專利名稱：暫態電流抑制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種抑制裝置，特別是涉及一種暫態電流抑制裝置。
背景技術：
電路系統于一瞬間變化狀態轉換成一穩定狀態的所需的時間稱為暫態時距(Transient interval)，在此暫態時距內的電壓或電流稱為暫態電壓(Transient voltage)或暫態電流(Transient current)。當直流電源電壓連接至電容時，電容瞬間視為短路，該電容沒有內阻或是具有較小的內阻，使得容易產生較大的瞬間暫態電流，若暫態電流流至接地端，且該接地端與電源電路的接地端相連接，其容易影響電源電路的系統狀態， 甚至損毀內部的電子元件。因此為降低暫態電流的影響，請參照圖1所示，其為現有的暫態電流抑制裝置的示意圖。暫態電流抑制裝置1具有一濾波電路11、一延遲導通電路12及一控制電路13。濾波電路11具有一電容C及一二極管D。延遲導通電路12具有一第一電阻Cl、一第一電容 Rl及一第一晶體管Ql。當第一次切換電源開關或負載熱插拔時，濾波電路11接收一第一電源訊號VI，第一電源訊號Vl流經二極管D，并對電容C進行充電，此時電容C形同短路，并產生一第一電流訊號II。延遲導通電路12接收一第二電源訊號V2，并于一延遲時間內，對第一電容Cl 進行充電，當充滿電之后，第一電容Cl將進行放電并導通第一晶體管Q1，以形成一第一放電路徑。使得第一電流訊號Il流經第一放電路徑至接地端。上述的暫態電流抑制裝置1可避免第一次開關所產生的暫態電流回沖至電源電路。然而，若于短時間內執行第二次電源開關動作或執行數次開關動作時，由于第一電容Cl 尚儲存有電荷，因此于第二次執行開關動作的第一瞬間時，第一晶體管Ql將會導通，使得第一電流訊號Il將立即流至接地端，并回沖至提供第一電源訊號Vl及第二電源訊號V2的電源電路的接地端。請參考圖2所示，其為圖1的第一電流訊號Il的電流波形圖。其中，暫態電流的峰值大約為720mA，而穩態電流大約為200mA，暫態電流為穩態電流的3至4倍。因此，若暫態電流回沖至電源電路，其將影響電源電路的狀態，甚至損毀內部的電子元件，如此一來， 將可能導致電源電路端故障，若電源電路端為使用者系統，亦可能使整個系統停擺而造成莫大的損失。藉此，如何提供一種簡易的電路設計以降低暫態電流，且可應用于熱插拔或短時間開/關的暫態電流抑制裝置，實屬當前重要課題之一。

發明內容
有鑒于上述課題，本發明的目的為提供一種可應用于熱插拔或短時間電源開/ 關，且可迅速抑制暫態電流的暫態電流抑制裝置。為實現上述目的，本發明提供一種暫態電流抑制裝置，其是應用于一風扇，暫態電流抑制裝置包含一濾波電路、一延遲導通電路及一強制放電電路。濾波電路依據一第一電源訊號以輸出一第一電壓訊號及一第一電流訊號；延遲導通電路與濾波電路電性連接，延遲導通電路依據一第二電源訊號，并經一延遲時間后提供一第一放電路徑予第一電流訊號，且延遲導通電路輸出一第二電流訊號；強制放電電路與延遲導通電路及濾波電路電性連接，依據第一電壓訊號，以提供一第二放電路徑予第二電流訊號。于本發明的一實施例中，延遲導通電路具有一第一電容、一第一電阻及一第一晶體管，第一電阻的一端及第一電容的一端與第一晶體管的柵極端電性連接。于本發明的一實施例中，強制放電電路具有一第二電容及一第二晶體管，第二電容的一端與第二晶體管的柵極端電性連接。于本發明的一實施例中，強制放電電路還具有一第二電阻，第二電阻的一端與第二晶體管的柵極端電性連接。為實現上述目的，本發明提供一種暫態電流抑制方法，其與一應用于一風扇的暫態電流抑制裝置配合應用，其中該暫態電流抑制裝置包含一濾波電路、一延遲導通電路及一強制放電電路，抑制方法包含下列步驟由濾波電路依據一第一電源訊號，以輸出一第一電壓訊號及一第一電流訊號；由強制放電電路依據第一電壓訊號，以提供一第二放電路徑予該第二電流訊號；由延遲導通電路輸出一第二電流訊號；以及由延遲導通電路依據一第二電源訊號，并經一延遲時間后提供一第一放電路徑予第一電流訊號。于本發明的一實施例中，于延遲時間內，還包含以下步驟由延遲導通電路依據第二電源訊號，以對延遲導通電路的一第一電容進行充電；由第一電容進行放電并導通一第一晶體管，以提供第一放電路徑予第一電流訊號。于本發明的一實施例中，還包含由強制放電電路依據第一電壓訊號導通一第二晶體管，并提供第二放電路徑予第二電流訊號。承上所述，因依據本發明的一種暫態電流抑制裝置，是由強制放電電路提供一第二放電路徑，使得于第一電容尚未放完電的情況下，延遲導通電路可依據第二電源訊號及第一電容放電的電流而輸出第二電流訊號，并將第二電流訊號經由第二放電路徑流至接地端。因此，本發明的暫態電流抑制裝置使得一風扇于多次切換開關之下，可迅速抑制暫態電流，且亦可應用于熱插拔或短時間電源開/關的情況下。


圖1為現有的暫態電流抑制裝置的示意圖；圖2為現有的暫態電流的波形圖；圖3為本發明的暫態電流抑制裝置的示意圖；圖4為本發明的暫態電流抑制裝置的電路圖；以及圖5為本發明的暫態電流的波形圖。附圖符號說明1、2:暫態電流抑制裝置11,21 濾波電路12,22 延遲導通電路13、24:控制電路
23:強制放電電路C 電容C 1 第一電容C2:第二電容D: 二極管II、111 第一電流訊號112:第二電流訊號Ql 第一晶體管Q2 第二晶體管Rl 第一電阻R2:第二電阻VI、Vl 1 第一電源訊號V2、V12 第二電源訊號V3、V13 第一電壓訊號
具體實施例方式
以下將參照相關附圖，說明依本發明較佳實施例。請參照圖3所示，圖3為本發明較佳實施例的暫態電流抑制裝置的一示意圖。暫態電流抑制裝置2是應用于一風扇，暫態電流抑制裝置2包含電源電路(圖未顯示)、一濾波電路21、一延遲導通電路22、一強制放電電路23及一控制電路M。電源電路與濾波電路21及延遲導通電路22電性連接，并輸出一第一電源訊號Vl 1 及一第二電源訊號V12分別至濾波電路21及延遲導通電路22。其中，第一電源訊號Vll及第二電源訊號V12可由一電源電路提供，或可由二電源電路分別提供。另外，由于第二電源訊號V12非為主電源，因此，本實施例的第一電源訊號Vll大于第二電源訊號V12。濾波電路21依據第一電源訊號Vll以輸出一第一電壓訊號V13及一第一電流訊號 111。延遲導通電路22與濾波電路21電性連接，延遲導通電路22依據第二電源訊號 V12，并經過一延遲時間后，提供一第一放電路徑予第一電流訊號111，且延遲導通電路22 輸出一第二電流訊號112。強制放電電路23與濾波電路21及延遲導通電路22電性連接，強制放電電路23 依據第一電壓訊號V13以提供一第二放電路徑予第二電流訊號112。控制電路M與濾波電路21電性連接，并接收第一電壓訊號V13及第二電源訊號 V12。請參照圖4所示，其為本發明的風扇轉速控制裝置的一電路圖。以下，詳述本發明的暫態電流抑制裝置2的濾波電路21、延遲導通電路22及強制放電電路23的架構及作動。 另外，圖4所示的態樣為輔助說明，并非用以限制本發明。濾波電路21具有一電容C及一二極管D，電容C的一端及二極管D的一端與控制電路M及強制放電電路23電性連接，而電容C的另一端與延遲導通電路22電性連接。濾波電路21接收第一電源訊號VII，經過二極管D濾波之后產生一第一電壓訊號V13。第一
6電壓訊號V13對電容C進行充電，此時電容C形同短路，并產生一第一電流訊號111。本實施例的第一電流訊號111具有一暫態電流。延遲導通電路22具有一第一電容Cl、一第一電阻Rl及一第一晶體管Q1。第一電阻Rl的一端及第一電容Cl的一端與第一晶體管Ql的柵極端電性連接，第一電阻Rl的另一端接收第二電源訊號V12，而第一電容Cl的另一端及第一晶體管Ql其中一端連接至接地端。其中，第一晶體管Ql可為一 P型晶體管或一 N型晶體管，于此是以一 N型晶體管為例。 延遲導通電路22接收第二電源訊號V12，經過第一電阻Rl限流后，對第一電容Cl進行充電，而當第一電容Cl充滿之后，將放電并導通第一晶體管Q1，以產生一第一放電路徑并提供予第一電流訊號111，使得第一電流訊號111能流經第一放電路徑。強制放電電路23具有一第二電容C2、一第二電阻R2及一第二晶體管Q2。第二電容C2的一端及第二電阻R2的一端與第二晶體管Q2的柵極端電性連接，第二電容C2的另一端接收第一電壓訊號V13，而第二電阻R2的另一端及第二晶體管Q2其中的一端連接至接地端。強制放電電路23接收第一電壓訊號V13，以對第二電容C2進行充電，并導通第二晶體管Q2，以產生一第二放電路徑并提供予第二電流訊號112，使得第二電流訊號112能流經第二放電路徑。另外，本實施例的第二電阻R2可依據電路設計的不同，而決定是否設置第二電阻R2。本發明還揭示一種暫態電流抑制裝置的抑制方法是與一應用于一風扇的暫態電流抑制裝置配合運用。抑制方法包含下列步驟由濾波電路依據一第一電源訊號，以輸出一第一電壓訊號及一第一電流訊號；由強制放電電路依據第一電壓訊號，以提供第二放電路徑；由延遲導通電路輸出一第二電流訊號，并流經第二放電路徑；以及由延遲導通電路依據一第二電源訊號，并經一延遲時間后提供一第一放電路徑予第一電流訊號。以下敘述，請同時參照圖4所示，詳述本發明的暫態電流抑制裝置2的抑制方法。于執行第一次切換電源開關時或負載熱插拔時，由一電源電路提供一第一電源訊號Vll及一第二電源訊號V12并分別輸送至濾波電路21及延遲導通電路。由濾波電路21依據一第一電源訊號VII，經過二極管D濾波后輸出一第一電壓訊號V13至強制放電電路23及控制電路對，接續第一電壓訊號V13對電容C進行充電，并輸出一第一電流訊號111。由強制放電電路23依據第一電壓訊號V13，對第第二電容C2進行充電，此時第二電容C3為短路，且第一電壓訊號V13導通第二晶體管Q2，進而形成一第二放電路徑。另外，由延遲導通電路22依據一第二電源訊號V12，于一段延遲時間內，第二電源訊號V12對第一電容Cl充電，當第一電容Cl充滿電之后，由第一電容Cl進行放電并導通第一晶體管Q1，以形成一第一放電路徑，使得第一電流訊號111可流經第一晶體管Ql至接地端。因此，當第二電源訊號V12對第一電容Cl進行充電時，其中部分的第二電源訊號 V12轉換成一第二電流訊號112，流經第二放電路徑至接地端。而第一電容Cl放電的電流可轉換成第二電流訊號112，并流經第二放電路徑至接地端。最后，當濾波電路21的電容C充滿之后，則電容C將形成斷路，并放電至控制電路 24。另外，當第二電容C2充滿電之后，將對第二電阻R2及第二晶體管Q2進行放電。于執行第二次切換開關或負載熱插拔或執行數次地電源開關的動作時，電源電路亦提供第一電源訊號Vll及第二電源訊號V12至濾波電路21及控制電路22。濾波電路21依據第一電源訊號Vll以輸出一第一電壓訊號V13及一第一電流訊號111。強制放電電路23依據一第一電壓訊號V13，第二電容C2暫態短路，并導通第二晶體管Q2以形成一第二放電路徑。延遲導通電路22于一延遲時間內，延遲導通電路22依據第二電源訊號V12對第一電容Cl進行充電，部份的第二電源訊號V12可轉換為第二電流訊號112，并流經第二放電路徑。當第一電容Cl充滿電之后，第一電容Cl將進行放電并導通第一晶體管Q1，然而部份放電的電流亦可產生為第二電流訊號112，并經第二放電路徑流至接地端，亦即第二電流訊號112經第二晶體管Q2流至接地端。若執行第一次及第二次切換電源開關的時間間隔較短時，且若第一電容Cl尚儲存有電荷，本實施例的暫態電流抑制裝置2將大部份輸入的第二電源訊號V12轉換成第二電流訊號112，且經由第二放電路徑流至接地端。以避免于第二次執行電源開關的第一瞬間時，第二電源訊號V12導通第一晶體管Q1，使得第一電流訊號111的暫態電流立即流至接地端。另外，由于本實施例的第二電源訊號V12非為主電源，僅作為導通第一晶體管Ql 之用，因此，延遲導通電路22輸出的第二電流訊號112的電流會比第一電流訊號111小，使得第二電流訊號112即使經第二放電路徑流至接地端，且回沖至電源電路接地端時，對電源電路的影響也不會太大。請參考圖5所示，其為圖4的第二電流訊號111的暫態電流的一波形圖。其中，本發明的第二電流訊號111的暫態電流峰值大約為392mA，與圖2現有的的暫態電流相較之下，本發明的暫態電流抑制裝置明顯能有效抑制暫態電流，且可抑制將近50%的暫態電流， 亦不影響穩態的情況。綜上所述，因依據本發明的一種暫態電流抑制裝置，是由強制放電電路提供一第二放電路徑，使得于第一電容尚未放完電的情況下，延遲導通電路可依據第二電源訊號及第一電容放電的電流而輸出第二電流訊號，并將第二電流訊號經由第二放電路徑流至接地端。因此，本發明的暫態電流抑制裝置使得一風扇于多次切換開關之下，可迅速抑制暫態電流，且亦可應用于熱插拔或短時間電源開/關的情況下。以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于本發明的權利要求中。
權利要求
1.一種暫態電流抑制裝置，應用于一風扇，包含一濾波電路，依據一第一電源訊號以輸出一第一電壓訊號及一第一電流訊號； 一延遲導通電路，與該濾波電路電性連接，該延遲導通電路依據一第二電源訊號，并經一延遲時間后提供一第一放電路徑予該第一電流訊號，且該延遲導通電路輸出一第二電流訊號；以及一強制放電電路，與該延遲導通電路及該濾波電路電性連接，依據該第一電壓訊號，以提供一第二放電路徑予該第二電流訊號。
2.如權利要求1所述的暫態電流抑制裝置，還包含一電源電路，提供該第一電源訊號和/或該第二電源訊號。
3.如權利要求1所述的暫態電流抑制裝置，其中該濾波電路具有一電容，該電容的一端與該延遲導通電路電性連接，而該電容的另一端輸出該第一電壓訊號。
4.如權利要求1所述的暫態電流抑制裝置，其中該延遲導通電路具有一第一電容、一第一電阻及一第一晶體管，該第一電阻的一端及該第一電容的一端與該第一晶體管的柵極端電性連接。
5.如權利要求4所述的暫態電流抑制裝置，其中該第一晶體管為一P型晶體管或一 N 型晶體管。
6.如權利要求1所述的暫態電流抑制裝置，其中該強制放電電路具有一第二電容及一第二晶體管，該第二電容的一端與該第二晶體管的柵極端電性連接。
7.如權利要求6所述的暫態電流抑制裝置，其中該強制放電電路還具有一第二電阻， 該第二電阻的一端與該第二晶體管的柵極端電性連接。
8.如權利要求1所述的暫態電流抑制裝置，還包含一控制電路，與該濾波電路電性連接，并接收該第一電壓訊號。
9.一種暫態電流抑制方法，與一應用于一風扇的暫態電流抑制裝置配合應用，其中該暫態電流抑制裝置包含一濾波電路、一延遲導通電路及一強制放電電路，該抑制方法包含下列步驟由該濾波電路依據一第一電源訊號，以輸出一第一電壓訊號及一第一電流訊號； 由該強制放電電路依據該第一電壓訊號，以提供一第二放電路徑； 由該延遲導通電路輸出一第二電流訊號，并流經該第二放電路徑；以及由該延遲導通電路依據一第二電源訊號，并經一延遲時間后提供一第一放電路徑予該第一電流訊號。
10.如權利要求9所述的抑制方法，其中該延遲導通電路具有一第一電容、一第一電阻及一第一晶體管，該第一電容的一端及該第一電阻的一端與該第一晶體管電性連接。
11.如權利要求10所述的抑制方法，其中于該延遲時間內，還包含以下步驟 由該延遲導通電路依據該第二電源訊號，以對該延遲導通電路的該第一電容進行充電；以及由該第一電容進行放電并導通該第一晶體管，以提供該第一放電路徑予該第一電流訊號。
12.如權利要求9所述的抑制方法，其中該強制放電電路具有一第二電容及一第二晶體管，該第二電容的一端與該第二晶體管的柵極端電性連接。
13.如權利要求12所述的抑制方法，還包含由該強制放電電路依據該第一電壓訊號導通該第二晶體管，并提供該第二放電路徑予該第二電流訊號。
全文摘要
一種暫態電流抑制裝置，其應用于一風扇，暫態電流抑制裝置包含一濾波電路、一延遲導通電路及一強制放電電路。濾波電路依據一第一電源訊號以輸出一第一電壓訊號及一第一電流訊號；延遲導通電路與濾波電路電性連接，延遲導通電路依據一第二電源訊號，并經一延遲時間后提供一第一放電路徑予第一電流訊號，且延遲導通電路輸出一第二電流訊號；強制放電電路與延遲導通電路及濾波電路電性連接，強制放電電路依據第一電壓訊號，以提供一第二放電路徑予第二電流訊號。因此，本發明的暫態電流抑制裝置可于每次通電時有效且迅速抑制暫態電流。
文檔編號H02H9/02GK102457051SQ20101051724
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者吳嘉煌, 張家源, 鄧文平 申請人:臺達電子工業股份有限公司