CN1564003A - 电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电压检测电路，其适用于一电源转换器，该电压检测电路包含：一阻抗转换器，其接收一高阻抗电压信号并转换成一低阻抗电压信号；一储能组件，电连接于该阻抗转换器，用以接收该低阻抗电压信号；一电流源，电连接于该储能组件，用以提供该储能组件放电所需的路径；以及一比较电路，电连接于该电流源，其预设一参考电压值，用以接收该储能组件的电压信号并与该参考电压值进行比对，根据比对结果产生一控制信号，借以控制该电源转换器运作。本发明的电压检测电路能够缩短反应时间，使电源供应器可快速针对发生的问题进行反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测电路，尤指一种电压检测电路。
背景技术
随着科技的进步，计算机已经成为生活中不可缺少的工具，然而计算机就像一般电器用品一样，需要电源才能激活运作，因此电源供应器可说是计算机的动力来源。其中，电源供应器的主要功用是将一般插座所提供的交流电，转换成计算机可以使用的直流电。因此，一个良好的电源供应器必需可靠、符合所有功能规格、保护特性、安全规范、电磁兼容能力及其它的特定需求等。
请参阅图1(a)，其为公知电源供应器的电路结构示意图。由图中可知，电源供应器包含交流/直流转换器11及直流/直流转换器12。交流/直流转换器11用来接收一输入交流电压Vin且将输入交流电压Vin转换成一高压直流电压V。至于，直流/直流转换器12用以将该高压直流电压V转换成为一低压直流输出电压Vout，且将该低压直流输出电压Vout输出，以提供负载13运作所需的电压。
请参阅图1(b)，其为图1(a)所示的交流/直流转换器的内部电路结构示意图。如图所示，交流/直流转换器11包含二极管D1、二极管D2、桥式整流器111、滤波器112、电阻R、电阻r、电容C及电压检测电路113。
由于，电源供应器接收市电所输入的交流电压必须达到一预定的电压范围内才能运作，一般设定为90-130V之间，因此，需通过交流/直流转换器11内部的电压检测电路113来动态检测市电的输入交流电压Vin是否达到电源供应器运转所要求的电压。当检测结果表示输入交流电压Vin在要求的电压范围内时，电源供应器将开始运作或是继续运转，反之，当检测结果表示输入交流电压Vin并没有满足要求时，电压检测电路113将输出一代表电压不足的控制信号，使电源供应器停止运作。
当电源供应器开始运作或是继续运转时，将依序通过交流/直流转换器11内的桥式整流器111及滤波器112将输入交流电压Vin转换成高压直流电压V。至于，二极管D1及二极管D2的运作方式为：当流经二极管D1、D2的电压大于电容电压Vc时，二极管D1、D2将导通，使输入交流电压Vin(如图1(c)所示)经过二极管D1、D2整流后，产生如图1(d)所示的直流电压信号，并经过电阻R对电容C进行充电动作。直到流经二极管D1、D2的电压小于电容电压Vc时，电容C对电阻r进行放电动作，一直到流经二极管D1、D2的电压大于电容电压Vc时，才重新对电容C进充电动作(如图1(e)所示)。
电压检测电路113是由比较器1131及具有一参考电压值Vref的电压源1132所组成，其用以动态接收电容C的直流电压值Vc，而比较器1131是将直流电压值Vc与电压源1132的参考电压值Vref进行比较，并根据比较结果产生一控制信号，用以控制电源供应器运转或是关闭。
当比对结果达到不满足要求的情况时，若比较器1131马上发出控制信号的话，将会造成电源供应器一直重复开关的动作，因此电压检测电路113所采用的比较器1131一般为具有磁滞现象的电路，即当发现比对结果不满足要求时，比较器1131不会马上发出控制信号，直到电容C对电阻r进行放电动作后其电压值Vc低于一磁滞电压Vhy时，才发出控制信号将电源供应器关闭。
如上所述，图1(b)所示的电路结构使用电容C对电阻r进行放电动作，但是众所皆知电阻电容放电通常采用指数型式进行放电，所以电阻电容值越大放电的速度将越慢，因此待电容C的直流电压值Vc由发现市电输入的交流电压值不满足电源供应器的要求到下降至比较器1131的磁滞电压Vhy时，需要相当长的反应时间Tfail1(如图1(e)所示)，因此，电源供应器在情况发生很久后才能感应到市电输入的交流电压发生问题，造成电源供应器的反应时间太慢，如此将无法使电路在最佳化的状态下运作，更无利于产品效能的提升。
因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺陷并加快电容C放电的反应时间的电压检测电路，实为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电压检测电路，解决公知技术因电容放电的反应时间太长，使电源供应器在问题发生很久后才能感应到输入的电压信号发生问题，造成电源供应器的反应时间太慢等缺点。
为达上述目的，本发明提供一种电压检测电路，其适用于一电源转换器。该电压检测电路包含：一阻抗转换器，其接收一高阻抗电压信号并转换成一低阻抗电压信号；一储能组件，电连接于该阻抗转换器，用以接收该低阻抗电压信号；一电流源，电连接于该储能组件，用以提供该储能组件放电所需的路径；以及一比较电路，电连接于该电流源，其预设一参考电压值，用以接收该储能组件的电压信号并与该参考电压值进行比对，根据比对结果产生一控制信号，借以控制该电源转换器运作。
根据本发明的构想，其中该电源转换器为一交流/直流转换器且其适用于一电源供应器。
根据本发明的构想，其中该阻抗转换器为一电压跟随器(VoltageFollower)，其包含一缓冲放大器。
根据本发明的构想，其中该高阻抗及该低阻抗电压信号为一直流电压信号。
根据本发明的构想，其中该电压检测电路包含一隔离组件，其与该阻抗转换器及该储能组件电连接，用以防止该储能组件进行放电时，电压信号传送至该阻抗转换器。
根据本发明的构想，其中该储能组件为一电容，用以对该电流源进行放电。
根据本发明的构想，其中该电流源为一放电电流源，用以提供该电容放电所需的路径。
根据本发明的构想，其中该比较电路包含一比较器及一电压源，其中该电压源用以预设该参考电压值。
根据本发明的构想，其中该比较器为具有磁滞现象的电路，用以根据该储能组件的电压信号及该参考电压值的比对结果产生一控制信号，以控制该电源转换器运作。
为达上述目的，本发明另提供一种电源供应器，其包含：一电源转换器；一电压检测电路，电连接于该电源转换器，其预设一参考电压值，用以将检测所得的一电压信号与该参考电压值进行比对并根据比对结果控制该电源转换器运作。其中，该电压检测电路包含：一阻抗转换器，其的接收一高阻抗电压信号并转换成一低阻抗电压信号；一储能组件，电连接于该阻抗转换器，用以接收该低阻抗电压信号；一电流源，电连接于该储能组件，用以提供该储能组件放电所需的路径；以及一比较电路，电连接该电流源，其预设该参考电压值，用以接收该储能组件的电压信号并与该参考电压值进行比对，根据比对结果产生一控制信号，借以控制该电源转换器运作。
相较于公知技术，本发明的电压检测电路能够缩短反应时间，使电源供应器可快速针对发生的问题进行反应。
附图说明
图1(a)为公知电源供应器的电路结构示意图。
图1(b)为公知交流/直流转换器的电路结构示意图。
图1(c)为图1(b)所示的输入交流电压Vin的电压波形示意图。
图1(d)为图1(c)所示的输入交流电压Vin经二极管D1、D2整流后的电压波形示意图。
图1(e)为图1(b)所示的电容C的电压波形示意图。
图2(a)为本发明较佳实施例的电源转换器的电路方框示意图。
图2(b)为图2(a)所示的放电电流源的电压波形示意图。
图2(c)为图1(e)及图2(b)的比较电压波形示意图。
其中，附图标记说明如下：
11 交流/直流转换器 111 桥式整流器
112 滤波器 113 电压检测电路
1131 比较器 1132 电压源
12 直流/直流转换器 13 负载
21 整流电路 22 桥式整流器
23 滤波器 24 分压电路
25 电压检测电路 251 阻抗转换器
252 隔离组件 253 电容
254 放电电流源 255 比较电路
2551 电压源 2552 比较器
具体实施方式
本发明为一种电压检测电路，适用于一电源转换器，其通过一电流源提供储能组件放电所需的路径，使储能组件以线性方式进行放电，可加快储能组件的放电时间，以使电源供应器能够实时感应到输入的电压信号发生问题，进而解决公知技术电源供应器的反应时间太慢等缺点。
请参阅图2(a)，其为本发明较佳实施例的电源转换器的电路方框示意图。本发明的电源转换器为一交流/直流转换器，用以将一输入交流电压Vin转换成为一高压直流电压V。如图所示，交流/直流转换器包含整流电路21、桥式整流器22、滤波器23、分压电路24及电压检测电路25。其中整流电路21由二极管D1及二极管D2所组成。分压电路24由电阻R及电阻r所组成。
电压检测电路25与电阻R及电阻r电连接，其组成组件为阻抗转换器251、隔离组件252、储能组件、电流源及比较电路255，用以动态检测市电的输入交流电压Vin是否达到电源供应器运转所要求的电压。当检测结果表示输入交流电压Vin在要求的电压范围内时，电源供应器将开始运作或是继续运转，反之，当检测结果表示输入并没有满足要求时，电压检测电路25将输出一代表电压不足的控制信号，使电源供应器停止运作。其中，储能组件为一电容C253且电流源为一放电电流源254。
另外，电源供应器运转时，需先通过桥式整流器22及滤波器23将输入交流电压Vin转换成高压直流电压V，以提供给电源供应器(请参阅图1(a))后续的电路进行处理。
请再参阅图2(a)，阻抗转换器251为一电压跟随器(Voltage Follower)，其包含一缓冲放大器，用以接收将输入交流电压Vin输入二极管D1、D2整流及电阻R分压后，所产生的高阻抗电压信号，并将高阻抗电压信号转换成为低阻抗电压信号，使转换后的电压信号的阻抗值能够与后续的电路组件互相区配。
隔离组件252为一二极管且与阻抗转换器251及电容C253电连接，用以将该低阻抗电压信号传送至电容C253且防止电容C253对放电电流源254进行放电时，电压信号传送至阻抗转换器251。
放电电流源254用以提供电容C253放电所需的路径。因此，当流经整流电路21的二极管D1、D2的电压大于电容C253的电压时，电容C253将接收由隔离组件252所传送的低阻抗直流电压信号，用以进行充电程序，反之，当流经整流电路21的二极管D1、D2的电压小于电容C253的电压时，电容C253将无法接收低阻抗直流电压信号以进行充电，而是将其所储存的电能释放出来，即经过放电电流源254对接地端进行放电。
至于，比较电路255是由比较器2552及具有一参考电压值Vref的电压源2551所组成，用以动态接收放电电流源254两端的直流电压值Vc，作为判断检测市电的输入交流电压Vin是否达到电源供应器运转所要求的电压的依据，而具有磁滞功能的比较器2552将直流电压值Vc与电压源2551的参考电压值Vref进行比较，并根据比较结果产生一控制信号S，用以控制电源供应器运作或是关闭。
当比对结果表示输入交流电压Vin在符合的电压范围内时，电源供应器将开始运作或是继续运转，反之，当检测结果表示输入并没有满足要求时，具有磁滞功能的比较器2552为了避免电源供应器一直重复开机关机的动作，因此需等放电电流源254两端的直流电压值Vc低于一磁滞电压Vhy时，才发出电压不足的控制信号S将电源供应器关闭。
由于，本发明的电容C253对放电电流源254进行放电，众所皆知电容对电流源放电采用线性方式进行放电(如图2(b)所示)，因此待放电电流源254的直流电压值Vc由发现市电输入的交流电压值不满足电源供应器的要求到下降至比较器2552的磁滞电压Vhy时，只需要很短的反应时间就可达到。
请参阅图2(c)，其将图1(e)及图2(b)所示的电压波形示意图结合，由图中可知，本发明电容C253以线性方式对放电电流源254进行放电，由发现市电输入的交流电压值不满足电源供应器的要求到下降至比较器2552的磁滞电压Vhy所需的反应时间Tfail2，与公知技术电容C以指数型式对电阻r进行放电所需的反应时间Tfail1比较可知，本发明所需的反应时间Tfail2小于公知技术的反应时间Tfail1，因此本发明的电压检测电路可缩短放电时间，以使电源供应器能够实时感应到输入的电压信号发生问题。
综上所述，本发明的电压检测电路使用放电电流源254提供电容C253的放电路径，使电容C253以线性方式进行放电。相较于公知技术，本发明的电压检测电路能够缩短反应时间，使电源供应器可快速针对发生的问题进行反应。
本发明可由熟悉本领域的普通技术人员进行诸般修饰，但皆不脱离本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种电压检测电路，其适用于一电源转换器，该电压检测电路包含：
一阻抗转换器，其接收一高阻抗电压信号并转换成一低阻抗电压信号；
一储能组件，电连接于该阻抗转换器，用以接收该低阻抗电压信号；
一电流源，电连接于该储能组件，用以提供该储能组件放电所需的路径；以及
一比较电路，电连接于该电流源，其预设一参考电压值，用以接收该储能组件的电压信号并与该参考电压值进行比对，根据比对结果产生一控制信号，借以控制该电源转换器运作。
2.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于该电源转换器为一交流/直流转换器且其适用于一电源供应器。
3.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于该阻抗转换器为一电压跟随器，其包含一缓冲放大器。
4.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于该高阻抗及该低阻抗电压信号为一直流电压信号。
5.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于该电压检测电路还包含一隔离组件，其与该阻抗转换器及该储能组件电连接，用以防止该储能组件进行放电时，电压信号传送至该阻抗转换器。
6.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于该储能组件为一电容，用以对该电流源进行放电。
7.如权利要求6所述的电压检测电路，其特征在于该电流源为一放电电流源，用以提供该电容放电所需的路径。
8.如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于该比较电路包含一比较器及一电压源，其中该电压源用以预设该参考电压值。
9.如权利要求8所述的电压检测电路，其特征在于该比较器为具有磁滞现象的电路，用以根据该储能组件的该电压信号及该参考电压值的比对结果产生一控制信号，以控制该电源转换器运作。
10.一种电源供应器，其包含：
一电源转换器；以及
一电压检测电路，电连接于该电源转换器，其预设一参考电压值，用以将检测所得的一电压信号与该参考电压值进行比对，并根据比对结果控制该电源转换器运作，该电压检测电路包含：
一阻抗转换器，其接收一高阻抗电压信号并转换成一低阻抗电压信号；
一储能组件，电连接于该阻抗转换器，用以接收该低阻抗电压信号；
一电流源，电连接于该储能组件，用以提供该储能组件放电所需的路径；以及
一比较电路，电连接该电流源，其预设该参考电压值，用以接收该储能组件的电压信号并与该参考电压值进行比对，根据比对结果产生一控制信号，借以控制该电源转换器运作。
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