备援电源控制电路转让专利

申请号 : CN201710742820.1

文献号 : CN107785990B

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发明人 : 郑名家陈浩铭

申请人 : 和硕联合科技股份有限公司

摘要 :

本公开提供一种备援电源控制电路,其包括电源隔离电路及软启动电路。电源隔离电路用以隔离来自第一电源装置的第一电力与来自第二电源装置的第二电力。当第一电力供电时,电源隔离电路输出第一电力以作为主电力,否则电源隔离电路输出第二电力至负载。软启动电路耦接到电源隔离电路以接收主电力。软启动电路在接收到主电力之后被使能,以输出主电力至负载。本发明实施例所提出的备援电源控制电路可防止来自第一电源装置的第一电力的电压电流倒灌至第二电源装置,以及防止来自第二电源装置的第二电力的电压电流倒灌至第一电源装置。

权利要求 :

1.一种备援电源控制电路,用以对负载进行供电,其特征在于,所述备援电源控制电路包括:电源隔离电路,用以接收来自第一电源装置的第一电力及来自第二电源装置的第二电力两者至少其中之一,且用以隔离所述第一电力与所述第二电力,其中当所述第一电力供电时,所述电源隔离电路输出所述第一电力以作为主电力,并隔离所述第二电力与所述负载,当所述第一电力不供电时,所述电源隔离电路输出所述第二电力至所述负载;以及软启动电路,耦接到所述电源隔离电路以接收所述主电力,其中所述软启动电路在接收到所述主电力后被使能,以输出所述主电力至所述负载,其中,所述电源隔离电路包括:第一隔离电路,用以自所述第一电源装置接收所述第一电力,且耦接至所述软启动电路,其中当所述第一电力供电时,所述第一隔离电路输出所述第一电力以作为主电源,当所述第一电力不供电时,所述第一隔离电路断开所述软启动电路与所述第一电源装置之间的电流路径;以及第二隔离电路,用以自所述第二电源装置接收所述第二电力,且耦接至所述负载,其中当所述第一电力供电时,所述第二隔离电路断开所述负载与所述第二电源装置之间的电流路径,当所述第一电力不供电时,所述第二隔离电路输出所述第二电力至所述负载,其中,所述第一隔离电路包括:第一开关电路,所述第一开关电路的第一端用以接收所述第一电力,且所述第一开关电路的第二端耦接到所述软启动电路;以及第一控制电路,所述第一控制电路的输入端用以接收所述第一电力,且所述第一控制电路的输出端耦接到所述第一开关电路的控制端以控制所述第一开关电路的启闭,当所述第一电力供电时,所述第一控制电路产生第一开关信号以导通所述第一开关电路,否则所述第一控制电路产生所述第一开关信号以关断所述第一开关电路,其中,所述第一开关电路包括P型金属氧化物半导体场效晶体管,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极端耦接所述第一开关电路的所述第一端,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的源极端耦接所述第一开关电路的所述第二端,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述漏极端与所述源极端之间具有寄生二极管;以及所述第一控制电路包括:

分压电路,耦接在所述第一控制电路的所述输入端与接地端之间,且用以对所述第一电力的电压进行分压以产生第二开关信号;以及稳压三极体,所述稳压三极体的阳极端耦接所述接地端,所述稳压三极体的阴极端耦接所述第一控制电路的所述输出端,且所述稳压三极体的控制端用以接收所述第二开关信号。

2.根据权利要求1所述的备援电源控制电路,其特征在于,所述第二隔离电路包括:

第二开关电路,所述第二开关电路的第一端用以接收所述第二电力,且所述第二开关电路的第二端耦接到所述负载;以及第二控制电路,所述第二控制电路的第一输入端耦接到所述软启动电路,所述第二控制电路的第二输入端耦接到所述第一控制电路以接收所述第一开关信号,且所述第二控制电路的输出端耦接到所述第二开关电路的控制端以控制所述第二开关电路的启闭,当所述第一电力供电时,所述第二控制电路根据所述第一开关信号关断所述第二开关电路,否则所述第二控制电路导通所述第二开关电路。

3.根据权利要求2所述的备援电源控制电路,其特征在于:

所述第二开关电路包括:

P型金属氧化物半导体场效晶体管,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极端耦接所述第二开关电路的所述第一端,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的源极端耦接所述第二开关电路的所述第二端,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述漏极端与所述源极端之间具有寄生二极管;

第一电阻器,所述第一电阻器的第一端耦接所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述源极端,且所述第一电阻器的第二端耦接所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极端;

第二电阻器,所述第二电阻器的第一端耦接所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述栅极端;以及N型金属氧化物半导体场效晶体管,所述N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极端耦接所述第二电阻器的第二端,所述N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极端耦接接地端,且所述N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极端耦接所述第二开关电路的所述控制端,所述第二控制电路包括:第三电阻器,所述第三电阻器的第一端耦接所述第二控制电路的所述第一输入端,且所述第三电阻器的第二端耦接所述第二控制电路的所述第二输入端;

稳压二极管,所述稳压二极管的阴极端耦接所述第二控制电路的所述第二输入端,且所述稳压二极管的阳极端耦接所述第二控制电路的所述输出端;以及第四电阻器,所述第四电阻器的第一端耦接所述第二控制电路的所述输出端,且所述第四电阻器的第二端耦接所述接地端。

4.根据权利要求1所述的备援电源控制电路,其特征在于,所述软启动电路包括:

第三开关电路,所述第三开关电路的第一端耦接所述负载,且所述第三开关电路的第二端耦接所述电源隔离电路;以及第三控制电路,用以接收所述第一电力,且耦接到所述第三开关电路的控制端以控制所述第三开关电路的启闭,当所述第一电力供电时,所述第三控制电路产生第三开关信号以导通所述第三开关电路,否则所述第三控制电路产生所述第三开关信号以关断所述第三开关电路。

5.根据权利要求4所述的备援电源控制电路,其特征在于:

所述第三开关电路包括:

P型金属氧化物半导体场效晶体管,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极端耦接所述第三开关电路的所述第一端,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的源极端耦接所述第三开关电路的所述第二端,所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述漏极端与所述源极端之间具有寄生二极管;

第五电阻器,所述第五电阻器的第一端耦接所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述源极端,且所述第五电阻器的第二端耦接所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极端;

第六电阻器,所述第六电阻器的第一端耦接所述P型金属氧化物半导体场效晶体管的所述栅极端;以及N型金属氧化物半导体场效晶体管,所述N型金属氧化物半导体场效晶体管的漏极端耦接所述第六电阻器的第二端,所述N型金属氧化物半导体场效晶体管的源极端耦接接地端,且所述N型金属氧化物半导体场效晶体管的栅极端耦接所述第三开关电路的所述控制端,该第三控制电路包括:分压电路,用以对所述第一电力的电压进行分压以产生所述第三开关信号。

6.根据权利要求1所述的备援电源控制电路,其特征在于,还包括:

过电压保护电路,耦接所述软启动电路,用以在所述第一电力的电压值大于过电压保护值时产生第四开关信号以禁能所述软启动电路,致使所述软启动电路停止输出所述主电力。

7.根据权利要求6所述的备援电源控制电路,其特征在于,所述过电压保护电路包括:分压电路,用以对所述第一电力的电压进行分压以产生第五开关信号;以及稳压三极体,所述稳压三极体的阳极端耦接接地端,所述稳压三极体的控制端用以接收所述第五开关信号,且所述稳压三极体的阴极端用以产生并输出所述第四开关信号。

说明书 :

备援电源控制电路

技术领域

[0001] 本公开涉及电源控制技术领域,具体而言,涉及一种备援电源控制电路。

背景技术

[0002] 一般来说,备援式电源供应系统通常可具有至少两个电源供应模块,并于此至少两个电源供应模块之中择一以对备援式电源供应系统的负载进行供电。在输出电压并联的架构之下,每一电源供应模块的输出端与负载之间可串接二极管或是晶体管,以避免对负载进行供电的电源供应模块的电压或电流倒灌至其他的电源供应模块。然而,二极管于导通状态下的功率消耗大,易使备援式电源供应系统发烫并降低其供电效率。另外,在电源供应模块给电的瞬间容易产生突波电流,可能会使输出电压产生剧烈变动并对负载造成损害。此外,电源供应模块所提供的电压若是过高,亦可能对备援式电源供应系统内部的电路或负载造成损害。
[0003] 需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

[0004] 本有鉴于此,本发明提供一种备援电源控制电路,具有过电压保护、突波电流抑制以及防止电压电流倒灌的保护机制。
[0005] 本发明的备援电源控制电路用以对负载进行供电。备援电源控制电路包括电源隔离电路以及软启动电路。电源隔离电路用以接收来自第一电源装置的第一电力及来自第二电源装置的第二电力两者至少其中之一,且用以隔离第一电力与第二电力。当第一电力供电时,电源隔离电路输出第一电力以作为主电力,并隔离第二电力与负载。当第一电力不供电时,电源隔离电路输出第二电力至负载。软启动电路耦接到电源隔离电路以接收主电力。软启动电路在接收到主电力后被使能,以输出主电力至负载。
[0006] 在本发明的一实施例中,上述的电源隔离电路包括第一隔离电路以及第二隔离电路。第一隔离电路用以自第一电源装置接收第一电力,且耦接至软启动电路。当第一电力供电时,第一隔离电路输出第一电力以作为主电源。当第一电力不供电时,第一隔离电路断开软启动电路与第一电源装置之间的电流路径。第二隔离电路用以自第二电源装置接收第二电力,且耦接至负载。当第一电力供电时,第二隔离电路断开负载与第二电源装置之间的电流路径。当第一电力不供电时,第二隔离电路输出第二电力至负载。
[0007] 在本发明的一实施例中,上述的第一隔离电路包括第一开关电路以及第一控制电路。第一开关电路的第一端用以接收第一电力,且第一开关电路的第二端耦接到软启动电路。第一控制电路的输入端用以接收第一电力,且第一控制电路的输出端耦接到第一开关电路的控制端以控制第一开关电路的启闭。当第一电力供电时,第一控制电路产生第一开关信号以导通第一开关电路,否则第一控制电路产生第一开关信号以关断第一开关电路。
[0008] 在本发明的一实施例中,上述的第二隔离电路包括第二开关电路以及第二控制电路。第二开关电路的第一端用以接收第二电力,且第二开关电路的第二端耦接到负载。第二控制电路的第一输入端耦接到软启动电路,第二控制电路的第二输入端耦接到第一控制电路以接收第一开关信号,且第二控制电路的输出端耦接到第二开关电路的控制端以控制第二开关电路的启闭。当第一电力供电时,第二控制电路根据第一开关信号关断第二开关电路,否则第二控制电路导通第二开关电路。
[0009] 在本发明的一实施例中,上述的软启动电路包括第三开关电路以及第三控制电路。第三开关电路的第一端耦接负载,且第三开关电路的第二端耦接电源隔离电路。第三控制电路用以接收第一电力,且耦接到第三开关电路的控制端以控制第三开关电路的启闭。当第一电力供电时,第三控制电路产生第三开关信号以导通第三开关电路,否则第三控制电路产生第三开关信号以关断第三开关电路。
[0010] 在本发明的一实施例中,上述的备援电源控制电路还包括过电压保护电路。过电压保护电路耦接软启动电路,用以在第一电力的电压值大于过电压保护值时产生第四开关信号以禁能软启动电路,致使软启动电路停止输出主电力。
[0011] 基于上述,本发明实施例所提出的备援电源控制电路可防止来自第一电源装置的第一电力的电压电流倒灌至第二电源装置,以及防止来自第二电源装置的第二电力的电压电流倒灌至第一电源装置。当第一电力供电时,备援电源控制电路中的软启动电路可在接收到主电力(即第一电力)之后被使能,以渐进地输出主电力至负载,从而抑制第一电力供电的瞬间所产生的突波电流。此外,当第一电力(主电力)的电压值过高时,备援电源控制电路中的过电压保护电路可禁能软启动电路以停止输出主电力,以避免第一电力(主电力)的电压值过高而对援电源控制电路内部的电路或负载造成损坏。
[0012] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。

附图说明

[0013] 图1是依照本发明一实施例所示的备援电源控制电路的电路方框示意图;
[0014] 图2是图1的备援电源控制电路的电路架构示意图。

具体实施方式

[0015] 本为了使本公开的内容可以被更容易明了,以下特举实施例作为本公开确实能够据以实施的范例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤,乃代表相同或类似部件。
[0016] 图1是依照本发明一实施例所示的备援电源控制电路100的电路方框示意图。请参照图1,备援电源控制电路100可包括电源隔离电路120以及软启动电路140,但本发明并不限于此。在本发明的其他实施例中,备援电源控制电路100还可包括过电压保护电路160,稍后会再进行详细说明。
[0017] 电源隔离电路120用以自第一电源装置910接收第一电力PI1,且用以自第二电源装置920接收第二电力PI2。当第一电力PI1供电时,电源隔离电路120可输出第一电力PI1以作为主电力PI1’,并将主电力PI1’提供至软启动电路140。相对地,当第一电力PI1不供电时,电源隔离电路120可输出第二电力PI2至负载RL。除此之外,电源隔离电路120可用以隔离第一电力PI1与第二电力PI2,以避免第一电力PI1的电压电流倒灌至第二电源装置920,以及避免第二电力PI2的电压电流倒灌至第一电源装置910。
[0018] 软启动电路140耦接到电源隔离电路120以接收主电力PI1’。软启动电路140在接收到主电力PI1’之后被使能,以渐进地输出主电力PI1’至负载RL,从而抑制第一电力PI1供电的瞬间所产生的突波电流。
[0019] 在本发明的一实施例中,第一电源装置910可例如是电源连接器(adaptor),可用以提供直流的第一电力PI1;第二电源装置920可例如是以太网供电(Power  over Ethernet,简称PoE)的受电端(Powered Device,简称PD),可通过网络线(例如双绞线)来提供第二电力PI2;而负载RL可例如是配置在无线基地台(Wi-Fi AP)内部的直流对直流转换电路,可用以产生无线基地台运行所需的各种直流电源,但本发明并不以此为限。
[0020] 电源隔离电路120可包括第一隔离电路121以及第二隔离电路122。第一隔离电路121用以自第一电源装置910接收第一电力PI1,且耦接软启动电路140。第二隔离电路122用以自第二电源装置920接收第二电力PI2,且耦接至负载RL。
[0021] 当第一电力PI1供电时,第一隔离电路121输出第一电力PI1以作为主电力PI1’,并通过软启动电路140渐进地输出主电力PI1’至负载RL。此时第二隔离电路122将断开负载RL与第二电源装置920之间的电流路径,以避免提供给负载RL的主电力PI1’(即第一电力PI1)的电压电流通过第二隔离电路122而倒灌至第二电源装置920。
[0022] 相对地,当第一电力PI1不供电时,第二隔离电路122可输出第二电力PI2至负载RL。此时第一隔离电路121将断开软启动电路140与第一电源装置910之间的电流路径,以避免提供给负载RL的第二电力PI2的电压电流通过软启动电路140与第一隔离电路121而倒灌至第一电源装置910。
[0023] 图2是图1的备援电源控制电路100的电路架构示意图。请参照图2,第一隔离电路121可包括第一开关电路1211以及第一控制电路1212。第一开关电路1211的第一端T11用以接收第一电力PI1。第一开关电路1211的第二端T12耦接软启动电路140以提供主电力PI1’。
第一控制电路1212的输入端I1用以接收第一电力PI1。第一控制电路1212的输出端O1耦接到第一开关电路1211的控制端T13以控制第一开关电路1211的启闭。当第一电力PI1供电时,第一控制电路1212产生第一开关信号CS1以导通第一开关电路1211。当第一电力PI1不供电时,第一控制电路1212产生第一开关信号CS1以关断第一开关电路1211。
[0024] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第一开关电路1211可包括P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1,但本发明不限于此,在本发明的其他实施例中,第一开关电路1211也可改用N型金属氧化物半导体场效晶体管来实现。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的漏极端耦接第一开关电路1211的第一端T11以接收第一电力PI1。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的源极端耦接第一开关电路1211的第二端T12以输出主电力PI1’。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的漏极端与源极端之间具有一寄生二极管D1,其中寄生二极管D1的阳极端为P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的漏极端,而寄生二极管D1的阴极端为P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的源极端。
[0025] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第一控制电路1212可包括分压电路DV1以及稳压三极体TD1。分压电路DV1耦接在第一控制电路1212的输入端I1与接地端GND之间,且用以对第一电力PI1的电压进行分压以产生第二开关信号CS2。在本发明的一实施例中,分压电路DV1可采用串接的电阻器R11与R12来实现,并于电阻器R11与R12的共接点产生第二开关信号CS2,但不限于此。
[0026] 稳压三极体TD1的阳极端耦接接地端GND,稳压三极体TD1的阴极端耦接第一控制电路1212的输出端O1,且稳压三极体TD1的控制端用以接收第二开关信号CS2。在本发明的一实施例中,可于稳压三极体TD1的控制端与阳极端之间并联连接一电容器C1,但不限于此。在本发明的一实施例中,稳压三极体TD1可采用TL431稳压元件来实现。
[0027] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第二隔离电路122可包括第二开关电路1221以及第二控制电路1222。第二开关电路1221的第一端T21用以接收第二电力PI2。第二开关电路1221的第二端T22耦接负载RL。第二控制电路1222的第一输入端I21耦接在软启动电路140与第一隔离电路121之间以接收主电力PI1’。第二控制电路1222的第二输入端I22耦接第一控制电路1212的输出端O1以接收第一开关信号CS1。第二控制电路1222的输出端O2耦接第二开关电路1221的控制端T23以控制第二开关电路1221的启闭。当第一电力PI1(即主电力PI1’)供电时,第二控制电路1222可根据第一开关信号CS1而关断第二开关电路1221,以断开负载RL与第二电源装置920之间的电流路径。当第一电力PI1(即主电力PI1’)不供电时,第二控制电路1222可导通第二开关电路1221,以使第二电力PI2可通过第二开关电路
1221传输给负载RL。
[0028] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第二开关电路1221可包括P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2、第一电阻器R21、第二电阻器R22以及N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2,但本发明不限于此。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的漏极端耦接第二开关电路1221的第一端T21以接收第二电力PI2。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的源极端耦接第二开关电路1221的第二端T22。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的漏极端与源极端之间具有寄生二极管D2,其中寄生二极管D2的阳极端为P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的漏极端,而寄生二极管D2的阴极端为P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的源极端。
[0029] 第一电阻器R21的第一端耦接P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的源极端。第一电阻器R21的第二端耦接P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的栅极端。第二电阻器R22的第一端耦接P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2的栅极端。第二电阻器R22的第二端耦接N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2的漏极端。N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2的源极端耦接接地端GND。N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2的栅极端耦接第二开关电路1221的控制端T23。
[0030] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第二控制电路1222可包括第三电阻器R23、稳压二极管D4以及第四电阻器R24,但本发明不限于此。在本发明的一实施例中,第三电阻器R23的两端还可并联连接一电容器C2。第三电阻器R23的第一端耦接第二控制电路1222的第一输入端I21。第三电阻器R23的第二端耦接第二控制电路1222的第二输入端I22。稳压二极管D4的阴极端耦接第二控制电路1222的第二输入端I22。稳压二极管D4的阳极端耦接第二控制电路1222的输出端O2。第四电阻器R24的第一端耦接第二控制电路1222的输出端O2。第四电阻器R24的第二端耦接接地端GND。
[0031] 在本发明的一实施例中,如图2所示,软启动电路140可包括第三开关电路141以及第三控制电路142。第三开关电路141的第一端T31耦接负载RL。第三开关电路141的第二端T32耦接电源隔离电路120以接收主电力PI1’。第三控制电路142用以接收第一电力PI1,且耦接到第三开关电路141的控制端T33以控制第三开关电路141的启闭。在本发明的一实施例中,第三开关电路141的控制端T33与接地端GND之间可耦接一电容器C4,但不限于此。
[0032] 当第一电力PI1供电时,第三控制电路142可产生第三开关信号CS3以导通第三开关电路141,以使第三开关电路141将主电力PI1’传输至负载RL。当第一电力PI1不供电时,第三控制电路142可产生第三开关信号CS3以关断第三开关电路141。
[0033] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第三开关电路141可包括P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3、第五电阻器R45、第六电阻器R46以及N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3,但本发明不限于此。
[0034] 在本发明的一实施例中,第五电阻器R45的两端还可并联连接一电容器C3。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的漏极端耦接第三开关电路141的第一端T31。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的源极端耦接第三开关电路141的第二端T32。P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的漏极端与源极端之间具有一寄生二极管D3,其中寄生二极管D3的阳极端为P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的漏极端,而寄生二极管D3的阴极端为P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的源极端。
[0035] 第五电阻器R45的第一端耦接P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的源极端。第五电阻器R45的第二端耦接P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的栅极端。第六电阻器R46的第一端耦接P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3的栅极端。第六电阻器R46的第二端耦接N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3的漏极端。N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3的源极端耦接接地端GND。N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3的栅极端耦接第三开关电路141的控制端T33。
[0036] 在本发明的一实施例中,如图2所示,第三控制电路142可包括分压电路DV2,用以对第一电力PI1的电压进行分压以产生第三开关信号CS3。分压电路DV2可包括串接的电阻器R47、R48以及R49。电阻器R47的第一端用以接收第一电力PI1。电阻器R47的第二端耦接电阻器R48的第一端。电阻器R48的第二端耦接电阻器R49的第一端以产生第三开关信号CS3。电阻器R49的第二端耦接接地端GND。
[0037] 以下将针对备援电源控制电路100的运行进行说明。请同时参照图1与图2,在此假设第一电力PI1的电压值高于第二电力PI2的电压值。当第一电源装置910与第二电源装置920同时提供电力至备援电源控制电路100时(亦即第一电力PI1及第二电力PI2皆供电),来自第一电源装置910的第一电力PI1将优先对负载RL进行供电。一旦第一电源装置910停止供电,备援电源控制电路100才将来自第二电源装置920的第二电力PI2提供给负载RL。特别是,在第二电源装置920供电的情况下,不论第一电源装置910是否供电,备援电源控制电路
100可持续对负载RL进行供电,且备援电源控制电路100可避免于第一电力PI1与第二电力PI2切换时发生电力中断,导致负载RL(或是负载RL所在的电子装置)关机。
[0038] 详言之,在第二电力PI2供电的情况下,当第一电力PI1供电时,第一电力PI1可通过P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1内部的寄生二极管D1(位于第一隔离电路121)传输至软启动电路140,以作为主电力PI1’。此时,由于P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3内部的寄生二极管D3(位于软启动电路140)为反向偏压,故主电力PI1’无法通过寄生二极管D3提供给负载RL。
[0039] 于上述情况之下,电阻器R47、R48以及R49(位于软启动电路140)可对第一电力PI1的电压进行分压以产生第三开关信号CS3。当第三开关信号CS3的电压值大于N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3的临界值时,N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3可被导通,致使第五电阻器R45与第六电阻器R46可对主电力PI1’的电压进行分压以导通P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3。此时,主电力PI1’将可通过导通的P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3而传送至负载RL。
[0040] 接着,电阻器R11与R12(位于第一隔离电路121)可对第一电力PI1的电压进行分压以产生第二开关信号CS2。当第二开关信号CS2的电压值大于稳压三极体TD1的临界值时,稳压三极体TD1可被导通,致使第一开关信号CS1的电压值为接地端GND的电压值(例如逻辑低电平的电压值)而导通P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1。此时,第一电力PI1将可通过P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1内部的感应通道而传输至软启动电路140。由于P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1内部的感应通道的阻抗值小,其功率消耗低于寄生二极管D1,故可提升备援电源控制电路100的供电效率。
[0041] 值得一提的是,由于软启动电路140中的第五电阻器R45与第六电阻器R46是在接收到主电力PI1’之后才将P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3导通以对负载RL进行供电,故可降低第一电力PI1供电的瞬间所产生的突波电流,以避免对负载RL造成损害。此外,由于P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3导通时的阻抗值小,其功率消耗低于一般的二极管,故可提升备援电源控制电路100的供电效率。
[0042] 当主电力PI1’通过导通的P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3而对负载RL供电时,基于主电力PI1’(第一电力PI1)的电压值高于第二电力PI2的电压值,故P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2(位于第二隔离电路122)的寄生二极管D2为反向偏压而被截止。此外,如同先前所述,第一开关信号CS1的电压值为接地端GND的电压值(例如逻辑低电平的电压值),故N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2(位于第二隔离电路122)的栅极端将通过稳压二极管D4以及第四电阻器R24而接收到逻辑低电平的电压值,故N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2为截止状态,使得P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2亦为截止状态。换句话说,当第一电力PI1(主电力PI1’)对负载RL供电时,P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2及其内部的寄生二极管D2皆为截止状态,故而阻断负载RL与第二电源装置920之间的电流路径,如此一来,可避免主电力PI1’(第一电力PI1)的电压电流通过P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2(或其内部的寄生二极管D2)倒灌至第二电源装置920。
[0043] 以下将针对第一电源装置910停止供电,而由第二电源装置920提供电力至备援电源控制电路100的情况进行说明(亦即第一电力PI1不供电、第二电力PI2供电)。请再同时参照图1与图2,于第二电力PI2供电的情况下,若第一电源装置910停止供电,则负载RL的电压值将开始下降,如此将导致寄生二极管D2转换成顺向偏压而被导通。因此第二电力PI2将可通过导通的寄生二极管D2立即供电给负载RL。如此一来,可避免第一电力PI1不供电而导致负载RL(或是负载RL所在的电子装置)关机。
[0044] 由于第一电力PI1不供电,故通过电阻器R11与R12对第一电力PI1的电压进行分压所得到的第二开关信号CS2的电压值将小于稳压三极体TD1的临界值,因此稳压三极体TD1被关断,从而导致P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1被截止。同样地,通过电阻器R47、R48以及R49对第一电力PI1的电压进行分压所得到的第三开关信号CS3的电压值小于N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3的临界值,因此N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3被截止,从而导致P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3被截止。
[0045] 于上述情况下,P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3内部的寄生二极管D3为顺向偏压,因此经由寄生二极管D2供电至负载RL的第二电力PI2可通过导通的寄生二极管D3而传输至第一开关电路1211的第二端T12(即P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的源极端)以及第二控制电路1222的第一输入端I21。此时,P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1的寄生二极管D1为反向偏压而被截止,且P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1亦为截止状态,故而阻断负载RL与第一电源装置910之间的电流路径,如此一来,可避免第二电力PI2的电压电流通过P型金属氧化物半导体场效晶体管MP1(或其内部的寄生二极管D1)倒灌至第一电源装置910。另一方面,第二控制电路1222的第三电阻器R23、稳压二极管D4以及第四电阻器R24可通过第一输入端I21对第二电力PI2的电压进行分压,并据以导通N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2。接着,第一电阻器R21、第二电阻器R22以及导通的N型金属氧化物半导体场效晶体管MN2可对负载RL的第二电力PI2的电压进行分压,从而导通P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2,致使第二电源装置920所提供的第二电力PI2将通过P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2内部的感应信道供电给负载RL。由于P型金属氧化物半导体场效晶体管MP2内部的感应通道的阻抗值小,其功率消耗低于寄生二极管D2,故可提升备援电源控制电路100的供电效率。
[0046] 以下将针对备援电源控制电路100的过电压保护电路160进行说明。过电压保护电路160耦接软启动电路140。过电压保护电路160用以在第一电力PI1的电压值大于一过电压保护值时产生第四开关信号CS4以禁能软启动电路140,致使软启动电路140停止输出主电力PI1’,以避免第一电力PI1(主电力PI1’)的电压值过高而对备援电源控制电路100内部的电路或负载RL造成损坏。
[0047] 更进一步来说,如图2所示,过电压保护电路160可包括分压电路DV3以及稳压三极体TD3,但本发明不限于此。在本发明的其他实施例中,于稳压三极体TD3的控制端与阳极端之间还可并联连接一电容器C5。分压电路DV3可用以对第一电力PI1的电压进行分压以产生第五开关信号CS5。在本发明的一实施例中,分压电路DV3可包括串接的电阻器R61及R62。电阻器R61的第一端用以接收第一电力PI1,电阻器R61的第二端耦接电阻器R62的第一端以产生第五开关信号CS5。电阻器R62的第二端耦接接地端GND。稳压三极体TD3的阳极端耦接接地端GND。稳压三极体TD3的控制端用以接收第五开关信号CS5。稳压三极体TD3的阴极端用以输出第四开关信号CS4。
[0048] 当第一电力PI1的电压值升高,致使第五开关信号CS5的电压值高于稳压三极体TD3的临界值时,稳压三极体TD3将被导通,致使第四开关信号CS4的电压值为接地端GND的电压值(例如逻辑低电平的电压值),以依序关断N型金属氧化物半导体场效晶体管MN3以及P型金属氧化物半导体场效晶体管MP3。此时软启动电路140将停止输出主电力PI1’至负载RL,以达到过电压保护的目的。可以理解的是,稳压三极体TD3的临界值即为上述的过电压保护值,因此设计者可通过采用不同临界值的稳压三极体TD3,来调整所需的过电压保护值。在本发明的一实施例中,稳压三极体TD3可采用TL431稳压元件来实现,但不限于此。
[0049] 综上所述,本发明实施例所提出的备援电源控制电路可防止来自第一电源装置的第一电力的电压电流倒灌至第二电源装置,以及防止来自第二电源装置的第二电力的电压电流倒灌至第一电源装置。当第一电力供电时,备援电源控制电路中的软启动电路可在接收到主电力(即第一电力)之后被使能,以渐进地输出主电力至负载,从而抑制第一电力供电的瞬间所产生的突波电流。此外,当第一电力(主电力)的电压值过高时,备援电源控制电路中的过电压保护电路可禁能软启动电路以停止输出主电力,以避免第一电力(主电力)的电压值过高而对援电源控制电路内部的电路或负载造成损坏。
[0050] 虽然本发明已以实施例公开如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内,当可作些许的变动与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。