[发明专利]突波电流抑制电路

说明书

一种突波电流抑制电路包含一开关、一旁路电阻、一检测电阻以及一比较器。该开关串联耦接于一储能电容的一第一端，该储能电容的一第二端耦接一负载并接收一输入电源。该旁路电阻并联耦接该开关。该检测电阻串联耦接该开关，且根据流经该储能电容的一电容电流产生一检测电压。该比较器用以比较该检测电压与该参考电压以产生一控制信号。当该检测电压大于该参考电压时，该控制信号控制该开关截止；当该检测电压小于该参考电压时，该控制信号控制该开关导通。

技术领域

本发明是有关一种突波电流抑制电路，特别涉及一种在维持时间期间输入电源回电时所造成的突波电流电能够被大幅度地抑制的突波电流抑制电路。

背景技术

在实际使用各种用电设备时，尤其是在电源插头插拔瞬间，经常会出现插头打火花甚至是爆响等现象。这是由于出现的大浪涌电流(inrush current)没有被有效抑制而导致两个导体瞬间接触时产生电弧效应。显然，对于消费者而言，出现插头打火花甚至是爆响等现象，不仅大大地影响了消费者的使用感受，时间久了也会导致插头五金的镀金层被破坏，出现接触不良而发热严重，从而增加安全隐患。此外，还将可能引起对电网噪声瞬间波动，严重干扰附近的用电设施等。

现有做法是在输入端电流回路上串接一个电阻，该电阻可为负温度系数电阻、正温度系数电阻、或一般电阻来限制开机瞬间输入的突波电流，并且为了降低损失，会在其两端并接一个开关，该开关可为继电器、晶体管等元件，在突波电流结束之后，导通该开关来降低损耗。

然而在输入瞬间掉电又回电的不稳定区间，系统需要维持运行稳定，于是会需要电源供应器在交流电源掉电时在某一段时间内维持输出电压，此称为维持时间(hold-uptime)。随着功率密度要求越来越高，对于维持时间的要求越来越大。是故在掉电期间，内部储能电容的电压会尽可能用到最低，于是当交流电源回电时，输入电网与内部储能电容电压的压差仍会导致高突波电流。该现有作法虽有效解决开机瞬间的突波电流，却无法控制在维持时间后回电时的电流大小，导致电网更加不稳定，严重干扰周遭用电设施，损坏上游断路器(breaker)，可能导致整个系统停止运行。

请参见图1与图2，图1为现有技术的供电系统的电路图，图2为图1的供电系统发生掉电又回电状况的电压、电流波形图。如图1所示，在开关SW，例如断路器(breaker)为导通，当输入电源Vdc发生瞬间地掉电然后又回电的状况时，其中时间点t1为发生掉电的时间点(实时间点t1的前为供电稳定的状态)，时间点t2为发生回电的时间点，因此，时间点t1至时间点t2为系统供电的不稳定时段，此时负载R_L所需的供电是由电容C1供应，即电容C1上的储能会被负载R_L所抽载。因此，在时间点t1开始，由于电容C1持续地供应负载R_L所需的电源，因此系统的输出电压Vb逐渐减小。附带一提，图1所示的输入电源Vdc为省略交流电源经整流电路后所得到的直流电源，因此，以直流的输入电源Vdc表现掉电又回电的状况，等效于交流的输入电源发生掉电又回电的状况，合先叙明。

当输入电源Vdc于时间点t2时回电，使得输出电压Vb在时间点t2时瞬间增加，导致产生大的浪涌电流(inrush current)流经电容C1(即电容电流I_C1)。如图2所示，输入电源Vdc正常供电时，电容电流I_C1大小约为7～10安培，而当掉电后又瞬间回电的状况发生时，电容电流I_C1大小约为400安培，这样大的突波电流，轻者将造成开关SW(即断路器)损坏，重者将造成系统电路的失效。

为此，如何设计出一种在维持时间期间输入电源回电时所造成的突波电流电能够被大幅度地抑制的突波电流抑制电路，来解决前述的技术问题，乃为本公开发明人所研究的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种突波电流抑制电路，解决现有技术的问题。