CN201113791Y - 启动时序控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种启动时序控制电路，为控制电路系统中集成电路的启动时序，通过判断该电路系统的输入电力以及该集成电路的偏压电力是否到达正常工作的电压范围，并通过控制该偏压电力而产生该集成电路的启动时序，并具有电路系统过载时的保护机制，使该集成电路得以缓和冲击电流而避免损毁。

Description

启动时序控制电路

技术领域

一种启动时序控制电路，特别是指判断工作电压是否正常而控制启动时序的电路。

背景技术

现今一般电源供应器都包括功因校正电路(PFC，Power FactorCorrection)、脉波控制单元或还包括常备电力控制单元，为了更节省空间且更节省消耗的功率，上述的单元都可分别集成化成为不同功能的集成电路(IC，Integrated circuit)或整合于同一集成电路中，集成化可加入侦测输入电压与自我启动的功能，该集成电路通过侦测与判断输入的交流电力是否达到工作电压而控制该集成电路的偏压电力(Vcc)，决定是否开启该集成电路中的电路单元，当输入的交流电力未达到正常工作电压时可自动关闭并重复侦测交流电力是否达到正常工作电压范围；上述的已知实用新型可见于中国台湾专利公告第501830号的“改良的交换式电源供应器”，请参阅该已知实用新型的图二与图三，于上述示意图中可知图三中的波形3即为图二节点X的电压波形，已知的侦测交流电力与启动该集成电路的步骤为偏压电力Vcc先对电容C1充电使节点X的电压上升到达启动(start-up)电压，则启动该集成电路各单元，若交流电力未达到正常工作电压则集成电路启动的负载效应将使该节点X的电压下滑至截止(Off)电压值使该集成电路各单元关闭后，再重新由C1充电上升至启动电压值，并不断重复上述过程直至交流电力达到正常工作电压为止；上述的动作模式虽然侦测交流电力的时序可预期，但交流电力达到正常工作电压的时间无法预期，导致集成电路启动与交流电力正常输入的时序不同，时序的差异可能造成开机缓冲时间过短，将有冲击电流损伤元件；另一方面，当正常运作时突然发生过载的情形将使节点X电压下降，直到降低至截止(Off)电压值后关闭集成电路，而该集成电路关闭使集成电路的负载效应消失且交流电力仍维持正常工作电压，使节点X的电压又爬升至启动电压值，接着又因过载而下降；该集成电路将于起初侦测交流电力以及过载的期间中快速的重复开启与关闭，其间将产生相当大的损耗与过热，更直接损害集成电路的寿命，因而已知控制方法与电路具有改良的必要。

实用新型内容

鉴于上述已知技术的缺陷，本实用新型的主要目的即在于提供一种可改善集成电路启动时序的电路。

本实用新型是启动时序控制电路，该启动时序控制电路包括缓冲单元、输入电压侦测单元、偏压侦测单元、控制单元以及旁路调节单元，其中该缓冲单元对外连接交流电力，并提供缓冲时间，且连接外部的电容器以取得该输入电力平均值，该输入电压侦测单元则判断该输入电力平均值是否到达该正常工作电压值，若该输入电力平均值未到达该正常工作电压值则由该控制单元命令该旁路调节单元限制该偏压电力维持于该待机电压值，该偏压侦测单元则取得该偏压电力，并判断该偏压电力是否到达该启动电压值，由该控制单元依据该输入电力平均值与偏压电力是否达到预设的电压标准判断是否送出启动信号启动该集成电路。

附图说明

图1是本实用新型的实施电路方块图。

图2是本实用新型的实施电路架构图。

图3是本实用新型的电路实施例图。

图4是本实用新型实施例的节点波形图。

图5是本实用新型另一实施电路架构图。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型是一种启动时序控制电路，为避免已知实用新型于异常状态中快速切换造成损耗能量过大，该启动时序控制电路2包括缓冲单元20、输入电压侦测单元21、偏压侦测单元23、控制单元22以及旁路调节单元24，该启动时序控制电路2可集成化整合于该集成电路1中，并具有偏压输入端以及交流电力输入端以取得交流电力Vac以及偏压电力Vcc，该缓冲单元20连接该交流电力输入端以取得该交流电力Vac并提供电力输入的缓冲时间以避免冲击电流损坏电路，该缓冲单元20的输出端连接外部的电容器以取得该输入电力平均值Vav，该输入电压侦测单元21取得该输入电力平均值Vav后利用该输入电力平均值Vav与该预设的正常工作电压值比较，判断该输入电力平均值Vav是否到达该正常工作电压值，另外该缓冲单元20取得的输入电力平均值Vav还可输入该功因校正控制单元11作为校正功因的参考；该偏压输入端取得该偏压电力Vcc，该偏压输入端连接该偏压侦测单元23与该旁路调节单元24，该旁路调节单元24受控于该控制单元22，该控制单元22于该输入电力平均值Vav或偏压电力Vcc异常时则命令该旁路调节单元24对该偏压电力Vcc分压，使输入该偏压侦测单元23的电压维持于该待机电压值，当该输入电力平均值Vav或偏压电力Vcc正常时该控制单元22则使该旁路调节单元24停止分压，使该偏压电力Vcc得以上升至该正常工作电压值，此时该控制单元22产生启动信号Vok使该集成电路1开始工作；若该集成电路1正常工作时该电源供应器过载，导致该偏压侦测单元23感知该偏压电力Vcc下滑至该截止电压值，该控制单元22则使该旁路调节单元24开始分压使该偏压电力Vcc维持于该待机电压值后再上升至该启动电压值，如此重复启闭直到过载状态解除；因此该启动时序控制电路2可判断该交流电力Vac是否已达正常的工作电压，以及判断该偏压电力Vcc已达到足够的电压以正常启动该集成电路1，还可确保该集成电路1的启动与该输入电力平均值Vav稳定之间具有足够的缓冲时间，以防止过大的冲击电流损伤电路元件，另外于过载时使该偏压电力Vcc下降至该待机电压值再回升至该启动电压值，延长过载关闭至重新启动的时间，避免快速重复启动而过热烧毁。

请参阅图2，该图为该启动时序控制电路2的优选实施例，该缓冲单元20可由比较器C 201与电阻器所构成，其中该比较器C201包括正端、负端及输出端，而该电阻器以及该比较器C 201的负端连接于该输出端，该比较器C 201的正端连接该交流电力输入端取得该交流电力Vac，该负端与该输出端连接形成缓冲器，该缓冲单元20连接外部电容器C3，以取得输入的输入电力平均值Vav；该输入电压侦测单元21包括具有正端、负端及输出端的比较器D211、第一定电压源25以及第二定电压源26以及受控于该比较器D211输出的开关元件A 212，该第一定电压源25定义该正常工作电压，该第二定电压源26定义异常工作电压值，该比较器D 211的负端取得该输入电力平均值Vav，该比较器D 211的正端与该开关元件A 212的一端连接，该开关元件A 212的另一端则于该第一定电压源25或该第二定电压源26之间切换，而该开关元件A 212的切换受控于该比较器D 211的输出，通过该比较器D 211使该输入电力平均值Vav与该正常工作电压或异常工作电压比较，该输入电力平均值Vav低于该正常工作电压时该比较器D 211输出端输出一个输入异常信号Vc，并使该输入异常信号Vc维持该开关元件A 212的一端连接该第一定电压源25，当该输入电力平均值Vav高于该正常工作电压值则停止输出该输入异常信号Vc，该开关元件A 212则切换连接该第二定电压源26，而该输入电力平均值Vav由该正常工作电压下降至该异常工作电压值时该比较器D 211输出该输入异常信号Vc，该开关元件A 212的一端自该第二定电压源26切换至该第一定电压源25持续侦测该输入电力平均值Vav的大小；该偏压侦测单元23包括各自具有正端、负端及输出端的比较器A 231及比较器B 232，以及第三定电压源27、第四定电压源28、第五定电压源29与开关元件B 233，其中该第三定电压源27定义该待机电压值，该第四定电压源28定义该启动电压值，该第五定电压源29定义该截止电压值，该比较器A 231的负端与该偏压输入端连接，该比较器A 231的正端连接该开关元件B 233的一端，该开关元件B 233的另一端则于该第三定电压源27及该第四定电压源28之间切换，该比较器A 231的输出端与该控制单元22连接而该开关元件B 233的切换受控于该比较器A 231的输出，该比较器B 232的负端与该偏压输入端连接，该比较器B 232的正端连接该第五定电压源29，该比较器B 232的输出端连接该控制单元22，该比较器A231于偏压电力Vcc小于该启动电压值时输出该偏压过低信号Vb使该开关元件B 233的一端连接该第四定电压源28，而偏压电力Vcc上升至该启动电压值时该开关元件B 233则切换连接该第三定电压源27，该比较器B 232于该偏压电力Vcc下降低于该截止电压值时输出该偏压异常信号Vd；该控制单元22由多个逻辑闸所构成，接收整合该输入电压侦测单元21及该偏压侦测单元23的输出并于输入电力平均值Vav与偏压电力Vcc过低或异常时输出分压信号至该旁路调节单元24；该旁路调节单元24包括具有正端、负端及输出端的比较器E 241以及具有电流源242的分压回路，该比较器E241的正端连接该偏压电力输入端以及连接该分压回路，该比较器E 241的负端连接该第三定电压源27，该比较器E 241的输出端连接该控制单元22，其中该分压回路的电流源242启闭受控于该控制单元22的分压信号，并于接收该分压信号时启动该电流源242致使该偏压电力Vcc分压而维持或下降至该待机电压值；过载的情况下该偏压电力Vcc下降低于该截止电压值时，该集成电路1将关闭而使负载效应消失，但为了延长重新启动的时机，该偏压侦测单元23输出该偏压异常信号Vd至该控制单元22，经该控制单元22的逻辑运算而产生该分压信号使该旁路调节单元24开始分压，使该偏压电力Vcc下降至该待机电压值，该偏压电力Vcc下降低于该待机电压值时该比较器A 231则输出该偏压过低信号Vb，该开关单元B 233则切换连接该第四定电压源28，由该第四定电压源28与该偏压电力Vcc比较，当该偏压电力Vcc尚未到达该第四定电压源28定义的启动电压值时，该控制单元22的逻辑运算使旁路调节单元24停止分压，该偏压电力Vcc持续回升至该启动电压，并重复上述的启闭过程直至过载状态结束，以保护电路不因快速启闭而烧毁。

请参阅图3，该示意图示出了本实用新型的应用于电源供应器的电路图，该电路中包括交流输入区段3、功因校正单元4、包括回授单元51的主电力系统5、包括回授单元61的常备电力系统6以及集成电路1，该集成电路1包括功因校正控制单元11、脉波控制单元12以及常备电力控制单元13，并且该启动时序控制电路2可集成化一并整合于该集成电路1中，该电路中的功因校正单元4、主电力系统5与常备电力系统6分别受控于该功因校正控制单元11、该脉波控制单元12以及该常备电力控制单元13，因此该启动时序控制电路2的控制单元22利用该启动信号Vok控制该功因校正控制单元11、该脉波控制单元12以及该常备电力控制单元13的启动时序，亦即控制该电源供应器工作的时序，而且该启动信号Vok还可连接该电路图中功因校正单元4的晶体管Q3，通过控制该晶体管Q3的导通而决定该功因校正控制单元11是否取得该功因校正单元4的侦测信号Vs；请参阅图6的波形，该集成电路1于输入电力平均值Vav尚未达到正常工作电压值时，则该功因校正控制单元11、该脉波控制单元12以及该常备电力控制单元13停止工作，且由该旁路调节单元24分压使该偏压侦测单元23取得的偏压电力Vcc维持该待机电压值，该输入电力平均值Vav到达该正常工作电压后则停止分压使该偏压电力Vcc上升，当该偏压电力Vcc到达该启动电压值(本实施例设定为16V)后则启动该集成电路1，使该功因校正控制单元11、该脉波控制单元12以及该常备电力控制单元13开始工作，当电路系统过载时，该偏压电力Vcc下滑至该截止电压值(本实施例设定为10V)，旁路调节单元24使该偏压电力Vcc下滑至该待机电压值后再上升至该启动电压值，并重复启闭直至过载状态解除；另外请参阅图4，该图的功因校正单元4可改为利用该启动信号Vok控制金氧半场效晶体管(MOSFET)SW4的导通，由此影响该功因校正控制单元11是否取得该功因校正单元4的侦测信号Vs。

该启动时序控制电路可形成该集成电路1的启动时序，并产生启动与过载状态时的保护机制，避免该集成电路1快速启闭而损耗过大、过热损毁。

虽然本实用新型已经以优选实施例如上披露，但是其并非用来限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，所作的些许更动与润饰，皆应涵盖于本实用新型中，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1. 一种启动时序控制电路，为控制电源供应器的电路系统中集成电路(1)的启动时序，所述电路系统设定正常工作电压值并取得交流的输入电力，另外以所述输入电力取得偏压电力供所述集成电路(1)正常工作，所述集成电路(1)设定有启动所述集成电路(1)的启动电压值、关闭所述集成电路(1)的截止电压值以及待机电压值，所述集成电路(1)至少具有偏压输入端以及交流电力输入端，通过所述启动时序控制电路(2)判断输入的偏压电力与交流电力是否位于正常工作范围作为控制集成电路(1)的启动时序的依据，其特征在于，所述控制电路包括：

旁路调节单元(24)，为连接所述偏压输入端，并形成分压回路；

偏压侦测单元(23)，为接收所述偏压电力，并设定启动所述集成电路(1)的启动电压值、关闭所述集成电路(1)的截止电压值以及待机电压值，并以所述偏压电力值与所述启动电压值及所述截止电压值比较，并于所述偏压电力小于所述启动电压值时产生偏压过低信号，另于所述偏压电力小于所述截止电压值时产生偏压异常信号；

缓冲单元(20)，为接收所述交流电力，并将所述交流电力转换为输入电力平均值；

输入电压侦测单元(21)，为取得所述交流电压的平均值，并产生正常工作电压值并与所述交流电压的平均值比较，于所述交流电压的平均值未到达所述正常工作电压值后产生输入异常信号，当交流电压的平均值达到所述正常工作电压值时则停止输出所述输入异常信号；

控制单元(22)，分别连接所述旁路调节单元(24)、所述偏压侦测单元(23)以及所述输入电压侦测单元(21)，并于所述输入电力平均值未达正常工作电压值以及所述偏压电力小于所述启动电压值的初始状态接收所述偏压过低信号、偏压异常信号以及输入异常信号而输出分压信号至所述旁路调节单元(24)，使所述旁路调节单元(24)于初始状态时对所述偏压电力分压，使所述偏压电力维持于所述待机电压值，当输入电力平均值到达所述正常工作电压后则使所述旁路调节单元(24)停止分压，使所述偏压电力逐渐上升，并超过所述截止电压值与所述启动电压值致使所述控制单元(22)输出启动信号使所述集成电路(1)正常工作，而且，当所述集成电路(1)工作时所述偏压电力下降至所述截止电压值以下时则关闭所述集成电路(1)，并使所述旁路调节单元(24)对所述偏压电力分压，使所述偏压电力下降至所述待机电压值后再停止分压，使所述偏压电力再次上升至所述启动电压，并持续侦测所述偏压电力以及所述输入电力平均值以控制所述集成电路(1)的启动时序。

2. 根据权利要求1所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述缓冲单元(20)包括具有正端、负端及输出端的比较器C(201)以及连接所述输出端的电阻器，所述比较器C(201)的正端连接所述交流电力输入端取得所述交流电力，所述负端与所述输出端连接形成缓冲器，所述缓冲单元(20)连接外部电容器，以取得输入的输入电力平均值。

3. 根据权利要求1所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述输入电压侦测单元(21)包括具有正端、负端及输出端的比较器D(211)、第一定电压源(25)以及第二定电压源(26)以及受控于所述比较器D(211)输出的开关元件A(212)，所述比较器D(211)的负端取得所述输入电力平均值，所述比较器D(211)的正端与所述开关元件A(212)的一端连接，所述开关元件A(212)的另一端则于所述第一定电压源(25)或所述第二定电压源(26)之间切换，而所述开关元件A(212)的切换受控于所述比较器D(211)的输出。

4. 根据权利要求3所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述第一定电压源(25)定义所述正常工作电压，所述第二定电压源(26)定义异常工作电压值。

5. 根据权利要求4所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述输入电力平均值低于所述正常工作电压时所述比较器D(211)输出端输出输入异常信号，另外，所述输入电力平均值由所述正常工作电压下降至所述异常工作电压值时也输出所述输入异常信号。

6. 根据权利要求1所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述偏压侦测单元(23)包括各自具有正端、负端及输出端的比较器A(231)及比较器B(232)，以及第三定电压源(27)、第四定电压源(28)、第五定电压源(29)与开关元件B(233)，其中所述比较器A(231)的负端与所述偏压输入端连接，所述比较器A(231)的正端连接所述开关元件B(233)的一端，所述开关元件B(233)的另一端则于所述第三定电压源(27)及所述第四定电压源(28)之间切换，所述比较器A(231)的输出端与所述控制单元(22)连接而所述开关元件B(233)的切换受控于所述比较器A(231)的输出，所述比较器B(232)的负端与所述偏压输入端连接，所述比较器B(232)的正端连接所述第五定电压源(29)，所述比较器B(232)的输出端连接所述控制单元(22)。

7. 根据权利要求6所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述第三定电压源(27)定义所述待机电压值，所述第四定电压源(28)定义所述启动电压值，所述第五定电压源(29)定义所述截止电压值。

8. 根据权利要求6所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述比较器A(231)输出所述偏压过低信号，所述比较器B(232)输出所述偏压异常信号。

9. 根据权利要求1所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述旁路调节单元(24)包括具有正端、负端及输出端的比较器E(241)以及具有电流源(242)的分压回路，所述比较器E(241)的正端连接所述偏压电力输入端取得所述偏压电力以及连接所述分压回路，所述比较器E(241)的负端连接第三定电压源(27)，所述比较器E(241)的输出端连接所述控制单元(22)。

10. 根据权利要求9所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述分压回路的电流源(242)启闭受控于所述控制单元(22)的分压信号。

11. 根据权利要求1所述的启动时序控制电路，其特征在于，所述启动时序控制电路(2)可一并集成化整合入所述集成电路(1)中。

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