專利名稱：一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于ー種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路及其操作方法，尤指ー種不僅可抑制突波電流，亦可降低轉(zhuǎn)換器的功率損耗的突波電流抑制電路及其操作方法，其中該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓。
背景技術(shù)：
一般而言，交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓的電源產(chǎn)品在橋式整流器后會(huì)加上電解電容將交流電濾成直流電，其中在交流電源接上電源產(chǎn)品之前，電解電容上的電壓為零。因?yàn)樵陔娫串a(chǎn)品的開機(jī)瞬間，輸入的交流電壓與電解電容上的電壓不同，所以電源產(chǎn)品會(huì)根據(jù)式(1)，產(chǎn)生突波電流，或稱為涌浪電流(Inrush Current)，其中突波電流可能會(huì)造成電源產(chǎn)品內(nèi)的保險(xiǎn)絲(Fuse)或橋式整流器損毀。
I(t) = ——(I)如式⑴所示，I為突波電流、t為時(shí)間、V為電解電容上的電壓以及C為電解電容的電容值。在先前技術(shù)中，降低突波電流最有效的方式是串聯(lián)ー個(gè)熱敏電阻，以減低電解電容上的電壓變動(dòng)率，使得突波電流被減低。然而，熱敏電阻會(huì)造成電源產(chǎn)品具有額外的功率損耗。另外，抑制突波電流的熱敏電阻在電源產(chǎn)品開機(jī)后會(huì)因?yàn)殡娫串a(chǎn)品的環(huán)境溫度上升而使電阻值下降，導(dǎo)致電源產(chǎn)品熱啟動(dòng)時(shí)，熱敏電阻抑制突波電流的效果降低。因此，對于電源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者而言，先前技術(shù)并不是ー個(gè)好的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路及其操作方法，其能抑制該突波電流，亦可降低該轉(zhuǎn)換器的功率損耗。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路，其中該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓，其中該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓，其特征在于，該突波電流抑制電路包含電阻，用以耦接至該轉(zhuǎn)換器的橋式整流器，以降低該轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流；旁路單元，具有第一端、第二端和控制端，其中該旁路単元的第一端和第二端分別耦接于該電阻的兩端；電感變壓器，耦接于該電阻；及控制信號產(chǎn)生器，耦接于該電阻、該旁路単元和該電感變壓器，用以根據(jù)該電感變壓器的中心抽頭的電壓，產(chǎn)生控制信號至該旁路單元的控制端，以開啟該旁路單元。優(yōu)選的，該控制信號產(chǎn)生器包含整流単元，耦接于該電感變壓器的中心抽頭，用以整流并濾波該中心抽頭的電壓，以產(chǎn)生第一電壓；分壓單元，耦接于該整流単元，用以根據(jù)該第一電壓，產(chǎn)生該控制信號；穩(wěn)壓單元，耦接于該分壓単元，用以穩(wěn)定該控制信號；及保護(hù)單元，耦接于該穩(wěn)壓単元，用以限制該控制信號的電壓準(zhǔn)位，以保護(hù)該旁路単元。其中，該整流単元包含該整流単元包含第一電阻，該第一電阻的第一端耦接于該電感變壓器的中心抽頭；第一電容，該第一電容的第一端稱接于該第一電阻的第二端；第一ニ極管，該第一二極管的P極耦接于該第一電容的第二端；及第ニニ極管，該第二ニ極管的P極耦接于該電阻和該電感變壓器之間，該第二ニ極管的N極耦接于該第一ニ極管N扱。其中，該分壓単元包含第二電阻，該第二電阻的第一端耦接于該第一ニ極管的N極，該第二電阻的第二端耦接于該旁路単元的控制端；及第三電阻，該第三電阻的第一端耦接于該第二電阻的第二端，該第三電阻的第二端耦接于該電阻和該電感變壓器之間。其中，該穩(wěn)壓単元包含第二電容，具有第一端，耦接于該旁路単元的控制端，及第ニ端，耦接于該電阻和該電感變壓器。其中，該保護(hù)單元包含稽納ニ極管，該稽納ニ極管的N極耦接于該旁路單元的控制端，該稽納ニ極管的P極及耦接于該電阻和該電感變壓器之間。優(yōu)選的，該電阻是為熱敏電阻，且具有正溫度系數(shù)或負(fù)溫度系數(shù)。其中，該電阻也 可為非熱敏電阻。優(yōu)選的，該旁路單元為金氧半晶體管或硅控整流器。優(yōu)選的，該電感變壓器包含于該轉(zhuǎn)換器的功率因子矯正電路。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路的操作方法，該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓，其中該突波電流抑制電路包含電阻、旁路單元、電感變壓器及控制信號產(chǎn)生器，該控制信號產(chǎn)生器包含整流単元、分壓單元、穩(wěn)壓單元及保護(hù)單元，該操作方法包含步驟1，當(dāng)該轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，該電阻降低該轉(zhuǎn)換器的橋式整流器的突波電流；及步驟2，該控制信號產(chǎn)生器根據(jù)該電感變壓器的中心抽頭的電壓，產(chǎn)生控制信號至該旁路單元的控制端，以開啟該旁路單元。優(yōu)選的，步驟2包含該整流単元整流并濾波該中心抽頭的電壓，以產(chǎn)生第一電壓；及該分壓単元根據(jù)該第一電壓，產(chǎn)生該控制信號至該旁路単元的控制端。其中，該操作方法另包含該穩(wěn)壓單元穩(wěn)定該控制信號；及該保護(hù)単元限制該控制信號的電壓準(zhǔn)位。該保護(hù)單元限制該控制信號的電壓準(zhǔn)位以保護(hù)該旁路単元。與現(xiàn)有技術(shù)相對比，本發(fā)明提供ー種應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓的轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路及其操作方法。該突波電流抑制電路及該操作方法是當(dāng)轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，來自橋式整流器的輸入電流先是通過電阻至該轉(zhuǎn)換器內(nèi)的其它電路。此時(shí)，旁路單元是為開路狀態(tài)，且該電阻可抑制該轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流。然后，當(dāng)電感變壓器的中心抽頭的電壓可使ー控制信號產(chǎn)生器產(chǎn)生控制信號吋，該旁路単元會(huì)根據(jù)該控制信號開啟。此時(shí)，因?yàn)樵撦斎腚娏魇橇鬟^該旁路単元，所以該輸入電流不會(huì)流經(jīng)該電阻，導(dǎo)致該轉(zhuǎn)換器的功率損耗降低。另外，由于該輸入電流不會(huì)流經(jīng)該電阻造成該電阻的溫度升高，所以在該轉(zhuǎn)換器的熱開機(jī)的條件下，該電阻還是具有抑制該突波電流的效果。因此，相較于先前技術(shù)，本發(fā)明不僅可抑制該突波電流，亦可降低該轉(zhuǎn)換器的功率損耗。


圖1為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路的示意圖。圖2為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路的操作方法的流程圖。主要組件符號說明
100突波電流抑制電路102電阻104旁路單元106電感變壓器108控制信號產(chǎn)生器110橋式整流器112功率因子矯正電路1082整流單元1084分壓單元1086穩(wěn)壓單元1088保護(hù)單元10822第一電阻 10824 第一電容10826 第一ニ極管10828 第二ニ極管10842 第二電阻10844第三電阻10862第二電容10882稽納ニ極管CT中心抽頭CS控制信號IC輸入電流VC電壓Vl第一電壓200-210步驟
具體實(shí)施例方式為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)ー步的了解，茲配合實(shí)施例詳細(xì)說明如下。請參照圖1所示，為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路100的電路示意圖，該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓。該突波電流抑制電路100包含電阻102、旁路單元104、電感變壓器106及控制信號產(chǎn)生器108。如圖1所示，電阻102是用以耦接至轉(zhuǎn)換器的橋式整流器110，以降低轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流(IR)，其中電阻102可為熱敏電阻(thermistor)，且其具有正溫度系數(shù)或負(fù)溫度系數(shù)。另外，在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，電阻102可為非熱敏電阻。旁路單元104具有ニ端和控制端，其中旁路單元104的ニ端是分別耦接于電阻102的ニ端，其中旁路單元104是可為N型金氧半晶體管、P型金氧半晶體管或硅控整流器(silicon-controlled rectifier, SCR)。電感變壓器106 f禹接于電阻102,其中電感變壓器106是包含于轉(zhuǎn)換器的功率因子矯正電路(Power Factor Correction,PFC) 112?？刂菩盘柈a(chǎn)生器108耦接于電阻102、旁路單元104和電感變壓器106，用以根據(jù)電感變壓器106的中心抽頭CT的電壓VC，產(chǎn)生控制信號CS至旁路單元104的控制端，以開啟旁路單元 104。另外，繼續(xù)參照圖1，控制信號產(chǎn)生器108包含整流単元1082、分壓單元1084、穩(wěn)壓單元1086及保護(hù)單元1088。整流單元1082耦接于電感變壓器106的中心抽頭CT，用以整流并濾波中心抽頭CT的電壓VC，以產(chǎn)生第一電壓Vl ;分壓單元1084耦接于整流單元1082，用以根據(jù)第一電壓VI，產(chǎn)生控制信號CS ;穩(wěn)壓單元1086是耦接于分壓単元1084，用以穩(wěn)定控制信號CS ;保護(hù)單元1088是耦接于穩(wěn)壓単元1086，用以限制控制信號CS的電壓準(zhǔn)位，以保護(hù)旁路單元104。如圖1所示，整流單元1082包含第一電阻10822、第一電容10824、第一ニ極管10826及第ニニ極管10828。第一電阻10822具有第一端，耦接于電感變壓器106的中心抽頭CT，及第ニ端；第ー電容10824具有第一端，耦接于第一電阻10822的第二端，及第ニ端；第一ニ極管10826的P極耦接于第一電容10824的第二端；第ニニ極管10828的P極耦接于電阻102和電感變壓器106，該第ニニ極管10828的N極耦接于第一ニ極管10826N極。分壓單元1084包含第二電阻10842及第三電阻10844。第二電阻10842的第一端耦接于第一ニ極管10826的N極，第二電阻10842的第二端耦接于旁路單元104的控制端；第三電阻10844具有第一端，耦接于第二電阻10842的第二端，及第ニ端，耦接于電阻102和電感變壓器106。穩(wěn)壓單元1086包含第二電容10862，具有第一端，耦接于旁路單元104的控制端，及第ニ端，耦接于電阻102和電感變壓器106。保護(hù)單元1088包含稽納ニ極管(Zener Diode) 10882，該稽納ニ極管10882的N極耦接于旁路單元104的控制端，該稽納ニ極管10882的P極耦接于電阻102和電感變壓器106之間，其中保護(hù)單元1088是用以限制控制信號CS的電壓準(zhǔn)位以保護(hù)旁路單元104。

如圖1所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，來自橋式整流器110的輸入電流IC是通過電阻102至轉(zhuǎn)換器內(nèi)的其它電路。亦即電感變壓器106的中心抽頭CT的電壓VC還不能使控制信號產(chǎn)生器108產(chǎn)生控制信號CS，所以此時(shí)旁路單元104是為ー開路狀態(tài)，且電阻102可抑制轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流(IR)。但當(dāng)電感變壓器106的中心抽頭CT的電壓VC可使控制信號產(chǎn)生器108產(chǎn)生控制信號CS吋，旁路單元104會(huì)根據(jù)控制信號CS開啟。此時(shí)，因?yàn)檩斎腚娏鱅C是流過旁路單元104，所以輸入電流IC不會(huì)流經(jīng)電阻102，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器的功率損耗降低。另外，由于輸入電流IC不會(huì)流經(jīng)電阻102造成電阻102的溫度升高，所以在轉(zhuǎn)換器的熱開機(jī)的條件下，電阻102還是具有抑制突波電流(IR)的效果。另外，本發(fā)明并不受限于圖1中的整流単元1082、分壓單元1084、穩(wěn)壓單元1086及保護(hù)單元1088的架構(gòu)，亦即只要是具有上述功能的整流単元、分壓單元、穩(wěn)壓單元及保護(hù)單元皆落入本發(fā)明的范疇。圖2為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路100的操作方法的流程圖，下面將結(jié)合圖1和圖2對本發(fā)明突波電流抑制電路100的操作方法做具體的描述。圖2所示的操作方法是利用圖1的突波電流抑制電路100說明，詳細(xì)步驟如下步驟200:開始；步驟202 :當(dāng)轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，電阻102降低轉(zhuǎn)換器的橋式整流器110的突波電流(IR);步驟204 :整流單元1082整流并濾波電感變壓器106的中心抽頭CT的電壓VC，以產(chǎn)生第一電壓Vl ；步驟206 :分壓單元1084根據(jù)第一電壓VI，產(chǎn)生控制信號CS至旁路單元104的控制端；步驟208 :旁路單元104根據(jù)控制信號CS開啟；步驟210:結(jié)束。在步驟202中，如圖1所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，來自橋式整流器110的輸入電流IC是通過電阻102至轉(zhuǎn)換器內(nèi)的其它電路，此時(shí)旁路單元104是為開路狀態(tài)，以及電阻102可減低轉(zhuǎn)換器的電解電容上的電壓變動(dòng)率，使得突波電流(IR)被減低，其中電阻102是可為熱敏電阻，且具有正溫度系數(shù)或負(fù)溫度系數(shù)。另外，在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，電阻102是可為非熱敏電阻。在步驟204中，控制信號產(chǎn)生器108的整流單元1082用以整流并濾波中心抽頭CT的電壓VC，以產(chǎn)生第一電壓VI。在步驟206中，控制信號產(chǎn)生器108的分壓單元1084可根據(jù)第一電壓VI,產(chǎn)生控制信號CS。另外,如圖1所不，控制信號產(chǎn)生器108的穩(wěn)壓單元1086可穩(wěn)定控制信號CS，以及控制信號產(chǎn)生器108的保護(hù)單元1088可限制控制信號CS的電壓準(zhǔn)位，以保護(hù)旁路單元104。在步驟208中，旁路單元104可根據(jù)控制信號CS開啟，其中旁路單元104是可為N型金氧半晶體管、P型金氧半晶體管或硅控整流器。此時(shí)，如圖1所示，因?yàn)檩斎腚娏鱅C是流過旁路單元104，所以輸入電流IC不會(huì)流經(jīng)電阻102，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器的功率損耗降低。另外，由于輸入電流IC不會(huì)流經(jīng)電阻102造成電阻102的溫度升高，所以在轉(zhuǎn)換器的熱開機(jī)的條件下，電阻102還是具有抑制突波電流(IR)的效果。綜上所述，本發(fā)明所提供的應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓的轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路及其操作方法，當(dāng)轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，來自橋式整流器的輸入電流先是通過電阻至轉(zhuǎn)換器內(nèi)的其它電路。此時(shí)，旁路單元是為開路狀態(tài)，且電阻可抑制轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流。然后，當(dāng)電感變壓器的中心抽頭的電壓可使控制信號產(chǎn)生器產(chǎn)生控制信號時(shí)，旁路單元會(huì)根據(jù)控制信號開啟。此時(shí)，因?yàn)檩斎腚娏魇橇鬟^旁路単元，所以輸入電流不會(huì)流經(jīng)電阻，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器的功率損耗降低。另外，由于輸入電流不會(huì)流經(jīng)電阻造成電阻的溫度升高，所以在轉(zhuǎn)換器的熱開機(jī)的條件下，電阻還是具有抑制突波電流的效果。因此，相較于先前技術(shù)，本發(fā)明不僅可抑制突波電流，亦可降低轉(zhuǎn)換器的功率損耗。本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路，其中該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓，其特征在于，該突波電流抑制電路包含電阻，用以耦接至該轉(zhuǎn)換器的橋式整流器，以降低該轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流；旁路單元，具有第一端、第二端和控制端，其中該旁路單元的第一端和第二端分別耦接于該電阻的兩端；電感變壓器，耦接于該電阻 '及控制信號產(chǎn)生器，耦接于該電阻、該旁路單元和該電感變壓器，用以根據(jù)該電感變壓器的中心抽頭的電壓，產(chǎn)生控制信號至該旁路單元的控制端，以開啟該旁路單元。
2.如權(quán)利要求1所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該控制信號產(chǎn)生器包含整流單元，耦接于該電感變壓器的中心抽頭，用以整流并濾波該中心抽頭的電壓，以產(chǎn)生第一電壓；分壓單元，耦接于該整流單元，用以根據(jù)該第一電壓，產(chǎn)生該控制信號；穩(wěn)壓單元，耦接于該分壓單元，用以穩(wěn)定該控制信號 '及保護(hù)單元，耦接于該穩(wěn)壓單元，用以限制該控制信號的電壓準(zhǔn)位，以保護(hù)該旁路單元。
3.如權(quán)利要求2所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該整流單元包含第一電阻，該第一電阻的第一端稱接于該電感變壓器的中心抽頭，；第一電容，該第一電容的第一端稱接于該第一電阻的第二端；第一二極管，該第一二極管的P極耦接于該第一電容的第二端；及第二二極管，該第二二極管的P極耦接于該電阻和該電感變壓器之間，該第二二極管的N極耦接于該第一二極管N極。
4.如權(quán)利要求3所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該分壓單元包含第二電阻，該第二電阻的第一端耦接于該第一二極管的N極，該第二電阻的第二端耦接于該旁路單元的控制端；及第三電阻，該第三電阻的第一端耦接于該第二電阻的第二端，該第三電阻的第二端耦接于該電阻和該電感變壓器之間。
5.如權(quán)利要求2所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該穩(wěn)壓單元包含第二電容，該第二電容的第一端耦接于該旁路單元的控制端，該第二電容的第二端耦接于該電阻和該電感變壓器之間。
6.如權(quán)利要求2所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該保護(hù)單元包含稽納二極管，該稽納二極管的N極耦接于該旁路單元的控制端，該稽納二極管的P極及耦接于該電阻和該電感變壓器之間。
7.如權(quán)利要求1所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該電阻是為熱敏電阻或非熱敏電阻。
8.如權(quán)利要求1所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該旁路單元為金氧半晶體管或硅控整流器。
9.如權(quán)利要求1所述的突波電流抑制電路，其特征在于，該電感變壓器包含于該轉(zhuǎn)換器的功率因子矯正電路。
10.一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路的操作方法，該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓，其中該突波電流抑制電路包含電阻、旁路單元、電感變壓器及控制信號產(chǎn)生器，該控制信號產(chǎn)生器包含整流單元、分壓單元、穩(wěn)壓單元及保護(hù)單元，其特征在于該操作方法包含: 步驟1，當(dāng)該轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，該電阻降低該轉(zhuǎn)換器的橋式整流器的突波電流 '及步驟2，該控制信號產(chǎn)生器根據(jù)該電感變壓器的中心抽頭的電壓，產(chǎn)生控制信號至該旁路單元的控制端，以開啟該旁路單元。
11.如權(quán)利要求10所述的操作方法，其特征在于步驟2包含 該整流單元整流并濾波該中心抽頭的電壓，以產(chǎn)生第一電壓；及 該分壓單元根據(jù)該第一電壓，產(chǎn)生該控制信號至該旁路單元的控制端。
12.如權(quán)利要求11所述的操作方法，其特征在于另包含 該穩(wěn)壓單元穩(wěn)定該控制信號；及 該保護(hù)單元限制該控制信號的電壓準(zhǔn)位。
13.如權(quán)利要求12所述的操作方法，其特征在于該保護(hù)單元限制該控制信號的電壓準(zhǔn)位以保護(hù)該旁路單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)換器的突波電流抑制電路及其操作方法，尤指一種不僅可抑制突波電流，亦可降低轉(zhuǎn)換器的功率損耗的突波電流抑制電路及其操作方法，其中該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓。該突波電流抑制電路及該操作方法是當(dāng)轉(zhuǎn)換器開機(jī)后，來自橋式整流器的輸入電流先是通過電阻至該轉(zhuǎn)換器內(nèi)的其它電路。此時(shí)，旁路單元是為開路狀態(tài)，且該電阻可抑制該轉(zhuǎn)換器開機(jī)后的突波電流。然后，當(dāng)電感變壓器的中心抽頭的電壓可使控制信號產(chǎn)生器產(chǎn)生控制信號時(shí)，該旁路單元會(huì)根據(jù)該控制信號開啟。因此，相較于先前技術(shù)，本發(fā)明不僅可抑制該突波電流，亦可降低該轉(zhuǎn)換器的功率損耗。
文檔編號H02M1/14GK103023293SQ20121037986
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者周葭軍 申請人:蘇州達(dá)方電子有限公司, 達(dá)方電子股份有限公司