TW201318320A - 諧振頻率調整電路 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種諧振頻率調整電路，其電性連接於電源及負載之間，其包括電感及第一電容、第二電容、開關元件及頻率偵測控制器，該第二電容一端電性連接於電感與第一電容之間，另一端通過開關元件接地，該諧振頻率調整電路用於偵測並判斷該負載的電流瞬態頻率，若該負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率相同，則控制開關元件打開以使第二電容接地。

Description

諧振頻率調整電路

本發明涉及一種諧振頻率調整電路，特別涉及一種用於電源輸出電路之諧振頻率調整電路。

在電源輸出電路中，通常在會電源與負載之間加入LC濾波電路以消除交流成分。惟，由於負載電流的瞬态頻率經常變化，若其在某些時刻變化到與LC濾波電路的諧振頻率相同或相近，則可能產生共振現象。如此，會造成電源輸出電壓出現較大的波動而超出正常範圍。

鑒於以上情況，有必要提供一種可避免產生共振的諧振頻率調整電路。

一種諧振頻率調整電路，其電性連接於電源及負載之間，其包括電感及第一電容、第二電容、開關元件及頻率偵測控制器，該第二電容一端電性連接於電感與第一電容之間，另一端通過開關元件接地，該諧振頻率調整電路用於偵測並判斷該負載的電流瞬態頻率，若該負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率相同，則控制開關元件打開以使第二電容接地。

一種諧振頻率調整電路，其電性連接於電源及負載之間，其包括第一濾波電路、第二電容、開關元件及頻率偵測控制器，該第二電容通過開關元件接地，該諧振頻率調整電路用於偵測並判斷該負載的電流瞬態頻率，若該負載的電流瞬態頻率與第一濾波電路的諧振頻率相同，則控制開關元件打開，以使第二電容與第一濾波電路共同產生新的諧振頻率。

所述諧振頻率調整電路通過頻率偵測控制器獲取負載的電流瞬態頻率，並判斷該電流瞬態頻率是否與第一濾波電路的諧振頻率相同。若相同，則通過第二電容與第一濾波電路構成第二濾波電路，以獲得新的諧振頻率，從而使該新的諧振頻率不同於與負載的電流瞬態頻率而避免產生共振，以便電源的輸出穩定的電壓。

請參閱圖1，本發明的較佳實施方式提供一種諧振頻率調整電路100，其電性連接於一電源200及一負載300之間。

該電源200為直流電源，其包括正向輸出端V＋及負向輸出端V-。該負載300可為CPU，其通過正向輸出端V＋及負向輸出端V-與電源200電性連接，以從電源200獲取工作電壓。

該諧振頻率調整電路100包括電感L、第一電容C1、第二電容C2、場效應管Q及頻率偵測控制器M。

該電感L及第一電容C1組成第一LC濾波電路。其中，電感L的一端電性連接於電源200的正向輸出端V＋與負載300之間，第一電容C1一端接地，另一端電性連接於電感L與負載300之間。該第一LC濾波電路的諧振頻率f1為：。

該第二電容C2的一端電性連接於電感L及第一電容C1之間，另一端與場效應管Q電性連接。

在本實施例中，該場效應管Q為耗盡型的金屬氧化物半導體場效應管（Depletion-Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，DMOSFET），其包括汲極D、閘極G及源極S。該汲極D與第二電容C2電性連接，閘極G與頻率偵測控制器M電性連接，源極S接地。該場效應管Q用於在頻率偵測控制器M的控制下導通或截止，進而使第二電容C2接地或不接地。

該頻率偵測控制器M包括偵測單元Sen及比較單元Com，該偵測單元Sen與比較單元Com相互電性連接。

該偵測單元Sen與負載300電性連接，用於偵測負載300的電流瞬態頻率F，並將該偵測到的負載300的電流瞬態頻率傳送至比較單元Com。在本實施例中，該偵測單元Sen為一數位集成電路（Integrated Circuit，IC），其通過計算負載300的電流週期以獲取電流瞬態頻率F。可以理解，該偵測單元Sen也可為一類比微積分電路，例如相位比較器，其通過比較負載300的電流相位及一基準相位以獲取電流瞬態頻率F。

該比較單元Com預設第一LC濾波電路的諧振頻率f1，並用於將偵測單元Sen獲取的負載300的電流瞬態頻率F與諧振頻率f1作比較。若電流瞬態頻率F與諧振頻率f1相等，頻率偵測控制器M向場效應管Q的閘極G輸出一高電平的電壓訊號；若電流瞬態頻率F與諧振頻率f1不相等，頻率偵測控制器M向場效應管Q的閘極G輸出一低電平的電壓訊號。

下面進一步說明該諧振頻率調整電路100的工作原理，當場效應管Q的閘極G收到頻率偵測控制器M觸發的高電平的電壓訊號時，場效應管Q導通，第二電容C2通過場效應管Q接地。如此，該第二電容C2與第一電容C1並聯，即電感L、第一電容C1及第二電容C2組成第二LC濾波電路，該第二LC濾波電路的諧振頻率f2為。顯然，該諧振頻率f2不等於負載300的電流瞬態頻率F，故該二個頻率不會產生共振，也不會影響電源的輸出電壓，即負載300可得到穩定的電壓。

同理，當場效應管Q的閘極G收到頻率偵測控制器M觸發的低電平的電壓訊號時，場效應管Q截止，第二電容C2不能通過交流電電流，此時的諧振頻率為。惟，由於此狀態下，第一LC濾波電路諧振頻率f1本身並不等於負載300的電流瞬態頻率F，故該二個頻率也不會產生共振。

可以理解，本發明的場效應管Q也可被其他開關元件取代，例如，繼電器。

本發明的諧振頻率調整電路100通過頻率偵測控制器M獲取負載300的電流瞬態頻率F，並判斷該電流瞬態頻率F是否與第一LC濾波電路的諧振頻率f1相同。若相同，則通過第二電容C2與第一LC濾波電路構成第二LC濾波電路，以獲得新的諧振頻率f2，從而使該諧振頻率f2不同於負載300的電流瞬態頻率F而避免產生共振，以便電源的輸出穩定的電壓。

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．．．諧振頻率調整電路

L．．．電感

C1．．．第一電容

C2．．．第二電容

Q．．．場效應管

D．．．汲極

G．．．閘極

S．．．源極

M．．．頻率偵測控制器

Sen．．．偵測單元

Com．．．比較單元

200．．．電源

V+．．．正向輸出端

V-．．．負向輸出端

300．．．負載

圖1係本發明較佳實施方式的諧振頻率調整電路的電路圖。

100．．．諧振頻率調整電路

L．．．電感

C1．．．第一電容

C2．．．第二電容

Q．．．場效應管

D．．．汲極

G．．．閘極

S．．．源極

M．．．頻率偵測控制器

Sen．．．偵測單元

Com．．．比較單元

200．．．電源

V+．．．正向輸出端

V-．．．負向輸出端

300．．．負載

Claims (10)

1. 一種諧振頻率調整電路，其電性連接於電源及負載之間，其包括電感及第一電容，其改良在於：該諧振頻率調整電路還包括第二電容、開關元件及頻率偵測控制器，該第二電容一端電性連接於電感與第一電容之間，另一端通過開關元件接地，該諧振頻率調整電路用於偵測並判斷該負載的電流瞬態頻率，若該負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率相同，則控制開關元件打開以使第二電容接地。
2. 如申請專利範圍第1項所述之諧振頻率調整電路，其中所述開關元件為場效應管，該場效應管的汲極與第二電容電性連接，閘極與頻率偵測控制器電性連接，源極接地。
3. 如申請專利範圍第1項所述之諧振頻率調整電路，其中所述頻率偵測控制器包括偵測單元，該偵測單元與負載電性連接，用於偵測負載的電流瞬態頻率。
4. 如申請專利範圍第3項所述之諧振頻率調整電路，其中所述偵測單元為數位集成電路，其用於計算負載的電流週期以獲取電流瞬態頻率。
5. 如申請專利範圍第3項所述之諧振頻率調整電路，其中所述偵測單元為相位比較器，其用於比較負載的電流相位及一基準相位，進而獲取電流瞬態頻率。
6. 如申請專利範圍第2項所述之諧振頻率調整電路，其中所述頻率偵測控制器包括該比較單元，比較單元用於比較負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率，若負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率相同，頻率偵測控制器向開關元件輸入高電平的電壓訊號，若負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率不相同，頻率偵測控制器向開關元件輸入低電平的電壓訊號。
7. 一種諧振頻率調整電路，其電性連接於電源及負載之間，其包括第一濾波電路，其改良在於：該諧振頻率調整電路還包括一第二電容、開關元件及頻率偵測控制器，該第二電容通過開關元件接地，該諧振頻率調整電路用於偵測並判斷該負載的電流瞬態頻率，若該負載的電流瞬態頻率與第一濾波電路的諧振頻率相同，則控制開關元件打開，以使第二電容與第一濾波電路共同產生新的諧振頻率。
8. 如申請專利範圍第7項所述之諧振頻率調整電路，其中所述頻率偵測控制器包括偵測單元，該偵測單元與負載電性連接，用於偵測負載的電流瞬態頻率。
9. 如申請專利範圍第7項所述之諧振頻率調整電路，其中所述開關元件為場效應管，該場效應管的汲極與第二電容電性連接，閘極與頻率偵測控制器電性連接，源極接地。
10. 如申請專利範圍第9項所述之諧振頻率調整電路，其中所述頻率偵測控制器包括該比較單元，比較單元用於比較負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率，若負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率相同，頻率偵測控制器向場效應管的閘極輸入高電平的電壓訊號，若負載的電流瞬態頻率與電感及第一電容的諧振頻率不相同，頻率偵測控制器向場效應管的閘極輸入低電平的電壓訊號。