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TWI474592B - 負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置 - Google Patents

負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置 Download PDF

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TWI474592B
TWI474592B TW102115277A TW102115277A TWI474592B TW I474592 B TWI474592 B TW I474592B TW 102115277 A TW102115277 A TW 102115277A TW 102115277 A TW102115277 A TW 102115277A TW I474592 B TWI474592 B TW I474592B
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Wen Nan Huang
Ching Guo Chen
Shiu Hui Lee
Yao Wen Tsai
Chih Ching Huang
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Chicony Power Tech Co Ltd
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Description

負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置
本發明係有關於一種旁路裝置，特別是一種負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置。
一般使用市電交流電運作的電子裝置，在使用過程中常常會因為市電交流電瞬間加入負載而產生突波電流(inrush current，或稱湧浪電流)；由於突波電流係為一種瞬間的高壓，此種高壓從數百伏特(安培)到數千伏特(安培)或甚至更高，而持續的時間從數千分之一秒到數億分之一秒，對於電子裝置而言勢必構成潛在的危險；輕則造成資料流失或電子零件壽命減短，重則造成電子裝置的損壞或產生更嚴重的結果；因此，在現今有許多電子裝置中都有突波電流抑制電路，用以保護電子裝置與使用者的安全。
一般突波電流抑制電路係整合在交流轉直流電源轉換的電源供應器當中，此電源供應器主要係由整流器以及電磁干擾(electric magnetic interference，通常簡稱為EMI)防制電路所組成，並且在其直流電源的輸出側聯結有負溫度係數熱敏電阻及電容；於實際運作時，即利用負溫度係數熱敏電阻抑制可能產生的突波電 流，由於此負溫度係數熱敏電阻於低溫時電阻值較高，故所流經的電流較小，而溫度升高時，負溫度係數熱敏電阻之電阻值則降低，所流經的電流則較大；因此在電子裝置剛開啟或電源供應器剛接上市電交流電時，因負溫度係數熱敏電阻本身溫度較低，而得以提供較高的電阻值來抑制突波電流之產生，並待電源供應器工作一段時間使負溫度係數熱敏電阻之溫度升高之後，負溫度係數熱敏電阻的電阻值即可降低，以讓電流能流過而電源供應器進入正常的運作狀態。
上述利用負溫度係數熱敏電阻達到抑制突波電流之電路架構，雖然在負溫度係數熱敏電阻溫度升高以後電阻值降低，能讓直流電源通過，以使電源供應器進入正常的運作狀態；然而，負溫度係數熱敏電阻係常態設置在電路中，即使負溫度係數熱敏電阻因溫度升高而電阻值降低，但其電阻值仍舊很高，功耗很高，因此長期下來所耗損的能量將相當可觀。
為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置。
為達成本發明之上述目的，本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置係應用於一交流電源供應裝置及一電源轉換裝置，該電源轉換裝置包含一橋式整流器、一負溫度係數熱敏電阻、一濾波電容及一直流轉直流轉換器，該直流轉直流轉換器包含一脈波寬度調變控制單元，該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置包含：一開關單元，該開關單元與該負溫度係數熱敏電阻電性並聯連接；及一開關控制單元，該開關控制單元電性連接至該開關單元及該電源轉 換裝置。其中當該交流電源供應裝置啟動後，該開關控制單元接收一電源啟動信號；藉此，該開關控制單元控制該開關單元導通；該開關單元的阻抗小於該負溫度係數熱敏電阻的阻抗。
10‧‧‧負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置
20‧‧‧交流電源供應裝置
30‧‧‧電源轉換裝置
102‧‧‧開關單元
104‧‧‧開關控制單元
106‧‧‧電源啟動信號
302‧‧‧橋式整流器
304‧‧‧負溫度係數熱敏電阻
306‧‧‧濾波電容
308‧‧‧直流轉直流轉換器
310‧‧‧脈波寬度調變控制單元
10402‧‧‧開關子單元
10404‧‧‧第一電阻
10406‧‧‧第二電阻
10408‧‧‧第三電阻
10410‧‧‧或閘子單元
10412‧‧‧電源偵測子單元
第一圖為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置方塊圖。
第二圖為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置之第一實施例方塊圖。
第三圖為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置之第二實施例方塊圖。
第四圖為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置之第三實施例方塊圖。
請參考第一圖，其係為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置方塊圖。一負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一電源轉換裝置30。
該電源轉換裝置30包含一橋式整流器302、一負溫度係數熱敏電阻304、一濾波電容306及一直流轉直流轉換器308；該直流轉直流轉換器308包含一脈波寬度調變控制單元310。
該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10包含一開關單元102及一開關控制單元104；該開關單元102與該負溫度係數熱敏電阻304電性並聯連接；該開關控制單元104電性連接至該開關單元102及該電源轉換裝置30。
當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)剛啟動或一負載(第一圖未示)剛連接至該電源轉換裝置30時容易產生突波電流，此時該負溫度係數熱敏電阻304的溫度低，因此阻抗很大，可以抑制突波電流的產生。
當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)啟動後(此時已無突波電流產生之虞)，該開關控制單元104接收一電源啟動信號106；藉此，該開關控制單元104控制該開關單元102導通；該開關單元102的阻抗遠小於(或小於)該負溫度係數熱敏電阻304的阻抗，因此該負溫度係數熱敏電阻304被旁路而幾乎不導通。因此，原本應該流經該負溫度係數熱敏電阻304的電流將幾乎都流經該開關單元102；而該開關單元102的功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻304的功耗，藉此達成本發明減少功耗的目的。
在第一圖中，該開關控制單元104係連接至該交流電源供應裝置20及該脈波寬度調變控制單元310以獲得該電源啟動信號106，然而本發明並不以此為限制；該開關控制單元104亦可僅連接至該交流電源供應裝置20或該脈波寬度調變控制單元310以獲得該電源啟動信號106，甚至連接至該橋式整流器302與該濾波電容306交接處等等位置以獲得該電源啟動信號106；其中，該電源啟動信號106係代表該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)已被啟動或是該直流轉直流轉換器308要進行工作(即此時已無突波電流產生之虞)。
以下內容(第二至四圖)將敘述本發明之數個實施例。
請參考第二圖，其係為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置 之第一實施例方塊圖。一負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一電源轉換裝置30。
該電源轉換裝置30包含一橋式整流器302、一負溫度係數熱敏電阻304、一濾波電容306及一直流轉直流轉換器308；該直流轉直流轉換器308包含一脈波寬度調變控制單元310。
該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10包含一開關單元102及一開關控制單元104；該開關單元102與該負溫度係數熱敏電阻304電性並聯連接；該開關控制單元104電性連接至該開關單元102及該電源轉換裝置30。
該開關控制單元104包含一開關子單元10402、一第一電阻10404、一第二電阻10406及一第三電阻10408。
該開關子單元10402電性連接至該開關單元102及該脈波寬度調變控制單元310；該第一電阻10404電性連接至該開關子單元10402及該脈波寬度調變控制單元310；該第二電阻10406電性連接至該開關子單元10402及該第一電阻單元10404；該第三電阻10408電性連接至該負溫度係數熱敏電阻304、該橋式整流器302、該開關單元102及該開關子單元10402。
當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)剛啟動或一負載(第二圖未示)剛連接至該電源轉換裝置30時容易產生突波電流，此時該負溫度係數熱敏電阻304的溫度低，因此阻抗很大，可以抑制突波電流的產生。
當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)啟動後(此時已無突波電流產生之虞)，該脈波寬度調變控制單元310傳送一電 源啟動信號106至該開關控制單元104，該開關控制單元104接收該電源啟動信號106；藉此，該開關控制單元104控制該開關單元102導通；該開關單元102的阻抗遠小於(或小於)該負溫度係數熱敏電阻304的阻抗，因此該負溫度係數熱敏電阻304被旁路而幾乎不導通。因此，原本應該流經該負溫度係數熱敏電阻304的電流將幾乎都流經該開關單元102；而該開關單元102的功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻304的功耗，藉此達成本發明減少功耗的目的。其中，該脈波寬度調變控制單元310具有偵測該交流電源供應裝置20是否啟動的功能，當該脈波寬度調變控制單元310偵測到該交流電源供應裝置20啟動後(此時已無突波電流產生之虞)，該脈波寬度調變控制單元310傳送該電源啟動信號106至該開關控制單元104。
請參考第三圖，其係為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置之第二實施例方塊圖。一負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一電源轉換裝置30。
該電源轉換裝置30包含一橋式整流器302、一負溫度係數熱敏電阻304、一濾波電容306及一直流轉直流轉換器308；該直流轉直流轉換器308包含一脈波寬度調變控制單元310。
該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10包含一開關單元102及一開關控制單元104；該開關單元102與該負溫度係數熱敏電阻304電性並聯連接；該開關控制單元104電性連接至該開關單元102及該電源轉換裝置30。
該開關控制單元104包含一電源偵測子單元10412、一開關子單元 10402、一第一電阻10404、一第二電阻10406及一第三電阻10408。
該電源偵測子單元10412電性連接至該交流電源供應裝置20；該開關子單元10402電性連接至該開關單元102及該電源偵測子單元10412；該第一電阻10404電性連接至該開關子單元10402及該電源偵測子單元10412；該第二電阻10406電性連接至該開關子單元10402及該第一電阻單元10404；該第三電阻10408電性連接至該負溫度係數熱敏電阻304、該橋式整流器302、該開關單元102及該開關子單元10402。
當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)剛啟動或一負載(第三圖未示)剛連接至該電源轉換裝置30時容易產生突波電流，此時該負溫度係數熱敏電阻304的溫度低，因此阻抗很大，可以抑制突波電流的產生。
當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)啟動後(此時已無突波電流產生之虞)，該開關控制單元104之該電源偵測子單元10412偵知並接收一電源啟動信號106；藉此，該開關控制單元104控制該開關單元102導通；該開關單元102的阻抗遠小於(或小於)該負溫度係數熱敏電阻304的阻抗，因此該負溫度係數熱敏電阻304被旁路而幾乎不導通。因此，原本應該流經該負溫度係數熱敏電阻304的電流將幾乎都流經該開關單元102；而該開關單元102的功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻304的功耗，藉此達成本發明減少功耗的目的。
請參考第四圖，其係為本發明之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置 之第三實施例方塊圖。一負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一電源轉換裝置30。
該電源轉換裝置30包含一橋式整流器302、一負溫度係數熱敏電阻304、一濾波電容306及一直流轉直流轉換器308；該直流轉直流轉換器308包含一脈波寬度調變控制單元310。
該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10包含一開關單元102及一開關控制單元104；該開關單元102與該負溫度係數熱敏電阻304電性並聯連接；該開關控制單元104電性連接至該開關單元102及該電源轉換裝置30。
該開關控制單元104包含一開關子單元10402、一第一電阻10404、一第二電阻10406一第三電阻10408、一或閘子單元10410及一電源偵測子單元10412。
該開關子單元10402電性連接至該開關單元102；該第一電阻10404電性連接至該開關子單元10402；該第二電阻10406電性連接至該開關子單元10402及該第一電阻單元10404；該第三電阻10408電性連接至該負溫度係數熱敏電阻304、該橋式整流器302、該開關單元102及該開關子單元10402；該或閘子單元10410電性連接至該開關子單元10402、該第一電阻單元10404及該脈波寬度調變控制單元310；該電源偵測子單元10412電性連接至該或閘子單元10410及該交流電源供應裝置20。
第四圖的作動原理如第二、三圖所示類似，故於此不再贅述；惟由該脈波寬度調變控制單元310所傳送之該電源啟動信號106或是由該交流電源供應裝置20所傳送之該電源啟動信號106，藉由該 或閘子單元10410皆可使該開關單元102導通。
再者，上述該開關單元102及該開關子單元10402可為例如電晶體開關，例如金氧半場效電晶體或雙極性接面電晶體，其功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻304的功耗。上述該開關控制單元104及該脈波寬度調變控制單元310係可整合成為一積體電路；或是該開關單元102、該開關控制單元104及該脈波寬度調變控制單元310係可整合成為一積體電路；藉此，可使本發明的製造更加便利。
本發明之特點在於，當該電源轉換裝置30(或交流電源供應裝置20)啟動後(此時已無突波電流產生之虞)，該開關控制單元104接收一電源啟動信號106(可來自該脈波寬度調變控制單元310或該交流電源供應裝置20)；藉此，該開關控制單元104控制該開關單元102導通；該開關單元102的阻抗遠小於(或小於)該負溫度係數熱敏電阻304的阻抗，因此該負溫度係數熱敏電阻304被旁路而幾乎不導通。如此，原本應該流經該負溫度係數熱敏電阻304的電流將幾乎都流經該開關單元102；而該開關單元102的功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻304的功耗，藉此達成本發明減少功耗的目的。再者，本發明之該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置10之整體功耗亦遠小於該負溫度係數熱敏電阻304的功耗。
然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構 造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。
10‧‧‧負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置
20‧‧‧交流電源供應裝置
30‧‧‧電源轉換裝置
102‧‧‧開關單元
104‧‧‧開關控制單元
106‧‧‧電源啟動信號
302‧‧‧橋式整流器
304‧‧‧負溫度係數熱敏電阻
306‧‧‧濾波電容
308‧‧‧直流轉直流轉換器
310‧‧‧脈波寬度調變控制單元

Claims (8)

  1. 一種負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，係應用於一交流電源供應裝置及一電源轉換裝置，該電源轉換裝置包含一橋式整流器、一負溫度係數熱敏電阻、一濾波電容及一直流轉直流轉換器，該直流轉直流轉換器包含一脈波寬度調變控制單元，該負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置包含：一開關單元，該開關單元與該負溫度係數熱敏電阻電性並聯連接；及一開關控制單元，該開關控制單元電性連接至該開關單元及該電源轉換裝置，其中當該交流電源供應裝置啟動後，該開關控制單元接收一電源啟動信號；藉此，該開關控制單元控制該開關單元導通；該開關單元的阻抗小於該負溫度係數熱敏電阻的阻抗；其中該開關控制單元包含：一開關子單元，該開關子單元電性連接至該開關單元及該脈波寬度調變控制單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，其中該開關控制單元更包含：一第一電阻，該第一電阻電性連接至該開關子單元及該脈波寬度調變控制單元；一第二電阻，該第二電阻電性連接至該開關子單元及該第一電阻；及 一第三電阻，該第三電阻電性連接至該負溫度係數熱敏電阻、該橋式整流器、該開關單元及該開關子單元，其中當該交流電源供應裝置啟動後，該脈波寬度調變控制單元傳送該電源啟動信號至該開關控制單元，該開關控制單元接收該電源啟動信號；藉此，該開關控制單元控制該開關單元導通；該開關單元的阻抗小於該負溫度係數熱敏電阻的阻抗。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，其中該開關控制單元更包含：一或閘子單元，該或閘子單元電性連接至該開關子單元、該第一電阻及該脈波寬度調變控制單元。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，其中該開關控制單元更包含：一電源偵測子單元，該電源偵測子單元電性連接至該或閘子單元及該交流電源供應裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，其中該開關控制單元及該脈波寬度調變控制單元係整合成為一積體電路。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，其中該開關單元、該開關控制單元及該脈波寬度調變控制單元係整合成為一積體電路。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置，其中該開關控制單元包含：一電源偵測子單元，該電源偵測子單元電性連接至該交流電源供應裝置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之負溫度係數熱敏電阻之旁路裝置， 其中該開關控制單元更包含：一第一電阻，該第一電阻電性連接至該開關子單元及該電源偵測子單元；一第二電阻，該第二電阻電性連接至該開關子單元及該第一電阻；一第三電阻，該第三電阻電性連接至該負溫度係數熱敏電阻、該橋式整流器、該開關單元及該開關子單元，其中當該交流電源供應裝置啟動後，該電源偵測子單元接收該電源啟動信號；藉此，該開關控制單元控制該開關單元導通；該開關單元的阻抗小於該負溫度係數熱敏電阻的阻抗。
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TWI879623B (zh) * 2024-07-03 2025-04-01 宏碁股份有限公司 抑制電磁干擾之電源供應器
TWI879622B (zh) * 2024-07-03 2025-04-01 宏碁股份有限公司 抑制電磁干擾之電源供應器

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