本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)裝置，特別涉及一種具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

電源供應(yīng)裝置是一種非常常見的電子裝置；電源供應(yīng)裝置用以提供電源予負(fù)載裝置，藉以驅(qū)動(dòng)負(fù)載裝置；因此，電源供應(yīng)裝置非常的重要。通常，電源供應(yīng)裝置連接交流電源供應(yīng)裝置以接收交流電源。

相關(guān)技術(shù)的電源供應(yīng)裝置的維持時(shí)間的設(shè)計(jì)是基于電容儲(chǔ)能公式：(1/2)C(V2²-V1²)＝PT，其中C為儲(chǔ)能電容，V2為操作電壓，V1為截止電壓，P為電源供應(yīng)裝置的輸出功率，T為維持時(shí)間。依據(jù)上述公式，為了延長維持時(shí)間，研發(fā)人員通常會(huì)增加儲(chǔ)能電容；然而，現(xiàn)今的電源供應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)日趨小型化，但儲(chǔ)能電容具有較大的體積，因此增加儲(chǔ)能電容并不實(shí)用；此問題需要被解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為改善上述公知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置。

為達(dá)成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置具有一維持時(shí)間，該電源供應(yīng)裝置包含：一儲(chǔ)能電容；一預(yù)充電電容；及一降壓單元，電性連接該儲(chǔ)能電容以及該預(yù)充電電容之間。其中，當(dāng)該具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置接收一輸入直流電壓時(shí)，該儲(chǔ)能電容的電壓為一第一電壓，且該預(yù)充電電容被充電，使得該預(yù)充電電容的電壓為一第二電壓，該第二電壓大于該第一電壓。其中，當(dāng)該儲(chǔ)能電容的電壓小于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，該降壓單元降壓該預(yù)充電電容的電壓，并將該預(yù)充電電容被降壓后的電壓提供至該儲(chǔ)能電容，以延長該維持時(shí)間。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，其中當(dāng)該儲(chǔ)能電容的電壓小于該預(yù)設(shè)電壓時(shí)，該降壓單元將該第二電壓降壓至該預(yù)設(shè)電壓，并將該預(yù)設(shè)電壓提供至該儲(chǔ)能電容。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一第一電壓檢測單元，電性連接至該儲(chǔ)能電容以檢測該儲(chǔ)能電容的電壓。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一升壓充電單元，電性連接該預(yù)充電電容。其中當(dāng)接收該輸入直流電壓時(shí)，該預(yù)充電電容被該升壓充電單元充電，使得該預(yù)充電電容的電壓為該第二電壓。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一開關(guān)單元，電性連接該預(yù)充電電容及該升壓充電單元之間；一控制單元，電性連接至該開關(guān)單元；及一第二電壓檢測單元，電性連接該預(yù)充電電容及該控制單元。其中該控制單元透過該第二電壓檢測單元取得該預(yù)充電電容的電壓，并根據(jù)該預(yù)充電電容的電壓選擇導(dǎo)通或不導(dǎo)通該開關(guān)單元。。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，其中當(dāng)接收該輸入直流電壓，且該預(yù)充電電容的該電壓小于該第二電壓時(shí)，該控制單元導(dǎo)通該開關(guān)單元，使得該預(yù)充電電容被該升壓充電單元充電；當(dāng)接收該輸入直流電壓，且該預(yù)充電電容的該電壓大于或等于該第二電壓時(shí)，該控制單元不導(dǎo)通該開關(guān)單元，使得該升壓充電單元停止對(duì)該預(yù)充電電容充電。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一輔助電源單元，電性連接該升壓充電單元，以提供該升壓充電單元對(duì)該預(yù)充電電容充電的電力。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，其中該升壓充電單元包含：一二極管，電性連接該輔助電源單元；及一電容，電性連接該二極管以及一接地端之間。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一全橋轉(zhuǎn)換器，電性連接至該儲(chǔ)能電容及該降壓單元。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一主變壓器，電性連接至該全橋轉(zhuǎn)換器；及一輸出整流器，電性連接至該主變壓器。

于一實(shí)施例中，如上所述的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置，還包含：一電磁干擾濾波器，電性連接至該儲(chǔ)能電容、該降壓單元及該全橋轉(zhuǎn)換器；及一涌浪電流限制器，電性連接至該電磁干擾濾波器。本發(fā)明的功效在于延長電源供應(yīng)裝置的維持時(shí)間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置的第一實(shí)施例方塊圖；

圖2為本發(fā)明的降壓單元方塊圖；

圖3為本發(fā)明的升壓充電單元方塊圖；

圖4為本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置的第二實(shí)施例方塊圖；

圖5為本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置的第三實(shí)施例方塊圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置 10

儲(chǔ)能電容 102

降壓單元 104

預(yù)充電電容 106

升壓充電單元 108

第一電壓檢測單元 110

開關(guān)單元 112

控制單元 114

第二電壓檢測單元 116

輔助電源單元 118

全橋轉(zhuǎn)換器 120

主變壓器 122

輸出整流器 124

電磁干擾濾波器 126

涌浪電流限制器 128

交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器 130

輸出端電容 132

第三二極管 134

開關(guān)子單元 10402

控制子單元 10404

第一二極管 10406

第一電感 10408

第一電容 10410

第二二極管 10802

第二電容 10804

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下的詳細(xì)說明和附圖說明如下，而附圖與詳細(xì)說明僅作為說明之用，并非用于限制本發(fā)明。

請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置的第一實(shí)施例方塊圖；請(qǐng)參考圖2，其為本發(fā)明的降壓單元方塊圖；請(qǐng)參考圖3，其為本發(fā)明的升壓充電單元方塊圖。

圖1中，一具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10具有一維持時(shí)間，且包含一儲(chǔ)能電容102、一預(yù)充電電容106及連接于儲(chǔ)能電容102與預(yù)充電電容106之間的降壓單元104。

當(dāng)本實(shí)施例的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10接收一輸入直流電壓時(shí)，儲(chǔ)能電容102可被前述輸入直流電壓充電，使得儲(chǔ)能電容102的電壓為第一電壓。此外，預(yù)充電電容106可被充電，使得預(yù)充電電容106的電壓為第二電壓。前述的第二電壓大于前述的第一電壓。當(dāng)儲(chǔ)能電容102的電壓小于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，降壓單元104可降壓預(yù)充電電容106的電壓，并將預(yù)充電電容106被降壓后的電壓提供至儲(chǔ)能電容102，以延 長上述的維持時(shí)間。

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1，具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10還包含一升壓充電單元108、一第一電壓檢測單元110、一開關(guān)單元112、一控制單元114、一第二電壓檢測單元116、一輔助電源單元118、一全橋轉(zhuǎn)換器120、一主變壓器122、一輸出整流器124、一電磁干擾濾波器126及一涌浪電流限制器128。

當(dāng)輸入直流電壓不足或掉電(drop out)時(shí)，儲(chǔ)能電容102的電壓會(huì)由第一電壓慢慢降低。當(dāng)儲(chǔ)能電容102的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，降壓單元104可將預(yù)充電電容106提供的第二電壓降壓，并提供降壓后的電壓至儲(chǔ)能電容102。在ㄧ實(shí)施例中，降壓單元104將預(yù)充電電容106提供的第二電壓降壓至預(yù)設(shè)電壓。

請(qǐng)一并參閱圖2及圖3，降壓單元104包含一開關(guān)子單元10402、一控制子單元10404、一第一二極管10406、一第一電感10408及一第一電容10410，升壓充電單元108包含一第二二極管10802及一第二電容10804。

降壓單元104電性連接至儲(chǔ)能電容102；預(yù)充電電容106電性連接至降壓單元104；升壓充電單元108電性連接至降壓單元104及預(yù)充電電容106；第一電壓檢測單元110電性連接至儲(chǔ)能電容102及降壓單元104；開關(guān)單元112電性連接至降壓單元104、預(yù)充電電容106及升壓充電單元108；控制單元114電性連接至開關(guān)單元112；控制單元114透過第二電壓檢測單元116取得預(yù)充電電容106的電壓，并根據(jù)預(yù)充電電容106的電壓選擇導(dǎo)通或不導(dǎo)通開關(guān)單元112；第二電壓檢測單元116電性連接至降壓單元104、預(yù)充電電容106、開關(guān)單元112及該控制單元114；輔助電源單元118電性連接至儲(chǔ)能電容102、降壓單元104、第一電壓檢測單元110及升壓充電單元108，以提供升壓充電單元108對(duì)預(yù)充電電容106充電的電力；全橋轉(zhuǎn)換器120電性連接至儲(chǔ)能電容102、降壓單元104、第一電壓檢測單元110及輔助電源單元118；主變壓器122電性連接至全橋轉(zhuǎn)換器120；輸出整流器124電性連接至主變壓器122；電磁干擾濾波器126電性連接至該儲(chǔ)能電容102、降壓單元104、第一電壓檢測單元110、輔助電源單元118及全橋轉(zhuǎn)換器120；涌浪電流限制器128電性連接至電 磁干擾濾波器126。

開關(guān)子單元10402電性連接至預(yù)充電電容106、開關(guān)單元112及第二電壓檢測單元116；控制子單元10404電性連接至開關(guān)子單元10402及第一電壓檢測單元110；第一二極管10406電性連接至開關(guān)子單元10402；第一電感10408電性連接至該開關(guān)子單元10402、第一二極管10406及儲(chǔ)能電容102；第一電容10410電性連接至第一電感10408及儲(chǔ)能電容102。第二二極管10802電性連接至開關(guān)單元112及輔助電源單元118；第二電容10804電性連接至開關(guān)單元112、第二二極管10802以及一接地端之間。

當(dāng)具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10接收輸入直流電壓(例如40伏特，從涌浪電流限制器128輸入)時(shí)，儲(chǔ)能電容102被此輸入直流電壓充電，使得儲(chǔ)能電容102的電壓為第一電壓(例如40伏特)，且預(yù)充電電容106被充電，使得預(yù)充電電容106的電壓為一第二電壓(例如80伏特)，而第二電壓大于第一電壓；當(dāng)儲(chǔ)能電容102的電壓小于一預(yù)設(shè)電壓(例如36伏特)時(shí)(亦即，具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10停止接收輸入直流電壓)，預(yù)充電電容106的第二電壓被降壓單元104降壓以提供延長具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10的維持時(shí)間。

相較于現(xiàn)有技術(shù)電源供應(yīng)裝置，本實(shí)施例的延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10除了設(shè)置儲(chǔ)能電容102外，更加額外設(shè)置了等效上與儲(chǔ)能電容102并聯(lián)的預(yù)充電電容106。并且，先對(duì)預(yù)充電電容106充電，使得預(yù)充電電容106的電壓大于儲(chǔ)能電容102的電壓。當(dāng)輸入直流電壓不足或掉電(drop out)時(shí)，可先由儲(chǔ)能電容102儲(chǔ)存的電能供應(yīng)后端電路。當(dāng)儲(chǔ)能電容102儲(chǔ)存的電能逐漸降低而使得儲(chǔ)能電容102的電壓小于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，可通過預(yù)充電電容106預(yù)先充電而儲(chǔ)存的電能供應(yīng)后端電路，進(jìn)而達(dá)成延長維持時(shí)間的功能。如現(xiàn)有技術(shù)中所述，若要有較長的維持時(shí)間，必須要增加儲(chǔ)能電容的體積，以儲(chǔ)存較大的電能。為了克服此問題，本發(fā)明是將預(yù)充電電容106先充電至較高的電壓而儲(chǔ)存較大的電能，可儲(chǔ)存較大電能且縮小儲(chǔ)能電容的體積。

當(dāng)具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10接收輸入直流電壓時(shí)，預(yù)充電電容106被升壓充電單元108充電，使得預(yù)充電電容106的電壓為 第二電壓。

第一電壓檢測單元110用以檢測儲(chǔ)能電容102的電壓并通知降壓單元104儲(chǔ)能電容102的電壓；當(dāng)儲(chǔ)能電容102的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，預(yù)充電電容106的第二電壓被降壓單元104降壓以提供延長具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10的維持時(shí)間。

第二電壓檢測單元116用以檢測預(yù)充電電容106的電壓并通知控制單元114預(yù)充電電容106的電壓；當(dāng)接收輸入直流電壓，且預(yù)充電電容106的電壓小于第二電壓時(shí)(亦即，預(yù)充電電容106尚未充飽電)，控制單元114導(dǎo)通開關(guān)單元112，使得預(yù)充電電容106被升壓充電單元108充電；當(dāng)接收輸入直流電壓，且預(yù)充電電容106的電壓大于或等于第二電壓時(shí)(亦即，預(yù)充電電容106已經(jīng)充飽電)，控制單元114不導(dǎo)通開關(guān)單元112，使得升壓充電單元108停止對(duì)預(yù)充電電容106充電。

第一電壓檢測單元110用以檢測儲(chǔ)能電容102的電壓并通知控制子單元10404儲(chǔ)能電容102的電壓；當(dāng)儲(chǔ)能電容102的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，控制子單元10404導(dǎo)通開關(guān)子單元10402，使得預(yù)充電電容106的第二電壓被降壓單元104降壓以提供延長具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10的維持時(shí)間。

輔助電源單元118傳送一輔助電源至升壓充電單元108；當(dāng)控制單元114導(dǎo)通開關(guān)單元112時(shí)，升壓充電單元108對(duì)輔助電源升壓以對(duì)預(yù)充電電容106充電。其中，輸入直流電壓被轉(zhuǎn)換為輔助電源。

請(qǐng)參考圖4，其為本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置的第二實(shí)施例方塊圖；圖4所示的元件敘述與圖1～3相似者，為簡潔因素，于此不再贅述。再者，具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10還包含一交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器130；交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器130電性連接至涌浪電流限制器128。交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器130用以轉(zhuǎn)換一輸入交流電壓成為輸入直流電壓。

請(qǐng)參考圖5，其為本發(fā)明的具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置的第三實(shí)施例方塊圖；圖5所示的元件敘述與圖1～3相似者，為簡潔因素，于此不再贅述。再者，具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10還包含一輸出端電容132及一第三二極管134；輸出端電容132電性連接至輸出 整流器124；第三二極管134電性連接至主變壓器122及升壓充電單元108。

當(dāng)具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10接收一輸入直流電壓(例如40伏特，從涌浪電流限制器128輸入)時(shí)，輸出端電容132的一電壓為一第一電壓(例如12伏特)，且預(yù)充電電容106被充電，使得預(yù)充電電容106的一電壓為一第二電壓(例如24伏特)，而第二電壓大于第一電壓；當(dāng)輸出端電容132的電壓小于一預(yù)設(shè)電壓(例如10伏特)時(shí)(亦即，具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10停止接收輸入直流電壓)，預(yù)充電電容106的第二電壓被降壓單元104降壓以提供延長具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10的一維持時(shí)間。

當(dāng)具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10接收輸入直流電壓時(shí)，預(yù)充電電容106被升壓充電單元108充電，使得預(yù)充電電容106的電壓為第二電壓。

第一電壓檢測單元110用以檢測輸出端電容132的電壓并通知降壓單元104輸出端電容132的電壓；當(dāng)輸出端電容132的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，預(yù)充電電容106的第二電壓被降壓單元104降壓以提供延長具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10的維持時(shí)間。

第二電壓檢測單元116用以檢測預(yù)充電電容106的電壓并通知控制單元114預(yù)充電電容106的電壓；當(dāng)接收輸入直流電壓，且預(yù)充電電容106的電壓小于第二電壓時(shí)(亦即，預(yù)充電電容106尚未充飽電)，控制單元114導(dǎo)通開關(guān)單元112，使得預(yù)充電電容106被升壓充電單元108充電；當(dāng)接收輸入直流電壓，且預(yù)充電電容106的電壓大于或等于第二電壓時(shí)(亦即，預(yù)充電電容106已經(jīng)充飽電)，控制單元114不導(dǎo)通開關(guān)單元112，使得升壓充電單元108停止對(duì)預(yù)充電電容106充電。

第一電壓檢測單元110用以檢測輸出端電容132的電壓并通知控制子單元10404輸出端電容132的電壓；當(dāng)輸出端電容132的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，控制子單元10404導(dǎo)通開關(guān)子單元10402，使得預(yù)充電電容106的第二電壓被降壓單元104降壓以提供延長具有延長維持時(shí)間功能的電源供應(yīng)裝置10的維持時(shí)間。

主變壓器122透過第三二極管134傳送一轉(zhuǎn)換電源至升壓充電單元 108；當(dāng)控制單元114導(dǎo)通開關(guān)單元112時(shí)，升壓充電單元108對(duì)轉(zhuǎn)換電源升壓以對(duì)預(yù)充電電容106充電。

本發(fā)明的功效在于延長電源供應(yīng)裝置的維持時(shí)間。

然以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾等，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明的專利涵蓋范圍意圖保護(hù)的范疇。本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。綜上所述，當(dāng)知本發(fā)明已具有產(chǎn)業(yè)利用性、新穎性與進(jìn)步性，又本發(fā)明的構(gòu)造亦未曾見于同類產(chǎn)品及公開使用，完全符合發(fā)明專利申請(qǐng)要件，爰依專利法提出申請(qǐng)。