[发明专利]用于小功率嵌入式设备的UPS及其控制方法

权利要求书

1.用于小功率嵌入式设备的UPS，其特征在于：包括依次顺序连接的PFC模块(1)、LLC谐振模块(2)、同步整流模块(3)、充电管理模块(4)、电芯组模块(5)、电芯组管理模块(6)、DC/DC供电通道控制模块(7)和DC/DC输出模块(8)，所述同步整流模块(3)和充电管理模块(4)均与所述DC/DC供电通道控制模块(7)相连，所述电芯组管理模块(6)还控制连接所述充电管理模块(4)与电芯组模块(5)之间的电源通道，以及所述DC/DC供电通道控制模块(7)与电芯组模块(5)之间的电源通道；

所述PFC模块(1)用于将输入的交流整流成直流并进行滤波、类谐振升压处理和AC输入功率因素提升处理；

所述LLC谐振模块(2)用于将所述PFC模块(1)升压后的DC电流通过MOSFET半桥转换为半正弦序列波形电流，并传输至所述同步整流模块(3)；

所述同步整流模块(3)用于对经变压器次级侧绕组降压转换而生成的半正弦序列波形电流整流并稳压输出，此输出分为两路：一路输出至所述充电管理模块(4)，用于对所述电芯组模块(5)充电；另一路输出至所述DC/DC供电通道控制模块(7)，作为所述DC/DC输出模块(8)的电源输入之一；

所述充电管理模块(4)根据所述电芯组模块(5)的电量饱和度与所述电芯组管理模块(6)的通道控制状态向所述电芯组模块(5)充电；

所述电芯组管理模块(6)根据所述电芯组模块(5)中电芯的电压、电流以及模块电路中元器件过保护状态来控制充放电通道MOSFET的；

所述DC/DC供电通道控制模块(7)用于在所述电芯组模块(5)、充电管理模块(4)的旁路电源输出和同步整流模块(3)的输出之间自动选择其中一路为所述DC/DC输出模块(8)提供输入电源；

所述DC/DC输出模块(8)用于将模块输入端的电流按照设定的输出电压经DC/DC调节和稳压处理后输出给小功率嵌入式设备(9)。

2.根据权利要求1所述的用于小功率嵌入式设备的UPS，其特征在于：所述PFC模块(1)包括相连的桥式整流电路(11)和PFC矫正类谐振电路(12)，所述桥式整流电路(11)将输入的交流整流成直流并进行滤波处理，所述PFC矫正类谐振电路(12)对整流滤波后的直流进行类谐振升压处理和功率因素矫正。

3.根据权利要求1或2所述的用于小功率嵌入式设备的UPS，其特征在于：所述电芯组管理模块(6)还监测所述电芯组模块(5)内部的电量并输出电量信息给所述小功率嵌入式设备(9)。

4.根据权利要求1所述的用于小功率嵌入式设备的UPS，其特征在于：所述LLC谐振模块(2)包括变压线圈绕组，所述LLC谐振模块(2)通过变压线圈绕组将半正弦序列波形电流的功率传输至所述同步整流模块(3)。

5.根据权利要求1所述的用于小功率嵌入式设备的UPS，其特征在于：还包括UPS面板，所述UPS面板上设置有电量指示灯、SMBUS接口和输出电压选定键，以使输出电压的设定值可在12V和5V之间切换。

6.根据权利要求1所述的用于小功率嵌入式设备的UPS，其特征在于：所述输入的交流电源电压在100V～240V的范围内且频率为50Hz或z。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于小功率嵌入式设备的UPS的控制方法，其特征在于：当输入电压在100V～240V的范围内、频率为50H或60Hz的工频电源正常在线时，所述DC/DC供电通道控制模块(7)自动选择所述同步整流模块(3)输出的电流并由所述DC/DC输出模块(8)对其按照设定的输出电压经DC/DC调节和稳压处理后输出给小功率嵌入式设备(9)，输出电压的设定值可在12V和5V之间通过UPS面板上的输出电压选定键切换；

当输入AC电源发生异常或断供时，所述DC/DC供电通道控制模块(7)会自动切换至由所述电芯组模块(5)向DC/DC输出模块(8)供电，由所述DC/DC输出模块(8)将电压调节至12V或5V并稳压处理后输出至小功率嵌入式设备(9)。

8.根据权利要求7所述的用于小功率嵌入式设备的UPS的控制方法，其特征在于：所述电芯组管理模块(6)能够动态监测所述电芯组模块(5)的剩余电量并对应地点亮电量指示灯予以显示，并可将电量信息以数字信号发送给UPS所负载的嵌入式设备。