TWI290405B - Inrush current control circuit - Google Patents

Description

1290405 - 九、發明說明： • 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種電職健路，特別是—種紐電流控制 電路。 【先前技術】 突波電流（inmsh current)係為電源供應架構中普遍存在的 —侧題，其通常發生在電源辦通的瞬間，此時會產生過大之 瞬間電流，®而造成雜訊產±，甚至是造成電源元件或負載損毁。 為能防止此突波電流的產生，於是發展出下列習知之電路架構。 習知之突波電流控制電路係設置_限流電阻與輸入電路串 接，以將突波電流限制於一安全準位之内，然而串接之電阻值需 相當大，因此於系統主體正常運作時常會浪費功率，且產生不必 要之熱量。 參照第1 ®，係為另-習知之突波電流控制電路，主要架構 籲 係以整流電路BR、儲能電容c以及系統主體所構成，盆中利用 一負溫度係數之熱敏電阻RT設置於交流電源側，以控制可乘產 生之突波電流。其係利用熱敏電阻RT於低溫時電阻值較高，而 高溫時電阻值較低之特性，已於應用之電子裝置剛開啟或是交流 電源輸入的瞬間，因熱敏電阻RT本身溫度較低，而於交流電側 提供一較高之電阻值來抑制突波電流的產生，·並且，於工作一段 時間電阻值會因溫度升高而降低，因而可進入正常的運作狀態。 但此架構仍有功率耗損大且於熱開機狀態無法發揮功效等問題存 5 1290405 在0

參照第2圖，係為另一習知之突波電流控制電路，主要係於 交流電源側設置一限流電阻R及一受控開關SW，以達到抑制突 波的功能。於此，當電源導通初始，限流電阻R會進行勒步的限 流功能，此時儲能電容C尚未開始充電，因此整個電流值相當高， 故可能損及其他電源元件；接著，儲能電容C充電完成，且電流 亦降低，然而其值依然甚高，是故限流電阻R會持續放出大量的 熱’最後’致使諸如電譯（relay)之受控開關SW導通，以達到 電流跨過（bypass)限流電阻R之效果，進而防止限流電阻尺散 熱所導致整體效率降低的情形發生。然而，當電譯之特性持續位 於導通狀態時容易造成毀損。 芩肊第3圖，係為另一習知之突波電流控制電路，主要係利 用兩受控開關SW：l、SW2來控制可能產生之突波電流。由圖中可 知，兩受控開關簡、SW2係設於整流· BR和儲能電容c之 正端並利用系統主體之高_的電壓信號來對受控開關剛、 W2進行L制’因此使狀元件規格需能耐高壓，以致使此架構 具有電路複雜且元件成本高等問題。 另種大波電流控制電路係利用一定時開關來控制可能產 大波電饥其中，在父流電源啟動後，此時由限流電阻提供 限流的功能’當電源狱後’即使電流跨過限流電阻。而在交流 ^切:後，此日_„亦會_。通t在技獅切斷後， 4直饥供電執的麵下降，此時定時關即會關閉 二而此方式 6 1290405 亦有同於_熱敏電阻之方法關題，即定時簡需要—特定 間以回復到斷路狀態，因此當交流電源切斷後不能立即連上，否 則限流電阻-處於跨過狀態，而無法達到抑制。 由上述可知，於突波電流控制電路的設計上仍有其可改善之 【發明内容】 *鑒於以场問題，本發明的主要目的在於提供一種突波電流 控制電路’藉以解決域技術所揭露之突波電流的問題。 $達上述目的’本發明所揭露之突波電流控制電路， 匕括二整流單元、—功率因素校正單元、—儲能電容、一第一 控制單元和一第二控制單元。 ㈣2 ’整流早①和功軸素校正單元連結_成此突波電流 1 1的主要迴路’㈣能電料捨致於祕主體内，與功率 =素^正早^連結。第—控解元係設置於整流單元和功率因素 單=間’而第二控制單元則係與第一控制單元形成阻抗串 蕾也就是說，第二控解元可以串接方式串聯於此突波電流控 Μ沾何雜，即此第二控制單元可設置於第—控制單元和 ^ 口素％UL早破間、設置於功率因素校正單元和整流單元之 ㈣而，間π置於父流電源之_側、或者餘置於整流單元之正 而和第一控制單元之間。 於 =第—控制單元具有-第-限流電阻和-第-受控開 而弟-控制單7〇則具有_第二限流電阻和—第二受控開關。 1290405 其中，第-和第二受控開關分別並接於第—和第二限流電阻。並 且’此第-受控關主要根據產生之直流電壓和儲能電容之電壓 辑關’而第二受控開關則係裉摅亦治蕾浪沾ea B曰 而開關，而第二受控開關則係根據交流電源的供給而開關。 於此第限",!_電阻係用以防止於交流電源接通瞬間所產生 之-突波電流’而第-受控開關則根據儲能電容之電壓而導通， 進而使電流跨過第-限流鎌。第二歸賴仙以防止於交流 電狀準位切換瞬間所產生之突波電流，而第二受控開關則係根 據父流電源而導通，進而使電流跨過第二限流電阻。 其中，當儲能電容之狱時，第—受控開關會自斷路轉 為導通’而當交流電源靖時，第—受控開咖會自導通轉為斷 路。再者’第二彻· _於交流魏之準位切換—既定 =切換⑽雜，#_馳t後達既定時間 Η: ’第-姑_會自斷路轉為導通；#交流魏 達既定時間時，第二受控開關 : 父流電源自鮮位切換為高準位後達蚊時啊，則第二田 關^斷路轉為導通；以及當交流電源切斷後達狀時間時1 -又控開關則自導通轉為斷路。 統設計而決定。 ^ ㈣可根據整體系 此外，根據本發明之突波電流控制電路，更包 源偵測電路，連胁__^與 電 _交流電源控制第二受控開關的切換。料兀之間’以 本發明的詳順聰街財物峰述，細容 1290405 心乂使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術並據以實施，且任 =與本發明相社優點及目的係可姆地從本制書所揭露之内 各、申請專利範圍及圖式中理解。 以上之關於本發明内容之說明及以下之實施方式之說明係 用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專射請範圍 更進一步之解釋。 【實施方式】 有關本發明的特徵與實作，兹配合圖式作最佳實施例詳細說 明如下。 參知第4圖，係為根據本發明__實施例之突波電流控制臂 路，包括有：-整流單元BR、一第一控制單元1〇、一第二控帝 單元20、-功軸素校正單元pFC以及—儲能電容c。 其巾’整料元和^^校正單元連絲形成此突波電洁 1電路的主要鹏m齡體内之樓電容賴功率因暴 。第，鮮元錢置 元之間’而^^單元則係與第—控制單元形成阻抗串 t也就是說，^Sii)第-控解元㈣二控制單 =接於此突條_魏駐麵財。於此實 第4圖所示’第-控制單元㈣接於整流單腿之正端，而第 一控解70 2G則__—控鮮元1〇與鱗因素校正單元 聊之間。然，此第二控制單元20亦串接於 二 况與整流㈣R之負端之間（如第5_示），亦=: 1290405 會跟著自導通轉為斷路，以避免交流電源於達下一週期之言準位 所產生之突波電流。換句話說，第二受控關_會根據 源而進行切換，也就是說，當交流電源啟動、切斷、高低準位\ 換時，第二受控開關SW2會跟著切換斷路或導通的狀能_。 刀 如第9圖所#，係為根據本發明一實施例之突波電流控制 路之時序®，於圖中，最上層之Vae係為交流電源的時序二第二 層之Vce係為第—和第二受控開關之直流電源的時序，第三層係 為系，體的時序，第四、五層分別係第—和第二受控開 序’取下層之C係紐能電容的時序。由此圖可知，當交 Vac剛啟動時，第—受控開關_係為斷路的狀態，此時;雷、 紅開始充電。當啟動後達穩定時，第—受控_ _由斷_ 為導通，因此可使系統主體進入-正常運作模式。於交流電源* 切斷時，第—受控關swu_轉為斷路的祕。㈣二 開關SW2_交流電源Vae啟動後達穩定時，自斷路轉為導^ :且於交流電源Vae自高準位切換為鱗位以係自低準位 為兩準位）達—既定時間後，自導通轉為斷路（或係自斷路轉為 導通）。而且於交流電源Vac切斷—既定時間後時，第二門 關SW2則會自導通轉為斷路的狀態。其中，此^ 體系統設計而決定。 "根據整 於此，第二受控開關SW2可透過一交流電源侧電路％來 订控制’如㈣圖所示。於此，此交流電源細電路％主要 係包括-交流伽_ 32，其分別透過_組串接之電阻和二極 1290405 :而連接交流電_正負兩端，以偵啦流電源㈣化， 偵測結果而控制第二受控關SW2的切換。本 〜亚根據 法僅是:發明的實施例’然其他不脫離本發明:精神二=: 種相似變體均應屬於本發明之專利保護範圍内。 雖然本發明赠述之較佳實施例揭露如上，秋复 定本發明。㈣晴嶋__，㈣

=:;::r。關於本·爾定，二參 【圖式簡要說明】 第1圖係為習知之突波電流控制電路之概要結構圖； 第2圖係為另一習知之突波電流控制電路之概要結構圖； 第3圖係為再另—f知之突波電流控制電路之概要結構圖； 第4圖係為根據本發明第一實施例之突波電流控制電路之概 要結構圖； 第5圖係為根據本發明第二實施例之突波電流控制電路之概 要結構圖； 第6圖係為根據本發明第三實施例之突波電流控制電路之概 要結構圖； 第7圖係為根據本發明第四實施例之突波電流控制電路之概 要結構圖； 第8圖係為根據本發明第五實施例之突波電流控制電路之概 要結構圖； 12 1290405 第9圖係為根據本發明實施例之突波電流控制電路之時序 圖；以及 第10圖係為根據本發明第六實施例之突波電流控制電路之 概要結構圖。 【圖式符號說明】 10................................第一控制單元 20................................第二控制單元 30................................交流電源偵測電路 32................................交流電源偵測器 BR..............................整流電路 C·····.··...................................儲能電容 RT...............................熱敏電阻 SW...............................受控開關 SW1...........................•受控開關 SW2..................................受控開關 R.................................限流電阻 R1...............................限流電阻 R2...............................限流電阻

Vac..............................父流電源

Vcc.............................直流電源 PFC ............................功率因素校正單元 13

Claims (1)

1290405 μ年上月？叫(更}正替换戛 、申請專利範圍： 一種突波電流控制電路，包括： 一整流單元，用以對一交流電源進行整流； 一功率因素校正單元，連接該整流單元之正端和負端； 一儲能電容，連接該功率因素校正單元和該整流單元之 端； 早 一第一控制單元，設置於該整流單元和該功率因素校正 元之間，包括： 一第一限流電阻，用以防止於該交流電源接通瞬間所 產生之一突波電流；及 △ 一第-受控開關，並聯該第—Ρ艮流電阻，以根據該儲 能電容之電壓而導通，進而使電流跨過該第一限流電阻； -第二控鮮元，與該第—控制單元形姐抗串接，包括： 第二限流電阻，用麟止於該交流電源之準位切換 瞬間所產生之該突波電流；及 。、第-X控開關，並聯該第二限流電阻，α根據該交 流電源而，進而使電流跨過該第二限流電阻；及 一交流電_測電路，連接於該交流魏之輸人端與該第 :控制，元之間，以根據該交流電源控制該第二受控開關的切 換、、中該第二受控開關係於該交流電源之準位切換一既定時 間之後而切換開關狀態。 2.如申請專纖，丨項所述之突波電流控制電路，其中該第二 14 1290405

私年τ月，日修(更)正替換荑 又才工開關係於該交流電源接通後達該既定時間時 為導通。 ’而自斷路轉 3·如申請專繼圍第1姻述之突波f流控制電路，t中該第二 受，開關係於該交流電源自一高準位切換為_低準位後達該 既疋時間時，而自導通轉為斷路。 4. 如申請專機圍第1項所述之纽電流控制電路，其中該第二 受，開關係於該交流電源自—低準位切換為—高準位後達該 既定時間時，而自斷路轉為導通。 5. 如申請專繼圍第i項所述之突波電流控购路，㈠該第二 受控開關係於該交流電源切斷後達該既定時間時，而自導通轉為斷路。 6·如申請專纖圍第i _述之突波電流控制電路，其中該第一 受控開關係於該儲能電容之電壓穩定時而自斷路轉為導通。 7·如申請專利範圍第丨顧述之突錢赌简路，其中該第一 叉控開關係於該交流電源切斷時而自導通轉為斷路。 8·如申請專利範圍第1項所述之突波電流控制電路，其中該第二 控制單it係設置於該第—控解元和該功率时校正單元之間。 如申請專利翻第i項所述之突波電流控制電路，巧1第二 控制單⑽設置魏功率因素校轉元和轉料紅㈣ 之間 10.如申請專利範圍第1項所述之突波電流控制 電路，其中該第二 15 1290405 「_ 必年’月？《修(更)正替換買 控制單元係設置於該交流電源之一侧。 H·如申請專利範圍第！項所述之突波電流控制電路， 控制早兀係設置於該整流單元之正端和該第_控制單元之^。 12·如申请專利範圍第1項所述之突波電流控制電路，其中該第一 限流電阻係為一電阻。 13·如申請專利範圍第12項所述之突波電流控制電路，其中該電 阻係為一熱敏電阻。 鲁14·如申請專利範圍第1項所述之突波電流控制電路，其中該第二 限流電阻係為一電阻。 15·如申請專利範圍第14項所述之突波電流控制電路，其中該電 阻係為一熱敏電阻。 16.如申凊專利範圍第}項所述之突波電流控制電路，其中該第— 受控開關係選自電譯開關、二極體、電晶體或金屬氧化半導體 場效電晶體之群組組合。 • η·如申請專利範圍第1項所述之突波電流控制電路，其中該第二 受控開關係選自電譯開關、二極體、電晶體或金屬氧化半導體 場效電晶體之群組組合。 16