專利名稱：動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種關(guān)于動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其特別是在升降壓電路中，利用控
制MOS組件的偏壓而改變內(nèi)電阻，用以達(dá)到動(dòng)態(tài)限制升降壓電路的電流。
背景技術(shù)：
參考圖1所示，為一公知限流保護(hù)電路拓樸結(jié)構(gòu)示意圖，該電力控制電 路包括一集成電路芯片(A1)、 一電感組件(A2)、 一電氣開關(guān)(A3)、 一電阻(A4) 以及一二極管(A5)，用以達(dá)到直流電力的電壓控制以及電流限制。其中該集成 電路芯片(A1)中包括一第一端埠(All)、 一第二端埠(A12)以及一第三端埠 (A13)，該第一端埠(A11)電氣連接該電氣開關(guān)(A3)，該第二端埠(A12)與第三 端埠(A13)是分別電氣連接該電阻(A4)的兩端，且該集成電路芯片(Al)是經(jīng)由 該第一端埠(A1 l)提供控制信號(hào)控制該電阻(A4)的導(dǎo)通狀態(tài)，該集成電路芯片 (A1)透過該第二端埠(A12)與第三端埠(A13)感測(cè)該電阻的跨電壓；該電感組件 (A2)是用以儲(chǔ)存與釋放能量，且該電感組件(A2)是依序電氣連接該電氣開關(guān) (A3)與該電阻(A4)而形成電氣串聯(lián)；該電氣開關(guān)(A3)可為 一金氧半集成電路開 關(guān)(MOS開關(guān))等任何可透過電氣信號(hào)開啟或關(guān)閉的電氣開關(guān)；以及該二極管 (A5)是用以避免逆電 流。
上述電力控制電路中，當(dāng)該集成電路芯片(A1)控制該電氣開關(guān)(A3)導(dǎo)通 時(shí)，自該電感組件(A2)導(dǎo)入的電流會(huì)依序經(jīng)過該電氣開關(guān)(A3)以及該電阻 (A4),而由該集成電路芯片(Al)控制該電氣開關(guān)(A3)導(dǎo)通的周期達(dá)到該電力控 制電路的輸出電壓，且同時(shí)該電阻(A4)兩端會(huì)形成一電壓降，并由該集成電路 芯片(Al)通過該第 一 電氣端點(diǎn)(A6)與該第二電氣端點(diǎn)(A7)感測(cè)該電阻(A4)兩 端的電壓降，并回饋至該集成電路芯片(A1)中而作為判斷控制該電氣開關(guān)(A3) 的參考信息。其中，當(dāng)流通該電阻(A4)的電流過大時(shí)，將導(dǎo)致該電阻(A4)上的 跨壓達(dá)到該集成電路芯片(A1)內(nèi)定的一參考電壓值，使得該集成電路芯片(A1)通過該第一端埠(A1 l)輸出控制信息而將該電氣開關(guān)(A3)關(guān)閉，故可同時(shí)達(dá)到控制該電力控制電路的輸出電壓以及限制該電力控制電路電流的目的。
但此限制電流電路因該電阻(A4)于該電路拓墣時(shí)已預(yù)先設(shè)定，無法實(shí)時(shí)任 意變換，因此，本發(fā)明的發(fā)明人有鑒于公知的限流電路的缺點(diǎn)，乃亟思發(fā)明 一種可動(dòng)態(tài)調(diào)整限流的機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是提供一動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其是提供一特殊電路設(shè)計(jì)，用以動(dòng) 態(tài)控制其內(nèi)部電阻配合集成電路芯片的電壓感測(cè)，來限制流經(jīng)電路的電流大 小。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其包括 一開關(guān)裝置、 一電感組件、 一集成電路芯片以及一動(dòng)態(tài)電阻單元，并構(gòu)成直流電力升壓電 路或降壓電路。其中該動(dòng)態(tài)電阻單元是具有一金氧半集成電路開關(guān)(MOS switch)以及一電壓輸出裝置，該集成電路芯片是具有一參考電壓值、 一電壓 判斷手段以及一開關(guān)裝置控制手段，該電壓輸出裝置可控制該金氧半集成電 路開關(guān)的內(nèi)電阻，且該金氧半集成電路開關(guān)兩端的電壓差大于該參考電壓值 時(shí)，該開關(guān)裝置控制手段控制該開關(guān)裝置為關(guān)閉狀態(tài)，該金氧半集成電路開 關(guān)兩端的電壓差小于該參考電壓值時(shí)，該開關(guān)裝置控制手段依據(jù)該責(zé)任周期 控制該開關(guān)裝置為導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。
因此，本發(fā)明的有益效果在于利用一簡單的金氧半集成電路開關(guān)作為 一可變電阻，即可達(dá)到限流控制的簡單化以及降低產(chǎn)品成本。
為使熟悉該項(xiàng)技術(shù)人員了解本發(fā)明的目的、特征及功效，茲通過下述具 體實(shí)施例，并配合附圖，對(duì)本發(fā)明詳加說明如后。


圖1是顯示本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的公知技術(shù)具體實(shí)施組件關(guān)聯(lián)圖；圖2是顯示本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第 一具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖； 圖3是顯示本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第二具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖； 圖4是顯示本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的電氣信號(hào)示意圖； 圖5是顯示本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第三具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖；以及 圖6是顯示本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第四具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián)圖。
符號(hào)說明
集成電路芯片(A1)第一端埠(All)
第二端埠(A12)第三端埠(AH)
電感組件(A2)電氣開關(guān)(A3)
電阻(A4)二極管(A5)
第一電氣端點(diǎn)(A6)第二電氣端點(diǎn)(A7)
電壓轉(zhuǎn)換單元(l)電壓轉(zhuǎn)換回路(ll)
電感組件(lla)二極管(llb)
電容組件(llc)開關(guān)裝置(12)
直流電源輸入端(13)直流電源輸出端(14)
第一電氣端點(diǎn)(15)電流調(diào)變單元(2)
電流信號(hào)回饋裝置(21)比4交器(21a)
參考電壓pib)動(dòng)態(tài)電阻單元(22)
電氣開關(guān)組件(221)電壓輸出裝置(222)
脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器(222a)非反相電壓放大器(222b)
數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)控制單元(3)
集成電路芯片(41)第一端埠(41a)
第二端埠(/Hb)第三端埠01c)
電感組件(42)開關(guān)裝置(43)
動(dòng)態(tài)電阻單元(44)電氣開關(guān)組件(441)
電壓輸出裝置(442)脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生
非反相電壓放大器(442b)二極管(45)第二電氣端點(diǎn)(46) 第三電氣端點(diǎn)(47)
直流電源輸入端(48) 直流電源輸出端(49)
數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器(5) T0、 Tl、 T2:時(shí)間
PWMO、 PWM1、 PWM2 : ^永波寬度調(diào)變信號(hào) V0、 VI、 V2:電壓值 R0、 Rl、 R2 :電阻值
10、 II、 12 :電流值 LIl、 LI2 :限制電流值
具體實(shí)施例方式
參考圖2所示，其是本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第一具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián) 圖。本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制包括一電壓轉(zhuǎn)換單元(l)、 一電流調(diào)變單元(2)以及一 控制單元(3)，用以達(dá)到直流電力的電壓控制以及電流限制。
所述本發(fā)明的動(dòng)態(tài)限流機(jī)制中，該電壓轉(zhuǎn)換單元(l)是包括一直流電源輸 入端(13)、 一直流電源輸出端(14)、 一電壓轉(zhuǎn)換回路(11)以及一開關(guān)裝置(12)。 其中該電壓轉(zhuǎn)換回路(ll)是一提供直流電壓儲(chǔ)能及釋能的機(jī)制的電路，使其達(dá) 到電壓轉(zhuǎn)換的目的，該直流電源輸入端(13)是用以輸入直流電力至該電壓轉(zhuǎn)換 回路(ll)，該直流電源輸出端(14)是用以自該電壓轉(zhuǎn)換回路(ll)輸出直流電力， 使得經(jīng)由該直流電源輸入端(13)輸入該電壓轉(zhuǎn)換回路(11)的直流電力會(huì)轉(zhuǎn)換為 特定電壓的直流電力自該直流電源輸出端(14)輸出；以及該開關(guān)裝置(12)是開 啟或關(guān)閉該電壓轉(zhuǎn)換回路(ll)的直流電壓儲(chǔ)能及釋能的機(jī)制。
所述本發(fā)明的動(dòng)態(tài)限流機(jī)制中，該電流調(diào)變單元(2)是用以偵測(cè)該電壓轉(zhuǎn) 換單元(l)儲(chǔ)能狀態(tài)的電流量，并回饋對(duì)應(yīng)該電流量的電氣信號(hào)至該控制單元 (3)。該控制單元(3)則是可進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并用以控制該電壓轉(zhuǎn)換單元(l)的開 關(guān)裝置(12)的開啟或關(guān)閉，且其中該控制單元(3)是包括根據(jù)該電流調(diào)變單元(2) 回饋的電氣信號(hào)，進(jìn)行控制該電壓轉(zhuǎn)換單元(1)的開關(guān)裝置(12)的開啟或關(guān)閉， 使得可限制該電壓轉(zhuǎn)換單元(l)的電流量。
參考圖3所示，其是本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第二具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián) 圖，且本實(shí)施例是基于所述實(shí)施例，且該電壓轉(zhuǎn)換單元(l)的電壓轉(zhuǎn)換回路(ll)是一直流電力升壓電路為例。其中該電壓轉(zhuǎn)換單元(l)的電壓轉(zhuǎn)換回路(ll)是包
括一電感組件(lla)、 一二極管(llb)以及一電容組件(llc)，所述的直流電源輸 入端(13)是電氣連接該電感組件(lla)的一端，該電感組件(lla)的另一端是同時(shí) 電氣連接該二極管(llb)的電流輸入端以及該開關(guān)裝置(12)的一端，且該二極管 (llb)的電流輸出端是同時(shí)電氣連接該電容組件(llc)的一端以及該直流電源輸 出端(14)。再者，該開關(guān)裝置(12)可以使用一金氧半導(dǎo)體(MOS)開關(guān)組件，且 該開關(guān)裝置(12)的另一端是電氣連接一第一電氣端點(diǎn)(15)，該第一電氣端點(diǎn)(15) 是電氣連接該電流調(diào)變單元(2)的一電氣輸入端，該控制單元(3)輸出控制的電 氣端是電氣連接該開關(guān)裝置(12)的控制端，該電流調(diào)變單元(2)的一電氣輸出端 是電氣連接該控制單元(3)的 一 電氣信號(hào)輸入端。
另夕卜，所述的電流調(diào)變單元(2)是包括一動(dòng)態(tài)電阻單元(22)以及一電流信號(hào) 回饋裝置(21)。該動(dòng)態(tài)電阻單元(22)是一可動(dòng)態(tài)改變電阻值的電氣裝置，且該 動(dòng)態(tài)電阻單元(22)進(jìn)一步包括一電氣開關(guān)組件(221)以及一電壓輸出裝置 (222)，該電氣開關(guān)組件(221)是一金氧半集成電路開關(guān)(MOS switch),且該電 氣開關(guān)組件(221)的控制端是電氣連接該電壓輸出裝置(222)，使得該電壓輸出 裝置(222)是可提供一穩(wěn)定電壓至該電氣開關(guān)組件(221)的控制端(柵極)，進(jìn)而 調(diào)節(jié)該電氣開關(guān)組件(221 )的內(nèi)電阻；以及該電流信號(hào)回饋裝置(21 )是包括一比 較器(21a)以及一參考電壓(21b),該比較器(21a)是電氣連接該電氣開關(guān)組件 (221)以及該參考電壓(21b),用以比較該電氣開關(guān)組件(221)的源極與漏極的跨 壓與該參考電壓(21b)所定義的電壓值，并將比較結(jié)果輸出至該控制單元(3)， 且該控制單元(3)是依據(jù)該電流信號(hào)回饋裝置(21)的比較結(jié)果輸出信號(hào)輸出一 責(zé)任周期信號(hào)，進(jìn)行控制該開關(guān)裝置(12)為導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。其中該電氣 開關(guān)組件(221)的跨壓小于該參考電壓(21b)時(shí)，該控制單元(3)會(huì)依據(jù)內(nèi)定的責(zé) 任周期信號(hào)控制該開關(guān)裝置(12)為導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)；且若該電氣開關(guān)組件 (221)的跨壓大于或等于該參考電壓(21b)時(shí)，該控制單元(3)會(huì)依據(jù)該電流信號(hào) 回饋裝置(21)所輸出的比較結(jié)果輸出信號(hào)關(guān)閉該開關(guān)裝置(12)。故該電氣開關(guān) 組件(221)內(nèi)定的責(zé)任周期信號(hào)會(huì)受到該電流信號(hào)回饋裝置(21)所輸出的比較結(jié)果而改變，且該控制單元(3)可聯(lián)集其它控制條件，而出特定的責(zé)任周期信
號(hào)控制該開關(guān)裝置(12)的開啟或關(guān)閉，并進(jìn)一步達(dá)到該直流電源輸入端(13)與 該直流電源輸出端(14)的升壓轉(zhuǎn)換比，并限制該電壓轉(zhuǎn)換單元(l)的電流。
所述該動(dòng)態(tài)電阻單元(22)內(nèi)部的電壓輸出裝置(222)進(jìn)一步包括一脈沖寬 度調(diào)變(Pulse Width Modulation, PWM)信號(hào)產(chǎn)生器(222a)以及一非反相電壓放 大器(222b)，該電氣開關(guān)組件(221)是一金氧半集成電路開關(guān)，該脈沖寬度調(diào)變 信號(hào)產(chǎn)生器(222a)是電氣連接該非反相電壓放大器(222b)的正端點(diǎn)，該非反相 電壓放大器(222b)的輸出端是電氣連接該電氣開關(guān)組件(221)的控制端以及電 氣連接該非反相電壓放大器(222b)的負(fù)端點(diǎn)。因此，當(dāng)該脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn) 生器(222a)提供該非反相電壓放大器(222b)—脈沖寬度調(diào)變信號(hào)時(shí)，該非反相 電壓放大器(222b)將傳輸給該電氣開關(guān)組件(221)—穩(wěn)定電壓，并利用給予不同 的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)使得該非反相電壓放大器(222b)輸出對(duì)應(yīng)的電壓給該電 氣開關(guān)組件(221)作為控制端的偏壓信號(hào)，而該電氣開關(guān)組件(221)會(huì)基于MOS 組件特性，亦即當(dāng)MOS組件控制端給予不同偏壓VGS而產(chǎn)生不同的內(nèi)電阻 RDS。故可通過給予不同的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)而動(dòng)態(tài)調(diào)整該電氣開關(guān)組件(221) 的電阻值，使得該動(dòng)態(tài)電阻單元(22)可隨著該電壓輸出裝置(222)的脈沖寬度調(diào) 變信號(hào)而動(dòng)態(tài)調(diào)整該電阻值，并進(jìn)一步對(duì)應(yīng)流經(jīng)該電氣開關(guān)組件(221)的電流， 而使得該電氣開關(guān)組件(221)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的端電壓。其中，當(dāng)流通該電氣開關(guān)組 件(221)的電流過大時(shí)，將導(dǎo)致該電氣開關(guān)組件(221)上的電壓差達(dá)到該電流信 號(hào)回饋裝置(21)內(nèi)定的 一參考電壓值，使得該電流信號(hào)回饋裝置(21 )輸出電氣 信息至該控制單元(3),使得該控制單元(3)通過所產(chǎn)生的控制信息控制該開關(guān) 裝置(12)關(guān)閉，故可同時(shí)達(dá)到控制該電力控制電路的輸出電壓以及限制該電力 控制電路電流的目的。
當(dāng)開關(guān)裝置(12)導(dǎo)通時(shí)，由直流電源輸入端(13)輸入電流并流經(jīng)該電感組 件(lla)—端時(shí)，該電感組件(lla)會(huì)儲(chǔ)存電能以提高電位，且電流會(huì)依序流過 該開關(guān)裝置(12)與該電氣開關(guān)組件(221)，該電氣開關(guān)組件(221)因組件特性而 產(chǎn)生一跨壓，且該電流信號(hào)回饋裝置(2l)會(huì)偵測(cè)該動(dòng)態(tài)電阻單元(22)的電氣開關(guān)組件(221)的跨壓，與該電流信號(hào)回饋裝置(21)內(nèi)參考電壓(21b)的預(yù)設(shè)參考 電壓作比較，并將比較結(jié)果回饋至該控制單元(3)。當(dāng)通過該動(dòng)態(tài)電阻單元(22) 的電氣開關(guān)組件(221)的源極與漏極跨壓較該電流信號(hào)回饋裝置(21)內(nèi)預(yù)設(shè)的 參考電壓大，該控制單元(3)會(huì)發(fā)出電氣信號(hào)來關(guān)閉該開關(guān)裝置(12),借此該電 感組件(lla)將產(chǎn)生一反感應(yīng)電勢(shì)因此電位升高，而該二極管(llb)也因電位升 高而導(dǎo)通傳到該直流電源輸出端(14)而完成升壓手段。另外，若該電氣開關(guān)組 件(221)的跨電壓未達(dá)到該控制單元(3)內(nèi)預(yù)設(shè)的參考電壓值，則該開關(guān)裝置(12) 的導(dǎo)通狀態(tài)僅由該控制單元(3)預(yù)設(shè)升壓比的責(zé)任周期來決定。
參考圖4為其發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的電氣信號(hào)示意圖。所述本發(fā)明的動(dòng)態(tài) 電阻單元(22)輸入不同脈沖寬度調(diào)變信號(hào)，則該電壓輸出裝置(222)的輸出電壓
變，如時(shí)間TO期間給一固定PWMO信號(hào)為完全ON的情況，該電壓輸出裝 置(222)也將產(chǎn)生一電壓V0,進(jìn)而控制該電氣開關(guān)組件(221)產(chǎn)生一電阻值R0， 該電阻值R0趨近于0,因該電氣開關(guān)組件(221)3爭(zhēng)壓與該比較器(21 a)電氣連結(jié)， 而感測(cè)該電氣開關(guān)組件(221 )跨壓的電壓值，由于該電氣開關(guān)組件(221 )產(chǎn)生的 電阻值R0趨近于0，通過該電氣開關(guān)組件(221)的電流10必需很大才能使得 跨降于該電氣開關(guān)組件(221)的電壓到達(dá)該電流信號(hào)回饋裝置(21)的參考電壓 (21b)的電壓設(shè)定值，故該開關(guān)裝置(12)的導(dǎo)通狀態(tài)僅由升壓比的責(zé)任周期來決 定；而在時(shí)間Tl期間給一固定PWM1信號(hào)，該電壓輸出裝置(222)也將產(chǎn)生 一電壓V1，進(jìn)而控制該電氣開關(guān)組件(221)產(chǎn)生一電阻值Rl，當(dāng)流通該電氣 開關(guān)組件(221)的電流II值達(dá)到預(yù)設(shè)限制電流值LI1,其所反應(yīng)出來的跨壓與 該控制單元(3)內(nèi)的參考電壓相比較大時(shí)，則將經(jīng)由該控制單元(3)將該開關(guān)裝 置(12)關(guān)閉，因此通過此方式來達(dá)到限流的目的；另若在時(shí)間T2期間變化該 輸入脈沖寬度調(diào)變信號(hào)為PWM2,則該電壓輸出裝置(222)也將變化為V2，隨 的電氣開關(guān)組件(221 )變?yōu)榱?一 電阻值R2，借此手段來動(dòng)態(tài)控制該動(dòng)態(tài)電阻單 元(22)的電阻值，由于電阻值改變所以流通該電氣開關(guān)組件(221)所產(chǎn)生的跨壓 與該控制單元(3)的參考電壓等電位壓降的相對(duì)應(yīng)限制電流值也隨的改變?yōu)長I2。
所述本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制中，各個(gè)電氣組件或部分電氣組件是可以透過 半導(dǎo)體技術(shù)達(dá)成，或整合為一半導(dǎo)體芯片型態(tài)。舉例來說，該控制單元(3)與 該電流信號(hào)回饋裝置(21)是可整合為一半導(dǎo)體芯片，后續(xù)圖5所顯示者即是將 部份的電氣組件以半導(dǎo)體芯片方式實(shí)踐，并實(shí)施于升壓電路者。
參考圖5所示，其是本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制的第三具體實(shí)施例的組件關(guān)聯(lián) 圖。所述本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制中進(jìn)一步包括一數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器(5)，且所述的 動(dòng)態(tài)電阻單元(22)的電壓輸出裝置(222)中是包括一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)。其 中該數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器(5)是電氣連接該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)，并可提供數(shù)字信 號(hào)至該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c);以及該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)是可將數(shù)字信號(hào) 轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，且該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)輸出的模擬信號(hào)是電壓信 號(hào)。因此，當(dāng)該數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器(5)提供一數(shù)字信號(hào)至該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)， 該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(222c)則對(duì)應(yīng)此數(shù)字信號(hào)而輸出一模擬信號(hào)。
另外，所述的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器(5)可以是一微控制器，或可提供數(shù)字信號(hào) 的電氣裝置。
參考圖6所示，其是本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制使用于降壓電路的第四具體實(shí) 施例的組件關(guān)聯(lián)圖。本發(fā)明動(dòng)態(tài)限流機(jī)制包括一集成電路芯片(41)、 一電感組 件(42)、 一開關(guān)裝置(43)、 一動(dòng)態(tài)電阻單元(44)以及一二極管(45)，用以達(dá)到直 流電力的電壓控制以及電流限制。其中該動(dòng)態(tài)電阻單元(44)包括一電氣開關(guān)組 件(441)與一電壓輸出裝置(442)，該電氣開關(guān)組件(441)可為一金氧半集成電路 開關(guān)，且該電氣開關(guān)組件(441)的控制端是電氣連接該電壓輸出裝置(442),該 電壓輸出裝置(442)是可提供一穩(wěn)定電壓至該電氣開關(guān)組件(441)的控制端；該 集成電路芯片(41)中包括一第一端埠(41a)、 一第二端埠01b)以及一第三端埠 (41c)，該第一端埠(41a)電氣連接該開關(guān)裝置(43)，該第二端埠(41b)與第三端 埠(41c)則是分別電氣連接該動(dòng)態(tài)電阻單元(44)的電氣開關(guān)組件(441)兩端，并 由該集成電路芯片(41)控制該開關(guān)裝置(43)為導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)，且該集成 電路芯片(41)可感測(cè)該電氣開關(guān)組件(441)兩端的跨電壓；該電感組件(42)是用以儲(chǔ)存與釋放能量；該開關(guān)裝置(43)可為一金氧半集成電路開關(guān)；以及該二極 管(45)是用以控制電路的電流方向，以達(dá)成降壓的目的。
所述該開關(guān)裝置(43)—端是一直流電源輸入端(48),該開關(guān)裝置(43)另一 端是電氣連接該電感組件(42)與該二極管(45)，該電感組件(42)另一端是電氣 連接該電氣開關(guān)組件(441)，該電氣開關(guān)組件(441 )另 一端是一直流電源輸出端 (49)，該動(dòng)態(tài)電阻單元(44)內(nèi)部的電壓輸出裝置(442)進(jìn)一步包括一脈沖寬度調(diào) 變信號(hào)產(chǎn)生器(442a)以及一非反相電壓放大器(442b),該脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)
大器(442b)的輸出端是電氣連接該電氣開關(guān)組件(411)的控制端以及電氣連接 該非反相電壓放大器(442b)的負(fù)端點(diǎn)。當(dāng)該脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器(442a)給 予該非反相電壓放大器(442b)—脈沖寬度調(diào)變信號(hào)時(shí)，該非反相電壓放大器 (442b)會(huì)提供該電氣開關(guān)組件(441)一穩(wěn)定電壓，并可利用不同的脈沖寬度調(diào)變 信號(hào)，而使得該非反相電壓放大器(442b)可提供該電氣開關(guān)組件(441)不同大小 的偏壓值。由于該電氣開關(guān)組件(441)為一金氧半集成電路開關(guān)，而在基于 MOS組件特性下，當(dāng)MOS組件的控制端給予不同偏壓VGS時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同 的內(nèi)電阻RDS，因而可通過給予不同的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)而達(dá)到可動(dòng)態(tài)調(diào)整 該電氣開關(guān)組件(441)的電阻值。
電氣連接，該開關(guān)裝置(43)與該集成電路芯片(41)的第一端埠(41a)電氣連接， 由該集成電路芯片(41)來控制該開關(guān)裝置(403)的導(dǎo)通與否，另外該集成電路芯 片(401)的第二端埠(41b)與第三端埠(41c)分別與該電氣開關(guān)組件(441)兩端的 一第二電氣端點(diǎn)(46)與 一第三電氣端點(diǎn)(47)電氣連接。當(dāng)有電流通過電氣開關(guān) 組件(441)時(shí)，該電氣開關(guān)組件(441)的第二電氣端點(diǎn)(46)與第三電氣端點(diǎn)(47) 兩端將有一電壓差產(chǎn)生，該集成電路芯片(41)通過該第二端埠(41b)與該第三端 埠(41c)偵測(cè)該電氣開關(guān)組件(441)的第二電氣端點(diǎn)(46)與第三電氣端點(diǎn)(47)兩 端的電壓差。因此當(dāng)電流過大時(shí)，將導(dǎo)致該電氣開關(guān)組件(441)的第二電氣端 點(diǎn)(46)與第三電氣端點(diǎn)(47)兩端電壓差達(dá)到該集成電路芯片(41)中的一預(yù)設(shè)參考電壓值，則該集成電路芯片(41)會(huì)通過該第一端埠(41a)輸出一控制信號(hào)選擇 該開關(guān)裝置(43)為電氣斷路，以達(dá)到有效限制電流機(jī)制的功能。
當(dāng)所述該開關(guān)裝置(43)為導(dǎo)通狀態(tài)下，電流流通該電感組件(42)與該電氣 開關(guān)組件(441),因組件特性將會(huì)有一壓降，該集成電^ 各芯片(41)的第二連接埠 (41 b)與該第三連接埠(41 c)，將會(huì)對(duì)該電氣開關(guān)組件(441)兩端的電壓差做感測(cè) 并與該集成電^^芯片(41)內(nèi)的參考電壓作比較，當(dāng)電氣開關(guān)組件(441)兩端的電 壓差較該集成電路芯片(41)內(nèi)預(yù)設(shè)的電壓大時(shí)，將由該集成電路芯片(41)內(nèi)的 第一端埠(41a)發(fā)出電氣信號(hào)來關(guān)閉該開關(guān)裝置(43),借此該電感組件(42)產(chǎn)生 一反感應(yīng)電勢(shì)，而該二極管(45)也因此順向電位而導(dǎo)通，傳到接地端來完成降 壓手段，如跨降于該電氣開關(guān)組件(441)的電壓，未達(dá)到該集成電路芯片(41) 預(yù)設(shè)的參考電壓值，則該開關(guān)裝置(43)的導(dǎo)通狀態(tài)僅由該集成電路芯片(41)預(yù) 設(shè)降壓比的責(zé)任周期來決定。
所述的實(shí)施例中，該動(dòng)態(tài)電阻單元(44)中的電氣開關(guān)組件(441)、電壓輸出 裝置(442)脈沖寬度調(diào)變、信號(hào)產(chǎn)生器(442a)以及非反相電壓放大器(442b)都可 以以半導(dǎo)體技術(shù)達(dá)成，并可設(shè)置于該集成電路芯片(41)中。
以上所述者僅為用以解釋本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本創(chuàng)作 作任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關(guān)本創(chuàng)作的任 何修飾或變更，都仍應(yīng)包括在本創(chuàng)作保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其包括一電壓轉(zhuǎn)換單元，其是包括一直流電源輸入端、一直流電源輸出端、一電壓轉(zhuǎn)換回路以及一開關(guān)裝置，該電壓轉(zhuǎn)換回路是一直流電壓儲(chǔ)能及釋能電路；一電流調(diào)變單元，其是包括一動(dòng)態(tài)電阻單元以及一電流信號(hào)回饋裝置，該動(dòng)態(tài)電阻單元是進(jìn)一步包括一電氣開關(guān)組件以及一電壓輸出裝置，該電氣開關(guān)組件是包括一控制端以及兩導(dǎo)通端，且該些導(dǎo)通端的內(nèi)電阻是隨著該控制端輸入的電壓而改變；以及一控制單元，其是選擇該電壓轉(zhuǎn)換單元的開關(guān)裝置為開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)的邏輯運(yùn)算裝置；其中該電氣開關(guān)組件的控制端是電氣連接該電壓輸出裝置，該電壓輸出裝置提供電壓的電氣信號(hào)至該電氣開關(guān)組件的控制端；該電流信號(hào)回饋裝置是電氣連接該電氣開關(guān)組件并回饋該電氣開關(guān)組件的跨壓所對(duì)應(yīng)的電氣信號(hào)至該控制單元；以及該控制單元是包括根據(jù)該電流調(diào)變單元回饋的電氣信號(hào)輸出一責(zé)任周期信號(hào)，且該責(zé)任周期信號(hào)是選擇該電壓轉(zhuǎn)換單元的開關(guān)裝置為開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)的電氣信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電氣開關(guān)組件是選擇為 一金氧半 集成電路開關(guān)，以及該電氣開關(guān)組件的控制端是柵極，且該電氣開關(guān)組件 的跨壓是該源極與漏極的電壓壓差。
3. 如權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路包 括一升壓電路。
4. 如權(quán)利要求3所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路中 的升壓電路包括一電感組件、一二極管以及一電容組件；以及該直流電源 輸入端是電氣連接該電感組件的一端，該電感組件的另 一端是同時(shí)電氣連 接該二極管的電流輸入端以及該開關(guān)裝置的一端，該開關(guān)裝置的另一端是 電器串聯(lián)該電氣開關(guān)組件，且該二極管的電流輸出端是同時(shí)電氣連接該電容組件的 一端以及該直流電源輸出端。
5. 如權(quán)利要求4所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該集 成電路芯片是包括該控制單元。
6. 如權(quán)利要求4所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該集 成電路芯片是包括該電流調(diào)變單元。
7. 如權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路包 括一降壓電路。
8. 如權(quán)利要求7所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路中 的降壓電路包括一電感組件以及一二極管；以及該直流電源輸入端是電氣 連接該開關(guān)裝置的一端，該開關(guān)裝置的另一端是同時(shí)電氣連接該二極管的 電流輸出端以及該電感組件的一端，該電感組件的另一端是電器串聯(lián)該電 氣開關(guān)組件。
9. 如權(quán)利要求8所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該集 成電路芯片包括該控制單元。
10. 如權(quán)利要求8所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該集 成電路芯片是包括該電流調(diào)變單元。
11. 如權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該動(dòng)態(tài)電阻單元內(nèi)部的電壓輸出裝 置進(jìn)一步包括一脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器以及一非反相電壓放大器，該脈 沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器是電氣連接該非反相電壓放大器的正端點(diǎn)，該非反 相電壓放大器的輸出端是電氣連接該電氣開關(guān)組件的控制端以及電氣連 接該非反相電壓放大器的負(fù)端點(diǎn)。
12. 如權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該動(dòng)態(tài)限流機(jī)制進(jìn)一步包括一數(shù)字 信號(hào)產(chǎn)生器，且該動(dòng)態(tài)電阻單元的電壓輸出裝置是包括一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換 器；以及該數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器是電氣連接該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
13. 如權(quán)利要求12所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器是一微控制器。
14. 如權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電流信號(hào)回饋裝置是包括一比較壓，并比較該電氣開關(guān)組件的跨壓與該參考電壓所定義的電壓值，且該電 氣開關(guān)組件的跨壓所對(duì)應(yīng)的電氣信號(hào)是該比較器比較該電氣開關(guān)組件的 跨壓與該參考電壓的電壓值的結(jié)果。
15. —種動(dòng)態(tài)限流^L制，其包括提供一電壓轉(zhuǎn)換單元，其是包括一直流電源輸入端、 一直流電源輸出端、 一電壓轉(zhuǎn)換回路以及一開關(guān)裝置，該電壓轉(zhuǎn)換回路是一直流電壓儲(chǔ)能及 釋能電路；提供一 電流調(diào)變單元，其是包括一動(dòng)態(tài)電阻單元以及一 電流信號(hào)回饋裝 置，該動(dòng)態(tài)電阻單元是進(jìn)一步包括一電氣開關(guān)組件以及一電壓輸出裝 置，該電氣開關(guān)組件是包括一控制端以及兩導(dǎo)通端，且該些導(dǎo)通端之間 的電阻是隨著該控制端輸入的電壓而改變，該電壓輸出裝置提供一穩(wěn)定 電壓l命出；提供一控制單元，其是選"t奪該電壓轉(zhuǎn)換單元的開關(guān)裝置為開啟狀態(tài)或關(guān)閉 狀態(tài)的邏輯運(yùn)算裝置；壓輸出裝置提供特定電壓的電氣信號(hào)至該電氣開關(guān)組件的控制端； 該電流調(diào)變單元的電流信號(hào)回饋裝置輸出對(duì)應(yīng)流經(jīng)該電氣開關(guān)組件的電流的電氣信號(hào)，其是該電流信號(hào)回饋裝置偵測(cè)該電氣開關(guān)組件的跨壓，并依據(jù)該跨壓輸出 一對(duì)應(yīng)的電氣信號(hào)； 該控制單元選^^該開關(guān)裝置為開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)，其是該控制單元依據(jù)該電流信號(hào)回饋裝置回饋的電氣信號(hào)，輸出具有對(duì)應(yīng)的責(zé)任周期的電氣信號(hào)至該開關(guān)裝置；以及 該電壓轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，其是該開關(guān)裝置對(duì)應(yīng)具有該責(zé)任周期的電氣信號(hào)的控制下，該電壓轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換比，且該直流電流電源車lr出端^r出。
16. 如權(quán)利要求15所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電氣開關(guān)組件是選擇為一金氧 半集成電路開關(guān)，以及該電氣開關(guān)組件的控制端是柵極，且該電氣開關(guān)組 件的跨壓是該源極與漏極的電壓壓差。
17. 如權(quán)利要求15所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路 是包括一升壓電路。
18. 如權(quán)利要求17所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路 中的升壓電路是包括一電感組件、一二極管以及一電容組件；以及該直流 電源輸入端是電氣連接該電感組件的 一端，該電感組件的另 一端是同時(shí)電 氣連接該二極管的電流輸入端以及該開關(guān)裝置的一端，該開關(guān)裝置的另一 端是電器串聯(lián)該電氣開關(guān)組件，且該二極管的電流輸出端是同時(shí)電氣連接 該電容組件的 一 端以及該直流電源輸出端。
19. 如權(quán)利要求18所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該 集成電路芯片包括該控制單元。
20. 如權(quán)利要求18所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該 集成電路芯片包括該電流調(diào)變單元。
21. 如權(quán)利要求15所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路 包括一降壓電路。
22. 如權(quán)利要求21所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓轉(zhuǎn)換回路 中的降壓電路包括一 電感組件以及一二極管；以及該直流電源輸入端是電 氣連接該開關(guān)裝置的一端，該開關(guān)裝置的另一端是同時(shí)電氣連接該二極管 的電流輸出端以及該電感組件的一端，該電感組件的另一端是電器串聯(lián)該 電氣開關(guān)組件。
23. 如權(quán)利要求22所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該 集成電路芯片是包括該控制單元。
24. 如權(quán)利要求22所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中進(jìn)一步包括一集成電路芯片，該 集成電路芯片包括該電流調(diào)變單元。
25. 如權(quán)利要求15所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中當(dāng)該電壓輸出裝置提供該電氣開 關(guān)組件的控制端為該特定電壓時(shí)，若流通經(jīng)過該電氣開關(guān)組件的電流為一 限制電流值，該電流信號(hào)回饋裝置會(huì)輸出一電氣信息至該控制單元，該控 制單元輸出具有對(duì)應(yīng)的責(zé)任周期的電氣信號(hào)，并關(guān)閉該開關(guān)裝置。
26. 如權(quán)利要求25所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該動(dòng)態(tài)電阻單元內(nèi)部的電壓輸出 裝置進(jìn)一步包括一脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器以及一非反相電壓放大器，該 脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器是電氣連接該非反相電壓放大器的正端點(diǎn)，該非連接該非反相電壓放大器的負(fù)端點(diǎn)；以及該脈沖寬度調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器提供 該非反相電壓放大器一脈沖寬度調(diào)變信號(hào)，并對(duì)應(yīng)該脈沖寬度調(diào)變信號(hào) 下，該非反相電壓放大器傳輸至該電氣開關(guān)組件一特定電壓，而該電氣開 關(guān)組件對(duì)應(yīng)此電壓而產(chǎn)生一特定內(nèi)電阻。
27. 如權(quán)利要求25所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該動(dòng)態(tài)限流機(jī)制進(jìn)一步包括一數(shù) 字信號(hào)產(chǎn)生器，且該動(dòng)態(tài)電阻單元的電壓輸出裝置是包括一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換 器；以及該數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器是電氣連接該數(shù)字it擬轉(zhuǎn)換器。
28. 如權(quán)利要求27所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生器是一微控制器。
29. 如權(quán)利要求15所述動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其中該電流信號(hào)回饋裝置是包括一比 較器以及一參考電壓，該比較器是電氣連接該電氣開關(guān)組件以及該參考電 壓，并比較該電氣開關(guān)組件的跨壓與該參考電壓所定義的電壓值，且該電 氣開關(guān)組件的跨壓所對(duì)應(yīng)的電氣信號(hào)是該比較器比較該電氣開關(guān)組件的 跨壓與該參考電壓的電壓值的結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明是一種動(dòng)態(tài)限流機(jī)制，其包括一開關(guān)裝置、一電感組件、一集成電路芯片以及一動(dòng)態(tài)電阻單元，并構(gòu)成直流電力升壓電路或降壓電路。其中該動(dòng)態(tài)電阻單元是具有一金氧半集成電路開關(guān)以及一電壓輸出裝置，該集成電路芯片是具有一參考電壓值、一電壓判斷手段以及一開關(guān)裝置控制手段，該電壓輸出裝置可控制該金氧半集成電路開關(guān)的內(nèi)電阻，且該金氧半集成電路開關(guān)兩端的電壓差大于該參考電壓值時(shí)，該開關(guān)裝置控制手段控制該開關(guān)裝置為關(guān)閉狀態(tài)，該金氧半集成電路開關(guān)兩端的電壓差小于該參考電壓值時(shí)，該開關(guān)裝置控制手段依據(jù)該責(zé)任周期控制該開關(guān)裝置為導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02M3/10GK101291103SQ20071009819
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者童俊卿, 范安勝 申請(qǐng)人:思柏科技股份有限公司