CN115792422A - 可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法 - Google Patents

可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115792422A
CN115792422A CN202111229149.3A CN202111229149A CN115792422A CN 115792422 A CN115792422 A CN 115792422A CN 202111229149 A CN202111229149 A CN 202111229149A CN 115792422 A CN115792422 A CN 115792422A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
capacitor
switch
circuit
output terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111229149.3A
Other languages
English (en)
Inventor
林柏全
李易聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Egalax Empia Technology Inc
Original Assignee
Egalax Empia Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Egalax Empia Technology Inc filed Critical Egalax Empia Technology Inc
Publication of CN115792422A publication Critical patent/CN115792422A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/06—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H02M3/073—Charge pumps of the Schenkel-type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/06—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/64—Testing of capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

一种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法，该电路提供一种将飞跨电容并联进充电路径，并计算是否在设计的充电时间区间充到预定电压就可以有效侦测飞跨电容是否短路，若飞跨电容短路，原本在软启动阶段要对稳压电容充电的电流就会被分流到飞跨电容短路的接地侧，导致电压输出端无法充电到额定电压；若稳压电容短路，电压输出端也无法充电到额定电压，故使该倍压开关式电容电路提供一定时器作为充电时间计算的电子元件于飞跨电容与稳压电容的软启动充电阶段，若充电时间超过预设的时间，就会停止充电脉波以避免持续的短路电流将控制器烧毁，并于设置该倍压开关式电容电路的预设电路板上另设有可发出短路警讯的预设警示电路。

Description

可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法
技术领域
本发明提供一种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法，尤指一种于倍压开关式电容电路中将飞跨电容并联进充电路径，并计算是否在设计的充电时间区间充到预定电压，就可以有效侦测飞跨电容是否短路。
背景技术
飞跨电容(CFLY)与稳压电容(COUT)都是在集成电路(IC)外部的系统元件，由打件厂(系统组装厂)焊接到电路板(PCB)板上，但偶尔会有因焊锡过多或其他原因，导致飞跨电容(CFLY)两端点形成短路状态。
再者，一般电路中所有的开关(Switch)都会有导通阻抗，而开关面积越大，其导通阻抗越小，流过开关的充电电流会越大，要充到额定电压的时间就会越快，但也容易因为太快导致涌浪电流〈Inrush Current〉，容易伤害负载电路，故负载电路亦需要有针对涌浪电流的保护机制。
但是，一般现有电力电路(Power Circuit)虽具有过电流保护设计，如果将其稳压电容(COUT)端持续性的短路接地即可防范瞬间涌浪电流过大的问题。但是因为飞跨电容(CFLY)的两端开关都是ON/OFF的反复开关动作，因此无法持续有效防范过大的电流，且目前现有电路也没有针对飞跨电容(CFLY)短路的保护电路设计。
故上述现有电路无法侦测飞跨电容(CFLY)与稳压电容(COUT)短路状态，而无法有效提供保护机制，而有待从事此行业者加以研发改进解决问题。
发明内容
故，发明有鉴于上述的问题与缺失，搜集相关资料，经由多方评估及考虑，始设计出此种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法。
本发明的主要目的在于提供一种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，该倍压开关式电容电路提供有一个导通阻抗比较大的第一开关(CKC)，即可防制涌浪电流〈Inrush Current〉伤害负载电路，以形成一种软启动(Soft Start)的机制，并于软启动(Soft Start)阶段，将飞跨电容(CFLY)并联进充电路径，并计算是否在设计的充电时间区间充到预定电压，就可以有效侦测飞跨电容(CFLY)是否短路，如果飞跨电容(CFLY)短路，原本在软启动阶段要对稳压电容(COUT)充电的电流，就会被分流到飞跨电容(CFLY)短路的接地侧，导致电压输出端(OUT)无法充电到额定电压；若稳压电容(COUT)短路，电压输出端也无法充电到额定电压，故使该倍压开关式电容电路提供一定时器(Timer)做为充电时间计算的电子元件，于飞跨电容(CFLY)与稳压电容(COUT)的软启动充电阶段，若充电时间超过预设的时间，就会停止充电脉波以避免持续的短路电流(Short Current)将控制器(Controller)烧毁，并于设置该倍压开关式电容电路的预设电路板上另设有可发出短路警讯(ShortAlert)的预设警示电路，以警示预设电路板的飞跨电容(CFLY)处于短路状态。
本发明的次要目的在于该倍压开关式电容电路包括有：一主电压源，其包括一正电端及与一接地侧电性连接的一负电端；一电压输出端，其包括一第一输出端及该接地侧电性连接的一第二输出端；一第一开关，其两端分别串接于该主电压源的该正电端与该电压输出端的该第一输出端之间；两个第二开关、两个第三开关及一飞跨电容，其中一第二开关及一第三开关串接于该主电压源的该正电端与该电压输出端的该第一输出端之间，另一第三开关与该飞跨电容先形成串接后于该第二开关的两端形成并接，另一第二开关一端电性连接于该另一第三开关与该飞跨电容之间且其另一端电性连接于该接地侧；一稳压电容，其两端分别跨接于该第一输出端与该第二输出端；两个逻辑闸，其包括控制该两个第二开关的其中一个导通及断路的一第一逻辑闸，与控制该两个第三开关的其中一个导通及断路的一第二逻辑闸；以及一侦测电路，其两端分别跨接于该第一输出端与该第二输出端，该侦测电路包括有一控制器，于该控制器的一输入侧电性连接有具有两个电压输入端的至少一比较器，且该控制器的该输入侧供一充电脉波做一信号输入，而该控制器的一输出侧输出有可控制该第一开关、该两个第二开关及该两个第三开关的多个控制信号。
本发明的另一目的在于该侦测电路还包括一控制器，该控制器的一输入侧电性连接有具有两个电压输入端的至少一比较器，且该控制器的该输入侧供一充电脉波做一信号输入，而该控制器的一输出侧输出有可控制该第一开关、该两个第二开关及该两个第三开关的多个控制信号。
本发明的再一目的在于该比较器包括有一正相输入端及一负相输入端，该正相输入端设有跨接于该第一输出端与该第二输出端的两个分压电阻，以使该电压输出端的输出电压衰减后输入该两个正相输入端，而该两个负相输入端供一参考电压做一输入。
附图说明
图1为本发明倍压开关式电容电路图。
图2为本发明倍压开关式电容电路的第一导通状态图。
图3为本发明倍压开关式电容电路的第二导通状态图。
图4为本发明可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法。
附图标记说明：1-倍压开关式电容电路；VDD-主电压源；11-正电端；12-负电端；13-接地侧；OUT-电压输出端；14-第一输出端；15-第二输出端；CKC-第一开关；CK-第二开关；CKB-第三开关；CFLY-飞跨电容；COUT-稳压电容；16-第一逻辑闸；161-输入端；17-第二逻辑闸；171-输入端；2-侦测电路；21-控制器；211-输入侧；CLOCK-充电脉波；212-输出侧；2121-第一开关控制信号；2122-第二开关控制信号；2123-第三开关控制信号；22-第一比较器；221-正相输入端；222-负相输入端；23-第二比较器；231-正相输入端；232-负相输入端；24-分压电阻；VDIV-电压输出端的分压；VREFA-第一参考电压；VREFB-第二参考电压；25-定时器；31-将该倍压开关式电容电路利用阻抗较大的一第一开关做一软启动；32-令该第一开关导通，并使一第二开关断路及一第三开关断路，以使一主电压源对一稳压电容进行充电；33-利用一侦测电路的一定时器判断该主电压源对该稳压电容充电时间是否小于一预设时间；34-判断一电压输出端分压是否大于一第二比较器的一第二参考电压；35-令该第二开关导通及该第三开关断路，该主电压源对一飞跨电容进行充电，并使该飞跨电容储存有压差为该主电压源的电压；36-令该第二开关及该第三开关导通，并使该飞跨电容的该主电压源的电压放电至跨接于该电压输出端之间的一稳压电容，以使该电压输出端具有二倍该主电压源的电压；37-判断一电压输出端分压是否大于一第一比较器的一第一参考电压；38-关闭充电脉波且发出短路警讯；39-关闭充电脉波。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。
请参阅图1至图3所示，分别为本发明倍压开关式电容电路图、倍压开关式电容电路的第一导通状态图及倍压开关式电容电路的第二导通状态图，由图中可清楚看出，本发明的电路主要包括有：一倍压开关式电容电路1及一侦测电路2，其细部构造及连接关系如下：
本发明主要提供有一种具备软启动(Soft start)功能的倍压开关电容器电路(Voltage Doubler Switched Capacitor Circuit)，且电路中的开关式电容充电泵(Switched-capacitor charge pump)附加有侦测飞跨电容(Fly capacitor)是否短路功能。
一种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，其电路架构如下：
一倍压开关式电容电路1包括：
一主电压源VDD，其包括一正电端11及与一接地侧13电性连接的一负电端12。
一电压输出端OUT，其包括一第一输出端14及该接地侧13电性连接的一第二输出端15。
一第一开关CKC，其两端分别串接于该主电压源VDD的该正电端11与该电压输出端OUT的该第一输出端14之间。
两个第二开关CK、两个第三开关CKB及一飞跨电容CFLY，其中一个第二开关CK及一个第三开关CKB串接于该主电压源VDD的该正电端11与该电压输出端OUT的该第一输出端14之间，另一个第三开关CKB与该飞跨电容CFLY先形成串接后于该第二开关CK的两端形成并接，另一个第二开关CK一端电性连接于该另一个第三开关CKB与该飞跨电容CFLY之间且其另一端电性连接于该接地侧13。
一稳压电容COUT，其两端分别跨接于该第一输出端14与该第二输出端15；
两个逻辑闸，其包括控制该两个第二开关CK的其中一个导通及断路的一第一逻辑闸16，与控制该两个第三开关CKB的其中一个导通及断路的一第二逻辑闸17。
一侦测电路2包括：
该侦测电路2两端分别跨接于该第一输出端14与该第二输出端15，该侦测电路2包括有一控制器(Controller)21，于该控制器21的一输入侧211电性连接有具有两个电压输入端的两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)，且该控制器21的该输入侧211供一充电脉波CLOCK做一信号输入，而该控制器21的一输出侧212输出有可控制该第一开关CKC、该两个第二开关CK及该两个第三开关CKB的多个控制信号(第一开关控制信号2121、第二开关控制信号2122、第三开关控制信号2123)。
上述该两个逻辑闸为或门(OR Gate)所构成，且该第一逻辑闸16的两个输入端161分别连接至该控制器21的输出侧212所输出的该第一开关控制信号2121及该第二开关控制信号2122，而该第二逻辑闸17的两个输入端171分别连接至该控制器21的输出侧212所输出的该第一开关控制信号2121及该第三开关控制信号2123。而第一逻辑闸16与该第二逻辑闸17的输入及输出对照表如下：
第一逻辑闸16：
Figure BDA0003315339440000061
第二逻辑闸17：
Figure BDA0003315339440000062
由上述两个对照表可得知，第一开关控制信号2121搭配第二开关控制信号2122或第三开关控制信号2123所形成第一输入值及第二输入值，只要任一者输入值不为0，其输出值就为1；只有当两者输入值皆为0时，其输出值才会为0。
上述该两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)的该两个电压输入端分别包括有一正相输入端(221、231)及一负相输入端(222、232)，该两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)的该正相输入端(221、231)设有跨接于该第一输出端14与该第二输出端15的两个分压电阻24，以使该两个分压电阻24之间的一电压输出端的分压VDIV输入该两个正相输入端(221、231)，而该两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)的该两个负相输入端(222、232)分别供一第一参考电压VREFA及一第二参考电压VREFB做一输入。
上述该控制器21的该输入侧211还电性连接有一定时器(Timer)25，该定时器25用于判断该主电压源VDD对该稳压电容COUT充电时间是否小于一预设时间。
上述该稳压电容COUT的电容值大于该飞跨电容CFLY，且该飞跨电容CFLY的电容值范围为该稳压电容COUT的0.5～0.05倍。
请参阅图4所示，为本发明可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法，包括有下列步骤：
步骤31、将该倍压开关式电容电路(如图1～图3所示)利用阻抗较大的一第一开关做一软启动。
步骤32、令该第一开关导通，并使一第二开关断路及一第三开关断路，以使一主电压源对一稳压电容进行充电。
步骤33、利用一侦测电路的一定时器判断该主电压源对该稳压电容充电时间是否小于一预设时间，若为是执行步骤34；若为否执行步骤38。
步骤34、判断一电压输出端分压是否大于一第二比较器的一第二参考电压。
步骤35、令该第二开关导通及该第三开关断路，该主电压源对一飞跨电容进行充电，并使该飞跨电容储存有压差为该主电压源的电压。
步骤36、令该第二开关及该第三开关导通，并使该飞跨电容的该主电压源的电压放电至跨接于该电压输出端之间的一稳压电容，以使该电压输出端具有二倍该主电压源的电压。
步骤37、判断一电压输出端分压是否大于一第一比较器的一第一参考电压，若为是执行步骤39；若为否执行步骤35。
步骤38、关闭充电脉波且发出短路警讯。
步骤39、关闭充电脉波。
上述该步骤31中的倍压开关式电容电路包括有：一主电压源VDD，其包括一正电端11及与一接地侧13电性连接的一负电端12；一电压输出端OUT，其包括一第一输出端14及该接地侧13电性连接的一第二输出端15；一第一开关CKC，其两端分别串接于该主电压源VDD的该正电端11与该电压输出端OUT的该第一输出端14之间；两个第二开关CK、两个第三开关CKB及一飞跨电容CFLY，其中一第二开关CK及一第三开关CKB串接于该主电压源VDD的该正电端11与该电压输出端OUT的该第一输出端14之间，另一第三开关CKB与该飞跨电容CFLY先形成串接后于该第二开关CK的两端形成并接，另一第二开关CK一端电性连接于该另一第三开关CKB与该飞跨电容CFLY之间且其另一端电性连接于该接地侧13；一稳压电容COUT，其两端分别跨接于该第一输出端14与该第二输出端15；两个逻辑闸，其包括控制该两个第二开关CK的其中一个导通及断路的一第一逻辑闸16，与控制该两个第三开关CKB的其中一个导通及断路的一第二逻辑闸17；一侦测电路2，其两端分别跨接于该第一输出端14与该第二输出端15，该侦测电路2包括有一控制器21，于该控制器21的一输入侧211电性连接有具有两个电压输入端的两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)，且该控制器21的该输入侧211供一充电脉波CLOCK做一信号输入，而该控制器21的一输出侧212输出有可控制该第一开关CKC、该两个第二开关CK及该两个第三开关CKB的多个控制信号(第一开关控制信号2121、第二开关控制信号2122、第三开关控制信号2123)。
上述该两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)的该两个电压输入端分别包括有一正相输入端(221、231)及一负相输入端(222、232)，该两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)的该正相输入端(221、231)设有跨接于该第一输出端14与该第二输出端15的两个分压电阻24，以使该两个分压电阻24之间的一电压输出端的分压VDIV输入该两个正相输入端(221、231)，而该两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)的该两个负相输入端(222、232)分别供一第一参考电压VREFA及一第二参考电压VREFB做一输入。
上述该步骤33的该侦测电路2还包括有一控制器21，于该控制器21的一输入侧211电性连接有具有两个电压输入端的两个比较器(第一比较器22、第二比较器23)，且该控制器21的该输入侧211供一充电脉波CLOCK做一信号输入，而该控制器21的一输出侧212输出有可控制该第一开关CKC、该两个第二开关CK及该两个第三开关CKB的多个控制信号(第一开关控制信号2121、第二开关控制信号2122、第三开关控制信号2123)。
上述该稳压电容COUT的电容值大于该飞跨电容CFLY，且该飞跨电容CFLY的电容值范围为该稳压电容COUT的0.5～0.05倍。
本发明所要解决问题在于：该倍压开关式电容电路1提供有一个导通阻抗比较大的第一开关CKC，即可防制涌浪电流〈Inrush Current〉伤害负载电路，以形成一种软启动(Soft Start)的机制，并于软启动阶段，将飞跨电容CFLY并联进充电路径，并计算是否在设计的充电时间区间充到预定电压，就可以有效侦测飞跨电容CFLY是否短路，如果飞跨电容CFLY短路，原本在软启动阶段要对稳压电容COUT充电的电流，就会被分流到飞跨电容CFLY短路的接地侧，导致电压输出端OUT无法充电到额定电压；若稳压电容COUT短路，电压输出端OUT也无法充电到额定电压，故使该倍压开关式电容电路1提供一定时器25做为充电时间计算的电子元件，于飞跨电容CFLY与稳压电容(COUT)的软启动充电阶段，若充电时间超过预设的时间，就会停止充电脉波以避免持续的短路电流(Short Current)将控制器21烧毁，并于设置该倍压开关式电容电路1的预设电路板(图中未示)上另设有可发出短路警讯(ShortAlert)的预设警示电路(图中未示)，以警示预设电路板的飞跨电容CFLY处于短路状态。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的范围内，合予陈明。
综上所述，本发明上述可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法于使用时，为确实能达到其功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的发明。

Claims (10)

1.一种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，其特征在于，包括：
一主电压源，其包括一正电端及与一接地侧电性连接的一负电端；
一电压输出端，其包括一第一输出端及该接地侧电性连接的一第二输出端；
一第一开关，其两端分别串接于该主电压源的该正电端与该电压输出端的该第一输出端之间；
两个第二开关、两个第三开关及一飞跨电容，其中一第二开关及一第三开关串接于该主电压源的该正电端与该电压输出端的该第一输出端之间，另一第三开关与该飞跨电容先形成串接后于该第二开关的两端形成并接，另一第二开关一端电性连接于该另一第三开关与该飞跨电容之间且其另一端电性连接于该接地侧；
一稳压电容，其两端分别跨接于该第一输出端与该第二输出端；
两个逻辑闸，其包括控制该两个第二开关的其中一个导通及断路的一第一逻辑闸，与控制该两个第三开关的其中一个导通及断路的一第二逻辑闸；以及
一侦测电路，其两端分别跨接于该第一输出端与该第二输出端，该侦测电路包括有一控制器，于该控制器的一输入侧电性连接有具有两个电压输入端的两个比较器，且该控制器的该输入侧供一充电脉波做一信号输入，而该控制器的一输出侧输出有控制该第一开关、该两个第二开关及该两个第三开关的多个控制信号。
2.如权利要求1所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，其特征在于，该两个逻辑闸为或门所构成，且该第一逻辑闸的两个输入端分别连接至该控制器的输出侧所输出的该第一开关控制信号及该第二开关控制信号，而该第二逻辑闸的两个输入端分别连接至该控制器的输出侧所输出的该第一开关控制信号及该第三开关控制信号。
3.如权利要求1所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，其特征在于，该两个比较器的该两个电压输入端分别包括有一正相输入端及一负相输入端，该两个比较器的该正相输入端设有跨接于该第一输出端与该第二输出端的两个分压电阻，以使该两个分压电阻之间的一电压输出端的分压分别输入该两个比较器的两个正相输入端，而该两个比较器的两个负相输入端分别供一第一参考电压及一第二参考电压做一输入。
4.如权利要求1所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，其特征在于，该控制器的该输入侧还电性连接有一定时器，该定时器用于判断该主电压源对该稳压电容充电时间是否小于一预设时间。
5.如权利要求1所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路，其特征在于，该稳压电容的电容值大于该飞跨电容，且该飞跨电容的电容值范围为该稳压电容的0.5～0.05倍。
6.一种可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法，其特征在于，包括有下列步骤：
A、将该倍压开关式电容电路利用阻抗较大的一第一开关做一软启动；
B、令该第一开关导通，并使一第二开关断路及一第三开关断路，以使一主电压源对一稳压电容进行充电；
C、利用一侦测电路的一定时器判断该主电压源对该稳压电容充电时间是否小于一预设时间，若为是执行步骤D；若为否执行步骤H；
D、判断一电压输出端分压是否大于一第二比较器的一第二参考电压；
E、令该第二开关导通及该第三开关断路，该主电压源对一飞跨电容进行充电，并使该飞跨电容储存有压差为该主电压源的电压；
F、令该第二开关及该第三开关导通，并使该飞跨电容的该主电压源的电压放电至跨接于该电压输出端之间的一稳压电容，以使该电压输出端具有二倍该主电压源的电压；
G、判断一电压输出端分压是否大于一第一比较器的一第一参考电压，若为是执行步骤I；若为否执行步骤E；
H、关闭充电脉波且发出短路警讯；以及
I、关闭充电脉波。
7.如权利要求6所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法，其特征在于，该步骤A中的倍压开关式电容电路包括有：一主电压源，其包括一正电端及与一接地侧电性连接的一负电端；一电压输出端，其包括一第一输出端及该接地侧电性连接的一第二输出端；一第一开关，其两端分别串接于该主电压源的该正电端与该电压输出端的该第一输出端之间；两个第二开关、两个第三开关及一飞跨电容，其中一第二开关及一第三开关串接于该主电压源的该正电端与该电压输出端的该第一输出端之间，另一第三开关与该飞跨电容先形成串接后于该第二开关的两端形成并接，另一第二开关一端电性连接于该另一第三开关与该飞跨电容之间且其另一端电性连接于该接地侧；一稳压电容，其两端分别跨接于该第一输出端与该第二输出端；两个逻辑闸，其包括控制该两个第二开关的其中一个导通及断路的一第一逻辑闸，与控制该两个第三开关的其中一个导通及断路的一第二逻辑闸；以及一侦测电路，其两端分别跨接于该第一输出端与该第二输出端，该侦测电路包括一控制器，该控制器的一输入侧电性连接有具有两个电压输入端的两个比较器，且该控制器的该输入侧供一充电脉波做一信号输入，而该控制器的一输出侧输出有控制该第一开关、该两个第二开关及该两个第三开关的多个控制信号。
8.如权利要求7所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法，其特征在于，该两个比较器的该两个电压输入端分别包括有一正相输入端及一负相输入端，该两个比较器的该正相输入端设有跨接于该第一输出端与该第二输出端的两个分压电阻，以使该两个分压电阻之间的一电压输出端的分压分别输入该两个比较器的两个正相输入端，而该两个比较器的两个负相输入端分别供一第一参考电压及一第二参考电压做一输入。
9.如权利要求6所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法，其特征在于，该步骤C的该侦测电路还包括一控制器，该控制器的一输入侧电性连接有具有两个电压输入端的至少一比较器，且该控制器的该输入侧供一主脉波信号及一充电脉波做一信号输入，而该控制器的一输出侧输出有控制该第一开关、该两个第二开关及该两个第三开关的多个控制信号。
10.如权利要求6所述的可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路的侦测方法，其特征在于，该稳压电容的电容值大于该飞跨电容，且该飞跨电容的电容值范围为该稳压电容的0.5～0.05倍。
CN202111229149.3A 2021-09-10 2021-10-21 可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法 Pending CN115792422A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110133823 2021-09-10
TW110133823A TWI764828B (zh) 2021-09-10 2021-09-10 可偵測飛跨電容短路之倍壓開關式電容電路及其偵測方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115792422A true CN115792422A (zh) 2023-03-14

Family

ID=82594461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111229149.3A Pending CN115792422A (zh) 2021-09-10 2021-10-21 可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11870344B2 (zh)
CN (1) CN115792422A (zh)
TW (1) TWI764828B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230077529A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Egalax_Empia Technology Inc. Voltage doubler switched capacitor circuit capable of detecting short circuit of flying capacitor and detection method thereof

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MXPA02009147A (es) * 2000-03-22 2003-03-12 Univ Illinois Convertidor de energia de bomba de carga regulada, basado dinamicamente en un ultra-capacitor.
US6559689B1 (en) * 2000-10-02 2003-05-06 Allegro Microsystems, Inc. Circuit providing a control voltage to a switch and including a capacitor
JP3697695B2 (ja) * 2003-01-23 2005-09-21 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 チャージポンプ型ｄｃ／ｄｃコンバータ
EP1744810B1 (en) * 2004-04-12 2018-06-06 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. Active discharge systems and methods
JP2007174744A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd チャージポンプ回路及び電源装置
US7764526B1 (en) * 2006-10-18 2010-07-27 Intersil Americas Inc. Hysteretic mode controller for capacitor voltage divider
GB2478458B (en) * 2006-12-22 2011-12-07 Wolfson Microelectronics Plc Charge pump circuit and methods of operation thereof
US7847621B2 (en) * 2007-11-13 2010-12-07 Rohm Co., Ltd. Control circuit and control method for charge pump circuit
JP5214221B2 (ja) * 2007-11-13 2013-06-19 ローム株式会社 チャージポンプ回路ならびにその制御回路および制御方法
JP5397067B2 (ja) * 2009-07-29 2014-01-22 株式会社リコー チャージポンプ回路及びその動作制御方法
JP2011223829A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Rohm Co Ltd 負電圧チャージポンプ回路の制御回路および負電圧チャージポンプ回路、ならびにそれらを用いた電子機器およびオーディオシステム
EP2466738B1 (en) * 2010-12-20 2018-04-04 ams AG Voltage converter and method for voltage conversion
US8461910B2 (en) * 2011-02-24 2013-06-11 Rf Micro Devices, Inc. High efficiency negative regulated charge-pump
US10680515B2 (en) * 2011-05-05 2020-06-09 Psemi Corporation Power converters with modular stages
GB2511733B (en) * 2013-02-01 2020-08-19 Snaptrack Inc 2G support for 2G and 3G/4G envelope tracking modulator
KR101991366B1 (ko) * 2013-08-28 2019-06-24 한국전자통신연구원 전력 관리 장치 및 이를 이용한 멀티 소스 에너지 하베스팅 시스템
EP2884643B1 (en) * 2013-12-11 2022-07-13 Nxp B.V. DC-DC voltage converter and conversion method
US9979284B2 (en) * 2014-02-05 2018-05-22 The Regents Of The University Of Michigan Self-oscillating switched-capacitor DC-DC converter
US10756083B2 (en) * 2017-05-23 2020-08-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Device with a high efficiency voltage multiplier
US10277117B2 (en) * 2017-05-23 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Device with a voltage multiplier
CN108258899B (zh) * 2017-12-29 2021-06-15 华为技术有限公司 一种升压功率变换电路
TWI676886B (zh) * 2018-11-05 2019-11-11 廣達電腦股份有限公司 系統負載偵測裝置和方法
JP7193554B2 (ja) * 2019-01-11 2022-12-20 オッポ広東移動通信有限公司 充電装置、充電方法及び被充電機器
GB2580649B (en) * 2019-01-20 2023-12-20 Macfarlane Alistair Improved generator voltage regulator power supply stage
US11108325B2 (en) * 2019-02-14 2021-08-31 Arizona Board Of Regents On Bbehalf Of Arizona State University Electronic circuit and method of controlling three-level switching converters
WO2020172869A1 (zh) * 2019-02-28 2020-09-03 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备的充电电路及方法、设备、存储介质
US11387789B2 (en) * 2019-06-05 2022-07-12 Qorvo Us, Inc. Charge pump tracker circuitry
US10958162B1 (en) * 2019-12-31 2021-03-23 Vidatronic, Inc. Dual-loop regulated switched capacitor DC-DC converter
CN111181387A (zh) * 2020-01-26 2020-05-19 上海韦孜美电子科技有限公司 一种dc-dc转换器
US11431243B2 (en) * 2020-02-28 2022-08-30 Smart Prong Technologies, Inc. Pre-charging a voltage converter
US11646654B2 (en) * 2020-05-26 2023-05-09 Richtek Technology Corporation Resonant switching power converter capable of performing discharging operation in a sequential order
US11043893B1 (en) * 2020-05-27 2021-06-22 Nxp Usa, Inc. Bias regulation system
TWI766314B (zh) * 2020-07-21 2022-06-01 茂達電子股份有限公司 具飛馳電容自動平衡機制的電源轉換器
US11740300B2 (en) * 2020-10-28 2023-08-29 Halo Microelectronics International Short circuit detection apparatus and control method for switched capacitor converter
US12107498B2 (en) * 2021-01-13 2024-10-01 Infineon Technologies Austria Ag Power conversion and flying capacitor implementations
TWI764828B (zh) * 2021-09-10 2022-05-11 禾瑞亞科技股份有限公司 可偵測飛跨電容短路之倍壓開關式電容電路及其偵測方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230077529A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Egalax_Empia Technology Inc. Voltage doubler switched capacitor circuit capable of detecting short circuit of flying capacitor and detection method thereof
US11870344B2 (en) * 2021-09-10 2024-01-09 Egalax Empia Technology Inc. Voltage doubler switched capacitor circuit capable of detecting short circuit of flying capacitor and detection method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
TWI764828B (zh) 2022-05-11
US11870344B2 (en) 2024-01-09
US20230077529A1 (en) 2023-03-16
TW202312639A (zh) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS58108967A (ja) スイツチングレギユレ−タ
CA2963509C (en) Charging circuit and mobile terminal
JPH04250714A (ja) 短絡回路保護付きパルス制御ゲート回路
US20240088641A1 (en) High-reliability protection circuit and power supply system
CN115792422A (zh) 可侦测飞跨电容短路的倍压开关式电容电路及其侦测方法
US11245272B2 (en) Output protector for charger
CN112688539A (zh) 一种具有短路检测功能的高边开关驱动电路
CN106410757A (zh) 一种短路保护电路
US7394633B2 (en) Reverse current protection circuit for switching power supply
WO2003032459A1 (fr) Appareil electronique
CN114838635B (zh) 一种数码雷管起爆控制接口过流短路保护电路及控制方法
CN209929951U (zh) 基于短路保护的功率芯片
JPH0522853A (ja) 突入電流防止回路
JP2001095240A (ja) 入力過電圧制限機能を備えた突入電流防止回路
JP4329463B2 (ja) コンデンサ充電回路
CN113328621B (zh) 一种boost电路及开关电源
TWI521820B (zh) 過電流保護電路
CN101222208A (zh) 保护与自动回复系统
CN203014356U (zh) 功率管的短路保护电路
CN209250216U (zh) 模拟输入回路
JPS62166779A (ja) 突入電流抑制回路
JPH0847158A (ja) 短絡回路
JPH0534026Y2 (zh)
JPH03239163A (ja) 電圧形インバータ
CN113777469A (zh) 基于电容范围来检测芯片引脚电容正确接入的电路及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination