专利名称：延长维持时间的电源供应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源供应器，尤指一种以一维持电力延续电源供应器持续操作一维持时间的延长维持时间的电源供应器。
背景技术：
按，现今交直流电源供应器为了因应外部电力中断时，仍可持续供电一段时间，以使负载完成必要的储存与控制动作而能安全地关机，而所延迟的工作时间即为业界所称的维持时间(Hold up time)。然而，随着电源供应器的功率密度越来越高，对其效率与避免供电异常的压求相对提高，上述维持时间的提供也被要求增加其所能延续供电的时间长度。再者，一般电源供应器通常包含有一整流单元，一功因校正单元、一稳压元件以及一电力调制单元，启动初始，该整流单元转换一外部电力为一直流电力，经该功因校正单元对该直流电力进行相位调制，该功因校正单元所输出的电力，对该稳压元件进行充电，而该电源供应器需等到该稳压元件操作于稳态时，才可正常驱动，也就是说，需要等到该稳压元件充电完成才可进行电力调制输出。上述维持时间，即是指该电源供应器无法正常取得该外部电力，该功因校正单元停止转换电力，该稳压元件进行放电的时间。因此，一般欲延长维持时间的作法就有两种，其一即为增加该稳压元件的储能容量，其二即是增设辅助储能元件，然而，储能容量的增加，也即该储能元件的充电时间随之延长，如此一来，便会使该电源供应器的开机时间延长，若为了缩短开机时间而加大启动电流，还会导致该电源供应器所属构件无法应付此启动电流。以增设辅助储能元件的实施方式即如中国台湾第1364651号专利案披露，此案以一辅助储能元件储存维持电力，以于该外部电力异常时提供该维持电力延长该维持时间，但该辅助储能元件直接与该储能元件并联，无形中增加了该电源供应器的等效负载，并不利于该电源供应器的整体供电。
实用新型内容本实用新型的主要目的，在于克服习用电源供应器构架与实施方式欲延长维持时间所衍生的开机缓慢以及增加该主供电系统负载的问题。为达上述目的，本实用新型提供一种延长维持时间的电源供应器，包括一主供电系统以及一维持电力供应系统。该主供电系统包含有一接收一外部电力并整流输出一第一电力的整流单元、接收该第一电力并对该第一电力进行相位调制而产生一第二电力的功因校正单元、一接收该第二电力作储能稳压的稳压元件、以及一连接于该稳压元件并将该第二电力转换为一工作电力输出的电力调制单元，该功因校正单元具有一与该整流单元连接的输入端以及一与该稳压元件连接的输出端。该维持电力供应系统与该功因校正单元并联，该维持电力供应系统包含有一连接于该输入端且将该第一电力变压为一第三电力的隔离变压元件，一接收该第三电力并作储存且具有一维持电力的储能元件，以及一设置于该输出端与该储能元件之间以取得该第二电力与该维持电力的电力比较单元，该电力比较单元具有一当该第二电力大于该维持电力时使该储能元件持续充电的第一状态、一当该第二电力等于该维持电力时该储能元件停止充电的第二状态、以及一当该第二电力小于该维持电力时使该储能元件输出该维持电力至该电力调制单元，以持续转换该工作电力一维持时间的第三状态。于一实施例中，该维持电力供应系统包含有一控制该隔离变压元件的导通状态的充电控制单元。更进一步地，该充电控制单元包含一电力开关元件以及一控制该电力开关元件的导通状态的驱动控制单元。于一实施例中，该维持电力供应系统包含有一连接该隔离变压元件以限制电流大小的限流电阻。于一实施例中，该维持电力供应系统包含有一连接于该隔离变压元件与该储能元件之间以限制电流方向仅能向该储能元件导通的单向导通元件。更进一步地，该单向导通元件为一二极管。于一实施例中，该储能元件选自由一电池元件和一电容器所组成群组中的其中之
一于一实施例中，该电力比较单元为一二极管。通过本实用新型所披露的延长维持时间的电源供应器，相较于习用实施方式具有以下特点:一、避免增加主供电系统的负载。本实用新型该储能元件并未与该稳压元件形成并联，且以该隔离变压元件磁耦感应而出的第三电力对该储能元件进行充电，相较习用直接以该第二电力进行充电的实施方式，可具体避免增加该主供电系统于操作时的等效负载。二、得以较小功率电流进行储能。本实用新型该储能元件可以较小电流值的第三电力缓慢充电，进而不会影响到整体电源供应器的实施，更不会增加该主供电系统的负载。
图1本实用新型延长维持时间的电源供应器一实施例的电路组成方块示意图。图2本实用新型延长维持时间的电源供应器一实施例的具体电路实施示意图。
具体实施方式
涉及本实用新型的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下:请参图1及图2，本实用新型延长维持时间的电源供应器，可于取得一外部电力的过程中，因短暂跳电或意外停止供电而无法正常取得该外部电力时，通过一维持电力延续该电源供应器工作一维持时间(即业界俗称的Hold up time)，避免与该电源供应器连接的一信息处理设备因供电异常，产生数据遗失或元件损坏的问题。本实用新型该电源供应器包含有一主供电系统I以及一维持电力供应系统2，该主供电系统I包含有一整流单元11，一与该整流单元11连接的功因校正单元12，一稳压元件13以及一连接该稳压元件13的电力调制单元14。该整流单元11连接一外部电力源3接收该外部电力并整流转换输出一第一电力，该功因校正单元12接收该第一电力并对该第一电力的电流与电压进行相位调整，使该第一电力的功率因子符合实施所需，转换输出一第二电力。更具体说明，该功因校正单元12具有一连接该整流单元11的输入端121，以及一连接该稳压元件13的输出端122。该稳压元件13自该功因校正单元12的该输出端122接收该第二电力进行储能，于稳态时形成稳压，而该电力调制单元14与该稳压元件13连接，对该第二电力进行电力转换输出一工作电力。此外，本实用新型该电源供应器若实施于一 N+M备援电力系统时，该主供电系统I于该电力调制单元14之后连接有一电力整合背板15，以该电力整合背板15整合该工作电力输出至该信息处理设备上，上述的N表示该备援电力系统驱动该信息处理设备运作的电力功率负载总和所需要的电源供应器数量，而M则表示可允许该电源供应器损坏的数量。另外，该功因校正单元12具有一控制该功因校正单元12的操作状态的脉宽控制单元123。另一方面，该维持电力供应系统2并联于该功因校正单元12，具体说明，该维持电力供应系统2包含有一连接该输入端121的隔离变压元件21，一连接该隔离变压元件21的储能元件22，以及一设置该输出端122与该储能元件21之间的电力比较单元23，具体来说，该隔离变压元件21具有一初级线圈211以及一与该初级线圈211磁耦合的次级线圈212，该隔离变压元件21则以该初级线圈211与该功因校正单元12的输入端121连接，再以该次级线圈212与该储能元件22连接。该隔离变压元件21接收该第一电力后，即以该初级线圈211与该次级线圈212耦合转换输出一第三电力。更进一步地，该初级线圈211的线圈匝数可少于该次级线圈212的线圈匝数，也就是说，经该隔离变压元件21变压转换后的该第三电力的电力电平高于该第一电力的电力电平。该储能元件22自该次级线圈212接收该第三电力并作储能具有一维持电力，更进一步地，该储能元件22可自由一电池元件或一电容器所组成群组的其中之一。此外，该隔离变压元件21连接有一限流电阻24，该第一电力输出至该输入端121时，该第一电力的电流即受该限流电阻24的电阻值与该功因校正单元12、该稳压元件13以及该电力调制单元14的等效电阻值产生分流，该限流电阻24使该维持电力供应系统2所接收的电流小于该功因校正单元12所接收的电流，也就是说，本实用新型该维持电力供应系统2以较小功率进行充电，进而可以降低该主供电系统I的工作负载，更进一步地，该功因校正单元12所接收电流是该维持电力供应系统2所接收电流的数倍，优选为10倍。此外，该维持电力供应系统2还包含有一连接该隔离变压元件21的充电控制单元25，该充电控制单元25控制该隔离变压元件21的导通状态，该充电控制单兀25具体来说包含有一电力开关兀件251以及一控制该电力开关兀件251导通状态的驱动控制单元252，而该电力开关单元251可选自由晶体管(BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)所组成群组的其中之一，该驱动控制单元252则可以通过反馈控制或时序控制决定该电力开关单元251的导通，该驱动控制单元252的实施方式诸多，本实用新型于此并不限定该驱动控制单元252的实施态样。该驱动控制单元252驱使该电力开关单元251导通，该隔离变压元件21即进行电力转换输出该第三电力对该储能元件22充电。此外，该维持电力供应系统2包含有一连接隔离变压元件21与该储能元件22之间的单向导通元件26，该单向导通元件26可进一步为一二极管，用以限制该维持电力的电流无法向至该隔离变压元件21流动，也就是说，该单向导通元件26限制该第三电力的电流仅能向该储能元件22导通。承上所述，本实用新型该电力比较单元23于本实用新型所称电源供应器实施时，依该第二电力的电力电平与该维持电力的电力电平具有以下实施状态。该电力比较单元23具有一该第二电力大于该维持电力使该储能元件22持续充电的第一状态，一该第二电力等于该维持电力使该储能元件22停止充电的第二状态，以及一该第二电力小于该维持电力使该储能元件22经该输出端122输出该维持电力至该电力调制单元14的第三状态。更具体说明，于该主供电系统I接收该外部电力开始转换电力的初始，该储能元件22当下还未储存电力，也就是说该电源供应器启动初始该储能元件22未具有该维持电力。经该整流单兀转换该外部电力输出该第一电力时，该第一电力一方面输出至该功因校正单兀12进行相位调制，另一方面则输出至该隔离变压元件21。该隔离变压元件21接收该第一电力时，该隔离变压元件21即以该初级线圈211及该次级线圈212转换该第一电力输出该第三电力至该储能元件22。该储能元件22接收该第三电力进行充电，而此时的该储能电力仍小于该第二电力，该电力比较单元23仍处于该第一状态。该储能元件22经过一段时间的充电后，该维持电力的电力电平上升至等于该第二电力，该电力比较单元23即处于该第二状态，使中止充电但仍维持该维持电力的电力电平。若该主供电系统I无法正常取得该外部电力时，该第二电力的电力电平即受影响而逐渐下降，下降到小于该维持电力时，该电力比较单元23即进入该第三状态，该储能元件22输出该维持电力，以该维持电力延续该电力调制单元持续操作该维持时间，供使用者可于该维持时间内，对该信息处理设备进行存盘或关机的动作，此外，该维持时间的长短则取决于该储能元件22所能储存电量的多寡。综上所述，本实用新型延长维持时间的电源供应器，主要以一维持电力供应系统与一主供电系统中的一功因校正单元并联。该维持电力供应系统包含一连接该功因校正单元接收一第一电力变压成一第三电力的隔离变压元件，一接收该第三电力并作储存具有一维持电力的储能元件，以及一连接于功因校正单元与该储能元件之间的电力比较单元，该电力比较单元比较该功因校正单元相位调制产生的一第二电力与该维持电力，于该第二电力小于该维持电力时输出该维持电力，以延续该电力调制单元持续操作一维持时间。通过上述电路架构，以克服习用电源供应器若欲增加该维持时间所衍生的开机缓慢以及增加该主供电系统负载的问题。以上已将本实用新型做一详细说明，然而以上所述者，仅为本实用新型的一优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型的专利涵盖范围内。
权利要求1.一种延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器包括: 一主供电系统，所述主供电系统包含有一接收一外部电力源并整流输出一第一电力的整流单元、一接收所述第一电力并对所述第一电力进行相位调制而产生一第二电力的功因校正单元、一接收所述第二电力作储能稳压的稳压元件、以及一连接于所述稳压元件并将所述第二电力转换为一工作电力输出的电力调制单元，所述功因校正单元具有一与所述整流单元连接的输入端以及一与所述稳压元件连接的输出端；以及 一维持电力供应系统，所述维持电力供应系统与所述功因校正单元并联，所述维持电力供应系统包含有一连接于所述输入端且将所述第一电力变压为一第三电力的隔离变压元件、一接收所述第三电力并作储存且具有一维持电力的储能元件、以及一设置于所述输出端与所述储能元件之间以取得所述第二电力与所述维持电力的电力比较单元，所述电力比较单元具有一当所述第二电力大于所述维持电力时使所述储能元件持续充电的第一状态、一当所述第二电力等于所述维持电力时使所述储能元件停止充电的第二状态、以及一当所述第二电力小于所述维持电力时使所述储能元件输出所述维持电力至所述电力调制单元，以持续转换所述工作电力一维持时间的第三状态。
2.根据权利要求1所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述维持电力供应系统包含有一控制所述隔离变压元件的导通状态的充电控制单元。
3.根据权利要求2所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述充电控制单元包含一电力开关元件以及一控制所述电力开关元件的导通状态的驱动控制单元。
4.根据权利要求1所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述维持电力供应系统包含有一连接所述隔离变压元件以限制电流大小的限流电阻。
5.根据权利要求1所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述维持电力供应系统包含有一连接于所述隔离变压元件与所述储能元件之间以限制电流方向仅能向所述储能元件导通的单向导通元件。
6.根据权利要求5所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述单向导通元件为一二极管。
7.根据权利要求1所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述储能元件选自由一电池元件和一电容器所组成群组中的其中之一。
8.根据权利要求1所述的延长维持时间的电源供应器，其特征在于，所述电力比较单元为一二极管。
专利摘要一种延长维持时间的电源供应器，主要以一维持电力供应系统与一主供电系统中的一功因校正单元并联。该维持电力供应系统包含一连接该功因校正单元接收一第一电力变压成一第三电力的隔离变压元件、一接收该第三电力并作储存具有一维持电力的储能元件、以及一设置于一输出端与该储能元件之间取得一第二电力与该维持电力的电力比较单元，该电力比较单元比较该功因校正单元相位调制产生的该第二电力与该维持电力，当该第二电力小于该维持电力时，输出该维持电力，以延续该电力调制单元持续操作一维持时间。
文档编号H02M7/217GK203166790SQ20132007188
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月7日 优先权日2013年2月7日
发明者施纯德, 张裕渊, 张天维 申请人:新巨企业股份有限公司