TWI657329B - 複合式穩壓裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用於遙控車或遙控船的複合式穩壓裝置包括電源輸入端、電源輸出端、切換式穩壓器以及線性穩壓器。電源輸入端接收輸入電壓，電源輸出端將穩壓後之輸出電壓提供至遙控車或遙控船。切換式穩壓器和線性穩壓器皆連接於電源輸入端與電源輸出端之間，並將輸入電壓穩壓後輸出至電源輸出端，但切換式穩壓器和線性穩壓器的運作條件彼此相異，其分別為輸入電壓達到第一閾值電壓和輸入電壓達到第二閾值電壓。當遙控車或遙控船之動力輸出部處於高載狀態而導致輸入電壓降至低於第一閾值電壓且高於第二閾值電壓時，切換式穩壓器因輸入電壓低於最低工作電壓而停止穩壓，而線性穩壓器仍持續穩壓及輸出，以維持遙控車或遙控船的控制部正常運行。

Description

複合式穩壓裝置
本發明關於一種穩壓裝置，特別是，一種用於遙控車或遙控船的複合式穩壓裝置。
科技進步的時代，電子裝置和遙控車或遙控船盛行於世，各個電子裝置和遙控車或遙控船皆有其特定電壓需求，因此需穩壓器調整電壓以符合其規格。一般常見的穩壓器為切換式穩壓器和線性穩壓器，線性穩壓器線性調整電壓且電路簡單，但輸入電壓高於輸出電壓時容易發熱而侷限使用範圍，但具有工作電壓低及啟動速度較快之優點；切換式穩壓器於輸入電壓高於輸出電壓時不易發熱，但具有工作電壓高及延遲啟動之缺點。電子裝置根據其特定電壓需求選定穩壓器，但遙控車或遙控船會有瞬間加速前進或停止的狀況，電能需求會一直快速高低變化，前述兩種穩壓器則難以符合遙控車或遙控船的需求，而需再增添其他電路以符合遙控車或遙控船需求，從而導致成本增加。
綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種複合式穩壓裝置，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。
有鑑於上述習知之問題，本發明的目的在於提供一種複合式穩壓裝置，用以解決習知技術中所面臨之問題。
基於上述目的，本發明提供一種複合式穩壓裝置，其包括電源輸入端、電源輸出端、切換式穩壓器、線性穩壓器、第一二極體以及第二二極體，並適用於以電池為動力之遙控車或遙控船，遙控車或遙控船具有控制部及動力輸出部。電源輸入端係與電池連接以接收輸入電壓，電源輸出端係將穩壓後之輸入電壓為輸出電壓，以提供至控制部。切換式穩壓器和線性穩壓器皆連接於電源輸入端與電源輸出端之間，切換式穩壓器於輸入電壓達到第一閾值電壓時，將輸入電壓穩壓後而輸出第一輸出電壓至電源輸出端；線性穩壓器於輸入電壓達到第二閾值電壓時，將輸入電壓穩壓後而輸出第二輸出電壓至電源輸出端，其中第二閾值電壓小於第一閾值電壓。第一二極體設置於切換式穩壓器與電源輸出端之間，而第二二極體設置於線性穩壓器與電源輸出端之間。當遙控車或遙控船之動力輸出部處於高載狀態而導致電池提供之輸入電壓降至低於第一閾值電壓且高於第二閾值電壓時，切換式穩壓器停止穩壓而由線性穩壓器持續對輸入電壓穩壓後輸出，以至少維持控制部之運作，而持續供電至遙控車或遙控船及不重置或不斷電。
較佳地，當遙控車或遙控船之動力輸出部從高載狀態恢復成正常運行狀態時，輸入電壓升至高於第一閾值電壓，切換式穩壓器和線性穩壓器皆對輸入電壓穩壓，且第一輸出電壓高於第二輸出電壓。
較佳地，當輸入電壓高於第一閾值電壓時，切換式穩壓器將輸入電壓穩壓為第一輸出電壓，線性穩壓器將輸入電壓穩壓為第二輸出電壓，使第一輸出電壓高於第二輸出電壓。
較佳地，切換式穩壓器以及線性穩壓器係並聯連接於電源輸入端與電源輸出端之間。
較佳地，切換式穩壓器和電源輸出端之間設有第一電壓調整組件，線性穩壓器和電源輸出端之間設有第二電壓調整組件，以調變第一輸出電壓和第二輸出電壓。
較佳地，切換式穩壓器和電源輸入端之間設置第一輸入電容以對輸入電壓進行濾波，或線性穩壓器和電源輸入端之間設置第二輸入電容以對輸入電壓進行濾波，以減少雜訊干擾。
較佳地，切換式穩壓器和電源輸出端之間設有第一輸出電容以對第一輸出電壓進行濾波，或線性穩壓器和電源輸出端之間設有第二輸出電容以對第二輸出電壓濾波，以減少雜訊干擾。
較佳地，其中第一二極體係順向設置於切換式穩壓器與電源輸出端之間，以防止線性穩壓器之第二輸出電壓逆流至切換式穩壓器，並保護切換式穩壓器。
較佳地，其中第二二極體係順向設置於線性穩壓器與電源輸出端之間，以防止切換式穩壓器之第一輸出電壓逆流至線性穩壓器，並保護線性穩壓器。
較佳地，其中，第一輸出電壓通過第一二極體後之電壓，係高於第二輸出電壓通過第二二極體後之電壓。
承上所述，本發明之複合式穩壓裝置，其可具有一或多個下述優點：
(1)本發明之複合式穩壓裝置，即使遙控車或遙控船之動力輸出部處於高載狀態，仍藉由線性穩壓器持續對輸入電壓穩壓，持續供電至遙控車或遙控船而不讓其停止運行或重置起動。
(2)本發明之複合式穩壓裝置，更具有第一輸入電容或第二輸入電容和第一輸出電容或第二輸出電容，以替輸入電壓和輸出電壓進行濾波，從而減少雜訊。
(3)本發明之複合式穩壓裝置，更備有第一二極體和第二二極體，以防止第一輸出電壓和第二輸出電壓逆流，從而保護切換是穩壓器和線性穩壓器。
10‧‧‧電池
11‧‧‧輸入電壓
20‧‧‧電源輸入端
30‧‧‧切換式穩壓器
31‧‧‧第一閾值電壓
32‧‧‧第一輸出電壓
33‧‧‧第一二極體
40‧‧‧線性穩壓器
41‧‧‧第二閾值電壓
42‧‧‧第二輸出電壓
43‧‧‧第二二極體
50‧‧‧電源輸出端
51‧‧‧輸出電壓
60a‧‧‧遙控車
60b‧‧‧遙控船
61‧‧‧控制部
62‧‧‧動力輸出部
70‧‧‧第一輸入電容
80‧‧‧第一電壓調整組件
90‧‧‧第一輸出電容
100‧‧‧第二輸入電容
110‧‧‧第二電壓調整組件
120‧‧‧第二輸出電容
CH1、CH2、CH3‧‧‧測量點
第1圖為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例的方塊圖。
第2圖為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例的電路圖。
第3圖為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例之起動狀態時間和電池輸入及穩壓輸出波形圖。
第4圖為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例之關閉狀態時間和電池輸入及穩壓輸出波形圖。
第5圖為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例之負載狀態時間和電池輸入及穩壓輸出波形圖。
本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。
請參閱第1圖，其為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例的方塊圖。於本實施例中，本發明提供一種複合式穩壓裝置，其包括電源輸入端20、電源輸出端50、切換式穩壓器30、線性穩壓器40、第一二極體33以及第二二極體43，並適用於以電池10為動力之遙控車60a或遙控船60b，遙控車60a或遙控船60b具有控制部61及動力輸出部62。電源輸入端20係與電池10連接以接收輸入電壓11，電源輸出端50係將未穩壓之輸入電壓11穩壓至輸出電壓51，以提供至控制部61。切換式穩壓器30和線性穩壓器40皆連接於電源輸入端20與電源輸出端50之間，且並聯連接於電源輸入端20與電源輸出端50之間，切換式穩壓器30於輸入電壓11達到第一閾值電壓31時，將輸入電壓11穩壓後而輸出第一輸出電壓32至電源輸出端50；線性穩壓器40於輸入電壓11達到第二閾值電壓41時，將輸入電壓11穩壓後而輸出第二輸出電壓42至電源輸出端50，其中第二閾值電壓41小於第一閾值電壓31。第一二極體33設置於切換式穩壓器30與電源輸出端50之間，而第二二極體43設置於線性穩壓器40與電源輸出端50之間。當遙控車60a或遙控船60b之動力輸出部62處於高載狀態而導致電池10提供之輸入電壓11降至低於第一閾值電壓31且高於第二閾值電壓41時，切換式穩壓器30停止穩壓而由線性穩壓器40持續對輸入電壓11穩壓，以至少 維持控制部61之運作，並持續供電至遙控車60a或遙控船60b而不斷電及不重置。另外，電池10可為鎳氫電池或鉛酸電池，以適用於市面上販售的電池種類。
請參閱第2圖，其為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例的電路圖。於第2圖中，第一二極體33及第二二極體43分別順向設置於切換式穩壓器30與電源輸出端50之間和順向設置於線性穩壓器40與電源輸出端50之間，以防止第二輸出電壓42和第一輸出電壓32分別逆流至切換式穩壓器30和線性穩壓器40，從而保護切換式穩壓器30和線性穩壓器40。
較佳地，切換式穩壓器30和電源輸出端50之間設有第一電壓調整組件80，線性穩壓器40和電源輸出端50之間設有第二電壓調整組件110，以根據不同的電壓需求調整第一輸出電壓32和第二輸出電壓42，因而調整輸出電壓51的數值，並讓遙控車60a或遙控船60b以正常狀態運行。除此之外，切換式穩壓器30和電源輸入端20之間設置第一輸入電容70以替輸入電壓11濾波，線性穩壓器40和電源輸入端20之間設置第二輸入電容100以替輸入電壓11濾波；切換式穩壓器30和電源輸出端50之間設有第一輸出電容90以替第一輸出電壓32濾波，線性穩壓器40和電源輸出端50之間設有第二輸出電容120以替第二輸出電壓42濾波，以減少雜訊干擾。
請參閱第3圖、第4圖及第5圖，其分別為本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例之起動狀態的波形圖、本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例之關閉狀態的波形圖以及本發明之複合式穩壓裝置的第一實施例之負載狀態的波形圖。
首先，於第2圖設置測量點CH1、測量點CH2以及測量點CH3，測量點CH1為測量第二輸出電壓42，測量點CH2為測量第一輸出電壓32，測量點 CH3為測量輸入電壓11，並搭配第3圖及第4圖說明電源輸入端20通入輸入電壓11的起動、關閉以及負載的狀況：(1)於第3圖中，並搭配第2圖說明，電池10供應輸入電壓11至電源輸入端20，電源輸入端20將輸入電壓11分別傳送至切換式穩壓器30和線性穩壓器40，切換式穩壓器30和線性穩壓器40皆對輸入電壓11穩壓後而分別輸出第一輸出電壓32和第二輸出電壓42。(2)於第4圖中，並搭配第2圖說明，電池10停止供應輸入電壓11至電源輸入端20，切換式穩壓器30和線性穩壓器40皆未接受到輸入電壓11而無第一輸出電壓32和第二輸出電壓42，並從圖中看出CH1和CH2的電壓皆降為零。
接著搭配第5圖負載狀態和第2圖說明遙控車60a或遙控船60b於接受輸入電壓11的情況如下：(1)CH1從5.3V下降至3.6V，CH2從6.3V下降至0V，CH3從10V下降至4V，此狀況為遙控車60a或遙控船60b之動力輸出部62處於高載狀態，而導致電池10提供之輸入電壓11降至低於第一閾值電壓31且高於第二閾值電壓41，已到達切換式穩壓器30的最低工作電壓，切換式穩壓器30停止穩壓而由線性穩壓器40持續對輸入電壓11穩壓，以至少維持控制部61之運作而未有重置動作，而持續供電至遙控車60a或遙控船60b而不斷電。(2)CH1從3.6V上升至5.3V，CH2從0V上升至6.3V，CH3從0V上升至10V，此為遙控車60a或遙控船60b之動力輸出部62從高載狀態恢復成正常運行狀態，輸入電壓11升至高於第一閾值電壓31，亦即，輸入電壓11上升至高於切換式穩壓器30的最低工作電壓，切換式穩壓器30和線性穩壓器40皆對輸入電壓11穩壓，第一輸出電壓32高於第二輸出電壓42，且第一輸出電壓32通過第一二極體33後之電壓仍高於第二輸出電壓42通過第二二極體43後之電壓，因此，第一二極體33和第二二極體43的設置不會影響第一輸出電壓32高於第二輸出電壓42之事實。(3)CH1維持在5.3V， CH2維持在6.3V，CH3維持在10V，此為輸入電壓11為維持在高於第一閾值電壓31的狀態，切換式穩壓器30將輸入電壓11穩壓為第一輸出電壓32，線性穩壓器40將輸入電壓11穩壓為第二輸出電壓42，第一輸出電壓32仍高於第二輸出電壓42，使遙控車60a或遙控船60b能維持正常運行前進。
綜上所述，本發明之複合式穩壓裝置，藉由結合切換式穩壓器30和線性穩壓器40，讓遙控車60a或遙控船60b之動力輸出部62處於高載狀態時仍受到線性穩壓器40之第二輸出電壓42供電，能維持控制部61的正常運作而不會重置遙控車60a或遙控船60b，再者，更備有第一輸入電容70和第二輸入電容100以替輸入電壓11進行濾波，另備有第一輸出電容90以及第二輸出電容120，以替第一輸出電壓32以及第二輸出電壓42進行濾波，從而減少雜訊干擾，還有第一二極體33以及第二二極體43的設置，防止第一輸出電壓32和第二輸出電壓42逆流42，保護切換式穩壓器30和線性穩壓器40。總而言之，本發明之複合式穩壓裝置具有如上述的優點，持續穩定地供電至遙控車60a或遙控船60b，讓遙控車60a或遙控船60b不論何種狀況皆能正常運行。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (9)

  1. 一種複合式穩壓裝置，適用於以一電池為動力之一遙控車或一遙控船，該遙控車或該遙控船具有一控制部及一動力輸出部，該複合式穩壓裝置包括：一電源輸入端，係與該電池連接以接收一輸入電壓；一電源輸出端，係將穩壓後之該輸入電壓為一輸出電壓，以提供至該控制部；一切換式穩壓器，連接於該電源輸入端與該電源輸出端之間，該切換式穩壓器於該輸入電壓達到一第一閾值電壓時，將該輸入電壓穩壓後而輸出一第一輸出電壓至該電源輸出端；一線性穩壓器，連接於該電源輸入端及該電源輸出端之間，該線性穩壓器於該輸入電壓達到一第二閾值電壓時，將該輸入電壓穩壓後而輸出一第二輸出電壓至該電源輸出端，其中該第二閾值電壓小於該第一閾值電壓；一第一二極體，設置於該切換式穩壓器與該電源輸出端之間；以及一第二二極體，設置於該線性穩壓器與該電源輸出端之間；其中，當該遙控車或該遙控船之該動力輸出部處於高載狀態而導致該電池提供之該輸入電壓降至低於該第一閾值電壓且高於該第二閾值電壓時，該切換式穩壓器停止穩壓而由該線性穩壓器持續對該輸入電壓穩壓，以維持該控制部之正常運作，而該遙控車或該遙控船未重置且不斷電；其中，該切換式穩壓器和該電源輸出端之間設有一第一電壓調整組件，該線性穩壓器和該電源輸出端之間設有一第二電壓調整組件，以調變該第一輸出電壓和該第二輸出電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，當該遙控車或該遙控船之該動力輸出部從高載狀態恢復成正常運行狀態時，該輸入電壓升至高於該第一閾值電壓，該切換式穩壓器和該線性穩壓器皆對該輸入電壓穩壓，且該第一輸出電壓高於該第二輸出電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，當該輸入電壓高於該第一閾值電壓，該切換式穩壓器將該輸入電壓穩壓為該第一輸出電壓，該線性穩壓器將該輸入電壓穩壓為該第二輸出電壓，使該第一輸出電壓高於該第二輸出電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，其中，該切換式穩壓器以及該線性穩壓器係並聯連接於該電源輸入端與該電源輸出端之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，其中，該切換式穩壓器和該電源輸入端之間設置一第一輸入電容以對該輸入電壓進行濾波，或該線性穩壓器和該電源輸入端之間設置一第二輸入電容以對該輸入電壓進行濾波。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，其中，該切換式穩壓器和該電源輸出端之間設有一第一輸出電容以對該第一輸出電壓進行濾波，或該線性穩壓器和該電源輸出端之間設有一第二輸出電容以對該第二輸出電壓濾波。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，其中該第一二極體係順向設置於該切換式穩壓器與該電源輸出端之間，以防止該線性穩壓器之該第二輸出電壓逆流至該切換式穩壓器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，其中該第二二極體係順向設置於該線性穩壓器與該電源輸出端之間，以防止該切換式穩壓器之該第一輸出電壓逆流至該線性穩壓器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之複合式穩壓裝置，其中，該第一輸出電壓通過該第一二極體後之電壓，係高於該第二輸出電壓通過該第二二極體後之電壓。
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