台湾专利TW201312914A 開關穩壓電路及其方法

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本申請公開了一種開關穩壓電路及其方法。所述開關穩壓電路包括：第一輸入端口、第二輸入端口、EMI電容、整流橋、過零檢測器、穩壓器、計時器、邏輯單元以及放電單元，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至整流橋的輸出端子，其第二端子耦接至參考電壓，其控制端子耦接至邏輯單元的輸出端子以接收控制信號，所述放電單元基於所述控制信號，給所述EMI電容放電。所述開關穩壓電路的放電單元僅在交流輸入信號與所述開關穩壓電路斷開時給EMI電容放大，大大降低了能耗。
公开号:TW201312914A
申请号:TW101129374
申请日:2012-08-14
公开日:2013-03-16
发明作者:Joseph Urienza
申请人:Monolithic Power Systems Inc；
IPC主号:H02M1-00

专利说明:
開關穩壓電路及其方法
本發明涉及一種電子電路，更具體地說，本發明涉及帶EMI(電磁干擾)電容放電器的開關穩壓電路及其方法。
開關穩壓電路通常包括一個EMI過濾器，以滿足EMI標準。典型的，EMI過濾器包括一個耦接在供電單元前級的電容和與所述電容並聯耦接的洩漏電阻(bleeder resistor)。當開關穩壓電路從墻上電源斷開時，洩漏電阻消耗掉開關穩壓電路多餘的電荷。但是，在墻上電源給開關穩壓電路供電的整個過程中，洩漏電阻也在消耗能量，因此降低了系統效率。尤其在低壓應用場合，這種能耗更加明顯。進一步地，由於洩漏電阻的能耗，可能使得開關穩壓電路的輸出功率偏離預定值，而不能滿足能量調整的標準。
因此本發明的目的在於解决現有技術由於洩漏電阻在整個供電過程中耗能大引發的各種問題，提供一種改進的開關穩壓電路。
根據上述目的，本發明提出了一種開關穩壓電路，包括：第一輸入端口和第二輸入端口，用以接收交流輸入信號；EMI電容，耦接在第一輸入端口和第二輸入端口之間；整流橋，所述整流橋具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一輸入端口，其第二輸入端子耦接至第二輸入端口，以接收交流輸入信號，所述整流橋基於所述交流輸入信號，在其輸出端子提供整流信號；過零檢測器，用以監測所述交流輸入信號的零點穿越情况，並基於監測結果提供過零檢測信號；穩壓器，耦接至整流橋的輸出端子，以接收整流信號，並基於整流信號提供穩壓信號；計時器，所述計時器具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至穩壓器以接收穩壓信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，所述計時器基於穩壓信號和過零檢測信號在其輸出端子提供計時信號；邏輯單元，所述邏輯單元具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至計時器的輸出端子以接收計時信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，所述邏輯單元基於計時信號和過零檢測信號在其輸出端子提供控制信號；以及放電單元，所述放電單元具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至整流橋的輸出端子，其第二端子耦接至參考電壓，其控制端子耦接至邏輯單元的輸出端子以接收控制信號，所述放電單元基於所述控制信號，給所述EMI電容放電。
根據本發明的實施例，其中所述開關穩壓電路進一步包括第一耗盡型電晶體，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間；第二耗盡型電晶體，耦接第二輸入端口和整流橋的第二輸入端子之間。
根據本發明的實施例，其中所述第一耗盡型電晶體包括第一接面場效電晶體，第二耗盡型電晶體包括第二接面場效電晶體；其中所述第一接面場效電晶體和第二接面場效電晶體均包括耦接至參考電壓的基底。
根據本發明的實施例，其中所述第一耗盡型電晶體包括第一接面場效電晶體，第二耗盡型電晶體包括第二接面場效電晶體；其中第一接面場效電晶體和第二接面場效電晶體均具有基底，所述基底均通過鎮流電阻耦接至參考電壓。
根據本發明的實施例，其中所述計時器包括：電流源，耦接至穩壓器以接收穩壓信號作為其供電電源，並基於穩壓信號提供充電電流；電容，所述電容具有第一端和第二端，其第一端耦接至電流源以接收充電電流；重設開關，與電容並聯耦接；施密特觸發器，耦接至電容的第一端；其中所述重設開關具有控制端，所述控制端耦接至過零檢測器，以接收過零檢測信號。
根據本發明的實施例，其中所述放電單元包括第一可控電晶體和一系列長通電晶體，其中所述可控電晶體和所述一系列長通電晶體串聯耦接於放電單元的第一輸入端子和第二輸入端子之間；所述第一可控電晶體包括耦接至放電單元控制端子的控制端，當過零檢測器在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，控制可控電晶體導通，以給EMI電容放電。
根據本發明的實施例，其中所述開關穩壓電路進一步包括：洩漏電阻，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間，用以調節EMI電容的放電時間；突波電阻，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間，用以吸收突波電流。
根據上述目的，本發明還提出了一種開關穩壓電路，包括：第一輸入端口和第二輸入端口，用以接收交流輸入信號；接地端口；EMI電容，耦接在第一輸入端口和第二輸入端口之間；整流橋，所述整流橋具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一輸入端口，其第二輸入端子耦接至第二輸入端口，以接收交流輸入信號，所述整流橋基於所述交流輸入信號，在其輸出端子提供整流信號；過零檢測器，所述過零檢測器具有輸入端子，耦接至整流橋的輸出端子，用以監測交流輸入信號的零點穿越情况，並基於監測結果提供過零檢測信號；下拉電阻，耦接在過零檢測器的輸入端子和接地端口之間；穩壓器，耦接至整流橋的輸出端子，以接收整流信號，並基於整流信號提供穩壓信號；計時器，所述計時器具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至穩壓器以接收穩壓信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，所述計時器基於穩壓信號和過零檢測信號在其輸出端子提供計時信號；邏輯單元，所述邏輯單元具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至計時器的輸出端子以接收計時信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，所述邏輯單元基於計時信號和過零檢測信號在其輸出端子提供控制信號；放電單元，所述放電單元具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至整流橋的輸出端子，其第二端子耦接至接地端口，其控制端子耦接至邏輯單元的輸出端子以接收控制信號，所述放電單元基於控制信號，給所述EMI電容放電。
根據本發明的實施例，其中所述開關穩壓電路進一步包括：第一耗盡型電晶體，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間；第二耗盡型電晶體，耦接第二輸入端口和整流橋的第二輸入端子之間。
根據本發明的實施例，其中所述計時器包括：電流源，耦接至穩壓器以接收穩壓信號作為其供電電源，並基於穩壓信號提供充電電流；電容，所述電容具有第一端和第二端，其第一端耦接至電流源以接收充電電流；重設開關，與電容並聯耦接；施密特觸發器，耦接至電容的第一端；其中所述重設開關具有控制端，所述控制端耦接至過零檢測器，以接收過零檢測信號。
根據本發明的實施例，其中所述放電單元包括第一可控電晶體和一系列長通電晶體，其中所述可控電晶體和所述一系列長通電晶體串聯耦接於放電單元的第一輸入端子和第二輸入端子之間；所述第一可控電晶體包括耦接至放電單元控制端子的控制端，當過零檢測器在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，控制可控電晶體導通，以給EMI電容放電。
根據本發明的實施例，其中所述整流橋包括：第一二極體，耦接至第一輸入端口；第二二極體，耦接至第二輸入端口。
根據本發明的實施例，其中所述開關穩壓電路進一步包括外部整流橋，所述外部整流橋包括：第一整流二極體、第二整流二極體、第三整流二極體和第四整流二極體；其中所述第一至第四整流二極體均包含正極和負極，其中第一整流二極體的正極和第二整流二極體的正極耦接至接地端口；第二整流二極體的負極和第三整流二極體的正極耦接至第一輸入端口；第一整流二極體的負極和第四整流二極體的正極耦接至第二輸入端口；第三整流二極體的負極和第四整流二極體的負極耦接在一起。
根據上述目的，本發明還提出了一種開關穩壓電路的控制方法，包括：將交流輸入信號耦接至開關穩壓電路；通過計時器進行一預定時間段的計時；監測交流輸入信號，以監測交流輸入信號的零點穿越情况；若在所述預定時間段內檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，重設所述計時器以重新計時；若在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，給EMI電容放電。
根據本發明的實施例，其中當EMI電容兩端電壓小於一電壓值或者交流輸入信號的零點穿越情况被檢測到時，停止對EMI電容的放電。
根據本發明的實施例，其中所述計時器包括電容、電流源、重設開關和施密特觸發器；其中對所述預定時間段的計時包括：通過電流源給電容充電，使電容兩端電壓線性增大；將電容兩端電壓和所述預定電壓值進行比較；若電容兩端電壓大於預定電壓值，施密特觸發器產生一計時信號，用以表示預定時間段到達；若交流輸入信號穿越零點，通過重設開關將電容兩端電壓重設為零以重新計時。
根據本發明各方面的上述開關穩壓電路和方法，大大降低了能耗。
下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裏描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是：不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的用語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。應當理解，當稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裏使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的項目的任何和所有組合。
圖1為根據本發明一實施例的開關穩壓電路100的結構示意圖。如圖1所示，開關穩壓電路100包括：第一輸入端口101和第二輸入端口102，用以接收交流輸入信號AC；EMI電容105，耦接在第一輸入端口101和第二輸入端口102之間；整流橋110，所述整流橋110具有第一輸入端子110A、第二輸入端子110B和輸出端子110C，其第一輸入端子110A耦接至第一輸入端口101，其第二輸入端子110B耦接至第二輸入端口102，以接收交流輸入信號AC，所述整流橋110基於所述交流輸入信號AC，在其輸出端子110C提供整流信號；過零檢測器113，用以監測交流輸入信號AC的零點穿越情况，並基於監測結果提供過零檢測信號；穩壓器111，耦接至整流橋110的輸出端子110C，以接收整流信號，並基於整流信號提供穩壓信號；計時器112，所述計時器112具有第一輸入端子112A、第二輸入端子112B和輸出端子112C，其第一輸入端子112A耦接至穩壓器111以接收穩壓信號，其第二輸入端子112B耦接至過零檢測器113以接收過零檢測信號，所述計時器112基於穩壓信號和過零檢測信號在其輸出端子112C提供計時信號；邏輯單元114，所述邏輯單元具有第一輸入端子114A、第二輸入端子114B和輸出端子114C，其第一輸入端子114A耦接至計時器112的輸出端子112C以接收計時信號，第二輸入端子114B耦接至過零檢測器113以接收過零檢測信號，所述邏輯單元基於計時信號和過零檢測信號在其輸出端子114C提供控制信號；放電單元109，所述放電單元109具有第一端子109A、第二端子109B和控制端子109C，其第一端子109A耦接至整流橋110的輸出端子110C，其第二端子109B耦接至參考電壓，其控制端子109C耦接至邏輯單元114的輸出端子114C以接收控制信號，所述放電單元109基於所述控制信號，給所述EMI電容放電。
在一個實施例中，邏輯單元114包括RS鎖存器。所述RS鎖存器具有設定端S，重設端R和輸出端Q；所述設定端S為邏輯單元114的第一輸入端子114A，重設端R為邏輯單元114的第二輸入端子114B，輸出端Q為邏輯單元114的輸出端子114C。
在一個實施例中，放電單元109包括第一可控電晶體和一系列長通電晶體，所述可控電晶體和所述一系列長通電晶體串聯耦接於放電單元109的第一輸入端子109A和第二輸入端子109B之間；其中第一可控電晶體包括耦接至放電單元109控制端子109C的控制端，當過零檢測器在預定時間段內未檢測到交流輸入信號AC的零點穿越情况，控制可控電晶體導通，以給EMI電容放電。
在一個實施例中，一系列長通電晶體的數量由所需的電壓餘量(voltage headroom)决定。
在一個實施例中，整流橋110包括公知的二極體橋式整流結構。
在一個實施例中，穩壓器111包括一旁路電容。
在開關穩壓電路100運行時，一方面，交流輸入信號AC經由整流橋110轉化為整流信號；穩壓器接收所述整流信號，並轉化為穩壓信號，所述穩壓信號用以給計時器112及其他電路單元供電。計時器112在穩壓信號的供電下，或從零線性增大，或被重設或線性减小至零。另一方面，交流輸入信號AC被輸送至過零檢測器113。當過零檢測器113檢測到交流輸入信號AC的零點穿越情况，則過零檢測信號變高。相應的，邏輯電路114輸出的控制信號和計時器112輸出的計時信號被重設。若過零檢測器在預定時間段內未檢測到交流輸入信號AC的零點穿越情况，如當開關穩壓電路100從墻上電源斷開，則計時器112輸出的計時信號表示預定時間段到達，其電平變高。變高的計時信號將邏輯單元114被設定，邏輯信號變高。相應地，放電單元109的第一可控開關被閉合導通，EMI電容105開始通過放電單元109放電。當EMI電容105兩端電壓小於一電壓值，如10V時，或者當開關穩壓電路100被重新供電時，放電過程停止。
在一個實施例中，開關穩壓電路100的大部分元件被集成在一個2端子的積體電路內，如圖1虛線框120所示。
圖2為根據本發明一實施例的開關穩壓電路200的結構示意圖。在本實施例中，開關穩壓電路200的大部分元件與圖1所示開關穩壓電路100相同。與圖1所示開關穩壓電路100不同的是，開關穩壓電路200進一步包括：第一耗盡型電晶體207，耦接在第一輸入端口201和整流橋210的第一輸入端子210A之間；第二耗盡型電晶體208，耦接第二輸入端口202和整流橋210的第二輸入端子210B之間。
在一個實施例中，第一耗盡型電晶體207包括第一接面場效電晶體；第二耗盡型電晶體208包括第二接面場效電晶體；其中第一接面場效電晶體和第二接面場效電晶體均包括耦接至參考電壓的基底。但本領域的技術人員應該意識到，第一耗盡型電晶體和第二耗盡型電晶體還可以包括其他的開關裝置，如耗盡型金屬氧化物場效電晶體(MOSFET)。
在一個實施例中，第一接面場效電晶體和第二接面場效電晶體的基底均通過鎮流電阻218耦接至參考電壓。通常接面場效電晶體的體區和漏極形成接面寄生二極體或者其中一個接面場效電晶體被反偏而產生基底注入，此時鎮流電阻218可以消耗這些電荷而使基底注入效應最小化。但本領域技術人員應該意識到，也可以採用其他技術方案來降低基底注入，如整流橋採用肖特基二極體、限制開關穩壓電路的運行電流、在裸片上儘量隔開放置兩個接面場效電晶體，等等。
在一個實施例中，開關穩壓電路還包括洩漏電阻。圖3為根據本發明一實施例的開關穩壓電路300的結構示意圖。在本實施例中，開關穩壓電路300的大部分元件與圖1所示開關穩壓電路100相同。與圖1所示開關穩壓電路100不同的是，開關穩壓電路300進一步包括：第一洩漏電阻306，耦接在第一輸入端口301和整流橋310的第一輸入端子310A之間；第二洩漏電阻315，耦接在第二輸入端口302和整流橋310的第二輸入端子310B之間。
在一個實施例中，開關穩壓電路包括一個洩漏電阻，而非兩個洩漏電阻，為叙述簡明，這裏不再具體闡述。
在一個實施例中，開關穩壓電路進一步包括突波電阻，用以吸收突波電流(如電流尖刺)。突波電阻可以耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間。
圖4為根據本發明一實施例的開關穩壓電路400的結構示意圖。在圖4所示開關穩壓電路400中，具體示出了計時器412的電路結構示意圖。如圖4所示，計時器412包括：電流源20，耦接至穩壓器411以接收穩壓信號作為其供電電源，並基於穩壓信號提供充電電流；電容23，所述電容23具有第一端和第二端，其第一端耦接至電流源20以接收充電電流；重設開關24，與電容23並聯耦接；施密特觸發器25，耦接至電容23的第一端；其中所述重設開關24具有控制端，所述控制端耦接至過零檢測器413，以接收過零檢測信號。
在一個實施例中，電流源20包括P溝道場效電晶體(PMOS)21和電阻22，其中P溝道場效電晶體21用以平衡因重設開關24引起的漏電流。
在一個實施例中，電流源20包括耗盡型電晶體和P溝道場效電晶體電流鏡。
在一個實施例中，電流源20包括無源電阻。
在開關穩壓電路400運行時，充電電流給電容23充電，使電容23兩端電壓線性增大。當交流輸入信號AC穿越零點，過零檢測器413檢測到此零點穿越情况，輸出高電平的過零檢測信號。此高電平的過零檢測信號將重設開關24閉合導通。相應地，電容23兩端電壓被重設至零。若交流輸入信號AC從開關穩壓電路400斷開，並且斷開超過所述預定時間段，則電容23兩端電壓將超過一預定電壓值。相應地，施密特觸發器產生的計時信號變為高電平。此高電平的計時信號將邏輯單元414設定，使控制信號變為高電平。相應地，放電單元409被啟用，並開始給EMI電容405放電。
圖5為根據本發明一實施例的開關穩壓電路500的結構示意圖。在圖5所示開關穩壓電路500中，具體示出了穩壓器511的電路示意圖。如圖5所示，開關穩壓電路500包括：第一輸入端口501和第二輸入端口502，用以接收交流輸入信號AC；接地端口503；EMI電容505，耦接在第一輸入端口501和第二輸入端口502之間；整流橋510，所述整流橋510具有第一輸入端子510A、第二輸入端子510B和輸出端子510C，其第一輸入端子510A耦接至第一輸入端口501，其第二輸入端子510B耦接至第二輸入端口502，以接收交流輸入信號AC，所述整流橋510基於所述交流輸入信號，在其輸出端子510C提供整流信號；過零檢測器513，所述過零檢測器513具有輸入端子513A，耦接至整流橋510的輸出端子510C，用以檢測交流輸入信號AC的零點穿越情况，並基於檢測測結果提供過零檢測信號；下拉電阻517，耦接在過零檢測器513的輸入端子513A和接地端口503之間；穩壓器511，耦接至整流橋510的輸出端子510C，以接收整流信號，並基於整流信號提供穩壓信號；計時器512，所述計時器512具有第一輸入端子512A、第二輸入端子512B和輸出端子512C，其第一輸入端子512A耦接至穩壓器511以接收穩壓信號，其第二輸入端子512B耦接至過零檢測器513以接收過零檢測信號，所述計時器512基於穩壓信號和過零檢測信號在其輸出端子512C提供計時信號；邏輯單元514，所述邏輯單元514具有第一輸入端子514A、第二輸入端子514B和輸出端子514C，其第一輸入端子514A耦接至計時器512的輸出端子512C以接收計時信號，其第二輸入端子514B耦接至過零檢測器513以接收過零檢測信號，所述邏輯單元514基於計時信號和過零檢測信號在其輸出端子514C提供控制信號；放電單元509，所述放電單元509具有第一端子509A、第二端子509B和控制端子509C，其第一端子509A耦接至整流橋510的輸出端子510C，其第二端子509B耦接至接地端口503，其控制端子509C耦接至邏輯單元514的輸出端子514C以接收控制信號，所述放電單元509基於控制信號，給所述EMI電容505放電。
在本實施例中，下拉電阻517用以在交流輸入信號AC穿越零點時將整流信號下拉至零。
在本實施例中，穩壓器511包括：阻流二極體41和旁路電容42。
在一個實施例中，整流橋510包括：第一二極體515，耦接至第一輸入端口501；第二二極體516，耦接至第二輸入端口502。
在一個實施例中，開關穩壓電路500進一步包括外部整流橋，所述外部整流橋包括第一整流二極體521、第二整流二極體522、第三整流二極體523和第四整流二極體524；其中第一至第四整流二極體均包含正極和負極，第一整流二極體521的正極和第二整流二極體522的正極耦接至接地端口503，第二整流二極體522的負極和第三整流二極體523的正極耦接至第一輸入端口501，第一整流二極體521的負極和第四整流二極體524的正極耦接至第二輸入端口502，第三整流二極體523的負極和第四整流二極體524的負極耦接在一起。
在一個實施例中，開關穩壓電路500進一步包括：第一耗盡型電晶體，耦接在第一輸入端口501和整流橋510的第一輸入端子510A之間(未圖示)；第二耗盡型電晶體，耦接在第二輸入端口502和整流橋510的第二輸入端子510B之間(未圖示)。
由於開關穩壓電路500的內部參考地，即接地端口耦接至外部整流橋的負端或者接地端，因此不再有接面寄生二極體，並消除了接面場效電晶體的反偏。
在一個實施例中，開關穩壓電路500進一步包括一個或兩個洩漏電阻，用以調節EMI電容的放電時間。
在一個實施例中，開關穩壓電路500進一步包括一個或兩個突波電阻用以吸收突波電流。
開關穩壓電路500的運行原理和開關穩壓電路100的運行原理相似，為叙述簡明，這裏不再詳述。
如上所述的根據本發明各實施例的開關穩壓電路，其放電單元僅在開關穩壓電路與交流輸入信號斷開時給EMI電容放電。因此，大大降低了能耗。
圖6示出了根據本發明一實施例的開關穩壓電路的控制方法600的流程示意圖。控制方法600的步驟包括：
步驟601，將交流輸入信號耦接至開關穩壓電路。
步驟602，通過計時器進行一預定時間段的計時。在一個實施例中，所述計時器包括電容、電流源、重設開關和施密特觸發器。其中對所述預定時間段的計時包括：通過電流源給電容充電，使電容兩端電壓線性增大；將電容兩端電壓和一預定電壓值進行比較；若電容兩端電壓大於預定電壓值，施密特觸發器產生一計時信號，用以表示預定時間段到達；若交流輸入信號穿越零點，通過重設開關將電容兩端電壓重設為零以重新計時。
步驟603，監測交流輸入信號，以監測交流輸入信號的零點穿越情况。
步驟604，判斷交流輸入信號是否穿越零點：若在所述預定時間段內檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，重設計時器並返回步驟602以重新計時；若在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，進入步驟605。
步驟605，判斷計時器是否完成預定時間段的計時：若計時器完成預定時間段的計時，進入步驟606。
步驟606，給EMI電容放電。
在一個實施例中，當EMI電容兩端電壓小於一電壓值(如10V)或者交流輸入信號的零點穿越情况被檢測到時，停止對EMI電容的放電。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能够以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。
20‧‧‧電流源
21‧‧‧P溝道場效電晶體
22‧‧‧電阻
23‧‧‧電容
24‧‧‧重設開關
25‧‧‧施密特觸發器
41‧‧‧阻流二極體
42‧‧‧旁路電容
100‧‧‧開關穩壓電路
101‧‧‧第一輸入端口
102‧‧‧第二輸入端口
105‧‧‧EMI電容
109‧‧‧放電單元
109A‧‧‧第一端子
109B‧‧‧第二端子
109C‧‧‧控制端子
110‧‧‧整流橋
110A‧‧‧第一輸入端子
110B‧‧‧第二輸入端子
110C‧‧‧輸出端子
111‧‧‧穩壓器
112‧‧‧計時器
112A‧‧‧第一輸入端子
112B‧‧‧第二輸入端子
112C‧‧‧輸出端子
113‧‧‧過零檢測器
114‧‧‧邏輯單元
114A‧‧‧第一輸入端子
114B‧‧‧第二輸入端子
114C‧‧‧輸出端子
120‧‧‧虛線框
200‧‧‧開關穩壓電路
201‧‧‧第一輸入端口
202‧‧‧第二輸入端口
207‧‧‧第一耗盡型電晶體
208‧‧‧第二耗盡型電晶體
210‧‧‧整流橋
210A‧‧‧第一輸入端子
210B‧‧‧第二輸入端子
218‧‧‧鎮流電阻
300‧‧‧開關穩壓電路
301‧‧‧第一輸入端口
302‧‧‧第二輸入端口
306‧‧‧第一洩漏電阻
310‧‧‧整流橋
310A‧‧‧第一輸入端子
310B‧‧‧第二輸入端子
315‧‧‧第二洩漏電阻
400‧‧‧開關穩壓電路
405‧‧‧EMI電容
409‧‧‧放電單元
411‧‧‧穩壓器
412‧‧‧計時器
413‧‧‧過零檢測器
414‧‧‧邏輯單元
500‧‧‧開關穩壓電路
501‧‧‧第一輸入端口
502‧‧‧第二輸入端口
503‧‧‧接地端口
505‧‧‧EMI電容
509‧‧‧放電單元
509A‧‧‧第一端子、和
509B‧‧‧第二端子
509C‧‧‧控制端子
510‧‧‧整流橋
510A‧‧‧第一輸入端子
510B‧‧‧第二輸入端子
510C‧‧‧輸出端子
511‧‧‧穩壓器
512‧‧‧計時器
512A‧‧‧第一輸入端子
512B‧‧‧第二輸入端子
512C‧‧‧輸出端子
513‧‧‧過零檢測器
514‧‧‧邏輯單元
514A‧‧‧第一輸入端子
514B‧‧‧第二輸入端子
514C‧‧‧輸出端子
515‧‧‧第一二極體
516‧‧‧第二二極體
517‧‧‧下拉電阻
521‧‧‧第一整流二極體
522‧‧‧第二整流二極體
523‧‧‧第三整流二極體
524‧‧‧第四整流二極體
圖1示出根據本發明一實施例的開關穩壓電路100的結構示意圖；圖2示出根據本發明一實施例的開關穩壓電路200的結構示意圖；圖3示出根據本發明一實施例的開關穩壓電路300的結構示意圖；圖4示出根據本發明一實施例的開關穩壓電路400的結構示意圖；圖5為根據本發明一實施例的開關穩壓電路500的結構示意圖；圖6示出了根據本發明一實施例的開關穩壓電路的控制方法600的流程示意圖。
100‧‧‧開關穩壓電路
101‧‧‧第一輸入端口
102‧‧‧第二輸入端口
105‧‧‧EMI電容
109‧‧‧放電單元
109A‧‧‧第一端子
109B‧‧‧第二端子
109C‧‧‧控制端子
110‧‧‧整流橋
110A‧‧‧第一輸入端子
110B‧‧‧第二輸入端子
110C‧‧‧輸出端子
111‧‧‧穩壓器
112‧‧‧計時器
112A‧‧‧第一輸入端子
112B‧‧‧第二輸入端子
112C‧‧‧輸出端子
113‧‧‧過零檢測器
114‧‧‧邏輯單元
114A‧‧‧第一輸入端子
114B‧‧‧第二輸入端子
114C‧‧‧輸出端子
120‧‧‧虛線框

权利要求:
Claims (16)
[1] 一種開關穩壓電路，包括：第一輸入端口和第二輸入端口，用以接收交流輸入信號；EMI電容，耦接在第一輸入端口和第二輸入端口之間；整流橋，該整流橋具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一輸入端口，其第二輸入端子耦接至第二輸入端口，以接收交流輸入信號，該整流橋基於該交流輸入信號，在其輸出端子提供整流信號；過零檢測器，用以監測該交流輸入信號的零點穿越情况，並基於監測結果提供過零檢測信號；穩壓器，耦接至整流橋的輸出端子，以接收整流信號，並基於整流信號提供穩壓信號；計時器，該計時器具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至穩壓器以接收穩壓信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，該計時器基於穩壓信號和過零檢測信號在其輸出端子提供計時信號；邏輯單元，該邏輯單元具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至計時器的輸出端子以接收計時信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，該邏輯單元基於計時信號和過零檢測信號在其輸出端子提供控制信號；以及放電單元，該放電單元具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至整流橋的輸出端子，其第二端子耦接至參考電壓，其控制端子耦接至邏輯單元的輸出端子以接收控制信號，該放電單元基於該控制信號，使該EMI電容放電。
[2] 如申請專利範圍第1項所述的開關穩壓電路，進一步包括：第一耗盡型電晶體，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間；第二耗盡型電晶體，耦接第二輸入端口和整流橋的第二輸入端子之間。
[3] 如申請專利範圍第2項所述的開關穩壓電路，其中該第一耗盡型電晶體包括第一接面場效電晶體，第二耗盡型電晶體包括第二接面場效電晶體；其中該第一接面場效電晶體和第二接面場效電晶體均包括耦接至參考電壓的基底。
[4] 如申請專利範圍第1項所述的開關穩壓電路，其中該第一耗盡型電晶體包括第一接面場效電晶體，第二耗盡型電晶體包括第二接面場效電晶體；其中第一接面場效電晶體和第二接面場效電晶體均具有基底，該基底均通過鎮流電阻耦接至參考電壓。
[5] 如申請專利範圍第1項所述的開關穩壓電路，該計時器包括：電流源，耦接至穩壓器以接收穩壓信號作為其供電電源，並基於穩壓信號提供充電電流；電容，該電容具有第一端和第二端，其第一端耦接至電流源以接收充電電流；重設開關，與電容並聯耦接；施密特觸發器，耦接至電容的第一端；其中該重設開關具有控制端，該控制端耦接至過零檢測器，以接收過零檢測信號。
[6] 如申請專利範圍第1項所述的開關穩壓電路，其中該放電單元包括第一可控電晶體和一系列長通電晶體，其中該可控電晶體和該一系列長通電晶體串聯耦接於放電單元的第一輸入端子和第二輸入端子之間；該第一可控電晶體包括耦接至放電單元控制端子的控制端，當過零檢測器在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，控制可控電晶體導通，以使EMI電容放電。
[7] 如申請專利範圍第1項所述的開關穩壓電路，進一步包括：洩漏電阻，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間，用以調節EMI電容的放電時間；突波電阻，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間，用以吸收突波電流。
[8] 一種開關穩壓電路，包括：第一輸入端口和第二輸入端口，用以接收交流輸入信號；接地端口；EMI電容，耦接在第一輸入端口和第二輸入端口之間；整流橋，該整流橋具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至第一輸入端口，其第二輸入端子耦接至第二輸入端口，以接收交流輸入信號，該整流橋基於該交流輸入信號，在其輸出端子提供整流信號；過零檢測器，該過零檢測器具有輸入端子，耦接至整流橋的輸出端子，用以監測交流輸入信號的零點穿越情况，並基於監測結果提供過零檢測信號；下拉電阻，耦接在過零檢測器的輸入端子和接地端口之間；穩壓器，耦接至整流橋的輸出端子，以接收整流信號，並基於整流信號提供穩壓信號；計時器，該計時器具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至穩壓器以接收穩壓信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，該計時器基於穩壓信號和過零檢測信號在其輸出端子提供計時信號；邏輯單元，該邏輯單元具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，其第一輸入端子耦接至計時器的輸出端子以接收計時信號，其第二輸入端子耦接至過零檢測器以接收過零檢測信號，該邏輯單元基於計時信號和過零檢測信號在其輸出端子提供控制信號；放電單元，該放電單元具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接至整流橋的輸出端子，其第二端子耦接至接地端口，其控制端子耦接至邏輯單元的輸出端子以接收控制信號，該放電單元基於控制信號，使該EMI電容放電。
[9] 如申請專利範圍第8項所述的開關穩壓電路，進一步包括：第一耗盡型電晶體，耦接在第一輸入端口和整流橋的第一輸入端子之間；第二耗盡型電晶體，耦接第二輸入端口和整流橋的第二輸入端子之間。
[10] 如申請專利範圍第8項所述的開關穩壓電路，該計時器包括：電流源，耦接至穩壓器以接收穩壓信號作為其供電電源，並基於穩壓信號提供充電電流；電容，該電容具有第一端和第二端，其第一端耦接至電流源以接收充電電流；重設開關，與電容並聯耦接；施密特觸發器，耦接至電容的第一端；其中該重設開關具有控制端，該控制端耦接至過零檢測器，以接收過零檢測信號。
[11] 如申請專利範圍第8項所述的開關穩壓電路，其中該放電單元包括第一可控電晶體和一系列長通電晶體，其中該可控電晶體和該一系列長通電晶體串聯耦接於放電單元的第一輸入端子和第二輸入端子之間；該第一可控電晶體包括耦接至放電單元控制端子的控制端，當過零檢測器在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，控制可控電晶體導通，以給EMI電容放電。
[12] 如申請專利範圍第8項所述的開關穩壓電路，其中該整流橋包括：第一二極體，耦接至第一輸入端口；第二二極體，耦接至第二輸入端口。
[13] 如申請專利範圍第12項所述的開關穩壓電路，進一步包括外部整流橋，該外部整流橋包括：第一整流二極體、第二整流二極體、第三整流二極體和第四整流二極體；其中該第一至第四整流二極體均包含正極和負極，其中第一整流二極體的正極和第二整流二極體的正極耦接至接地端口；第二整流二極體的負極和第三整流二極體的正極耦接至第一輸入端口；第一整流二極體的負極和第四整流二極體的正極耦接至第二輸入端口；第三整流二極體的負極和第四整流二極體的負極耦接在一起。
[14] 一種開關穩壓電路的控制方法，包括：將交流輸入信號耦接至開關穩壓電路；通過計時器進行一預定時間段的計時；監測交流輸入信號，以監測交流輸入信號的零點穿越情况；若在該預定時間段內檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，重設該計時器以重新計時；若在預定時間段內未檢測到交流輸入信號的零點穿越情况，使EMI電容放電。
[15] 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中當EMI電容兩端電壓小於一電壓值或者交流輸入信號的零點穿越情况被檢測到時，停止對EMI電容的放電。
[16] 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該計時器包括電容、電流源、重設開關和施密特觸發器；其中對該預定時間段的計時包括：通過電流源給電容充電，使電容兩端電壓線性增大；將電容兩端電壓和該預定電壓值進行比較；若電容兩端電壓大於預定電壓值，施密特觸發器產生一計時信號，用以表示預定時間段到達；若交流輸入信號穿越零點，通過重設開關將電容兩端電壓重設為零以重新計時。

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