一种开关电源和电子设备制造技术

本申请实施例提供了一种开关电源。开关电源包括多相功率因数校正PFC电路、控制电路和输入电压检测电路；多相功率因数校正电路包括至少两个升压电路和滤波储能电路；其中，滤波储能电路包括至少一个第一电容，至少一个第二电容和一个单向传导器件；其中，在交流电源正常工作时，单向传导器件处于导通状态；电压跌落时，单向传导器件处于截止状态；至少两个升压电路中的一个升压电路包括第一电感，第一开关管和第二开关管；其余升压电路包括第二电感，第三开关管和续流器件；控制电路基于交流输入电压值确定产生电压跌落时，控制升压电路中各开关管的工作状态，使第一电容将能量释放到第二电容，维持电压稳定输出，延长掉电保持时间。时间。时间。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源和电子设备


[0001]本申请涉及电源
，尤其涉及一种开关电源和电子设备。

技术介绍

[0002]在电子设备的使用过程中，如服务器在使用时，需要外界交流电源提供能量。而交流电源由于直接接入电网，需要应对电网波动所带来的各种不利影响，一般要求单电源工作时能够满足在前级电网出现20ms内的短暂中断情况下开关电源能够正常输出电压，使后级电路能继续正常工作，如保存信息等。通常的解决方案为在开关电源内设置一个母线电容，电容放电维持后级电路工作，保证输出电压正常。
[0003]但是，对于当前的解决方案，由于第二级变换器变压器变比固定，无论是通过调整开关管的脉冲宽度(Pulse
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width modulation，PWM)或频率(Pulse frequency modulation，PFM)来适应不同的输入电压，实现宽范围输入，输出电压都有上下限的限制，母线电容放电一部分电量后，开关电源难以稳定输出。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种开关电源和计算设备。可以在增大开关电源输出功率，延长开关电源掉电保持时间。
[0005]第一方面，本申请技术方案提供了一种开关电源。该开关电源包括多相功率因数校正PFC电路、控制电路和输入电压检测电路；PFC电路包括第一电压输入端、第二电压输入端、至少两个升压电路和滤波储能电路；其中，滤波储能电路包括至少一个第一电容，至少一个第二电容和一个单向传导器件；其中，在交流电源正常工作时，单向传导器件处于导通状态；电压跌落后，单向传导器件处于截止状态；控制电路包括至少三个开关控制信号输出端和至少一个输入电压检测输入端；输入电压检测电路包括第一电压输入端，第二电压输入端和至少一个输入电压检测输出端；至少两个升压电路中的一个升压电路包括第一电感，第一开关管和第二开关管；其余升压电路包括第二电感，第三开关管和续流器件；第一电感的第一端和第二电感的第一端与PFC电路的第一电压输入端电连接；PFC电路的第一电压输入端与交流电源的正极电连接；述PFC电路的第二电压输入端与交流电源的负极电连接；第一电感的第一端与第一开关管的第一端和第二开关管的第二端电连接；第二开关管的第一端，至少一个第一电容的第一端和单向传导器件的第一端电连接；第二电感的第二端与第三开关管的第一端和续流器件的第二端电连接；续流器件的第一端与至少一个第二电容的第一端电连接；第一开关管的第二端、第三开关管的第二端、至少一个第一电容的第二端和至少一个第二电容的第二端电连接地；控制电路的至少三个开关控制信号输出端分别与第一开关管的第三端，第二开关管的第三端和第三开关管的第三端电连接；控制电路的至少三个开关控制信号输出端输出的开关控制信号用于控制第一开关管，第二开关管和第三开关管的工作状态；输入电压检测电路的第一电压输入端与交流电压的正极电连接；输入电压检测电路的第二电压输入端与交流电压的负极电连接；输入电压检测电路的至少
一个输入电压检测输出端与控制电路的至少一个输入电压检测输入端电连接；在电压跌落时，控制电路控制至少一个第一电容将能量释放到至少一个第二电容。
[0006]在该技术方案中，在多相PFC电路的一相的输出端附加储能电容和单向传导器件；在交流电压正常时，该储能电容作为PFC的母线电容的一部分，为后端提供输出电压，同时存储能量；在交流电压跌落后，单向传导器件截止，附加储能电容通过第一电感和第二电感将能量释放到母线电容上，保持母线电容输出电压稳定。该技术方案直接复用PFC电路的器件，延长掉电保持时间。同时，通过多相输出增大输出功率，并且多相PFC交错工作改善输出的纹波电流。
[0007]在一种实现方式中，单向传导器件为二极管；单向传导器件的第一端为阳极，单向传导器件的第二端为阴极。
[0008]在该实现方式中，基于二极管的正向导通和反向截止特性，在交流电压正常时，二极管导通，附加储能电容正常向后端提供输出电流；在电压跌落时，由于二极管的反向截止特性，保证能量不可以从第二电容回流向第一电容；该方案直接利用二极管自身的特性，一方面不需要外部控制，简化开关电源的控制逻辑，节省驱动电路。
[0009]在一种实现方式中，续流器件为第四开关管，控制电路的至少三个开关控制信号输出端还包括第四开关控制信号输出端，第四开关控制信号输出端与第四开关管的第三端电连接。
[0010]在该实现方式中，将开关管作为续流器件，由于开关管具有较小的导通电阻，因此该续流器件具有较小的功率消耗，进而提高开关电源的效率。
[0011]在一种实现方式中，控制电路用于:基于输入电压检测电路的至少一个电压输入端的输入信号确定交流电源的输入电压跌落时，第一时刻，控制第二开关管和第三开关管导通，第一开关管和第四开关管截止，至少一个第一电容将能量释放，存储在第一电感和第二电感；在第二时刻，控制第一开关管和第四开关管导通，第二开关和第三开关管截止；第一电感和第二电感释放能量到至少一个第二电容。
[0012]在该实现方式中，控制电路确定交流电压跌落时，控制第二开关管导通，第一开关管截止；在第一时刻，控制第二开关管和第三开关管导通，第一开关管和第四开关管截止，第一电容，第二开关管，第一电感，第二电感和第三开关管形成回路，第一电容将能量先释放到第一电感和第二电感；在第二时刻，控制第一开关管和第四开关管导通，第二开关管和第三开关管截止，第一电感，第二电感，第四开关管和第二电容和第一开关管形成回路，第一电感和第二电感将能量释放到第二电容，继续维持第二电容两端的电压稳定输出。
[0013]在一种实现方式中，开关电源还包括输出电压检测电路；控制电路还包括输出电压检测输入端；输出电压检测电路包括输出电压检测输入端和输出电压检测输出端；输出电压检测电路的第一电压输入端与至少一个第二电容的第一端电连接；输出电压检测电路的输出电压检测输出端与控制电路的输出电压检测输入端电连接；控制电路基于输出电压检测输入端的电压信号确定第二时刻。
[0014]在该实现方式中，输出电压检测电路检测PFC电路输出端的电压,当控制电路确定输出电压低于预定电压值时，准确控制第一开关管，第二开关管，第三开关管和第四开关管的工作状态。将电感L1和电感L2存储的能量释放到电容C2，以维持电容C2的稳定的向后端提供输出电压。
[0015]在一种实现方式中，控制电路包括两个输入电压检测输入端；的输入电压检测电路包括第一采样电阻，第二采样电阻，第三采样电阻和第四采样电阻；第一采样电阻的第一端与交流电源的正极电连接；第一采样电阻的第二端，第二采样电阻的第一端和控制电路的一个输入电压输入端电连接；第三采样电阻的第一端与交流电源的负极电连接；第三采样电阻的第二端，第四采样电阻的第一端和控制电路的另一个输入电压检测输入端电连接；第二电阻的第二端和第四电阻的第二端电连接地；控制电路用于，基于两个输入电压检测输入端输入的电压信号确定电压跌落。
[0016]在该实现方式中，通过采样电阻获取交流电源两端的电压信号。该输入电压检测电路实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括多相功率因数校正PFC电路、控制电路和输入电压检测电路；所述多相功率因数校正电路包括第一电压输入端、第二电压输入端、至少两个升压电路和滤波储能电路；其中，所述滤波储能电路包括至少一个第一电容，至少一个第二电容和一个单向传导器件；其中，在交流电源正常工作时，所述单向传导器件处于导通状态；电压跌落时，所述单向传导器件处于截止状态；所述控制电路包括至少三个开关控制信号输出端和至少一个输入电压检测输入端；所述输入电压检测电路包括第一电压输入端，第二电压输入端和至少一个输入电压检测输出端；所述至少两个升压电路中的一个升压电路包括第一电感，第一开关管和第二开关管；其余升压电路包括第二电感，第三开关管和续流器件；所述第一电感的第一端和所述第二电感的第一端与所述PFC电路的第一电压输入端电连接；所述PFC电路的第一电压输入端与所述交流电源的正极电连接；所述PFC电路的第二电压输入端与所述交流电源的负极电连接；所述第一电感的第一端与所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第二端电连接；所述第二开关管的第一端，至少一个第一电容的第一端和所述单向传导器件的第一端电连接；所述第二电感的第二端与所述第三开关管的第一端和所述续流器件的第二端电连接；所述续流器件的第一端与至少一个所述第二电容的第一端电连接；所述第一开关管的第二端、所述第三开关管的第二端、所述至少一个第一电容的第二端和所述至少一个第二电容的第二端电连接地；所述控制电路的至少三个开关控制信号输出端分别与所述第一开关管的第三端，所述第二开关管的第三端和所述第三开关管的第三端电连接；所述控制电路的至少三个开关控制信号输出端输出的开关控制信号用于控制所述第一开关管，第二开关管和所述第三开关管的工作状态；所述输入电压检测电路的第一电压输入端与所述交流电压的正极电连接；所述输入电压检测电路的第二电压输入端与所述交流电压的负极电连接；所述输入电压检测电路的至少一个输入电压检测输出端与所述控制电路的至少一个输入电压检测输入端电连接；在电压跌落时，所述控制电路控制所述至少一个第一电容将能量释放到所述至少一个第二电容。2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述单向传导器件为二极管；所述单向传导器件的第一端为阳极，所述单向传导器件的第二端为阴极。3.根据权利要求1或2所述的开关电源，其特征在于，所述续流器件为第四开关管，所述控制电路的至少三个开关控制信号输出端还包括第四开关控制信号输出端；所述第四开关控制信号输出端输出的控制信号用于控制第四开关管的工作状态；所述第四开关控制信号输出端与所述第四开关管的第三端电连接。4.据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，在电压跌落时，所述控制电路控制所述至少一个第一电容将能量释放到所述至少一个第二电容包括：所述控制电路用于：

【专利技术属性】
技术研发人员：焦海清，童建利，马成龙，冯明奇，
申请(专利权)人：超聚变数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：