CN107612118B - 一种电源管理装置及管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源管理装置及管理方法，电源管理装置连接着电源与受电设备，电源通过电源管理装置向受电设备供电，电源管理装置包括升压模块、电容、电源选择模块，也可以包括限流模块与降压模块，升压模块将电源电压升压后将能量存储在电容上并输出为备份电压，电源选择模块择一地选择将备份电压或者电源电压输出到受电设备，电源选择模块优先选择二者中能使得输出电压大于受电设备最小工作电压的输入。
Description
技术领域
本发明涉及电源管理技术领域，特别涉及到当供电电源带有限流功能，而受电设备短时所需电流超出供电电源的限流值时的一种电源管理装置及管理方法。
背景技术
现在以手机为代表的移动设备得到了广泛应用，这些移动设备广泛带有内置电池，可以外接如存储、USB摄像头等外接设备。当外接设备时，移动设备可以对外供电。如当一个手机U盘***手机时，手机可以通过USB接口为手机U盘供电，并进行数据传输。因为手机等的内置电池容量普遍不大，手机一般在接口上都设置有限流功能，限流功能一方面在接口出现偶尔的短路时，能保护接口不被烧坏，另一方面，限流功能也限制了外接设备所获取的最大手机电流，使得手机电池电量不被外接设备过分使用，为手机本身功能留有足够电量，提高手机用户的用户体验。
当手机输出电流小于其限流值时，手机输出标称电压值，例如安卓手机的USB接口的VBUS管脚的标称电压值为5V，而苹果手机的Lightning接口的Accessory Power管脚的标称电压值为3.3V。当外接设备所取电流超出手机的限流值时，手机的限流功能导致其输出电压小于标称电压值。
有些外接设备在正常工作时，其所需电流在大部分时间小于手机的限流值，但在其它时间大于限流值。例如，外接设备为基于闪存存储器的存储设备例如手机U盘时，因为闪存存储器的写电流较大，手机U盘在写闪存存储器时的电流可能超出手机限流值，而在其他情况下小于限流值，因为手机U盘在写闪存存储器时的电流超出限流值，导致手机供电电压降低，即使只是超出限流值很短时间，也可能导致供电电压降低到手机U盘的最小工作电压之下，导致手机U盘无法正常工作。
因为苹果手机的限流比安卓手机更严格，手机U盘不能正常工作的问题更多的出现在苹果手机U盘上。为了解决此问题，目前部分苹果手机U盘自带电池，由自身的电池供电，导致体积大，价格高，特别是在自身电池电量耗尽的情况下还需要先充电才能使用，影响了用户体验。
如果能够在不自带电池的情况下，解决外接设备所需电流值短时间超过电源限流值，导致供电电压下降过多外接设备无法正常工作的问题，则可以增强用户体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如果能够在不自带电池的情况下，而是使用电容作为备份储能器件，在外接设备所需电流值短时间超过电源限流值时为外接设备供电，避免外接设备供电电压下降过多使其无法正常工作的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提出一种电源管理装置3，其连接着电源1与受电设备2，电源1通过电源管理装置3向受电设备2供电，
所述电源管理装置3包括升压模块32、第一电容33、电源选择模块4，所述电源选择模块4包括第一输入接口41、第二输入接口42、输出接口43，
所述电源1的输出为电源电压12，电源电压12连接着升压模块32的输入端，同时电源电压12还连接着电源选择模块4的第二输入接口42，升压模块32的输出端连接着第一电容33，升压模块32的输出为备份电压35，备份电压35连接着电源选择模块4的第一输入接口41，电源选择模块4的输出接口43为输出电压49，其连接着受电设备2，
所述升压模块32将电源电压12升压，并将能量存储在第一电容33上，
所述电源选择模块4择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电源选择模块4优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入，
优选地，所述电源管理装置3还包括限流模块31，电源电压12连接着限流模块31的输入端，限流模块31的输出端连接着升压模块32的输入端。
优选地，所述限流模块31的限流值小于电源1的限流值。
优选地，所述电源管理装置3还包括第二电容36、第二电容36连接着升压模块32的输入端。
优选地，所述电源管理装置3还包括降压模块34、降压模块34的输入端连接着升压模块32的输出端，降压模块34将电容33的电压降压后输出为备份电压35。
优选地，所述电源选择模块4还包括电压检测模块44、第一电子开关45、第二电子开关46，
第一输入接口41连接着第一电子开关45的一端，第一电子开关45的另一端连接着输出接口43，第二输入接口42连接着第二电子开关46的一端，第二电子开关46的另一端连接着输出接口43，
电压检测模块44连接着第二输入接口42，或者电压检测模块44连接着第二输入接口42以及第一输入接口41，
电压检测模块44输出控制线分别连接到第一电子开关45及第二电子开关46，电压检测模块44通过控制线断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45选择第一输入接口41输出到输出接口43，或者电压检测模块44通过控制线断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46选择第二输入接口42输出到输出接口43。
电压检测模块44择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电压检测模块44优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
进一步地，所述电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第一预设电压值时，电压检测模块44断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45，选择输出第一输入接口41的备份电压35到输出接口43，当第二输入接口42的电压大于等于第二预设电压值时，电压检测模块44断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46，选择输出第二输入接口42的电源电压12到输出接口43，
所述第一预设电压值大于受电设备2的最小工作电压，第二预设电压值大于第一预设电压值，第二预设电压值小于等于电源1的标称电压值。
进一步地，所述电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，电压检测模块44还检测第一输入接口41的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第三预设电压值时，电压检测模块44通过输出控制线断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45，选择输出第一输入接口41的备份电压35到输出接口43，当第一输入接口41的电压小于等于第四预设电压值时，电压检测模块44通过输出控制线断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46，选择输出第二输入接口42的电源电压12到输出接口43，
所述第三预设电压值大于受电设备2的最小工作电压，第四预设电压值大于受电设备2的最小工作电压。
优选地，所述电源选择模块4还包括电压检测模块44、第一电子开关45、第二二极管48，
第一输入接口41连接着第一电子开关45的一端，第一电子开关45的另一端连接着输出接口43，第二输入接口42连接着第二二极管48的正极，第二二极管48的负极连接着输出接口43，
电压检测模块44连接着第二输入接口42，
电压检测模块44输出控制线连接到第一电子开关45，电压检测模块44通过控制线可以控制第一电子开关45的闭合与断开，
电压检测模块44通过闭合或关断第一电子开关45，择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电压检测模块44优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
进一步地，所述电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第五预设电压值时，电压检测模块44闭合第一电子开关45，当第二输入接口42的电压大于等于第六预设电压值时，电压检测模块44断开第一电子开关45,
所述第五预设电压值大于受电设备2的最小工作电压与第二二极管48的导通电压之和，第六预设电压值大于第五预设电压值，第六预设电压值小于等于电源1的标称电压值,第六预设电压值也小于备份电压35的标称值与第二二极管48的导通电压之和。
优选地，所述电源选择模块4还包括电压检测模块44、第二电子开关46、第一二极管47，
第二输入接口42连接着第二电子开关46的一端，第二电子开关46的另一端连接着输出接口43，第一输入接口41连接着第一二极管47的正极，第一二极管47的负极连接着输出接口43，
电压检测模块44连接着第二输入接口42，
电压检测模块44输出控制线连接到第二电子开关46，电压检测模块44通过控制线可以控制第二电子开关46的闭合与断开，
电压检测模块44通过闭合或关断第二电子开关46，择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电压检测模块44优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
进一步地，所述电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第七预设电压值时，电压检测模块44断开第二电子开关46，当第二输入接口42的电压大于等于第八预设电压值时，电压检测模块44闭合第二电子开关46，
所述第七预设电压值大于备份电压35的标称值减去第一二极管47的导通电压，第八预设电压值大于第七预设电压值，第八预设电压值小于等于电源1的标称电压值，备份电压35的标称值减去第一二极管47的导通电压大于受电设备2的最小工作电压。
优选地，所述电源选择模块4还包括第一二极管47、第二二极管48，
第二输入接口42连接着第二二极管48的正极，第二二极管48的负极连接着输出接口43，第一输入接口41连接着第一二极管47的正极，第一二极管47的负极连接着输出接口43。
优选地，所述电源选择模块4还包括电流检测模块40、第一电子开关45、第二电子开关46，
第一输入接口41连接着第一电子开关45的一端，第一电子开关45的另一端连接着电流检测模块40的输入端，第二输入接口42连接着第二电子开关46的一端，第二电子开关46的另一端连接着电流检测模块40的输入端，电流检测模块40的输出端连接着输出接口43，
电流检测模块40输出控制线分别连接到第一电子开关45及第二电子开关46，电流检测模块40通过控制线断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45选择第一输入接口41通过电流检测模块40输出到输出接口43，或者电流检测模块40通过控制线断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46选择第二输入接口42通过电流检测模块40输出到输出接口43，
电流检测模块40择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43。
优选地，所述电流检测模块40检测输出接口43的电流，当电流大于电源1的限流值时，电流检测模块40断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45，选择输出第一输入接口41的备份电压35到输出接口43，当电流小于等于电源1的限流值时，电流检测模块40断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46，选择输出第二输入接口42的电源电压12到输出接口43。
本发明提出一种电源管理装置管理方法，电源管理装置3连接着电源1与受电设备2，电源1通过电源管理装置3向受电设备2供电，
所述电源管理装置3的输入为电源电压12，输出为输出电压49，所述电源管理装置3包括第一电容33，
电源管理装置3将电源电压12升压后将能量存储在第一电容33上，电源管理装置3并将第一电容33上电压降压后产生备份电压35，或者将第一电容33上电压直接用作备份电压35，
电源管理装置3择一地选择将备份电压35或者电源电压12输出到受电设备2，电源管理装置3优先选择二者中能使得输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
优选地，所述电源管理装置3检测电源电压12，当电源电压12小于等于第一预设电压值时，电源管理装置3选择输出备份电压35到受电设备2，当电源电压12大于等于第二预设电压值时，电源管理装置3选择输出电源电压12到受电设备2，
所述第一预设电压值大于受电设备2的最小工作电压，第二预设电压值大于第一预设电压值，第二预设电压值小于等于电源1的标称电压值。
优选地，所述电源管理装置3检测受电设备2电流，当受电设备2电流大于电源1的限流值时，电源管理装置3选择输出备份电压35到受电设备2，当受电设备2电流小于等于电源1的限流值时，电源管理装置3选择输出电源电压12到受电设备2。
优选地，所述电源管理装置3包括限流功能，电源管理装置3将电源电压12升压时从电源电压12所取电流受到此限流功能限制。
进一步地，所述电源管理装置3限流功能的限流值小于电源1的限流值。
本发明的有益效果是：能够在不自带电池的情况下，而是使用电容作为备份储能器件，在外接设备所需电流值短时间超过电源限流值时为外接设备供电，避免外接设备供电电压下降过多使其无法正常工作的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明一种电源管理装置实施例之模块图及应用示意图。
图2是本发明一种电源管理装置包括的电源选择模块的实施例一之模块图及应用示意图。
图3是本发明一种电源管理装置包括的电源选择模块的实施例二之模块图及应用示意图。
图4是本发明一种电源管理装置包括的电源选择模块的实施例三之模块图及应用示意图。
图5是本发明一种电源管理装置包括的电源选择模块的实施例四之模块图及应用示意图。
图6是本发明一种电源管理装置包括的电源选择模块的实施例五之模块图及应用示意图。
其中：
1 电源 2 受电设备
3 电源管理装置 31 限流模块
32 升压模块 33 第一电容
34 降压模块 4 电源选择模块
41 第一输入接口 42 第二输入接口
43 输出接口 44 电压检测模块
45 第一电子开关 46 第二电子开关
47 第一二极管 48 第二二极管
12 电源电压 35 备份电压
49 输出电压 36 第二电容
40 电流检测模块
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明一种电源管理装置做进一步说明。
如图1所示，为本发明一种电源管理装置之实施例，在该实施例中，电源管理装置3包括升压模块32、第一电容33、电源选择模块4。
电源管理装置3还可以包括限流模块31。电源选择模块4包括第一输入接口41、第二输入接口42、输出接口43。
电源1的输出为电源电压12，当电源管理装置3不包括限流模块31时，电源电压12通过图1中虚线连接着升压模块32的输入端，当电源管理装置3包括限流模块31时，图1中连接着电源电压12与升压模块32输入端的虚线无效，电源电压12连接着限流模块31的输入端，限流模块31的输出端连接着升压模块32的输入端，升压模块32的输出端连接着第一电容33。
同时电源电压12还连接着电源选择模块4的第二输入接口42。
电源管理装置3还可以包括第二电容36，升压模块32的输入端连接着第二电容36。
电源管理装置3还可以包括降压模块34。
当电源管理装置3不包括降压模块34时，升压模块32的输出端为备份电压35，当电源管理装置3包括降压模块34时，图1中连接着升压模块32输出端与备份电压35的虚线无效，升压模块32的输出端连接着降压模块34的输入端，降压模块34的输出为备份电压35，备份电压35连接着电源选择模块4的第一输入接口41，电源选择模块4的输出接口43为输出电压49，其连接着受电设备2。
电源1带有限流功能，当电源1输出电流小于其限流值时，电源电压12的电压值为电源1标称电压值，当电源1输出电流大于其限流值时，电源1的限流功能导致电源电压12的电压值小于电源1标称电压值。
有些受电设备2在正常工作时，其所需电流在部分时间小于电源1的限流值，在其它时间大于电源1的限流值。例如，当受电设备2为基于闪存存储器的存储设备时，因为闪存存储器的写电流较大，受电设备2在写闪存存储器时的电流可能超出电源1的限流值，而在其他情况下小于电源1的限流值，如果不使用本电源管理装置3，而是将电源1输出直接接连到受电设备2，因为受电设备2在写闪存存储器时的电流超出电源1的限流值，导致电源电压12降低，即使只是超出电源1的限流值很短时间，也可能导致电源电压12降低到受电设备2的最小工作电压之下，导致受电设备2无法正常工作。
使用本电源管理装置3可以有效解决上述问题。电源管理装置3的升压模块32将电源电压12升压，并将能量存储在第一电容33上，能量也可以存储在升压之前的第二电容36上，第一电容33的电压经过降压模块34降压输出为备份电压35，备份电压35的稳定电压值为其标称电压值，升压模块32输出的第一电容33上的稳定电压值为升压标称电压值，升压标称电压值应大于或等于电源1的标称电压值。
当升压标称电压值等于或接近电源1的标称电压值时，升压模块32输出电压满足受电设备2对电压的要求，这时不再需要降压模块34。
当升压标称电压值大于电源1的标称电压值时，则需要降压模块34降压后才能后续由受电设备2使用。
存储在第一电容33以及第二电容36上的电能可以在电源1不能提供受电设备2所需电流时，通过升压模块32以及放电模块34提供电能输出。提高第二电容36的容量以及提高第一电容33的容量或者升压标称电压值能提高受电设备2所需电流超出电源1限流值时电源管理装置3的供电能力。
电源选择模块4择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电源选择模块4优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
备份电压35的标称电压值应在备份电压35经过电源选择模块4后仍大于受电设备2的最小工作电压。
电源1的标称电压值应在电源电压12经过电源选择模块4后仍大于受电设备2的最小工作电压。
当电源管理装置3的供电能力满足受电设备2的电流需求时，即使受电设备2所需电流有部分时间超出电源1的限流值，备份电压35或者电源电压12至少有一个在经过电源选择模块4后大于受电设备2的最小工作电压，因此输出电压49大于受电设备2的最小工作电压，使得受电设备2可以正常工作。
电源管理装置3包括限流模块31时，升压模块32从电源1所取电流受到限流模块31的限制，可以选择限流模块31的限流值小于电源1的限流值，当限流模块31的限流值小于电源1的限流值，且电源选择模块4选择输出备份电压35到输出接口43时，电源1的输出电流最大为限流模块31的限流值，使得电源1确定不会进入限流状态，从而使得电源电压12的电压值确定会向电源1标称电压值恢复，从而为后续尽快选择电源电压12输出到输出电压49创造条件。因为升压模块32与降压模块34有电能转换损失，而选择电源电压12输出到输出电压49时没有电能转换损失，因此后续尽快选择电源电压12输出到输出电压49能够减小电源管理装置3的电能损失。
如图2所示，为图1所示电源管理装置3所包括的电源选择模块4的实施例一，在该实施例中，电源选择模块4还包括电压检测模块44、第一电子开关45、第二电子开关46。
第一输入接口41连接着第一电子开关45的一端，第一电子开关45的另一端连接着输出接口43，第二输入接口42连接着第二电子开关46的一端，第二电子开关46的另一端连接着输出接口43。
电压检测模块44连接着第二输入接口42，或者电压检测模块44连接着第二输入接口42以及第一输入接口41。
电压检测模块44输出控制线分别连接到第一电子开关45及第二电子开关46，电压检测模块44通过控制线断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45选择第一输入接口41输出到输出接口43，或者电压检测模块44通过控制线断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46选择第二输入接口42输出到输出接口43。
电压检测模块44择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电压检测模块44优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
作为本电源选择模块4实施例的一种电压检测与电源选择方法，电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第一预设电压值时，电压检测模块44断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45，选择输出第一输入接口41的备份电压35到输出接口43，当第二输入接口42的电压大于等于第二预设电压值时，电压检测模块44断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46，选择输出第二输入接口42的电源电压12到输出接口43。
所述第一预设电压值大于受电设备2的最小工作电压，第二预设电压值大于第一预设电压值，第二预设电压值小于等于电源1的标称电压值。
作为本电源选择模块4实施例的另一种电压检测与电源选择方法，电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，电压检测模块44还检测第一输入接口41的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第三预设电压值时，电压检测模块44通过输出控制线断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45，选择输出第一输入接口41的备份电压35到输出接口43，当第一输入接口41的电压小于等于第四预设电压值时，电压检测模块44通过输出控制线断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46，选择输出第二输入接口42的电源电压12到输出接口43。
所述第三预设电压值大于受电设备2的最小工作电压，第四预设电压值大于受电设备2的最小工作电压。
所述第一电子开关45及第二电子开关46可以由MOSFET实现。
如图3所示，为图1所示电源管理装置3所包括的电源选择模块4的实施例二，在该实施例中，电源选择模块4还包括电压检测模块44、第一电子开关45、第二二极管48。
第一输入接口41连接着第一电子开关45的一端，第一电子开关45的另一端连接着输出接口43，第二输入接口42连接着第二二极管48的正极，第二二极管48的负极连接着输出接口43。
电压检测模块44连接着第二输入接口42。
电压检测模块44输出控制线连接到第一电子开关45，电压检测模块44通过控制线可以控制第一电子开关45的闭合与断开。当第一电子开关45断开时，第二输入接口42通过第二二极管48输出到输出接口43，当第一电子开关45闭合而且第二输入接口42通过第二二极管48后的电压低于第一输入接口41电压时，第二二极管48关断，第一输入接口41输出到输出接口43。
电压检测模块44通过闭合或关断第一电子开关45，择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电压检测模块44优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
作为本电源选择模块4实施例的一种电压检测与电源选择方法，电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第五预设电压值时，电压检测模块44闭合第一电子开关45，当第二输入接口42的电压大于等于第六预设电压值时，电压检测模块44断开第一电子开关45。
所述第五预设电压值大于受电设备2的最小工作电压与第二二极管48的导通电压之和，第六预设电压值大于第五预设电压值，第六预设电压值小于等于电源1的标称电压值，第六预设电压值也小于备份电压35的标称值与第二二极管48的导通电压之和。
所述第一电子开关45可以由MOSFET实现。
如图4所示，为图1所示电源管理装置3所包括的电源选择模块4的实施例三，在该实施例中，电源选择模块4还包括电压检测模块44、第二电子开关46、第一二极管47。
第二输入接口42连接着第二电子开关46的一端，第二电子开关46的另一端连接着输出接口43，第一输入接口41连接着第一二极管47的正极，第一二极管47的负极连接着输出接口43。
电压检测模块44连接着第二输入接口42。
电压检测模块44输出控制线连接到第二电子开关46，电压检测模块44通过控制线可以控制第二电子开关46的闭合与断开。当第二电子开关46断开时，第一输入接口41通过第一二极管47输出到输出接口43，当第二电子开关46闭合而且第一输入接口41通过第一二极管47后的电压低于第二输入接口42电压时，第一二极管47关断，第二输入接口42输出到输出接口43。
电压检测模块44通过闭合或关断第二电子开关46，择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43，电压检测模块44优先选择二者中能使得输出接口43的输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
作为本电源选择模块4实施例的一种电压检测与电源选择方法，电压检测模块44检测第二输入接口42的电压，当第二输入接口42的电压小于等于第七预设电压值时，电压检测模块44断开第二电子开关46，当第二输入接口42的电压大于等于第八预设电压值时，电压检测模块44闭合第二电子开关46。
所述第七预设电压值大于备份电压35的标称值减去第一二极管47的导通电压，第八预设电压值大于第七预设电压值，第八预设电压值小于等于电源1的标称电压值。
备份电压35的标称值减去第一二极管47的导通电压大于受电设备2的最小工作电压。
所述第二电子开关46可以由MOSFET实现。
如图5所示，为图1所示电源管理装置3所包括的电源选择模块4的实施例四，在该实施例中，电源选择模块4还包括第一二极管47、第二二极管48。
第二输入接口42连接着第二二极管48的正极，第二二极管48的负极连接着输出接口43，第一输入接口41连接着第一二极管47的正极，第一二极管47的负极连接着输出接口43。
输出接口43的电压为连接到第一输入接口41的备份电压35与连接到第二输入接口42的电源电压12中的最大值减去相应二极管的导通电压。
如图6所示，为图1所示电源管理装置3所包括的电源选择模块4的实施例五，在该实施例中，电源选择模块4还包括电流检测模块40、第一电子开关45、第二电子开关46。
第一输入接口41连接着第一电子开关45的一端，第一电子开关45的另一端连接着电流检测模块40的输入端，第二输入接口42连接着第二电子开关46的一端，第二电子开关46的另一端连接着电流检测模块40的输入端，电流检测模块40的输出端连接着输出接口43。
电流检测模块40输出控制线分别连接到第一电子开关45及第二电子开关46，电流检测模块40通过控制线断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45选择第一输入接口41通过电流检测模块40输出到输出接口43，或者电流检测模块40通过控制线断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46选择第二输入接口42通过电流检测模块40输出到输出接口43。
电流检测模块40择一地选择将连接到第一输入接口41的备份电压35或者连接到第二输入接口42的电源电压12输出到输出接口43。
作为本电源选择模块4实施例的一种电流检测与电源选择方法，电流检测模块40检测输出接口43的电流，当电流大于电源1的限流值时，电流检测模块40断开第二电子开关46并闭合第一电子开关45，选择输出第一输入接口41的备份电压35到输出接口43，当电流小于等于电源1的限流值时，电流检测模块40断开第一电子开关45并闭合第二电子开关46，选择输出第二输入接口42的电源电压12到输出接口43。
所述第一电子开关45及第二电子开关46可以由MOSFET实现。
下面结合以上实施例，对本发明的一种电源管理装置管理方法进行说明，在该方法中，电源管理装置3连接着电源1与受电设备2，电源1通过电源管理装置3向受电设备2供电，电源管理装置3的输入为电源电压12，输出为输出电压49，电源管理装置3包括第一电容33。电源管理装置3将电源电压12升压后将能量存储在第一电容33上，电源管理装置3并将第一电容33上电压降压后产生备份电压35，或者将第一电容33上电压直接用作备份电压35。
电源管理装置3择一地选择将备份电压35或者电源电压12输出到受电设备2，电源管理装置3优先选择二者中能使得输出电压49大于受电设备2最小工作电压的输入。
作为本电源管理装置管理方法的一种输出电压选择方法，电源管理装置3检测电源电压12，当电源电压12小于等于第一预设电压值时，电源管理装置3选择输出备份电压35到受电设备2，当电源电压12大于等于第二预设电压值时，电源管理装置3选择输出电源电压12到受电设备2。
所述第一预设电压值大于受电设备2的最小工作电压，第二预设电压值大于第一预设电压值，第二预设电压值小于等于电源1的标称电压值。
作为本电源管理装置管理方法的一种输出电压选择方法，所述电源管理装置3检测受电设备2电流，当受电设备2电流大于电源1的限流值时，电源管理装置3选择输出备份电压35到受电设备2，当受电设备2电流小于等于电源1的限流值时，电源管理装置3选择输出电源电压12到受电设备2。
电源管理装置3还可以包括限流功能，电源管理装置3将电源电压12升压时从电源电压12所取电流受到此限流功能限制，此限流功能的限流值可以设置为小于电源1的限流值。
当限流值设置为小于电源1的限流值，且电源管理装置3选择输出备份电压35到受电设备2时，电源1的输出电流最大为此限流值，使得电源1确定不会进入限流状态，从而使得电源电压12的电压值确定会向电源1标称电压值恢复，从而为后续尽快选择电源电压12输出到受电设备2创造条件。因为电源管理装置3在升压与降压的过程中必然有电能转换损失，而选择电源电压12输出到受电设备2时没有电能转换损失，因此后续尽快选择电源电压12输出到受电设备2能够减小电源管理装置3的电能损失。
本发明一种电源管理装置及管理方法，使用电容作为备份储能器件，在受电设备所需电流值短时间超过电源限流值时为其供电，避免受电设备供电电压下降过多使其无法正常工作的问题。与常见的基于内置电池的解决方案比，本发明以电容作为备份储能器件，体积小，价格低，特别是不存在因内置电池电量耗尽的情况下还需要先充电才能使用的问题。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做出任何形式上的限定，本发明请求的保护范围当以权利要求书所记载的内容为准，凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的一切简单变化、等同替换或分解合并，均仍属于本发明技术方案的请求保护范围之内。
Claims (21)
1.一种电源管理装置(3)，其连接着电源(1)与受电设备(2)，电源(1)通过电源管理装置(3)向受电设备(2)供电，其特征在于：
所述电源管理装置(3)包括升压模块(32)、第一电容(33)、电源选择模块(4)，所述电源选择模块(4)包括第一输入接口(41)、第二输入接口(42)、输出接口(43)，
所述电源(1)的输出为电源电压(12)，电源电压(12)连接着升压模块(32)的输入端，同时电源电压(12)还连接着电源选择模块(4)的第二输入接口(42)，升压模块(32)的输出端连接着第一电容(33)，升压模块(32)的输出为备份电压(35)，备份电压(35)连接着电源选择模块(4)的第一输入接口(41)，电源选择模块(4)的输出接口(43)为输出电压(49)，其连接着受电设备(2)，
所述升压模块(32)将电源电压(12)升压，并将能量存储在第一电容(33)上，
所述电源选择模块(4)还包括电压检测模块(44)、第一电子开关(45)、第二电子开关(46)，
第一输入接口(41)连接着第一电子开关(45)的一端，第一电子开关(45)的另一端连接着输出接口(43)，第二输入接口(42)连接着第二电子开关(46)的一端，第二电子开关(46)的另一端连接着输出接口(43)，
电压检测模块(44)连接着第二输入接口(42)，或者电压检测模块(44)连接着第二输入接口(42)以及第一输入接口(41)，
电压检测模块(44)输出控制线分别连接到第一电子开关(45)及第二电子开关(46)，电压检测模块(44)通过控制线断开第二电子开关(46)并闭合第一电子开关(45)选择第一输入接口(41)输出到输出接口(43)，或者电压检测模块(44)通过控制线断开第一电子开关(45)并闭合第二电子开关(46)选择第二输入接口(42)输出到输出接口(43),
电压检测模块(44)择一地选择将连接到第一输入接口(41)的备份电压(35)或者连接到第二输入接口(42)的电源电压(12)输出到输出接口(43)，电压检测模块(44)优先选择二者中能使得输出接口(43)的输出电压(49)大于受电设备(2)最小工作电压的输入。
2.根据权利要求1所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括限流模块(31)，电源电压(12)连接着限流模块(31)的输入端，限流模块(31)的输出端连接着升压模块(32)的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括第二电容(36)、第二电容(36)连接着升压模块(32)的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括降压模块(34)、降压模块(34)的输入端连接着升压模块(32)的输出端，降压模块(34)将电容(33)的电压降压后输出为备份电压(35)。
5.据权利要求1所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电压检测模块(44)检测第二输入接口(42)的电压，当第二输入接口(42)的电压小于等于第一预设电压值时，电压检测模块(44)断开第二电子开关(46)并闭合第一电子开关(45)，选择输出第一输入接口(41)的备份电压(35)到输出接口(43)，当第二输入接口(42)的电压大于等于第二预设电压值时，电压检测模块(44)断开第一电子开关(45)并闭合第二电子开关(46)，选择输出第二输入接口(42)的电源电压(12)到输出接口(43)，
所述第一预设电压值大于受电设备(2)的最小工作电压，第二预设电压值大于第一预设电压值，第二预设电压值小于等于电源(1)的标称电压值。
6.据权利要求1所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电压检测模块(44)检测第二输入接口(42)的电压，电压检测模块(44)还检测第一输入接口(41)的电压，当第二输入接口(42)的电压小于等于第三预设电压值时，电压检测模块(44)通过输出控制线断开第二电子开关(46)并闭合第一电子开关(45)，选择输出第一输入接口(41)的备份电压(35)到输出接口(43)，当第一输入接口(41)的电压小于等于第四预设电压值时，电压检测模块(44)通过输出控制线断开第一电子开关(45)并闭合第二电子开关(46)，选择输出第二输入接口(42)的电源电压(12)到输出接口(43)，
所述第三预设电压值大于受电设备(2)的最小工作电压，第四预设电压值大于受电设备(2)的最小工作电压。
7.一种电源管理装置(3)，其连接着电源(1)与受电设备(2)，电源(1)通过电源管理装置(3)向受电设备(2)供电，其特征在于：
所述电源管理装置(3)包括升压模块(32)、第一电容(33)、电源选择模块(4)，所述电源选择模块(4)包括第一输入接口(41)、第二输入接口(42)、输出接口(43)，
所述电源(1)的输出为电源电压(12)，电源电压(12)连接着升压模块(32)的输入端，同时电源电压(12)还连接着电源选择模块(4)的第二输入接口(42)，升压模块(32)的输出端连接着第一电容(33)，升压模块(32)的输出为备份电压(35)，备份电压(35)连接着电源选择模块(4)的第一输入接口(41)，电源选择模块(4)的输出接口(43)为输出电压(49)，其连接着受电设备(2)，
所述升压模块(32)将电源电压(12)升压，并将能量存储在第一电容(33)上，所述电源选择模块(4)还包括电压检测模块(44)、第一电子开关(45)、第二二极管(48)，
第一输入接口(41)连接着第一电子开关(45)的一端，第一电子开关(45)的另一端连接着输出接口(43)，第二输入接口(42)连接着第二二极管(48)的正极，第二二极管(48)的负极连接着输出接口(43)，
电压检测模块(44)连接着第二输入接口(42)，
电压检测模块(44)输出控制线连接到第一电子开关(45)，电压检测模块(44)通过控制线可以控制第一电子开关(45)的闭合与断开，
电压检测模块(44)通过闭合或关断第一电子开关(45)，择一地选择将连接到第一输入接口(41)的备份电压(35)或者连接到第二输入接口(42)的电源电压(12)输出到输出接口(43)，电压检测模块(44)优先选择二者中能使得输出接口(43)的输出电压(49)大于受电设备(2)最小工作电压的输入。
8.根据权利要求7所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括限流模块(31)，电源电压(12)连接着限流模块(31)的输入端，限流模块(31)的输出端连接着升压模块(32)的输入端。
9.根据权利要求7所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括第二电容(36)、第二电容(36)连接着升压模块(32)的输入端。
10.根据权利要求7所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：所述电源管理装置(3)还包括降压模块(34)、降压模块(34)的输入端连接着升压模块(32)的输出端，降压模块(34)将电容(33)的电压降压后输出为备份电压(35)。
11.根据权利要求7所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电压检测模块(44)检测第二输入接口(42)的电压，当第二输入接口(42)的电压小于等于第五预设电压值时，电压检测模块(44)闭合第一电子开关(45)，当第二输入接口(42)的电压大于等于第六预设电压值时，电压检测模块(44)断开第一电子开关(45),
所述第五预设电压值大于受电设备(2)的最小工作电压与第二二极管(48)的导通电压之和，第六预设电压值大于第五预设电压值，第六预设电压值小于等于电源(1)的标称电压值,第六预设电压值也小于备份电压(35)的标称值与第二二极管(48)的导通电压之和。
12.一种电源管理装置(3)，其连接着电源(1)与受电设备(2)，电源(1)通过电源管理装置(3)向受电设备(2)供电，其特征在于：
所述电源管理装置(3)包括升压模块(32)、第一电容(33)、电源选择模块(4)，所述电源选择模块(4)包括第一输入接口(41)、第二输入接口(42)、输出接口(43)，
所述电源(1)的输出为电源电压(12)，电源电压(12)连接着升压模块(32)的输入端，同时电源电压(12)还连接着电源选择模块(4)的第二输入接口(42)，升压模块(32)的输出端连接着第一电容(33)，升压模块(32)的输出为备份电压(35)，备份电压(35)连接着电源选择模块(4)的第一输入接口(41)，电源选择模块(4)的输出接口(43)为输出电压(49)，其连接着受电设备(2)，
所述升压模块(32)将电源电压(12)升压，并将能量存储在第一电容(33)上，所述电源选择模块(4)还包括电压检测模块(44)、第二电子开关(46)、第一二极管(47)，
第二输入接口(42)连接着第二电子开关(46)的一端，第二电子开关(46)的另一端连接着输出接口(43)，第一输入接口(41)连接着第一二极管(47)的正极，第一二极管(47)的负极连接着输出接口(43)，
电压检测模块(44)连接着第二输入接口(42)，
电压检测模块(44)输出控制线连接到第二电子开关(46)，电压检测模块(44)通过控制线可以控制第二电子开关(46)的闭合与断开，
电压检测模块(44)通过闭合或关断第二电子开关(46)，择一地选择将连接到第一输入接口(41)的备份电压(35)或者连接到第二输入接口(42)的电源电压(12)输出到输出接口(43)，电压检测模块(44)优先选择二者中能使得输出接口(43)的输出电压(49)大于受电设备(2)最小工作电压的输入。
13.根据权利要求12所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括限流模块(31)，电源电压(12)连接着限流模块(31)的输入端，限流模块(31)的输出端连接着升压模块(32)的输入端。
14.根据权利要求12所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括第二电容(36)、第二电容(36)连接着升压模块(32)的输入端。
15.根据权利要求12所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括降压模块(34)、降压模块(34)的输入端连接着升压模块(32)的输出端，降压模块(34)将电容(33)的电压降压后输出为备份电压(35)。
16.根据权利要求12所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电压检测模块(44)检测第二输入接口(42)的电压，当第二输入接口(42)的电压小于等于第七预设电压值时，电压检测模块(44)断开第二电子开关(46)，当第二输入接口(42)的电压大于等于第八预设电压值时，电压检测模块(44)闭合第二电子开关(46)，
所述第七预设电压值大于备份电压(35)的标称值减去第一二极管(47)的导通电压，第八预设电压值大于第七预设电压值，第八预设电压值小于等于电源(1)的标称电压值，备份电压(35)的标称值减去第一二极管(47)的导通电压大于受电设备(2)的最小工作电压。
17.一种电源管理装置(3)，其连接着电源(1)与受电设备(2)，电源(1)通过电源管理装置(3)向受电设备(2)供电，其特征在于：
所述电源管理装置(3)包括升压模块(32)、第一电容(33)、电源选择模块(4)，所述电源选择模块(4)包括第一输入接口(41)、第二输入接口(42)、输出接口(43)，
所述电源(1)的输出为电源电压(12)，电源电压(12)连接着升压模块(32)的输入端，同时电源电压(12)还连接着电源选择模块(4)的第二输入接口(42)，升压模块(32)的输出端连接着第一电容(33)，升压模块(32)的输出为备份电压(35)，备份电压(35)连接着电源选择模块(4)的第一输入接口(41)，电源选择模块(4)的输出接口(43)为输出电压(49)，其连接着受电设备(2)，
所述升压模块(32)将电源电压(12)升压，并将能量存储在第一电容(33)上，所述电源选择模块(4)还包括电流检测模块(40)、第一电子开关(45)、第二电子开关(46)，
第一输入接口(41)连接着第一电子开关(45)的一端，第一电子开关(45)的另一端连接着电流检测模块(40)的输入端，第二输入接口(42)连接着第二电子开关(46)的一端，第二电子开关(46)的另一端连接着电流检测模块(40)的输入端，电流检测模块(40)的输出端连接着输出接口(43)，
电流检测模块(40)输出控制线分别连接到第一电子开关(45)及第二电子开关(46)，电流检测模块(40)通过控制线断开第二电子开关(46)并闭合第一电子开关(45)选择第一输入接口(41)通过电流检测模块(40)输出到输出接口(43)，或者电流检测模块(40)通过控制线断开第一电子开关(45)并闭合第二电子开关(46)选择第二输入接口(42)通过电流检测模块(40)输出到输出接口(43)，
电流检测模块(40)择一地选择将连接到第一输入接口(41)的备份电压(35)或者连接到第二输入接口(42)的电源电压(12)输出到输出接口(43)。
18.根据权利要求17所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括限流模块(31)，电源电压(12)连接着限流模块(31)的输入端，限流模块(31)的输出端连接着升压模块(32)的输入端。
19.根据权利要求17所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括第二电容(36)、第二电容(36)连接着升压模块(32)的输入端。
20.根据权利要求17所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电源管理装置(3)还包括降压模块(34)、降压模块(34)的输入端连接着升压模块(32)的输出端，降压模块(34)将电容(33)的电压降压后输出为备份电压(35)。
21.根据权利要求17所述的一种电源管理装置(3)，其特征在于：
所述电流检测模块(40)检测输出接口(43)的电流，当电流大于电源(1)的限流值时，电流检测模块(40)断开第二电子开关(46)并闭合第一电子开关(45)，选择输出第一输入接口(41)的备份电压(35)到输出接口(43)，当电流小于等于电源(1)的限流值时，电流检测模块(40)断开第一电子开关(45)并闭合第二电子开关(46)，选择输出第二输入接口(42)的电源电压(12)到输出接口(43)。
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