CN104065256A - 交流直流转换电路及其启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交流直流转换电路及其启动方法。通过在检测到交流电压未上升至启动电压时立即禁能交流电压的检测，以缩短交流直流转换控制器的电源端电压的恢复时间，进而缩短交流直流转换电路的启动时间。
Description
技术领域
本发明是有关于一种交流直流转换电路及其启动方法，且特别是有关于一种可缩短交流直流转换电路启动时间的交流直流转换电路及其启动方法。
背景技术
在现有技术中，交流直流转换电路在被启动前，交流直流转换电路中的交流直流转换控制器会持续地检测输入的交流电压的电压值，如图1所示，图1为现有的交流电压与交流直流转换控制器的电源电压波形示意图，由于交流直流转换控制器进行交流电压检测时所需的电源电流大于交流电压源所供应的电流，因此交流直流转换控制器的电源电压将因电压供应不足而下降。
当交流直流转换控制器的电源电压下降至低于电压锁定的触发电压电平V1时，交流直流转换控制器的电压检测功能被禁能，此时交流直流转换控制器所需的电流会小于交流电压源所供应的电流，因此交流直流转换控制器的电源电压又渐渐回升，待交流直流转换控制器的电源电压渐渐回升至电压锁定的解除电压电平V2后，交流直流转换控制器又开始检测交流电压。如此重复地检测交流电压直到交流电压上升至启动电压，这会造成交流直流转换控制器的电源电压出现图1所示的锯齿波形变化。
在现有的交流直流转换电路的启动方式中，由于交流直流转换控制器的电源电压需在电压锁定的触发电压电平V1与解除电压电平V2间大幅度地来回摆荡，因而即使交流电压已上升至启动电压，其仍需等待交流直流转换控制器的电源电压慢慢回升至电压锁定的解除电压电平V2后才能启动交流直流转换电路，如此将拖慢交流直流转换电路的启动速度。
发明内容
本发明提供一种交流直流转换电路及其启动方法，可缩短交流直流转换电路启动时间。
本发明的交流直流转换电路，包括交流直流转换单元以及交流直流转换控制器。其中交流直流转换单元将交流电压转换为直流电压。交流直流转换控制器耦接交流直流转换单元，检测交流电压，并在交流直流转换控制器的电源电压上升至电压锁定的解除电压电平后，检测到交流电压未上升至一启动电压时立即禁能交流电压的检测，使交流直流转换控制器的电源电压一直处在解除电压电平与稍小于解除电压电平的电压电平间小幅度变化。
在本发明的一实施例中，在交流直流转换控制器的电源电压上升至电压锁定的解除电压电平后，当交流直流转换控制器检测到交流电压上升至启动电压，且交流电压高于启动电压持续一预设期间时，交流直流转换控制器使能交流直流转换单元将交流电压转换为直流电压。
在本发明的一实施例中，上述的交流直流转换单元的输出端还耦接至交流直流转换控制器的电源端，交流直流转换电路还包括第一整流单元，其耦接在交流电压与交流直流转换控制器的电源端之间，整流交流电压以提供直流电源至交流直流转换控制器的电源端。
在本发明的一实施例中，上述的交流直流转换控制器包括电压检测单元以及控制单元。其中电压检测单元检测交流电压。控制单元耦接电压检测单元与交流直流转换单元，判断电压检测单元所检测到的交流电压是否大于或等于启动电压，当交流电压小于启动电压时关闭电压检测单元，当交流电压大于或等于启动电压时，在交流电压持续大于或等于启动电压经过一预设期间后，使能交流直流转换单元将交流电压转换为直流电压。
在本发明的一实施例中，上述的交流直流转换电路，还包括电容，其耦接在交流直流转换控制器的电源端与接地之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一整流单元包括整流二极管以及电阻。其中电阻与整流二极管串接在交流电压与交流直流转换控制器的电源端之间。
在本发明的一实施例中，上述的交流直流转换电路，还包括分压单元，其耦接在交流电压与接地之间，分压交流电压，以提供分压信号至交流直流转换控制器。
在本发明的一实施例中，上述的分压单元包括第一分压电阻与第二分压电阻。其中第一分压电阻与第二分压电阻耦接在交流电压与接地之间，第一分压电阻与第二分压电组的共同接点耦接交流直流转换控制器。
本发明的交流直流转换电路的启动方法，包括下列步骤。检测一交流电压。判断交流电压是否大于或等于启动电压。若交流电压小于启动电压，立即禁能交流电压的检测。若交流电压大于或等于启动电压，在交流电压大于或等于启动电压持续一预设期间后，启动交流直流转换电路进行交流直流转换，以将交流电压转换为直流电压。
基于上述，本发明通过在检测到交流电压未上升至启动电压时立即禁能交流电压的检测，而不需等待低压锁定的机制被触发后才禁能交流电压的检测，如此便可缩短交流直流转换控制器的电源端电压的恢复时间，进而加快交流直流转换电路的启动速度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为现有的交流电压与交流直流转换控制器的电源电压波形示意图；
图2为本发明一实施例的交流直流转换电路的示意图；
图3为本发明一实施例的电源电压与使能信号的波形示意图；
图4为本发明另一实施例的交流直流转换电路的示意图；
图5为本发明一实施例的交流直流转换电路的启动方法流程示意图。
附图标记说明：
200、400：交流直流转换电路；
202：交流直流转换单元；
204：交流直流转换控制器；
206：整流单元；
402：分压单元；
406：电压检测单元；
408：控制单元；
VAC1：交流电压；
VDC1：直流电压；
VCC：电源电压；
S1：使能信号；
T1：预设时间；
C1：电容；
N1：电源端；
R、R1、R2：电阻；
D2：整流二极管；
VAC2：分压信号；
S500～S508：步骤。
具体实施方式
图2为本发明一实施例的交流直流转换电路的示意图。请参照图2，交流直流转换电路200包括交流直流转换单元202、交流直流转换控制器204以及整流单元206，其中交流直流转换单元202耦接交流直流转换控制器204，交流直流转换控制器204还耦接整流单元206。交流直流转换单元202用以将交流电压VAC1转换为直流电压VDC1，整流单元206对交流电压VAC1进行整流，并据以输出电源电压VCC至交流直流转换控制器204。交流直流转换控制器204则用以检测交流电压VAC1。
其中当交流直流转换控制器204在电源电压VCC上升至电压锁定的解除电压电平后检测出交流电压VAC1未上升至交流直流转换电路200的启动电压时，交流直流转换控制器204立即禁能交流电压VAC1的检测，以使电源电压VCC能立即回升而不需如现有技术般等到电源电压VCC降至低电压锁定的触发电平后才禁能交流电压VAC1的检测，亦即使交流直流转换控制器的电源电压一直处在解除电压电平与稍小于解除电压电平的电压电平间小幅度变化。如此电源电压VCC便可很快地恢复至足够提供交流直流转换控制器204进行交流电压VAC1检测的电压值，而进行下一次的交流电压VAC1检测。
而当交流直流转换控制器204在电源电压VCC上升至电压锁定的解除电压电平后检测出交流电压VAC1上升至交流直流转换电路200的启动电压时，交流直流转换控制器204在交流电压VAC1高于启动电压持续一预设时间后开始切换其输出至交流直流转换单元202的使能信号S1的电压电平，以使能交流直流转换单元202开始进行交流直流转换。
图3为本发明一实施例的电源电压与使能信号的波形示意图。请参照图2、图3，通过在检测出交流电压VAC1未上升至交流直流转换电路200的启动电压时立即禁能交流电压VAC1的检测，电源电压VCC可提早进行恢复，且由于电源电压VCC下降的并不多，其恢复到足够提供交流直流转换控制器204进行交流电压VAC1检测的电压值所需的时间相较于现有技术要短上许多，亦即电源电压VCC在交流直流转换电路200被启动前的摆荡振幅要远小于现有技术，因而可大幅地缩短交流直流转换电路200的启动时间。而在交流电压VAC1高于启动电压持续一预设时间T1后才使能交流直流转换单元202开始进行交流直流转换则可避免高低电位切换时所引起的弹跳(bounce)影响交流直流转换电路200运作的正确性，待交流直流转换控制器204较稳定后再使能交流直流转换单元202开始进行交流直流转换。
图4为本发明另一实施例的交流直流转换电路的示意图。请参照图4，本实施例的交流直流转换电路400与图2实施例的交流直流转换电路200的不同之处在于，交流直流转换电路400还包括电容C1以及分压单元402。其中电容C1耦接在交流直流转换控制器204的电源端N1与接地之间，另外分压单元402则耦接交流电压VAC1、交流直流转换控制器204以及接地。
详细来说，在本实施例中分压单元402为以电阻R1、R2来实施，电阻R1、R2串联在交流电压VAC1与接地之间，且电阻R1、R2的共同接点耦接交流直流转换控制器204。
此外，在本实施例中，整流单元206包括整流二极管D2与电阻R，整流二极管D2的阳极耦接交流电压VAC1，电阻R则耦接在整流二极管D2的阴极与交流直流转换控制器204的电源端N1之间。值得注意的是，上述整流单元206与分压单元402的实施方式仅为示范性的实施例，并不以此为限，其亦可以其它方式实施，例如串联不同个数的电阻或整流二极管来实施整流单元206与分压单元402。
另外，在本实施例中，交流直流转换控制器204包括电压检测单元406与控制单元408，其中电压检测单元406耦接分压单元402与控制单元408，控制单元408还耦接至交流直流转换单元202。
以下将配合图3说明交流直流转换电路400的电路运作，请同时参照图3与图4。当交流电压VAC1开始渐渐上升时，整流单元206对交流电压VAC1进行整流而并据以输出一直流电源做为提供至交流直流转换控制器204的电源电压VCC。由于此时电压检测单元406仍尚未被使能，因此交流直流转换控制器204所需的电流小于整流单元206所提供的电流，使得整流单元206所输出的直流电流得以同时对电容C1进行充电，因此电容C1上的电压(亦即电源电压VCC)呈现上升的状态。
当电源电压VCC上升至足够使能电压检测单元406的电压电平后，电压检测单元406便开始接收电阻R1、R2所分压而输出的分压信号VAC2来检测交流电压VAC1。由于电压检测单元406的检测动作将使交流直流转换控制器204的电流消耗变大，因此此时整流单元206所提供的电流已不够交流直流转换控制器204使用，交流直流转换控制器204将从电容C1抽取其先前所储存的电能，进而造成电容C1上的电压(亦即电源电压VCC)下降。
此时控制单元408判断电压检测单元406所检测到的交流电压VAC1是否大于或等于交流直流转换电路400的启动电压，若交流电压VAC1小于启动电压，控制单元408将立即关闭电压检测单元406，如此将使交流直流转换控制器204所需的电流又恢复至小于整流单元206所提供的电流的状态，因此整流单元206所输出的直流电流又得以再对电容C1进行充电，因此电容C1上的电压(亦即电源电压VCC)也因而再度上升。
如此反复地开启、关闭电压检测单元406直到控制单元408判断出电压检测单元406所检测到的交流电压VAC1大于或等于交流直流转换电路400的启动电压。当控制单元408判断出交流电压VAC1大于或等于交流直流转换电路400的启动电压时，控制单元408将在交流电压VAC1大于或等于启动电压持续一预设期间T1后，使能交流直流转换单元202将交流电压VAC1转换为直流电压VDC1。此后当直流电压VDC1建立时，交流直流转换单元202将其输出至交流直流转换控制器204的电源端N1，并对电容C1进行充电，因此电源电压VCC在交流直流转换单元202被使能后便开始上升而维持在一定值。
由于控制单元408在判断出交流电压VAC1小于交流直流转换电路400的启动电压时将立即关闭电压检测单元406，因此电源电压VCC下降与恢复的时间皆很短，亦即电源电压VCC的摆动振幅很小。如此一来，当控制单元408在判断出交流电压VAC1大于或等于交流直流转换电路400的启动电压时，便可快速地使能交流直流转换单元202进行交流直流转换，避免拖慢交流直流转换电路的启动速度。
图5为本发明一实施例的交流直流转换电路的启动方法流程示意图。请参照图5，归纳上述交流直流转换电路的启动方法可包括下列步骤，首先，检测电源电压，以判断电源电压是否大于或等于启动检测交流电压的电路的电压(步骤S500)。当电源电压大于或等于启动检测交流电压的电路的电压时，检测交流电压(步骤S502)。接着，判断交流电压是否大于或等于交流直流转换电路的启动电压(步骤S504)，若交流电压小于启动电压，立即禁能交流电压的检测(步骤S506)，并回到步骤S500。反之若交流电压大于或等于启动电压，则在交流电压大于或等于启动电压持续一预设期间后，启动交流直流转换电路进行交流直流转换，以将交流电压转换为直流电压(步骤S508)。
综上所述，本发明在检测到交流电压未上升至启动电压时立即禁能交流电压的检测，而不需等待低压锁定的机制被触发后才禁能交流电压的检测，藉此缩短交流直流转换控制器的电源端电压的恢复时间，进而加快交流直流转换电路的启动速度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种交流直流转换电路，其特征在于，包括：
一交流直流转换单元，将一交流电压转换为一直流电压；以及
一交流直流转换控制器，耦接该交流直流转换单元，检测该交流电压，并在交流直流转换控制器的电源电压上升至电压锁定的解除电压电平后，检测到该交流电压未上升至一启动电压时，立即禁能该交流电压的检测。
2.根据权利要求1所述的交流直流转换电路，其特征在于，在该交流直流转换控制器的电源电压上升至电压锁定的解除电压电平后，当该交流直流转换控制器检测到该交流电压上升至该启动电压，且该交流电压高于该启动电压持续一预设期间时，该交流直流转换控制器使能该交流直流转换单元将该交流电压转换为该直流电压。
3.根据权利要求1所述的交流直流转换电路，其特征在于，该交流直流转换单元的输出端还耦接至该交流直流转换控制器的电源端，该交流直流转换电路还包括：
一第一整流单元，耦接在该交流电压与该交流直流转换控制器的电源端之间，整流该交流电压以提供一直流电源至交流直流转换控制器的电源端。
4.根据权利要求3所述的交流直流转换电路，其特征在于，该交流直流转换控制器包括：
一电压检测单元，检测该交流电压；以及
一控制单元，耦接该电压检测单元与该交流直流转换单元，判断该电压检测单元所检测到的该交流电压是否大于或等于该启动电压，当该交流电压小于该启动电压时关闭该电压检测单元，当该交流电压大于或等于该启动电压时，在该交流电压持续大于或等于该启动电压经过一预设期间后，使能该交流直流转换单元将该交流电压转换为该直流电压。
5.根据权利要求3所述的交流直流转换电路，其特征在于，还包括：
一电容，耦接在该交流直流转换控制器的电源端与接地之间。
6.根据权利要求3所述的交流直流转换电路，其特征在于，该第一整流单元包括：
一整流二极管；以及
一电阻，与该整流二极管串接在该交流电压与该交流直流转换控制器的电源端之间。
7.根据权利要求1所述的交流直流转换电路，其特征在于，还包括：
一分压单元，耦接在该交流电压与一接地之间，分压该交流电压，以提供一分压信号至该交流直流转换控制器。
8.根据权利要求7所述的交流直流转换电路，其特征在于，该分压单元包括：
一第一分压电阻；以及
一第二分压电阻，与该第一分压电阻耦接在该交流电压与该接地之间，其中该第一分压电阻与该第二分压电组的共同接点耦接该交流直流转换控制器。
9.一种交流直流转换电路的启动方法，其特征在于，包括：
检测一交流电压；
判断该交流电压是否大于或等于一启动电压；
若该交流电压小于该启动电压，立即禁能该交流电压的检测；以及
若该交流电压大于或等于该启动电压，在该交流电压大于或等于该启动电压持续一预设期间后，启动交流直流转换电路进行交流直流转换，以将该交流电压转换为该直流电压。
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