第一高壓電源供應模組3之第一電流I1實質上等於第二高壓電源供應模組4之第一電流I1’，即I1≒I1’，且第一高壓電源供應模組3之第二電流I2實質上等於第二高壓電源供應模組4之第二電流I2’，即I2≒I2’，如此即能夠達到當兩組高壓電源供應模組3、4並聯應用時，兩者所輸出的電流可達到均流 的功效。
請參閱第六圖並配合第三圖，其中第六圖係為本案第三較佳實施例之供電系統結構示意圖。如第三圖及第六圖所示，本實施例之供電系統7，可為例如一不斷電電源供應系統，至少包括高壓電源供應模組2、充電模組71、電池模組72以及分配模組73。於本實施例中，高壓電源供應模組2至少包括前級電源轉換電路21、第一後級電路22、第二後級電路23、設備接地端PG以及控制單元24，該控制單元24具有前級控制電路241、微控制器242以及後級控制電路243，且其連接關係及運作方式係與第二圖相似，於此不再贅述。
惟，於本實施例中，高壓電源供應模組2之輸出側係分別連接充電模組71及分配模組73，用以將輸出電壓Vo傳送至充電模組71及分配模組73。充電模組71與高壓電源供應模組2之微控制器242及電池模組72連接，而電池模組72與分配模組73及設備接地端PG連接。再者，分配模組73可由例如第一二極體電路731及第二二極體電路732所組成，但不以此為限，且第一二極體電路631連接於電池模組72與一負載8之間，而第二二極體電路732連接於高壓電源供應模組2與負載8之間，分配模組73係用以選擇性地將高壓電源供應模組2之輸出電壓Vo或電池模組72之輸出電壓Vo’輸出至負載8中，以提供負載8運作時所需之電能。
舉例而言，當輸入電源Vin正常供電時，分配模組73選擇性地將高壓電源供應模組2之輸出電壓Vo輸出至負載8中，也就是說，負載8運作時所需之電能係由高壓電源供應模組2提供，且與此同時， 微控制器242傳遞一控制信號控制充電模組71以高壓電源供應模組2之輸出電壓Vo對電池模組72進行充電。相反地，當輸入電源Vin異常供電時，分配模組73改由將電池模組72之輸出電壓Vo’輸出至負載8中，也就是說，負載8運作時所需之電能改由電池模組72提供，藉此達到供電系統7不中斷對負載8提供電能之目的。
綜上所述，本案提供一種高壓電源供應模組及其所適用之供電系統，其係藉由將第一後級電路及第二後級電路之輸出側串聯後之一連接端與設備接地端連接，用以降低第一後級電路之輸出正端或第二後級電路之輸出負端對設備接地端之電壓值，藉此可降低對於高壓電源供應模組之安規與安距的要求。另外，對於高壓電源供應模組之內部組成元件的選擇相對較為容易且可選擇的元件也相對較多，進而達到降低生產成本及縮小高壓電源供應模組整體體積的目的。
再者，本案提供一種供電系統，係將兩組高壓電源供應模組之輸出側並聯，且透過一通訊介面以取得對方的輸出電流，可達到平衡高壓電源供應模組之輸出電流的目的。
另外，本案另提供一種供電系統，藉由分配模組選擇性地將高壓電源供應模組之輸出電壓或電池模組之輸出電壓輸出至負載中，以提供負載運作時所需之電能，進而達到供電系統不中斷對負載提供電能之目的。
縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者 。
2‧‧‧高壓電源供應模組
21‧‧‧前級電源轉換電路
22‧‧‧第一後級電路
221‧‧‧第一輸出負端
222‧‧‧第一輸出正端
23‧‧‧第二後級電路
231‧‧‧第二輸出正端
232‧‧‧第二輸出負端
24‧‧‧控制單元
241‧‧‧前級控制電路
242‧‧‧微控制器
243‧‧‧後級控制電路
Cbus‧‧‧匯流排電容
M‧‧‧連接端
PG‧‧‧設備接地端
PWM1‧‧‧第一控制信號
PWM2‧‧‧第二控制信號
Spfc‧‧‧前級控制信號
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
Vbus‧‧‧匯流排電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
Vo‧‧‧輸出電壓

Claims (9)

  1. 一種高壓電源供應模組，適用於一供電系統，至少包括：一前級電源轉換電路，接收一輸入電源並轉換成一匯流排電壓輸出；一第一後級電路，接收該匯流排電壓並輸出一第一電壓，且具有一第一輸出負端；一第二後級電路，接收該匯流排電壓並輸出一第二電壓，且具有一第二輸出正端，該第二輸出正端係與該第一輸出負端連接並具有一連接端；一設備接地端，與該連接端連接；以及一控制單元，與該第一後級電路及該第二後級電路連接，以因應該第一電壓及該第二電壓而分別輸出一第一控制信號及一第二控制信號至該第一後級電路及該第二後級電路，以分別控制該第一電壓及該第二電壓之輸出電壓值，其中該控制單元至少包括：一前級控制電路，連接該前級電源轉換電路；一微控制器，連接該前級控制電路，以控制該前級控制電路產生一前級控制信號至該前級電源轉換電路；以及一後級控制電路，連接該微控制器；其中，該微控制器係控制該後級控制電路產生該第一控制信號及該第二控制信號，並分別傳送至該第一後級電路及該第二後級電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高壓電源供應模組，其中該高壓電源供應模組係輸出一輸出電壓，且該輸出電壓係為該第一後級電路之該第一電壓與該第二後級電路之該第二電壓之總和。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之高壓電源供應模組，其中該第一控制信號及該第二控制信號之工作週期係分別由該後級控制電路所接收之該第一電壓及該第二電壓的大小決定。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之高壓電源供應模組，其中該第一後級電路之輸出側及該第二後級電路之輸出側係以串聯方式連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之高壓電源供應模組，其中該第一後級電路包括一第一開關電路、一第一隔離變壓器、一第一輸出整流電路以及一第一輸出濾波電路，該第二後級電路包括一第二開關電路、一第二隔離變壓器、一第二輸出整流電路以及一第二輸出濾波電路。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之高壓電源供應模組，其中該第一開關電路及該第二開關電路係分別由一第一開關及一第二開關所組成，該第一輸出整流電路及該第二輸出整流電路係分別由一第一二極體及一第二二極體所組成，以及，該第一輸出濾波電路及該第二輸出濾波電路係分別由一第一電感串聯一第一電容及一第二電感串聯一第二電容所組成。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之高壓電源供應模組，其中該第一開關電路及該第二開關電路係分別由複數個開關組成一全橋式開關電路，該第一輸出整流電路及該第二輸出整流電路係分別由複數個二極體組成一同步整流電路，以及，該第一隔離變壓器及該第二隔離變壓器係為中心抽頭式變壓器。
  8. 一種供電系統，至少包括：複數個高壓電源供應模組，且每一該高壓電源供應模組至少包括：一前級電源轉換電路，接收一輸入電源並轉換成一匯流排電壓輸出；一第一後級電路，接收該匯流排電壓並輸出一第一電壓及一第一電流，且具有一第一輸出負端；一第二後級電路，接收該匯流排電壓並輸出一第二電壓及一第二電流，且具有一第二輸出正端，該第二輸出正端係與該第一輸出負端連接並具有一連接端；一設備接地端，與該連接端連接；以及一控制單元，與該第一後級電路及該第二後級電路連接，以因應該第一電壓及該第二電壓而分別輸出一第一控制信號及一第二控制信號至該第一後級電路及該第二後級電路，以分別控制該第一電壓及該第二電壓之輸出電壓值；以及一通訊介面，分別連接每一該控制單元；其中，每一該高壓電源供應模組之輸出側係並聯連接，且複數個高壓電源供應模組所包含之該控制單元間係藉由該通訊介面進行溝通，以調整對應之該第一電流及該第二電流之輸出電流值。
  9. 一種供電系統，至少包括：一高壓電源供應模組，至少包括：一前級電源轉換電路，接收一輸入電源並轉換成一匯流排電壓輸出； 一第一後級電路，接收該匯流排電壓並輸出一第一電壓，且具有一第一輸出負端；一第二後級電路，接收該匯流排電壓並輸出一第二電壓，且具有一第二輸出正端，該第二輸出正端係與該第一輸出負端連接並具有一連接端：一設備接地端，與該連接端連接；以及一控制單元，與該第一後級電路及該第二後級電路連接，以因應該第一電壓及該第二電壓而分別輸出一第一控制信號及一第二控制信號至該第一後級電路及該第二後級電路，以分別控制該第一電壓及該第二電壓之輸出電壓值；一充電模組，與該控制單元連接；一電池模組，連接該充電模組及該設備接地端；以及一分配模組，連接該電池模組以及一負載；其中，該分配模組係選擇性地將該高壓電源供應模組之輸出電壓或該電池模組之輸出電壓輸出至該負載中，以提供該負載運作時所需之電能。
TW99137880A 2010-11-03 2010-11-03 高壓電源供應模組及其所適用之供電系統 TWI427887B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW99137880A TWI427887B (zh) 2010-11-03 2010-11-03 高壓電源供應模組及其所適用之供電系統
US13/274,532 US9088221B2 (en) 2010-11-03 2011-10-17 High-voltage power supply module and power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW99137880A TWI427887B (zh) 2010-11-03 2010-11-03 高壓電源供應模組及其所適用之供電系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201220632A TW201220632A (en) 2012-05-16
TWI427887B true TWI427887B (zh) 2014-02-21

Family

ID=45995892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99137880A TWI427887B (zh) 2010-11-03 2010-11-03 高壓電源供應模組及其所適用之供電系統

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9088221B2 (zh)
TW (1) TWI427887B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI543470B (zh) * 2012-12-05 2016-07-21 技嘉科技股份有限公司 連接器電路及其高壓突波保護方法
EP2980981A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-03 Alstom Technology Ltd Improvements in or relating to electrical assemblies for voltage source sub-modules
US10069309B2 (en) * 2015-10-24 2018-09-04 Dell Products, L.P. Controlling redundant power supplies in an information handling system
CN108063540B (zh) * 2018-01-02 2024-02-02 清华大学 他励起动自励供电的级联子模块电源系统
US10940813B2 (en) * 2018-05-03 2021-03-09 Hamilton Sunstrand Corporation Universal platform architecture for hybrid more electric aircraft
CN110133937A (zh) * 2019-06-17 2019-08-16 深圳市光羿科技有限公司 一种电致变色控制电路及控制方法、后视镜
CN111355256A (zh) 2020-03-09 2020-06-30 台达电子企业管理（上海）有限公司 高压直流变电装置、电力系统及电力系统的控制方法
CN111244933A (zh) 2020-03-09 2020-06-05 台达电子企业管理（上海）有限公司 储能装置、电力系统及其控制方法
CN113612253B (zh) * 2021-08-06 2024-02-09 北京空间飞行器总体设计部 一种高压母线航天器功率并网控制装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW501335B (en) * 1999-07-28 2002-09-01 Philips Electronics Na A resonant mode power supply having over-power and over-current protection
JP2004103345A (ja) * 2002-09-09 2004-04-02 Hitachi Medical Corp Ｘ線発生装置及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置
US20060209572A1 (en) * 1997-01-24 2006-09-21 Schlecht Martin F High efficiency power converter
JP2008086114A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Tdk Corp スイッチング電源装置および電圧検出回路
TWM361055U (en) * 2008-12-17 2009-07-11 Channel Well Technology Co Ltd Apparatus for supplying power
TW201004471A (en) * 2008-07-01 2010-01-16 Delta Electronics Inc Current supply circuit and current control circuit for LED

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408148B1 (en) * 1999-05-17 2002-06-18 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image recording apparatus, controlling method for these apparatuses, and power supply apparatus used therein
US8239597B2 (en) 2008-07-18 2012-08-07 Intersil Americas Inc. Device-to-device communication bus for distributed power management
CN101599641B (zh) 2009-07-16 2011-06-15 中国电信股份有限公司 利用高压直流向通信设备供电的系统和方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060209572A1 (en) * 1997-01-24 2006-09-21 Schlecht Martin F High efficiency power converter
TW501335B (en) * 1999-07-28 2002-09-01 Philips Electronics Na A resonant mode power supply having over-power and over-current protection
JP2004103345A (ja) * 2002-09-09 2004-04-02 Hitachi Medical Corp Ｘ線発生装置及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置
JP2008086114A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Tdk Corp スイッチング電源装置および電圧検出回路
TW201004471A (en) * 2008-07-01 2010-01-16 Delta Electronics Inc Current supply circuit and current control circuit for LED
TWM361055U (en) * 2008-12-17 2009-07-11 Channel Well Technology Co Ltd Apparatus for supplying power

Also Published As

Publication number Publication date
TW201220632A (en) 2012-05-16
US20120104857A1 (en) 2012-05-03
US9088221B2 (en) 2015-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI427887B (zh) 高壓電源供應模組及其所適用之供電系統
US9072126B2 (en) Open-circuit protection circuit of constant current driving circuit for light emitting diodes
TWI473376B (zh) 電源供應系統及其控制方法
CN107579591B (zh) 一种交流电源供电的备电系统
WO2014134914A1 (zh) 一种供电方法及装置
CN105576814B (zh) 直流电源备援系统
CN102540070A (zh) 一种四个继电器控制和检测电路及其检测方法
US9300220B2 (en) Uninterruptible power supply system
CN104135061A (zh) 一种带漏电保护的直流供电系统
TW201517491A (zh) 電源裝置和其運轉方法
CN101447667A (zh) 一种高压变频器功率单元输入缺相检测器
CN102545373A (zh) 智能电子设备双电源切换装置
US20190363640A1 (en) Auxiliary Supply for a Current Supply
CN102222887B (zh) 一种欠压监视电路
CN101640407A (zh) 电源转换装置与方法
US20200295669A1 (en) Rectifier arrangement
CN104418194A (zh) 一种电梯控制柜
CN203519676U (zh) 中低压设备内部电子元件检测装置
CN112868175A (zh) 一种解决共模电压干扰的设备、方法及系统
CN218783578U (zh) 一种支持多路电源供电的供电电路
CN216774369U (zh) 备用电源
CN212210966U (zh) 一种电子开关电路及应用有该电路的电子装置
CN213398876U (zh) 接地检测电路及用电器
US20240235247A9 (en) Power distribution circuit of uninterruptible power supply and power supply system
US20240136848A1 (en) Power distribution circuit of uninterruptible power supply and power supply system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees