CN201422077Y - 一种电源供应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源供应器，所述电源供应器包括桥式整流器、主电源转换器、待机电源转换器、可充电池、双向电能转换器和双向转换控制器。本实用新型还公开了一种电源供应器，所述电源供应器包括：桥式整流器、主电源转换器、待机电源转换器、可充电池和升压转换器。本实用新型通过在电源供应器中增加可充电池，使得在正常模式时可提高待机电源转换器输出端输出的待机电源供电稳定性，并可在待机模式时关闭待机电源转换器改由可充电池提供待机电源，从而降低待机模式时的功率损耗。

Description

一种电源供应器

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种电源供应器。

背景技术

图1是现有技术提供的一种应用于液晶显示器的电源供应器的方框图。参见图1，电源供应器1的工作模式包括正常模式(on mode)和待机模式(stand-bymode)两种，电源供应器1包括电磁干扰滤波器11、桥式整流器12、主电源转换器13、待机电源转换器14、电源开关15和可选的功因修正器16。电源供应器1接收交流电源Vac，交流电源Vac的电压典型值是90～264Vrms。在接收到交流电源Vac后，电磁干扰滤波器11先滤除交流电源Vac中的电磁干扰，桥式整流器12再将滤除电磁干扰的交流电源Vac的电压转换为直流电压Vbus发送到主电源转换器13和待机电源转换器14。但是，由于桥式整流器12会造成交流电源Vac的电流失真，一般在桥式整流器12的后端设置有功因修正器16，使得从交流电源Vac输入端看入的电源供应器1可以虚拟成近似电阻性负载的无虚功损耗系统，尤其是功率在75W以上的电子装置，目前都需要加上功因修正器以符合谐波电流规范的要求。

主电源转换器13在正常模式时，执行电能转换将直流电压Vbus转换为主电源Vm1和Vm2输出；并在待机模式时，停止电能转换不再输出主电源Vm1和Vm2。待机电源转换器14则不论在正常模式还是待机模式时，均执行电能转换将直流电压Vbus转换为待机电源Vsb输出，并提供内部用直流电源Vcc。其中，主电源Vm1的电压典型值是24V，其通过逆变器转换为高压交流电压以点亮液晶显示器的背光光源；主电源Vm2的电压典型值是12V，其供电给液晶显示器的音频放大器和影音处理电路；待机电源Vsb电压的典型值是5V，其供电给液晶显示器主板上的微控器；内部用直流电源Vcc的电压典型值是16V，其供电给电源供应器12内部如主电源转换器13和功因修正器16的控制器等。

微控器用于监控使用者是否按压遥控器(或显示器控制面板)上的电源钮，从而输出电源开关信号PS控制电源供应器1在正常模式与待机模式之间切换。例如，当电源开关信号PS是高电平(或逻辑1)时，控制电源供应器1工作在正常模式，此时电源开关15导通，直流电源Vcc供电给主电源转换器13和功因修正器16的控制器，控制主电源转换器13和功因修正器16执行电能转换输出主电源Vm1和Vm2到液晶显示器的逆变器、音频放大器和影音处理电路，从而液晶显示器被开启能显示画面。而此时一旦微控器监控到使用者按压电源钮时，则输出的电源开关信号PS将由高电平(或逻辑1)变为低电平(或逻辑0)。当电源开关信号PS为低电平(或逻辑0)时，控制电源供应器1工作在待机模式，此时电源开关15断开，直流电源Vcc不再供电给主电源转换器13和功因修正器16的控制器，使主电源转换器13和功因修正器16停止电能转换不再输出主电源Vm1和Vm2到液晶显示器，从而液晶显示器被关闭，而此时一旦微控器监控到使用者按压电源钮时，则输出的电源开关信号PS将由低电平(或逻辑0)变为高电平(或逻辑1)。

电源供应器在待机模式时，必须符合相关的节能规范的要求，因此待机电源转换器的转换效率就显得格外重要。现有技术的电源供应器1的待机电源转换器14通常采用返驰式(flyback)架构，其工作于轻载时转换效率不到50％，其在转换效率或功率损耗上的改善空间有限，很难适应越来越严格的节能规范的要求。另外，待机电源转换器14后端的负载是微控器等精密的集成电路芯片，因此其输出的待机电源Vsb在供电稳定性上须额外考虑误差范围值，一般要求误差在5～10％以内，但随着芯片不断地演进更新，未来也许会产生要求误差在1％以内的需求，到时现有技术的电源供应器1将无法满足这样的需求。

实用新型内容

为了降低电源供应器在待机模式时的功率损耗，可符合日趋严格的节能规范的要求；且提高待机电源的供电稳定性，可供电给对电源稳定性要求严格的负载，如日趋精密的微控器等集成电路芯片。本实用新型提供了一种电源供应器，所述技术方案如下：

一方面，本实用新型提供了一种电源供应器，所述电源供应器的工作模式包括正常模式和待机模式，且在所述正常模式和所述待机模式时，所述电源供应器的输出端均输出待机电源，所述电源供应器包括：

桥式整流器、主电源转换器、待机电源转换器、可充电池、双向电能转换器和双向转换控制器；

所述桥式整流器，用于将交流电源输入的电压转换为直流电压；

所述主电源转换器，与所述桥式整流器相连，用于在所述正常模式时，将所述直流电压转换为至少一个主电源电压输出，并在所述待机模式时停止转换；

所述待机电源转换器，分别与所述电源供应器的输出端和所述桥式整流器相连，用于在所述正常模式时，将所述直流电压转换为输出电压输出到所述电源供应器的输出端作为所述待机电源电压，并在所述待机模式时停止转换；

所述可充电池，分别与所述双向电能转换器和所述双向转换控制器相连；

所述双向电能转换器，具有高压端、低压端和控制端，所述双向电能转换器的高压端连接至所述电源供应器的输出端，所述双向电能转换器的低压端连接至所述可充电池，所述双向电能转换器的控制端与所述双向转换控制器相连；

所述双向转换控制器，分别与所述电源供应器的输出端、所述可充电池和所述双向电能转换器的控制端相连，用于在所述正常模式且所述待机电源电压大于预设值时，控制所述双向电能转换器将所述待机电源电压转换后，对所述可充电池充电；在所述正常模式且所述待机电源电压小于所述预设值时，控制所述双向电能转换器将所述可充电池的端电压转换后，传送到所述电源供应器的输出端以稳定所述待机电源电压；并在所述待机模式时，控制所述双向电能转换器将所述可充电池的端电压转换后，传送到所述电源供应器的输出端作为所述待机电源电压。

另一方面，本实用新型还提供了一种电源供应器，所述电源供应器的工作模式包括正常模式和待机模式，且在所述正常模式和所述待机模式时，所述电源供应器的输出端均输出待机电源，所述电源供应器包括：

桥式整流器、主电源转换器、待机电源转换器、可充电池和升压转换器；

所述桥式整流器，用于将交流电源输入的电压转换为直流电压；

所述主电源转换器，与所述桥式整流器相连，用于在所述正常模式时，将所述直流电压转换为至少一主电源电压输出，并在所述待机模式时停止转换；

所述待机电源转换器，分别与所述桥式整流器和所述可充电池相连，用于在所述正常模式时或在所述待机模式且所述可充电池电压不足时，将所述直流电压转换为输出电压输出到所述电源供应器的输出端作为所述待机电源电压，并输出到所述可充电池对其充电；并在所述待机模式且所述可充电池电压足够时，停止转换；

所述可充电池，分别与所述待机电源转换器和所述升压转换器相连；

所述升压转换器，具有高压端和低压端，所述高压端连接至所述电源供应器的输出端，所述低压端连接至所述可充电池。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

通过在电源供应器中增加可充电池，使得在正常模式时可提高待机电源转换器输出端输出的待机电源供电稳定性，并可在待机模式时关闭待机电源转换器改由可充电池提供待机电源，从而降低待机模式时的功率损耗。

附图说明

图1是现有技术提供的一种应用于液晶显示器的电源供应器的方框图；

图2是本实用新型实施例1提供的一种电源供应器的方框图；

图3是本实用新型实施例1提供的一种图2所示电源供应器的电路图；

图4是本实用新型实施例1提供的一种图3所示互补式开关控制信号产生器中信号的时序图；

图5是本实用新型实施例2提供的一种电源供应器的方框图；

图6是本实用新型实施例2提供的一种图5所示电源供应器的电路图。

附图中，各标号所代表的组件如下：

1、2、5：电源供应器；           11、21：电磁干扰滤波器；

12、22：桥式整流器；            13、23：主电源转换器；

14、24、54：待机电源转换器；    15、25：电源开关；

16、26：功因修正器；            20、50：电源供应器的输出端；

27：双向电能转换器；            271：双向电能转换器的高压端；

272：双向电能转换器的低压端；   273：双向电能转换器的控制端；

28：可充电池；                  29：双向转换控制器；

291：待机电源检测器；           292：电池检测器；

57：升压转换器；                571：升压转换器的低压端；

572：升压转换器的高压端；       ADD1：加法器；

AND1：与门；                    B1、B2：可充电池

C1～C3：电容器；           CMP1：比较器；

CMP2：脉宽调制比较器       D1～D3：二极管；

L1、L2：电容器；           Na：辅助绕组；

Np：初级绕组；             Ns：次级绕组；

NOT1：非门；               OPA1、OPA2：运算放大器；

OSC1：单稳态多谐振荡器；   Q1～Q3：功率开关；

Q4、Q5：开关；             R1～R16：电阻器；

SUB1：减法器；             T1：变压器；

XOR1、XOR2：异或门；       ZD1、ZD2：齐纳二极管；

Vac：交流电源；            Vbus：直流电压；

Vcc：内部用直流电源；      Vm1、Vm2：主电源；

Vsb：待机电源；            Vsb’：待机电源检测电压；

Vbat：电池的端电压；       Vbat’：电池检测电压；

PS：电源开关信号；         V1～V4：直流电压；

Vref：参考电压；           Vset：预设电压；

Vst：斜坡电压；            Vpwm：脉宽调制信号；

Vp1、Vp2：死区脉冲；       Vdr1、Vdr2：开关控制信号；

Vfb：反馈信号；            T：周期；

Ton：使能期间；            Toff：禁能期间；

d1、d2：死区时间；         ζ1、ζ2：占空比。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本实用新型实施例提供了一种电源供应器，参见图2为本实用新型实施例1提供的电源供应器的方框图。

参见图2，电源供应器2的工作模式包括正常模式和待机模式两种，且在正常模式和待机模式时，均从电源供应器2的输出端20输出待机电源Vsb。电源供应器2包括电磁干扰滤波器21、桥式整流器22、主电源转换器23、待机电源转换器24、电源开关25、可选的功因修正器26、双向电能转换器27、可充电池28、双向转换控制器29、待机电源检测器291和电池检测器292。

其中，电磁干扰滤波器21、桥式整流器22、主电源转换器23、电源开关25和功因修正器26的电路连接关系和功能与现有技术的类似，此处不再赘述。需要说明的是，待机电源转换器24与现有技术并不相同，其在正常模式时，执行电能转换将直流电压Vbus转换为输出电压输出到输出端20作为待机电源Vsb电压，并在待机模式时，停止电能转换不再输出该输出电压。

待机电源检测器291连接至电源供应器2的输出端20，用于检测待机电源Vsb电压，并输出相应的待机电源检测电压Vsb’。电池检测器292连接至可充电池28，用于检测可充电池28的端电压Vbat，并输出相应的电池检测电压Vbat’。双向电能转换器27具有高压端271、低压端272和控制端273，高压端271连接至电源供应器2的输出端20，低压端272连接至可充电池28，控制端273连接至双向转换控制器29。双向转换控制器29连接至待机电源检测器291、电池检测器292和双向电能转换器27，用于根据所接收的电源开关信号PS、待机电源检测电压Vsb’和电池检测电压Vbat’控制双向电能转换器27执行电能转换。

在电源开关信号PS，例如是高电平(或逻辑1)控制电源供应器2工作在正常模式时，电源供应器2将输出主电源Vm1、主电源Vm2和待机电源Vsb以提供给液晶显示器各电路装置。当待机电源Vsb电压大于预设值时，双向转换控制器29控制双向电能转换器27作为降压(buck)转换器，双向电能转换器27将高压端271的待机电源Vsb电压转换为低压直流电压后，从低压端272输出到可充电池28以便对可充电池28充电，双向转换控制器29还根据电池检测电压Vbat’大小控制双向电能转换器27调整低压端272输出的低压直流电压大小。当待机电源Vsb电压小于该预设值时，例如因后端微控器负载量改变造成待机电源Vsb电压瞬间降到该预设值时，双向转换控制器29控制双向电能转换器27作为升压(boost)转换器，双向电能转换器27将低压端272的可充电池28的端电压Vbat转换为高压直流电压后，从高压端271输出到输出端20以稳定待机电源Vsb电压。双向转换控制器29还根据待机电源检测电压Vsb’大小控制双向电能转换器27调整高压端271输出的高压直流电压大小。其中，可设置预设值为小于额定电压(如上述的5V典型值)但仍可使后端负载正常工作的任意电压值。

在电源开关信号PS，例如是低电平(或逻辑0)控制电源供应器2工作在待机模式时，待机电源转换器24停止电能转换不再输出输出电压作为待机电源Vsb电压。改由双向转换控制器29控制双向电能转换器27作为升压转换器，双向电能转换器27将低压端272的可充电池28的端电压Vbat转换为高压直流电压后，从高压端271输出到输出端20以便作为待机电源Vsb电压。双向转换控制器29还根据待机电源检测电压Vsb’大小控制双向电能转换器27调整高压端271输出的高压直流电压大小。

因此，本实用新型的电源供应器2将可充电池28通过双向电能转换器27并联于待机电源转换器24的输出端。当电源供应器2工作在正常模式时，待机电源转换器24的输出端输出的待机电源Vsb，可通过双向电能转换器27对可充电池28充电。且在待机电源转换器24输出的待机电源Vsb因负载量改变造成供电不稳定时，可由可充电池28通过双向电能转换器27稳定待机电源转换器24输出的待机电源Vsb。另外，当电源供应器2工作在待机模式时，可关闭待机电源转换器24改由可充电池28通过双向电能转换器27提供待机电源Vsb，使得输入的功率损耗在待机模式时，可以远低于现有节能规范的要求。

图3是一种图2所示电源供应器的的电路图，在此仅描述电源供应器2中待机电源转换器24、双向电能转换器27、可充电池28、双向转换控制器29、待机电源检测器291和电池检测器292的具体电路图。

参见图3，待机电源转换器24采用返驰式架构，在正常模式时，通过控制功率开关Q3的切换来执行电能转换。在功率开关Q3导通时，变压器T1初级绕组Np连接至直流电压Vbus，使变压器T1的磁通量增加，此时变压器T1次级绕组Ns的输出会使二极管D1反偏而断开，从而由电容器C1储存的能量提供到输出端20负载。在功率开关Q3断开时，则由变压器T1储存的能量提供到电容器C1和输出端20负载。电容器C1到输出端20之间通常还设置有电感器L2和电容器C2，以便滤除功率开关Q3切换时产生的高频信号。另外，变压器T1辅助绕组Na，通过二极管D2的整流和电容器C3的滤波提供内部用直流电源Vcc。

双向电能转换器27包括第一功率开关Q1、第二功率开关Q2和电感器L1。第一功率开关Q1和第二功率开关Q2均具有第一端、第二端和控制端，而电感器L1具有第一端和第二端。第一功率开关Q1的第一端连接至双向电能转换器27的高压端271，第二功率开关Q2的第一端连接至第一功率开关Q1的第二端，第二功率开关Q2的第二端连接至接地电位，电感器L1的第一端连接至第一功率开关Q1的第二端和第二功率开关Q2的第一端，电感器L1的第二端连接至双向电能转换器27的低压端272，第一功率开关Q1的控制端和第二功率开关Q2的控制端分别通过双向电能转换器27的控制端273连接至双向转换控制器29以接收双向转换控制器29输出的开关控制信号Vdr1和Vdr2。在双向电能转换器27作为降压转换器时，其功率流由高压端271流向低压端272，且根据电池检测电压Vba t’大小调整第一功率开关Q1的占空比ζ1，以调整低压端272输出的低压直流电压大小，此时第二功率开关Q2的占空比为(1-ζ1)。在双向电能转换器27作为升压转换器时，其功率流由低压端272流向高压端271，且根据待机电源检测电压Vsb’大小调整第二功率开关Q2的占空比ζ2，以调整高压端271输出的高压直流电压大小，此时第一功率开关Q1的占空比为(1-ζ2)。

可充电池28包括两个并联连接的可充电池B1和B2，且可充电池28的阴极端连接至接地电位，阳极端提供可充电池28的端电压Vbat。待机电源检测器291包括两个串联连接的电阻器R1和R2，且待机电源检测器291的一端连接至电源供应器2的输出端20，而另一端连接至接地电位。待机电源检测器291通过电阻器R1和R2分压取样，以输出相应于待机电源Vsb电压的待机电源检测电压Vsb’。电池检测器292包括两个串联连接的电阻器R3和R4，且电池检测器292的一端连接至可充电池28的阳极端，另一端连接至接地电位。电池检测器292通过电阻器R3和R4分压取样，以输出相应于可充电池28的端电压Vbat的电池检测电压Vbat’。

双向转换控制器29包括反馈选择电路(由比较器CMP1、与门AND1、齐纳二极管ZD1和ZD2、电阻器R5～R8、开关Q4和Q5组成)、减法器SUB1(由运算放大器OPA1、电阻器R9～R12组成)、加法器ADD1(由运算放大器OPA2、电阻器R13～R16组成)、脉宽调制比较器CMP2和互补式开关控制信号产生器(由单稳态多谐振荡器OSC1、非门NOT1、异或门XOR1和XOR2、驱动器组成)。在此，假设电阻器R9～R12电阻值均相同，则减法器SUB1输出的直流电压V3为参考电压Vref减去直流电压V2，即V3＝Vref-V2；另外，假设电阻器R13～R16电阻值均相同，则加法器ADD1输出的直流电压V4为直流电压V1加上直流电压V3，即V4＝V1+V3，从而，V4＝V1-V2+Vref。

在电源开关信号PS是高电平(或逻辑1)控制电源供应器2工作在正常模式时，当待机电源检测电压Vsb’大于预设电压Vset(相当于上述的待机电源Vsb电压大于预设值)时，比较器CMP1输出高电平，使与门AND1输出高电平，控制开关Q4导通、开关Q5断开，从而直流电压V1为电池检测电压Vbat’、直流电压V2为零电压，因此直流电压V4＝V1-V2+Vref＝Vbat’+Vref。脉宽调制比较器CMP2通过比较斜坡电压Vst和直流电压V4，产生第一脉宽调制信号Vpwm。互补式开关控制信号产生器根据第一脉宽调制信号Vpwm，产生第一互补式开关控制信号Vdr1和Vdr2，其占空比分别是ζ1、(1-ζ1)。第一互补式开关控制信号Vdr1和Vdr2控制功率开关Q1和Q2的切换，使双向电能转换器27为降压转换器且功率流由高压端271流向低压端272，并根据电池检测电压Vbat’大小反馈以调整低压端272输出的低压直流电压大小。

在电源开关信号PS是高电平(或逻辑1)控制电源供应器2工作在正常模式时，当待机电源检测电压Vsb’小于设定电压Vset(相当于上述的待机电源Vsb电压小于预设值)时，比较器CMP1输出低电平，使与门AND1输出低电平，控制开关Q4断开、开关Q5导通，从而直流电压V1是零电压、直流电压V2是待机电源检测电压Vsb’，因此直流电压V4＝V1-V2+Vref＝-Vsb’+Vref。脉宽调制比较器CMP2通过比较斜坡电压Vst和直流电压V4，产生第二脉宽调制信号Vpwm。互补式开关控制信号产生器根据第二脉宽调制信号Vpwm，产生第二互补式开关控制信号Vdr1和Vdr2，其占空比分别是(1-ζ2)、ζ2。第二互补式开关控制信号Vdr1和Vdr2控制功率开关Q1和Q2的切换，使双向电能转换器27为升压转换器且功率流由低压端272流向高压端271，并根据待机电源检测电压Vsb’大小反馈以调整高压端271输出的高压直流电压大小。需要说明的是，将待机电源检测电压Vsb’通过减法器SUB1变为(-Vsb’)是为了使待机电源检测电压Vsb’在小于设定电压Vset瞬间，让开关控制信号Vdr1和Vdr2的占空比瞬间由ζ1、(1-ζ1)变为反相的(1-ζ1)、ζ1，这样可以使双向电能转换器27由原来的降压转换器变为升压转换器，随后开关控制信号Vdr1和Vdr2的占空比(1-ζ1)、ζ1才会因待机电源检测电压Vsb’大小调整为(1-ζ2)、ζ2。

在电源开关信号PS是低电平(或逻辑0)控制电源供应器2工作在待机模式时，不论比较器CMP1输出的是何值，与门AND1输出将持续是低电平，控制开关Q4断开、开关Q5导通，因此直流电压V4＝-Vsb’+Vref。此直流电压V4通过脉宽调制比较器CMP2和互补式开关控制信号产生器，产生第二开关控制信号Vdr1和Vdr2，其占空比分别是(1-ζ2)、ζ2，并使双向电能转换器27是升压转换器，而将低压端272的可充电池28的端电压Vbat转换为高压直流电压后，从高压端271输出到输出端20，以便作为待机电源Vsb电压。此时，待机电源转换器24被关闭输出的功率几乎为零，因此不会产生功率损耗，相对地就不会从交流电源Vac吸取能量，因而在待机模式时可以达到远低于现有节能规范的要求。

图4是一种图3所示互补式开关控制信号产生器中信号的时序图。同时参见图3和图4，单稳态多谐振荡器OSC1根据脉宽调制信号Vpwm，产生死区脉冲Vp1和Vp2，其中死区脉冲Vp1的脉宽是d1且上升沿位置对应脉宽调制信号Vpwm上升沿位置，而死区脉冲Vp2脉宽是d2且上升沿位置对应到脉宽调制信号Vpwm下降沿位置。死区脉冲Vp2通过非门NOT1，产生反相的死区脉冲Vp2。脉宽调制信号Vpwm和死区脉冲Vp1通过异或门XOR1产生开关控制信号Vdr1，而脉宽调制信号Vpwm和死区脉冲Vp2通过异或门XOR2，产生开关控制信号Vdr2。如图4所示，脉宽调制信号Vpwm的每个周期T包括使能期间Ton和禁能期间Toff，且其占空比是Ton/T。开关控制信号Vdr1和Vdr2是互补式非对称脉宽调制信号，其控制功率开关Q1导通时，功率开关Q2断开，且功率开关Q1断开时，功率开关Q2导通，但为了避免功率开关Q1和Q2同时导通，因此利用死区脉冲Vp1和Vp2，使开关控制信号Vdr1和Vdr2具有死区时间d1和d2。由于死区时间d1和d2极小，当开关控制信号Vdr1的占空比是ζ1＝(Ton-d1)/T≈Ton/T时，开关控制信号Vdr2占空比是(1-ζ1)＝(Toff-d2)/T≈Toff/T。

本实用新型所述的电源供应器，利用在待机电源转换器输出端通过双向电能转换器并联可充电池，且待机电源转换器输出端连接至电源供应器用来输出待机电源的输出端，使得在正常模式时可提高待机电源转换器输出端输出的待机电源供电稳定性，并可在待机模式时关闭待机电源转换器改由双向电能转换器提供待机电源，从而降低待机模式时的功率损耗。

实施例2

本实用新型实施例提供了一种电源供应器，图5是本实用新型实施例2的电源供应器的方框图。

同时参见图2和图5，电源供应器2是在待机电源转换器24的输出端通过双向电能转换器27并联可充电池28，且待机电源转换器24的输出端直接连接至电源供应器2输出端20；而电源供应器5在待机电源转换器54的输出端直接并联可充电池28，且待机电源转换器54的输出端通过升压转换器57连接至电源供应器5的输出端50。电源供应器5的工作模式包括正常模式和待机模式两种，且在正常模式和待机模式时，均从电源供应器5的输出端50输出待机电源Vsb。电源供应器5包括电磁干扰滤波器21、桥式整流器22、主电源转换器23、待机电源转换器54、电源开关25、可选的功因修正器26、升压转换器57、可充电池28、待机电源检测器291和电池检测器292，其中，图5中组件符号与图2中组件符号相同者，表示是具有相同电路结构的组件，但并不以此为限。

升压转换器57具有低压端571和高压端572，低压端571连接至可充电池28，高压端572连接至电源供应器5的输出端50。待机电源转换器54在正常模式时，执行电能转换将直流电压Vbus转换为输出电压输出到可充电池28以便对其充电，该输出电压同时还通过升压转换器57升压后，从输出端50输出以作为待机电源Vsb电压。待机电源转换器54在待机模式且可充电池28电压足够时，停止电能转换不再输出该输出电压，此时改由可充电池28通过升压转换器57升压后，从输出端50输出以作为待机电源Vsb电压。而待机电源转换器54在待机模式且可充电池28电压不足时，执行电能转换将直流电压Vbus转换为输出电压以便对可充电池28充电，且同时输出到升压转换器57以通过其升压后从输出端50输出作为待机电源Vsb电压。

因此，本实用新型的电源供应器5将可充电池28并联于待机电源转换器54的输出端，且待机电源转换器54的输出端通过升压转换器57连接至电源供应器5的输出端50。由于可充电池28相当于大电容器，使电源供应器5的输出端50输出的待机电源Vsb不容易有大幅度变化，大大地提高待机电源Vsb的供电稳定性。另外，由于在待机模式且可充电池28电压足够时，可完全改由可充电池28通过升压转换器57提供待机电源Vsb，使得输入的功率损耗在待机模式时可以远低于现有节能规范的要求。

图6是一种图5所示电源供应器的的电路图，在此仅描述电源供应器5中待机电源转换器54、升压转换器57、可充电池28、待机电源检测器291和电池检测器292的具体电路。参见图6，待机电源转换器54采用如图3所示返驰式架构，在此不再赘述。而其控制电路包括电阻器R5～R7、开关Q4、与门AND1、非门NOT1、比较器CMP1和连接至功率开关Q3的控制器。待机电源检测器291连接至电源供应器5的输出端50，用于检测待机电源Vsb电压，并输出相应的待机电源检测电压Vsb’。电池检测器292连接至可充电池28，用于检测可充电池28的端电压Vbat，并输出相应的电池检测电压Vbat’。另外，电阻器R5和R6组成另一电池检测器，用于检测可充电池28的端电压Vbat，并输出反馈信号Vfb到控制器。

当电源供应器5工作在正常模式时，电源开关信号PS例如是高电平(或逻辑1)，其通过非门NOT1变为低电平(或逻辑0)，使得与门AND1输出是低电平，进而通过限流电阻器R7使开关Q4断开，因此反馈信号Vfb的电平在适当范围内，而控制器根据反馈信号Vfb大小调整功率开关Q3的切换，来达到待机电源转换器54的反馈控制，此时待机电源转换器54执行电能转换输出输出电压到可充电池28对其充电，且该输出电压通过升压转换器57升压后，从输出端50输出作为待机电源Vsb电压。

当电源供应器5工作在待机模式时，电源开关信号PS例如是低电平，其通过非门NOT1变为高电平，此时与门AND1的输出相当于完全由比较器CMP1的输出所决定。当可充电池28电压不足时，在本实施例中即是电池检测器292输出的电池检测电压Vbat’小于设定电压Vset，比较器CMP1输出低电平，使与门AND1输出低电平，进而使开关Q4断开，因此与工作在正常模式相同，即待机电源转换器54会执行电能转换。然而，当可充电池28电压足够时，在本实施例中即是电池检测器292输出的电池检测电压Vbat’大于设定电压Vset，比较器CMP1输出高电平，使与门AND1输出高电平，进而使开关Q4导通，造成反馈信号Vfb的电平过大而使控制器停止驱动功率开关Q3切换，此时待机电源转换器54停止电能转换，改由可充电池28通过升压转换器57升压后，从输出端50输出以作为待机电源Vsb电压。

升压转换器57包括电感器L1、二极管D3和功率开关Q1，其控制电路包括比例-积分-微分(Proportion-Integral-Differential，简称是PID)电路和脉宽调制比较器CMP2。PID电路是现有的常用于基本线性和动态特性不随时间变化的装置的反馈控制上，在此根据待机电源Vsb电压的大小(或待机电源检测器291所检测输出的待机电源检测电压Vsb’的大小)通过脉宽调制比较器CMP2控制功率开关Q1的切换来达到升压转换器57的反馈控制。

本实用新型所述的电源供应器，利用在待机电源转换器输出端直接并联可充电，且待机电源转换器输出端通过升压转换器连接至电源供应器用来输出待机电源的输出端，可提高待机电源转换器输出端输出的待机电源供电稳定性，并可在待机模式且可充电池电压足够时，关闭待机电源转换器改由可充电池提供待机电源降低待机模式时的功率损耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种电源供应器，所述电源供应器的工作模式包括正常模式和待机模式，且在所述正常模式和所述待机模式时，所述电源供应器的输出端均输出待机电源，其特征在于，所述电源供应器包括：

桥式整流器、主电源转换器、待机电源转换器、可充电池、双向电能转换器和双向转换控制器；

所述桥式整流器，用于将交流电源输入的电压转换为直流电压；

所述主电源转换器，与所述桥式整流器相连，用于在所述正常模式时，将所述直流电压转换为至少一个主电源电压输出，并在所述待机模式时停止转换；

所述待机电源转换器，分别与所述电源供应器的输出端和所述桥式整流器相连，用于在所述正常模式时，将所述直流电压转换为输出电压输出到所述电源供应器的输出端作为所述待机电源电压，并在所述待机模式时停止转换；

所述可充电池，分别与所述双向电能转换器和所述双向转换控制器相连；

所述双向电能转换器，具有高压端、低压端和控制端，所述双向电能转换器的高压端连接至所述电源供应器的输出端，所述双向电能转换器的低压端连接至所述可充电池，所述双向电能转换器的控制端与所述双向转换控制器相连；

所述双向转换控制器，分别与所述电源供应器的输出端、所述可充电池和所述双向电能转换器的控制端相连，用于在所述正常模式且所述待机电源电压大于预设值时，控制所述双向电能转换器将所述待机电源电压转换后，对所述可充电池充电；在所述正常模式且所述待机电源电压小于所述预设值时，控制所述双向电能转换器将所述可充电池的端电压转换后，传送到所述电源供应器的输出端以稳定所述待机电源电压；并在所述待机模式时，控制所述双向电能转换器将所述可充电池的端电压转换后，传送到所述电源供应器的输出端作为所述待机电源电压。

2、如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述双向电能转换器包括：

第一功率开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一功率开关的第一端连接至所述双向电能转换器的高压端，所述第一功率开关的控制端通过所述双向电能转换器的控制端连接至所述双向转换控制器；

第二功率开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第二功率开关的第一端连接至所述第一功率开关的第二端，所述第二功率开关的第二端连接至接地电位，所述第二功率开关的控制端通过所述双向电能转换器的控制端连接至所述双向转换控制器；

电感器，具有第一端和第二端，所述电感器的第一端连接至所述第一功率开关的第二端和所述第二功率开关的第一端，所述电感器的第二端连接至所述双向电能转换器的低压端。

3、如权利要求2所述的电源供应器，其特征在于，所述双向转换控制器包括：

反馈选择电路，分别与所述电源供应器的输出端和所述可充电池相连，用于在所述正常模式且所述待机电源电压大于所述预设值时，选择所述可充电池的端电压反馈；并在所述正常模式且所述待机电源电压小于所述预设值时或在所述待机模式时，选择所述待机电源电压反馈；

脉宽调制比较器，与所述反馈选择电路相连，用于在所述正常模式且所述待机电源电压大于所述预设值时，通过比较斜坡电压和所述可充电池的端电压产生第一脉宽调制信号；并在所述正常模式且所述待机电源电压小于所述预设值时或在所述待机模式时，通过比较所述斜坡电压和反相后的所述待机电源电压产生第二脉宽调制信号；

互补式开关控制信号产生器，分别与所述脉宽调制比较器、所述第一功率开关的控制端和所述第二功率开关的控制端相连，用于在所述正常模式且所述待机电源电压大于所述预设值时，根据所述第一脉宽调制信号产生第一互补式开关控制信号；并在所述正常模式且所述待机电源电压小于所述预设值时或在所述待机模式时，根据所述第二脉宽调制信号产生第二互补式开关控制信号。

4、一种电源供应器，所述电源供应器的工作模式包括正常模式和待机模式，且在所述正常模式和所述待机模式时，所述电源供应器的输出端均输出待机电源，其特征在于，所述电源供应器包括：

桥式整流器、主电源转换器、待机电源转换器、可充电池和升压转换器；

所述桥式整流器，用于将交流电源输入的电压转换为直流电压；

所述主电源转换器，与所述桥式整流器相连，用于在所述正常模式时，将所述直流电压转换为至少一主电源电压输出，并在所述待机模式时停止转换；

所述待机电源转换器，分别与所述桥式整流器和所述可充电池相连，用于在所述正常模式时或在所述待机模式且所述可充电池电压不足时，将所述直流电压转换为输出电压输出到所述电源供应器的输出端作为所述待机电源电压，并输出到所述可充电池对其充电；并在所述待机模式且所述可充电池电压足够时，停止转换；

所述可充电池，分别与所述待机电源转换器和所述升压转换器相连；

所述升压转换器，具有高压端和低压端，所述高压端连接至所述电源供应器的输出端，所述低压端连接至所述可充电池。

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