TWI662775B - 電磁輻射抑制電路 - Google Patents

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Abstract

一種電磁輻射抑制電路，應用於具有一主功率開關的一電源轉換器。該電磁輻射抑制電路包含一控制單元、一驅動選擇單元以及一開關單元。該驅動選擇單元耦接於該控制單元與該主功率開關之間，且提供至少兩驅動端。其中一第一驅動端耦接該控制單元，一第二驅動端耦接該主功率開關。該開關單元耦接於該至少兩驅動端的任一者與一接地點之間，且接收一回授控制信號。當該回授控制信號致能該開關單元時，該接地點耦接與該開關單元耦接的該驅動端。藉此達到電磁輻射抑制以及兼顧該電源轉換器的操作效率。

Description

電磁輻射抑制電路
本發明係有關一種電磁輻射抑制電路，尤指一種應用於電源轉換器的電磁輻射抑制電路。
隨著電源轉換器小型化的需求日益提高，因此電源轉換器的開關頻率不斷地提高以實現應用需求，也提高整個電源供應器產業的發展。惟高頻化所伴隨而來最直接的影響就是電磁干擾(electromagnetic interference,EMI)問題的嚴重化。由於電磁干擾透過電磁傳導和電磁輻射的方式對電子元件或電子設備造成損壞，因此對開發與設計開關電源的人員來說，EMI問題的防制使其有效地被抑制，是刻不容緩的重要課題。
本發明之一目的在於提供一種電磁輻射抑制電路，解決電源轉換器高頻化所伴隨的電磁干擾影響的問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的電磁輻射抑制電路，其應用於具有一主功率開關的一電源轉換器。該電磁輻射抑制電路包含一控制單元、一驅動選擇單元以及一開關單元。該驅動選擇單元耦接於該控制單元與該主功率開關之間，且提供至少兩驅動端。其中一第一驅動端耦接該控制單元，一第二驅動端耦接該主功率開關。該開關單元耦接於該至少兩驅動端的任一者與一接地點 之間，且接收一回授控制信號。當該回授控制信號致能該開關單元時，該接地點耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
於一實施例中，該電磁輻射抑制電路更包含一取樣單元。該取樣單元取樣該電源轉換器的一輸出電流值，且比較該輸出電流值與一電流臨界範圍值。當該輸出電流值介於該電流臨界範圍值時，該取樣單元傳送該回授控制信號至該開關單元，以致能該開關單元。
於一實施例中，該電流臨界範圍值大於該電源轉換器的一滿載電流值，且小於該電源轉換器的一過載保護電流值。
於一實施例中，該驅動選擇單元包含一第一二極體、一第一電阻以及一第二電阻。該第一電阻並聯耦接該第一二極體，以提供一第一端與一共接端，且該第一端為該第一驅動端。該第二電阻提供一第二端與該共接端，且該第二端為該第二驅動端。
於一實施例中，該開關單元包含一接收開關、一分壓電阻組、一電壓控制部以及一輸出部。該接收開關接收一電源電壓。該分壓電阻組耦接於該接收開關與該接地點之間，且分壓該電源電壓，以提供一分壓電壓。該電壓控制部接收該分壓電壓。該輸出部耦接該電壓控制部。當該電壓控制部導通時，該接地點透過該輸出部耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
於一實施例中，該電壓控制部為一穩壓電晶體。該穩壓電晶體包含一控制端、一第一連接端以及一第二連接端。該控制端耦接該分壓電壓的高電壓側，該第一連接端耦接該接地點，以及該第二連接端耦接該輸出部。當該回授控制信號致能該開關單元時，該分壓電壓導通該穩壓電晶體，使該接地點透過該輸出部耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
於一實施例中，該電壓控制部包含一輔助功率開關與一穩壓元件組。該穩壓元件組耦接該輔助功率開關，且接收該分壓電壓。當該回授控制信號致能該開關單元時，該分壓電壓透過該穩壓元件組導通該輔助功率開關，使該接地點透過該輸出部耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
於一實施例中，該穩壓元件組包含一第一電容、一第二二極體、一第三電阻以及一第四電阻。該第一電容耦接於該輔助功率開關與該接地點之間。該第三電阻並聯耦接該第二二極體，且耦接該第一電容與該輔助功率開關。該第四電阻耦接於該第三電阻與該分壓電阻組之間。
於一實施例中，該取樣單元包含一比較器與一傳送開關。該比較器接收該輸出電流值經轉換的一感測電壓值與一參考電壓值，且比較該感測電壓值與該參考電壓值。該傳送開關耦接該比較器。當該感測電壓值大於該參考電壓值時，該傳送開關導通，且傳送該回授控制信號至該開關單元，以導通該開關單元。
於一實施例中，該參考電壓值對應該滿載電流值。
藉由所提出的電磁輻射抑制電路，能夠達到電磁輻射抑制以及兼顧該電源轉換器的操作效率。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10‧‧‧電磁輻射抑制電路
20‧‧‧電源轉換器
11‧‧‧控制單元
12‧‧‧驅動選擇單元
13‧‧‧開關單元
14‧‧‧取樣單元
Tr‧‧‧變壓器
Ck‧‧‧主電容
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
131‧‧‧接收開關
132‧‧‧分壓電阻組
133‧‧‧電壓控制部
134‧‧‧輸出部
133’‧‧‧穩壓元件組
141‧‧‧比較器
142‧‧‧傳送開關
Q1‧‧‧主功率開關
Pc1‧‧‧第一驅動端
Pc2‧‧‧第二驅動端
Pc3‧‧‧第三驅動端
Zd‧‧‧穩壓電晶體
Gnd‧‧‧接地點
Sfc‧‧‧回授控制信號
Iout‧‧‧輸出電流值
Ith‧‧‧電流臨界範圍值
Ifull‧‧‧滿載電流值
IOLP‧‧‧過載保護電流值
Vsen‧‧‧感測電壓值
Vref‧‧‧參考電壓值
Rd1‧‧‧第一電阻
Dd1‧‧‧第一二極體
Rd2‧‧‧第二電阻
Vcc‧‧‧電源電壓
Vx‧‧‧分壓電壓
Qx‧‧‧輔助功率開關
Cx1‧‧‧第一電容
Dx2‧‧‧第二二極體
Rx1‧‧‧第一分壓電阻
Rx2‧‧‧第二分壓電阻
Rx3‧‧‧第三電阻
Rx4‧‧‧第四電阻
Rxo‧‧‧輸出電阻
Cxo‧‧‧輸出電容
Rsen‧‧‧感測電阻
Dsa‧‧‧二極體
Rsa4‧‧‧限流電阻
C1‧‧‧第一電壓曲線
C2‧‧‧第二電壓曲線
C3‧‧‧第三電壓曲線
圖1：為本發明電磁輻射抑制電路的電路方塊圖。
圖2：為本發明電磁輻射抑制電路之開關單元第一實施例的電路圖。
圖3：為本發明電磁輻射抑制電路之開關單元第二實施例的電路圖。
圖4：為本發明電磁輻射抑制電路之取樣單元的電路圖。
圖5：為本發明電源供應器之電磁輻射抑制電路的完整電路圖。
圖6：為本發明主功率開關之驅動電壓的波形圖。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。
請參見圖1所示，其係為本發明電磁輻射抑制電路的電路方塊圖。該電磁輻射抑制電路10應用於一電源轉換器20，其中該電源轉換器20可為一返馳式轉換器(flyback converter)，然不以此為限制。該電源轉換器20具有一變壓器Tr，其具有一初級側(primary side)與一次級側(secondary side)，且該初級側接收一輸入電壓Vin。然在圖1所示的該輸入電壓Vin為簡化前端交流轉換直流電路的示意，即經轉換後提供於主電容Ck上的直流電壓。該變壓器Tr的該初級側耦接一主功率開關Q1，透過一控制單元11控制該主功率開關Q1的切換，進而控制該變壓器Tr的該初級側與該次級側之間的電能轉換。
該電磁輻射抑制電路10包含該控制單元11、一驅動選擇單元12以及一開關單元13。在一實施例中，該控制單元11可為一脈波寬度調變積體電路(PWMIC)，然不以此為限制。該控制單元11係由一腳位(如圖1所示的GATE 腳位)輸出一控制信號，經由該驅動選擇單元12，以控制該主功率開關Q1的切換。
該驅動選擇單元12耦接於該控制單元11與該電源轉換器20的該主功率開關Q1之間，且提供至少兩驅動端。其中一者為一第一驅動端Pc1耦接該控制單元11，即耦接該控制單元11的GATE腳位。另一者為一第二驅動端Pc2耦接該主功率開關Q1，即耦接該主功率開關Q1的控制端。以該主功率開關Q1為一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)為例，該第二驅動端Pc2耦接該主功率開關Q1的閘極(gate)。換言之，該第一驅動端Pc1相較於該第二驅動端Pc2更為鄰接該控制單元11，反之，該第二驅動端Pc2相較於該第一驅動端Pc1更為鄰接該主功率開關Q1。再者，如圖1的實施例所示，驅動端的數量為三個，除了前述的該第一驅動端Pc1與該第二驅動端Pc2之外，更包含一第三驅動端Pc3，容後說明。
該開關單元13耦接於該至少兩驅動端Pc1,Pc2,Pc3的任一者與一接地點Gnd之間。即實際電路操作中，該開關單元13的輸出係可耦接於該第一驅動端Pc1、該第二驅動端Pc2或者該第三驅動端Pc3的任一者。在本發明中，該開關單元13可直接耦接於該至少兩驅動端Pc1,Pc2,Pc3的任一者，或者可透過一切換開關元件(圖未示)提供可供切換的控制或調整，以選擇該開關單元13耦接於該至少兩驅動端Pc1,Pc2,Pc3的任一者。所述接地點Gnd係指該電源轉換器20的該初級側的接地點，有別於經該變壓器Tr隔離的該次級側的接地點。
再者，該開關單元13接收一回授控制信號Sfc，其中該回授控制信號Sfc係由該電源轉換器20的該次級側所提供，以作為控制該開關單元13之用。當該回授控制信號Sfc致能該開關單元13時，該接地點Gnd耦接與該開關 單元13耦接的該驅動端Pc1,Pc2,Pc3。舉例來說，當該開關單元13耦接於該第一驅動端Pc1，且該回授控制信號Sfc致能該開關單元13時，該接地點Gnd係耦接該第一驅動端Pc1。同樣地，當該開關單元13耦接於該第二驅動端Pc2，且該回授控制信號Sfc致能該開關單元13時，該接地點Gnd則係耦接該第二驅動端Pc2。
如圖1所示，該電磁輻射抑制電路10更包含一取樣單元14。該取樣單元14係耦接於該電源轉換器20的輸出側，用以取樣該電源轉換器20的一輸出電流值Iout與一輸出電壓值Vout。該輸出電流值Iout流經過一感測電阻Rsen，以轉換正比於該輸出電流值Iout的一感測電壓值Vsen，即Vsen=Iout×Rsen。因此，根據所轉換的該感測電壓值Vsen可偵測以判斷該電源轉換器20的負載狀態，例如該電源轉換器20為輕載操作、重載操作、滿載(full load)操作或過載保護(over load protection)操作…等等的負載狀態。
以超過滿載時，啟動該回授控制信號Sfc致能該開關單元13為例。該取樣單元14透過比較該輸出電流值Iout與預設的一電流臨界範圍值Ith，以判斷該電源轉換器20是否為超過滿載的狀況。因此，在一實施例中，該電流臨界範圍值Ith係設定為大於該電源轉換器20的一滿載電流值Ifull，且小於該電源轉換器20的一過載保護電流值IOLP。換言之，IOLP>Ith>Ifull。因此，一旦該取樣單元14偵測到該輸出電流值Iout大於該電流臨界範圍值Ith時，則表示該輸出電流值Iout大於該滿載電流值Ifull，而確定該電源轉換器20操作於超過滿載的狀況。
此時，亦即該輸出電流值Iout介於該電流臨界範圍值Ith時，該取樣單元14則傳送該回授控制信號Sfc至該開關單元13，以致能該開關單元13， 使該接地點Gnd耦接與該開關單元13耦接的該驅動端Pc1,Pc2,Pc3。藉此，當該電源轉換器20操作於超過滿載且介於滿載與過載保護電流之間的負載狀態時，可透過啟動該開關單元13達到電磁輻射抑制的功效，容後說明。
如圖1所示，該驅動選擇單元12包含一第一二極體Dd1、一第一電阻Rd1以及一第二電阻Rd2。該第一電阻Rd1並聯耦接該第一二極體Dd1，以提供一第一端與一共接端，且該第一端為與該控制單元11的GATE腳位耦接的該第一驅動端Pc1。該第二電阻Rd2提供一第二端與該共接端，且該第二端為與該主功率開關Q1耦接的該第二驅動端Pc2。該共接端係為該第一電阻Rd1、該第一二極體Dd1以及該第二電阻Rd2的共同連接端。在本實施例中，該共接端係為該第三驅動端Pc3。
請參見圖2所示，其係為本發明電磁輻射抑制電路之開關單元第一實施例的電路圖。該開關單元13主要包含一接收開關131、一分壓電阻組132、一電壓控制部133以及一輸出部134。該接收開關131接收一電源電壓Vcc，配合圖1所示，其中該電源電壓Vcc係提供該電磁輻射抑制電路10操作所需的電源，亦為該控制單元11所提供對應高準位控制信號的高電壓(相較於接地電位，或者是負電壓的低電壓)。
該分壓電阻組132耦接於該接收開關131與該接地點Gnd之間，且該分壓電阻組132包含一第一分壓電阻Rx1與一第二分壓電阻Rx2。透過該第一分壓電阻Rx1與該第二分壓電阻Rx2的阻值比例，分壓該電源電壓Vcc，使該第二分壓電阻Rx2的兩端提供一分壓電壓Vx。
該電壓控制部133接收該第二分壓電阻Rx2的跨壓，即該分壓電壓Vx。該電壓控制部133包含一輔助功率開關Qx與一穩壓元件組133’，即該 穩壓元件組133’為該電壓控制部133中除了該輔助功率開關Qx以外的元件組。該穩壓元件組133’耦接該輔助功率開關Qx，且接收該分壓電壓Vx。具體地，該穩壓元件組133’主要包含一第一電容Cx1、一第二二極體Dx2、一第三電阻Rx3以及一第四電阻Rx4。該第一電容Cx1耦接於該輔助功率開關Qx與該接地點Gnd之間。該第三電阻Rx3並聯耦接該第二二極體Dx2，且耦接該第一電容Cx1與該輔助功率開關Qx。該第四電阻Rx4耦接於該第三電阻Rx3與該分壓電阻組132之間。
該輸出部134耦接該電壓控制部133。如圖2所示的實施例，該輸出部134係包含一輸出電阻Rxo與並聯耦接該輸出電阻Rxo的一輸出電容Cxo。
當該電壓控制部133導通時，該接地點Gnd透過該輸出部134耦接與該開關單元13耦接的該驅動端Pc1,Pc2,Pc3。具體地，當該回授控制信號Sfc致能該開關單元13時，該分壓電壓Vx透過該穩壓元件組133’導通該輔助功率開關Qx，使該接地點Gnd透過該輸出部134耦接與該開關單元13耦接的該驅動端Pc1,Pc2,Pc3。
請參見圖3所示，其係為本發明電磁輻射抑制電路之開關單元第二實施例的電路圖。有別於圖2所示的該電壓控制部133係由該輔助功率開關Qx與該穩壓元件組133’(包含該第一電容Cx1、該第二二極體Dx2、該第三電阻Rx3以及該第四電阻Rx4)，在圖3所示的實施例中，該電壓控制部133係為一穩壓電晶體Zd。該穩壓電晶體Zd包含一控制端、一第一連接端以及一第二連接端，其中該控制端為參考極(R)，該第一連接端為陽極(A)，該第二連接端為陰極(K)。該控制端耦接該分壓電壓Vx的高電壓側，即該第二分壓電阻Rx2的非接地側，在本實施例為該第一分壓電阻Rx1與該第二分壓電阻Rx2的共接處。 該第一連接端耦接該接地點Gnd，以及該第二連接端耦接具有該輸出電阻Rxo與該輸出電容Cxo的該輸出部134。
當該電壓控制部133導通時，該接地點Gnd透過該輸出部134耦接與該開關單元13耦接的該驅動端Pc1,Pc2,Pc3。具體地，當該回授控制信號Sfc致能該開關單元13時，該分壓電壓Vx導通該穩壓電晶體Zd，使該接地點Gnd透過該輸出部134耦接與該開關單元13耦接的該驅動端Pc1,Pc2,Pc3。
請參見圖4所示，其係為本發明電磁輻射抑制電路之取樣單元的電路圖。該取樣單元14主要包含一比較器141與一傳送開關142。在本實施例中，該比較器141係為一運算放大器作為具有電壓比較的功能使用。該比較器141的正相輸入端耦接一電阻Rse，並且透過該電阻Rse接收該感測電壓值Vsen。
該比較器141的反相輸入端接收一參考電壓值Vref。在本實施例中，由於該取樣單元14係用以判斷該電源轉換器20是否為超過滿載的狀況，因此該參考電壓值Vref的設定可對應該滿載電流值Ifull，亦即基於該輸出電流值Iout大於該滿載電流值Ifull則確定該電源轉換器20操作於超過滿載的狀態，因此當該輸出電流值Iout流經該感測電阻Rsen所轉換的該感測電壓值Vsen大於該參考電壓值Vref時(配合參見圖1所示)，則表示該輸出電流值Iout大於該滿載電流值Ifull。故此，當該電源轉換器20操作於超過滿載且介於滿載與過載保護電流之間的負載狀態時，該取樣單元14所輸出的該回授控制信號Sfc導通該開關單元13，以啟動該開關單元13達到電磁輻射抑制的功效。該比較器141的反相輸入端透過一電阻-電容網路接收該電源轉換器20的該輸出電壓值Vout，且轉換該輸出電壓值Vout為該參考電壓值Vref。在一實施例中，該電阻-電容網路與該比較器141的反相輸入端之間可包含一穩壓單元(未圖式)，透過該穩壓單 元的穩壓作用使提供至該比較器141的反相輸入端的該參考電壓值Vref為固定大小的電壓參考值。
該傳送開關142可透過一二極體Dsa與一限流電阻Rsa4耦接該比較器141的輸出端。配合參見圖2或圖3所示，在一實施例中，該取樣單元14的該傳送開關142與該開關單元13的該接收開關131係可分別為一光耦合器(photo coupler)或稱光隔離器的信號傳送部(transmitter)及信號接收部(receiver)。藉此，透過使用該光耦合器作為該變壓器Tr的該初級側與該次級側之間不同接地(非共地)的電氣隔離外，亦可將該回授控制信號Sfc藉由該傳送開關142(信號傳送部)傳送至該接收開關131(信號接收部)。因此，當該比較器141接收到的該感測電壓值Vsen大於該參考電壓值Vref時，該傳送開關142導通，且傳送該回授控制信號Sfc至該開關單元13，以導通該開關單元13。
請參見圖5所示，其係為本發明電源供應器之電磁輻射抑制電路的完整電路圖。在本實施例中，該開關單元13係為如圖2所示的該實施例，並且該開關單元13的輸出，即該輸出部134係耦接該驅動選擇單元12的該第二驅動端Pc2。然上述電路拓樸與連接位置並非用來對本發明加以限制。值得一提，無論該開關單元13耦接於該驅動選擇單元12的該第二驅動端Pc2、該第三驅動端Pc3甚或該第一驅動端Pc1皆能夠達到電磁輻射抑制的功效，差別僅在於電磁輻射抑制的程度多寡，容後說明。
承前所述，該取樣單元14透過取樣該電源轉換器20的該輸出電流值Iout，並且偵測到該輸出電流值Iout大於該電流臨界範圍值Ith時，則表示該輸出電流值Iout大於該滿載電流值Ifull，而確定該電源轉換器20操作於超過滿載的狀況。對應地，當該輸出電流值Iout大於該滿載電流值Ifull，則表示該輸 出電流值Iout流經該感測電阻Rsen所轉換的該感測電壓值Vsen大於該參考電壓值Vref。當該感測電壓值Vsen大於該參考電壓值Vref時，該比較器141提供一高準位輸出以順向導通該二極體Dsa，並且導通該傳送開關142，使該傳送開關142傳送該回授控制信號Sfc至該開關單元13的該接收開關131，以導通該接收開關131。
當該接收開關131導通時，該電源電壓Vcc經該分壓電阻組132分壓所得到在該第二分壓電阻Rx2兩端的該分壓電壓Vx順向導通該第二二極體Dx2，使得該輔助功率開關Qx(即MOSFET)的閘極(gate)與源極(source)之間的一閘-源極電壓(VGS_Qx)夠大足以使該輔助功率開關Qx導通，因此，耦接於該輔助功率開關Qx的汲極(drain)之該輸出電阻Rxo與該輸出電容Cxo係等效直接耦接該接地點Gnd。由於該輸出電容Cxo在直流操作可視為開路，再者由於該輔助功率開關Qx係作為開關使用(而非增益放大之用)，因此可選擇使用小阻值的該輸出電阻Rxo，使得當該輔助功率開關Qx導通時，該接地點Gnd直接耦接於該驅動選擇單元12的該第二驅動端Pc2的效應更加顯著。同理，如圖3所示該實施例亦可透過上述的電路操作，達到與圖2所示該實施例同樣的電路功效，故在此不再贅述。
請參見圖6所示，其係為本發明主功率開關之驅動電壓的波形圖，其中橫座標表示時間，縱座標表示該主功率開關Q1的閘極(gate)與源極(source)之間的一閘-源極電壓VGS_Q1，即該主功率開關Q1的驅動電壓。具體地，圖6為實驗儀器(例如示波器)所呈現該閘-源極電壓VGS_Q1的電壓波形圖，其包括一第一電壓曲線C1、一第二電壓曲線C2以及一第三電壓曲線C3。其中，該第一電壓曲線C1表示不具有本發明該電磁輻射抑制電路時，該主功率開關Q1的該閘-源 極電壓VGS_Q1電壓波形圖。相較於該第一電壓曲線C1，該第二電壓曲線C2表示具有本發明該電磁輻射抑制電路，且該開關單元13耦接於該驅動選擇單元12的該第一驅動端Pc1；該第三電壓曲線C3表示具有本發明該電磁輻射抑制電路，且該開關單元13耦接於該驅動選擇單元12的該第二驅動端Pc2。
由於透過減小該主功率開關Q1的驅動電阻值可使得導通或截止該主功率開關Q1的時間減慢，即減慢該主功率開關Q1的開關速度，而能夠有效地達到電磁輻射的抑制，因此透過該開關單元13的設計達到上述目的。上述所謂該主功率開關Q1的驅動電阻值即為該主功率開關Q1之閘極(gate)的等效輸入電阻值，如圖5所示，該等效輸入電阻值涉及該驅動選擇單元12的該第一電阻Rd1、該第二電阻Rd2、耦接於該主功率開關Q1之閘極與該接地點Gnd之間的一閘極電阻Rg以及該開關單元13之該輸出部134的該輸出電阻Rxo。
具體地，無論該開關單元13耦接於該驅動選擇單元12的該第二驅動端Pc2、該第三驅動端Pc3甚或該第一驅動端Pc1，一旦該開關單元13致能使得該接地點Gnd耦接於任一驅動端Pc1,Pc2,Pc3，由於該輸出電阻Rxo係並聯耦接加入原電路，因此都能使得該主功率開關Q1的驅動電阻值減小，而減慢該主功率開關Q1的開關速度，進而有效地達到電磁輻射的抑制。
配合參見圖6所示，當該開關單元13未致能時，根據等效輸入電阻值的計算可得到該驅動電阻值最大，因此如該第一電壓曲線C1所示，該主功率開關Q1的開關速度最快。當該開關單元13耦接於該驅動選擇單元12的該第一驅動端Pc1，且該開關單元13致能時，該驅動電阻值相較於上述該開關單元13未致能時來得小，因此如該第二電壓曲線C2所示，可減慢該主功率開關Q1的開關速度。再者，當該開關單元13耦接於該驅動選擇單元12的該第二驅動端 Pc2，且該開關單元13致能時，該驅動電阻值相較於上述兩種情況皆來得更小，因此如該第三電壓曲線C3所示，可再減慢該主功率開關Q1的開關速度，使得電磁輻射的抑制效果更加顯著。此外，可透過設計更小阻值的該輸出電阻Rxo，使得該驅動電阻值再更小，而能夠大幅地達到電磁輻射的抑制效果。
綜上所述，本發明具有以下之特徵與優點：
1、當偵測該電源轉換器20操作於超過滿載的狀況時，啟動該開關單元13達到電磁輻射抑制以及同時兼顧該電源轉換器20操作效率的效果。
2、根據實際電路應用的需求，將該開關單元13耦接於不同的驅動端Pc1,Pc2,Pc3，可達到不同程度的電磁輻射抑制，以及電路使用的彈性化調整。
以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

Claims (9)

  1. 一種電磁輻射抑制電路，應用於具有一主功率開關的一電源轉換器，該電磁輻射抑制電路包含：一控制單元；一驅動選擇單元，耦接於該控制單元與該主功率開關之間，且提供至少兩驅動端；其中一第一驅動端耦接該控制單元，一第二驅動端耦接該主功率開關；一開關單元，耦接於該至少兩驅動端的任一者與一接地點之間，且接收一回授控制信號；及一取樣單元，取樣該電源轉換器的一輸出電流值，且比較該輸出電流值與一電流臨界範圍值；當該輸出電流值介於該電流臨界範圍值時，該取樣單元傳送該回授控制信號至該開關單元，以致能該開關單元；其中，當該回授控制信號致能該開關單元時，該接地點耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電磁輻射抑制電路，其中該電流臨界範圍值大於該電源轉換器的一滿載電流值，且小於該電源轉換器的一過載保護電流值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電磁輻射抑制電路，其中該驅動選擇單元包含：一第一二極體；一第一電阻，並聯耦接該第一二極體，以提供一第一端與一共接端，且該第一端為該第一驅動端；及一第二電阻，提供一第二端與該共接端，且該第二端為該第二驅動端。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電磁輻射抑制電路，其中該開關單元包含：一接收開關，接收一電源電壓；一分壓電阻組，耦接於該接收開關與該接地點之間，且分壓該電源電壓，以提供一分壓電壓；一電壓控制部，接收該分壓電壓；及一輸出部，耦接該電壓控制部；其中，當該電壓控制部導通時，該接地點透過該輸出部耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電磁輻射抑制電路，其中該電壓控制部為一穩壓電晶體，包含一控制端、一第一連接端以及一第二連接端；該控制端耦接該分壓電壓的高電壓側，該第一連接端耦接該接地點，以及該第二連接端耦接該輸出部；其中，當該回授控制信號致能該開關單元時，該分壓電壓導通該穩壓電晶體，使該接地點透過該輸出部耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電磁輻射抑制電路，其中該電壓控制部包含：一輔助功率開關；及一穩壓元件組，耦接該輔助功率開關，且接收該分壓電壓；其中，當該回授控制信號致能該開關單元時，該分壓電壓透過該穩壓元件組導通該輔助功率開關，使該接地點透過該輸出部耦接與該開關單元耦接的該驅動端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電磁輻射抑制電路，其中該穩壓元件組包含：一第一電容，耦接於該輔助功率開關與該接地點之間；一第二二極體；一第三電阻，並聯耦接該第二二極體，且耦接該第一電容與該輔助功率開關；及一第四電阻，耦接於該第三電阻與該分壓電阻組之間。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之電磁輻射抑制電路，其中該取樣單元包含：一比較器，接收該輸出電流值經轉換的一感測電壓值與一參考電壓值，且比較該感測電壓值與該參考電壓值；及一傳送開關，耦接該比較器；其中，當該感測電壓值大於該參考電壓值時，該傳送開關導通，且傳送該回授控制信號至該開關單元，以導通該開關單元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電磁輻射抑制電路，其中該參考電壓值對應該滿載電流值。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101964586A (zh) * 2009-07-22 2011-02-02 英特赛尔美国股份有限公司 涌流控制器
TW201318323A (zh) * 2011-10-25 2013-05-01 Asian Power Devices Inc 電源供應器之電磁波抑制電路
TWM488805U (zh) * 2014-05-26 2014-10-21 昂寶電子（上海）有限公司 一種低成本、集多重保護功能於一體的反激開關電源電路
TW201640767A (zh) * 2015-05-15 2016-11-16 亞源科技股份有限公司 過電壓保護模組及具有該保護模組的電源供應器
CN206149134U (zh) * 2016-09-09 2017-05-03 长春工业大学 一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5521838A (en) * 1994-02-22 1996-05-28 Rosendahl; Glenn Power supply
US7550951B2 (en) * 2006-10-03 2009-06-23 Asian Power Devices Inc. Two-step battery charger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101964586A (zh) * 2009-07-22 2011-02-02 英特赛尔美国股份有限公司 涌流控制器
TW201318323A (zh) * 2011-10-25 2013-05-01 Asian Power Devices Inc 電源供應器之電磁波抑制電路
TWM488805U (zh) * 2014-05-26 2014-10-21 昂寶電子（上海）有限公司 一種低成本、集多重保護功能於一體的反激開關電源電路
TW201640767A (zh) * 2015-05-15 2016-11-16 亞源科技股份有限公司 過電壓保護模組及具有該保護模組的電源供應器
CN206149134U (zh) * 2016-09-09 2017-05-03 长春工业大学 一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统

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