TW201228201A - A detecting device for detecting an output current of a buck circuit - Google Patents
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Description
201228201 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種降壓式變換電路的輸出電流監測裝置， 尤其涉及一種應用於電腦主板的多相降壓式變換電路的 各相輸出電流監測裝置。 【先前技彳标】 [0002] 習知的電腦系統中，通常採用降壓式變換電路（Buck電 路）作為主板的供電電路，降壓式變換電路一般包括作 為電子開關的場效應管。為了獲得更為穩定的電壓、較 大的電流以及降低供電電路的溫度，習知的電腦主板的 供電電路大多採用多相降壓式變換電路。 ' [0003] 然，如果電腦主板的電路佈線設計不合理，這將導致多 相降壓式變換電路的各相電流不平衡，進而導致燒毁場 效應管。如何快速、準確監測多相降壓式變換電路的各 相電流，這成為業内急需解決的技術問題。 【發明内容】 (Q [〇〇〇4] 鑒於以上内容，有必要提供一種快速準確監測輸出電流 的降壓式變換電路的輸出電流監測裝置。 [0005] —種降壓式變換電路的輸出電流監測裝置，包括電壓輸 入端、第一輸入控制單元、第一電感、第一接地電容及 第一電壓輸出端，電壓輸入端與第一輸入控制單元連接 以將外部電源輸入降壓式變換電路中，第一輸入控制單 元通過串聯的第一電感及第一接地電容接地，第一電壓 輸出端連接至串聯的第一電感及第一接地電容之間以輸 出一驅動電壓給負載，還包括第一RC積分電路、第一電 099145932 表單編號 A0101 第 5 頁/共 14 頁 0992079048-0 201228201 壓採樣單元及控制單元，第一RC積分電路包括第一電阻 及第一電容，第一電感上並聯第一RC積分電路，第一電 容的一端與第一電阻連接，第一電容的另一端與第一電 壓輸出端連接，第一電壓採樣單元與第一電容連接以採 集第一電容兩端的電壓U1，第一電壓採樣單元與控制單 元連接以將電壓U1傳送給控制單元。 [0006] 上述降壓式變換電路的輸出電流監測裝置通過採集第一 電容的電壓值U1，從而間接獲得第一電感L1的電壓值， 進而計算第一電感的電流，快速、準確監測多相降壓式 變換電路的各相電流。 【實施方式】 [0007] 請參照圖1，本發明較佳實施方式提供降壓式變換電路的 輸出電流監測裝置，包括電壓輸入端V i η、第一輸入控制 單元11、第一RC積分電路13、第一電壓採樣單元12、第 二輸入控制單元14、第二RC積分電路15、第二電壓採樣 單元16、控制單元17及顯示單元18。電壓輸入端Vin分 別與第一輸入控制單元11及第二輸入控制單元14連接以 將外部電源輸入降壓式變換電路中。 [0008] 第一輸入控制單元11包括第一PWM ( pu 1 se wi dth mod-ulation，脈寬調製）驅動單元111、第一場效應管Q1及 第二場效應管Q2。第一PWM驅動單元111分別與第一場效 應管Q1及第二場效應管Q2的柵極連接。第一場效應管Q1 的源極連接至第二場效應管Q2的漏極。第二場效應管Q2 的漏極通過串聯的第一電感L1及第一接地電容C21接地， 即第一輸入控制單元11通過串聯的第一電感L1及第一接 099145932 表單編號A0101 第6頁/共14頁 0992079048-0 201228201 [0009] 地電容C21接地。第一電壓輸出端Voutl連接至串聯的第 一電感L1及第一接地電容C21之間，以輸出一驅動電壓給 負載。 第一電感L1上並聯第一RC積分電路13。第一RC積分電路 13包括第一電阻R1及第一電容C11，第一電容C11的一端 與第一電阻R1連接，第一電容C11的另一端與第一電壓輸 出端Voutl連接。在本實施方式中，第一電阻R1的阻值為 10K歐姆，第一電容C11的容值為1微法。 [0010] 第二輸入控制單元14包括第二PfM (pulse width mod-ulation，脈寬調製）驅動單元141、第三場效應管Q3及 第四場效應管Q4。第三場效應管Q3的源極連接至第四場 效應管Q4的漏極。第三場效應管Q3的漏極通過串聯的第 二電感L2及第二接地電容C22接地，即第二輸入控制單元 14通過串聯的第二電感L2及第二接地電容C22接地。第二 電壓輸出端Vout2連接至串聯的第二電感L2及第二接地電 容C22之間，以輸出另一驅動電壓給負載。 ^ [0011] 第二電感L2並聯第二RC積分電路15。第二RC積分電路15 包括第二電阻R2及第二電容C12，第二電容C12的一端與 第二電阻R2連接，第二電容C12的另一端與第二電壓輸出 端Vout2連接。在本實施方式中，第二電阻R2的阻值為 10K歐姆，第二電容C12的容值為1微法。 [0012] 電壓輸入端Vin連接至第一場效應管Q1及第三場效應管Q3 的漏極，以將外部電源輸入降壓式變換電路10中。 [0013] 第一電壓採樣單元12與第一RC積分電路13的第一電容 099145932 表單編號A0101 第7頁/共14頁 0992079048-0 201228201
Cl 1連接，以採集第一RC積分電路13的第一電容Cl 1兩端 的電壓U1。第二電壓採樣單元16與第二RC積分電路15的 第二電容C12連接，以採集第二RC積分電路15的第二電容 C12兩端的電壓U2。 [0014] 第一電壓採樣單元12與第二電壓採樣單元16分別將第一 電容C11的電壓U1與第二電容C12的電壓U2發送到控制單 元17。第一電感L1的等效電阻R_L1和第二電感L2的等效 電阻R_L2預存於控制單元17中。由於第一電感L1的電壓 近似於第一電容C11的電壓，第二電感L2的電壓近似於第 二電容C12的電壓，故第一電感L1的電流I_L1=U1/R_L1 ，第二電感L2的電流I_L2 = U2/R_L2。 [0015] 控制單元1 7將第一電感L1的電流I_L1和第二電感L2的電 流I_L2傳送給顯示單元18，顯示單元18顯示I_L1和 I_L2。 [0016] 由於難以精確直接採集第一電感L1和第二電感L2的瞬間 電學參數狀態，故本發明通過採集第一電容C11的電壓值 U1與第二電容C12的電壓值U2，從而間接獲得第一電感 L1和第二電感L2的電壓值，進而計算第一電感和第二電 感的電流，快速、準確監測多相降壓式變換電路的各相 電流。 [0017] 另外，本領域技術人員還可在本發明申請專利範圍第公 開的範圍和精神内做其他形式和細節上的各種修改、添 加和替換。當然，這些依據本發明精神所做的各種修改 、添加和替換等變化，都應包含在本發明所要求保護的 099145932 表單編號A0101 第8頁/共14頁 0992079048-0 201228201 [0018] 範圍之内。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明較佳實施方式的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置的電路圖。 [0019] 【主要元件符號說明】 第一輸入控制單元：11 [0020] 第一PWM驅動單元：111 [0021] 〇 [0022] 第一場效應管：Q1 第二場效應管：Q2 [0023] 第一電感：L1 [0024] 第一接地電容：C21 f [0025] 第一電壓採樣單元：12 [0026] 第一RC積分電路：13 [0027] 0 [0028] 第二輸入控制單元：14 第二PWM驅動單元·· 141 [0029] 第三場效應管：Q3 [0030] 第四場效應管：Q4 [0031] 第二電感：L2 [0032] 第二接地電容：C22 [0033] 第二RC積分電路：15 099145932 表單編號A0101 第9頁/共14頁 0992079048-0 ：16 201228201 [0034] 第二電壓採樣單元 [0035] 控制單元：1 7 [0036] 顯示單元：18 [0037] 電壓輸入端：Vi η
Vout 1 Vout2 [0038] 第一電壓輸出端： [0039] 第二電壓輸出端： [0040] 第一電阻：R1 [0041] 第一電容：C11 [0042] 第二電阻：R2 [0043] 第二電容：C1 2 099145932 表單編號A0101 第10頁/共14頁 0992079048-0
Claims (1)
- 201228201 七、申請專利範圍： 1 . 一種降壓式變換電路的輸出電流監測裝置，包括電壓輸入 端、第一輸入控制單元、第一電感、第一接地電容及第一 電壓輸出端，電壓輸入端與第一輸入控制單元連接以將外 部電源輸入降壓式變換電路中，第一輸入控制單元通過串 聯的第一電感及第一接地電容接地，第一電壓輸出端連接 至串聯的第一電感及第一接地電容之間以輸出一驅動電壓 給負載，其改良在於：還包括第一RC積分電路、第一電壓 採樣單元及控制單元，第一RC積分電路包括第一電阻及第 〇 一電容，第一電感上並聯第一RC積分電路，第一電容的一 端與第一電阻連接，第一電容的另一端與第一電壓輸出端 ' 連接，第一電壓採樣單元與第一電容連接以採集第一電容 兩端的電壓U1，第一電壓採樣單元與控制單元連接以將電 壓U1傳送給控制單元。 2 .如申請專利範圍第1項所述的降壓式變換電路的輸出電流監測裝置，其改良在於：控制單元預存第一電感的等效電 阻1?_11，控制單元根據公式I_L1=U1/R_L1以獲得流經第 一電感上的電流。 3 .如申請專利範圍第2項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：還包括顯示單元，控制單元與顯 示單元連接以將I_L1傳送給顯示單元。 4 .如申請專利範圍第1項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：第一輸入控制單元包括第一 PWM 驅動單元、第一場效應管及第二場效應管，第一PWM驅動 單元分別與第一場效應管及第二場效應管的栅極連接，第 099145932 表單編號A0101 第11頁/共14頁 0992079048-0 201228201 一場效應管的源極連接至第二場效應管的漏極，第二場效 應管的漏極通過串聯的第一電感及第一接地電容接地。 5 .如申請專利範圍第1項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：還包括第二輸入控制單元、第二 電感、第二接地電容及第二電壓輸出端，電壓輸入端與第 二輸入控制單元連接以將外部電源輸入降壓式變換電路中 ，第二輸入控制單元通過串聯的第二電感及第二接地電容 接地，第二電壓輸出端連接至串聯的第二電感及第二接地 電容之間以輸出另一驅動電壓給負載。 6 .如申請專利範圍第5項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：還包括第二RC積分電路及第二電 壓採樣單元，第二RC積分電路包括第二電阻及第二電容， 第二電感上並聯第二RC積分電路，第二電容的一端與第二 電阻連接，第二電容的另一端與第二電壓輸出端連接，第 二電壓採樣單元與第二電容連接以採集第二電容兩端的電 壓U2，第二電壓採樣單元與控制單元連接以將採集電壓 U2傳送給控制單元。 7 .如申請專利範圍第6項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：控制單元預存第二電感的等效電 阻R_L2，控制單元根據公式I_L2 = U2/R_L2以獲得流經第 二電感上的電流。 8 .如申請專利範圍第7項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：控制單元將I_L2傳送給顯示單 元。 9 .如申請專利範圍第5項所述的降壓式變換電路的輸出電流 監測裝置，其改良在於：第二輸入控制單元包括第二PWM 099145932 表單編號A0101 第12頁/共14頁 0992079048-0 201228201 驅動單元、第三場效應管及第四場效應管，第二PWM驅動 單元分別與第三場效應管及第四場效應管的柵極連接，第 三場效應管的源極連接至第四場效應管的漏極，第三場效 應管的漏極通過串聯的第二電感及第二接地電容接地。 C) 099145932 表單編號A0101 第13頁/共14頁 0992079048-0
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