发明名称 电源电路及电源电路之控制方法
摘要 提供一种电源电路,其中即使以负载中负载电流周期交替性地重复脉冲流于脉冲周期与非脉冲流于非脉冲周期而言,该电路仍具有自电源而来的小的峰值电流。上述之电源电路提供:一电源部分;一电源控制部分;与一能量储存部分,该能量储存部分具有一储存电容与输出端点相连接;一电流控制电路根据自电源部分输入电压检测的结果来控制检测电阻值;与一控制开关装置具有一场效电晶体开关连接于输入和输出端点之间;以及由一电容所组成之电路,其中输出电流的流动周期是根据一控制信号藉由行使对该场效电晶体开关的控制来达成,此控制信号是由使用发生在该检测电阻另一端点之电压所检测到输入电源电压的改变所产生的。伍、(一)本案代表图为:第2图(二)本案代表图之元件代表符号简单说明:11~电源部分;12~电源控制部分;13~能量储存部分:14~电流控制部分;15~控制开关部分;16~负载;111~辅助电池;Ra~辅助电池内阻;Rb~主电池内阻;111a~正极端点;111b~负极端点;112~主电池;112a~正极端点;112b~负极端点;113~辅助电池充电电路;114~充电预防电路;115~电容;116~充电电源;131~储存电容;132~电容放电电路;Rc~电阻;132-1~比较器;132-2~开关;133~放电电阻;141~电压检测部分;141-1~检测器;141-2~检测器;142~检测电阻部分;Vr1~参考电压;Vr2~参考电压;Rs~电阻;Rs1~电阻;Rs2~电阻; Sw1~开关;Sw2~开关;151~电流检测部分;152~开关控制部分;153~FET(场效电晶体)开关;154~电容。
申请公布号 TW591846 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW092103272 申请日期 2003.02.18
申请人 NEC东金股份有限公司 发明人 佐佐木浩
分类号 H02J7/00;H02M3/07 主分类号 H02J7/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种电源电路,用来馈入负载电流到负载,其中该 负载电流周期交替性地重复脉冲流于脉冲周期与 非脉冲流于非脉冲周期,包括: 一电源部分,由一端点连接到负极的直流电源所组 成; 一电源控制部分,用来控制自该电源部分馈入之电 流,该电源控制部分连接到输入端点且馈入该电流 至连接到输出端点的负载;以及 一能量储存部分,具有一储存电容连接于该输出端 点与负极之间; 其中该电源控制部分系提供一电流控制电路根据 自该电源部分输入的电压检测结果来控制一端点 连接到负极之检测电阻的阻値,以及一开关电路, 该开关电路具有由一连接于输入端点与输出端点 之间的开关装置以及一连接于该输出端点与负极 之间的电容所组成的电路部分,而且该电源控制部 分根据检测输入电源电压的改变所产生之控制信 号藉由行使对该开关装置的控制来控制输出电流 的流动周期,该输入电源电压的改变是使用发生在 该检测电阻另一端点的电压値。2.如申请专利范 围第1项之电源电路,其中该电源控制部分之电路 常数、静电电容与该储存电容的内阻由下列方程 式决定: T1+T2≦Tload 其中"T1+T2"表示电源电流的流动周期(秒)且"Tload"表 示负载周期(秒); Vo/2≧ICx{Rc+(TloadxDon)/(Cx100)}=Vo3 其中"Vo"表示该储存电容发生在无负载时的电压( 伏特),"IC"表示该储存电容的电流(安培),"Rc"表示该 储存电容的内阻(欧姆),"Don"表示负载的作用比(duty ratio)(百分比),"C"表示储存电容的电容量(法拉),以 及"Vo3"表示储存电容发生在脉冲周期间电压的总 压降(伏特)。3.如申请专利范围第1项之电源电路, 其中该电源部分是由一连接在输出端点与该负极 之间的辅助电池以及由一通过充电预防电路连接 到输出端点与该负极之主电池所组成,而该辅助电 池通过充电电路连接到充电电源,该充电预防电路 使用来预防自该充电电源之输出所引起的充电。4 .如申请专利范围第1项之电源电路,其中该电源部 分是由一连接于一充电电路输出与该负极之间的 辅助电池以及一连接于该输出端点与该负极之间 的主电池所组成,该辅助电池通过一充电预防开关 连接到输出端点。5.如申请专利范围第1项之电源 电路,其中该电源部分是由一燃料槽、一使用自该 燃料槽馈入燃料产生电源之燃料电池、一直流平 顺控制部分所组成,该直流平顺控制部分是用来稳 定来自该燃料电池的电压输出以及用来将此电压 输出馈入至输出端点。6.如申请专利范围第1项之 电源电路,其中该电源部分是由一设定输出电流値 的电流设定电阻、一放大该电流设定电阻之检测 电压的运算放大器、以及一根据该运算放大器输 出来控制电源电流的开关电路所组成的。7.如申 请专利范围第1项之电源电路,其中该能量储存部 分中的储存电容是由一电双层电容所组成。8.如 申请专利范围第7项之电源电路,其中该储存电容 具有一电容放电电路,当藉由该储存电容的端点电 压与电源电压比较所得到的先决关系形成时,该电 路用来使该储存电容的电荷通过放电电阻短路。9 .一种电源电路,用来馈入负载电流给一负载,其中 该负载电流周期交替性地重复脉冲流于脉冲周期 与非脉冲流于非脉冲周期,包括: 一电源部分,由一端点连接到负极的直流电源所组 成; 一电源控制部分,用来控制自该电源部分馈入之电 流,该电源控制部分连接到输入端点且馈入该电流 至连接到输出端点的负载;以及 一能量储存部分,具有一储存电容连接于该输出端 点与负极之间; 其中该电源控制部分提供一电流控制电路根据自 该电源部分输入之电压检测结果来控制一端点连 接到该负极之检测电阻的阻値、以及一开关电路 具有一由检测输出端点电压之电压检测电路所组 成之步进DC-DC(直流至直流)转换器电路、一线圈与 二极体串联连接于输入端点与输出端点之间、一 电容连接于该输出端点与负极之间、以及一开关 装置连接于介在该线圈与二极体间之接点与该检 测电阻的另一端点之间,该电源控制部分藉由行使 对一根据控制信号之开关装置的控制来控制输出 电流的流动周期,该控制信号是由两种信号所产生 的,该两种信号其一是使用在该检测电阻之另一个 端点之电压値所检测到开关装置的电流改变、该 两种信号其二是在该输出端点检测到的电压。10. 如申请专利范围第9项之电源电路,其中该电源控 制部分的电路常数、静电电容与该储存电容的内 阻由下列方程式所决定: T1+T2≦Tload 其中"T1+T2"表示电源电流的流动周期(秒)且"Tload"表 示负载周期(秒); Vo/2≧ICx{Rc+(TloadxDon)/(Cx100)}-Vo3 其中"Vo"表示该储存电容发生在无负载时的电压( 伏特),"IC"表示该储存电容的电流(安培),"Rc"表示该 储存电容的内阻(欧姆),"Don"表示负载的作用比(duty ratio)(百分比),"C"表示储存电容的电容量(法拉),以 及"Vo3"表示储存电容发生在脉冲周期间电压的总 压降(伏特)。11.如申请专利范围第9项之电源电路, 其中该电源部分是由一连接在输出端点与该负极 之间的辅助电池以及由一通过充电预防电路连接 到输出端点与该负极之主电池所组成,而该辅助电 池通过充电电路连接到充电电源,该充电预防电路 使用来预防自该充电电源之输出所引起的充电。 12.如申请专利范围第9项之电源电路,其中该电源 部分是由一连接于一充电电路输出与该负极之间 的辅助电池以及一连接于该输出端点与该负极之 间的主电池所组成,该辅助电池通过一充电预防开 关连接到输出端点。13.如申请专利范围第9项之电 源电路,其中该电源部分是由一燃料槽、一使用自 该燃料槽馈入燃料产生电源之燃料电池、一直流 平顺控制部分所组成,该直流平顺控制部分是用来 稳定来自该燃料电池的电压输出以及用来将此电 压输出馈入至输出端点。14.如申请专利范围第9项 之电源电路,其中该电源部分是由一设定输出电流 値的电流设定电阻、一放大该电流设定电阻之检 测电压的运算放大器、以及一根据该运算放大器 输出来控制电源电流的开关电路所组成的。15.如 申请专利范围第9项之电源电路,其中该能量储存 部分中的储存电容是由一电双层电容所组成。16. 如申请专利范围第15项之电源电路,其中该储存电 容具有一电容放电电路,当藉由该储存电容的端点 电压与电源电压比较所得到的先决关系形成时,该 电路用来使该储存电容的电荷通过放电电阻短路 。17.一种电源电路,用来馈入负载电流给一负载, 其中该负载电流周期交替性地重复脉冲流于脉冲 周期与非脉冲流于非脉冲周期,包括: 一电源部分,由一端点连接到负极的直流电源所组 成; 一电源控制部分,用来控制自该电源部分馈入之电 流,该电源控制部分连接到输入端点且馈入该电流 至一负载,该负载连接到输出端点;以及 一能量储存部分,具有一储存电容连接于该输出端 点与负极之间; 其中该电源控制部分提供一电流控制电路根据检 测到自该电源部分输入电压结果用来控制一端点 连接到输入端点之检测电阻的阻値、以及一开关 电路具有一由检测输出端点电压之电压检测电路 所组成之步退DC-DC转换器电路、一开关装置与一 线圈串联连接于该检测电阻另一端点与输出端点 之间、一电容连接于该输出端点与该负极之间、 以及一二极体连接于该负极与介在该开关装置与 该线圈间之接点之间,该电源控制部分藉由行使根 据一控制信号对开关装置之控制来控制输出电流 的流动周期,该控制信号是由两种信号所产生的, 该两种信号其一是基于跨在该检测电阻上之电压 所检测到输入电流的改变,该两种信号其二是在该 输出端点所检测到的电压。18.如申请专利范围第 17项之电源电路,其中该电源控制部分的电路常数 、静电电容与该储存电容的内阻由下列方程式所 决定: T1+T2≦Tload 其中"T1+T2"表示电源电流的流动周期(秒)且"Tload"表 示负载周期(秒); Vo/2≧ICx{Rc+(TloadxDon)/(Cx100)}=Vo3 其中"Vo"表示该储存电容发生在无负载时的电压( 伏特),"IC"表示该储存电容的电流(安培),"Rc"表示该 储存电容的内阻(欧姆),"Don"表示负载的作用比(duty ratio)(百分比),"C"表示储存电容的电容量(法拉),以 及"Vo3"表示储存电容发生在脉冲周期间电压的总 压降(伏特)。19.如申请专利范围第17项之电源电路 ,其中该电源部分是由一辅助电池与一主电池所组 成,该辅助电池连接于输出端点与该负极之间且通 过一充电电路连接到一充电电源,该主电池通过一 充电预防电路连接于该输出端点与该负极之间,该 充电预防电路用来预防自该充电电源输出所引起 之充电。20.如申请专利范围第17项之电源电路,其 中该电源部分是由一辅助电池与一主电池所组成, 该辅助电池连接于一充电电路输出与该负极之间 且通过一充电预防开关连接到输出端点,该主电池 连接于该输出端点与该负极之间。21.如申请专利 范围第17项之电源电路,其中该电源部分是由一燃 料槽、一使用自该燃料槽馈入燃料产生电源之燃 料电池、与一直流平顺控制部分所组成,该直流平 顺控制部分是用来稳定来自该燃料电池的电压输 出以及用来将此电压输出馈入至输出端点。22.如 申请专利范围第17项之电源电路,其中该电源部分 是由一设定输出电流値的电流设定电阻、一放大 该电流设定电阻之检测电压的运算放大器、以及 一根据该运算放大器输出来控制电源电流的开关 电路所组成的。23.如申请专利范围第17项之电源 电路,其中该能量储存部分中的储存电容是由一电 双层电容所组成。24.如申请专利范围第23项之电 源电路,其中该储存电容具有一电容放电电路,当 藉由该储存电容的端点电压与电源电压比较所得 到的先决关系形成时,该电路用来使该储存电容的 电荷通过放电电阻短路。25.一种控制方法,用来控 制一电源电路以馈入负载电流给一负载,其中该负 载电流周期交替性地重复脉冲流于脉冲周期与非 脉冲流于非脉冲周期,该方法具有一电源部分,由 一端点连接到负极的直流电源所组成,一电源控制 部分用来控制自该电源部分馈入之电流,该电源控 制部分连接到输入端点且馈入该电流至连接到输 出端点之负载,与一能量储存部分,具有一储存电 容连接于该输出端点与负极之间,该方法包括: 根据自该电源部分电压输入检测结果来控制一端 点连接到该负极之检测电阻値的步骤;以及 控制输出电流之流动周期的步骤,这是藉由对该开 关装置的控制来达成的,而这控制系反应一控制信 号所产生,该控制信号是使用发生在该检测电阻另 一端点上的电压値所检测到输入电源电压的改变 所产生,其中的电路部分是由一连接于输入端点与 输出端点之开关装置以及一连接于该输出端点与 负极之间的电容所组成。26.一种控制方法,用来控 制一电源电路以馈入负载电流给一负载,其中该负 载电流周期交替性地重复脉冲流于脉冲周期与非 脉冲流于非脉冲周期,该方法具有一电源部分,由 一端点连接到负极的直流电源所组成,一电源控制 部分,用来控制自该电源部分馈入之电流,该电源 控制部分连接到输入端点且馈入该电流至连接到 输出端点二负载,与一能量储存部分,具有一储存 电容连接于该输出端点与负极之间,该方法包括: 根据自该电源部分输入电压检测结果来控制一端 点连接到该负极之检测电阻値的步骤;以及 控制输出电流之流动周期的步骤,这是藉由根据一 控制信号对该开关装置的控制来达成的,该控制信 号是由两种信号所产生,该两种信号其一是使用在 该检测电阻另一端点之电压所检测到该开关装置 的电流改变,该两种信号其二是在步进DC-DC转换器 电路之输出端点所检测到的电压,该步进DC-DC转换 器电路是由一线圈与二极体、一电容、以及一开 关装置所组成,该线圈与二极体串联连接于输入端 点与输出端点之间,该电容连接于该输出端点与负 极之间,该开关装置连接于介在该线圈与该二极体 间之接点与该检测电阻其它端点之间。27.一种控 制方法,用来控制一电源电路以馈入负载电流给一 负载,其中该负载电流周期交替性地重复脉冲流于 脉冲周期与非脉冲流于非脉冲周期,该方法具有一 电源部分,由一端点连接到负极的直流电源所组成 ,一电源控制部分用来控制自该电源部分馈入之电 流,该电源控制部分连接到输入端点且馈入该电流 至连接到输出端点之负载,以及一能量储存部分具 有一储存电容连接于该输出端点与负极之间,该方 法包括: 根据自该电源部分输入电压检测的结果来控制一 端点连接到该输入端点之检测电阻値的步骤;以及 控制输出电流之流动周期的步骤,这是藉由根据一 控制信号对该开关装置的控制来达成的,该控制信 号是由两种信号所产生,该两种信号其一是基于跨 在该检测电阻上之电压所检测到输入电流的改变, 该两种信号其二是在一步退DC-DC转换器电路之输 出端点所检测到的电压,该步退DC-DC转换器电路是 由一开关装置与一线圈、一电容、以及一二极体 所组成。该开关装置与线圈串联连接于该检测电 阻另一端点与输出端点之间,该电容连接于该输出 端点与该负极之间,该二极体连接于介在该开关装 置与该线圈间的接点与该负极之间。图式简单说 明: 第1图为说明依照本发明电源电路之第一基本设定 图; 第2图为说明依照本发明第一实施例电源电路之具 体设定的电路图; 第3图为说明依照本发明第一实施例电源电路之操 作的时间图; 第4图为解释依照本发明第一实施例电源电路中电 池之延长寿命效应图; 第5图为说明依照本发明电源电路的第二基本设定 图; 第6图为说明依照本发明第二实施例电源电路之具 体设定的电路图; 第7图为说明依照本发明第三实施例电源电路之具 体设定的电路图; 第8图为说明依照本发明第四实施例电源电路中电 源部分具体设定的电路图; 第9图为说明依照本发明第五实施例电源电路中电 源部分具体设定的电路图;以及 第10图为说明依照本发明第六实施例电源电路中 电源部分具体设定的电路图。
地址 日本