本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言涉及一種電源轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種具有期望的保持時(shí)間的同時(shí)具有提高的功率密度的電源轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

目前，諸如計(jì)算機(jī)等的一部分電子設(shè)備對(duì)電源的穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，由其是在輸入電壓異常時(shí)(例如掉電時(shí))，需要在輸入電壓發(fā)生異常后能夠在一定時(shí)間內(nèi)將輸出電壓維持在特定范圍內(nèi)，這段時(shí)間被稱(chēng)為保持時(shí)間，用于在線(xiàn)路故障后順序終止數(shù)據(jù)處理裝置的操作或者切換到不間斷電源(UPS)操作。

現(xiàn)以交流-直流電源轉(zhuǎn)換器為例進(jìn)行說(shuō)明。通常，交流-直流電源轉(zhuǎn)換器包括：全波整流器、電壓轉(zhuǎn)換器以及直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換電路。電壓轉(zhuǎn)換器耦接在全波整流器與DC-DC轉(zhuǎn)換電路之間，用于使從全波整流器輸出的電源信號(hào)經(jīng)過(guò)升壓或降壓后，向DC-DC轉(zhuǎn)換電路輸出直流電源信號(hào)。在電壓轉(zhuǎn)換器之后配置有輸出儲(chǔ)能元件，例如電容C，用于平衡輸入、輸出的瞬時(shí)功率，濾除二次諧波紋波，以及使電源轉(zhuǎn)換器具有足夠的保持時(shí)間。

在常見(jiàn)的設(shè)計(jì)中，在輸入電壓發(fā)生異常期間，借助存儲(chǔ)在儲(chǔ)能電容C中的能量維持可以在一段時(shí)間內(nèi)維持輸出電壓，直到儲(chǔ)能電容C的電壓低于后端的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的最低工作電壓。由于，這個(gè)最低工作電源遠(yuǎn)高于儲(chǔ)能電容C完全放電的電壓(零電壓)，因而，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能電容C的能量?jī)H有一部分可以用于維持輸出電壓。例如，針對(duì)高效率AC-DC電源轉(zhuǎn)換器，當(dāng)儲(chǔ)能電容C的電壓為390V，而后端的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的最低工作電壓是280V時(shí)，在輸入電壓發(fā)生異常期間，僅有大約48％的存儲(chǔ)在儲(chǔ)能電容C中能量可以被利用。

為了更大限度地利用存儲(chǔ)的能量，需要應(yīng)用更大的儲(chǔ)能電容。然而，作為儲(chǔ)能電容的電解電容通常體積較大，并且相應(yīng)的散熱器也占據(jù)了較大的位置，這成為影響電源功率密度的進(jìn)一步提高的主要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種電源轉(zhuǎn)換器，以期望解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括：第一輸入整流器和第二輸入整流器，用于從輸入電壓產(chǎn)生經(jīng)整流的輸入電壓；交錯(cuò)并聯(lián)地耦接在電源轉(zhuǎn)換器的輸入端與直流輸出端之間的第一電壓轉(zhuǎn)換器和第二電壓轉(zhuǎn)換器，用于將經(jīng)整流的輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流輸出電壓，其中，第一電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端與第一輸入整流器耦接，第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端與第二輸入整流器耦接；第一儲(chǔ)能元件，耦接在第一電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端與電源轉(zhuǎn)換器的接地端之間；第二儲(chǔ)能元件，耦接在第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端與電源轉(zhuǎn)換器的接地端之間；輸出控制單元，輸出控制單元耦接在第一電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端和第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端之間，用于在輸入電壓發(fā)生異常期間，斷開(kāi)第一電壓轉(zhuǎn)換器和第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端的之間的連接；以及旁路單元，耦接在第二儲(chǔ)能元件與第一電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端之間，用于在輸入電壓發(fā)生異常期間，使得存儲(chǔ)在第二儲(chǔ)能元件中的能量經(jīng)由旁路單元向第一儲(chǔ)能元件傳送。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器，通過(guò)將存儲(chǔ)在第二儲(chǔ)能元件上的能量傳送到第一儲(chǔ)能元件上，使得獲得同樣的保持時(shí)間所需的儲(chǔ)能元件的容量更小，從而提高了電源轉(zhuǎn)換器的功率密度并同時(shí)改善了電路的散熱。

附圖說(shuō)明

本公開(kāi)可以通過(guò)參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細(xì)說(shuō)明一起包含在本說(shuō)明書(shū)中并且形成本說(shuō)明書(shū)的一部分，而且用來(lái)進(jìn)一步舉例說(shuō)明本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本公開(kāi)的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的示意性結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的具體電路圖；

圖3是采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為開(kāi)關(guān)元件Q1的驅(qū)動(dòng)電路圖；

圖4A示意性地示出了不具有旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器在輸入電壓異常 期間的輸出電壓曲線(xiàn)；

圖4B示意性地示出了具有旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器在輸入電壓異常期間的輸出電壓曲線(xiàn)。

圖5示意性的示出了輸入電壓發(fā)生異常后(未恢復(fù))的時(shí)序；

圖6示意性的示出了輸入電壓在發(fā)生異常后又恢復(fù)的時(shí)序。

具體實(shí)施例

在下文中，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明中的“第一”、“第二”等術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)別不同單元、模塊或步驟等，既不代表任何特定技術(shù)含義，也不表示它們之間的必然邏輯順序，也不體現(xiàn)其所限定的不同單元、模塊或步驟的重要性程度。

應(yīng)理解當(dāng)元件被稱(chēng)為與另外的元件“連接”或“耦接”時(shí)，其可以直接地與其他元件連接或耦接或者可以存在介于中間的元件。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)為與另外的元件“直接地連接”或“直接地耦接”時(shí)，不存在介于中間的元件。用于描述元件之間的關(guān)系的其他術(shù)語(yǔ)應(yīng)以類(lèi)似的方式被解釋(例如，“在…之間”相對(duì)“直接地在…之間”，“相鄰”相對(duì)于“直接地相鄰”等)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的示意性結(jié)構(gòu)框圖。本實(shí)施例公開(kāi)的電源轉(zhuǎn)換器，包括：第一輸入整流器110、第二輸入整流器120、第一電壓轉(zhuǎn)換器112、第二電壓轉(zhuǎn)換器122、第一儲(chǔ)能元件C1、第二儲(chǔ)能元件C2、輸出控制單元130和旁路單元140。

第一輸入整流器110和第二輸入整流器120與輸入電壓v_i耦接，用于從輸入電壓產(chǎn)生經(jīng)整流的輸入電壓。

第一電壓轉(zhuǎn)換器112和第二電壓轉(zhuǎn)換器122視具體情況可以是升壓轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器，用于將經(jīng)整流的輸入電壓經(jīng)升壓或降壓后轉(zhuǎn)換為直流輸出電壓v_out，以便供后端使用。

第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸入端與第一輸入整流器110的輸出端耦接，第一電源轉(zhuǎn)換器112的輸出端與電源轉(zhuǎn)換器的直流輸出端v_out耦接。第二電壓轉(zhuǎn)換器122的輸入端與第一輸入整流器120的輸出端v_out耦接，第二電源轉(zhuǎn)換器122的輸出端與電源轉(zhuǎn)換器的直流輸出端v_out耦接。第一電壓轉(zhuǎn)換器112與第二電壓轉(zhuǎn)換器122相互并聯(lián)連接，并以180°的相移交替工 作，從而構(gòu)成交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

第一儲(chǔ)能元件C1耦接在第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸出端與電源轉(zhuǎn)換器的接地端之間。第二儲(chǔ)能元件C2耦接在第二電壓轉(zhuǎn)換器122的輸出端與電源轉(zhuǎn)換器的接地端之間。第一、第二儲(chǔ)能元件C1、C2用于向后端提供能量。

輸出控制單元130耦接在第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸出端和第二電壓轉(zhuǎn)換器122的輸出端之間，在電源轉(zhuǎn)換器正常工作期間，輸出控制單元130使得第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸出端和第二電壓轉(zhuǎn)換器122的輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)，第一電壓轉(zhuǎn)換器112和第二電壓轉(zhuǎn)換器122并聯(lián)連接，二者交替工作。而在輸入電壓發(fā)生異常期間(在本例中例如為輸入電壓突然斷開(kāi)或大幅下降等)，輸出控制單元130用于斷開(kāi)第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸出端和第二電壓轉(zhuǎn)換器122的輸出端的之間的連接。

旁路單元140耦接在第二儲(chǔ)能元件C2與第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸入端之間。在電源轉(zhuǎn)換器正常工作期間，旁路單元140不工作，第一、第二儲(chǔ)能元件C1、C2共同向后端提供能量。而在輸入電壓發(fā)生異常期間，旁路單元140處于工作狀態(tài)，使得存儲(chǔ)在第二儲(chǔ)能元件C2中的能量經(jīng)由旁路單元140向第一儲(chǔ)能元件C1傳送，以便維持第一儲(chǔ)能元件C1電壓穩(wěn)定，并向后端提供輸出電壓。

本實(shí)施例中公開(kāi)的電源轉(zhuǎn)換器中，在輸入電壓發(fā)生異常期間，通過(guò)旁路單元將本來(lái)并聯(lián)連接的兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器改成串聯(lián)連接的形式，將存儲(chǔ)在第二儲(chǔ)能元件C2上的能量傳送到第一儲(chǔ)能元件C1上，使得獲得同樣的保持時(shí)間所需的儲(chǔ)能元件的容量更小，從而改善電路的散熱并提高電路的功率密度。

以上描述雖然是借助交流-直流電源轉(zhuǎn)換器展開(kāi)的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知曉本發(fā)明的實(shí)施例的應(yīng)用并不限于交流-直流電源轉(zhuǎn)換器，其同樣可以作為直流-直流電源轉(zhuǎn)換器的一部分。

由上述描述可了解本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路構(gòu)造，以下結(jié)合圖2說(shuō)明其實(shí)際運(yùn)用的具體電路圖。其中，圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的具體電路圖。

第一輸入整流器110和第二輸入整流器120可以是全橋整流器D7、D8，用于從輸入的交流電壓(AC-INPUT)產(chǎn)生經(jīng)整流的輸入電壓。

第一電壓轉(zhuǎn)換器112和第二電壓轉(zhuǎn)換器122可以是功率因數(shù)調(diào)整 (PFC)電路。如圖2所示，第一PFC單元PFC1耦接在第一輸入整流器D7與電源轉(zhuǎn)換器的直流輸出端(V-BULK)之間，并且至少包括電感L1、二極管D4、開(kāi)關(guān)元件Q2。第二PFC單元PFC2耦接在第二輸入整流器D8與電源轉(zhuǎn)換器的直流輸出端(V-BULK)之間，并且至少包括電感L2、二極管D6、開(kāi)關(guān)元件Q3。

可選地，可以在第二PFC單元PFC2的電感L2和二極管D6兩端并聯(lián)連接二極管D3。在這種情況下，在交流電壓輸入(恢復(fù))瞬間，輸入電壓可以經(jīng)由二極管D3對(duì)給第二儲(chǔ)能元件C2進(jìn)行充電，以防止電感L2、二極管D6以及開(kāi)關(guān)元件Q3受到浪涌電流的沖擊。

第一、第二儲(chǔ)能元件C1、C2可以是第一、第二電容C1、C2。輸出控制單元130可以包括整流二極管D5，并且整流二極管D5耦接在第一電容C1和第二電容C2的正極之間。

第一電容C1的電容值可以與第二電容C2的電容值相同或不同。在一個(gè)可能的示例中，第一電容C1的電容值可以大于第二電容C2的電容值，以便更大限度地利用存儲(chǔ)在C2上的能量。容易理解，第一電容C1的電容值小于第二電容C2的電容值也仍然可以完成相關(guān)電路的功能和操作。

在電源轉(zhuǎn)換器正常工作期間，整流二極管D5處于導(dǎo)通狀態(tài)，第一PFC單元PFC1與第二PFC單元PFC2構(gòu)成以180°的相移交替工作的交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由第一、第二電容C1、C2共同向后端提供輸出電壓。同時(shí)，由于第一電容C1與第二電容C2并聯(lián)連接，因此，較為平均的承擔(dān)了前級(jí)產(chǎn)生的紋波電流。

旁路單元140包括耦接在第二儲(chǔ)能元件C2與第一電壓轉(zhuǎn)換器112的輸入端之間的開(kāi)關(guān)元件Q1。在電源轉(zhuǎn)換器正常工作期間，開(kāi)關(guān)元件Q1處于斷開(kāi)狀態(tài)，而當(dāng)輸入電壓發(fā)生異常時(shí)，控制開(kāi)關(guān)元件Q1接通，此時(shí)，存儲(chǔ)在第二電容C2上的能量可以經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件Q1、電阻R4、第一電容C1以及二極管D9組成的放電回路被傳送到第一電容C1上，同時(shí)，由于第二電容C2上的電壓小于第一電容C1上的電壓，整流二極管D5處于反向截止?fàn)顟B(tài)。這樣，在保持時(shí)間期間內(nèi)，存儲(chǔ)在第二電容C2上的能量可以不斷地傳送到第一電容C1上，并向后端提供輸出電壓。

在一個(gè)可能的示例中，開(kāi)關(guān)元件Q1可以是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。圖3是采用IGBT作為開(kāi)關(guān)元件Q1的驅(qū)動(dòng)電路圖。控制單元 MCU通過(guò)D103，D104，R101,R102，R104，R109，C402組成的電路檢測(cè)輸入電壓。MCU對(duì)輸入電壓進(jìn)行高頻采樣，并做A/D轉(zhuǎn)換。MCU例如可以通過(guò)兩種算法判斷輸入電壓(AC_INPUT)是否正常：輸入電壓有效值是否在正常工作范圍內(nèi)；輸入電壓是否連續(xù)5ms都為0V。如果輸入電壓有效值小于規(guī)格要求值或者輸入電壓連續(xù)5ms都為0V，則判斷輸入失效，MCU通過(guò)I/O口輸出高電平。回掃變壓器繞組4S-4F，D1227，C1226及R1224構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立的輔助電源，C1226兩端的電壓穩(wěn)定在12V，用于開(kāi)關(guān)元件Q1的驅(qū)動(dòng)電壓。MCU的I/O為低電平時(shí)，Q401關(guān)斷，光耦U1214內(nèi)部二極管沒(méi)有電流通過(guò)，U1214的3腳和4腳之間晶體管是斷開(kāi)的，開(kāi)關(guān)元件Q1的驅(qū)動(dòng)為0V，開(kāi)關(guān)元件Q1保持關(guān)斷。當(dāng)MCU的I/O為高低電平時(shí)，Q401導(dǎo)通，光耦U1214內(nèi)部二極管有電流通過(guò)，U1214的3腳和4腳間晶體管導(dǎo)通，C1226兩端的12V電壓作用在IGBT_DRV上，開(kāi)關(guān)元件Q1的驅(qū)動(dòng)為12V，開(kāi)關(guān)元件Q1導(dǎo)通，從而通過(guò)旁路單元將本來(lái)并聯(lián)連接的兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器改成串聯(lián)連接的形式，將存儲(chǔ)在第二儲(chǔ)能元件C2上的能量傳送到第一儲(chǔ)能元件C1上。

可選地，可以在開(kāi)關(guān)元件Q1與第一PFC單元PFC1的輸入端之間串聯(lián)二極管D1。具體地，二極管D1的正極與開(kāi)關(guān)元件Q1的一端耦接，二極管D1的負(fù)極與第一PFC單元PFC1的輸入端耦接，開(kāi)關(guān)元件Q1的另一端與第二電容C2耦接。通過(guò)配置二極管D1，如果交流輸入電壓在保持期間內(nèi)恢復(fù)，二極管D1能夠避免開(kāi)關(guān)元件Q1承受反向浪涌電壓和浪涌電流，保護(hù)開(kāi)關(guān)元件Q1。

在第一電容C1的負(fù)極與電源轉(zhuǎn)換器的接地端之間串聯(lián)連接有限流元件R2，在第二電容C2的負(fù)極與電源轉(zhuǎn)換器的接地端之間串聯(lián)連接有限流元件R3。限流元件R2、R3的配置可以在諸如電源轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)或恢復(fù)等過(guò)渡狀態(tài)期間，防止浪涌電流涌入第一、第二電容C1、C2。

在一個(gè)可能的示例中，限流元件R2、R3可以是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻、正溫度系數(shù)的熱敏電阻或者是水泥電阻等抗浪涌電流的等值電阻。

可選地，可以在限流元件R2、R3的兩端并聯(lián)連接開(kāi)關(guān)元件?？梢栽陔娫崔D(zhuǎn)換器正常工作期間使與限流元件R2、R3相應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，使得限流元件R2、R3被旁路，從而降低了功耗。

在一種可能的示例中，與限流元件R2、R3并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件可以 是諸如MOSFET的開(kāi)關(guān)元件。例如，如圖2所示，限流元件R2與MOSFET開(kāi)關(guān)元件Q4并聯(lián)耦接。

在另一種可能的示例中，與限流元件R2、R3并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件也可以是繼電器開(kāi)關(guān)RE1。例如，如圖2所示，限流元件R3與繼電器開(kāi)關(guān)RE1并聯(lián)耦接。

在使用繼電器開(kāi)關(guān)RE1的情況下，例如可以使用多觸點(diǎn)的繼電器開(kāi)關(guān)RE1同時(shí)與限流元件R3以及作為輸出控制單元130的整流二極管D5并聯(lián)耦接。在這種情況下，在電源轉(zhuǎn)換器正常工作期間，繼電器開(kāi)關(guān)RE1處于導(dǎo)通狀態(tài)，限流元件R3和整流二極管D5被旁路。而當(dāng)檢測(cè)到交流輸入電壓發(fā)生異常時(shí)(電壓異常檢測(cè)單元未在圖中示出)，使繼電器開(kāi)關(guān)RE1處于斷開(kāi)狀態(tài)，如上文所述，此時(shí)，第一PFC單元PFC1與第二PFC單元PFC2之間的連接斷開(kāi)。第一PFC單元PFC1獨(dú)立工作，存儲(chǔ)在第二電容C2上的能量經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件Q1、二極管D1向第一電容C1傳送，第二電容C2上的電壓低于第一電容C1上的電壓，整流二極管D5反向截止。通過(guò)在輸出控制單元130兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)元件，可以在電源轉(zhuǎn)換器正常工作期間旁路整流二極管D5，以提高PFC的效率。

應(yīng)理解，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中所示的元件的型號(hào)及參數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)確定，而不應(yīng)局限于上述結(jié)合圖2的具體電路列出的選擇。此外，基于輸入電壓異常的情況而對(duì)上述旁路單元140和輸出控制單元130進(jìn)行的控制例如可以通過(guò)控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。該控制單元例如可以采取微控制器MCU的形式，也可以通過(guò)分離電路元件搭建。當(dāng)然，容易理解，該控制單元的功能也可以在圖2中示出的各個(gè)組成部件中實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述控制過(guò)程的詳細(xì)描述可以容易地實(shí)施該控制單元。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，該控制單元的細(xì)節(jié)未在圖中示出。

圖4A示意性地示出了不具有旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器在輸入電壓異常期間的輸出電壓曲線(xiàn)，圖4B示意性地示出了具有旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器在輸入電壓異常期間的輸出電壓曲線(xiàn)。圖4A、圖4B中的L和L’分別示出了電源轉(zhuǎn)換器在輸入電壓異常期間的輸出電壓(第二電容C2上的電壓)曲線(xiàn)?？梢钥闯觯谙嗤瑮l件下，具有旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓下降較慢，實(shí)驗(yàn)表明，具有旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器的保持時(shí)間是不具備旁路單元的電源轉(zhuǎn)換器的保持時(shí)間的約2.5倍。

在本實(shí)施例中，通過(guò)在交流輸入電壓異常的情況下采用開(kāi)關(guān)元件將本來(lái)并聯(lián)連接的兩個(gè)PFC單元改成串聯(lián)連接的形式，簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)和 控制。同時(shí)，在本實(shí)施例中增加的半導(dǎo)體器件只是穩(wěn)態(tài)載流，沒(méi)有增加高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗小，散熱容易，此外占用電源的空間較小。

以下結(jié)合圖5和圖6說(shuō)明圖2中的電源轉(zhuǎn)換器在交流輸入電壓發(fā)生異常后的時(shí)序。其中圖5示意性的示出了交流輸入電壓發(fā)生異常后(未恢復(fù))的時(shí)序，圖6示意性的示出了交流輸入電壓在發(fā)生異常后又恢復(fù)的時(shí)序。

如圖5所述，開(kāi)始階段，交流輸入電壓正常，電源轉(zhuǎn)換器正常工作，第一PFC單元PFC1、第二PFC單元PFC2分別在脈寬調(diào)制信號(hào)PFC_PWM1、PFC_PWM2的控制下以180°的相移交替工作的交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在此期間，繼電器開(kāi)關(guān)RE1的控制信號(hào)RLY_DRV1為高電平，繼電器開(kāi)關(guān)RE1處于導(dǎo)通狀態(tài)，整流二極管D5、限流元件R3被旁路；開(kāi)關(guān)元件Q4的控制信號(hào)GATE1為高電平，開(kāi)關(guān)元件Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)，限流元件R2被旁路。由第一電容C1(即BULK CAP)和第二電容C2并聯(lián)向后端提供能量。

在T21期間(約500μs)，交流輸入電壓發(fā)生異常。

在T22期間，旁路單元140等待啟動(dòng)。此時(shí)，如果交流輸入電壓恢復(fù)，旁路單元140將不會(huì)工作，即開(kāi)關(guān)元件Q1不會(huì)導(dǎo)通。在此期間，由于檢測(cè)到交流輸入電壓發(fā)生異常，第一PFC單元PFC1、第二PFC單元PFC2停止工作，繼電器開(kāi)關(guān)RE1的控制信號(hào)RLY_DRV1變?yōu)榈碗娖?，繼電器開(kāi)關(guān)RE1處于斷開(kāi)狀態(tài)，第二電容C2經(jīng)由整流二極管D5與第一電容C1并聯(lián)，并為后端的DC-DC變換器提供能量。由于第二電容C2的容量較大，在交流輸入電壓發(fā)生異常后的一段時(shí)間內(nèi)仍然可以維持后端DC-DC變換器(電負(fù)載)的工作。只有在T22經(jīng)過(guò)之后(大于3ms)并且交流輸入電壓仍處于異常狀態(tài)時(shí)，旁路單元140才開(kāi)始工作。這樣可以防止交流輸入電壓短時(shí)間異常而導(dǎo)致旁路單元140開(kāi)始工作，避免電源轉(zhuǎn)換器頻繁切換。

在T23期間(約500μs)，開(kāi)關(guān)元件Q1的控制信號(hào)IGBT_DRV變?yōu)楦唠娖?，控制開(kāi)關(guān)元件Q1接通。

在T24期間，開(kāi)關(guān)元件Q1的控制信號(hào)IGBT_DRV保持高電平，開(kāi)關(guān)元件Q1保持導(dǎo)通狀態(tài)，第二PFC單元PFC2繼續(xù)保持停止?fàn)顟B(tài)，第一PFC單元PFC1開(kāi)始工作，用于調(diào)整第一電容C1的電壓。同時(shí)，由于第二電容C2的電壓低于第一輸出電容C1的電壓，整流二極管D5反向截止。在此期間，存儲(chǔ)在第二輸出電容C2中的能量經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件Q1、二極管 D1被饋入到第一PFC單元PFC1的輸入端，直到存儲(chǔ)在第二輸出電容C2中的能量基本釋放完畢，從而增加了電源轉(zhuǎn)換器的保持時(shí)間。

如果交流輸入電壓在T32期間開(kāi)始處恢復(fù)并在T32期間內(nèi)保持穩(wěn)定，在T32期間(大于50ms)，開(kāi)關(guān)元件Q1的控制信號(hào)IGBT_DRV保持高電平，開(kāi)關(guān)元件Q1仍處于導(dǎo)通狀態(tài)，第二PFC單元PFC2保持停止?fàn)顟B(tài)，而第一PFC單元PFC1保持工作狀態(tài)。此時(shí)，一方面第一PFC單元PFC1依靠交流輸入電壓(經(jīng)由輸入整流器)或第二電容C2的電壓保持對(duì)第一電容C1的電壓的調(diào)整，另一方面，交流輸入電壓經(jīng)由二極管D3和限流電阻R3對(duì)第二輸出電容C2進(jìn)行充電。當(dāng)?shù)诙娙軨2經(jīng)由二極管D3被充電到交流輸入電壓的峰值時(shí)，控制開(kāi)關(guān)元件Q1處于斷開(kāi)狀態(tài)，旁路單元140不再處于工作狀態(tài)。

在隨后的T31期間(約100ms)，開(kāi)關(guān)元件Q1的控制信號(hào)IGBT_DRV變?yōu)榈碗娖?，開(kāi)關(guān)元件Q1處于斷開(kāi)狀態(tài)，旁路單元140不工作，第一PFC單元PFC1和第二PFC單元PFC2處于工作狀態(tài)。此時(shí)，由于輸出電壓與第一電容C1耦接，當(dāng)交流輸入電壓恢復(fù)時(shí)，相同的占空比會(huì)導(dǎo)致第二電容C2電壓上升很快，當(dāng)?shù)诙娙軨2電壓高于第一輸出電容C1時(shí)，整流二極管D5導(dǎo)通，第一PFC單元PFC1與第二PFC單元PFC2構(gòu)成交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

在T33期間開(kāi)始時(shí)，閉合繼電器開(kāi)關(guān)RE1，在經(jīng)歷一段閉合延遲時(shí)間T33(約13ms)后，在T34期間(約500μs)，繼電器開(kāi)關(guān)RE1的兩個(gè)觸點(diǎn)基本上零電壓閉合，從而減少了整流二極管D5和限流電阻R2、R3之間的導(dǎo)通損耗。

在T34期間后，電源轉(zhuǎn)換器恢復(fù)正常工作。

以上結(jié)合具體實(shí)施例和/或示例描述了本公開(kāi)的基本原理，但是，應(yīng)理解，本公開(kāi)并不局限于這些具體的實(shí)施例和/或示例。另外，需要指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，能夠理解本公開(kāi)的裝置的全部或者任何部件，并在這些公開(kāi)的基礎(chǔ)上根據(jù)具體應(yīng)用對(duì)這些部件作出修改、替代和變換，而仍涵蓋于本公開(kāi)的范圍之內(nèi)。