[发明专利]动态电源控制方法

说明书

本发明揭示一种动态电源控制方法，用以动态调节电源供应器。该方法是专注于假设其他参数都不变并在保持时间的期间内，可藉增加初级电源开关的切换频率或过电流保护(over‑current protection point，OCP)点，而降低大电容(Bulk Capacitor)的最小大电容电压至最大程度，使得保持时间能被延长或者大电容能被缩小。一般，本发明的方法可应用于不同的电源转换器。

技术领域

本发明有关于一种动态电源控制方法，尤其是在不需增加大电容下可延长保持时间，或是可不在缩短保持时间的代价下，缩小大电容，使得性价比(performance-to-costratio)获得大幅提升。

背景技术

大部分现今的电脑及电脑周边装置都需要其电源供应器能在短时间/长时间的电力中断后拉长至少10ms的保持时间，或切换到不断电电源供应器(Uninterrupted PowerSupply，UPS)操作，藉以有次序的终止资料处理设备的操作。保持时间一般是定义成在电源中断后电源供应器需要保持其输出电压在某一特定范围内的时间间隔。

在保持时间内保持输出电压所需的能量是由正确大小的大电容C_B单独提供，如图1a所示。前端整流器是负责将正弦AC输入电源经由桥式整流器而整流成未调节的DC入电源，或是经由传统/无桥的功率校正器(power factor corrector，PFC)而整流成调节的DC输入电源。为了在AC电源中断后达到所需的保持时间，DC/DC转换器输出级必须要能操作在具最小大电容电压V_BMIN的某一电压范围内，而最小大电容电压V_BMIN是低于对应到保持电压所指定的线电压的公称大电容电压V_BNOM。

在保持时间T_H内未被AC电充电下，大电容C_B是维持供应电源至输出，直到放电下降到最小大电容电压V_BMIN，而在低于最小大电容电压V_BMIN时，DC/DC转换器输出级会关闭，如图1b所示。

保持时间T_H可以数学方式表示成

，其中η_DC/DC是DC/DC转换器效率，而P_OH是在保持时间T_H内传送到输出的输出功率。

能量传送比r可由以下方程式计算

，其中ΔE_CB是保持时间T_H内传送至输出的部分能量，而E_CBNOM是以公称大电容电压V_BNOM储存在大电容C_B中的总能量。Eq.2可由图2的曲线表示。

如同可由Eq.1及Eq.2所见，藉降低最小大电容电压V_BMIN，保持时间T_H可被延长，并且能量传送比r可被放大，或大电容C_B可被缩小，而DC/DC转换器输出级在最小大电容电压V_BMIN之上仍可正常工作，假设所有其他参数都保持不变。

在现有技术中，最小大电容电压V_BMIN通常是限制到公称大电容电压V_BNOM的80％至90％，且由于而缺少可行且经济的方式无法再降低，让大部分的储存大电容能量在DC/DC转换器输出级关闭后低于最小大电容电压V_BMIN时未能被利用到而浪费掉。

针对现有技术的缺点，本发明提出低成本的方法，可实质上延长保持时间T_H并放大能量传送比r或缩小大电容C_B，藉降低最小大电容电压V_BMIN至最大程度，善加利用大部分的储存大电容能量，并极大化电源供应器的性价比(performance-to-cost ratio)。