TWM545931U - 偵測電流以切換電壓的控制電路 - Google Patents

Description

偵測電流以切換電壓的控制電路

本新型是關於一種電路，特別是關於一種控制電路。

現今系統往往沒有偵測輸出電流，僅靠可控精密穩壓電路(如：TL431)內部之電源當作參考電位，取得固定之輸出電壓。

然而，隨著法規要求越來越嚴格，對於系統應用會需要電源供應器有兩組不同的電壓輸出，而目前的系統要切換電壓時，通常需要控制訊號來通知電源供應器，此控制訊號需從系統或額外電路來通知，造成電路複雜及成本大幅提高的問題。

本新型提出一種創新的控制電路，以解決先前技術的問題。

於本新型的一實施例中，一種偵測電流以切換電壓的控制電路包含分壓電路、電流偵測電路與電壓切換 電路。分壓電路電性連接輸出端，電壓切換電路電性連接電流偵測電路。電流偵測電路偵測輸出電流並轉換成偵測電壓，電壓切換電路比較偵測電壓與參考電壓，據以切換第一電壓或第二電壓。

於本新型的一實施例中，分壓電路包含第一電阻器與第二電阻器，彼此串接。

於本新型的一實施例中，第一電阻器電性連接輸出端，第一電阻器與第二電阻器之間於一連接點電性連接。

於本新型的一實施例中，電流偵測電路包含電流感測電阻器。

於本新型的一實施例中，電流感測電阻器的一端電性連接第二電阻器。

於本新型的一實施例中，電壓切換電路包含比較器、反相器、第一開關與第二開關。比較器包含第一輸入端、第二輸入端與輸出端，比較器的第一輸入端電性連接參考電壓源，比較器的第二輸入端電性連接電流感測電阻器的另一端以接收偵測電壓，其中參考電壓源提供參考電壓。反相器包含輸入端與輸出端，反相器的輸入端電性連接比較器的輸出端。第一開關包含第一端、第二端與控制端，第一開關的控制端電性連接反相器的輸出端，第一開關的第二端電性連接一第一電壓源，第一電壓源提供第一電壓，當偵測電壓小於參考電壓時，第一開關導通，第一開關的第一端輸出第一電壓。第二開關包含第一端、第二 端與控制端，第二開關的控制端電性連接比較器的輸出端，第二開關的第二端電性連接一第二電壓源，第二電壓源提供第二電壓，當偵測電壓大於參考電壓時，第二開關導通，第二開關的第一端輸出第二電壓。

於本新型的一實施例中，電壓切換電路更包含放大器。放大器包含第一輸入端、第二輸入端與輸出端，放大器的第二輸入端電性連接第一開關的第一端與第二開關的第一端，放大器的第一輸入端電性連接於第一電阻器與第二電阻器之間的連接點，放大器的輸出端電性連接光耦合器。

於本新型的一實施例中，放大器為運算放大器。

於本新型的一實施例中，第一開關為第一半導體開關。

於本新型的一實施例中，第二開關為第二半導體開關。

綜上所述，本新型之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。綜上所述，藉由本新型的控制電路，藉由偵測電流以切換電壓，進而可調整輸出功率，且不須系統或額外控制訊號來通知即可達成切換電壓之目的。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本新型之技術方案提供更進一步的解釋。

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100‧‧‧控制電路

110‧‧‧分壓電路

112‧‧‧連接點

120‧‧‧電流偵測電路

121‧‧‧電流感測電阻器

123‧‧‧一端

124‧‧‧另一端

130‧‧‧電壓切換電路

131‧‧‧第一輸入端

132‧‧‧第二輸入端

133‧‧‧輸出端

134‧‧‧反相器

135‧‧‧輸入端

136‧‧‧輸出端

137‧‧‧第一端

138‧‧‧第二端

139‧‧‧控制端

141‧‧‧第一端

142‧‧‧第二端

143‧‧‧控制端

144‧‧‧第一輸入端

145‧‧‧第二輸入端

146‧‧‧輸出端

170‧‧‧參考電壓源

171‧‧‧第一電壓源

172‧‧‧第二電壓源

180‧‧‧光耦合器

190‧‧‧輸出端

I_o‧‧‧輸出電流

OPA1‧‧‧比較器

OPA2‧‧‧放大器

Q1‧‧‧第一開關

Q2‧‧‧第二開關

R1‧‧‧第一電阻器

R2‧‧‧第二電阻器

V_f‧‧‧參考電壓

V_fi‧‧‧偵測電壓

V₁‧‧‧第一電壓

V₂‧‧‧第二電壓

V_o‧‧‧輸出電壓

V_r‧‧‧電壓

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係依照本新型一實施例之一種控制電路的電路圖。

為了使本新型之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本新型造成不必要的限制。

於實施方式與申請專利範圍中，涉及『電性連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接電氣耦合至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接電連結至另一元件。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。

本新型之技術態樣是一種控制電路100，其可藉由偵測電流以切換電壓，或是廣泛地運用在各種適合的技術環節。以下將搭配第1圖來說明控制電路100之具體實施方式。

請參照第1圖，第1圖係依照本新型一實施例之一種控制電路100的架構圖。如第1圖所示，控制電路100包含分壓電路110、電流偵測電路120與電壓切換電路130。

在架構上，分壓電路110電性連接輸出端190，電壓切換電路130電性連接電流偵測電路120。於運作時，電流偵測電路120偵測輸出電流I_o並轉換成偵測電壓V_fi，電壓切換電路130比較偵測電壓V_fi與參考電壓V_f，據以切換第一電壓V₁或第二電壓V₂。

具體而言，分壓電路110包含第一電阻器R1與第二電阻器R2彼此串接。在架構上，第一電阻器R1電性連接輸出端190，第一電阻器R1與第二電阻器R2之間於一連接點112電性連接。

電流偵測電路120包含電流感測電阻器121。在架構上，電流感測電阻器121的一端123電性連接第二電阻器R2。

電壓切換電路130包含比較器OPA1、反相器134、第一開關Q1與第二開關Q2。於本新型的一實施例中，第一開關Q1為第一半導體開關，第二開關Q2為第二半導體開關。

具體而言，比較器OPA1包含第一輸入端131、第二輸入端132與輸出端133。在架構上，比較器OPA1的第一輸入端131電性連接參考電壓源170，比較器OPA1的第二輸入端132電性連接電流感測電阻器121的另一端124以接收偵測電壓V_fi，其中參考電壓源170提供參考電壓V_f。

反相器134包含輸入端135與輸出端136。在架構上，反相器134的輸入端135電性連接比較器OPA1的輸出端133。

第一開關Q1包含第一端137、第二端138與控制端139。在架構上，第一開關Q1的控制端139電性連接反相器134的輸出端136，第一開關Q1的第二端138電性連接第一電壓源171。於運作時，第一電壓171源提供第一電壓V₁，當偵測電壓V_fi小於參考電壓V_f時，第一開關Q1導通，第一開關Q1的第一端137輸出第一電壓V₁。

第二開關Q2包含第一端141、第二端142與控制端143。在架構上，第二開關Q2的控制端143電性連接比較器OPA1的輸出端133，第二開關Q2的第二端142電性連接第二電壓源172。於運作時，第二電壓源172提供第二電壓V₂，當偵測電壓V_fi大於參考電壓V_f時，第二開關Q2導通，第二開關Q2的第一端141輸出第二電壓V₂。

再者，電壓切換電路130更包含放大器OPA2。於本新型的一實施例中，放大器OPA2為運算放大器。

在架構上，放大器OPA2包含第一輸入端144、第二輸入端145與輸出端146。在架構上，放大器OPA2的第二輸入端145電性連接第一開關Q1的第一端137與第二開關Q2的第一端141，放大器OPA2的第一輸入端144電性連接於第一電阻器R1與第二電阻器R2之間的連接點112，放大器OPA2的輸出端146電性連接光耦合器180。

於運作時，當偵測電壓V_fi大於參考電壓V_f時，比較器OPA1輸出邏輯訊號高電位，使得第二開關Q2導通，而第一開關Q1前段有反向器134故不導通。第二開關Q2導通後，因為放大器OPA2為虛短路狀態，所以其第一 輸入端144的電壓V_r大致等於第二電壓V₂。

反之，當偵測電壓V_fi小於參考電壓V_f時，比較器OPA1輸出邏輯訊號低電位，使得第二開關Q2不導通，而第一開關Q1前段有反向器134故呈現導通狀態。第一開關Q1導通後，因為放大器OPA2為虛短路狀態，所以其第一輸入端144的電壓V_r大致等於第一電壓V₁。

第一電壓V₁與第二電壓V₂分別設定不同電壓，經過第一電阻器R1與第二電阻器R2分壓後，可使輸出端190的輸出電壓V_o呈現出兩組不同之輸出電壓。

參考電壓源170、第一電壓源171與第二電壓源172可為外部電壓源，或是以電源供應器經變壓器或電阻分壓提供第一電壓V₁、第二電壓V₂與參考電壓V_f。電壓切換電路130可包裝成積體電路，以取代原本使用之電路(如：TL431)，並達到切換電壓，調整輸出功率之目的。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，於不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧控制電路

110‧‧‧分壓電路

112‧‧‧連接點

120‧‧‧電流偵測電路

121‧‧‧電流感測電阻器

123‧‧‧一端

124‧‧‧另一端

130‧‧‧電壓切換電路

131‧‧‧第一輸入端

132‧‧‧第二輸入端

133‧‧‧輸出端

134‧‧‧反相器

135‧‧‧輸入端

136‧‧‧輸出端

137‧‧‧第一端

138‧‧‧第二端

139‧‧‧控制端

141‧‧‧第一端

142‧‧‧第二端

143‧‧‧控制端

144‧‧‧第一輸入端

145‧‧‧第二輸入端

146‧‧‧輸出端

170‧‧‧參考電壓源

171‧‧‧第一電壓源

172‧‧‧第二電壓源

180‧‧‧光耦合器

190‧‧‧輸出端

I_o‧‧‧輸出電流

OPA1‧‧‧比較器

OPA2‧‧‧放大器

Q1‧‧‧第一開關

Q2‧‧‧第二開關

R1‧‧‧第一電阻器

R2‧‧‧第二電阻器

V_f‧‧‧參考電壓

V_fi‧‧‧偵測電壓

V₁‧‧‧第一電壓

V₂‧‧‧第二電壓

V_o‧‧‧輸出電壓

V_r‧‧‧電壓

Claims (10)

1. 一種偵測電流以切換電壓的控制電路，該控制電路包含：一分壓電路，電性連接一輸出端；一電流偵測電路，偵測一輸出電流並轉換成一偵測電壓；以及一電壓切換電路，電性連接該電流偵測電路，該電壓切換電路比較該偵測電壓與一參考電壓，據以切換一第一電壓或一第二電壓。
2. 如請求項1所述之控制電路，其中該分壓電路包含一第一電阻器與一第二電阻器，彼此串接。
3. 如請求項2所述之控制電路，其中該第一電阻器電性連接該輸出端，該第一電阻器與該第二電阻器之間於一連接點電性連接。
4. 如請求項3所述之控制電路，其中該電流偵測電路包含一電流感測電阻器。
5. 如請求項4所述之控制電路，其中該電流感測電阻器的一端電性連接該第二電阻器。
6. 如請求項5所述之控制電路，其中該電壓切換電路包含： 一比較器，包含一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該比較器的該第一輸入端電性連接一參考電壓源，該比較器的該第二輸入端電性連接該電流感測電阻器的另一端以接收該偵測電壓，其中該參考電壓源提供該參考電壓；一反相器，包含一輸入端與一輸出端，該反相器的該輸入端電性連接該比較器的該輸出端；一第一開關，包含一第一端、一第二端與一控制端，該第一開關的該控制端電性連接該反相器的該輸出端，該第一開關的該第二端電性連接一第一電壓源，該第一電壓源提供該第一電壓，當該偵測電壓小於該參考電壓時，該第一開關導通，該第一開關的該第一端輸出該第一電壓；以及一第二開關，包含一第一端、一第二端與一控制端，該第二開關的該控制端電性連接該比較器的該輸出端，該第二開關的該第二端電性連接一第二電壓源，該第二電壓源提供該第二電壓，當該偵測電壓大於該參考電壓時，該第二開關導通，該第二開關的該第一端輸出該第二電壓。
7. 如請求項6所述之控制電路，其中該電壓切換電路更包含：一放大器，包含一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該放大器的該第二輸入端電性連接該第一開關的該第一端與該第二開關的該第一端，該放大器的該第一輸入端電性連接於該第一電阻器與該第二電阻器之間的該連 接點，該放大器的該輸出端電性連接一光耦合器。
8. 如請求項7所述之控制電路，其中該放大器為一運算放大器。
9. 如請求項6所述之控制電路，其中該第一開關為一第一半導體開關。
10. 如請求項9所述之控制電路，其中該第二開關為一第二半導體開關。