TW591846B - Power circuit and method for controlling same - Google Patents

Description

591846 五、發明說明（l) 〈發明所屬之技術領域〉 本發明係有關於一種電源電路，以及一種用來控制該 具有能製造電源電流峰值適用於提供電源功率給負載之電 源電路的方法，其中該負載的功率消耗週期性地改變且允 許電流流出量在設定週期的時間内超過一上限值。 〈先前技術〉 近幾年 成連線或操 能，傳輸速 這些可攜式 用的觀點來 的了。 另一方 功率消耗量 電池來當作 可攜式裝置 變得與可攜 得更小且重 為滿足 具有較面能 來，然而， 此外，提高 式裝置的終 ，隨著可攜式裝置的終端設備變得多 取網際網路、散佈動態圖片、或者相 度與資料通訊量兩者都有增加的傾向 I置的終端設備不僅製造得多功能， 看還製造得更小且重量更輕，這都是 面，隨 也傾向 電源。 的終端 式裝置 量更輕 可攜式 量密度 當今可 電池放 端設備 著可攜 於增加 然而， 設備具 的終端 的需求 裝置終 或具有 得之發 電效率來說， 式裝置 ’因此 像那樣 有較大 设備為 互相矛 端設備 較低内 明並無 的技術 在許多 的終端設備變得 需要一個具有強 電池做為 與較重的 能表現需 大容量 的尺寸 改善性 盾。 中互相 苦F卩且抗 法達到 發展易 例子中 功能地達 類似的功 。此外， 從方便使 不可或缺 多功能， 大容量的 電源導致 重量，這 要被製造 矛盾的需求 的電池被 令人滿意 遭受批評 ，電池的 一個 發展出 的結果。 。對可攜 性能表現

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第6頁 591846 五、發明說明（2) =以可攜式裝置所使用之操 f此’該操作時間是關於可弋：：特：值來評估的。 時間，被定義為電池在到達:;:巧置能正常操作所經過的 壓值之前所經過的時間。 b驅動可攜式裝置的最低電 的最:氏電^ 的放電效率’符合上述能驅動可攜式麥置 的，因此藉由使用-個DC-^(的直最^電古壓^間才是有效 似的裝置來當成電源以致（直^至直流）轉換電路或類 藉由最佳化串朐f 7釤θ 冏式裝置操作在一低電壓J_ 統所採用的。 仅+知止放電電壓的方法是傳 然而，以那些可攜式奘罟 ^ 隨時間改變的特：在近年來’數位裝置所特有負載 τ陶時分多址)方法、數位:;；J以裝=據 操作，因為它們的電池電壓隨統、或其類似方式 驅動電壓與該停止放電電壓要符合於該最低 雷玖女—4 , 之間k传困難且因此傳統電源 電路有無法全然有效操作的問題。 子 卜f = t電恥或其類似物供給電源之裝置的例 串列「，人” 一似物當作是—台主機根據_(通用 二二排)專門.用在網際網路，其中有-個問題，因為 在USB中一上限值會強加於電流上 上限就無法使用。 匕上衣置消耗電流超過此 因此’傳統巧路呈現出不可能有效使用電池當作 :源的問題而且裝置消耗電流超過前述的限值就無法使 用 。

2153-5490-PF(Nl)；Ahddub.ptd 第7頁 591846 五、發明說明（3) 〈發明内容〉 如則述之觀點，本發明的目的之一是提供一種電源電 路以及一種控制該電源電路的方法以使得電池當作電源能 有效地使用而且能夠使用消耗電流超過限值的裝置。 根據本^月的第一個形態，提供一種電源電路，用來 饋入負載電流給負載，其中該負載電流週期交替性地重複 脈衝^於脈，^期與非脈衝流於非脈衝週期，包括： ^ 77 由一端點連接到負極的直流電源所組 成； 一電源控制部分1來控制自該電源部分饋入之電 流，該電源控制部分連接到輸入端點到 輸出端點之負載；以及 Έ 月b里儲存邛分，具有一儲存 端點 與負極之間； 疋妖X々别山 其中ό亥電源控制部分传挺 ^ . ,,,g ^ ^ ^丨刀係耠供一電流控制電路根據檢測 到自β玉原。卩分輸入的電壓 之檢測電阻的阻值，以】控制-端點連接到負極 電路部分由-連接於輸入端 ：：：具有- 以及-連接於該輸出端點愈自二輸“點之間的開關裝置 該電，制部分根據檢測輸入電源電二:：;二而且 制仏號错由行使對該開關裝置的控制來杵 生之控 動週期，該輪入電源電壓的改變是使二=出電流的流 另一端點的電壓值。 ^生在違檢測電/:且 第8頁 2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 591846

五、發明說明（4) 根據本發明的莖_ 饋入負載電流給#截一固形態，提供一種電源電路，用來 脈衝流於脈衝週期斑非f中該負載電流週期交替性地重複 一愈说如八與非脈衝流於非脈衝週期，包括： 成； 六㈣叼直流電妳尸/T組 一電源控制部分，田+ 流，該電源控制部分、袭:來控制自該電源部分饋入之電 輸出端點之負載；以及到輸入端點且饋入電流至連接到 一能量儲存部分，且 與負極之間； 〜 储存電容連接於該輸出端點 其中該電源控制部分係提供一 到自該電源部分輸入的電壓結果’机控制電路根據檢測 之檢測電阻的阻值，以及」制：；點連接到負極 (step-up)直流一直流（DC轉換路μ電路具有一步進 點電壓的電壓檢測電路、_線圈：一 由一檢測輸出端 出端點之間的二極体、一連 ^接於輪入端點與輸 容、以及-連接於-介在該線圈：：：=j負極之間的電 檢測電阻之另一端點之間的開關妒置^ °體間之接點與該 部分係用來控制輸出電流之流動週髮斤組成，此電源控制 裝置的控制來達成的，而這控制’這是藉由對該開關 的一個控制信號而來，該兩種信號^由兩種信號所產生 阻另一端點的電壓值所檢洌到^ ^關=為使用在該檢測電 該兩種信號之其二為在該輪出端^ t置之電流的改變， 根據本發明的第三個形能，^所檢測到的電壓。 w 4供-種電源電路，用來 591846 五、發明說明（5) 饋入負載電流給負藝， 脈衝流於脈衝週期 =負載電流週期交替性地重複 -電源部:衝週期，包括·· 成； ”接到負極的直流電源所組 流，該電源‘制二連：：S制自山該電源部分饋入之電 輸出端點之負載；二及，輸入端點且饋入電流至連接到 一能量儲存部分，具有一 與負極之間； 電谷連接於該輸出端點 其中该電源控制部分係提—义 到自該電源部分輸入的電壓結果來控：：： = 端點之檢測電阻的阻值；以及一開υ接到輪人 # iE(step-down) ^ ,,(DC _〇〇) # # " Ϊ=ρ電壓的電壓檢測電路、-開關裝置…串接： 该檢測電阻另一端點與輸出端點之二：接於 出端點與負極之間的電容、以及-連接於負極於輸 制部分係用來控 ，裝置的控制來達成的，而這控制係根據由：‘信= 生的控制“唬而來，該兩種信號其—係使用妗二 阻，電壓所檢測到輪入電流的改變，該兩測= 在該輸出端點所檢測到的電壓。 u "一為 前述中，一較佳的模式是其中有電源 常數、靜電一。一)電容、與該儲

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第10頁 591846 五、發明說明（6) 由以下所列之次 T1 + T2 ^ 其中"T1+T2”表 負載週期（秒），· Vo /2 ^ 100)} = ν〇3 其Vo”表示該 n I C"表示該儲存 的内阻（歐姆）， 分比），” C"表示 示儲存電容發生 而且，一較 端點與該負極之 於該輸出端點與 透過充電電路連 防自充電電源輸 而且，一較 防開關連接在充 連接在該輸出端 而且，一幸交 一使用自燃料槽 流平順控制部分 來自燃料電池的 端點。

(C Γ程式決定： ^ Ίload 不電源電流的流動週期（秒）而” τ丨〇ad ”表示 ic X {Rc + (Ti〇ad χ D〇n) 儲存電容發生在無負載時的電壓（伏特）， 電容的電流（安培），”Rc"表示該儲存電容 ’:义"上示負載的作用比(duty rati〇)(百 :存電谷的電容量（法拉），以及"v〇 脈衝週期間電壓的總壓 佳的模式是其中該電源部分 間的輔助電池以及通過 J在輪出 ;負極之間的主電池所組成預連接 f到充電電源，胃充電預防電ςί:電池 出所引起的充電。 疋用來預 佳的模式是其中該電源部 電電路輪出與該負極之間的=充電預 極之間的主電池所;:：電池以及 杈式是其中該電源部分 f入燃料來產生電源之燃料電池：,槽、 ‘組成，該直流平順控制部分是-直 電壓輪出以及用來將此電.壓輪出饋：：： 591846 五、發明說明（7) 而且， 出電流值的 電壓的運算 電源電流的 而且， 存電容是由 更進一 容放電電路 較所得到的 荷透過放電 :較佳的模式是其中該電源部分是由一設定輸 電流设定電阻、一放大該電流設定電阻之檢測 放大器、以及一根據該運算放大器輸出來控制 開關電路所組成的。 一較佳的模式是其中在該能量儲存部分中的儲 一電雙層電容所組成。 步丄Γ較佳的模式是其令該儲存電容具有一電 ’當藉由該儲存電容的端點電壓與電源電壓比 先決關係形成時，該電路用來使儲存電容的電 電阻短路。 根 法，用 性地重 據本發明的 來饋入負載 複脈衝流於 中具有^一電源部分，由 成；一 流，該 輸出端 於該輸 根 連接到 藉 輸出電 電路中 電壓的 電源控制部 電源控制部 點之負載； 出端點與負 據檢測到自 遠負極之檢 由行使對— 流流動週期 該檢測電阻 改變來產生 來四形態，提供一種控制 載’其中該負載 與非脈衝流於非 黑占連接到負極的 控制自該電源部 輸入端點且饋入 存部分，具有一 此方法包括： 分輸入電壓結果 值的步驟；以及 信號之開關裝置 該控制信號是藉 、點的電壓值.來 路是由一具有連 電流給負 脈衝週期 端 分，用來 分連接到 一能量儲 極之間； 該電源部 測電阻阻 根據控制 的步驟， 之另一個 的，該電 電源電路的方 電流週期交替 脈衝週期，其 直流電源所組 分饋入之電 電流至連接到 儲存電容連接 來控制一端點 之控制來控制 由使用發生在 檢測輸入電源 接於輸入端點

591846 五、發明說明（8) 與輸出端點之間開關裝 端點與負極之間的電容所組=關電路以及一連接於該輪出 根據本發明的第五形態， 法，用來饋入負載電流給負種控制電源電路的方 性地重複脈衝流於脈衝 ^中该負載電流週期交替 中具有-電源部分t =與非脈衝流於非脈衝週期，其 成；-電源控制部分，肖：：^到負極的直流電源所組 流，該電源控制部分連接到^該電源部分饋入之電 一輸出端點之負載；以及一 ^端點且饋入電流至連接到 容連接於該輸出端㈣貞2儲存部分，具有—儲存電 根據檢測到自該電= : = 遠接$|[ -ί* i ^ IK 輸^電ν、σ果來控制一端點

連接至“玄負極之檢測電阻阻值的步驟；以& W 控制輸出電流之流動週期 _ 0 „ 裝置的操控來達成的，^二;;=疋精由對該開關 的控制信號而，，該兩種信號=號所產生 作值所檢測到該開關裝置電流的改變，該兩種 i Ϊ路二^在該步進（We13 — UP)直流—直流（DC — DC)轉 換電路之輸出端點所檢測到的電轉 圈與-串接於輸入端點與輸出端點之;: 於忒輸出端點與負極之間的電容、以及一連接於介在 圈和該二極體間之接點與該檢測 =關 裝置所組成。 力知2之間的開關 發明的第六形態，提供—種控制電源電路 法，用來饋入負載電流給負冑’其中該負載電流週期交替

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 五'發明說明（9) 性地重複脈衝流於脈衝 中具有一電源部分，由 成；一電源控制部分， 流，該電源控制部分連 輸出端點之負載；以及 連接於該輸出端點與負 根據檢測到自該電 連接到輪入端點之檢測 控制輸出電流之流 裝置的控制來達成的， 的控制信號而來，該兩 上的電壓所檢測到輸入 在該步退（step — down) 測到之輸出端點的電壓 串接於該檢測電阻另一 接於該輸出端點與該負 該開關裝置和該線圈間 成。 伴隨上述的設定， 電路中，藉由放置一能 側，該限流部分適用來 適應該負載電流的改變 動於脈衝週期與非脈衝 製造得更小。藉由電源 週期與 一端點 用來控 接到輪 一能量 極之間 源部分 電阻阻 動週期 而這控 種信號 電流的改變 直流~ ，該轉 蠕點與 極之間 之接點 非脈衝流於非 連接到負極的 制自該電源部 入端點且饋入 儲存部分，具 ;此方法包括 輸入電壓結果 值的步驟；以 的步驟，這是 制係根據由兩 其一為使用跨 該兩種 直流（D C — DC) 換電路是由一 輸出端點之間 的電容、以及 與該負極之間 脈衝週期，其 直流電源所組 分饋入之電 電流至連接到 有一儲存電容 來控制 及 藉由對 種信號 於該檢 信號之 轉換電 開關裝 的線圈 一連接 的二極 一端點 該開關 所產生 測電阻 其二為 路所檢 置與一 、一連 於介在 體所組 j 4具有直流電源當作電源的電源 t儲存部分在該限流部分之輸出 ’輸出電流控制與輸出電壓控制以 ’即使在其電流週期性與交替性流 週期的負載中，電源電流 電流峰值的製&，在該電源部：：

591846 五、發明說明（ίο) 電池的情況下，該電池的放電壽命可以延長。此外， 在電源的輸出電流具有上限值的情況下，雖然負載功率^ 耗只在脈衝週期超過上眼值’其平均功率消耗小於來自雷 源供應之功率情況下，該電源電路是可以被驅動的。此“ 外，在該負載提供之電流变式以脈衝週期與非脈衝週期交 替性與週期性地發生的情況下，雖然在一般方式消耗固^ 功率，因為設定電流的上限值可以根據電源電壓自動的$ 變，即使該負載消耗固定功率’只要是週期性脈衝，上述 的效應就可以達到。 因此，本發明是有關於該電源電路與控制該電源電路 的方法，該電源電路玎適用於化學電池或像是使用在功率 消耗週期性改變下驅動的時分多址（TDMA)型式可攜式蜂巢 行動電話之類負載其輸出電流具有其上限值的電源。該 TDMA通信方法包括PDC(個人數位蜂巢行動雷） 咖全球行動通㈣統）、GPRS(整㈣τί=)電方服法務）或 其類似的方法。 在丁DMA型式可攜式蜂巢行動電話中，功率消耗週期性 改變與用來產生發射浊 士 一 知耵，皮之功率放大器的驅動同步。一般而 a ’作為該TDMA型式可提彳峰留― 彳b與6 # A t 榀式蜂巢仃動電話的電源，使用電 化干反應或直流電源的仆與φ 值。在此，該功率消：其輸出電流必有-上限 性與交替性地於脈衝週=性改變表現出負載電流週期 在使用化學電池非脈衝週期流動。 衝週期流動時，該化源的情況下，.當負載電流在脈 I >也因該化學電池的内部阻抗所引

2153- 5490-PF(Nl)；Ahddub.ptd 第15頁 591846 五、發明說明（11) * 起的壓降造成其電壓下降。 期流動，該壓降量降低7這 性的操作使得電池電壓以= 中，如果在在脈衝週期的電 就不可能驅動裝置了。 該化學電池包括一個像 電池或相類似的主電池；以 性電池、鎳氫電池、鋰離子 及進一步像是具有藉由自外 源之機制的燃料電池。 對輸出電流具有上限值 脈衝電流值超過該電源提供 會由該電源產生，而且結果 流具有其上限值的電源包括 線性穩壓器型電源的直流穩 相類似者、以及一最大電流 源，該電線需要攜帶功率因 體上配置於與該負載分開的 根據本發明，當負載被 改變，對使用化學電池做為 池的放電效率以延長操作時 電流受限的電源來說，即使 時間内超過一上限值，驅動 再者，根據本發明，該 然而，當負載電流在非脈衝週 造成電池電壓復原。那樣週期 動的行為改變。在一般裝置 壓小於裝置的最小驅動電壓， 是猛乾電池、驗性乾電池、鐘 及一個像是鉛蓄電池、鎳鎘驗 電池或相類似的輔助電池；以 界灌入氫跟氧化學反應產生電 之電源而言，如果負載電流的 之町允許的上限值，輸出就不 造成裝置無法被驅動。輪出電 一異有輸出電流限制功能像是 定電源、開關穩壓器型電源或 受限於電線之載流性能的電 為包含化學電池的直流電源實 位芰。 驅動而其中功率消耗成週期性 電源而言，是可能藉由改善電 間的’或者’對使用最大輪出 裝置的功率消耗在一設定週_ I置是可能辦到的。 上述效應能夠使用設定改變電

第16頁 2153-5490-PF(Nl)；Ahddub.ptd 591846 五、發明說明（12) 源電流上限值 此外，對 池或一輔助電 止主電池被錯 善。具有控制 的電源電路， 一種功能既可 制裝置，如此 式或本質。 進一步而 該儲存電容中 荷。 的方法 使用化 池。在 誤地充 電源功 一種功 做為輸 改善得 言，藉 的電荷 來改善。 學電池當 此例中’ 電，使用 能的兩種 能單獨的 出電流限 多功能性 由採用電 以移除電 作電源而言，使用— 藉由採用充電預防裳 該主電池的安全需^ 型態的單元可使用在 做為輸出電流限制裝 制裝置又可做為輸^ 以致能夠符合負载的 容放電電路適於釋玫 源關掉後還存在的殘 主要Φ置來： 月匕夠改 本發明 置而另 電壓限 各種形 累積在 留電 〈實施方式〉 許多實施例伴[I遗 圖式的 實現本發明最好的模式將使用 參考做詳細的描述。 第一基本設定 ^明的電源電路有兩種基本設定。第1圖為…、 照本發明電源電路之泫 , α為况k 定的電源電：：匕一所基本設定圖。具有本發明第 電源控制部分2' 圖二:二主要包括-電源部分i、. Θ 此里儲存部分3。該電源和岳丨丨加 ;分1一二控吉制電路4與一控制開關裝置5所組成。；i2 制…電源部分1之電流輸出並包含-電流控制電用路

五、發明說明（13) " '--------- 來產生一控制信號以用 出，以及-控制開關f ff4制來自該電源部分1之電流輸仏 控制信號用來控制來：J根據自該電源控制電路4饋入的 枝在邱八q冲六6 電源部分1之電流輸出。該能量 储存邵分<3儲存部分^λΑ ^ ^ τ ^ ^ ^丨刀饋入自該電源部分1之電能，此部份在 利σ卩刀2的電流控制後才達成，且提供功 率給一負載6。 第一實施例 接著’该具有第一基本設定之電源電路的詳細設定進 一步描述。 第2圖為說明第一實施例電源電路之具體設定的電路 圖。第3圖為說明第一實施例電源電路之操作的時間圖。 第4圖為解釋第一實施例電源電路中電池之延長壽命效應 圖0 該第一實施例的電源電路，如第2圖所示，主要包括 一電源部分11、一電源控制部分1 2、與一能量儲存部分 1 3。該電源控制部分丨2是由一電源控制部分丨4與一控制開 關部分1 5所組成。 該電源部分11是一個使用一化學電池的直流電源，由 一電池支架可儲放一輔助電池111或一主電池11 2與所組 成。該電源部分11還包括一輔助電池充電電路113、一充 電預防電路11 4、以及一電容11 5。一正極端點111 a連接到 該輔助電池111的正極，而該輔助電池111連接到該輔助電 池充電電路11 3的輸出側。連接到該輔助電池1 11負極的負 極端點11 1 b連接到該電源部分11之負極側。一正極端點

591846 五、發明說明（14) 112a連接到該主電池112的正極，該主電池112透過一充電 預防電路1 1 4連接到該輔助電池充電電路丨丨3的輸出側。連 接到該主電池1 1 2負極的負極端點！ ！ 2b連接到該電源部分 1 1的負極側。 該輔助電池充電電路丨13連接於一充電電源丨16與該輔 助電池11的正極端點11丨a之間而且被設定為能夠提供充電 電流給該輔助電池Π1。該充電預防電路114是由一電壓整 流二極體所組成且連接於該輔助電池充電電路丨13的輸出 端點與該主電池112的正極端點112a之間，而且被設定能 夠預防該主電池112的充電。該電容115連結於該電源部分 11的輸出側之間，亦即，在該電池支架與地之間。 該電源控制部分12是由該電流控制部分14與該控制開 關部分15所組成。該電流控制部分14是由一電壓檢測部分 141與一檢測電阻部分142所組成。該控制開關部分丨5包括 一電流檢測部分1 5 1，一開關控制部分1 5 2、一 F Ε τ (場效電 晶體）開關153、以及一電容丨54。 在該電流控制部分1 4中，該電壓檢測部分丨4 1提供檢 測器1 4 1 - 1及1 4 1 - 2用來比較來自該電源部分丨丨之電壓輸出 與參考電壓V r 1及V r 2之間的不同。該檢測電阻部分1 4 2具 有一電阻Rs其一端點連接到負極以及一電阻Rsl其一端點 連接通過一開關S w 1到負極，以及一電阻r s 2其一端點連接 通過一開關Sw2到負極。每個電阻rs、Rsl與!^2之一端點 連接到負極而每個電阻RS、Rsl與Rs2之另一端點連接到該 電流檢測部分1 5 1。在該控制開關部分丨5中，該電流檢測

591846 五、發明說明（15) 部分1 5 1自該電源部分丨丨與該檢測電阻部分1 4 2接收功率輸 入且輸出功率給該開關控制部分1 5 2。該開關控制部分1 5 2 的輸出端點連接到該FET開關153的閘極。該FET開關153的 源極連接到該電源的輸入端點而該ί?ΕΤ開關1 53的汲極連接 到該電源的輸出端點。在該FET開關1 53的汲極與負極之間 連接有該電容1 5 4。 該能量儲存部分1 3是由一儲存電容1 3 1、一電容放電 電路132、與一放電電阻丨33所組成。該儲存電容131是由 一具有大電谷的電雙層電容所組成，且包含一具有低阻值 的内部電阻’其一端與電源控制部分丨2的輸出端點相連 接’其另一端點與負極相連接。一電容放電電路132具有 一比較器132-1用來比較該儲存電容13ι的充電電壓與該電 源部分11的輸出電壓，以及一開關丨32_2根據來自該比較 裔132-1的比較結果操作來使該儲存電容131短路或不短路 於一放電電阻133。 接著’本實施例電源電路的操作參考第2圖來描述。 當該輔助電池1 1 1被連接到該電源部分丨}，該電源部分丄丄 輸出具有内阻Ra之該辅助電池lu的電池電壓。當該輔助 電池1 1 1的放電s減少時’該放在外面的充電電源"6透過 該輔助電池充電電路113對該輔助電池⑴充電。該輔助電 池充電電路1 13控制自該充電電源i丨6饋入到該輔助電池 111之充電β電机此外，為了平順因電池的插入與取出或 因其充電操作所造成該電源的改變，該電容i i 5與該辅助 電池Hi也並聯的相連接於該輔助電池充電電路113與地之

591846 五、發明說明（16) 間。當該主電池112被連接於該電源部分， 1 1輸出具有内阻R b之該主電池J J 2的φ刀 電_充電操作由於該輔助電池2 =電也==^ 而啟動’ 0為電流的逆流被該充電：電路113的錯決刼作 所以不用怕被錯誤的充電。此電路114所預防， 與取出或因其充電操作所造成該電因入 池n2其中之一被使用。並】池2電=池⑴或主電 兩者不可能同日夺被使用。 池112 該負載1 6提供一脈衝週期與非脈 性發生的電流型式。在第一每# ^ < Μ又$注興週期 週期是小於—秒的。匕二：；中二，流型式的-個 接徂沾刍韵φ 具⑪例中假疋在邊脈衝週期間 知供的負載電^大於能夠在該電流控 且在該Ϊ脈衝週期間提供的負載電流為0A(安：)：：：值 即電流疊加在一直流電流上，也能達〜二 施例中能達到的效應。 』你罘貝 該電源控制部分12的操作與該能量儲存部分13 :該電源部分11提供上述之直流(DC)電源以驅動該負載16 時，這將描沭七 ^ ^ n fc 1 6 分"電壓輸入到；電控制部分12根據來自該電源部 檢測到的結果夂.二ΐ:部分14之=壓檢測部分⑷ 15 ^ ^ , t ΓΛ V'"1 〇 ^ ^ "J F"" ^ ^ 稭由根據一控制信號對該連接於輪

591846 五、發明說明（17)

入端點與輸出端點之間的FET開關丨53所作的控制來達成， 該控制#號是藉由檢測輸入電源電壓的改變來產生的，而 輸^電源電壓的改變是藉由發生在該檢測電阻另一端點的 電壓值。而纟。在此點上，該連接於該輸出端點與負極的電 容154刼作為旁路（bypass)電容來移除透過開關操 之輸出電流交流電流的成分。該能量儲存部分1 3藉著&該儲 存電容131有大電容值以儲存部分脈衝週期間的大電流操 作來使自該電源部分丨丨饋入之電流的峰值變小一些。；IL 接著，本實施例的電源電路操作參考第3圖之·時間圖 以分割負載週期成包括τ〇到73數個週期來描述。在此，假 設該輔助電池i i i使用於電源部分i i中#起始狀態且該電 源部分11的每個電路方塊，該電源控制部分12，以及該 量儲存部分1 3皆已經被驅動。 在T 0週期中，當该負載丨6在非脈衝狀態，該電源部分 11 (電源電流）的電流值是〇安培且該電源部分丨丨（電源電 壓）的電壓值是VB。因為該負載i 6在非脈衝狀態，所以該 負載電流是0安培且該負載電壓是v〇。此外，沒有輸入盘 輸出電流進出該儲存電容131。在此點上，該負載電壓^ 與該電源電壓VB相同。 在％間點10上，當負載1 6在該脈衝週期已經開始的狀 態’-做為電源電流之電流的上限值以被在言亥電流控 分1 4之控制開關部分丨5所控制設定。在該輔助電池丨丨i中 的内阻Ra使該電源電壓VBq且該壓降量為m。該壓降 量VB1可大概以下列方程式來表示：

2153-5490-PF(Nl)；Ahddub.ptd 第22頁 591846 五、發明說明（18) VB1(伏特）=IB(安培）X Ra(歐姆）…（1) 既然該負載電流值大於該上限值丨B，為了該儲存電容丨3 1 的放電電流1C補償這短缺，該負載電壓ν〇因該内阻以導致 降低且其壓降量為V ο 1。該壓降量v 〇 1可大概以下列方程式 來表示：

Vol(伏特）iz ic(安培）X rc(歐姆） 在T1週期中’當該負載1 6在脈衝狀態，一做為電源電 流之電流的上限值I B被該電流控制部分丨4所設定，持續流 動而被控制開關部分i 5所控制。因為該負載i 6的負載週期 小於一秒而且因在該輔助電池丨n所導致的壓降非常小， 電源電壓的壓降量幾乎等於VB1。因為該負載電流大於 IB丄紐缺疋藉由該儲存電容131放電所達成。因為該儲存 電合1 3 1的放電電流丨c持續的在該放電期間流動，負載電 壓V〇包含一由該儲存電容131放電所造成之壓降Vo2再加上 在tl時間點時的壓降ν〇1。因為該儲存電容的放 該放電週期是一常數IC，當該儲存電容13 以 C，該壓降V〇2可大概的以下列之方程式來表示 為 =2(伏特）=ic(安培）X n(秒）/ c(法拉）...（3) 古η ^在這週期壓降的最終量V〇3可大概的以下列之 方程式來表示： I〜< V〇3(伏特）=Vol(伏特）+ v〇2(伏特）...（4) 在此週期的最終時間點該 ，^ ^ 載電壓變為V〇,。 电i交马VB且该負 在日卞間點tl，當該負載16處於該脈衝週期結束的狀

591846 五、發明說明（19) 悲’因為發生無負載狀態，該儲存電容131發生充電且該 負，電壓Vo,開始上升以致該電源電壓νβ，變得等於該負載 ，壓Vo 。因為該儲存電容131是處於低阻抗狀態，開始以 一上限值1 B充電，該上限值1 B是由在該電源控制部分1 4中 的控制開關部分1 5所控制設定。因為電源電流在這個時間 維持ΙΒ與在Τ1週期相同，該電源電壓保持與該週 同的狀態。 π τ π —在Τ2週期中，因為該負載16在無負載狀態，該儲存電 谷131發生充電以致該電源電壓νβ,變成等於該負載電壓 Vo’ 。 β既然在此期間該儲存電容131維持在低阻抗狀態，充 ί : : a，’爪上限值1 β連續的行為發生，該電流上限值1 Β 疋猎由在該電流控制部分14中的控制開關部分15所設定 的。因為此時電源電流維持ΙΒ，與η 電壓保持，在T1時期相同的狀態。 4電源 在t2時間點上’因為該負載16是在無負載狀離， 電。,容131發生充電以致該電源電壓VB，變成等於該負載電 V〇,增在加此，日V電因源為:二存：Ϊ1負31 載的: i V 15興5亥負載電壓V 〇之間的罢變 ΐ = 電：流變得比由該電流控制部分14所設定之 Ϊ = :::因為此時該電源電流變得小於IB，該電源 在Τ3週期中，因為該負載16在無負載狀態，該儲存電

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd

第24頁 591846 五、發明說明（20) 31發生充電以致該電源電壓VB，變成等於該負載電壓 在此週期該儲存電容1 3 1在充電，該電源電壓VB，與誃 負載電壓Vo之間的差距逐漸變小且因此該充電電流逐/ 變得比由該電流控制部分14設定的電流上限值IB小。在 ，期間，饋入該儲存電容丨3 i之充電電流最後變為零而 復到該電源電壓VB,變成與該負載電壓v〇，相同時的狀離。 在=時間點上，因為該負载j 6是在零負载狀態，^ 儲存電容1 3 1是在充電已經完成的狀離，該電源六 μ 培且該電源電壓是VB…卜，該_流是〇安心；〇安 載電壓（與該儲存電容131有相同電壓）變為ν。。負 或輸出電流進入或流出該儲存電容131。在，：入 電壓VB變成與該負載電壓v〇相等。 、该電源 '妾著’該操作進行到該T0週期發生的狀 行之相同的操作重複如下： ^別所執 在T0週期間的操作—在該t〇時間點上 期間的操作—在該tl時間點上的操作—在”二2週 —在該t2時間點上的操作—在T3週期間的 j，的刼作 間點上的操作―在T0週期間的操作—'"在该t3時 有關-連串以上所提的操作，在根據 源電路中’該電源控制部分12 ;=:的電 應電路：常，皮設定為使得以下描述的狀別對 百先，當電路常數被設定為，假嗖— 衝週期與非脈衝週期交替發生， ^形式用於脈 /、在脈衝週期流動之峰值 591846 五、發明說明（21) 電流I p比該電源電流上限值I B大的負載狀況下，週期τ 1與 週期T2的總時間相等或小於此負載的週期” τ 1 oad”。意 即， T1(秒）+ T2(秒）S Tload(秒）…（5) 此外，電路常數被設定之狀態能夠滿足該電源電流之 上限值I B相等或大於當該負載1 6在脈衝週期產生的峰值電 流I p與作用比（du t y ra t i 〇) Don的乘積。 IB(安培）g Ip(安培）χ Don(百分比）/ l〇〇(然 而 ’ ΙΒ<Ιρ) ."(6) 當電壓值到達與Vo3相等時，電路常數被選為使得兩 個常數包含内阻Rc與靜電電容C滿足下列之方程式：

Vo / 2(伏特）—1C(安培）X {Rc(歐姆）+ (Tload(秒）X Don(百分比））/ (C(法拉）X 1〇〇)}二 Vo3(伏特）·，·（7) 其中·’ Vo’’表示在無負載時的負載電壓，” τ j 〇ad，，表示 負載的一個週期，” 1C”表示該儲存電容131的放電電流， ’· Don”表示作用比（duty rat i〇)，而’’ ΙΒΠ表示該電源電流 的上限值。然而，又假設有直流成分使用於負載， — 減掉該直流成分的計算。 '戰f執仃 該根據第一實施例之電源電路也具有在下例中之#制 功能。首先，在該負載16當作常數電源負載的控制功^將 描述。當該負載16是一個常數電源負載，在該負載16 ， 一種電流形式以下兩形式交替地重複表現.，一電流源带式 發生在该脈衝週期以及另一形式發生在該非脈衝週期'。在

591846 五、發明說明（22) 此例中’ 5亥負載週期小於一秒。险7 另-個條件，以負載消耗常數功率 y ^負載條件，有 與負載電流的改變操作要同步，里°店源電壓的改變 負載電流就變得越大。 …電源電壓越小，該 以該常數電源負載來說，藉由 流並根據電源電壓所設定的值 义制该電源電 應能夠維持。 很據弟一霄施例設定的效 在该電流控制部分1 4中，電源雷， 141所監控。當該電源電壓達先:電：破:亥電虔檢剛部分 ⑷導致控制電虔發生在該檢測二電一 制電塵為檢測電流會自動改變臨界i。刀 ，其中該控 上述的操作被驅動，由該電流控制八二，電路根據 上限值IB可自動的改變 = 叹定该電流的 數功率的負载。 夂向"此4電源電路能應用於具有常 、s加接7來，在該根據第一實施例的電源電路Φ山 源B 11在操作期間短路被中，备該電 m正處於充電狀月離間日，§亥能量儲存部分13中的儲存電容 路，因該儲存電容；1有累積電荷如果該電源部分11短 壞該電源控制部分12丄電所引起的逆流發生’這產生毀 為避免這祥二險。 部分11的電源電壓t ’當該電源電路被驅動時，該電源 放電電路132全萨ΡΓ〜儲存電容131的充電電壓被該電容 1324，當檢測至。該電容放電電路132的比較器 μ儲存電容131之充電電壓變得高於該電 丨丨丨·" ^ 2153-5490-PF(Nl)；Ahddub.

Ptd 第27頁 591846 五 -、發明說明（23) —--

源部分U的電源電壓，打開（turn ON)該開關132-2而因此 該儲存電容131以一有限電流值透過放電電容丨33玫電以通 過邊電源控制部分1 2流回該電源部分11，結果，該電 制部分1 2的毁壞可以預防。 I “士此根據依知、弟一實施例之該電源電路與控制該電 源私路的方法’在該具有直流電源當作電源之電源電路一 中 因為此1儲存部分被置於該電源控制部分的輸出側以 用來執仃對輸出電流的控制與對輸出電壓的控制為了 吸收負載電流的改變，即使在負載電流重複於脈衝週 非脈衝週期之間改變的脈衝負載中，電源電流的峰 = 值可以做得比較小。 也机 源時藉=源：流的峰值做得較小’當電池使用做為電 明第一二^哥印能夠延長。第4圖是解釋說明依照本發 、i 士本=&例電源電路中電池之放電壽命延長的效庳囝。 以本貫施例之電诉雷 …圖。 較小，當與使用該電池 值電机值 改變T，因此，丄的放電特性 & m -ir 同〜止電壓來說’當與使用該雷冰古 接驅動該_葡所担他\ π 口发罨池直 貝戰所^供的哥命比較時，放雷毒合私 延長。 了 风电可〒忐夠明確地 此外’即使對輸出電流具有上限值的雷；品 均功率、、肖：曰有在該脈衝週期超過上限值，如果】： 非脈衝週期交替,& =二J $供在脈衝週期與 W往地机動的電流形式而今，因

2153.5490-PF(Nl)；Ahddub ptd 第28頁 591846 五、發明說明（24) ----------_ 設定電流的上限乂士 是常數功率或I可動地根據電源電壓改變，即使負載 以維持。—者週期脈衝，根據第一實施例設定的效應可 第二基本設定 ，，，描述本發明的第二基本設定。根據本發明且有 第一基本设定的電源電路，如第5圖所示，主要包括一電 源部分1 \一電源控制部分^，以及一能量儲存部分3。它 們之中，該電源部分i與該能量儲存部分3的設定與採用於 第1、圖中具有第—基本設定的電源電路相同。該電源控制 部分2 A產生一控制信號用來控制自該電源部分1輸出之電 流與電壓。該電源控制部分2A是由一電流控制電路4A、一 電壓控制部分7、以及一控制開關裝置5A所組成。該電流 控制電路4 A疋用來產生一控制信號以控制自該電源部分1 輸出之電流；該電壓控制部分7是用來產生一控制信號以 控制自該電源部分1輸出之電壓；該控制開關裝置5八是根 據饋入自該電流控制電路4A與該電壓控制部分7之控制俨 號，來控制自該電源部分丨輸出之電流與電壓。 口 接著’描述該具有第-其太μ宁 ， 匀罘一I本δ又疋之電源電路詳細的設 定。 第二實施例 第6圖為說明依照本發明繁—與 、+ I明弟一戶、；5也例電源電路之具體 設定的電路圖。 ,本實施例的電源電路，如第6圖所示，.主要包括一電 源部分1 1、一電源控告丨邮八1 9 Δ t剌邛刀1 2 A、與一能量儲存部分1 3。 591846 五、發明說明（25) — ---- 它們之中，該電源部分1與該能量儲存部分3的設定與採用 於第2圖中具有第一基本設定的電源電路相同。

該電源控制部分12A是由一電流控制部分UA與一控制 開，部分15A所組成。該電流控制部分UA是用來產生一控 乜唬以控制自该電源部分1 1輸出之電流·，該控制開關部 勺1 5 A是根據饋入自該電流控制部分i 4 A 輸出給負載16的電流與控制輸出給負載16的;H = 控制部分14A是由一電壓檢測電路丨43與一檢測電阻部分 1 4 4所組成。電壓檢測電路丨4 3具有複數個檢測器η 3 —夏與 143-2用來將自該電源部分n的輸出電壓與複數個彼此^ 同的參考電壓V r 1與V r 2相比較。該檢測電阻部分1 4 4具有 複數個電阻Rsl、rs2與rs3根據自檢測器143一1與143 —2之 輸出用來設定複數個電流且具有開關^1與Sw2用來並聯連 接電阻Rsl、Rs2與Rs3。 4控制開關部分1 5 A具有一開關形式（s w i t c h -1 y p e )步 進（step-up)直流-直流（DC-DC)轉換電路由一FET開關 153A、一電容器15 4A、一線圈155、與一二極體156、一電 流檢測電路1 5 1 A、一電壓檢測電路丨72、與一開關控制部 分152A所組成。該電流檢測電路151A用來檢測在該電流控 制部分1 4A中檢測電阻部分丨44所產生的電壓；該電壓檢剛 電路1 7 2用來檢測通過輸出電壓設定電阻丨71在輸出端點的 電壓；該開關控制部分丨52A用來輸入一控制信號到該Fet 開關1 53A的閘極以打開或關上FET開關丨53A，此控制信號 是藉由檢測該電流檢測部分1 5丨A之檢測信號與該電壓檢剩

2153-549〇.PF(Nl);Ahddub.ptd 第30頁 591846 五、發明說明（26) 電路1 7 2之信號所產生。 接著，本實施例的電源電 在此例中，該電源部分！ ！與 二作多考第6圖來描述。 不相同。該電源控制部分m邀、6曰乍與第2圖中所 是描述當該電源部分u提供吉、、:亥此1儲存部分13的操作 電路=作時間圖幾乎與第3圖；示點上，該電源 该電源控制部分^ J 形式步進DC —DC轉換器的操作：： ：！ = :電路 脈衝週期時該储^電換容^^^連接且，該負輯在 電容1 3 1中所累穑斤累積之電荷放電，該儲存 二實施例的電V電路提:了電么驅動該負載1 6。該根據第 應的與第一實步進DC~DC轉換器，且相對 於電源電壓不同。1么生在無負載的時間點的負載電壓高 流的上限值，“：進DC —DC轉換器的操作中，做為電源電 部分11而另-雷=種電流量’一種電流量是流出該電源 電源部分1 1的電冷：：出5玄電源控制部分1 2 A。該流出該 不一樣大。那Α Γ里〃流出該電源控制部分1 2A的電流量 且流出該電源^制^果流出該電源部分1 1的電流量是1βΧ >ΙΒΥ所表示制部分以的電流量是ΙΒΥ，能夠達 在第3圖所示之士 "I中之内_a而發：m”因於在該輔助電池 x生一壓降’该壓降源於流自該電源部 2153-5490-PF(Nl)；Ahddub.ptd Η 第31頁 591846 五、發明說明（27) 分1 1之電流IBX，該壓降VBi的量可以下列方程式表示 VB1(伏特）=ΙΒχ(安培）χ Ra(歐姆）"·（8)、 另一方面，因為決定本實施例電源電路的電路常 電流I Β是自該電源控制部分丨2 a流出的電流量丨， 的 程式得以形成。 下列方 ΙΒΥ (安培）-(安培）χ D〇n(百分比）/ (9) U ··· 然而，在以上的方程式中，丨Βγ <丨ρ。

既然該步進DC-DC轉換器設定得使負載電壓變的 定’電源電流會隨著電源電壓下降而增加，因此，〜二 源部分11的觀點來說，該負載16被視為消耗常數功 載。如此，根據第二實施例設定的效應可以維持， A 2而f ’倚賴該電源電壓藉由改變於限制電；ΐ 與非脈衝週期之間重複改變的該脈衝負载而言， 2 該電源電流的峰值做得更小來將放電壽命變得更♦ s ; 電路=所電Λ控制部分i4A中；電源電壓是由該電壓檢測 電路1 43所監控以及，當該電源電壓到達一一 制信號自該電壓檢測電路143輸出到該檢 阻分^ :檢信號二咖電阻部分心=用 = 1 變為在該電流檢測部分151Α 制部分⑷設定之電流上限值自動由Λ電Λ 上述設定的步_㈠c轉換器被採用，能達二吏；:實；

591846 五、發明說明（28) 例相同的效應。在此例中，以上所描述的條件 與（7)能像在第一實施例一樣被採用。 在本實施例的電源電路中，如果該電源部分1 時短路，因為在該能量儲存部分13的儲存電容i3i 乍 的狀態且具有累積電荷，在該電源部分丨丨短路7

得該儲存電容1 3 1放電，這產生毀壞兮雷呢松 /；，L 又秋A冤源控制部分1 2 Α όίι 風險。為了避免上述之風險，當該電源電路操作時，兮 源部分11的電源電壓以及該儲存電容131的充電電壓〜电 電容放電電路1 32全時地監控。因為當檢測到該儲存^ 131的充電電壓正與該電源部分丨丨的電源電壓處於— 關係之狀態時’該比較器132-1執行一操作來打開（tf ON)該電容放電電路132之開關132_2，那像的電流 以藉由致使該儲存電容131使用由該放電電阻133 f T 電流放電來加以避免。 f』的 如此，在該根據第二實施例的電源電路中，因 源控制部分1 2A提供一自動改變輸出電流之上限值的電二 限制功能，即使在該步進DC-DC轉換器執行開關形式操ς 的例子中’與第一實施例相同的效應也可以達到。 第三實施例 接著，將詳細描述該基於本發明第二基本設 路的設定。 根據本發明弟三實施例 主要包括一電源部分11、一 量儲存部分1 3。在它們之中 的電源電路，如第7圖所示， 電源控制部分12Β、以及一能 ’該電源部分11與該能量儲存

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第33頁 591846 五、發明說明（29) 部分1 3的設定與第2圖所示之第一實施例相同。 該電源控制部分1 2B是由一電流控制部分丨4B與一控制 開關部分1 5B所組成。該電流控制部分1 4B是用來產生一控 制#號以控制自該電源部分11的輸出電流；該控制開關部 分1 5B是根據饋入自該電流控制部分丨4B的控制信號來控制 輸出給該負載1 6之電流以及控制輸出給該負載i 6之電壓。 該電流控制部分1 4 B是由一電壓檢測電路1 4 5與一檢測 電阻部分146所組成。該電壓檢測電路丨45具有複數個檢測 器145-1與145-2用來將自該電源部分1 1的輸出電壓與複數 個彼此不同的參考電壓Vrl與Vr2相比較；該檢測電阻部分 146提供複數個電阻Rsii、rs12與Rsi3根據自檢測器hh 與1 4 4 - 2之輸出用來執行設定複數個電流且操作開關Sw J J 與Swl2以並聯連接電阻Rsll、RS12與Rsl3。 邊控制開關部分1 5 B具有一開關形式（s w丨t c h -1 y p e )步 退（step-down) DC-DC轉換電路由一FET開關153B、一電容 态1 5 4 B、一線圈1 5 5 B、與一二極體1 56 B、也包括一電流檢 測電路1 5 1 B、一電壓檢測電路1 72B、與一開關控制部分 1 52B所組成。該電流檢測電路1 5 1 B用來檢測在該電流控制 部分1 4B中之檢測電阻部分1 46所產生的電壓；該電壓檢測 電路172B用來檢測通過輸出電壓設定電阻171B發生在輸出 端點的電壓；該開關控制部分1 5 2 B用於輸入一控制信號到 該FET開關153B的閘極以執行FET開關153B的打開或關上 (ON/OFF)控制，此控制信號是藉由檢測該電流檢測部分 1 5 1 B之信號與該電壓檢測電路1 7 2 B之信號所產生。

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第34頁 五 591846 發明說明（30) 乂接著，該實施例的電源雷… — 在此例中，該電源部分η 作參考第7圖來描述。 第二實施例相同。該電iti16的操作與第6圖中所 =分13的操作是描述當該電H制部分12B與該能量儲存 =源控制部分1 2B到 11提供直流電源流經努 電源電路的操作時間圖幾二的4行。此外’本實施例之 該電源控制部分12β行、弟3圖所示相同。 退DC-DC轉換器的開=仃;有-電流限制功能之該步 叱-_器之輸出側相】接该巧=?13與該步退 該儲中：累積之電荷；=動ί =期時 於，：Γ二 路與採用於第-實施例不同點在 載電壓DC轉換器，…無負載時的負 、此外，在該步退DC-DC轉換器的操作中，做為該電源 電流的上限值，存在兩種電流量，一種電流量是流出該電 源部分1 1而另一電流量流出該電源控制部分丨2B。該流出 f電源部分1 1的電流量與流出該電源控制部分丨2β的電流 ，不一樣大。那麼，如果假定流出該電源部分丨丨的電流量 是IBV且流出該電源控制部分12B的電流量是IBW，合形成 IBV < IBW的關係。 日 在第3圖所不之時間圖中的時間點t 〇上，因為導因於 該輔助電池111中之内阻以的壓降於流自該電源部分u之 電流I BV所引起的壓降，該壓降量VB i大概可以下列方程式 表示：

591846 五、發明說明（31^^ ---—-- 另一 伏特）=IBV(安培）X Ra(歐姆）···〇〇) Ϊ : : ί本實施例電源電路之電路常數的電流1B是 '、控制邵分1 2Β流出的電流量I bw，下列方ρ々尸 形成。 』力柱式付以 ΙΜ(安培）-Ip(安培）X Don(百分比）/ 1〇〇(麸 而，IBW <IP) ···⑴） 1ϋ0(然 既然該步退DC — DC轉換器設定得使負載電壓變成常數 且’電源電流會隨著電源電壓下降而增加，因此， :部分11的觀點來說，該負載1 6被視為消耗常數功率：負 々此根據第三實施例設定的效應可以維持，以兮a 3 2 ί負載而5 ’倚賴該電源電壓藉由改變限制電源二 =值’即使電源電壓改變，以負載電流於脈衝週= 隹脈衝週期之間重複改變的該脈衝負載而言，放電_人二 可做得更長藉由將該電源電流的峰值做得更小來達::厅尤 在該電流控制部分1 4B中，電源電壓是由該電壓 電路145所監控以及，當該電源電壓到達一先決值，二測 制信號自該電壓檢測電路145輸出到該檢測電阻部控 且，基於該控制信號，為檢測在該檢測電阻部分丨46 電流的臨界值會自動地改變。藉由以上描述的這 ^ ，流控制部分設定之電流上限值能夠自動地改：， 且，因此，採用該具有上述設定的步退叱―…轉換器，^ 能達到與第一實施例相同的效應。在此 也 的條件方程式（5)與（7)能像在第—實 样、念；r斤描述 ^ 貝施例一樣被採用。

2153-5490-PF(Nl)；Ahddub.ptd 第36頁 591846 五、發明說明（32) '--一- 在此實施例的電源電路中，如果該電源部分U在操作 時短路，因為在該能量儲存部分13的儲存電容131是充電 的狀態且具有累積電荷，在該電源部分丨丨短路導致逆流使 得該儲存電容131放電，這產生毁壞該電源控制部分12B的 風險。為了避免那樣的風險，當該電源電路被驅動時，該 電源部分11的電源電壓以及該儲存電容131的充電電壓被 該電容放電電路132全時地監控。因為當檢測到該儲存電 容131的充電電壓正與該電源部分n的電源電壓處於一先 決關係之狀態時，該比較器打開（^1^ 〇N)在該 放電電路132之開關132-2且，因此，藉由該儲存電容丨 使用由該放電電阻133所限制的電流將電荷放電， 能避免那種逆流的風險。 & 1 如此，在本實施例的電源電路中，因為該電源 分12B具有一自動改變輸出電流之上限值的電流限i & 4 能，即使在該開關形式步退DC-DC轉換器執行操作的 中，與第一實施例相同的效應也可以達到。 子 第四實施例 接著，將描述具有與本發明第二與第三實施例不 電源部分電源電路的設定。此外，在本例中，因為之 制部分與能量儲存部分的設定可以是用於上述實施例=控 一種，它們的描述省略。 、 U的 第8圖為說明依照本發明第四實施例電源電路中 部分設定的電路圖。在本實施例電源電路中的電源部 1 1 A是使用化學電池的直流電源而且由一電池支 77

591846 五、發明說明（33) 一輔助電池1 1 1或一主電池1丨2與所組成。該電源部分丨i a 包括 輔助電池充電電路113、一電容115、及一充電預防 開關11 7。 該輔助電池1 1 1具有一内部電阻R a。該輔助電池充電 電路11 3之輸出端點與正極端點丨丨丨a相連接，而正極端點 111 a與該輔助電池111之正極相連接。連接到該輔助電池 111的負極的負極端點H lb與該電源部分11A之負極側相連 接。該主電池112具有一内部電阻“。正極端點丨丨2a連接 到該主電池1 1 2的正極，該主電池丨丨2透過一充電預防開關 1 1 7連接到該輔助電池充電電路丨丨3的輸出側。連接到該主 電池1 1 2負極的負極端點η 2 b與該該電源部分1 1 A的負極側 相連接。 該輔助電池充電電路丨丨3連接於一充電電源丨丨6與該輔 助f池1 1 1的正極端點丨丨丨a之間而且，當該輔助電池丨丨1的 電壓下降’一充電電流自該充電電源丨丨6饋入給該輔助電 池1 1 1 °遠電容1 1 5連結於該電源部分丨丨a的輸出側，亦 即’連接於該電池支架的輸出端點與地之間，在該電池插 入或取出時或充電時執行來平順該電源電壓的改變。當該 主電池112插入該電池支架時，該充電預防電路117是二械 上地關掉的。該電源部分11A，當與該主電池112連接時， 該主電池1 1 2輸出一電池電壓到該電源控制部分之一側。 如此，在根據本發明第四實施例的電源電路中，當只 有使用該辅助電池1 Π時，當該輔助電池充電電路丨丨3對該 輔助電池111充電，該輔助電池之輸出可饋入給該電源控/

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591846 五、發明說明（34) 制部分而且，當只有使用兮 開關Π7操作來預防^主電池112時’當該充電預防 ^主電池1 12被充電，該主電池112的 輸出可饋入至泫電源控制部分。 第五實施例 第9圖為說明依日g本於 部分設定的電路圖。…在本本月#第五實施例電源電路中電源 HB包括，如第9圖所J本=電源電路中的電源部分 與-直流平順控制二2。—= 槽118、-燃料電池119、 4Φ_ 1刀1^。垓電源部分11Β是使用燃料電 口 121 /燃料電池儲存1燃料槽118之燃料饋人 Λ上^!醇組成的燃料而且該做為電源產生部 1白i用二二L· .藉由使用饋入自該燃料槽1 1 8之燃料與饋 入自取用口 (taking- nnr十、loo >产斤 與/5麻產斗雪浪 ）1 2 2之氧氣或空氣相混合的化 :甚Γ的雷、；iΛ、，而且通過一直流平順控制部分1 20饋入 該直流平順控制部分120是用來穩定給該 電源控制部分的電源。 如此，根據在本實施例電源電路中的電源部分，該電 源，路能夠藉由提供該由氩、甲醇、或相類似物與氧氣或 空亂組成之燃料電池系統達到產生直流電的。 第六實施例 第=圖為說明依照本發明第六實施例電源電路中電源 部为a又定的電路圖。組成本實施例電源電路之電源部分 11 C提供一輸出電流限制部分丨2 3設定來接收來自一直流電 源1 27的電流且對電源控制部分之輸出電流加以一上限值 的限制。該輪出電流限制部分丨2 3包括一電流設定電阻

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第39頁 591846 五、發明說明（35) '—"—- 124、一運算放大器（0P放大器）125、與一FET開關126。在 该輸出電流限制部分丨2 3中，該運算放大器丨2 5放大跨在基 於來自該直流電源丨27電流輸入之電流設定電阻124的電土 壓’而且饋入該放大後的電壓到該FET開關1 26閘極做為控 制信號以便控制饋入自該直流電源127的電流。如此，該工 輸出電流限制部分123對來自該直流電源127之電流加^限 ΐ;Ϊ 3 Ϊ保持在一先決上限值内且輸出該限制電流‘ 邊電源控制部分。 、如此，因為實施例電源電路中之電源能達到來自 流電源之電流限制於一先決上限值，係藉 ： 源限制部分達到的。 另4输出電 明暴貝地，本發明並不限於以上之實施例而可 ^明的耗圍與精神加以改變與更新。舉例 電源電路可應用在不只是可攜帶蜂巢式行動電話，丄= 在任何其負載電流在脈衝週期與非脈衝週 : 性地流動之可攜帶裝置之中。此外，;t功性與父# 衝週期中的電流並不是永遠必須為〇安培/中，在該非脈

591846 圖式簡單說明 第1圖為說明依照本發明電源電路之第一基本設定 圖 i^ttD r^nlr Γ /fc Γ c 第的第 定 設 體 具 之 路 電 源 電 例 施 實 - 第 明 發 本 照 依 明 說 為 圖 圖 作 操 之 路 電 源 ^g 例 施 實 一 第 明 發 本 照 依 明 說 為 圖 依ητ依 釋tfflM ; 命 圖 圖 圖4壽5 間第長第 時 延 的 之 池 電 中 路 源 ^9 例 施 實 一 第 明 發 本 定 設 本 基二 第 的 路 J*色 源 ^¾ rp〇r 明 發 本 圖 ^¾ r^ur rc r — 第的第 定 設 體 具 之 路 ^fril 源 ^¾ 例 施 實二 第 明 發 本 照 依 明 說 為 圖 圖 路 明 說 為 圖 圖 明 說 為 電圖 ,8 的第 定 設 曰： 日( 依 依 體 具 之 路 ^¾ 源 ^¾ ^VB 例 施 實 三 第 明 發 本 Isi 源 ι£ικΟ 中 路 ^¾ 源 ^¾ Γ^ΒΓ 例 施 實 四 第 明 發 本 源 中 路 源 ^va 例 施 實 五 第 明 發 圖本 路照 辟依 ^¾ ^g 彳明 U說si .圖 體9 具第 分 β, 立口 源 電 中 路 電 源 電 例 實 六 第 及明 以發 •，本 0 圖照圖 路依路 tfifrtl Ui? ^tio 的說的 定為定 設圖設 ^0¾ 1¾¾ _ 具第具 分 分 部 部 分 ; 部 分存 部儲 > 源量 明、 ^¾ 匕匕 Ί寫 <月 ->-/吕 ~ ~ 號1 3 符 分分 β— β— it口 立口 —MJ. —y 控控 源流 ^¾ ιδιοΟ -πνΕ 2 4 2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第41頁 591846 圖式簡單說明 5〜控制開關部分； 6〜負載； 1 1〜電源部分； 1 2〜電源控制部分； 1 3〜能量儲存部分； 1 4〜電流控制部分； 1 5〜控制開關部分； 1 6〜負載； 1 1 1〜輔助電池； Ra〜輔助電池内阻； Rb〜主電池内阻； 1 1 1 a〜正極端點； 1 1 1 b〜負極端點； 1 1 2〜主電池； 1 1 2 a〜正極端點； 1 1 2 b〜負極端點； 1 1 3〜輔助電池充電電路； 1 1 4〜充電預防電路； 115〜電容； 1 1 6〜充電電源； 1 3 1〜儲存電容； 132〜電容放電電路； Rc〜電阻； 1 3 2 - 1〜比較器； 1 3 2 - 2〜開關； 1 3 3〜放電電阻； 1 4卜電壓檢測部分； 14卜：1〜檢測器； 1 4 1 - 2〜檢測器； 1 4 2〜檢測電阻部分； Vr 1〜參考電壓； Vr2〜參考電壓； Rs〜電阻； R s 1〜電阻； Rs2〜電阻； Swl〜開關； Sw2〜開關； 1 5 1〜電流檢測部分； 1 5 2〜開關控制部分； 1 54〜電容； 2 A〜電源控制部分； 4 A〜電流控制部分； 5 A〜控制開關部分； 7〜電壓控制部分； 1 1 A〜電源部分； 1 2 A〜電源控制部分； 1 4 A〜電流控制部分； 1 5A〜控制開關部分；

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第42頁 591846 圖式簡單說明 1 4 3〜電壓檢測電路； 143-1〜檢測器； 1 4 3 - 2〜檢測器； 1 4 4〜檢測電阻部分 1 5 1 A〜電流檢測部分； 1 52A〜開關控制部分 153A〜FET開關； 1 54A〜電容器； 1 5 5〜線圈； 1 5 6〜二極體； 17卜輸出電壓設定電阻； 1 7 2〜電壓檢測部分 1 2 B〜電源控制部分； 1 4 B〜電流控制部分 15B〜控制開關部分； 1 4 5〜電壓檢測部分 1 4 6〜檢測電阻部分； 145-1〜檢測器； 145-2〜檢測器； R s 1 1〜電阻； R s 1 2〜電阻； R s 1 3〜電阻； SwH〜開關； Swl2〜開關； 1 5 1 B〜電流檢測部分， 1 52B〜開關控制部分 153B〜FET開關； 1 54B〜電容器； 155B〜線圈； 1 56B〜二極體； 171B〜輸出電壓設定電阻； 1 72B〜電壓檢測部分 11 7〜充電預防開關； 1 1 B〜電源部分； 1 1 8〜燃料槽； 1 1 9〜燃料電池； 1 2 0〜直流平順控制部分； 1 2 1〜燃料饋入口； 1 2 2〜取用口； 1 1 C〜電源部分； 1 2 3〜輸出電流限制部分； 1 2 4〜電流設定電阻 1 2 5〜運算放大器； 126〜FET開關； 153〜FET(場效電晶體）開關 ;1 2 7〜直流電源。

2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第43頁

Claims (1)

1. ---s 申請專利範圍 負載1電流idf:用來饋入負載電流到負載，其中該 於非脈衝週期丨重複脈衝流於脈衝週期與非脈衝流 ’ 括： 一電源部分， 成； 由一知點連接到負極的直流電源所組 一電源控制部 流，該電源控制部八用來控制自該電源部分饋入之電 到輸出端點的負刀、、接到輸入端點且饋入該電流至連接 、秋ί，以及 一能量儲存部八， 與負極之間； 刀/、有一儲存電容連接於該輸出端點 電源i分‘人二，=j刀係提供一電流控制電路根據自該 檢測電阻的阻值，2 結果來控制一端點連接到負極之 連接於鈐入# 及一開關電路，該開關電路具有由— 該輸出二野Γ點與輸出端點之間的開關裝置以及一連接於 電負極之間的電容所組成的電…，而且該 # ^ 一二刀根據檢測輸入電源電壓的改變所產生之控制 ;猎社仃使對該開關裝置的控制來控制輸出電流的流動 β組％輪入電源電壓的改變是使用發生在該檢測電阻另 一螭點的電壓值。 制# \如申請專利範圍第1項之電源電路，其中該電源控 太#:之電路常數、靜電電容與該儲存電容的内阻由下列 方程式決定： T1 + T2 ^ Tload 其中”T1+T2’，表示電源電流的流動週期（秒）且"Ti〇ad"表示

   591846 六、申請專利範圍 負載週期（秒）； (丁1〇ad x Don ) / (c x Vo / 2 ^ IC X {R. 100)} = Vo3 IC表不或儲存電谷的電流（安 …(歐姆I、《，表示負載的。)』 /刀比），C—表不儲存電容的電容量（法拉），以及” V〇3”表 示儲存電容發生在脈衝週期間電壓的總壓降（伏特）。" 3·如申請專利範圍第丨項之電源電路，其中該電源部 分是由一連接在輸出端點與該負極之間的輔助電池以及 一通過充電預防電路連接到輸出端點與該負極之主電池所 組成，而該辅助電池通過充電電路連接到充電電源，該 電預防電路使用來預防自該充電電源之輸出所引起的 電。 曰4·如申請專利範圍第丨項之電源電路，其中該電源部 分是由一連接於一充電電路輸出與該負極之間的辅助 '電池 以及連接於π玄輸出编點與該負極之間的主電池所組成， 該輔助電池通過一充電預防開關連接到輸出端點。、 5. 如申請專利範圍第丨項之電源電路，其中該電源 分是由一燃料槽、一使用自該燃料槽饋入燃料產生電源1 燃料電池、-直流平順控制部分所組成，#直流平順控制 部分是用來穩定來自該燃料電池的電壓輪出以及用來將此 電壓輸出饋入至輸出端點。 6. 如申請專利範圍第丨項之電源電路，其中該電源部

   2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第45頁 591846

   六、申請專利範圍 分是由一設定輸出電流值的電流設定電阻、一放大該電流 設定電阻之檢測電壓的運算放大器、以及一根據該運算放 大益輸出來控制電源電流的開關電路所組成的。 7 ·如申請專利範圍第丨項之電源電路，其中該能量儲 存部分中的儲存電容是由—電雙層電容所組成。 —8·如申請專利範圍第7項之電源電路，其中該儲存電 容具有一電容放電電路，當藉由該儲存電容的端點電壓與 ί 2 Ϊ t 7〗于到的先決關係形成時，該電路用來使該 儲存電谷的電荷通過放電電阻短路。 該負9載3::?路，用來饋入負載電流給-負載，其中 流於非脈：週父=地重複脈衝流於脈衝週期與非脈衝 '一電源部分，士 . 成； 鳊點連接到負極的直流電源所組 一電源控制部八， 流，該電源控制部八用來控制自孩電源部分饋入之電 到輸出端點的負栽刀以接到輸入端點且饋入該電流至連接 一能量儲存部以= 與負極之間； ^有一儲存電容連接於該輸出端點 其中該電綠抑 源部分輸入之電ί檢：ίϊ:二電流控制電路根據自該電 檢測電阻的阻，、以及二=:制-端點連接到該負極之 電壓之電虔檢挪電路=有-由檢測輸出端點 入端點與輸出 端 、，泉圈與二極體串聯連接於：“至直流)轉

   2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第46頁 591846 六、申請專利範圍 占之間 電谷連接於該輸出端點與負極之間、以及一開 關裝置連接於介在該線圈與二極體間之接點與該檢測電阻 =另一端點之間，該電源控制部分藉由行使對一根據控制 k P=1關裝置的控制來控制輸出電流的流動週期，該控 f1號是由兩種信號所產生的，該兩種信號其一是使用在 ί榀Ϊ電阻之另一個端點之電壓值所檢測到開關裝置的電 ^ 亥兩種“號其二是在該輸出端點檢測到的電壓。 ⑹^ W ·如申請專利範圍第9項之電源電路，其中該電源控 方去口 :的電路《數、靜電電容與該儲存電容的内阻由下列 方式所決定： T1 + T2 ^ Tload ΐ: 秒)表示電源電流的流動週期(秒)且''n〇ad"表示 Vo/2 > TCy/d , . ^ 10。)丨=Vo3 X {Rc + (Tl〇a“ Don) / (C X 其中·’ Vo·’表示該儲存電 ，，IC，，表示該儲存電容 :在無負載時的電壓（伏特）， 的内阻（歐姆），"Don" #電，（安培），”Rc”表示該儲存電容 分比），"C”表示儲存六不負載/勺作用比（duty ratio)(百 示儲存電容發生在脈=、，各量（法拉），以及"V〇3"表 ⑴如申請專利總壓降(伏特)。 U 出端點與該負極之Η的輔::電源部 -通過充電預防電路連 ，之間的辅助電池以及由 組成，而該輔助電池通過充；： = .:極之主電池所 _ 路連接到充電電源，該充

   2153-5490-PF(Nl);Ahddub.ptd 第47頁 申請專利範圍 ;預防電路使用來預防自該充電電源之輪出所引起的充 分是由—連申接:專一利:圍第9項之電源電路，其中該電源部 以及-連接於電路輸出與該負極之間的輔助電池 該輔助電池通：％ 3點與該負極之間的主電池所組成， 13.如申:直一上電預防開關連接到輪出端點。 分是由一燃料月一犯圍第9項之電源電路，其中該電源部 燃料電池’、I = ώ正用自該燃料槽饋入燃料產生電源之 部分是用來ϋΓ順控制部分所組成，肖直流平順控制 電壓輸出ί: 燃料電池的電壓輪出以及用來將此 电&翰出饋入至輸出端點。 分是1由4. 一如專利範圍第9項之電源電路，其中該電源部 <〜5又疋輪出電流值的電流設定電阻、一放大該電产 ::::?檢測電壓的運算放大器、以及-根據該運算： &輸出來控制電源電流的開關電路所組成的。 1 5·如申請專利範圍第9項之電源電路，其中該能旦 存部分中的儲存電容是由一電雙層電容所組成。 = ^ 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之電源電路，其中該儲存 電，八有 電各放電電路’當措由遠儲存電容的端點電壓 與電源電壓比較所得到的先決關係形成時，該電路用來^ 該儲存電容的電荷通過放電電阻短路。 1 7 · —種電源電路，用來饋入負載電流給一負載，其 中該負載電流週期交替性地重複脈衝流於脈衝週期與非 衝流於非脈衝週期，包括： 〃 氏

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   成 一電源部分，+ 由-端點連接到負極的直流電源所組 電源控制部分， 流，該電源控制部 =制自該電源部分饋入之 載，該負載連接到輪Ϊ::輸：：點且饋入該電流至-負 一能量儲存邛八 及 與負極之間；ϋ刀，/、有一儲存電容連接於該輸出端點 其中該電源控制部分 自該電源部分輸入電壓結果用來：：控：電路根據檢測到 點之檢測電阻的阻值、以及一㈡：：：連接到輸入端 :點電壓之電壓檢測電路所組成之步㈣有-由檢測輸出 路：-開關裳置與'線圈串聯連接m:Dc轉換器電 與輸出端點之間、一電 ^:/則電阻另一端點 間、以及-二極體連點與該負極之 圏間之接點之間’該電源控制部。=關裳置與該線 唬對開關裝置之控制來控制輸出 ^根據一控制信 信號是由兩種信號所產生的 ：週期’該控制 且上之電壓所檢測到輸入電二：是ίΓ在 唬其一疋在該輸出端點所檢測到的電壓。又该兩種信 1 8·如申請專利範圍第1 7項之電源雷踗^ 控制部分的電路常數、靜電電儲’容、中^電源 列方程式所決定： 响什电各的内阻由下 T1 + Τ2 ^ Tload 其中"THT2"表示電源電流的流動週期（秒）且"Tload"表示 591846 六、申請專利範圍 負載週期（秒）； Vo / 2 ^ IC X {Rc + (ΤΙορη η 100)} = V〇3 d x Don) / (C x 其中” Vo”表示該儲存電容發生 盔 ” Τ Γ "本-# 1 仕…、負載時的電壓（伏特）， iC表不该儲存電容的電流（安纟 电以伙特） 的内阻（區欠姆），"D〇n”表示負載^ Rc表示該儲存電容 分比）’·，(：”表示儲存電 =duty ratl〇)(百 示儲存電容發生在脈 ；(法拉)’以及，、3"表 μ.如申請專利範圍第二之電的 部分是由-輔助電池盥一:電源電路，其中該電源 於輸出端點盥兮Α代/、 電池所組成，該輔助電池連接 平刖知點與遠負極之間且通 電源，該主電池通過一充 5電路連接到一充電 該負極之間，1φ 、電路連接於該輸出端點與 所d電預防電路用來預防自…電源輸出 部分2』由如—申利範圍第17項… 於一充電電路^池與一主電池所組成，該輔助電池連接 接到輸出端點，該主 充電預防開關連 間。 Μ 電/連接於該輸出端點與該負極之 部分專利範圍第17項之電源電路，其中該電源 之燃料電池‘、、；：牝、一使用自该燃料槽饋入燃料產生電源 / 、與一直流平順控制部分所細#古、六IS 控制部分是用來夢定办ώ 77斤、、且成，戎直k平順 將此電壓輪：i來電池的電壓輸出以及用來 电I%出饋入至輸出端點。

   591846 —---- 六、_請專利範圍 部分ΐ:—申ΛΙ利範圍第17項之電源電路，其中該電源 流設定電阻二=電流值的電流設定電阻、-放大該電 放大器輸出ίϋ壓的運算放大器、…根據該運算 23如申Λ電源電流的開闕電路所組成的。 儲存部分中的^範圍第17項之電源電路’其令該能量 電容具有一H=範圍項之電源電路，其中該健存 電屢比較所得到的先決關係形：;子電；的端點電屢 該储二電―容的電荷通過放電電阻短路成時’该電路用來使 電流給-負載工，制方^ ’用來控制一電源電路以饋入負載 於脈衝週期與非脈衝交重蝴 制：分用來控制自該電源部分饋：：，，且成’-電源控 分連接到輪入端點且饋入該電流至該電源控制部 載，與一能量儲在邱八，且亡 連接到輸出端點之負 點與負極之間，該方二包括：储存電容連接於該輸出端 接到iii:;源部分電壓輪入檢測結果來控制-… "貝從之檢測電阻值的步驟； ％ ^點連 控制輸出電流之流動週期的+ 一曰 裝置的控制來達成的，而這控制藉由對該開關 壓值所檢測到輪入電源電壓點上的電 又所產生，其中的電路部

   2153-5490-PF(Nl);Ahddub. Ptd 第51頁 591846 ^〜 申請專利範圍 輸點；輸出端點之開關裝置以及一連 % -種Λ與負極之間的電容所組成。 電流給一負工，方法，用來控制一電源電路以饋入負載 ;脈衝週期與非脈衝流於非脈衝“乂 重複脈衝流 部分，由_ 4山 ^ 5玄方法具有一雷诉 制部分，心ΪΪ接到負極的直流電源所組成，-電源控 部分連接到輸入端點且饋入入之電流，該電源控制 載，與-能量儲存部分，“2 J連接到輸出端點之負 點與負極之間，該方法包括.儲存電容連接於該輸出端 根據自该電源部分輸入電壓 接到該負極之檢測電阻值的步驟.^果來控制一端點連 控制輪出電流之流動週期的步驟及、… 制信號對該開關裝置的控制 ^ k疋精由根據一控 種信號所產生，該兩種的’該控制信號是由兩 端點之電壓所檢測到該開關；=:在該檢測電阻另-其二是在步進Dc —DC轉換哭電的電 改變，該兩種信號 壓，該步進DC-DC轉換器電路B i之輸出端點所檢測到的電 容、以及-開關裝置所組成二-^ ^ 輸入端點與輪出端點之間ϋ^與二極體串聯連接於 極之間，t玄開關裝置連接於介在：2 ?邊輸出端點與負 點與該檢測電阻其它端點之間。〜線圈人該二極體間之接 27· 一種控制方法，用來批 ^ ^ _ 電流給一負載，其中該負#费二制一電源電路以饋入負載 /、 Λ '電流週期交替性地重複脈衝流

   六、申請專利範圍 於脈衝週期與非脈衝流於非脈纟 A ^ ^ ^ 部分，由-端點連接到負極的直;r^f方法具有-電源 制部分用來控制自該電源部分饋入之/電：組成’-電源控 J連=輸2點且饋八該電流至連接;:;輪部 點與負極之;= 有-儲存電容連接於該輸出端 連接檢測的結果來控制-端點 别八鳊點之檢測電阻值的步驟；β 控制輸出電流之流動週期 u β — 制信號對該開關震置的控制 ^延疋糟由根據一控 種信號所產生，該兩種信匕f” ’該控制信號是由兩 之電壓所檢測到輸入電流的疋ς = ^在該檢測電阻上 步退DC — DC轉換器電路之輸二该兩種信號其二是在一 退DC-DC轉換器電路 門而，，-所檢測到的電壓，該步 以及-二極體所組成。f 盘、線圈、一電谷、 測電阻另-端點與輸出端點之間:心t聯連接於該檢 點與該負極之間，該二極 ：=接於該輸出1 圈間的接點與該負極之間。安於"在该開關裝置與該線