TWI524639B - 具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法 - Google Patents

具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI524639B
TWI524639B TW100107611A TW100107611A TWI524639B TW I524639 B TWI524639 B TW I524639B TW 100107611 A TW100107611 A TW 100107611A TW 100107611 A TW100107611 A TW 100107611A TW I524639 B TWI524639 B TW I524639B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power
voltage
digital device
transistor
coil
Prior art date
Application number
TW100107611A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201212503A (en
Inventor
布萊恩 克里斯
沙卡 凱爾
莫哈曼 卡米爾
Original Assignee
微晶片科技公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 微晶片科技公司 filed Critical 微晶片科技公司
Publication of TW201212503A publication Critical patent/TW201212503A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI524639B publication Critical patent/TWI524639B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/10—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements vacuum tubes only
    • H03K4/12—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements vacuum tubes only in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
    • H03K4/24—Boot-strap generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33515—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with digital control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Description

具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法
本發明係關於用於控制電力應用之數位裝置，且更特定言之，本發明係關於在用一數位裝置起始電力應用之控制之前供電給該數位裝置。
數位裝置係用在電力應用中以控制電力供應、驅動螢光燈及控制螢光燈之光亮度、無刷直流馬達速度及方向等等。然而，在開始用數位裝置控制電力應用之前，必須供電給數位裝置並將該數位裝置初始化為一穩定操作狀態。一般用一啟動電源供應器(亦稱為一偏壓供應器)供電給當前技術之控制裝置。傳統上，已用數位裝置外部之離散組件或特定功能類比電路實施啟動電源供應器。例如，為數位地控制一電力供應應用，一電源必須在電力供應之實際控制及操作發生之前提供穩定電力至數位裝置。此需要許多額外外部組件以建立一啟動或偏壓電源供應器以僅用於在數位裝置可承擔電力應用之控制之前供電給數位裝置並初始化數位裝置。
藉由在一數位裝置通電重設(POR)之後，用一內部振盪器自該數位裝置產生一固定作用時間循環信號而解決前面所提及之問題並達成其他及進一步的益處。在通常用於一PWM控制信號之一信號接針上輸出此固定作用時間循環信號。該固定作用時間循環信號係用以激勵電力應用之電壓 產生電路，使得可自電力產生電路獲得電力以供電給數位裝置，進而可開始正常操作。一旦數位裝置已被供電並經初始化，則數位裝置切換至電力應用之正常操作及控制。
根據本發明之一特定例示性實施例，一種具有用於將其起動之一啟動激勵器的電力系統包括：一功率電感器，其具有一功率線圈及一輔助線圈；一功率電晶體，其係連接至該功率線圈，且該功率線圈及該功率電晶體係連接至一直流電源，其中當該功率電晶體接通及關斷時，在該功率電感器中產生一變動磁通量，其導致該功率線圈及該輔助線圈中產生交流電壓：一電晶體驅動器，其係連接至該功率電晶體並控制該功率電晶體；一數位裝置，其具有連接至用於控制其之該電晶體驅動器的一輸出端；一低壓降電壓調節器，其供應電力至該數位裝置；一起動電力電路，其係耦接至該直流電源，該起動電力電路供應一起動電壓至該低壓降電壓調節器及該電晶體驅動器；及一功率整流器，其係耦接至該輔助線圈，其中該功率整流器供應一操作電壓至該低壓降電壓調節器及該電晶體驅動器；其中當該起動電力電路供應該起動電壓時該數位裝置之該輸出端以一恆定頻率供應一控制信號，及當該功率整流器供應該操作電壓時該數位裝置之該輸出端供應一脈寬調變(PWM)控制信號。
根據本發明之另一特定例示性實施例，一種具有用於將其起動之一啟動激勵器的電力系統包括：一功率電感器，其具有一功率線圈及一輔助線圈，該輔助線圈具有第一輸 出電壓及第二輸出電壓，其中該第一輸出電壓大於該第二輸出電壓；一功率電晶體，其係連接至該功率線圈，且該功率線圈及該功率電晶體係連接至一直流電源，其中當該功率電晶體接通及關斷時，在該功率電感器中產生一變動磁通量，其導致該功率線圈及該分接輔助線圈中產生交流電壓；一電晶體驅動器，其係連接至該功率電晶體並控制該功率電晶體；一數位裝置，其具有連接至用於控制其之該電晶體驅動器的一輸出端；一低壓降電壓調節器，其供應電力至該數位裝置；一起動電力電路，其係耦接至該直流電源，該起動電力電路供應一起動電壓至該低壓降電壓調節器及該電晶體驅動器；及一第一功率整流器，其係連接至該輔助線圈之第一電壓，其中該第一功率整流器供應一第一操作電壓至該電晶體驅動器；及一第二功率整流器，其係連接至該輔助線圈之第二電壓，其中該第二功率整流器供應一第二操作電壓至該低壓降電壓調節器；其中當該起動電力電路供應該起動電壓時該數位裝置之該輸出端以一恆定頻率供應一控制信號，及當該第一功率整流器及第二功率整流器分別供應該第一操作電壓及該第二操作電壓時該數位裝置之該輸出端供應一脈寬調變(PWM)控制信號。
可藉由參考結合附圖之以下描述而獲取本發明揭示內容之一更完全理解。
雖然本發明容許有各種修改方案及替代形式，但圖式中 已顯示本發明之若干特定例示性實施例且在本文中加以詳述。然而，應瞭解本文中若干特定例示性實施例之描述並非意欲將本發明限制於本文中所揭示之特定形式，相反，本發明將涵蓋如隨附申請專利範圍所界定之全部修改方案及等效物。
現參考圖式而示意性繪示若干特定例示性實施例之細節。將以相同元件符號表示圖式中之相同元件，且將以具有一不同小寫字母下標之相同元件符號表示類似元件。
參考圖1而描繪根據本發明之一特定例示性實施例之由一數位裝置控制之一電力應用之一示例圖。該電力應用可為例如(但不限於)一電源供應器、一螢光燈驅動器(全亮度及調光亮度控制件)、無刷直流馬達速度及方向控制等等。當在電源節點122(正伏特直流電；+VDC)及128(負伏特直流電；-VDC)處施加高壓電力時，跨電容器126之電壓根據電阻器124及電容器126之時間常數而升高，直至達到齊納二極體120之崩潰電壓(例如15伏特直流電)。給電容器126充電之來自電阻器124之DC電壓係用作一低電流偏壓電壓(Vbias)，並且經施加至一低壓降(LDO)電壓調節器118及一電晶體驅動器114(例如場效電晶體(FET))。在數位裝置116之起動/穩定及正常操作兩個期間，LDO電壓調節器118供應一適當電壓至數位裝置116，如下文中更完全所述。數位裝置116可為例如(但不限於)一微處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一可程式化邏輯陣列(PLA)及一場可程式化閘陣列(FPGA)等等。
數位裝置116將一驅動信號(例如一脈寬調變(PWM)信號)自外部節點182供應至控制功率電晶體112(例如一功率FET)之FET電晶體驅動器114。功率電晶體112基於來自電晶體驅動器114之控制而開啟及關閉，並導致在一功率電感器102中積聚並產生一感應誘發之交流(AC)電壓。功率電感器102可包括一功率線圈104及一輔助線圈106。功率電感器102可為一切換電源供應器、具有或不具有光亮度控制之一螢光燈驅動器或一無刷直流馬達之定子線圈(為清晰起見，僅繪示一者)的一部分。結合功率電晶體112接通及關斷，功率電感器102之功率線圈104(例如一磁芯上之一繞組)可產生跨輔助線圈106(例如該磁芯上之另一繞組)而誘發一AC電壓的一磁通量。來自輔助線圈106之AC電壓係經一個二極體110整流以產生經電容器126平滑化之一脈動DC電壓。在圖1之電力電路之起動及正常操作兩者期間，來自二極體110之經整流電壓透過LDO調節器118而將電力提供至電晶體驅動器114及數位裝置116。然而，在功率電晶體112可開始接通及關斷之前，數位裝置116必須供應一控制信號至電晶體驅動器114，電晶體驅動器114繼而控制功率電晶體112之接通及關斷操作。然而，在功率電晶體112開始接通及關斷之前，由數位裝置116使用來自電阻器124之低電流偏壓電壓以初始化數位裝置116之適當操作並供應一獨立PWM信號以用於在電力應用之起動期間控制電晶體驅動器114，及以便初始化功率電晶體112之切換操作。一旦數位裝置116已經適當初始化並準備用於正 常操作，則以電力應用之電路之正常操作期間所使用之PWM控制信號取代此獨立PWM信號。
現參考圖2而描繪圖1之數位裝置之一更詳細示意圖。數位裝置116可包括：一PWM產生器242，其具有連接至一多工器240之一輸入端的一輸出端；一啟動振盪器256；一正反器246；一啟動計數器254；一電流感測比較器248；一電壓感測比較器264；一電壓參考266，例如能隙電壓參考；及閘邏輯，例如「及」閘244及258、「或」閘250及反相器252、260及262。啟動振盪器256提供用於驅動電晶體驅動器114之一控制信號，例如PWM。多工器240之一輸出端係連接至數位裝置116之一外部節點182並供應該PWM控制信號給電晶體驅動器114(圖1)。用於數位裝置116之操作的電壓係供應至數位裝置116之另一外部節點180。一通電重設(POR)起初被確證為一邏輯高並使包含啟動計數器254之整個數位裝置116處於一重設狀態(例如經由「或」閘250而至系統重設邏輯)。一能隙電壓參考266可例如(但不限於)約為200毫伏特。
當外部節點180處之感測電壓VBS足以適當操作數位裝置116時(如由電壓感測比較器264所判定)啟用啟動振盪器256，PWM啟用係處於一邏輯低且已撤銷確證通電重設(POR)(處於邏輯低)。啟動振盪器256可以一固定頻率(例如100千赫茲至200千赫茲)運行，若啟用電阻電容(RC)振盪器則其自由運行。來自啟動振盪器256之輸出通過「及」閘244而傳遞至多工器240之一輸入端。當PWM啟用係處於 一邏輯低時，多工器240將PWM信號自「及」閘244耦接至之外部節點182，其作為PWM輸出節點並控制電晶體驅動器114。
若一電流位準超過起動條件下之一可接受極限，則正反器246將導致「及」閘244切斷來自啟動振盪器256之輸出。由電流感測比較器248監測此電流極限，當超過此起動組態之電流極限時電流感測比較器248使正反器246保持清零(Q輸出端處於邏輯低)。
啟動振盪器256繼續運行，從而供應一PWM控制信號至電晶體驅動器114，直至啟動計數器254「逾時」並且在「或」閘250之一輸入端確證一邏輯高。啟動計數器254計數直至將足夠數量之PWM脈衝發送至包括電晶體驅動器114、功率電晶體112及功率電感器102之電力產生電路。一旦啟動計數器254計數至「逾時」且撤銷確證POR信號及「電力不足重設(brown-out on reset)」(BOR)信號(邏輯低)，則數位裝置116及任何其他電力應用電路經啟用且所有電路進入正常操作，例如藉由數位裝置116而將PWM啟用設定為一邏輯高且PWM產生器242立即控制電晶體驅動器114之操作。在數位裝置116之正常操作期間，啟動振盪器256係藉由來自「及」閘258之輸出(處於一邏輯低)而停用。可預期且在本發明之範圍內，其他邏輯電路設計可同樣有效且將易於為熟悉數位電路設計及本發明益處之一般技術者所理解。
參考圖3而描繪根據本發明之另一特定例示性實施例之 由一數位裝置控制之一電力應用之一示意圖。該電力應用可為例如(但不限於)一電源供應器、一螢光燈驅動器(全亮度及調光亮度控制)、無刷直流馬達速度及方向控制等等。當在電源節點122(正伏特直流電；+VDC)及128(負伏特直流電；-VDC)處施加高壓電力時，跨電容器126之電壓根據電阻器124及電容器126之時間常數而升高，直至達到齊納二極體120之崩潰電壓(例如15伏特直流電)。給電容器126充電之來自電阻器124之DC電壓係用作一低電流偏壓電壓(Vbias)，並且經施加至一低壓降(LDO)電壓調節器118且經由二極體336而施加至一電晶體驅動器114(例如場效電晶體(FET))。在數位裝置116之起動/穩定及正常操作兩個期間，LDO電壓調節器118供應一適當電壓至數位裝置116，如下文中更完全所述。來自電阻器124並且經由二極體336提供之電壓具有剛好足夠的電流源送能力以起動數位裝置並供應足夠電壓至電晶體驅動器以便開始功率電晶體112之接通及關斷進而在(若干)輔助線圈306上產生感應誘發電壓。數位裝置316可為例如(但不限於)一微處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一可程式化邏輯陣列(PLA)及一場可程式化閘陣列(FPGA)等等。
數位裝置316將一驅動信號(例如一脈寬調變(PWM)信號)自節點382供應至控制功率電晶體112(例如一功率FET)之FET電晶體驅動器114。功率電晶體112基於來自電晶體驅動器114之控制而開啟及關閉，並導致在一功率電感器302 中積聚及產生一感應誘發之交流(AC)電壓。功率電感器302可包括一功率線圈304及一輔助線圈306。功率電感器302可為一切換電源供應器、具有或不具有光亮度控制之一螢光燈驅動器或一無刷直流馬達之定子線圈(為清晰起見，僅繪示一者)的一部分。結合功率電晶體112接通及關斷，功率電感器302之功率線圈304(例如一磁芯上之一繞組)可產生跨(若干)輔助線圈306(例如該磁芯上之一個分接繞組或兩個單獨繞組)而誘發一AC電壓的一磁通量。
起初，電壓係經由電阻器124及二極體336而供應至電晶體驅動器114。接著，一旦自輔助線圈306取得AC電壓，則二極體110整流該AC電壓以產生在稍後起動及正常操作期間用於供電給電晶體驅動器114之一DC電壓。輔助線圈306或單獨線圈上之一分接頭產生一較低AC電壓，該AC電壓可藉由二極體338而整流為施加至LDO調節器118之一DC電壓以在圖3之電力電路之起動及正常操作兩個期間供電給數位裝置316。
然而，在功率電晶體112可開始接通及關斷之前，數位裝置316必須供應一控制信號至電晶體驅動器114，電晶體驅動器114繼而控制功率電晶體112之接通及關斷操作。由數位裝置316使用來自電阻器124之低電流偏壓電壓以初始化數位裝置316之適當操作並供應一獨立PWM信號以在電力應用之初始起動期間控制電晶體驅動器114。一旦數位裝置316已經適當初始化並準備用於正常操作，則在輸出節點382處以電力應用之電路之正常操作期間所使用之 PWM控制信號取代此獨立PWM信號。包括電阻器332及334之一外部分壓器可用以在外部節點380處提供Vbias之電壓取樣。
參考圖4而描繪圖3之數位裝置之一更詳細示意圖。數位裝置316可包括：一PWM產生器442，其具有連接至一多工器440之一輸入端的一輸出端；一啟動振盪器456；一個一比四(divide by four)分頻器470；一正反器446：一解除保持(hold-off)計數器454；一電流感測比較器448；一電壓感測比較器464；一電壓參考466，例如具有複數個參考電壓之能隙電壓參考；及閘邏輯，例如「及」閘444、458及468、「或」閘450以及反相器452、460及462。啟動振盪器456提供用於驅動電晶體驅動器114之一控制信號，例如PWM。多工器440之一輸出端係連接至數位裝置316之一外部節點382並供應該PWM控制信號給電晶體驅動器114(圖3)。用於數位裝置316之操作的電壓係供應至一Vdd節點並在數位裝置316之外部節點380處被監測。一通電重設(POR)起初被確證為一邏輯高並使包含解除保持計數器454之整個數位裝置316處於一重設狀態(例如經由「或」閘450而至系統啟用邏輯一圖中未繪示)。一能隙電壓參考466可具有多個參考電壓，例如(但不限於)1.0伏特、1.2伏特及2.0伏特。
當外部節點380處之感測電壓VBS足以適當操作數位裝置316時(如由電壓感測比較器464所判定)啟用啟動振盪器456，PWM啟用係處於一邏輯低且已撤銷確證通電重設 (POR)(處於邏輯低)。啟動振盪器456可以一固定頻率(例如400千赫茲至800千赫茲)運行，若啟用電阻電容(RC)振盪器則其自由運行。可用一比四分頻器470將來自啟動振盪器456之輸出除以四(例如100千赫茲至200千赫茲)。來自一比四分頻器470之輸出通過「及」閘444而傳遞至多工器440之一輸入端。當PWM啟用係處於一邏輯低時，多工器440將PWM信號自「及」閘444耦接至控制電晶體驅動器114之PWM輸出節點382。
若電流位準超過起動條件下之可接受極限，則正反器446將導致「及」閘444切斷PWM輸出。由電流感測比較器448監測此電流極限，當超過此起動組態之電流極限時電流感測比較器448使正反器446保持清零(Q輸出端處於邏輯低)。
啟動振盪器456繼續運行，從而供應一PWM控制信號至電晶體驅動器114，直至解除保持計數器454「逾時」並且在「或」閘450之一輸入端確證一邏輯高。解除保持計數器454計數直至將足夠數量之PWM脈衝發送至包括電晶體驅動器114、功率電晶體112及功率電感器302之電力產生電路。一旦解除保持計數器454計數至「逾時」且撤銷確證POR信號及「電力不足重設」(BOR)信號(邏輯低)，則數位裝置316及任何其他電力應用電路經啟用且所有電路進入正常操作，例如藉由數位裝置316而將PWM啟用設定為一邏輯高且PWM產生器442立即控制電晶體驅動器114之操作。在數位裝置316之正常操作期間，啟動振盪器456係 藉由來自「及」閘458之輸出而停用。可預期且在本發明之範圍內，其他邏輯電路設計可同樣有效且易於為熟悉數位電路設計及本發明益處之一般技術者所理解。
雖然已參考本發明之若干例示性實施例而描繪、描述及定義本發明之若干實施例，但此等參考並非隱含對本發明之限制且無法推知此限制。如熟悉相關技術並且受益於本發明之一般技術者瞭解，所揭示之標的在形式及功能上可有許多修改、變更及等效物。本發明之所描繪及所述之實施例僅為例示性，而非窮舉本發明之範圍。
102‧‧‧功率電感器
104‧‧‧功率線圈
106‧‧‧輔助線圈
110‧‧‧二極體
112‧‧‧功率電晶體
114‧‧‧電晶體驅動器
116‧‧‧數位裝置
118‧‧‧低壓降(LDO)電壓調節器
120‧‧‧齊納二極體
122‧‧‧電源節點
124‧‧‧電阻器
126‧‧‧電容器
128‧‧‧電源節點
180‧‧‧外部節點
182‧‧‧外部節點
240‧‧‧多工器
242‧‧‧脈寬調變(PWM)產生器
244‧‧‧「及」閘
246‧‧‧正反器
248‧‧‧電流感測比較器
250‧‧‧「或」閘
252‧‧‧反相器
254‧‧‧啟動計數器
256‧‧‧啟動振盪器
258‧‧‧「及」閘
260‧‧‧反相器
262‧‧‧反相器
264‧‧‧電壓感測比較器
266‧‧‧電壓參考
302‧‧‧功率電感器
304‧‧‧功率線圈
306‧‧‧輔助線圈
316‧‧‧數位裝置
332‧‧‧電阻器
334‧‧‧電阻器
336‧‧‧二極體
338‧‧‧二極體
380‧‧‧外部節點
382‧‧‧外部節點/脈寬調變(PWM)輸出節點
440‧‧‧多工器
442‧‧‧脈寬調變(PWM)產生器
444‧‧‧「及」閘
446‧‧‧正反器
448‧‧‧電流感測比較器
450‧‧‧「或」閘
452‧‧‧反相器
454‧‧‧解除保持計數器
456‧‧‧啟動振盪器
458‧‧‧「及」閘
460‧‧‧反相器
462‧‧‧反相器
464‧‧‧電壓感測比較器
466‧‧‧電壓參考
468‧‧‧「及」閘
470‧‧‧一比四分頻器
圖1繪示根據本發明之一特定例示性實施例之由一數位裝置控制之一電力應用之一示意圖；圖2繪示圖1之數位裝置之一更詳細示意圖；圖3繪示根據本發明之另一特定例示性實施例之由一數位裝置控制之一電力應用之一示意圖；及圖4繪示圖3之數位裝置之一更詳細示意圖。
102‧‧‧功率電感器
104‧‧‧功率線圈
106‧‧‧輔助線圈
110‧‧‧二極體
112‧‧‧功率電晶體
114‧‧‧電晶體驅動器
116‧‧‧數位裝置
118‧‧‧低壓降(LDO)電壓調節器
120‧‧‧齊納二極體
122‧‧‧電源節點
124‧‧‧電阻器
126‧‧‧電容器
128‧‧‧電源節點
180‧‧‧外部節點
182‧‧‧外部節點

Claims (23)

  1. 一種電力系統，其具有用於將其起動之一啟動激勵器(boot strap stimulator)，該電力系統包括：一功率電感器，其具有一功率線圈及一輔助線圈；一功率電晶體，其係連接至該功率線圈，且該功率線圈及該功率電晶體係連接至一直流電源，其中當該功率電晶體接通及關斷時，在該功率電感器中產生一變動磁通量，其導致在該功率線圈及該輔助線圈中產生交流電壓；一電晶體驅動器，其係連接至該功率電晶體並控制該功率電晶體；一數位裝置，其具有連接至用於控制該數位裝置之該電晶體驅動器的一輸出端；一低壓降電壓調節器，其供應電力至該數位裝置；一電路，其係組態以提供耦接至該直流電源之一低電流偏壓電壓，該電路經組態以提供供應一起動電壓的該低電流偏壓電壓至該低壓降電壓調節器及該電晶體驅動器；及一功率整流器，其係耦接至該輔助線圈，其中該功率整流器供應一操作電壓至該低壓降電壓調節器及該電晶體驅動器；其中在該電力系統起動期間，該數位裝置之該輸出端以一恆定頻率供應一第一控制信號，且在起動之後，該數位裝置之該輸出端供應獨立於該第一控制信號之一脈 寬調變(PWM)第二控制信號，其中該數位裝置決定從該第一控制信號至該脈寬調變第二控制信號之切換。
  2. 如請求項1之電力系統，其中該數位裝置包括：一啟動電壓感測電路，其用於感測該起動電壓；一啟動振盪器，當該啟動電壓感測電路判定該起動電壓高於某一電壓值時該啟動振盪器以實質上一恆定頻率產生一信號；一啟動計數器，其具有耦接至該啟動振盪器之一輸入端並將該啟動振盪器信號計數至一預定值；一脈寬調變產生器；及一多工器，其具有連接至該脈寬調變產生器之一第一輸入端、耦接至該啟動振盪器之一第二輸入端及一輸出端，當該啟動計數器正在往該預定值計數時，該輸出端以該恆定頻率供應該控制信號，及當該啟動計數器已計數至該預定值時，該輸出端供應該脈寬調變控制信號。
  3. 如請求項2之電力系統，其進一步包括用於當撤銷確證一通電重設(POR)信號時啟用該啟動振盪器之一通電重設電路。
  4. 如請求項2之電力系統，其進一步包括用於判定通過該功率電晶體之電流的一電流感測電路，其中若通過該功率電晶體之該電流超過一預定值，則該電流感測電路在起動期間抑制該啟動振盪器。
  5. 如請求項1之電力系統，其中經組態以提供該低電流偏壓電壓之該電路包括： 一電阻器；一電容器，其與該電阻器串聯連接，其中該等串聯連接之電阻器及電容器係連接至該直流電源；及一齊納二極體，其係連接於該電阻器及該電容器之一共同連接處，其中該起動電壓係自該共同連接供應。
  6. 如請求項2之電力系統，其中當該啟動計數器係處於該預定值時撤銷確證一系統重設信號。
  7. 如請求項6之電力系統，其中在撤銷確證該系統重設信號之後該多工器係由一脈寬調變啟用信號控制。
  8. 如請求項1之電力系統，其中該功率電晶體係一功率場效電晶體(FET)。
  9. 如請求項1之電力系統，其中該數位裝置係一微控制器。
  10. 如請求項1之電力系統，其中該數位裝置係選自由一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一可程式化邏輯陣列(PLA)及一場可程式化閘陣列(FPGA)組成之群組。
  11. 一種電力系統，其具有用於起動該電力系統之一啟動激勵器，該電力系統包括：一功率電感器，其具有一功率線圈及一輔助線圈，該輔助線圈具有第一輸出電壓及第二輸出電壓，其中該第一輸出電壓係大於該第二輸出電壓；一功率電晶體，其係連接至該功率線圈，且該功率線圈及該功率電晶體係連接至一直流電源，其中當該功率 電晶體接通及關斷時，在該功率電感器中產生一變動磁通量，其導致在該功率線圈及該分接輔助線圈中產生交流電壓；一電晶體驅動器，其係連接至該功率電晶體並控制該功率電晶體；一數位裝置，其具有連接至用於控制該數位裝置之該電晶體驅動器的一輸出端；一低壓降電壓調節器，其供應電力至該數位裝置；一電路，其經組態以提供耦接至該直流電源之一低電流偏壓電壓，該電路經組態以提供供應一起動電壓的該低電流偏壓電壓至該低壓降電壓調節器及該電晶體驅動器電晶體驅動器；及一第一功率整流器，其係連接至該輔助線圈之該第一輸出電壓，其中該第一功率整流器供應一第一操作電壓至該電晶體驅動器；一第二功率整流器，其係連接至該輔助線圈之該第二輸出電壓，其中該第二功率整流器供應一第二操作電壓至該低壓降電壓調節器；其中在該電力系統起動期間，該數位裝置之該輸出端以一恆定頻率供應一第一控制信號，且在起動之後，該數位裝置之該輸出端供應獨立於該第一控制信號之一脈寬調變(PWM)第二控制信號，其中該數位裝置決定從該第一控制信號至該脈寬調變第二控制信號之切換。
  12. 如請求項11之電力系統，其中該數位裝置包括： 一啟動電壓感測電路，其用於感測該起動電壓；一啟動振盪器，當該啟動電壓感測電路判定該起動電壓高於某一電壓值時，該啟動振盪器以實質上一恆定頻率產生一信號；一解除保持計數器，其具有耦接至該啟動振盪器之一輸入端並將該啟動振盪器信號計數至一預定值；一脈寬調變產生器；及一多工器，其具有連接至該脈寬調變產生器之一第一輸入端、耦接至該啟動振盪器之一第二輸入端及一輸出端，當該解除保持計數器正在往該預定值計數時，該輸出端以該恆定頻率供應該控制信號，及當該解除保持計數器已計數至該預定值時，該輸出端供應該脈寬調變控制信號。
  13. 如請求項12之電力系統，其進一步包括用於當撤銷確證一通電重設(POR)信號時啟用該啟動振盪器之一通電重設電路。
  14. 如請求項12之電力系統，其進一步包括用於判定通過該功率電晶體之電流的一電流感測電路，其中若通過該功率電晶體之該電流超過一預定值，則該電流感測電路在起動期間抑制該啟動振盪器。
  15. 如請求項11之電力系統，其中經組態以提供一低電流偏壓電壓之該電路包括：一電阻器；一電容器，其與該電阻器串聯連接，其中該等串聯連 接之電阻器及電容器係連接至該直流電源；及一齊納二極體，其係連接於該電阻器及該電容器之一共同連接處，其中該起動電壓係自該共同連接供應。
  16. 如請求項12之電力系統，其中當該解除保持計數器係處於該預定值時撤銷確證一系統啟用信號。
  17. 如請求項16之電力系統，其中在撤銷確證該系統啟用信號之後該多工器係由一脈寬調變啟用信號控制。
  18. 如請求項11之電力系統，其中該功率電晶體係一功率場效電晶體(FET)。
  19. 如請求項11之電力系統，其中該數位裝置係一微控制器。
  20. 如請求項11之電力系統，其中該數位裝置係選自由一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一可程式化邏輯陣列(PLA)及一場可程式化閘陣列(FPGA)組成之群組。
  21. 如請求項12之電力系統，其進一步包含一個一比四計數器(divide-by-four counter)，其連接於該啟動振盪器與該解除保持計數器之間。
  22. 一種操作一電力系統之方法，該電力系統具有用於起動該電力系統之一啟動激勵器，該電力系統包括：一功率電感器，其具有一功率線圈及一輔助線圈；一功率電晶體，其係連接至該功率線圈，且該功率線圈及該功率電晶體係連接至一直流電源，其中當該功率電晶體接通及關斷時，在該功率電感器中產生一變動磁 通量，其導致在該功率線圈及該輔助線圈中產生交流電壓；一電晶體驅動器，其係連接至該功率電晶體並控制該功率電晶體；一數位裝置，其具有連接至用於控制該數位裝置之該電晶體驅動器的一輸出端；一低壓降電壓調節器，其供應電力至該數位裝置；一電路，其係組態以提供耦接至該直流電源之一低電流偏壓電壓；及一功率整流器，其係耦接至該輔助線圈；該方法包含：藉由該直流電源提供一電力供應電壓；藉由經組態以提供該低電流偏壓電壓之該電路產生用於該低壓降電壓調節器之一第一供應電壓；藉由該數位裝置以一恆定頻率提供一第一控制信號至該電晶體驅動器；藉由該輔助線圈產生用於該低壓降電壓調節器之一第二供應電壓；及在一預定時間後，藉由該數位裝置將該第一控制信號切換至獨立於該第一控制信號之一脈寬調變之第二控制信號。
  23. 如請求項22之方法，其中一旦當該起動電力電路提供一足夠供應電壓時，則該數位裝置產生該第一控制信號。
TW100107611A 2010-03-12 2011-03-07 具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法 TWI524639B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/722,602 US8363435B2 (en) 2010-03-12 2010-03-12 Digital device with boot strap circuit stimulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201212503A TW201212503A (en) 2012-03-16
TWI524639B true TWI524639B (zh) 2016-03-01

Family

ID=44461959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100107611A TWI524639B (zh) 2010-03-12 2011-03-07 具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8363435B2 (zh)
EP (1) EP2545639A2 (zh)
KR (1) KR20130014048A (zh)
CN (1) CN103026604B (zh)
TW (1) TWI524639B (zh)
WO (1) WO2011112821A2 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103853060B (zh) * 2012-11-30 2017-06-23 上海拜骋电器有限公司 电子开关的控制器及控制方法、电子开关及电子设备
US10698432B2 (en) * 2013-03-13 2020-06-30 Intel Corporation Dual loop digital low drop regulator and current sharing control apparatus for distributable voltage regulators
US9135472B2 (en) 2013-10-31 2015-09-15 Square, Inc. Systems and methods for secure processing with embedded cryptographic unit
US10158311B2 (en) 2014-06-23 2018-12-18 Shanghai Baicheng Electric Equipment Manufacture Co., Ltd. Electronic switch control method
US9766291B2 (en) * 2014-11-06 2017-09-19 Rockwell Automation Technologies Inc. Cleaning and motor heating electromagnetic motor control switching
CN106549578B (zh) * 2016-12-21 2019-10-11 湖南国科微电子股份有限公司 多模式电源管理系统
US10410202B1 (en) * 2016-12-31 2019-09-10 Square, Inc. Expedited booting with brownout monitoring
US10410189B2 (en) 2017-09-30 2019-09-10 Square, Inc. Scanning system with direct access to memory
CN110061722B (zh) * 2019-04-18 2021-03-26 电子科技大学 一种由mos型器件变频驱动的负载功率调整电路
CN110212902B (zh) * 2019-06-28 2023-11-14 成都信息工程大学 一种上电复位电路
JP6838123B1 (ja) * 2019-10-29 2021-03-03 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 情報処理装置、及び電源制御方法
CN111642055B (zh) * 2020-06-04 2021-08-13 中国科学院近代物理研究所 离子同步加速器数字脉冲电源的电流波形控制系统及方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5459652A (en) * 1994-01-28 1995-10-17 Compaq Computer Corp. Boot strap circuit for power up control of power supplies
US5767631A (en) * 1996-12-20 1998-06-16 Motorola Inc. Power supply and electronic ballast with low-cost inverter bootstrap power source
US6208534B1 (en) * 2000-04-04 2001-03-27 Switch Power, Inc. Generating bias voltage in a voltage converter
US7221128B2 (en) * 2002-05-30 2007-05-22 Sanken Electric Co., Ltd. Converter with start-up circuit
CN100397761C (zh) * 2002-07-19 2008-06-25 St微电子公司 用于开关电源的自举电路
JP4687958B2 (ja) * 2005-03-30 2011-05-25 サンケン電気株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US8108708B2 (en) * 2007-05-03 2012-01-31 Microchip Technology Incorporated Power optimization when using external clock sources
TW200847602A (en) * 2007-05-29 2008-12-01 Richtek Techohnology Corp Apparatus and method of improving flyback transformer light-loading efficacy
JP5230181B2 (ja) * 2007-12-07 2013-07-10 パナソニック株式会社 エネルギー伝達装置およびエネルギー伝達制御用半導体装置
TW200939011A (en) * 2008-03-12 2009-09-16 Inventec Corp Power supply and bootstrap circuit thereof
CN201438266U (zh) * 2009-07-22 2010-04-14 Bcd半导体制造有限公司 一种脉冲调制控制器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011112821A3 (en) 2012-05-03
KR20130014048A (ko) 2013-02-06
WO2011112821A2 (en) 2011-09-15
US20110222322A1 (en) 2011-09-15
CN103026604A (zh) 2013-04-03
TW201212503A (en) 2012-03-16
CN103026604B (zh) 2016-11-09
US8363435B2 (en) 2013-01-29
EP2545639A2 (en) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI524639B (zh) 具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法
US6667583B2 (en) Method and apparatus for efficiently driving a low-voltage device from a wide-range input supply
JP4119363B2 (ja) 電力コンバータの同期整流器を制御するための方法及び装置
JPWO2004059822A1 (ja) スイッチング電源装置及びスイッチング電源装置の制御方法
TW200406977A (en) DC-DC converter
US9106149B2 (en) Start-up circuitry
US8878449B2 (en) LED drive circuit and LED illumination unit
TWI717359B (zh) 用以將電壓供應給電動馬達之電磁式止動煞車的電路結構
TWI577118B (zh) 高電壓啟動積體電路及具有高電壓啟動電路之電源轉換系統及方法
JP7006840B2 (ja) スイッチング制御回路、電源回路
JP6359961B2 (ja) スイッチング電源
KR101555146B1 (ko) 프로그램할 수 있는 교류 전원 전자 스위치
JP2007159265A (ja) 電源装置
KR101260749B1 (ko) 전원 공급 장치
JP4279235B2 (ja) 電源装置
JP5475612B2 (ja) 電源装置
JP2007236090A (ja) ブラシレスモータの制御方法および制御装置
JP5581993B2 (ja) リセット回路
JP2011142719A (ja) スイッチング電源装置
JP2009296713A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータおよび電源制御用半導体集積回路
CN116547902A (zh) 用于操作直流马达的方法
JP5234327B2 (ja) スイッチング電源
JP2900664B2 (ja) 誘導加熱装置
JPH10134952A (ja) 誘導加熱調理器
JP2016127627A (ja) スイッチング電源装置