[发明专利]作为两端口网络的能量供应模块，分离器件在该能量供应模块中的使用以及该能量供应模块的操作方法

说明书

本发明涉及一种能量供应模块，包括用于连接至电源的输入门以及作为免中断电力供应(power supply)的输出门，其中输入门和输出门通过电分离器件而独立地直通连接，辅助电源与或者可与输入门和输出门并联连接，其中分离器件定位在辅助电源与输入门之间。本发明还涉及分离器件在该能量供应模块中的使用并且涉及该能量供应模块的操作方法。

这种类型的能量供应模块在其输入门处连接至供应线，该供应线由电源供给，使得在电源故障的情况下，布置在能量供应模块的输出门之后的耗电元件(consumer)由能量供应模块供应。在电源与能量供应模块的输入模块之间连接至供应线的耗电元件仅由电源供应，这是由于所述耗电元件的位置而导致的。因此可在电源故障的情况下无需维护的耗电元件与需要持续操作的耗电元件之间容易加以区分，而无需对对应的电力供应线提供两个电源。相应地，能量供应模块可以简单的方式形成并且带有小的辅助能量源，因为仅仅连接至电源的耗电元件中的一些需要供应电力。

分离器件对于能量供应模块作为免中断供应的作用而言是必要的，并且在电源故障的情况下在输入侧上将能量供应模块与电源分离。连接至输出门的耗电元件因此由辅助电源供应，而不存在来自电源供应模块的电流输送至其他耗电元件的情况下。

在现有技术中，分离器件形成为例如二极管。在电源故障的情况下，二极管自动放置来自辅助电源的电流在电源以及因此朝向仍未供应电力的耗电元件的方向上流动。然而，在二极管处出现了近似0.7V的电压降并且导致二极管处的对应损耗。二极管执行输入门与输出门的自动分离。

为了减少损耗，已知使用晶体管来形成分离器件，晶体管由控制器件驱动。一旦控制器件确认电源故障，则晶体管以阻塞的方式连接，从而防止电源与能量供应模块的输出门或辅助电源之间电流流动。在操作过程中，通过使用场效晶体管来进一步降低分离器件处的损耗，因为电力损耗仅仅依赖于漏源电阻，这在场效晶体管的情况下是相当小的。该原理对应于同步整流。使用这样的晶体管的分离器件的实施例，在输入电压波动或者高度感应电源的情况下，必须快速连接晶体管，以便压制能量供应模块中的补偿电流。谐波的出现(例如由于所连接耗电元件的负载的改变而导致的)也可导致暂时的电压改变，这要求晶体管的快速连接。能量供应模块的操作方法因此要求分离器件的频繁快速连接，由此使得驱动是复杂的。

前述能量供应模块的缺点在于，对由电源提供的输入电流没有界定。在输入侧上短路的情况下，通过分离器件来引导总的输入能量，这可意味着相当大的损耗。特别在硬短路(hard short circuit)的情况下，输入门处的剩余电压可小到以至于使得能量供应模块的输入门与电源之间的耗电元件可不再被供应能量并关闭。场效晶体管的驱动电压也可击穿(break down)并且可不再高到足以将该晶体管完全连通。

使用具有场效晶体管与二极管组合的或线性操作的分离器件，也可出现大的损耗，这导致增加的冷却需求。

承接上述现有技术，本发明的目的因此是描述一种上述类型的能量供应模块，通过该能量供应模块特别地在分离器件处出现低的损耗，这带来在输入电压下降时分离器件的快速和/或自动驱动，并且这防止所述能量供应模块的输出门一侧上的故障朝向所述能量供应模块的输入门一侧的反馈效应。另外，描述一种能量供应模块的操作方法，该方法实现分离器件的简单和有效的驱动。

所述目的根据本发明通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求中描述本发明的有利实施例。

根据本发明，因此描述了一种能量供应模块，其包括用于连接至电源的输入门以及作为免中断电力供应的输出门，其中输入门和输出门通过电分离器件而单独地直通连接，并且辅助能量源与或者能够与输入门和输出门并联连接，其中分离器件定位在辅助能量源与输入门之间，其中分离器件包括具有两个晶体管和两个二极管的电路布置，其中晶体管反向串联连接，并且以与二极管的电流方向相反的方式对每个晶体管连接一二极管。