提高保持时间的电路的制作方法

提高保持时间的电路
【技术领域】
1.本技术涉及一种提高保持时间的电路，属于功率因数校正领域。


背景技术：

2.随着现代工业的高速发展，电力系统的非线性负荷日益增多。这些非线性负荷产生的谐波电流注入到电网，使公用电网的电压波形产生畸变，严重地污染了电网的环境，为减小和消除谐波，应进行功率因数校正(powerfactor correct，pfc)，从而获得接近正弦波的输入电流及接近1的功率因数。
3.在突然断电的情况下，许多电子设备、仪器来不及做出反应，从而造成数据的丢失或者服务的中断。因此越来越多的电子设备、仪器要求提供掉电保持功能。为了实现该功能，通常做法为在pfc的输出端与用电负载之间增加储能电容，通过断电之后储能电容的放电来使得负载可以继续工作一段时间。但现有的pfc与负载之间一般通过d2d模块进行连接，而d2d模块是需要较高的电容输出电压才能保持输出稳定，当电容的输出电压不在d2d模块的输入范围之后，电容的电压就无法传递到负载上。
4.为保持较长的掉电保持时间，现有技术中的pfc，尤其是输出端设置有两个或两个以上储能电容的pfc，会通过增添额外的baby boost电路的方式来实现较长的掉电保持时间，如说明书附图中的图2所示电路，在断电之后，其可以通过baby boost电路将c1的电量传递至c2上来增加储能电容的输出电压在d2d的输入范围之间的时间，进而使得整个电路可以保持较长的掉电保持时间。
5.但上述保持较长的掉电保持时间的电路设置方式一方面由于增加了一整个baby boost电路，电路的整体成本和体积都会增加，并且pfc在正常工作时还会增加一个电感和二极管的导通所带来的损耗，进而导致pfc效率变低。
6.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

7.本技术的目的在于提供一种成本低、体积小且效率高的提高保持时间的电路。
8.本技术的目的是通过以下技术方案实现：一种提高保持时间的电路，适于通过d2d模块与外部负载连接，包括：
9.升压变换器，设置有至少两路，至少两路所述升压变换器输入并联连接；
10.电容，设置有至少两个，包括第一电容、及适于连接所述d2d模块的第二电容，每个所述电容与至少一路所述升压变换器的输出端电性连接；
11.开关组，与至少两个所述电容的正极极板或负极极板或正极极板与负极极板电性连接；
12.控制开关，连接至少一路所述升压变换器的输入端与所述第一电容；以及
13.浪涌保护件，与至少两路所述升压变换器和所述控制开关并联；
14.其中，所述控制开关具有输入电源正常的关闭状态，及输入电源断电的开启状态，
所述控制开关处于所述关闭状态时，两个所述电容充电；所述控制开关处于所述开启状态时，所述第一电容为所述第二电容充电。
15.进一步地，所述升压变换器为boost电路或者buck-boost电路。
16.进一步地，所述提高保持时间的电路还包括电性连接所述输入电源和所述升压变换器的输入开关模块；
17.所述控制开关处于所述开启状态时，所述输入开关模块处于阻断状态。
18.进一步地，所述输入开关模块为整流桥或relay。
19.进一步地，所述升压变换器包括输入端与所述输入开关模块的正极连接的电感、及一端与所述电感的输出端连接且另一端与所述输入开关模块的负极连接的升压开关管。
20.进一步地，所述第一电容和所述第二电容的连接线路上设置有第一开关件。
21.进一步地，所述第一开关件为慢速二极管。
22.进一步地，所述第二电容的容量小于所述第一电容的容量的两倍。
23.进一步地，所述控制开关为mosfet，igbt，gan或晶闸管中的一种。
24.进一步地，所述开关组包括与两路所述升压变换器中的一路连接的第一开关管、及与两路所述升压变换器中的另一路连接的第二开关管；
25.所述第一开关管和所述第二开关管均为二极管、mosfet、igbt或gan中的一种。
26.与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术通过利用原pfc中的一个升压变换器来代替现有技术中另外设置的baby boost电路，在提高了保持时间的同时，也避免了因为设置baby boost电路而导致的成本增加和体积变大，并且也可以去除在pfc正常工作时baby boost电路上的电感所带来的损耗，提高pfc的效率。
【附图说明】
27.图1是本技术实施例提高保持时间的电路的结构示意图；
28.图2是背景技术中现有技术的电路结构示意图。
【具体实施方式】
29.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
30.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
32.请参阅图1所示，本技术实施例所示的一种提高保持时间的电路，适于通过d2d模块与外部负载连接，包括升压变换器、电容、开关组、控制开关q3、以及浪涌保护件d5，其中升压变换器设置有至少两路，至少两路升压变换器输入并联连接，以形成两个升压回路，电容也相应设置有至少两个，包括第一电容c1及与d2d模块连接的第二电容c2，每个电容与至少一路升压变换器的输出端电性连接，由于第二电容c2需要作为本技术提高保持时间的电路的输出端与d2d进行连接，因此第二电容c2处的电压是要大于第一电容c1处的电压的。
33.开关组与至少两个电容的正极极板或负极极板或正极极板与负极极板电性连接，用以防止至少两个电容对地放电。控制开关q3连接至少一路升压变换器的输出端与第一电容c1。浪涌保护件d5适于与至少两路升压变换器并联，以减少浪涌电压对升压变换器的冲击并产生冲击电流以对第一电容c1和第二电容c2充电。
34.其中，控制开关q3在高电平时关闭，在低电平时导通至少一路升压变换器的输出端与第一电容c1，进而控制开关q3具有输入电源vin正常的关闭状态，及输入电源vin断电的开启状态，控制开关q3处于关闭状态时，两路升压变换器正常运行，两个电容充电。控制开关q3处于开启状态时，第一电容c1通过控制开关q3与至少两路升压变换器中的一路连通，进而通过升压变换器来升高第一电容c1处的电压，使得其可以给第二电容c2充电，从而实现提高第二电容c2的输出电压在d2d的输入范围之间的时间，增加第二电容c2给负载放电保持负载正常运行的时间，并且也避免了现有技术中因为设置baby boost而导致的成本增加和体积变大，也可以去除在pfc正常工作时baby boost上的电感所带来的损耗，提高pfc的效率。在本实施例中，第二电容c2的容量小于第一电容c1的容量的两倍，进而防止在使用第一电容c1对第二电容c2进行充电时的效率不足。控制开关q3可以为mosfet，igbt，gan或晶闸管中的任一种。
35.在本实施例中，升压变换器设置有两路，包括第一升压变换器和与第一升压变换器并联的第二升压变换器，第一升压变换器和第二升压变换器皆为boost电路或者buck-boost电路中的同一种，可根据实际需求而定，在此不做具体限定。boost电路或者buck-boost电路的工作原理均为成熟的现有技术，本技术并未对其工作原理进行改进，在此不做赘述。在本实施例中，第一升压变换器和第二升压变换器均为boost电路，包括电感及一端与电感的输出端连接的升压开关管。
36.提高保持时间的电路还包括电性连接输入电源vin和升压变换器的输入开关模块，输入开关模块的输入端与输入电源vin的正负极电性连接，第一升压变换器的第一电感l1和第二升压变换器的第二电感l2的输入端均与输入开关模块的正极连接，第一升压变换器的第一升压开关管q1和第二升压变换器的第二升压开关管q2的另一端均与输入开关模块的负极连接，在本实施例中，输入开关模块为整流桥，其由连接好的桥式整流电路的四个二极管d1、d2、d3、d4封在一起，可以实现将输入电源vin的交流电整流输出为boost电路的直流电，整流桥的工作原理及结构组成为现有技术，本技术对其并无改进，在此不在赘述。在控制开关q3处于开启状态时，输入开关模块处于阻断状态，以阻止第一电容c1输入到第二电容c2上的电压通过输入开关模块流失。
37.在其他实施例中，也可根据实际需求选择输入开关模块，如输入开关模块也可为relay，只要能满足实际需求皆可，在此不做具体限定。
38.开关组包括阳极与第一电感l1的输出端连接、且阴极与第一电阻的正极连接的第
一开关管d6、及与阳极与第二电感l2的输出端连接、且阴极与第二电阻的正极连接的第二开关管d7，在本实施例中，第一开关管d6和第二开关管d7均为二极管。在其他实施例中，第一开关管d6和第二开关管d7也可根据实际情况进行选择，如mosfet、igbt或gan等，可根据实际情况而定，在此不做具体限定。
39.第一电容c1和第二电容c2的连接线路上还设置有第一开关件d8，在本实施例中，第一开关件d8为慢速二极管，慢速二极管由于其反向恢复时间比较长，这样第二电容c2中的一部分能量会在慢速二极管反向恢复过程中回馈给pfc电路，进而整个pfc电路的损耗可以降低。
40.本技术提高保持时间的电路的具体工作过程为：在输入电源vin正常工作时，第一升压变换器和第二升压变换器正常运行，控制开关q3处于关闭状态，并可通过浪涌保护件d5对第一电容c1和第二电容c2进行充电储能；在输入电源vin突然断电后，第二电容c2通过d2d模块向负载输送电量一段时间，此时控制开关q3处于导通状态，第一电容c1可以通过控制开关q3及第一升压变换器共同组成boost电路，从而将第一电容c1处进行升压，进而使得第一电容c1中的电量可以输送至第二电容c2，之后在第一电容c1的电量消耗尽之后，继续使用第二电容c2内的电量供给给负载，直至第二电容c2的输出电压小于d2d模块的输入范围，对负载的供电停止，从而通过上述过程来提高第二电容c2的输出电压在d2d模块的输入范围之间的时间，增加第二电容c2给负载放电保持负载正常运行的时间。
41.综上所述：本技术通过利用原pfc中的一个升压变换器来代替现有技术中另外设置的baby boost，在提高了保持时间的同时，也避免了因为设置baby boost而导致的成本增加和体积变大，并且也可以去除在pfc正常工作时baby boost上的电感所带来的损耗，提高pfc的效率。
42.上述仅为本技术的一个具体实施方式，其它基于本技术构思的前提下做出的任何改进都视为本技术的保护范围。