專利名稱：突波電流控制電路的制作方法
技朮領(lǐng)域本發(fā)明有關(guān)于一種電源控制電路，特別是有關(guān)于一種突波電流控制電路。
背景技朮突波電流(inrush current)為電源供應(yīng)架構(gòu)中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題，其通常發(fā)生在電源初導(dǎo)通的瞬間，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)大之瞬間電流，因而造成噪聲產(chǎn)生，甚至是造成電源元件或負(fù)載損毀。為能防止此突波電流的產(chǎn)生，于是發(fā)展出下列常規(guī)電路架構(gòu)。
常規(guī)突波電流控制電路設(shè)置一限流電阻與輸入電路串接，以將突波電流限制于一安全電平之內(nèi)，然而串接之電阻值需相當(dāng)大，因此于系統(tǒng)主體正常運(yùn)作時(shí)常會(huì)浪費(fèi)功率，且產(chǎn)生不必要之熱量。
參照?qǐng)D1，其為另一常規(guī)突波電流控制電路，主要架構(gòu)是以整流電路BR、儲(chǔ)能電容C以及系統(tǒng)主體所構(gòu)成，其中利用一負(fù)溫度系數(shù)之熱敏電阻RT設(shè)置于交流電源側(cè)，以控制可乘產(chǎn)生之突波電流。其是利用熱敏電阻RT于低溫時(shí)電阻值較高，而高溫時(shí)電阻值較低之特性，已于應(yīng)用之電子裝置剛開(kāi)啟或是交流電源輸入的瞬間，因熱敏電阻RT本身溫度較低，而于交流電側(cè)提供一較高之電阻值來(lái)抑制突波電流的產(chǎn)生；并且，于工作一段時(shí)間電阻值會(huì)因溫度升高而降低，因而可進(jìn)入正常的運(yùn)作狀態(tài)。但此架構(gòu)仍有功率耗損大且于熱開(kāi)機(jī)狀態(tài)無(wú)法發(fā)揮功效等問(wèn)題存在。
參照?qǐng)D2，其為另一常規(guī)突波電流控制電路，主要是于交流電源側(cè)設(shè)置一限流電阻R及一受控開(kāi)關(guān)SW，以達(dá)到抑制突波的功能。于此，當(dāng)電源導(dǎo)通初始，限流電阻R會(huì)進(jìn)行初步的限流功能，此時(shí)儲(chǔ)能電容C尚未開(kāi)始充電，因此整個(gè)電流值相當(dāng)高，故可能損及其它電源元件；接著，儲(chǔ)能電容C充電完成，且電流亦降低，然而其值依然甚高，是故限流電阻R會(huì)持續(xù)放出大量的熱；最后，致使諸如繼電器(relay)之受控開(kāi)關(guān)SW導(dǎo)通，以達(dá)到電流跨過(guò)(bypass)限流電阻R之效果，進(jìn)而防止限流電阻R散熱所導(dǎo)致整體效率降低的情形發(fā)生。然而，當(dāng)繼電器之特性持續(xù)位于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)容易造成毀損。
參照?qǐng)D3，其為另一常規(guī)突波電流控制電路，主要是利用兩受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2來(lái)控制可能產(chǎn)生之突波電流。由圖中可知，兩受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2設(shè)于整流電路BR和儲(chǔ)能電容C之正端，并利用系統(tǒng)主體之高壓端的電壓信號(hào)來(lái)對(duì)受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2進(jìn)行控制，因此使用之元件規(guī)格需能耐高壓，以致使此架構(gòu)具有電路復(fù)雜且元件成本高等問(wèn)題。
另一種突波電流控制電路是利用一定時(shí)開(kāi)關(guān)來(lái)控制可能產(chǎn)生之突波電流。其中，在交流電源啟動(dòng)后，此時(shí)由限流電阻提供限流的功能，當(dāng)電源穩(wěn)定后，即使電流跨過(guò)限流電阻。而在交流電源切斷后，此時(shí)定時(shí)開(kāi)關(guān)亦會(huì)關(guān)閉。通常在交流電源切斷后，內(nèi)部直流供電軌的電壓下降，此時(shí)定時(shí)開(kāi)關(guān)即會(huì)關(guān)閉。而此方式亦有同于采用熱敏電阻之方法的問(wèn)題，即定時(shí)開(kāi)關(guān)需要一特定時(shí)間以回復(fù)到斷路狀態(tài)，因此當(dāng)交流電源切斷后不能立即連上，否則限流電阻一處于跨過(guò)狀態(tài)，而無(wú)法達(dá)到抑制。
由上述可知，于突波電流控制電路的設(shè)計(jì)上仍有其可改善之空間。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種突波電流控制電路，由此解決先前技術(shù)所揭露之突波電流的問(wèn)題。
因此，為達(dá)上述目的，本發(fā)明所揭露之突波電流控制電路，包括一整流單元、一功率因素校正單元、一儲(chǔ)能電容、一第一控制單元和一第二控制單元。
其中，整流單元和功率因素校正單元連結(jié)而形成此突波電流控制電路的主要回路，而儲(chǔ)能電容設(shè)置于系統(tǒng)主體內(nèi)，與功率因素校正單元連結(jié)。第一控制單元設(shè)置于整流單元和功率因素校正單元之間，而第二控制單元?jiǎng)t與第一控制單元形成阻抗串接。也就是說(shuō)，第二控制單元可以串接方式串聯(lián)于此突波電流控制電路的任何部位，即此第二控制單元可設(shè)置于第一控制單元和功率因素校正單元之間、設(shè)置于功率因素校正單元和整流單元之負(fù)端之間、設(shè)置于交流電源之一側(cè)、或者設(shè)置于整流單元之正端和第一控制單元之間。
于此，第一控制單元具有一第一限流電阻和一第一受控開(kāi)關(guān)，而第二控制單元?jiǎng)t具有一第二限流電阻和一第二受控開(kāi)關(guān)。其中，第一和第二受控開(kāi)關(guān)分別并接于第一和第二限流電阻。并且，此第一受控開(kāi)關(guān)主要根據(jù)產(chǎn)生之直流電壓和儲(chǔ)能電容之電壓而開(kāi)關(guān)，而第二受控開(kāi)關(guān)則根據(jù)交流電源的供給而開(kāi)關(guān)。
于此，第一限流電阻用以防止于交流電源接通瞬間所產(chǎn)生之一突波電流，而第一受控開(kāi)關(guān)則根據(jù)儲(chǔ)能電容之電壓而導(dǎo)通，進(jìn)而使電流跨過(guò)第一限流電阻。第二限流電阻用以防止于交流電源之電平切換瞬間所產(chǎn)生之突波電流，而第二受控開(kāi)關(guān)則根據(jù)交流電源而導(dǎo)通，進(jìn)而使電流跨過(guò)第二限流電阻。
其中，當(dāng)儲(chǔ)能電容之電壓穩(wěn)定時(shí)，第一受控開(kāi)關(guān)會(huì)自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，而當(dāng)交流電源切斷時(shí)，第一受控開(kāi)關(guān)則會(huì)自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路。再者，第二受控開(kāi)關(guān)則于交流電源之電平切換一既定時(shí)間之后而切換開(kāi)關(guān)狀態(tài)；換句話說(shuō)，當(dāng)交流電源接通后達(dá)既定時(shí)間時(shí)，第二受控開(kāi)關(guān)會(huì)自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通；當(dāng)交流電源自高電平切換為低電平后達(dá)既定時(shí)間時(shí)，第二受控開(kāi)關(guān)則自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路；當(dāng)交流電源自低電平切換為高電平后達(dá)既定時(shí)間時(shí)，則第二受控開(kāi)關(guān)則自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通；以及當(dāng)交流電源切斷后達(dá)既定時(shí)間時(shí)，第二受控開(kāi)關(guān)則自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路。其中，此既定時(shí)間可根據(jù)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)而決定。
此外，根據(jù)本發(fā)明之突波電流控制電路，更包括一交流電源偵測(cè)電路，連接于交流電源之輸入端與第二控制單元之間，以根據(jù)交流電源控制第二受控開(kāi)關(guān)的切換。


圖1為常規(guī)突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖2為另一常規(guī)突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖3為再另一常規(guī)突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例之突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例之突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例之突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之突波電流控制電路之時(shí)序圖；以及圖10為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例之突波電流控制電路之概要結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的特征與實(shí)作，茲配合圖式作最佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。
參照?qǐng)D4，其為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之突波電流控制電路，包括有一整流單元BR、一第一控制單元10、一第二控制單元20、一功率因素校正單元PFC以及一儲(chǔ)能電容C。
其中，整流單元和功率因素校正單元連結(jié)而形成此突波電流控制電路的主要回路，并且系統(tǒng)主體內(nèi)之儲(chǔ)能電容則與功率因素校正單元形成并聯(lián)。第一控制單元設(shè)置于整流單元和功率因素校正單元之間，而第二控制單元?jiǎng)t與第一控制單元形成阻抗串接。也就是說(shuō)，以阻抗來(lái)看，第一控制單元和第二控制單元電性串接于此突波電流控制電路的主要回路中。于此實(shí)施例中，如圖4所示，第一控制單元10串接于整流單元BR之正端，而第二控制單元20則串接于第一控制單元10與功率因素校正單元PFC之間。然，此第二控制單元20亦串接于功率因素校正單元PFC與整流單元BR之負(fù)端之間(如圖5所示)，亦或是串接于交流電源Vac側(cè)(如圖6、7所示)。
由于其作用大致上相同，因此以下僅以圖4之電路架構(gòu)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
參照?qǐng)D8，此第一控制單元10具有一第一限流電阻R1和一第一受控開(kāi)關(guān)SW1，而第二控制單元20則具有一第二限流電阻R2和一第二受控開(kāi)關(guān)SW2。此第一和第二受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2可為一繼電器開(kāi)關(guān)、二極管、晶體管或金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(MOSFET)。而此第一和第二限流電阻可為一般電阻或?yàn)橐粺崦綦娮琛?br> 于此，第一和第二受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2分別并接于第一和第二限流電阻R1、R2。其中，第一受控開(kāi)關(guān)SW1主要根據(jù)產(chǎn)生之直流電壓和儲(chǔ)能電容C之電壓而開(kāi)關(guān)，而第二受控開(kāi)關(guān)SW2則根據(jù)交流電源Vac的供給而開(kāi)關(guān)。
當(dāng)偵測(cè)到電源(即交流電源接通時(shí))時(shí)，此時(shí)第一和第二受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2處于斷路，而第一和第二限流電阻R1、R2可提供限流的功用，以限制流入系統(tǒng)主體內(nèi)之儲(chǔ)能電容C及系統(tǒng)主體的電流大小，以使儲(chǔ)能電容C進(jìn)行初步充電，進(jìn)而避免突波電流的產(chǎn)生。當(dāng)開(kāi)啟后一段時(shí)間，電源達(dá)穩(wěn)定時(shí)，第一和第二受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2由斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，進(jìn)而跨過(guò)第一和第二限流電阻R1、R2供給電流，以使系統(tǒng)主體進(jìn)入一正常運(yùn)作模式。
于此，由于第二受控開(kāi)關(guān)SW2則根據(jù)交流電源Vac的供給而控制。因此當(dāng)交流電源達(dá)低電平的狀態(tài)時(shí)，第二受控開(kāi)關(guān)SW2會(huì)跟著自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路，以避免交流電源于達(dá)下一周期之高電平所產(chǎn)生之突波電流。換句話說(shuō)，第二受控開(kāi)關(guān)SW2會(huì)根據(jù)交流電源而進(jìn)行切換，也就是說(shuō)，當(dāng)交流電源啟動(dòng)、切斷、高低電平切換時(shí)，第二受控開(kāi)關(guān)SW2會(huì)跟著切換斷路或?qū)ǖ臓顟B(tài)。
如圖9所示，其為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之突波電流控制電路之時(shí)序圖，于圖中，最上層之Vac為交流電源的時(shí)序，第二層之Vcc為第一和第二受控開(kāi)關(guān)之直流電源的時(shí)序，第三層為系統(tǒng)主體的時(shí)序，第四、五層分別是第一和第二受控開(kāi)關(guān)SW1、SW2的時(shí)序，最下層之C為儲(chǔ)能電容的時(shí)序。由此圖可知，當(dāng)交流電源Vac剛啟動(dòng)時(shí)，第一受控開(kāi)關(guān)SW1為斷路的狀態(tài)，此時(shí)儲(chǔ)能電容C開(kāi)始充電。當(dāng)啟動(dòng)后達(dá)穩(wěn)定時(shí)，第一受控開(kāi)關(guān)SW1由斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，因此可使系統(tǒng)主體進(jìn)入一正常運(yùn)作模式。于交流電源Vac切斷時(shí)，第一受控開(kāi)關(guān)SW1則跟著轉(zhuǎn)為斷路的狀態(tài)。而第二受控開(kāi)關(guān)SW2則是交流電源Vac啟動(dòng)后達(dá)穩(wěn)定時(shí)，自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，并且于交流電源Vac自高電平切換為低電平(或自低電平切換為高電平)達(dá)一既定時(shí)間后，自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路(或自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通)。而且于交流電源Vac切斷一既定時(shí)間后時(shí)，第二受控開(kāi)關(guān)SW2則會(huì)自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路的狀態(tài)。其中，此既定時(shí)間可根據(jù)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)而決定。
于此，第二受控開(kāi)關(guān)SW2可通過(guò)一交流電源偵測(cè)電路30來(lái)進(jìn)行控制，如圖10所示。于此，此交流電源偵測(cè)電路30主要包括一交流電源偵測(cè)器32，其分別通過(guò)一組串接之電阻和二極管而連接交流電源的正負(fù)兩端，以偵測(cè)交流電源的變化，并根據(jù)偵測(cè)結(jié)果而控制第二受控開(kāi)關(guān)SW2的切換。本質(zhì)上，這些配置方法僅是本發(fā)明的實(shí)施例，然其它不脫離本發(fā)明之精神和范圍的各種相似變體均應(yīng)屬于本發(fā)明之專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種突波電流控制電路，包括一整流單元，用以對(duì)一交流電源進(jìn)行整流；一功率因素校正單元，連接該整流單元之正端和負(fù)端；一儲(chǔ)能電容，連接該功率因素校正單元和該整流單元之負(fù)端；一第一控制單元，設(shè)置于該整流單元和該功率因素校正單元之間，包括一第一限流電阻，用以防止于該交流電源接通瞬間所產(chǎn)生之一突波電流；及一第一受控開(kāi)關(guān)，并連該第一限流電阻，以根據(jù)該儲(chǔ)能電容之電壓而導(dǎo)通，進(jìn)而使電流跨過(guò)該第一限流電阻；及一第二控制單元，與該第一控制單元形成阻抗串接，包括一第二限流電阻，用以防止于該交流電源之電平切換瞬間所產(chǎn)生之該突波電流；及一第二受控開(kāi)關(guān)，并連該第二限流電阻，以根據(jù)該交流電源而導(dǎo)通，進(jìn)而使電流跨過(guò)該第二限流電阻。
2.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二受控開(kāi)關(guān)于該交流電源之電平切換一既定時(shí)間之后而切換開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二受控開(kāi)關(guān)于該交流電源接通后達(dá)該既定時(shí)間時(shí)，而自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。
4.如權(quán)利要求2所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二受控開(kāi)關(guān)于該交流電源自一高電平切換為一低電平后達(dá)該既定時(shí)間時(shí)，而自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路。
5.如權(quán)利要求2所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二受控開(kāi)關(guān)于該交流電源自一低電平切換為一高電平后達(dá)該既定時(shí)間時(shí)，而自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。
6.如權(quán)利要求2所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二受控開(kāi)關(guān)于該交流電源切斷后達(dá)該既定時(shí)間時(shí)，而自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路。
7.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第一受控開(kāi)關(guān)于該儲(chǔ)能電容之電壓穩(wěn)定時(shí)而自斷路轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。
8.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第一受控開(kāi)關(guān)于該交流電源切斷時(shí)而自導(dǎo)通轉(zhuǎn)為斷路。
9.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二控制單元設(shè)置于該第一控制單元和該功率因素校正單元之間。
10.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二控制單元設(shè)置于該功率因素校正單元和該整流單元之負(fù)端之間。
11.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二控制單元設(shè)置于該交流電源之一側(cè)。
12.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二控制單元設(shè)置于該整流單元之正端和該第一控制單元之間。
13.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述突波電流控制電路更包括一交流電源偵測(cè)電路，連接于該交流電源之輸入端與該第二控制單元之間，以根據(jù)該交流電源控制該第二受控開(kāi)關(guān)的切換。
14.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第一限流電阻為一電阻。
15.如權(quán)利要求14所述之突波電流控制電路，其特征是所述電阻為一熱敏電阻。
16.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二限流電阻為一電阻。
17.如權(quán)利要求16所述之突波電流控制電路，其特征是所述電阻為一熱敏電阻。
18.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第一受控開(kāi)關(guān)選自繼電器開(kāi)關(guān)、二極管晶體管或金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管之群組組合。
19.如權(quán)利要求1所述之突波電流控制電路，其特征是所述第二受控開(kāi)關(guān)選自繼電器開(kāi)關(guān)、二極管、晶體管或金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管之群組組合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種突波電流控制電路，主要是于一主要回路中以阻抗串接模式設(shè)置一第一控制單元和一第二控制單元，并且第一和第二控制單元均具有相互并聯(lián)之一限流電阻和一受控開(kāi)關(guān)；其中，第一控制單元的限流電阻用以防止于交流電源接通瞬間所產(chǎn)生之一突波電流，其受控開(kāi)關(guān)則根據(jù)儲(chǔ)能電容之電壓而導(dǎo)通，以使電流跨過(guò)第一限流電阻，而第二控制單元的限流電阻則用以防止于交流電源之電平切換瞬間所產(chǎn)生之突波電流，其受控開(kāi)關(guān)則根據(jù)交流電源而導(dǎo)通，以使電流跨過(guò)第二限流電阻。
文檔編號(hào)H02M1/14GK101064428SQ20061003524
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者施志忠 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)順達(dá)電腦廠有限公司, 神達(dá)電腦股份有限公司