TW201603430A - 浪湧電流抑制裝置 - Google Patents

Abstract

一種浪湧電流抑制裝置，包括一電壓比較電路、一電阻控制電路、一電容控制電路及一開關電路，所述電壓比較電路電性連接一電壓輸入端與一電壓輸出端以分別接收一輸入電壓與一輸出電壓，並將所述輸入電壓與所述輸出電壓進行比較後以輸出一第一控制信號，所述電阻控制電路用以接收一直流驅動電壓，所述電阻控制電路與所述電容控制電路分別用以接收所述第一控制信號，所述電阻控制電路根據接收到之第一控制信號藉由所述直流驅動電壓給所述電容控制電路充電，所述電容控制電路於充滿電後輸出一第二控制信號，所述開關電路接收所述第二控制信號，並根據所述第二控制信號將所述電壓輸入端與所述電壓輸出端電性連通。

Description

浪湧電流抑制裝置

本發明涉及一種浪湧電流抑制裝置。

於習知之支援熱插拔之電子裝置中，如個人電腦之USB介面、音頻介面或其他類型之介面於使用過程中容易產生浪湧電流。浪湧電流是指電腦周邊設備於與電腦介面相連接之過程中，若電腦周邊設備與電腦介面之間之電壓差過大時會產生過大之電流。浪湧電流會對電腦周邊設備造成損壞，甚至對人體造成傷害。

有鑑於此，有必要提供一種可避免產生浪湧電流之浪湧電流抑制裝置。

一種浪湧電流抑制裝置，包括一電壓比較電路、一電阻控制電路、一電容控制電路及一開關電路，所述電壓比較電路電性連接一電壓輸入端與一電壓輸出端以分別接收一輸入電壓與一輸出電壓，並將所述輸入電壓與所述輸出電壓進行比較後以輸出一第一控制信號，所述電阻控制電路用以接收一直流驅動電壓，所述電阻控制電路與所述電容控制電路分別用以接收所述第一控制信號，所述電阻控制電路根據接收到之第一控制信號藉由所述直流驅動電壓給所述電容控制電路充電，所述電容控制電路於充滿電後輸出一第二控制信號，所述開關電路接收所述第二控制信號，並根據所述第二控制信號將所述電壓輸入端與所述電壓輸出端電性連通。

相較於先前技術，本發明提供的浪湧電流抑制裝置之所述電阻控制電路根據接收到之第一控制信號藉由所述直流驅動電壓給所述電容控制電路充電，所述電容控制電路於充滿電後輸出一第二控制信號，所述開關電路接收所述第二控制信號，並根據所述第二控制信號將所述電壓輸入端與所述電壓輸出端電性連通，避免了所述電壓輸入端與所述電壓輸出端相接觸之過程中產生浪湧電流。

圖1為本發明浪湧電流抑制裝置之一較佳實施方式之一框圖。

圖2為圖1中之浪湧電流抑制裝置之電路圖。

請參閱圖1，於本發明之一較佳實施方式中，一浪湧電流抑制裝置包括一電壓比較電路100、一電阻控制電路200、一電容控制電路300及一開關電路400。所述電壓比較電路100電性連接一電壓輸入端Vin與一電壓輸出端Vout以分別接收一輸入電壓與一輸出電壓，並將所述輸入電壓與所述輸出電壓進行比較後以輸出一第一控制信號。所述電阻控制電路200用以接收一直流驅動電壓Vcc，所述電阻控制電路200與所述電容控制電路300分別用以接收所述第一控制信號。所述電阻控制電路200根據接收到之第一控制信號藉由所述直流驅動電壓Vcc給所述電容控制電路300充電。所述電容控制電路300於充滿電後輸出一第二控制信號。所述開關電路400接收所述第二控制信號，並根據所述第二控制信號將所述電壓輸入端Vin與所述電壓輸出端Vout電性連通。

請參閱圖2，所述電壓比較電路100包括一第一電阻R1、一第二電阻R2及一比較器U。所述比較器U包括一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端。所述第一電阻R1之一端電性連接所述電壓輸入端Vin，所述第一電阻R1之另一端經由所述第二電阻R2接地。所述比較器U之同相輸入端電性連接所述第一電阻R1與所述第二電阻R2之間之連接節點。所述比較器U之反相輸入端電性連接所述電壓輸出端Vout。所述比較器U之輸出端用以輸出所述第一控制信號。

所述電阻控制電路200包括一第一場效應電晶體Q1、一第三電阻R3及一第四電阻R4。所述第一場效應電晶體Q1包括一閘極、一源極及一汲極。所述第一場效應電晶體Q1之閘極電性連接所述比較器U之輸出端用以接收所述第一控制信號。所述第一場效應電晶體Q1之源極經由所述第三電阻R3電性連接所述第一場效應電晶體Q1之汲極。所述第一場效應電晶體Q1之汲極經由所述第四電阻R4接收所述直流驅動電壓Vcc。

所述電容控制電路300包括一第二場效應電晶體Q2與一電容C。所述第二場效應電晶體Q2包括一閘極、一源極及一汲極。所述第二場效應電晶體Q2之閘極電性連接所述比較器U之輸出端用以接收所述第一控制信號。所述第二場效應電晶體Q2之源極經由所述電容C接地。所述第二場效應電晶體Q2之汲極電性連接所述第一場效應電晶體Q1之源極。所述第二場效應電晶體Q2之汲極用以輸出所述第二控制信號。

所述開關電路400包括一第三場效應電晶體Q3。所述第三場效應電晶體Q3包括一閘極、一源極及一汲極。所述第三場效應電晶體Q3之閘極電性連接所述第二場效應電晶體Q2之汲極以接收所述第二控制信號。所述第三場效應電晶體Q3之源極電性連接所述電壓輸出端Vout。所述第三場效應電晶體Q3之汲極電性連接所述電壓輸入端Vin。其中，所述第一場效應電晶體Q1為P溝道場效應電晶體，所述第二場效應電晶體Q2與所述第三場效應電晶體Q3為N溝道場效應電晶體。

工作時，所述第一電阻R1與所述第二電阻R2將所述輸入電壓分壓為一較低之輸入電壓。當所述較低之輸入電壓與所述輸出電壓之間之電壓差大於一參考電壓時，所述比較器U之輸出端輸出一較高電位之第一控制信號。所述第一場效應電晶體Q1截止。所述第二場效應電晶體Q2導通。所述直流驅動電壓Vcc順次經由所述第四電阻R4、所述第三電阻R3及所述第二場效應電晶體Q2給所述電容C充電。當所述電容C充滿電後，所述第二場效應電晶體Q2之汲極輸出一高電位之第二控制信號。所述第三場效應電晶體Q3導通。所述電壓輸入端Vin之輸入電壓被輸出給所述電壓輸出端Vout。

由於所述電容C之充電時間與所述第三電阻R3與所述第四電阻R4之阻值之與成正比，所述電容C於經過較長時間之充電後才會輸出所述高電位之第二控制信號。由於所述電容C之充電延遲作用，於所述電壓輸入端Vin與所述電壓輸出端Vout相接觸直至兩者之間之電壓差無法產生浪湧電流時，所述電壓輸入端Vin之輸入電壓才會被輸出給所述電壓輸出端Vout，避免了所述電壓輸入端Vin與所述電壓輸出端Vout相接觸之過程中產生浪湧電流。

當所述較低之輸入電壓與所述輸出電壓之間之電壓差小於所述參考電壓時，所述比較器U之輸出端輸出一較低電位之第一控制信號。所述第一場效應電晶體Q1導通。所述較低電位之第一控制信號高於第二場效應電晶體Q2之導通電壓，使得所述第二場效應電晶體Q2仍導通。所述直流驅動電壓Vcc順次經由所述第四電阻R4、所述第一場效應電晶體Q1及所述第二場效應電晶體Q2給所述電容C充電。當所述電容C充滿電後，所述第二場效應電晶體Q2之汲極輸出一高電位之第二控制信號。所述第三場效應電晶體Q3導通。所述電壓輸入端Vin之輸入電壓被輸出給所述電壓輸出端Vout。

由於所述電容C之充電時間與所述第四電阻R4之阻值成正比，所述電容C於經過較短時間之充電後即輸出所述高電位之第二控制信號。此時所述第四電阻R4阻值小於所述第三電阻R3與所述第四電阻R4之阻值之與，因此所述第四電阻R4單獨接入時之充電時間短於所述第三電阻R3與所述第四電阻R4同時接入時之充電時間。由於所述電容C之充電延遲作用，於所述電壓輸入端Vin與所述電壓輸出端Vout之間之電壓差較小時，進一步避免了所述電壓輸入端Vin與所述電壓輸出端Vout相接觸之過程中產生浪湧電流。其中，所述電壓輸入端Vin電性連接一電腦電源，所述電壓輸出端Vout電性連接一電腦周邊設備。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧電壓比較電路

200‧‧‧電阻控制電路

300‧‧‧電容控制電路

400‧‧‧開關電路

Vin‧‧‧電壓輸入端

Vout‧‧‧電壓輸出端

Vcc‧‧‧直流驅動電壓

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

U‧‧‧比較器

Q1‧‧‧第一場效應電晶體

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

Q2‧‧‧第二場效應電晶體

C‧‧‧電容

Q3‧‧‧第三場效應電晶體

無

100‧‧‧電壓比較電路

200‧‧‧電阻控制電路

300‧‧‧電容控制電路

400‧‧‧開關電路

Vin‧‧‧電壓輸入端

Vout‧‧‧電壓輸出端

Vcc‧‧‧直流驅動電壓

Claims (9)

1. 一種浪湧電流抑制裝置，包括一電壓比較電路、一電阻控制電路、一電容控制電路及一開關電路，所述電壓比較電路電性連接一電壓輸入端與一電壓輸出端以分別接收一輸入電壓與一輸出電壓，並將所述輸入電壓與所述輸出電壓進行比較後以輸出一第一控制信號，所述電阻控制電路用以接收一直流驅動電壓，所述電阻控制電路與所述電容控制電路分別用以接收所述第一控制信號，所述電阻控制電路根據接收到之第一控制信號藉由所述直流驅動電壓給所述電容控制電路充電，所述電容控制電路於充滿電後輸出一第二控制信號，所述開關電路接收所述第二控制信號，並根據所述第二控制信號將所述電壓輸入端與所述電壓輸出端電性連通。
2. 如請求項1所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述電壓比較電路包括一第一電阻、一第二電阻及一比較器，所述比較器包括一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端，所述第一電阻之一端電性連接所述電壓輸入端，所述第一電阻之另一端經由所述第二電阻接地，所述比較器之同相輸入端電性連接所述第一電阻與所述第二電阻之間之連接節點，所述比較器之反相輸入端電性連接所述電壓輸出端，所述比較器之輸出端用以輸出所述第一控制信號。
3. 如請求項1所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述電阻控制電路包括一第一場效應電晶體、一第三電阻及一第四電阻，所述第一場效應電晶體包括一閘極、一源極及一汲極，所述第一場效應電晶體之閘極用以接收所述第一控制信號，所述第一場效應電晶體之源極經由所述第三電阻電性連接所述第一場效應電晶體之汲極，所述第一場效應電晶體之汲極經由所述第四電阻接收所述直流驅動電壓。
4. 如請求項3所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述第一場效應電晶體為P溝道場效應電晶體。
5. 如請求項3所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述電容控制電路包括一第二場效應電晶體與一電容，所述第二場效應電晶體包括一閘極、一源極及一汲極，所述第二場效應電晶體之閘極用以接收所述第一控制信號，所述第二場效應電晶體之源極接地，所述第二場效應電晶體之汲極電性連接所述第一場效應電晶體之源極，所述第二場效應電晶體之汲極用以輸出所述第二控制信號。
6. 如請求項5所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述第二場效應電晶體為N溝道場效應電晶體。
7. 如請求項5所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述開關電路包括一第三場效應電晶體，所述第三場效應電晶體包括一閘極、一源極及一汲極，所述第三場效應電晶體之閘極電性連接所述第二場效應電晶體之汲極以接收所述第二控制信號，所述第三場效應電晶體之源極電性連接所述電壓輸出端，所述第三場效應電晶體之汲極電性連接所述電壓輸入端。
8. 如請求項7所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述第三場效應電晶體為N溝道場效應電晶體。
9. 如請求項1至8中任意一項所述的浪湧電流抑制裝置，其中：所述電壓輸入端電性連接一電腦電源，所述電壓輸出端電性連接一電腦周邊設備。