CN201319559Y - 升压缓冲电路架构 - Google Patents
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Abstract
一种升压缓冲电路架构，用于具有一升压电路与一电力转换单元的电源供应器，而该升压电路包括一升压单元、一升压控制单元以及一升压缓冲单元，其中该升压单元连接一开关元件，该升压控制单元产生一驱动信号驱动该开关元件，进而控制该升压单元的充放电，并通过一参考电压与一侦测信号比较的电压差而决定该驱动信号输出的时距，而其中该升压缓冲单元则取得该参考电压与该侦测信号的电压差，并调变该参考电压或该侦测信号的大小以改变两者的电压差，进而控制该驱动信号输出的时距；通过控制侦测信号与该升压位准的电压差，即可避免该升压控制电路产生过大的驱动信号时距而产生突冲电流，改善已知电路中突冲电流伤害电子元件的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种升压缓冲电路架构，是一种应用于电源供应器中的升压电路，用以控制该升压电路调变输入电力的周期。
背景技术
如图1所示，大部份电源供应器(包括AC/DC或DC/DC的转换器)皆包含一整流单元1、一升压电路2(包含已知的功因校正单元亦具有升压的作用)以及一切换式的电力转换单元3，该整流单元1连接电源4并取得一输入电力91(见图2中的波形)整流后，再经由该升压电路2调变该输入电力91的电压到达一预设的升压位准93(见图2)，之后经由该电力转换单元3将升压后的输入电力91转换为一输出电力5，其中该升压电路2包含一升压单元21、一开关元件22以及一升压控制单元23，该升压控制单元23产生一驱动信号92(见图2)控制该开关元件22的导通或截止，而该开关元件22的导通或截止决定升压单元21的充电与放电的周期，该升压控制单元23调整该驱动信号的空占比(duty ratio)，亦即控制该驱动信号92的导通时距以调整该开关元件22的导通时间，进一步控制该升压单元21的电压而达到将该输入电力91调变升压的目的；该电力转换单元3在刚取得该输入电力91后，为了尽快进入可启动工作的状况，该升压电路2的升压控制单元23会在同一周期中将该驱动信号92的导通时距调到最大，使该升压单元21在最快的时间内升压到一预定的电压位准(以一般的电源供应器为例，已知的升压电路都会升压到380V以上)，如图2中所示，由于该升压电路2通过不断高频的切换而达到升压调变的效果，其工作原理为该技术领域具一般知识者所熟知，然而该升压电路2在升压的周期中产生高频且大量的驱动信号92，因此该图所示的波形仅为代表一输入电力91上升与一驱动信号92时距改变的示意图，图2上半部所显示为该输入电力91的电压波形，起初该输入电力91的电压与一升压位准93仍有一段差距，因而该升压控制单元23产生的驱动信号92起初即为最大的导通时距宽度，以调变该输入电力91在最短的时间内升压至该升压位准，使该电源供应器进入待机状态或工作状态，直到该输入电力91的电压到达该升压位准93后该驱动信号92的导通时距才缩减为正常状态；然而，当该升压控制单元23以最大的导通时距驱动该升压单元21充电时，该升压单元21将产生很大的突冲电流(inrush current)，此现象将伤害电路元件，若非使用耐压较高的元件则容易造成电路故障，但耐压较高的元件成本较高，体积亦较大，不符合电子产品平价化与小型化的趋势，因而该升压电路2于升压时产生突冲电流的问题亟待解决。
实用新型内容
鉴于上述的已知缺失，本实用新型的目的即在于提供一种抑制突冲电流(inrush current)的升压电路架构，使电源供应器在取得一输入电力后，该升压电路提高电压的周期中抑制突冲电流的产生。
本实用新型为一种升压缓冲电路架构，用于具有一升压电路以及一电力转换单元的电源供应器，该升压电路取得一输入电力则启始一升压周期，该升压周期中，该升压电路将该输入电力升压到达一升压位准，而后送至该电力转换单元以产生一输出电力，而该升压电路包括一升压单元、一升压控制单元以及一升压缓冲单元，其中该升压单元具有至少一储能元件，并取得该输入电力，且该升压单元连接一开关元件，该升压控制单元产生一驱动信号以驱动该开关元件导通，进而控制该升压单元的充放电，并通过一参考电压与一侦测信号比较的电压差而决定该驱动信号输出的时距，而其中该升压缓冲单元则自该升压控制单元取得该参考电压与该侦测信号的电压差，并调变该参考电压或该侦测信号的大小以决定该侦测信号与该升压位准的电压差，进而控制该驱动信号输出的时距；通过上述电路架构，通过控制侦测信号与该升压位准的电压差，即可避免该侦测信号与该升压位准的电压差过大，进一步避免该升压控制电路产生过大的驱动信号时距而产生突冲电流，由此改善已知升压电路于升压周期中产生突冲电流的缺失。
本实用新型所达到的有益效果为：抑制该功因校正电路将该输入电力升压时所产生的突冲电流。
附图说明
图1为已知升压电路的电路架构图。
图2为已知输入电力与驱动信号的波形示意图。
图3为本实用新型的电路架构图。
图4为本实用新型的输入电力与驱动信号的波形示意图。
具体实施方式
请参阅图3，图3所示为本实用新型的电路架构图，本实用新型是应用于具有一升压电路2以及一电力转换单元3的电源供应器，其中该电源供应器连接一电源4取得一输入电力81(见图4的波形)，该输入电力81通过一整流单元1后送至该升压电路2，该升压电路2取得一输入电力81后则启始一升压周期，在该升压周期的期间该升压电路2将该输入电力81升压到达一升压位准83(见图4，一般为380V至400V)，使该电源供应器进入正常工作或待机状态，该升压电路2将该输入电力81的电压提升后，才可供后端的电力转换单元3接收该到达升压位准83的输入电力81以转换为一输出电力5；其中该升压电路2包括一升压单元21、一开关元件22、一升压控制单元23以及一升压缓冲单元25，其中该升压单元21具有至少一储能元件211，并取得该输入电力81，且该升压单元21连接一开关元件22，而该升压控制单元23则产生一驱动信号81(见图4的波形)而驱动该开关元件22切换该输入电力81通过该升压单元21的周期而令该升压单元21储能升压，而该升压控制单元23通过一参考电压(Vref)决定该升压位准83，以及通过一侦测信号(VFB)与该参考电压比较的电压差而决定该驱动信号82输出的时距，且该驱动信号82输出的时距与该参考电压及该侦测信号的电压差成正比，其中该参考电压是连接一参考电压源24取得，该侦测信号则自该升压单元21取得；其中特别值得注意的是，当该参考电压与该侦测信号的差异愈大时所产生的驱动信号82的时距愈大，愈容易产生突冲电流，为抑制突冲电力的产生，该升压电路2还包括一升压缓冲单元25，该升压缓冲单元25自该升压控制单元23取得该参考电压与该侦测信号，并加入一调变能量调变该参考电压或该侦测信号的大小，以决定该侦测信号与该参考电压的电压差，进而控制该驱动信号82输出的时距；当该升压电路2取得该输入电力81时，该升压缓冲单元25得调变该参考电压或该侦测信号的大小而缩小两者的电压差，并令该侦测信号与该升压位准83的电压差具有一压差上限值，且对应的调整加入该参考电压或侦测信号的调变能量，以符合侦测信号与该升压位准83的电压差具有压差上限值的要求，该参考电力与该侦测信号的电压差可在该压差上限值以下浮动，而该参考电力与该侦测信号的电压差到达该压差上限值时，该升压缓冲单元25得增减该调变能量以降低该参考电力与该侦测信号的电压差，如此可将驱动信号82的时距可控制在一定范围的内，进而抑制突冲电流的产生，上述的调变动作中该参考电压调变的上限值为该升压位准83，以避免该输入电力81的电压不断上升超过该升压位准83；再者，该升压缓冲单元25亦可调变该参考电压或该侦测信号的大小，令该侦测信号与该参考信号具有固定的电压差，因而将使该升压控制单元23产生具有固定时距的驱动信号82，同样的，该参考电压调变的上限值为该升压位准83，以避免该输入电力81的电压不断上升超过该升压位准83。
上述电路架构所产生的波形示意图请参阅图4，由于该升压电路2通过不断高频的切换而达到升压调变的效果，其工作原理为该技术领域具一般知识者所熟知，然而该升压电路2在升压的周期中产生高频且大量的驱动信号82，因此该图所示的波形仅为代表该输入电力81上升与该驱动信号82时距改变的示意图，与实际量测波形有所差异，先行叙明；如图中所示，其中可见该输入电力81在升压至该升压位准83时，因该升压控制单元23控制该侦测信号与该参考信号的电压差，使该驱动信号82时距是逐步扩大的，并且该升压控制单元23可设定在升压周期中该侦测信号与该参考信号的电压差具有一压差上限值，以限制该输入电力81上升的速度，由此抑制突冲电流的产生，直到该输入电力81到达该升压位准83后才解决其限制。
上述的电路架构中，升压控制单元23可通过不同的实施方式达到限制该侦测信号与该参考信号电压差的目的；该升压缓冲单元25可利用一充放电回路，该充放电回路中具有至少一储能元件，该储能元件接收该参考电压或侦测信号后将产生一反电势做为该调变能量，其中该储能元件产生反电势的原理为本领域技术人员所已知，故不再赘述，因而通过该储能元件所形成的调变能量调变该参考电压或该侦测信号为非线性曲线上升的波形，以抑制该侦测信号与该参考电压于该升压周期中的电压差；另一种实施的方式亦可利用差动放大与补偿的方式，该升压缓冲单元25可利用至少一比较器以及一受该比较器控制的电压源，通过该比较器判断该侦测信号与该参考信号的电压差，并通过该比较器的输出而令该电压源提供一电力作为该调变能量补偿侦测信号与该参考信号的电压差；如上所述，该升压缓冲单元25的实施方式应为本领域技术人员所可理解的，故本实用新型并不限定该升压缓冲单元25的实施电路。
虽然本实用新型以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，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，而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权利要求所界定者为准。
Claims (2)
1.一种升压缓冲电路架构，用于具有连接于一电源(4)以取得一输入电力(81)并调变至一升压位准(83)的一升压电路(2)以及一接收到达所述升压位准(83)的输入电力(81)以转换为一输出电力(5)的电力转换单元(3)的电源供应器，其特征在于，所述升压电路(2)包括：
一升压单元(21)，具有至少一储能元件(211)，所述升压单元(21)连接所述电源以取得所述输入电力(81)，且所述升压单元(21)电连接一开关元件(22)；
一升压控制单元(23)，与所述开关元件(22)电连接并产生一驱动信号(82)以驱动所述开关元件(22)导通，并通过一参考电压与连接所述升压单元(21)而取得的一侦测信号比较的电压差来决定所述驱动信号(82)输出的时距；
一升压缓冲单元(25)，电连接所述升压控制单元(23)而同步取得所述侦测信号与所述参考电压的电压差，并加入一调变能量而调变所述参考电压或所述侦测信号的大小，以决定所述侦测信号与所述参考电压的电压差，进而控制所述驱动信号(82)输出的时距。
2.根据权利要求1所述的升压缓冲电路架构，其特征在于，所述升压缓冲单元(25)包含一充放电回路，所述参考电压或所述侦测信号通过所述充放电回路而调变为非线性曲线上升的波形，以抑制所述侦测信号与所述参考电压于所述升压周期中的电压差。
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