本發(fā)明涉及直流電源供電電路領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠控制直流電源供電周期的供電電路。

背景技術(shù)：

目前，越來越多的電子產(chǎn)品利用開關(guān)電源供電，這取決于開關(guān)電源本身所具有的良好特性，開關(guān)電源的工作頻率一般在幾十千赫茲以上，利用半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通、關(guān)閉來傳遞能量，因此具有體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高等有點。參見圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)直流開關(guān)電源電路示意圖，該直流開關(guān)電源電路包括直流供電模塊1a、反饋單元2a及功率因數(shù)控制器3a，電源開關(guān)控制單元11a耦接于變壓器T1及整流二極管12a之間，電壓輸入信號Vin被耦接到變壓器T1，再經(jīng)過整流二極管12a和電容C的濾波，最終得到恒值電壓輸出信號Vout,反饋單元2a檢測直流供電模塊1a的電壓輸出信號Vout，經(jīng)過功率因數(shù)控制器3a后傳輸至電源開關(guān)控制單元11a以控制直流開關(guān)電源的開關(guān)速度。

開關(guān)電源供電不同與線性電源供電的這種高頻速度工作特征，當內(nèi)部開關(guān)元件動作時，會產(chǎn)生強大的輸出電壓、輸出電流的變化，因此會產(chǎn)生許多高頻噪音，進而對周邊電子設(shè)備形成電磁干擾；現(xiàn)有技術(shù)中，業(yè)界抑制這些噪音采用的方法，如嘗試調(diào)式開關(guān)速度，又會使電流經(jīng)過元件的時間拉長，進而導(dǎo)致元件溫度上升。

因此，有必要設(shè)計一種新型的直流電源供電電路，以克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供直流電源供電電路，其能夠同時兼顧電磁干擾的抑制及工作效率。

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種直流電源供電電路，用以向負載供電，該直流電源供電電路包括:直流供電模塊、濾波模塊、感測模塊以及第一驅(qū)動單元；該直流供電模塊，具有電源開關(guān)控制單元；該濾波模塊，與該電源開關(guān)控制單元配合以控制該直流供電模塊的供電周期；該感測模塊，耦接于該直流供電模塊與該負載之間，以獲取該直流供電模塊的電流變化率并輸出第一檢測信號；該第一驅(qū)動單元，耦接該感測模塊與該濾波模塊，該第一驅(qū)動單元將該第一檢測信號轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動信號以控制該濾波模塊。

較佳的，該直流電源供電電路還包括反饋單元，該反饋單元檢測該直流供電模塊的電壓輸出信號并反饋至該電源開關(guān)控制單元以控制該直流供電模塊的該供電周期。

較佳的，該直流電源供電電路還包括第一開關(guān)模塊，該第一開關(guān)模塊將該第一檢測信號與該電壓輸出信號配合以控制該電源開關(guān)控制單元。

較佳的，該第一開關(guān)模塊具有開關(guān)控制單元及第二驅(qū)動單元，該開關(guān)控制單元分別與該反饋單元的輸出端、該第二驅(qū)動單元的輸出端以及該電源開關(guān)控制單元耦接，該第二驅(qū)動單元的輸入端耦接于該感測模塊。

較佳的，該第二驅(qū)動單元為第二比較器，該第二比較器的正相輸入端耦接至該感測模塊的輸出端以獲取該第一檢測信號，該第二比較器的反相輸入端輸入一基準電壓，該第二比較器的輸出端耦接該開關(guān)控制單元，其中，該第一檢測信號與該基準電壓進行比較以形成第二驅(qū)動信號。

較佳的，該直流電源供電電路還包括功率因數(shù)控制器，該功率因數(shù)控制器耦接于該反饋單元及該開關(guān)控制單元之間。

較佳的，該電源開關(guān)控制單元為第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管,該濾波模塊具有第一電容及第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管；

該第一電容的一端串接至該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的漏極，該第一電容的另一端耦接至該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的漏極，該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的源極耦接至該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的源極，以使該濾波模塊并聯(lián)于該電源開關(guān)控制單元。

其中，該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的柵極接收該反饋單元檢測的該電壓輸出信號，該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的柵極接收該第一驅(qū)動單元的該第一驅(qū)動信號。

較佳的，該感測模塊具有感測單元及差分比較器，該直流供電模塊具有整流單元及電源輸出端，該感測單元耦接于該整流單元與該電源輸出端之間，該差分比較器用以檢測該感測單元的輸入端與輸出端的電壓差并輸出該第一檢測信號。

較佳的，該第一驅(qū)動單元具有第一比較器及反相器，該第一比較器的正相輸入端耦接至該感測模塊的輸出端以獲取該第一檢測信號，該第一比較器的反相輸入端輸入一基準信號，其中該第一檢測信號與該基準信號進行比較并經(jīng)過該反相器以形成該第一驅(qū)動信號。

較佳的，該電源開關(guān)控制單元為第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該直流供電模塊具有變壓單元及整流單元，該變壓單元的輸出端耦接該整流單元的輸入端，該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的漏極耦接該變壓單元的輸出端及該整流單元的輸入端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的直流電源供電電路通過感測模塊檢測開關(guān)電源的電流變化率并輸出第一檢測信號，在將該第一檢測信號轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動信號控制并聯(lián)在電源開關(guān)控制單元一側(cè)的濾波模塊，以控制該直流電源的供電周期，進而實現(xiàn)對負載變化的快速響應(yīng)，兼顧開關(guān)速率的同時減少電流流經(jīng)時間，抑制電磁干擾。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的直流開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的直流電源供電電路立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例負載變化狀態(tài)對應(yīng)電路中各信號變化的時序圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中電源開關(guān)控制單元工作周期與本發(fā)明實施例的電源開關(guān)控制單元工作周期的對比示意圖。

具體實施方式

為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。

在說明書及權(quán)利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及權(quán)利要求當中所提及的「包括」為開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包括但不限定于」。

參照圖2所示，揭示了本發(fā)明實施例的直流電源供電電路001的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3示意為直流電源供電電路001持續(xù)輕載或者持續(xù)重載時負載發(fā)生變化的信號時序圖以及，圖4示意了圖3所示時序圖的第一周期的前段部分工作周期的變化狀態(tài)，直流電源供電電路001用以向負載供電，直流電源供電電路001包括直流供電模塊1、反饋單元2、感測模塊4、第一驅(qū)動單元5以及濾波模塊6，直流供電模塊1電壓具有電源開關(guān)控制單元11、變壓單元T1、整流單元12以及濾波單元C1，變壓單元T1的輸出端耦接整流單元12的輸入端，整流單元12的輸出端耦接濾波單元C1，電源開關(guān)控制單元11耦接于變壓單元T1及整流單元12之間，電壓輸入信號Vin被耦接到變壓單元T1，再經(jīng)過整流單元12和濾波單元C1的濾波，最終得到直流電壓輸出信號Vout；具體的，變壓單元T1為變壓器，濾波單元C1為電容器。反饋單元2耦接至直流供電模塊1的輸出端，反饋單元2檢測直流供電模塊1的電壓輸出信號Vout并反饋至電源開關(guān)控制單元11以控制直流供電模塊1的供電周期。濾波模塊6與電源開關(guān)控制單元11并聯(lián)，濾波模塊6與電源開關(guān)控制單元11配合以控制直流供電模塊1的供電周期；感測模塊4耦接于直流供電模塊1與該負載之間，以獲取直流供電模塊1的電流變化率并輸出第一檢測信號A-B；第一驅(qū)動單元5耦接感測模塊4與濾波模塊6，第一驅(qū)動單元5將第一檢測信號A-B轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動信號driver1以控制濾波模塊6。借此，可借助濾波模塊6對電源開關(guān)控制單元11的控制訊號起到抑制作用。

于本實施例中，直流供電模塊1還包括第一開關(guān)模塊7，第一開關(guān)模塊7將第一檢測信號A-B與電壓輸出信號Vout配合以控制電源開關(guān)控制單元11,優(yōu)選的，第一開關(guān)模塊7具有開關(guān)控制單元71及第二驅(qū)動單元72，開關(guān)控制單元71分別與反饋單元2的輸出端、第二驅(qū)動單元72的輸出端以及電源開關(guān)控制單元11耦接，第二驅(qū)動單元72的輸入端耦接于感測模塊4。于本實施例中，直流供電模塊1還具有功率因數(shù)控制器3，功率因數(shù)控制器3耦接于反饋單元2及電源開關(guān)控制單元11之間。

于本實施例中，感測模塊4具有感測單元41及差分比較器42，直流供電模塊1還具有電源輸出端，感測單元41耦接于整流單元12與該電源輸出端之間，差分比較器42用以檢測感測單元41的輸入端與輸出端的電壓差并輸出第一檢測信號A-B，優(yōu)選的，感測單元41可為電阻元件，該第一檢測信號A-B為該電阻元件兩端的電壓差值信號，當直流供電模塊1的負載發(fā)生變化時，感測單元41的電流亦發(fā)生變化，通過檢測電壓差值可快速感測到電流變化率，并不以此為限，感測模塊4亦可為直接感測電流的裝置，并輸出反應(yīng)電流變化速率的信號。

第一驅(qū)動單元5具有第一比較器51及反相器52，第一比較器51的正相輸入端耦接至感測模塊4的輸出端,于本實施例中，第一比較器51的正相輸入端耦接至差分比較器42的輸出端以獲取第一檢測信號A-B，第一比較器51的反相輸入端輸入一基準信號PWM，其中第一檢測信號A-B與基準信號PWM進行比較并經(jīng)過反相器52以形成第一驅(qū)動信號driver1；參見圖3，示意了基準信號PWM，并確定出輕載及重載對應(yīng)的基準電壓Va、Vb，負載持續(xù)輕載并發(fā)生變化時對應(yīng)形成第一驅(qū)動信號driver1(a),負載持續(xù)重載并發(fā)生變化時對應(yīng)形成第一驅(qū)動信號driver1(b)，當負載處于輕重載交替變化時的示意圖對應(yīng)截取便可，此處不再示出。

第二驅(qū)動單元72為第二比較器，該第二比較器的正相輸入端耦接至感測模塊4的輸出端以獲取第一檢測信號A-B，該第二比較器的反相輸入端輸入一基準電壓Vef，該第二比較器的輸出端耦接開關(guān)控制單元71，第一檢測信號A-B與該基準電壓Vef進行比較以形成第二驅(qū)動信號driver2。

優(yōu)選的，電源開關(guān)控制單元11為第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOS管)Q1,濾波模塊6具有第一電容C2及第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOS管)Q2；第一電容C2的一端串接至第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q2的漏極，第一電容C2的另一端a1耦接至該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q1的漏極a2，參見圖2，第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q2的源極b1耦接至第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q1的源極b2，以使濾波模塊6并聯(lián)于電源開關(guān)控制單元11。其中，第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q1的柵極接收反饋單元2檢測的電壓輸出信號Vout與第二驅(qū)動信號driver2經(jīng)由開關(guān)控制單元71生成的控制信號，第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q2的柵極接收第一驅(qū)動單元5的第一驅(qū)動信號driver1。第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q1的漏極a2耦接該變壓單元T1的輸出端及整流單元12的輸入端。再請參見圖4，圖4示意了圖3所示負載變化時序圖對應(yīng)第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Q1第一周期的前段部分工作周期的變化狀態(tài),其中，時序信號Original Q1對應(yīng)圖1所示現(xiàn)有技術(shù)工作周期,時序信號Improve Q1為本發(fā)明改善之后對應(yīng)的工作周期。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的直流電源供電電路通過感測模塊檢測開關(guān)電源的電流變化率并輸出第一檢測信號，在將該第一檢測信號轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動信號控制并聯(lián)在電源開關(guān)控制單元一側(cè)的濾波模塊，以控制該直流電源的供電周期，進而實現(xiàn)對負載變化的快速響應(yīng)，兼顧開關(guān)速率的同時減少電流流經(jīng)時間，抑制電磁干擾。

本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。