[發明專利]突波電流抑制電路

在審

• 申請號: 202010013664.7
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN113162008A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 賴建安;許昌源
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李琛;黃艷

一種突波電流抑制電路包含一開關、一旁路電阻、一檢測電阻以及一比較器。該開關串聯耦接于一儲能電容的一第一端，該儲能電容的一第二端耦接一負載并接收一輸入電源。該旁路電阻并聯耦接該開關。該檢測電阻串聯耦接該開關，且根據流經該儲能電容的一電容電流產生一檢測電壓。該比較器用以比較該檢測電壓與該參考電壓以產生一控制信號。當該檢測電壓大于該參考電壓時，該控制信號控制該開關截止；當該檢測電壓小于該參考電壓時，該控制信號控制該開關導通。

技術領域

本發明是有關一種突波電流抑制電路，特別涉及一種在維持時間期間輸入電源回電時所造成的突波電流電能夠被大幅度地抑制的突波電流抑制電路。

背景技術

在實際使用各種用電設備時，尤其是在電源插頭插拔瞬間，經常會出現插頭打火花甚至是爆響等現象。這是由于出現的大浪涌電流(inrush current)沒有被有效抑制而導致兩個導體瞬間接觸時產生電弧效應。顯然，對于消費者而言，出現插頭打火花甚至是爆響等現象，不僅大大地影響了消費者的使用感受，時間久了也會導致插頭五金的鍍金層被破壞，出現接觸不良而發熱嚴重，從而增加安全隱患。此外，還將可能引起對電網噪聲瞬間波動，嚴重干擾附近的用電設施等。

現有做法是在輸入端電流回路上串接一個電阻，該電阻可為負溫度系數電阻、正溫度系數電阻、或一般電阻來限制開機瞬間輸入的突波電流，并且為了降低損失，會在其兩端并接一個開關，該開關可為繼電器、晶體管等元件，在突波電流結束之后，導通該開關來降低損耗。

然而在輸入瞬間掉電又回電的不穩定區間，系統需要維持運行穩定，于是會需要電源供應器在交流電源掉電時在某一段時間內維持輸出電壓，此稱為維持時間(hold-uptime)。隨著功率密度要求越來越高，對于維持時間的要求越來越大。是故在掉電期間，內部儲能電容的電壓會盡可能用到最低，于是當交流電源回電時，輸入電網與內部儲能電容電壓的壓差仍會導致高突波電流。該現有作法雖有效解決開機瞬間的突波電流，卻無法控制在維持時間后回電時的電流大小，導致電網更加不穩定，嚴重干擾周遭用電設施，損壞上游斷路器(breaker)，可能導致整個系統停止運行。

請參見圖1與圖2，圖1為現有技術的供電系統的電路圖，圖2為圖1的供電系統發生掉電又回電狀況的電壓、電流波形圖。如圖1所示，在開關SW，例如斷路器(breaker)為導通，當輸入電源Vdc發生瞬間地掉電然后又回電的狀況時，其中時間點t1為發生掉電的時間點(實時間點t1的前為供電穩定的狀態)，時間點t2為發生回電的時間點，因此，時間點t1至時間點t2為系統供電的不穩定時段，此時負載R_L所需的供電是由電容C1供應，即電容C1上的儲能會被負載R_L所抽載。因此，在時間點t1開始，由于電容C1持續地供應負載R_L所需的電源，因此系統的輸出電壓Vb逐漸減小。附帶一提，圖1所示的輸入電源Vdc為省略交流電源經整流電路后所得到的直流電源，因此，以直流的輸入電源Vdc表現掉電又回電的狀況，等效于交流的輸入電源發生掉電又回電的狀況，合先敘明。

當輸入電源Vdc于時間點t2時回電，使得輸出電壓Vb在時間點t2時瞬間增加，導致產生大的浪涌電流(inrush current)流經電容C1(即電容電流I_C1)。如圖2所示，輸入電源Vdc正常供電時，電容電流I_C1大小約為7～10安培，而當掉電后又瞬間回電的狀況發生時，電容電流I_C1大小約為400安培，這樣大的突波電流，輕者將造成開關SW(即斷路器)損壞，重者將造成系統電路的失效。

為此，如何設計出一種在維持時間期間輸入電源回電時所造成的突波電流電能夠被大幅度地抑制的突波電流抑制電路，來解決前述的技術問題，乃為本公開發明人所研究的重要課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種突波電流抑制電路，解決現有技術的問題。