TWI660563B - 放電裝置 - Google Patents

Abstract

一種放電裝置。藉由第一放電電路提供的第一放電路徑的跨壓啟動第二放電電路提供第二放電路徑，以對負載電容進行放電。

Description

放電裝置

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種放電裝置。

一個穩定的電源系統通常需要多個穩壓電容維持電壓的穩定，但應用電源系統的裝置在關機時常因穩壓電容儲存的殘餘電荷不完全放電，導致裝置在重開機時影響開機的上電時序，而使裝置無法正常運作。傳統解決殘餘電荷問題的方法為在電源系統斷電後等待一段時間，使殘餘電荷自然洩放，以避免裝置在重開機時殘餘電荷影響開機的上電時序，而使裝置無法正常運作。然而，此解決方式將造成使用上的不便，且洩放殘餘電荷所需的時間亦不易掌控。

本發明提供一種放電裝置，可加速殘餘電荷的洩放，大幅地縮減完成殘餘電荷洩放所需的時間，有效地避免殘餘電荷影響開機的上電時序。

本發明的放電裝置耦接電源電壓以及負載電容，電源電壓於關機狀態下被切斷，放電裝置包括整流電路、電荷儲存單元、第一放電電路以及第二放電電路。整流電路耦接電源電壓。電荷儲存單元耦接於整流電路與接地之間，電荷儲存單元用以儲存電荷，整流電路使流經整流電路的電流單向地由電源電壓流向電荷儲存單元。第一放電電路耦接電荷儲存單元，第一放電電路能夠於關機狀態下根據電荷儲存單元提供的電壓而提供第一放電路徑，以對電荷儲存單元進行放電。第二放電電路耦接第一放電電路，第二放電電路能夠於關機狀態下根據第一放電路徑上的跨壓提供第二放電路徑，以對負載電容進行放電。

本發明的電子裝置耦接電源電壓，電子裝置包括開關、負載電容、負載以及放電裝置，其中開關控制電源電壓的供應，而切換電子裝置進入正常運作或關機的狀態。放電裝置耦接開關、負載電容以及負載，於電子裝置關機時加速負載電容的放電。放電裝置包括整流電路、電荷儲存單元、第一放電電路以及第二放電電路。整流電路耦接電源電壓。電荷儲存單元耦接於整流電路與接地之間，電荷儲存單元用以儲存電荷，整流電路使流經整流電路的電流單向地由電源電壓流向電荷儲存單元。第一放電電路耦接電荷儲存單元，第一放電電路能夠於關機的狀態下根據電荷儲存單元提供的電壓而提供第一放電路徑，以對電荷儲存單元進行放電。第二放電電路耦接第一放電電路，第二放電電路能夠於關機的狀態下根據第一放電路徑上的跨壓提供第二放電路徑，以對負載電容進行放電。

在本發明的一實施例中，上述的第一放電電路包括雙載子接面電晶體以及第一電阻。雙載子接面電晶體的射極耦接整流電路與電荷儲存單元的共同接點，雙載子接面電晶體的集極耦接第二放電電路，雙載子接面電晶體的基極耦接電源電壓，電荷儲存單元所儲存的電荷更經由雙載子接面電晶體的基極向放電裝置的負載進行放電。第一電阻耦接於雙載子接面電晶體的集極與接地之間，第一電阻與雙載子接面電晶體形成第一放電路徑，並提供跨壓給第二放電電路。

在本發明的一實施例中，上述的第一放電電路包括金屬氧化物半導體電晶體，金屬氧化物半導體電晶體耦接於電源電壓與接地之間，金屬氧化物半導體電晶體的閘極耦接第一放電電路，以接收上述跨壓。

在本發明的一實施例中，上述的第二放電電路更包括第二電阻，其耦接於金屬氧化物半導體電晶體的汲極與電源電壓之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一放電電路更包括第二電阻，其耦接於雙載子接面電晶體的基極與電源電壓之間。

在本發明的一實施例中，上述的整流電路包括整流二極體，其陽極與陰極分別耦接電源電壓與電荷儲存單元。

在本發明的一實施例中，上述的電荷儲存單元包括電容。

基於上述，本發明實施例藉由第一放電電路提供的第一放電路徑上的跨壓啟動第二放電電路提供第二放電路徑，以對負載電容進行放電，如此可在應用放電裝置的電子裝置關機時致能第二放電路徑加速殘餘電荷的洩放，大幅地縮減完成殘餘電荷洩放所需的時間，有效地避免殘餘電荷影響重新開機的上電時序。

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。

圖1是依照本發明一實施例的一種包括放電裝置的電子裝置的示意圖，請參照圖1。電子裝置的放電裝置包括第一放電電路102、第二放電電路104、整流電路106以及電荷儲存單元108，其中第一放電電路102耦接第二放電電路104、整流電路106以及電荷儲存單元108。第二放電電路104耦接電源電壓VDD，整流電路106耦接電源電壓VDD與電荷儲存單元108，此外，第二放電電路104耦接至應用放電裝置的電子裝置的負載電容CL以及負載L1，其中負載電容可例如為應用放電裝置的電子裝置的穩壓電容或是等效負載電容，另外負載L1可例如為電子裝置中與放電裝置耦接的電路元件的等效電阻，電子裝置可例如為手機、電腦或其它具有電源裝置的電子產品。

其中，整流電路106可使流經整流電路106的電流單向地由電源電壓VDD流向電荷儲存單元108，電荷儲存單元108可儲存電荷。當電子裝置關機時，電源電壓VDD停止被提供至整流電路106的輸入端，此時電荷儲存單元108所儲存的電荷可透過第一放電電路102提供的第一放電路徑進行放電。此外，第二放電電路104則會因為在第一放電路徑上的跨壓提供第二放電路徑，以使與第二放電電路104耦接的負載電容CL可經由第二放電路徑進行放電，而加速負載電容CL的殘餘電荷洩放，大幅地縮減完成殘餘電荷洩放所需的時間，並有效地避免電子裝置重新開機時負載電容CL中的殘餘電荷影響開機的上電時序。

圖2~圖5是依照本發明實施例的另一種放電裝置的示意圖。在圖2~圖5的實施例中，第一放電電路102包括雙載子接面電晶體Q1、電阻R1以及R2，其中雙載子接面電晶體Q1耦接於第二放電電路104與整流電路106以及電荷儲存單元108的共同接點之間，電阻R1耦接於雙載子接面電晶體Q1的集極與接地之間，電阻R2耦接於電源電壓VDD與雙載子接面電晶體Q1的基極之間。第二放電電路104包括電阻R3以及金屬氧化物半導體電晶體Q2，其中電阻R3耦接於電源電壓VDD以及金屬氧化物半導體電晶體Q2得汲極之間，金屬氧化物半導體電晶體Q2的源極與閘極分別耦接接地與雙載子接面電晶體Q1的集極。整流電路106包括整流二極體D1，整流二極體D1的陽極與陰極分別耦接電源電壓VDD以及電荷儲存單元108。另外，電荷儲存單元108包括電容C1，電容C1耦接於整流二極體D1的陰極與接地之間。

在本實施例中，電源電壓VDD的供應可由開關S1來控制，開關S1可包含於應用放電裝置的電子裝置中，當開關S1為導通狀態時，電子裝置處於正常運作的狀態，電源電壓VDD由電子裝置供給。而當開關S1為斷開狀態時，可視為電子裝置進入關機狀態，電子裝置停止提供電源電壓VDD。在本實施例中，開關S1係電子裝置的電源開關。

圖2實施例為開關S1處於導通狀態的示意圖，在圖2中，電源電壓VDD可透過整流二極體D1對電容C1進行充電。此時電源電壓VDD透過電阻R2被施加至雙載子接面電晶體Q1的基極，因此雙載子接面電晶體Q1與金屬氧化物半導體電晶體Q2皆處於截止狀態。

圖3~圖5實施例為開關S1處於斷開狀態的示意圖，在圖3中，當開關S1剛進入斷開狀態時，電源電壓VDD停止被供應，而使得雙載子接面電晶體Q1的基極的電壓慢慢下降，當雙載子接面電晶體Q1的基極的電壓下降至使雙載子接面電晶體Q1的射極與基極間的電壓差等於射極-基極接面的障壁電壓時，電容C1所儲存的電荷可開始透過雙載子接面電晶體Q1與電阻R2流向負載電容CL與負載L1。

此外，隨著雙載子接面電晶體Q1的導通，雙載子接面電晶體Q1還可提供一條流向接地的放電路徑。如圖4所示，在雙載子接面電晶體Q1導通後，電容C1所儲存的電荷亦可透過雙載子接面電晶體Q1以及電阻R1流向接地而進行放電。如此一來，將使得電阻R1上的跨壓增大，當電阻R1上的跨壓大於金屬氧化物半導體電晶體Q2的臨限電壓時，將使金屬氧化物半導體電晶體Q2進入導通狀態，而提供另一條放電路徑。如圖5所示，此時負載電容CL中的殘餘電荷便可透過電阻R3與金屬氧化物半導體電晶體Q2流向接地，達到加速負載電容CL的殘餘電荷洩放的效果。

值得注意的是，本實施例的第一放電電路102、第二放電電路104、整流電路106以及電荷儲存單元108亦可以其它的方式實施，而不以圖2~圖5的實施例為限。舉例來說，上述的電阻R2與R3為用以調整電流大小，在部份實施例中，亦可不設置電阻R2與R3，又例如，可增加整流二極體D1以及電容C1的數量。

綜上所述，本發明實施例藉由第一放電電路提供的第一放電路徑上的跨壓啟動第二放電電路提供第二放電路徑，以對負載電容進行放電，如此可在應用放電裝置的電子裝置關機時致能第二放電路徑加速殘餘電荷的洩放，大幅地縮減完成殘餘電荷洩放所需的時間，有效地避免殘餘電荷影響重新開機的上電時序，而不需長時間地等待殘餘電荷洩放。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

102‧‧‧第一放電電路

104‧‧‧第二放電電路

106‧‧‧整流電路

108‧‧‧電荷儲存單元

VDD‧‧‧電源電壓

C1‧‧‧電容

CL‧‧‧負載電容

D1‧‧‧整流二極體

L1‧‧‧負載

Q1‧‧‧雙載子接面電晶體

Q2‧‧‧金屬氧化物半導體電晶體

R1~R3‧‧‧電阻

S1‧‧‧開關

圖1~圖5是依照本發明實施例的放電裝置的示意圖。

Claims (13)

1. 一種放電裝置，耦接一電源電壓以及一負載電容，該電源電壓於一關機狀態下被切斷，該放電裝置包括： 一整流電路，耦接該電源電壓； 一電荷儲存單元，耦接於該整流電路與一接地之間，該電荷儲存單元係用以儲存電荷，該整流電路使流經該整流電路的電流單向地由該電源電壓流向該電荷儲存單元； 一第一放電電路，耦接該電荷儲存單元，該第一放電電路能夠於該關機狀態下根據該電荷儲存單元提供的電壓而提供一第一放電路徑，以對該電荷儲存單元進行放電；以及 一第二放電電路，耦接該第一放電電路，該第二放電電路能夠於該關機狀態下根據該第一放電路徑上的跨壓提供一第二放電路徑，以對該負載電容進行放電。
2. 如申請專利範圍第1項所述的放電裝置，其中該第一放電電路包括： 一雙載子接面電晶體，其射極耦接該整流電路與該電荷儲存單元的共同接點，該雙載子接面電晶體的集極耦接該第二放電電路，該雙載子接面電晶體的基極耦接該電源電壓，該電荷儲存單元所儲存的電荷更經由該雙載子接面電晶體的基極向該放電裝置的負載進行放電；以及 一第一電阻，耦接於該雙載子接面電晶體的集極與該接地之間，與該雙載子接面電晶體形成該第一放電路徑，並提供該跨壓給該第二放電電路。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的放電裝置，其中該第一放電電路包括： 一金屬氧化物半導體電晶體，耦接於該電源電壓與該接地之間，該金屬氧化物半導體電晶體的閘極耦接該第一放電電路，以接收該跨壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述的放電裝置，其中該第二放電電路更包括： 一第二電阻，耦接於該金屬氧化物半導體電晶體的汲極與該電源電壓之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的放電裝置，其中該第一放電電路更包括： 一第二電阻，耦接於該雙載子接面電晶體的基極與該電源電壓之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的放電裝置，其中該整流電路包括： 一整流二極體，其陽極與陰極分別耦接該電源電壓與該電荷儲存單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述的放電裝置，其中該電荷儲存單元包括一電容。
8. 一種電子裝置，耦接一電源電壓，該電子裝置包括： 一開關，控制一電源電壓的供應，而切換該電子裝置進入正常運作或關機的狀態； 一負載電容； 一負載；以及 一放電裝置，耦接該開關、該負載電容以及該負載，於該電子裝置關機時加速該負載電容的放電，該放電裝置包括： 一整流電路，耦接該電源電壓； 一電荷儲存單元，耦接於該整流電路與一接地之間，該電荷儲存單元係用以儲存電荷，該整流電路使流經該整流電路的電流單向地由該電源電壓流向該電荷儲存單元； 一第一放電電路，耦接該電荷儲存單元，該第一放電電路能夠於關機的狀態下根據該電荷儲存單元提供的電壓而提供一第一放電路徑，以對該電荷儲存單元進行放電；以及 一第二放電電路，耦接該第一放電電路，該第二放電電路能夠於關機的狀態下根據該第一放電路徑上的跨壓提供一第二放電路徑，以對一負載電容進行放電。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其中該第一放電電路包括： 一雙載子接面電晶體，其射極耦接該整流電路與該電荷儲存單元的共同接點，該雙載子接面電晶體的集極耦接該第二放電電路，該雙載子接面電晶體的基極耦接該電源電壓，該電荷儲存單元所儲存的電荷更經由該雙載子接面電晶體的基極向該放電裝置的負載進行放電；以及 一第一電阻，耦接於該雙載子接面電晶體的集極與該接地之間，與該雙載子接面電晶體形成該第一放電路徑，並提供該跨壓給該第二放電電路。
10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述的電子裝置，其中該第一放電電路包括： 一金屬氧化物半導體電晶體，耦接於該電源電壓與該接地之間，該金屬氧化物半導體電晶體的閘極耦接該第一放電電路，以接收該跨壓。
11. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中該第二放電電路更包括： 一第二電阻，耦接於該金屬氧化物半導體電晶體的汲極與該電源電壓之間。
12. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其中該第一放電電路更包括： 一第二電阻，耦接於該雙載子接面電晶體的基極與該電源電壓之間。
13. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其中該整流電路包括： 一整流二極體，其陽極與陰極分別耦接該電源電壓與該電荷儲存單元。