TW201301727A - 尖峰抑制電路及具有該尖峰抑制電路之多相升壓電路 - Google Patents

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Abstract

一種尖峰抑制電路及具有該尖峰抑制電路之多相升壓電路，該多相升壓電路包括電壓輸出端，並形成有複數個電源訊號輸出端；該尖峰抑制電路連接至所述複數個電源訊號輸出端及電壓輸出端，用於抑制該複數個電源訊號輸出端產生之尖峰電壓，有效保護該多相升壓電路。

Description

尖峰抑制電路及具有該尖峰抑制電路之多相升壓電路
本發明涉及一種尖峰抑制電路及具有該尖峰抑制電路之多相升壓電路。
電路設計者於設計用於將低電壓轉換為高電壓之電源電路時一般採用多相升壓電路以獲得較大之輸出電流。然而，於實際使用中，多相升壓電路之各相電源訊號輸出端容易產生大小不一之尖峰電壓，進而造成輸出電壓不穩定。另外，若各相電源訊號輸出端產生之尖峰電壓過大，則可能對多相升壓電路中之場效應管造成電壓應力，損壞場效應管，嚴重時還會導致多相升壓電路其他部件之燒毀。
鑒於上述內容，有必要提供一種可有效抑制多相升壓電路中各相電源輸出端尖峰電壓之尖峰抑制電路。
另外，有必要提供一種具有該尖峰抑制電路之多相升壓電路。
一種尖峰抑制電路，應用於多相升壓電路，該多相升壓電路包括電壓輸出端，並形成有複數個電源訊號輸出端；該尖峰抑制電路包括開關管、數量與所述電源訊號輸出端數量相應之二極體及至少一電容，該二極體之陽極分別連接至相應之電源訊號輸出端，該二極體之陰極均連接至所述開關管之閘極，並藉由該至少一電容接地，該開關管之源極藉由一電阻連接至其中一電源訊號輸出端，該開關管之汲極連接至所述電壓輸出端，並藉由一電容接地。
一種多相升壓電路，包括電壓輸出端，並形成有複數個電源訊號輸出端；該多相升壓電路包括尖峰抑制電路，該尖峰抑制電路連接至所述複數個電源訊號輸出端及電壓輸出端，用於抑制該複數個電源訊號輸出端產生之尖峰電壓，有效保護該多相升壓電路。
本發明之多相升壓電路藉由設置尖峰抑制電路，用以對各相電源輸出端輸出之電壓進行控制，有效降低各相電源輸出端產生之尖峰電壓，進而保護該多相升壓電路。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供一種多相升壓電路100，包括電壓輸入端Vin、脈寬調製（pulse width modulation，PWM）晶片11、複數個子電路12、尖峰抑制電路13及電壓輸出端Vout。於本實施方式中，所述多相升壓電路100為四相升壓電路，包括四個子電路12。該電壓輸入端Vin連接至一供電電源（圖未示），用以為該多相升壓電路100供電。該PWM晶片11包括一組低通控制引腳P1-P4、一組高通控制引腳P5-P8及回饋引腳FB。
每一子電路12均包括場效應管Q1、Q2及電感L。該場效應管Q1之閘極連接至相應之低通控制引腳（例如低通控制引腳P1）。該場效應管Q1之源極接地，該場效應管Q1之汲極連接至所述場效應管Q2之汲極，並分別形成A、B、C、D四相電源訊號輸出端。該場效應管Q2之汲極還藉由該電感L連接至該電壓輸入端Vin。該場效應管Q2之閘極連接至相應之高通控制引腳（例如高通控制引腳P2）。該場效應管Q2之源極連接至所述電壓輸出端Vout。該電壓輸出端Vout藉由一電容C1接地，用以為後續之負載提供相應之直流電壓。
該尖峰抑制電路13連接至所述A、B、C、D四相電源訊號輸出端及電壓輸出端Vout，用於抑制該A、B、C、D四相電源訊號輸出端產生之尖峰電壓，有效保護該多相升壓電路100。具體地，請一併參閱圖2，所述尖峰抑制電路13包括一組二極體D1-D4、開關管Q3及一組電容C2、C3。
該二極體D1-D4之陽極分別連接至相應之電源訊號輸出端，例如二極體D1之陽極連接至該A相電源訊號輸出端，該二極體D2之陽極連接至該B相電源訊號輸出端，依次類推。該二極體D1-D4之陰極均連接至該開關管Q3之源極。該開關管Q3之閘極藉由一電阻R1連接至A相電源訊號輸出端。該開關管Q3之汲極連接至該電壓輸出端Vout。該組電容C2、C3相互並聯，且其一端接地，另一端連接至所述二極體D1-D4之陰極。
下面以A相電源輸出端輸出之電壓為基準，詳細介紹本發明較佳實施方式之多相升壓電路100之工作原理。
首先，A、B、C、D四相電源輸出端依次開啟，且各相電源輸出端之間具有相應之相位差。具體地，當該A相電源輸出端開啟，而其他三相電源輸出端關閉時，該A相電源輸出端給電容C1充電，使得電容C1維持一定之輸出電壓。接著，當B相電源輸出端開啟，而其他三相電源輸出端關閉時，該B相電源輸出端將給電容C1放電，使得電壓輸出端Vout之電壓上升。此時，開關管Q3之閘極因連接至A相電源輸出端而輸出低電平，該開關管Q3之源極藉由二極體D2連接至B相電源輸出端而輸出高電平，使得該開關管Q3導通。如此，該電容C1將藉由電容C2、C3放電，使得該電容C2、C3兩端之電壓等於電壓輸出端Vout之電壓。因為該電容C2、C3藉由二極體D2連接至該B相電源輸出端，故使得該B相電源輸出端之電壓鉗位於相當於該電容C2、C3中任一者兩端之電壓與二極體D2之壓降之和之數值。
同理，當C相電源輸出端及D相電源輸出端分別開啟，而其他三相電源輸出端均關閉時，其工作原理與B相電源輸出端之工作原理一致。即該C相電源輸出端之電壓將鉗位於相當於該電容C2、C3中任一者兩端之電壓與二極體D3之壓降之和之數值。該D相電源輸出端之電壓將鉗位於相當於該電容C2、C3中任一者兩端之電壓與二極體D4之壓降之和之數值。而當D相電源輸出端關閉，A相電源輸出端再次開啟時，開關管Q3截止，使得該A相電源輸出端藉由該二極體D1給電容C2、C3放電，進而使得該A相電源輸出端之電壓鉗位於相當於此時該電容C2、C3中任一者兩端之電壓與二極體D1之壓降之和之數值。如此，依次迴圈，直到各相電源輸出端輸出之電壓均穩定，而不會產生較大之尖峰電壓，有效保護該多相升壓電路100，使得該多相升壓電路100之電壓輸出端Vout輸出穩定之電壓。
可理解，該多相升壓電路100還包括回饋電路14。該回饋電路14連接至該電壓輸出端Vout及該回饋引腳FB，用於採樣該電壓輸出端Vout輸出之電壓，並將採樣到之電壓回饋至該PWM晶片11，使得該PWM晶片11根據該採樣到之電壓關閉或啟動該多相升壓電路100。具體地，該回饋電路14包括一組串聯之電阻R3、R4。其中，該電阻R3之一端連接至所述電壓輸出端Vout。該電阻R3之另一端與該電阻R4串聯後接地。該回饋引腳FB連接至該電阻R3、R4之間。
顯然，所述多相升壓電路100藉由設置尖峰抑制電路13，用以對各相電源輸出端輸出之電壓進行控制，有效降低各相電源輸出端產生之尖峰電壓，進而保護該多相升壓電路100。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100．．．多相升壓電路
Vin．．．電壓輸入端
11．．．PWM晶片
12．．．子電路
13．．．尖峰抑制電路
Vout．．．電壓輸出端
P1-P4．．．低通控制引腳
P5-P8．．．高通控制引腳
FB．．．回饋引腳
Q1、Q2．．．場效應管
L．．．電感
C1、C2、C3．．．電容
R1、R2、R3．．．電阻
D1-D4．．．二極體
Q3．．．開關管
圖1為本發明較佳實施方式之多相升壓電路之電路圖。
圖2為圖1所示多相升壓電路中尖峰抑制電路之電路圖。
13．．．尖峰抑制電路
Vout．．．電壓輸出端
C2、C3．．．電容
R1．．．電阻
D1-D4．．．二極體
Q3．．．開關管

Claims (7)

  1. 一種尖峰抑制電路，應用於多相升壓電路，該多相升壓電路包括電壓輸出端，並形成有複數個電源訊號輸出端；其改良在於︰該尖峰抑制電路包括開關管、數量與所述電源訊號輸出端數量相應之二極體及至少一電容，該二極體之陽極分別連接至相應之電源訊號輸出端，該二極體之陰極均連接至所述開關管之閘極，並藉由該至少一電容接地，該開關管之源極藉由一電阻連接至其中一電源訊號輸出端，該開關管之汲極連接至所述電壓輸出端，並藉由一電容接地。
  2. 一種多相升壓電路，包括電壓輸出端，並形成有複數個電源訊號輸出端；其改良在於︰該多相升壓電路包括尖峰抑制電路，該尖峰抑制電路連接至所述複數個電源訊號輸出端及電壓輸出端，用於抑制該複數個電源訊號輸出端產生之尖峰電壓，有效保護該多相升壓電路。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多相升壓電路，其中該尖峰抑制電路包括開關管、數量與所述電源訊號輸出端數量相應之二極體及至少一電容，該二極體之陽極分別連接至相應之電源訊號輸出端，該二極體之陰極均連接至所述開關管之閘極，並藉由該至少一電容接地，該開關管之源極藉由一電阻連接至其中一電源訊號輸出端，該開關管之汲極連接至所述電壓輸出端，並藉由一電容接地。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之多相升壓電路，其中該多相升壓電路包括脈寬調製晶片及複數個子電路，該脈寬調製晶片包括一組低通控制引腳及一組高通控制引腳，每一子電路均包括二場效應管，其中一場效應管之閘極連接至相應之低通控制引腳，該其中一場效應管之源極接地，該其中一場效應管之汲極連接至另一場效應管之汲極，並分別形成所述複數個電源訊號輸出端，該另一場效應管之閘極連接至相應之高通控制引腳，該另一場效應管之源極連接至所述電壓輸出端。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多相升壓電路，其中該多相升壓電路包括電壓輸入端，每一子電路均包括一電感，所述其中一場效應管之汲極藉由該電感連接至該電壓輸入端，該電壓輸入端連接至一供電電源。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之多相升壓電路，其中該脈寬調製晶片包括回饋引腳，該多相升壓電路還包括回饋電路，該回饋電路連接至該電壓輸出端及該回饋引腳，用於採樣該電壓輸出端輸出之電壓，並將採樣到之電壓回饋至該脈寬調製晶片，使得該脈寬調製晶片根據該採樣到之電壓關閉或啟動該多相升壓電路。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之多相升壓電路，其中該回饋電路包括一組串聯之電阻，該組串聯之電阻之一端連接至所述電壓輸出端，該組串聯之電阻之另一端接地，該回饋引腳連接至該串聯之電阻之間。
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