TWI742434B - 輸出穩壓電路 - Google Patents
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Abstract
一種輸出穩壓電路，連接一電源供應器的一常備電力供應模組，包含一分壓單元、一第二電阻、一開關元件及一穩壓元件。該分壓單元有一分壓節點，該分壓節點具有一分壓電位。該穩壓元件連接該分壓節點及該開關元件，該穩壓元件有一參考電位，該穩壓元件具有一當該分壓電位小於該參考電位時令該開關元件截止的第一狀態，及一當該分壓電位大於該參考電位時令該開關元件導通的第二狀態。該常備電力供應模組負載變化而使該常備電力變化致該分壓電位大於該參考電位時，該開關元件導通而令該第二電阻作為該常備電力供應模組的負載，穩定該常備電力。
Description
本發明涉及一種輸出穩壓電路，尤指一種可對電源供應器的一常備電力供應模組提供短暫負載以穩定常備電力的輸出穩壓電路。
如中國第CN 204030944U號專利案及中華民國第TW I309103號專利案所揭，現已有諸多技術揭露了在電源供應器待機時，對一常備電力供應模組併入一暫時性負載，以令電源供應器可正常啟動，該暫時性負載於該電源供應器啟動後受控而分離於該常備電力供應模組的供電迴路，以避免該暫時性負載於該常備電力供應模組供電時產生過多的損耗而降低該電源供應器的整體效率。
然，又如中國第CN 202995621U號專利案及中華民國第TW I411911號專利案所揭，現有技術普遍是基於一負載向該電源供應器提供的一啟閉訊號(Ps_on)或該電源供應器向該負載提供的一電力良好訊號(Power_good)來決定該暫時性負載是否併入該常備電力供應模組的供電迴路之中，雖然暫時性負載的併入有助於提升常備電力的供電品質，但卻也帶來了持續性的損耗。
再者，CN 103560675A揭露了一種電源輸出控制電路，該電源輸出控制電路是以一電壓基準控制芯片Q3所建置的基準電壓來比較一第一分壓電阻R3與一第二分壓電阻R4分壓後的電壓，當分壓後的電壓高於該基準電壓時，該電壓基準控制芯片Q3產生電流，而使一與該電壓基準控制芯片Q3連接的三極管Q1導通，令一負載得以接受該電源電路A提供的電力。然，前述負載實際上為該電源電路A的主要供電對象，非用以穩定該電源電路A輸出電壓的暫時性負載。
本發明的主要目的，在於解決習用電路無法針對常備電力供應模組所輸出的常備電力進行穩壓所導致供電品質不佳的問題。
為達上述目的，本發明提供一種輸出穩壓電路，連接一電源供應器的一常備電力供應模組的輸出側，該常備電力供應模組於該輸出側設有一輸出正極及一輸出負極，該常備電力供應模組啟動後輸出一常備電力，該輸出穩壓電路包含一分壓單元、一第二電阻、一開關元件以及一穩壓元件。該分壓單元分別連接該輸出正極與該輸出負極，並接受該常備電力，該分壓單元由至少二以串聯設置的第一電阻所組成，該些第一電阻之間具有一分壓節點，該分壓節點具有一分壓電位。該第二電阻一端連接該輸出負極，該開關元件具有一連接該輸出正極的第一連接端，一連接該第二電阻的第二連接端以及一受控令該第一連接端與該第二連接端導通或截止的控制端。該穩壓元件具有一連接該控制端的第三連接端，一連接該輸出負極的第四連接端，以及一連接該分壓節點以接受該分壓電位的參考端，該穩壓元件設定有一參考電位，該穩壓元件具有一當該分壓電位小於該參考電位時令該控制端無法取得工作所需電流的第一狀態，以及一當該分壓電位大於該參考電位時令該控制端得以取得工作所需電流的第二狀態。其中，該常備電力供應模組負載變化而使該常備電力變化致該分壓電位大於該參考電位時，該開關元件導通而令該第二電阻作為該常備電力供應模組的其中一負載，以穩定該常備電力，當該常備電力供應模組負載變化未令該常備電力變化到足使該分壓電位大於該參考電位時，該穩壓元件處於該第一狀態，該開關元件截止，該第二電阻未與該常備電力供應模組的該輸出側電性連接。
一實施例中，該穩壓元件為一穩壓三極體。
一實施例中，該些第一電阻中位於該分壓節點與該輸出負極之間的至少一者的阻值小於該些第一電阻中位於該分壓節點與該輸出正極之間的至少一者。
一實施例中，該輸出穩壓電路具有一連接該第一連接端與該控制端的第三電阻。
一實施例中，該開關元件為一雙極性接面型電晶體(BJT)，該第一連接端為該雙極性接面型電晶體的射極，該第二連接端為該雙極性接面型電晶體的集極，該控制端為該雙極性接面型電晶體的基極。
一實施例中，該穩壓輸出電路具有一設於該穩壓元件與該開關元件之間的第四電阻。
透過本發明前述實施，相較於習用具有以下特點：本發明該輸出穩壓電路於該常備電力供應模組負載變化而使該常備電力變化致該分壓電位大於該參考電位時，令該第二電阻作為該常備電力供應模組的其中一負載，以消化短暫增加的電能，穩定該常備電力的輸出品質。此外，當該常備電力供應模組負載變化未令該常備電力變化到足使該分壓電位大於該參考電位時，該第二電阻未與該常備電力供應模組的該輸出側電性連接，而能有效避免額外損耗的產生，提升該電源供應器的整體效率。
100:輸出穩壓電路
11:分壓單元
111、112:第一電阻
113:分壓節點
12:第二電阻
13:開關元件
131:第一連接端
132:第二連接端
133:控制端
14:穩壓元件
141:第三連接端
142:第四連接端
143:參考端
15:第三電阻
16:第四電阻
200:電源供應器
21:常備電力供應模組
211:輸出側
212:常備電力
213:輸出正極
214:輸出負極
22:主要電力供應模組
23:輸出負載
30:區間
40:區間
圖1，本發明一實施例電源供應器的實施示意圖。
圖2，本發明一實施例的電路示意圖。
圖3，本發明一實施例的工作時序圖。
圖4，本發明一實施例處於第二狀態的實施示意圖。
圖5，本發明一實施例處於第一狀態的實施示意圖。
本發明詳細說明及技術內容，茲配合圖式說明如下：請參閱圖1及圖2，本發明提供一種輸出穩壓電路100，該輸出穩壓電路100配置於一電源供應器200之中，並連接一設於該電源供應器200內的常備電力供應模組21，進一步來說，該輸出穩壓電路100是連接於該常備電力供應模組21的一輸出側211。於此說明，該常備電力供應模組21於接受外部電源所提供的電力時，將啟動而由該輸出側211輸出一常備電力212，該常備電力212即為業界通稱的5VSB，也就是說，該常備電力供應模組21與一設於該電源供應器200內的主要電力供應模組22不同。又，該常備電力供應模組21於該輸出側211設有一輸出正極213及一輸出負極214，一實施例中，該輸出負極214可為接地。
另一方面，本發明該輸出穩壓電路100包含一分壓單元11、一第二電阻12、一開關元件13以及一穩壓元件14。其中，該分壓單元11的兩端分別連接該輸出正極213及該輸出負極214，該分壓單元11是由至少二以串聯設置的第一電阻111、112所組成，該些第一電阻111、112之間具有一分壓節點113，該分壓節點113具有一分壓電位。本文圖式所揭實施雖僅以該些第一電阻111、112以數量二進行繪示，但並不以此為限制。
另一方面，該第二電阻12一端連接該開關元件13，另一端連接該輸出負極214。該第二電阻12於該開關元件13導通時，將與該常備電力供應模組21電性連接而可作為該常備電力供應模組21的其中一負載，以穩定該常備電力212的輸出品質。
復請參閱圖2，該開關元件13具有一連接該輸出正極213的第一連接端131，一連接該第二電阻12的第二連接端132以及一受控令該第一連接端131與該第二連接端132導通或截止的控制端133。舉例來說，該開關元件13可為一雙極性接面型電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)，而該第一連接端131為該雙極性接面型電晶體的射極(Emitter)，該第二連接端132為該雙極性接面型電晶體的集極(Collector)，該控制端133則為該雙極性接面型電晶體的基極(Base)。再者，一實施例中，該輸出穩壓電路100具有一連接該第一連接端131與該控制端133的第三電阻15。
承上，該穩壓元件14具有一連接該控制端133的第三連接端141，一連接該輸出負極214的第四連接端142，以及一連接該分壓節點113的參考端143。進一步地，該穩壓元件14設定有一參考電位，該穩壓元件14基於該參考電位比較該參考端143的電位，於本實施例中，該穩壓元件14是基於該參考電位比較該分壓電位，而該穩壓元件14具有一當該分壓電位小於該參考電位時令該控制端133無法取得工作所需電流的第一狀態，以及一當該分壓電位大於該參考電位時令該控制端133得以取得工作所需電流的第二狀態。一實施例中，該穩壓元件14為一穩壓三極體，該穩壓三極體的陰極即為該第三連接端141，而該穩壓三極體的陽極為該第四連接端142，該穩壓三極體的參考端等同於本文所指該參考端143。再者，一實施例中，該穩壓三極體可以TL431實施，而該穩壓三極體的參考電位為2.5V。此外，一實施例中，該輸出穩壓電路100具有一設於該穩壓元件14與該開關元件13之間的第四電阻16。此外，於此實施例中，該些第一電阻111、112中位於該分壓節點113與該輸出負極214之間的至少一者的阻值小於該些第一電阻111、112中位於該分壓節點113與該輸出正極
213之間的至少一者。以圖2所繪舉例來說，其中一該第一電阻111的阻值可為2.6k歐姆，而另一該第一電阻112的阻值則可為2.5k歐姆。
復請參閱圖2及圖3，本發明該輸出穩壓電路100於該常備電力供應模組21啟動時接受該常備電力212，須了解到本發明該輸出穩壓電路100非該常備電力供應模組21的一輸出負載23，本文所指該輸出負載23為連接該常備電力供應模組21的至少一電子設備，也因此，該輸出負載23會因為該常備電力供應模組21所連接的該電子設備數量而改變，而該輸出負載23的變化將影響該常備電力212的電壓值，具體來說，當該輸出負載23的阻值突然上升，該常備電力供應模組21仍以相同功率輸出該常備電力212，此時該常備電力212的電壓值將為提高，就如圖3中的區間30所表示。然，併請參閱圖4，本發明該輸出穩壓電路100於該常備電力供應模組21負載變化而使該常備電力212變化致該分壓電位大於該參考電位時，該穩壓元件14處於該第二狀態，令該開關元件13將導通而令該第二電阻12作為該常備電力供應模組21的其中一負載，以穩定該常備電力212。反之，當該常備電力供應模組21負載變化未令該常備電力212變化到足使該分壓電位大於該參考電位時，該穩壓元件14處於該第一狀態，令該開關元件13截止，該第二電阻12未與該常備電力供應模組21的該輸出側211電性連接，如圖5所示。如此一來，該第二電阻12僅在須消耗多餘電能的情況下併入該常備電力供應模組21的負載中(如圖3所標示的區間40)，除了能夠提升該常備電力供應模組21的供電品質之外，更能減少額外的功率損耗，藉此提升該電源供應器200的整體效率。
上述僅為本發明的一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋範圍。
100:輸出穩壓電路
11:分壓單元
111、112:第一電阻
113:分壓節點
12:第二電阻
13:開關元件
131:第一連接端
132:第二連接端
133:控制端
14:穩壓元件
141:第三連接端
142:第四連接端
143:參考端
15:第三電阻
16:第四電阻
21:常備電力供應模組
211:輸出側
212:常備電力
213:輸出正極
214:輸出負極
23:輸出負載
Claims (9)
- 一種輸出穩壓電路，連接一電源供應器的一常備電力供應模組的輸出側，該常備電力供應模組於該輸出側設有一輸出正極及一輸出負極，該常備電力供應模組啟動後輸出一常備電力，該輸出穩壓電路包含：一分壓單元，分別連接該輸出正極與該輸出負極，並接受該常備電力，該分壓單元由至少二以串聯設置的第一電阻所組成，該些第一電阻之間具有一分壓節點，該分壓節點具有一分壓電位；一第二電阻，一端連接該輸出負極；一開關元件，具有一連接該輸出正極的第一連接端，一連接該第二電阻的第二連接端以及一受控令該第一連接端與該第二連接端導通或截止的控制端；以及一穩壓元件，具有一連接該控制端的第三連接端，一連接該輸出負極的第四連接端，以及一連接該分壓節點以接受該分壓電位的參考端，該穩壓元件設定有一參考電位，該穩壓元件具有一當該分壓電位小於該參考電位時令該控制端無法取得工作所需電流的第一狀態，以及一當該分壓電位大於該參考電位時令該控制端得以取得工作所需電流的第二狀態；其中，該常備電力供應模組於負載變化而使該常備電力變化致該分壓電位大於該參考電位時，該開關元件導通而令該第二電阻作為該常備電力供應模組的其中一負載，以穩定該常備電力，當該常備電力供應模組負載變化未令該常備電力變化到足使該分壓電位大於該參考電位時，該穩壓元件處於該第一狀態，該開關元件截止，該第二電阻未與該常備電力供應模組的該輸出側電性連接。
- 如請求項1所述的輸出穩壓電路，其中，該穩壓元件為一穩壓三 極體。
- 如請求項2所述的輸出穩壓電路，其中，該些第一電阻中位於該分壓節點與該輸出負極之間的至少一者的阻值小於該些第一電阻中位於該分壓節點與該輸出正極之間的至少一者。
- 如請求項3所述的輸出穩壓電路，其中，該輸出穩壓電路具有一連接該第一連接端與該控制端的第三電阻。
- 如請求項3所述的輸出穩壓電路，其中，該開關元件為一雙極性接面型電晶體(BJT)，該第一連接端為該雙極性接面型電晶體的射極，該第二連接端為該雙極性接面型電晶體的集極，該控制端為該雙極性接面型電晶體的基極。
- 如請求項3所述的輸出穩壓電路，其中，該輸出穩壓電路具有一設於該穩壓元件與該開關元件之間的第四電阻。
- 如請求項1或2所述的輸出穩壓電路，其中，該輸出穩壓電路具有一連接該第一連接端與該控制端的第三電阻。
- 如請求項7所述的輸出穩壓電路，其中，該開關元件為一雙極性接面型電晶體(BJT)，該第一連接端為該雙極性接面型電晶體的射極，該第二連接端為該雙極性接面型電晶體的集極，該控制端為該雙極性接面型電晶體的基極。
- 如請求項1或2所述的輸出穩壓電路，其中，該開關元件為一雙極性接面型電晶體(BJT)，該第一連接端為該雙極性接面型電晶體的射極，該第二連接端為該雙極性接面型電晶體的集極，該控制端為該雙極性接面型電晶體的基極。
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| TWI426369B (zh) * | 2010-12-15 | 2014-02-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 穩壓電路 |
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| US9673618B2 (en) * | 2014-11-21 | 2017-06-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Balancing parallel solid-state power controller channel currents systems and methods |
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