TW201438386A - 交流直流轉換電路及其啓動方法 - Google Patents

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Abstract

一種交流直流轉換電路及其啟動方法。藉由在偵測到交流電壓未上升至啟動電壓時立即禁能交流電壓的偵測,以縮短交流直流轉換控制器之電源端電壓的回復時間,進而縮短交流直流轉換電路的啟動時間。

Description

交流直流轉換電路及其啟動方法
本發明是有關於一種交流直流轉換電路及其啟動方法,且特別是有關於一種可縮短交流直流轉換電路啟動時間的交流直流轉換電路及其啟動方法。
在昔知技術中,交流直流轉換電路在被啟動前,交流直流轉換電路中的交流直流轉換控制器會持續地偵測輸入的交流電壓的電壓值,如圖1之交流電壓與交流直流轉換控制器的電源電壓波形示意圖所示,由於交流直流轉換控制器進行交流電壓偵測時所需的電源電流大於交流電壓源所供應的電流,因此交流直流轉換控制器之電源電壓將因電壓供應不足而下降。
當交流直流轉換控制器之電源電壓下降至低於電壓鎖定的觸發電壓準位V1時,交流直流轉換控制器的電壓偵測功能被禁能,此時交流直流轉換控制器所需的電流會小於交流電壓源所供應的電流,因此交流直流轉換控制器之電源電壓又漸漸回升,待交流直流轉換控制器的電源電壓漸漸回升至電壓鎖定的解除電壓 準位V2後,交流直流轉換控制器又開始偵測交流電壓。如此重複地偵測交流電壓直到交流電壓上升至啟動電壓,這會造成交流直流轉換控制器的電源電壓出現圖1所示的鋸齒波形變化。
在昔知的交流直流轉換電路的啟動方式中,由於交流直流轉換控制器的電源電壓須在電壓鎖定的觸發電壓準位V1與解除電壓準位V2間大幅度地來回擺盪,因而即使交流電壓已上升至啟動電壓,其仍須等待交流直流轉換控制器的電源電壓慢慢回升至電壓鎖定的解除電壓準位V2後才能啟動交流直流轉換電路,如此將拖慢交流直流轉換電路的啟動速度。
本發明提供一種交流直流轉換電路及其啟動方法,可縮短交流直流轉換電路啟動時間。
本發明的交流直流轉換電路,包括交流直流轉換單元以及交流直流轉換控制器。其中交流直流轉換單元將交流電壓轉換為直流電壓。交流直流轉換控制器耦接交流直流轉換單元,偵測交流電壓,並於交流直流轉換控制器的電源電壓上升至電壓鎖定的解除電壓準位後,偵測到交流電壓未上升至一啟動電壓時立即禁能交流電壓的偵測,使交流直流轉換控制器的電源電壓一直處在解除電壓準位與稍小於解除電壓準位的電壓準位間小幅度變化。
在本發明的一實施例中,在交流直流轉換控制器的電源 電壓上升至電壓鎖定的解除電壓準位後,當交流直流轉換控制器偵測到交流電壓上升至啟動電壓,且交流電壓高於啟動電壓持續一預設期間時,交流直流轉換控制器致能交流直流轉換單元將交流電壓轉換為直流電壓。
在本發明的一實施例中,上述的交流直流轉換單元的輸出端更耦接至交流直流轉換控制器的電源端,交流直流轉換電路更包括第一整流單元,其耦接於交流電壓與交流直流轉換控制器的電源端之間,整流交流電壓以提供直流電源至交流直流轉換控制器的電源端。
在本發明的一實施例中,上述的交流直流轉換控制器包括電壓偵測單元以及控制單元。其中電壓偵測單元偵測交流電壓。控制單元耦接電壓偵測單元與交流直流轉換單元,判斷電壓偵測單元所偵測到的交流電壓是否大於或等於啟動電壓,當交流電壓小於啟動電壓時關閉電壓偵測單元,當交流電壓大於或等於啟動電壓時,於交流電壓持續大於或等於啟動電壓經過一預設期間後,致能交流直流轉換單元將交流電壓轉換為直流電壓。
在本發明的一實施例中,上述的交流直流轉換電路,更包括電容,其耦接於交流直流轉換控制器的電源端與接地之間。
在本發明的一實施例中,上述的第一整流單元包括整流二極體以及電阻。其中電阻與整流二極體串接於交流電壓與交流直流轉換控制器的電源端之間。
在本發明的一實施例中,上述的交流直流轉換電路,更 包括分壓單元,其耦接於交流電壓與接地之間,分壓交流電壓,以提供分壓訊號至交流直流轉換控制器。
在本發明的一實施例中,上述的分壓單元包括第一分壓電阻與第二分壓電阻。其中第一分壓電阻與第二分壓電阻耦接於交流電壓與接地之間,第一分壓電阻與第二分壓電組的共同接點耦接交流直流轉換控制器。
本發明的交流直流轉換電路的啟動方法,包括下列步驟。偵測一交流電壓。判斷交流電壓是否大於或等於啟動電壓。若交流電壓小於啟動電壓,立即禁能交流電壓的偵測。若交流電壓大於或等於啟動電壓,於交流電壓大於或等於啟動電壓持續一預設期間後,啟動交流直流轉換電路進行交流直流轉換,以將交流電壓轉換為直流電壓。
基於上述,本發明藉由在偵測到交流電壓未上升至啟動電壓時立即禁能交流電壓的偵測,而不須等待低壓鎖定的機制被觸發後才禁能交流電壓的偵測,如此便可縮短交流直流轉換控制器之電源端電壓的回復時間,進而加快交流直流轉換電路的啟動速度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
200、400‧‧‧交流直流轉換電路
202‧‧‧交流直流轉換單元
204‧‧‧交流直流轉換控制器
206‧‧‧整流單元
402‧‧‧分壓單元
406‧‧‧電壓偵測單元
408‧‧‧控制單元
VAC1‧‧‧交流電壓
VDC1‧‧‧直流電壓
VCC‧‧‧電源電壓
S1‧‧‧致能訊號
T1‧‧‧預設時間
C1‧‧‧電容
N1‧‧‧電源端
R、R1、R2‧‧‧電阻
D2‧‧‧整流二極體
VAC2‧‧‧分壓訊號
S500~S508‧‧‧啟動方法的步驟
圖1繪示為昔知之交流電壓與交流直流轉換控制器的電源電壓波形示意圖。
圖2繪示為本發明一實施例之交流直流轉換電路的示意圖。
圖3繪示為本發明一實施例之電源電壓與致能訊號的波形示意圖。
圖4繪示為本發明另一實施例之交流直流轉換電路的示意圖。
圖5繪示為本發明一實施例之交流直流轉換電路的啟動方法流程示意圖。
圖2繪示為本發明一實施例之交流直流轉換電路的示意圖。請參照圖2,交流直流轉換電路200包括交流直流轉換單元202、交流直流轉換控制器204以及整流單元206,其中交流直流轉換單元202耦接交流直流轉換控制器204,交流直流轉換控制器204更耦接整流單元206。交流直流轉換單元202用以將交流電壓VAC1轉換為直流電壓VDC1,整流單元206對交流電壓VAC1進行整流,並據以輸出電源電壓VCC至交流直流轉換控制器204。交流直流轉換控制器204則用以偵測交流電壓VAC1。
其中當交流直流轉換控制器204在電源電壓VCC上升至 電壓鎖定的解除電壓準位後偵測出交流電壓VAC1未上升至交流直流轉換電路200的啟動電壓時,交流直流轉換控制器204立即禁能交流電壓VAC1的偵測,以使電源電壓VCC能立即回升而不須如昔知技術般等到電源電壓VCC降至低電壓鎖定的觸發準位後才禁能交流電壓VAC1的偵測,亦即使交流直流轉換控制器的電源電壓一直處在解除電壓準位與稍小於解除電壓準位的電壓準位間小幅度變化。如此電源電壓VCC便可很快地回復至足夠提供交流直流轉換控制器204進行交流電壓VAC1偵測的電壓值,而進行下一次的交流電壓VAC1偵測。
而當交流直流轉換控制器204在電源電壓VCC上升至電壓鎖定的解除電壓準位後偵測出交流電壓VAC1上升至交流直流轉換電路200的啟動電壓時,交流直流轉換控制器204在交流電壓VAC1高於啟動電壓持續一預設時間後開始切換其輸出至交流直流轉換單元202的致能訊號S1的電壓準位,以致能交流直流轉換單元202開始進行交流直流轉換。
如圖3之本發明一實施例的電源電壓VCC與致能訊號S1的波形示意圖所示,藉由在偵測出交流電壓VAC1未上升至交流直流轉換電路200的啟動電壓時立即禁能交流電壓VAC1的偵測,電源電壓VCC可提早進行回復,且由於電源電壓VCC下降的並不多,其回復到足夠提供交流直流轉換控制器204進行交流電壓VAC1偵測的電壓值所需的時間相較於昔知技術要短上許多,亦即電源電壓VCC在交流直流轉換電路200被啟動前的擺盪 振幅要遠小於昔知技術,因而可大幅地縮短交流直流轉換電路200的啟動時間。而在交流電壓VAC1高於啟動電壓持續一預設時間T1後才致能交流直流轉換單元202開始進行交流直流轉換則可避免高低電位切換時所引起的彈跳(bounce)影響交流直流轉換電路200運作的正確性,待交流直流轉換控制器204較穩定後再致能交流直流轉換單元202開始進行交流直流轉換。
圖4繪示為本發明另一實施例之交流直流轉換電路的示意圖。請參照圖4,本實施例之交流直流轉換電路400與圖2實施例之交流直流轉換電路200的不同之處在於,交流直流轉換電路400更包括電容C1以及分壓單元402。其中電容C1耦接於交流直流轉換控制器204的電源端N1與接地之間,另外分壓單元402則耦接交流電壓VAC1、交流直流轉換控制器204以及接地。
詳細來說,在本實施例中分壓單元402為以電阻R1、R2來實施,電阻R1、R2串聯於交流電壓VAC1與接地之間,且電阻R1、R2的共同接點耦接交流直流轉換控制器204。
此外,在本實施例中,整流單元206包括整流二極體D2與電阻R,整流二極體D2的陽極耦接交流電壓VAC1,電阻R則耦接於整流二極體D2的陰極與交流直流轉換控制器204的電源端N1之間。值得注意的是,上述整流單元206與分壓單元402的實施方式僅為示範性的實施例,並不以此為限,其亦可以其它方式實施,例如串聯不同個數的電阻或整流二極體來實施整流單元206與分壓單元402。
另外,在本實施例中,交流直流轉換控制器204包括電壓偵測單元406與控制單元408,其中電壓偵測單元406耦接分壓單元402與控制單元408,控制單元408更耦接至交流直流轉換單元202。
以下將配合圖3說明交流直流轉換電路400的電路運作,請同時參照圖3與圖4。當交流電壓VAC1開始漸漸上升時,整流單元206對交流電壓VAC1進行整流而並據以輸出一直流電源做為提供至交流直流轉換控制器204的電源電壓VCC。由於此時電壓偵測單元406仍尚未被致能,因此交流直流轉換控制器204所需的電流小於整流單元206所提供的電流,使得整流單元206所輸出的直流電流得以同時對電容C1進行充電,因此電容C1上的電壓(亦即電源電壓VCC)呈現上升的狀態。
當電源電壓VCC上升至足夠致能電壓偵測單元406的電壓準位後,電壓偵測單元406便開始接收電阻R1、R2所分壓而輸出的分壓訊號VAC2來偵測交流電壓VAC1。由於電壓偵測單元406的偵測動作將使交流直流轉換控制器204的電流消耗變大,因此此時整流單元206所提供的電流已不敷交流直流轉換控制器204使用,交流直流轉換控制器204將從電容C1抽取其先前所儲存的電能,進而造成電容C1上的電壓(亦即電源電壓VCC)下降。
此時控制單元408判斷電壓偵測單元406所偵測到的交流電壓VAC1是否大於或等於交流直流轉換電路200的啟動電壓,若交流電壓VAC1小於啟動電壓,控制單元408將立即關閉 電壓偵測單元406,如此將使交流直流轉換控制器204所需的電流又回復至小於整流單元206所提供的電流的狀態,因此整流單元206所輸出的直流電流又得以再對電容C1進行充電,因此電容C1上的電壓(亦即電源電壓VCC)也因而再度上升。
如此反覆地開啟、關閉電壓偵測單元406直到控制單元408判斷出電壓偵測單元406所偵測到的交流電壓VAC1大於或等於交流直流轉換電路200的啟動電壓。當控制單元408判斷出交流電壓VAC1大於或等於交流直流轉換電路200的啟動電壓時,控制單元408將於交流電壓VAC1大於或等於啟動電壓持續一預設期間T1後,致能交流直流轉換單元202將交流電壓VAC1轉換為直流電壓VDC1。此後當直流電壓VDC1建立時,交流直流轉換單元202將其輸出至交流直流轉換控制器204的電源端N1,並對電容C1進行充電,因此電源電壓VCC在交流直流轉換單元202被致能後便開始上升而維持在一定值。
由於控制單元408在判斷出交流電壓VAC1小於交流直流轉換電路200的啟動電壓時將立即關閉電壓偵測單元406,因此電源電壓VCC下降與回復的時間皆很短,亦即電源電壓VCC的擺動振幅很小。如此一來,當控制單元408在判斷出交流電壓VAC1大於或等於交流直流轉換電路200的啟動電壓時,便可快速地致能交流直流轉換單元202進行交流直流轉換,避免拖慢交流直流轉換電路的啟動速度。
圖5繪示為本發明一實施例之交流直流轉換電路的啟動 方法流程示意圖。請參照圖5,歸納上述交流直流轉換電路的啟動方法可包括下列步驟,首先,偵測電源電壓,以判斷電源電壓是否大於或等於啟動偵測交流電壓之電路的電壓(步驟S500)。當電源電壓大於或等於啟動偵測交流電壓之電路的電壓時,偵測交流電壓(步驟S502)。接著,判斷交流電壓是否大於或等於交流直流轉換電路的啟動電壓(步驟S504),若交流電壓小於啟動電壓,立即禁能交流電壓的偵測(步驟S506),並回到步驟S500。反之若交流電壓大於或等於啟動電壓,則於交流電壓大於或等於啟動電壓持續一預設期間後,啟動交流直流轉換電路進行交流直流轉換,以將交流電壓轉換為直流電壓(步驟S508)。
綜上所述,本發明在偵測到交流電壓未上升至啟動電壓時立即禁能交流電壓的偵測,而不須等待低壓鎖定的機制被觸發後才禁能交流電壓的偵測,藉此縮短交流直流轉換控制器之電源端電壓的回復時間,進而加快交流直流轉換電路的啟動速度。
200‧‧‧交流直流轉換電路
202‧‧‧交流直流轉換單元
204‧‧‧交流直流轉換控制器
206‧‧‧整流單元
VAC1‧‧‧交流電壓
VDC1‧‧‧直流電壓
VCC‧‧‧電源電壓
S1‧‧‧致能訊號

Claims (9)

  1. 一種交流直流轉換電路,包括:一交流直流轉換單元,將一交流電壓轉換為一直流電壓;以及一交流直流轉換控制器,耦接該交流直流轉換單元,偵測該交流電壓,並於交流直流轉換控制器的電源電壓上升至電壓鎖定的解除電壓準位後,偵測到該交流電壓未上升至一啟動電壓時,立即禁能該交流電壓的偵測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的交流直流轉換電路,其中在該交流直流轉換控制器的電源電壓上升至電壓鎖定的解除電壓準位後,當該交流直流轉換控制器偵測到該交流電壓上升至該啟動電壓,且該交流電壓高於該啟動電壓持續一預設期間時,該交流直流轉換控制器致能該交流直流轉換單元將該交流電壓轉換為該直流電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的交流直流轉換電路,其中該交流直流轉換單元的輸出端更耦接至該交流直流轉換控制器的電源端,該交流直流轉換電路更包括:一第一整流單元,耦接於該交流電壓與該交流直流轉換控制器的電源端之間,整流該交流電壓以提供一直流電源至交流直流轉換控制器的電源端。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的交流直流轉換電路,其中該交流直流轉換控制器包括: 一電壓偵測單元,偵測該交流電壓;以及一控制單元,耦接該電壓偵測單元與該交流直流轉換單元,判斷該電壓偵測單元所偵測到的該交流電壓是否大於或等於該啟動電壓,當該交流電壓小於該啟動電壓時關閉該電壓偵測單元,當該交流電壓大於或等於該啟動電壓時,於該交流電壓持續大於或等於該啟動電壓經過一預設期間後,致能該交流直流轉換單元將該交流電壓轉換為該直流電壓。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的交流直流轉換電路,更包括:一電容,耦接於該交流直流轉換控制器的電源端與接地之間。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的交流直流轉換電路,其中該第一整流單元包括:一整流二極體;以及一電阻,與該整流二極體串接於該交流電壓與該交流直流轉換控制器的電源端之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的交流直流轉換電路,更包括:一分壓單元,耦接於該交流電壓與一接地之間,分壓該交流電壓,以提供一分壓訊號至該交流直流轉換控制器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的交流直流轉換電路,其中該分壓單元包括:一第一分壓電阻;以及一第二分壓電阻,與該第一分壓電阻耦接於該交流電壓與該接地之間,其中該第一分壓電阻與該第二分壓電組的共同接點耦 接該交流直流轉換控制器。
  9. 一種交流直流轉換電路的啟動方法,包括:偵測一交流電壓;判斷該交流電壓是否大於或等於一啟動電壓;若該交流電壓小於該啟動電壓,立即禁能該交流電壓的偵測;以及若該交流電壓大於或等於該啟動電壓,於該交流電壓大於或等於該啟動電壓持續一預設期間後,啟動交流直流轉換電路進行交流直流轉換,以將該交流電壓轉換為該直流電壓。
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