CN101188363B

CN101188363B - 电容充电模块

Info

Publication number: CN101188363B
Application number: CN200610149424XA
Authority: CN
Inventors: 朱益杉
Original assignee: Leadtrend Technology Corp
Current assignee: Leadtrend Technology Corp
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2026-11-17
Also published as: CN101188363A

Abstract

一种电容充电模块，用以维持一输出电容上的一预定电压电平，包含：一电源开关；一电力传送装置，由电源开关所控制，用以根据一电压源提供一充电电流至输出电容；一分压器，用以根据输出电容上的电压提供一回馈电压；一控制电路，用以根据回馈电压控制该电源开关的开关操作，其中控制电路在该输出电容上的电压大于或等于预定值时使电源开关不导通；一第一整流组件，用以避免回馈电压在电源开关导通期间为负电压；以及一第二整流组件，用以防止一逆电流自该输出电容流至该电力传送装置。

Description

电容充电模块

技术领域

本发明涉及电容充电模块，特别是涉及使用整流组件以避免逆电流以及负电压的电容充电模块。

背景技术

请参照图1，图1为现有电容充电模块100的示意图。被充电电容上的电压通常被使用在照相机闪光模块，且输出电压V_out设计在300V左右。电容充电模块100包含一电源开关110、一电力传送装置112、一分压器114、一控制电路116以及一整流组件118。电力传送装置112用以根据电压源V_in以提供一充电电流I，此充电电流I流经整流组件118而传达至输出电容120。分压器114被用以根据输出电容120上的电压提供回馈电压V_FB。控制电路116耦接至分压器114以及电源开关110，用以根据回馈电压V_FB控制电源开关110的开关操作。当电容120上的电压V_out大于或等于预定电压V_ref时，控制电路116关闭电源开关110。一般而言，电力传送装置112为一回扫变压器(Flyback Transformer)、电源开关110为一金属氧化物半导体晶体管、控制电路116包含一比较器122、一控制单元124以及一驱动器126。而分压器114包含电阻128以及130。由于此类电路的结构以及操作方式为本领域的技术人员所知悉，故在此不再赘述。

然而，在输出电容120充到默认值后即停止继续充电，而图1的电路结构会有漏电流I_leak从输出电容120流至分压器114，因此一段时间之后输出电压V_out将会明显降低。

图2为现有电容充电模块200的示意图，此电容充电模块已披露在美国专利US6518733中。电容充电模块200有部份组件与电容充电模块100相同，这些组件包含：电源开关210、电力传送装置212、分压器214、控制电路216。然而电容充电模块200与电容充电模块100在结构上却有所不同。如图2所示，电容充电模块200的结构可避免来自输出电容220的漏电流。根据电容充电模块200的结构，输出电压V_out可以V_ref(1+R2/R1)*Ns/Np表示的。然而，因为电力传送装置212在制造时会受到耦合因子(coupling factor)以及线圈匹配(coil mapping)的影响，Ns/Np会有±3％以上的误差。因此，图2中的输出电压Vout准确度显然较图1中为差，而此电压V_out在闪光应用上又要求非常准确因此这部份是明显的缺点。关于此电路的详细描述已披露在美国专利US6518733中，故在此不再赘述。

图3为现有电容充电模块300的示意图，其已披露在美国专利2005/0104560中。电容充电模块300有部份组件与电容充电模块100相同，这些组件包含：电源开关310、电力传送装置312、分压器314、控制电路316。电容充电模块100和电容充电模块300唯一不同的地方在于整流组件118以及整流组件318的位置。在电容充电模块300中，整流组件318可防止来自电容330的漏电流且可避免。然而，电容充电模块300的结构会使回馈电压V_FB有一负电压存在，可以下面的方程式表示：

V_FB＝-(V_in*N+V_spike)*R1/(R1+R2)，N＝Ns/Np

V_spike为在次级所发生的峰值电压(spike voltage)，其成因是因为变压器的寄生电容，次级漏感(secondary leakage inductance)以及整流二极管寄生电容所形成。此电路的详细描述已披露在美国专利US2005/0104560中，故在此不再赘述。

图4示出了图3所示的现有电容充电模块的回馈电压(V_FB)的波形图。如图4所示，区域A产生了一负电压。通常而言，此负电压的值会达到-0.8V，而此V_FB端点即为IC的一接脚，IC在电压低于-0.3V时往往会发生闭锁(Latch UP)现象以及IC损害，此外此负压也会造成IC存在着信赖度问题。

除此之外，对电容充电模块100和300而言，在次级113和313会有一高压产生，故二极管118和318会承受一高电压，约800V。如本领域的技术人员所知悉，可承受较高电压的电子组件通常都较贵且具有较大的体积，因此会增加PCB面积，以及成本。

因此，需要一种新的发明以解决上述问题。

发明内容

本发明的一目的为提供一种充电模块，其具有防止漏验流的组件以及防止负回馈电压的组件。

本发明的一目的为提供一种充电模块，其利用两组件承受原本由单一组件承受的电压，以降低成本并减少面积。

本发明提供了一种电容充电模块，用以维持一输出电容上的一预定电压电平，包含：一电源开关；一电力传送装置，由电源开关所控制，用以根据一电压源提供一充电电流至输出电容；一分压器，用以根据输出电容上的电压提供一回馈电压；一控制电路，耦接至该分压器以及该电源开关，用以根据回馈电压控制该电源开关的开关操作，其中控制电路在该输出电容上的电压大于或等于预定值时使电源开关不导通；一第一整流组件，耦接于该分压器以及该电力传送装置之间，用以避免回馈电压在电源开关导通期间为负电压；以及一第二整流组件，具有一第一端点耦接至该输出电容，以及具有一第二端点耦接至该第一整流组件以及该分压器，用以防止一逆电流自该输出电容流至该电力传送装置。

根据本发明的实施例，可避免漏电流以及负回馈电压。

附图说明

图1为现有电容充电模块的示意图。

图2为现有电容充电模块的示意图。

图3为现有电容充电模块的示意图。

图4示出了图3所示的现有电容充电模块的回馈电压的波形图。

图5示出了根据本发明的较佳实施例的电容充电模块的示意图。

图6示出了根据本发明的较佳实施例的电容充电模块的回馈电压的波形图。

附图符号说明

100、200、300、500电容充电模块

110、210、310、510电源开关

112、212、312、512电力传送装置

113、313次级

114、214、314、514分压器

116、216、316、516控制电路

118、318整流组件

120、520输出电容

122、522比较器

124、524控制单元

126、526 驱动器

128、130、528、530 电阻

508 取样维持电路

518 第一整流组件

524 第二整流组件

具体实施方式

图5示出了根据本发明的较佳实施例的电容充电模块500的示意图。如图5所示，电容充电模块500包含电源开关510、电力传送装置512、分压器514、控制电路516、第一整流组件518以及第二整流组件524。电力传送装置512由电源开关510所控制，用以根据一电压源V_s提供一充电电流I至输出电容520。分压器514用以根据输出电阻520上的输出电压V_out提供一回馈电压V_FB。控制电路516耦接至分压器514以及电源开关510，用以根据回馈电压V_FB控制电源开关510的开关操作。其中控制电路516在输出电容520上的电压大于或等于预定值V_ref时使电源开关510不导通。第一整流组件518耦接于分压器514以及电力传送装置512之间，用以阻隔V2的负电压，此负电压是在电源开关510关闭期间所形成的。由于V2的负电压已被阻隔因此可避免回馈电压V_FB端点为负电压。第二整流组件524耦接至输出电容520，第二整流组件524，用以防止一逆电流自输出电容520流至分压器514以及电力传送装置512。根据电容充电模块500，自输出电容520流出的漏电流可被第二整流组件所阻挡，而第一整流组件518可阻隔V2的负电压，因此回馈电压V_FB不会为负电压。

电容充电模块500还可包含一取样维持电路508，耦接至分压器514，用以在电源开关510不导通的期间取样并维持回馈电压V_FB。因为回馈电压V_FB为一脉冲，而不是一DC电压，若控制电路510根据错误的脉冲值控制电源开关510，则电源开关510可能因此产生错误。在此实施例中，取样维持电路508用以取样脉冲的最大值以产生回馈电压，但亦可用以取样脉冲的其它部份以产生回馈电压。此种变化亦应在本发明的范围之内。

在现有技术中，于变压器次级往往利用单一组件承受如800v的极高电压，因此组件的成本以及面积都相当的高。如本领域的技术人员所知悉，随着组件耐压程度的下降，其成本和面积都会大幅下滑。因此本发明利用两整流组件承受原本由单一整流组件所承受的电压(例如以两400v整流组件承受800v的电压)，可大幅降低成本和面积。须注意的是，低压组件所承受的电压不限于400v，且其所承受的电压亦不限于800v。本发明是以二极管作为整流组件，但其它电子组件亦可用以提供相同的功能。较佳的是，两二极管可配置于如双二极管(dual diode)之类的单一电子组件之内。藉此还可降低充电模块的成本和面积。

若电容充电模块500使用在照相机的闪光灯，电压源Vs为一照相机的电池，而输出电容520耦接至照相机的闪光灯模块。在此例中，电力传送装置512为一回扫式变压器，分压器514包含电阻528和530，且控制电路516包含一比较器522、一控制单元525、以及一驱动器526，但并非用以限定本发明。

图6示出了根据本发明的较佳实施例的电容充电模块的回馈电压(V_FB)的波形图。如图6所示，区域A并不会如图4一般有负电压。不啻证明了第一整流组件可有效率的防止回馈电压V_FB为负电压。

根据前述的实施例，可避免漏电流以及负回馈电压。而且，可降低电路的成本和面积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种电容充电模块，用以维持一输出电容上的一预定电压电平，包含：

一电源开关；

一电力传送装置，由该电源开关所控制，用以根据一电压源提供一充电电流至该输出电容；

一分压器，用以根据该输出电容上的电压提供一回馈电压；

一控制电路，耦接至该分压器以及该电源开关，用以根据该回馈电压控制该电源开关的开关操作，其中该控制电路在该输出电容上的该电压大于或等于该预定电压电平值时使该电源开关不导通；

一第一整流组件，耦接于该分压器以及该电力传送装置之间，用以避免该回馈电压在该电源开关导通期间为负电压；以及

一第二整流组件，具有一第一端点耦接至该输出电容，以及具有一第二端点耦接至该第一整流组件以及该分压器，用以防止一逆电流自该输出电容流至该电力传送装置。

2.如权利要求1所述的电容充电模块，还包含一取样维持电路，耦接至该分压器，用以在该电源开关不导通的期间取样并维持该回馈电压。

3.如权利要求1所述的电容充电模块，其中该第一及第二整流组件其中之一为一二极管。

4.如权利要求1所述的电容充电模块，其中该第一及第二整流组件皆为二极管。

5.如权利要求4所述的电容充电模块，其中该第一及第二整流组件皆配置于同一电子组件之内。

6.如权利要求5所述的电容充电模块，其中该电子组件为一双二极管。

7.如权利要求1所述的电容充电模块，其中该输出电容耦接于一闪光灯模块。

8.如权利要求1所述的电容充电模块，其中该电压源为一电池。

9.如权利要求1所述的电容充电模块，其中该电力传送装置为一回扫式变压器。

10.如权利要求2所述的电容充电模块，其中该分压器包含：

一第一电阻，耦接至该第一以及第二整流组件；以及

一第二电阻，耦接至该第一电阻、该取样维持电路，以及一地电位。