主動式單向?qū)ㄑb置制造方法
【專利摘要】一種主動式單向?qū)ㄑb置，用以導(dǎo)通第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間的第一路徑，包括第一開關(guān)電路、控制電路、儲能電路、第二開關(guān)電路與單向?qū)娐?；第一開關(guān)電路根據(jù)第一開關(guān)控制信號控制第一路徑的導(dǎo)通或截止；控制電路根據(jù)第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間的電壓差輸出第一開關(guān)控制信號；儲能電路接收充電電源而儲存工作電源；第二開關(guān)電路控制儲能電路與控制電路之間的第二路徑的導(dǎo)通或截止，以使控制電路于第二路徑導(dǎo)通時(shí)接收工作電源；單向?qū)娐犯鶕?jù)第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間的電壓差而導(dǎo)通或截止，且于導(dǎo)通時(shí)提供充電電源對儲能電路充電。本實(shí)用新型主動式單向?qū)ㄑb置解決傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的耗能、成本增加、待機(jī)時(shí)間減少的問題。
【專利說明】主動式單向?qū)ㄑb置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種單向?qū)ㄑb置，尤其涉及一種主動式單向?qū)ㄑb置。
【背景技術(shù)】
[0002] 常見的交流電的來源有單相及三相，此交流信號通常是無法提供給復(fù)雜控制電路 的電源所需，因此需要交直流轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換成所需的特定電壓直流電，而轉(zhuǎn)換器的第一級 電路就是整流器。整流器最常使用的結(jié)構(gòu)是全波整流橋（full bridge rectifier),其中所 需的元件為雙端單相導(dǎo)通元件。近來節(jié)能意識增強(qiáng)，采用傳統(tǒng)二極管組成的整流器，存在最 低順向?qū)▔航堤蟮膯栴}，造成大電流通過時(shí)，產(chǎn)生耗能及發(fā)熱現(xiàn)象，不符節(jié)能需求，并 且?guī)砀邷厮斐傻纳岢杀咎嵘澳陀枚鹊囊蓱]，因此主動式整流器漸成主流。主動式 整流器采用主動式功率元件產(chǎn)生極低的順向?qū)▔航?，從而降低轉(zhuǎn)換耗能與發(fā)熱，大幅提 升交直流轉(zhuǎn)換效率。
[0003] 請參照圖1A、1B及1C，圖1A是傳統(tǒng)二極管裝置的電路圖。當(dāng)二極管1的端點(diǎn)P電 壓高于端點(diǎn)N約0. 7V以上，產(chǎn)生順向?qū)娏?；反之，?dāng)二極管1的端點(diǎn)N電壓高于P則無 電流導(dǎo)通，然而0. 7V的順向壓降在導(dǎo)通電流大時(shí)便會產(chǎn)生耗能，因而發(fā)熱損失能量，此為 其最大缺點(diǎn)。圖1B是傳統(tǒng)二極管裝置所組成的三相全波整流器的電路圖，圖1C是傳統(tǒng)二 極管裝置所組成的三相全波整流器的波形圖。PH1、PH2、PH3是三相交流電源，Vbat是整流 后的電壓波形，由圖1C可知，Vbat電壓與交流電輸入存在電壓差異，此即為所消耗的能量。 因此，為減少耗能提升效率，需改為主動式元件來整流。又為了減低電路復(fù)雜度，故采用自 我供電單向?qū)ㄔ韺?shí)現(xiàn)此雙端單向?qū)ㄔ?br>
[0004] 接下來，請參照圖2A，圖2A是傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置的主要元件電路圖。借 助于采用功率元件取代二極管以降低順向?qū)▔航?，達(dá)到高效率的需求。傳統(tǒng)自我供電單 向?qū)ㄑb置2包括功率元件20、單向?qū)ㄔ?1、儲能元件22與控制電路單元24。AC輸 入端點(diǎn)P與N分別用以取代傳統(tǒng)二極管整流器的正極（Anode)與負(fù)極（Cathode)輸入。BD 是功率元件本身內(nèi)存的寄生二極管（Body Diode)。當(dāng)端點(diǎn)N電壓高于端點(diǎn)P電壓并足以導(dǎo) 通單向?qū)ㄔ?1，電荷便流經(jīng)單向?qū)ㄔ?1并且儲存在儲能元件22，此電荷用以提供 控制電路單元24的電源?？刂齐娐穯卧?4的正輸入端電性耦接至P端點(diǎn)，而控制電路單 元24的負(fù)輸入端則耦接至N端點(diǎn)?？刂齐娐穯卧?4的輸出端則耦接功率元件20的柵極 (Gate)輸入以控制其開啟或關(guān)閉。簡單說，當(dāng)端點(diǎn)N電壓高于端點(diǎn)P時(shí)，儲能元件22處于 充電狀態(tài)，此時(shí)功率元件20的端點(diǎn)Gate為低電壓，因此功率元件20關(guān)閉。而當(dāng)端點(diǎn)N電 壓低于端點(diǎn)P時(shí)，儲能元件22處于放電狀態(tài),此時(shí)功率元件20的端點(diǎn)Gate為高電壓，因此 功率元件20開啟，使端點(diǎn)P與端點(diǎn)N之間為低阻抗，達(dá)到高效率導(dǎo)通的目的。
[0005] 請參照圖2B，圖2B為端點(diǎn)P到端點(diǎn)N弦波振幅的輸入電壓相位信號（V⑵-V (N)) 與儲能元件22所儲存的電壓V(VC)及流經(jīng)功率元件20以外的電流（1C)的波形圖。圖2B 左半部的波形代表P-N逆接的相位信號，此時(shí)可以看到存在電流消耗（一般約1?10uA)。 圖2B右半部的波形代表P-N順接的相位信號，此時(shí)可以看到不存在電流消耗（由電容提供 電流給比較器）。
[0006] 請參照圖2C及圖2D，圖2C為采用圖2A的傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置2取代圖 1B二極管所組成的自我供電主動式整流器，圖2D所示的為傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置的 主要元件波形圖。由圖2D所示Vbat的波形可看出與輸入的交流電壓幾乎無電壓差異。
[0007] 然而，圖2A的裝置在整流器待機(jī)狀態(tài)時(shí)，端點(diǎn)N電壓高于端點(diǎn)P電壓，控制電路單 元24依然處于耗電狀態(tài)，造成系統(tǒng)不運(yùn)作時(shí)會有從端點(diǎn)N流經(jīng)單向?qū)ㄔ?1及控制電 路單元24至端點(diǎn)P的漏電電流。此逆電壓耗電在負(fù)載為電池時(shí)將造成應(yīng)用上的重大缺點(diǎn)， 電池在待機(jī)時(shí)會一直處于耗電狀態(tài)，待機(jī)時(shí)間會減少。以及單向?qū)ㄔ?1在功率元件20 逆偏壓時(shí)將電荷儲存在儲能元件22并直接供應(yīng)給控制電路單元24,因此控制電路單元24 一直處于耗電狀態(tài)。為了將此耗電降低，必須將控制電路單元24操作電流縮小，結(jié)果造成 功率元件20開關(guān)速度變慢的缺點(diǎn)。并且因應(yīng)控制電路單元24 -直耗電，儲能元件22勢必 也要加大，亦造成成本的增加。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種主動式單向 導(dǎo)通裝置，通過采用互補(bǔ)式的導(dǎo)通控制，以有效降低漏電流的產(chǎn)生。
[0009] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 本實(shí)用新型提供一種主動式單向?qū)ㄑb置，用以導(dǎo)通第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間的 第一路經(jīng)，主動式單向?qū)ㄑb置包括第一開關(guān)電路、控制電路、儲能電路、第二開關(guān)電路與 單向?qū)娐?。第一開關(guān)電路耦接于第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間，所述第一開關(guān)電路受控于 第一開關(guān)控制信號，以決定第一路徑為導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)；控制電路耦接于第一端點(diǎn)、第二端 點(diǎn)與第一開關(guān)電路，所述控制電路根據(jù)第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間的電壓差以輸出第一開關(guān) 控制信號給第一開關(guān)電路；儲能電路耦接于第二端點(diǎn)，所述儲能電路根據(jù)充電電源而儲存 工作電源；第二開關(guān)電路耦接于第一端點(diǎn)、控制電路與儲能電路，所述第二開關(guān)電路用以控 制儲能電路與控制電路之間的第二路徑的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，以使控制電路于第二路徑導(dǎo)通 時(shí)接收工作電源；單向?qū)娐否罱佑诘谝欢它c(diǎn)、儲能電路與第二開關(guān)電路，所述單向?qū)?電路根據(jù)第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)之間的電壓差以決定導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，并且當(dāng)單向?qū)娐?于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，會提供充電電源對儲能電路進(jìn)行充電；當(dāng)?shù)诙_關(guān)電路于單向?qū)娐窞?導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，會控制第二路徑為截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)?shù)诙_關(guān)電路于單向?qū)娐窞榻刂範(fàn)顟B(tài)時(shí)， 會控制第二路徑為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0011] 基于上述，本實(shí)用新型所提出的主動式單向?qū)ㄑb置，在單向?qū)娐窞閷?dǎo)通狀 態(tài)時(shí)，會提供充電電源對儲能電路進(jìn)行充電，并且第二開關(guān)電路會控制第二路徑為截止?fàn)?態(tài)，停止對控制電路輸出工作電源，以截?cái)嗦╇婋娏鞯漠a(chǎn)生。在單向?qū)娐窞榻刂範(fàn)顟B(tài) 時(shí)，儲能電路會進(jìn)行釋放工作電源，第二開關(guān)電路會控制第二路徑為導(dǎo)通狀態(tài)，以使控制電 路于第二路徑導(dǎo)通時(shí)接收工作電源。本實(shí)用新型所提供的主動式單向?qū)ㄑb置采用互補(bǔ)式 的導(dǎo)通和截止控制，以停止漏電電流的產(chǎn)生，由此解決傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置于待機(jī) 狀態(tài)時(shí)的耗能、成本增加、待機(jī)時(shí)間減少的問題。
[0012] 為了更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型所采取的技術(shù)、方法及功效，請參閱以下有關(guān)本實(shí) 用新型的詳細(xì)說明與附圖，相信本實(shí)用新型的特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得以深入且具體的了 解，然而此等說明與附圖提供參考與用來說明本實(shí)用新型，而非對本實(shí)用新型權(quán)利要求保 護(hù)范圍加以限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1A為傳統(tǒng)二極管裝置的電路圖；
[0014] 圖1B為傳統(tǒng)二極管裝置所組成的三相全波整流器的電路圖；
[0015] 圖1C為傳統(tǒng)二極管裝置所組成的三相全波整流器的波形圖；
[0016] 圖2A為傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置的主要元件電路圖；
[0017] 圖2B為傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置的主要元件波形圖；
[0018] 圖2C為傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置所組成的自我供電主動式整流器的電路圖；
[0019] 圖2D為傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置所組成的自我供電主動式整流器的波形圖；
[0020] 圖3為本實(shí)用新型的主動式單向?qū)ㄑb置的方塊示意圖；
[0021] 圖4為本實(shí)用新型的主動式單向?qū)ㄑb置的主要元件電路圖；
[0022] 圖5為本實(shí)用新型的主動式單向?qū)ㄑb置的操作電壓及電流波形圖。
[0023] 【附圖標(biāo)記說明】
[0024] 1 :二極管
[0025] 2 :傳統(tǒng)自我供電單向?qū)ㄑb置
[0026] 20 :功率元件
[0027] 21 :單向?qū)ㄔ?br>
[0028] 22 :儲能元件
[0029] 24:控制電路單元
[0030] 3:主動式單向?qū)ㄑb置
[0031] 4:主動式單向?qū)ㄑb置
[0032] 30、40 :第一開關(guān)電路
[0033] 31、41 :單向?qū)娐?br>
[0034] 32、42 :儲能電路
[0035] 33、43 :第二開關(guān)電路
[0036] 34、44:控制電路
[0037] N :第一端點(diǎn)
[0038] P :第二端點(diǎn)
[0039] Gate :功率元件柵極
[0040] 1C :電流
[0041] BD:寄生二極管
[0042] PH1、PH2、PH3 :三向交流電源
[0043] Vbat :整流后的電壓
[0044] Battery :電池
[0045] VC:儲能元件電壓
【具體實(shí)施方式】
[0046] 請先參照圖3,圖3為本實(shí)用新型的主動式單向?qū)ㄑb置的方塊示意圖。如圖3所 示，主動式單向?qū)ㄑb置3是指可以在第一端點(diǎn)N及第二端點(diǎn)P的兩端之間進(jìn)行導(dǎo)通的單 向?qū)ㄑb置。具體來說，主動式單向?qū)ㄑb置包括一第一開關(guān)電路30、一單向?qū)娐?1、 一儲能電路32、一第二開關(guān)電路33以及一控制電路34。須注意的是，所述開關(guān)電路（switch circuit)可以任何形式的開關(guān)電路，本揭露內(nèi)容并不是以開關(guān)電路的形式來作為限制，并 且在一實(shí)施例中，儲能電路32可以是電容（capacitance)或是其他可以達(dá)到儲能功能的電 路元件。以下分別說明主動式單向?qū)ㄑb置3的中各部元件的相對關(guān)系以及功能。
[0047] 第一開關(guān)電路30耦接于第一端點(diǎn)N、第二端點(diǎn)P與控制電路34之間，用以控制第 一端點(diǎn)N和第二端點(diǎn)P之間的第一路徑的導(dǎo)通或截止。第一開關(guān)電路30的控制端連接控 制電路34,用以接收控制電路34的第一開關(guān)控制信號以控制第一端點(diǎn)N與第二端點(diǎn)P之間 的第一路徑的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。具體來說，第一開關(guān)電路30的導(dǎo)通或截止是受控于第一開 關(guān)控制信號，而第一路徑的導(dǎo)通或截止是受控于第一開關(guān)電路30。也就是說，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電 路30導(dǎo)通則第一路徑亦導(dǎo)通，反之當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電路30截止則第一路徑亦截止。
[0048] 單向?qū)娐?1的一端連接第一端點(diǎn)N，單向?qū)娐?1的另一端連接儲能電路 32。在此，單向?qū)娐?1可于導(dǎo)通時(shí)提供充電電源對儲能電路32進(jìn)行充電。于實(shí)務(wù)上， 單向?qū)娐?1受控于第一端點(diǎn)N的電壓電平與第二端點(diǎn)P的電壓電平的電壓差以決定 本身的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平大于第二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)，單向?qū)?通電路31為導(dǎo)通狀態(tài)，并以第一端點(diǎn)N與第二端點(diǎn)P之間的電壓差作為充電電源而對儲能 電路32進(jìn)行充電。
[0049] 儲能電路32耦接于單向?qū)娐?1、第二開關(guān)電路33與第二端點(diǎn)P之間。當(dāng)單 向?qū)娐?1為導(dǎo)通狀態(tài)（第一端點(diǎn)N的電壓電平大于第二端點(diǎn)P的電壓電平）時(shí)，儲能 電路32通過單向?qū)娐?1接收第一端點(diǎn)N的充電電源進(jìn)行充電，使得儲能電路32能根 據(jù)此充電電源而儲存工作電源。當(dāng)單向?qū)娐?1為截止?fàn)顟B(tài)（第一端點(diǎn)N的電壓電平 小于第二端點(diǎn)P的電壓電平）時(shí)，儲能電路32可以經(jīng)由第二開關(guān)電路33而對控制電路34 進(jìn)行放電，也就是說儲能電路32能提供工作電源給控制電路34使用。
[0050] 第二開關(guān)電路33耦接于單向?qū)娐?1、第一端點(diǎn)N、控制電路34與儲能電路32 之間，用以控制儲能電路32與控制電路34之間的第二路徑的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。第二開關(guān) 電路33的控制端連接第一端點(diǎn)N，當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平大于第二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)， 第二開關(guān)電路33控制儲能電路32與控制電路34之間的第二路徑為截止?fàn)顟B(tài)。反之，當(dāng)?shù)?一端點(diǎn)N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)，第二開關(guān)電路32控制儲能電路32與 控制電路34之間的第二路徑為導(dǎo)通狀態(tài)，以使控制電路34于第二路徑導(dǎo)通時(shí)接收工作電 源。更詳細(xì)地說，第二開關(guān)電路33于單向?qū)娐?1導(dǎo)通時(shí)控制第二路徑為截止?fàn)顟B(tài)，以 及于單向?qū)娐?1截止時(shí)控制第二路徑為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0051] 控制電路34耦接于第一端點(diǎn)N、第二端點(diǎn)P、第一開關(guān)電路30與第二開關(guān)電路33。 控制電路34根據(jù)第一端點(diǎn)N與第二端點(diǎn)P的電壓電平以輸出導(dǎo)通或截止的第一開關(guān)控制 信號至第一開關(guān)電路30。在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓 電平時(shí)，控制電路34輸出導(dǎo)通的第一開關(guān)控制信號至第一開關(guān)電路30,以使得第一路徑導(dǎo) 通。當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平大于第二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)，控制電路34輸出截止的第一 開關(guān)控制信號至第一開關(guān)電路30,以使得第一路徑截止。
[0052] 據(jù)此，本實(shí)施例所述的主動式單向?qū)ㄑb置3通過設(shè)置第二開關(guān)電路33于控制電 路34與儲能電路32之間，且單向?qū)娐?1與第二開關(guān)電路33采用互補(bǔ)式的導(dǎo)通控制 而于同一時(shí)間僅有其中一個(gè)為導(dǎo)通，也就是說當(dāng)單向?qū)娐?1導(dǎo)通時(shí)，第二開關(guān)電路33 將截止，如此即可以有效避免于單向?qū)娐?1導(dǎo)通時(shí)的電流因流通于控制電路34所產(chǎn) 生的漏電流。
[0053] 接下來，將進(jìn)一步說明主動式單向?qū)ㄑb置3的各電路實(shí)施細(xì)節(jié)，請參照圖4與圖 5,圖4為本實(shí)用新型的主動式單向?qū)ㄑb置的主要元件電路圖，圖5為本實(shí)用新型的主動 式單向?qū)ㄑb置的操作電壓及電流波形圖。如圖4所示，主動式單向?qū)ㄑb置4包括一第一 開關(guān)電路40、一單向?qū)娐?1、一儲能電路42、一第二開關(guān)電路43以及一控制電路44。 圖4中的主動式單向?qū)ㄑb置4的各電路之間的連接關(guān)系相同于圖3所述電路，而主動式 單向?qū)ㄑb置4中各電路包括的元件揭露于下述說明。
[0054] 第一開關(guān)電路40包括第一晶體管，且第一晶體管具有寄生二極管BD，寄生二極管 BD的陰極端耦接于第一端點(diǎn)N，寄生二極管BD的陽極端耦接于第二端點(diǎn)P。單向?qū)娐?41包括二極管。儲能電路42包括電容。第二開關(guān)電路43包括第二晶體管?？刂齐娐?4 包括比較器。
[0055] 第一開關(guān)電路40的第一晶體管的柵極端連接控制電路44的比較器，用以接收第 一開關(guān)控制信號以控制第一路徑的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。第一開關(guān)電路40的第一晶體管的漏 極端與寄生二極管BD的陰極端耦接于第一端點(diǎn)N。第一開關(guān)電路40的第一晶體管的源極 端與寄生二極管的陽極端耦接于第二端點(diǎn)P。值得一提的是，第一開關(guān)電路40例如可以是 金氧半場效晶體管（M0SFET)或絕緣柵雙極晶體管（IGBT)，第一開關(guān)電路不以晶體管的實(shí) 施方式為限。
[0056] 單向?qū)娐?1的二極管的陽極端耦接第一端點(diǎn)N，二極管的陰極端耦接儲能電 路42的電容的一端。單向?qū)娐?1的二極管根據(jù)陽極端與陰極端之間的電壓電平（第 一端點(diǎn)N的電壓電平與第二端點(diǎn)P的電壓電平）以決定本身的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)二極管 的陽極端電壓電平大于陰極端電壓電平時(shí)，單向?qū)娐?1的二極管為導(dǎo)通狀態(tài)，故由第 一端點(diǎn)N所提供的充電電源將可對儲能電路42的電容進(jìn)行儲存工作電源。為了方便說明， 本實(shí)施例的單向?qū)娐?1以二極管為例，但本實(shí)用新型不以二極管為限，單向?qū)娐?41例如可以是穩(wěn)壓二極管（Zener diode)或其他可能的元件。
[0057] 儲能電路42的電容，一端耦接于單向?qū)娐?1的二極管的陰極端和第二開關(guān) 電路43的第二晶體管之間，另一端耦接于第二端點(diǎn)P。當(dāng)單向?qū)娐?1的二極管為導(dǎo)通 狀態(tài)（陽極端的電壓電平大于陰極端的電壓電平）時(shí)，儲能電路42的電容通過單向?qū)?路41的二極管接收第一端點(diǎn)N的充電電源進(jìn)行儲存工作電源。當(dāng)單向?qū)娐?1的二極 管為截止?fàn)顟B(tài)（陽極端的電壓電平小于陰極端的電壓電平）時(shí)，儲能電路42的電容經(jīng)由第 二開關(guān)電路43的第二晶體管的導(dǎo)通而對控制電路提供工作電源。為了方便說明，本實(shí)施例 的儲能電路42以電容為例，但并不以為限。
[0058] 第二開關(guān)電路43的第二晶體管的第一端（柵極端）連接第一端點(diǎn)N，用以控制儲 能電路42與控制電路44之間的第二路徑的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。第二開關(guān)電路43的二晶體 管的第二端（源極端）耦接于儲能電路42的電容的一端與二極管的陰極端，用以接收工作 電源。第二開關(guān)電路43的的第二晶體管的第三端（漏極端）耦接于控制電路44,用以輸出 工作電源至控制電路44的比較器。當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平大于第二端點(diǎn)P的電壓電平 時(shí)，第二開關(guān)電路43的第二晶體管控制儲能電路42與控制電路44之間的第二路徑為截止 狀態(tài)。反之，當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)，第二開關(guān)電路43的 晶體管控制儲能電路42與控制電路44之間的第二路徑為導(dǎo)通狀態(tài)，以使控制電路44的比 較器于第二路徑導(dǎo)通時(shí)接收工作電源。更詳細(xì)地說，第二開關(guān)電路43的第二晶體管于單向 導(dǎo)通電路41的二極管于導(dǎo)通時(shí)控制第二路徑為截止?fàn)顟B(tài)，以及于單向?qū)娐?1的二極 管于截止時(shí)控制第二路徑為導(dǎo)通狀態(tài)。于實(shí)務(wù)上，第二開關(guān)電路43的晶體管可以為P通道 晶體管，但本實(shí)用新型的第二開關(guān)電路不以晶體管為限。
[0059] 控制電路44可以是比較器，會根據(jù)第一端點(diǎn)N與第二端點(diǎn)P的電壓電平以輸出導(dǎo) 通或截止的第一開關(guān)控制信號至第一開關(guān)電路40的第一晶體管的柵極端。在本實(shí)施例中， 比較器的負(fù)輸入端連接第一端點(diǎn)N，比較器的正輸入端連接第二端點(diǎn)P。也就是說，比較器 用以比較第一端點(diǎn)N的電壓電平與第二端點(diǎn)P的電壓電平。因此當(dāng)比較器接收到儲能電路 42提供的工作電壓之后，比較器即開始比較第一端點(diǎn)N的電壓電平與第二端點(diǎn)P的電壓電 平，當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)，比較器輸出高邏輯電壓電平 (即導(dǎo)通的第一開關(guān)控制信號），使得第一路徑導(dǎo)通；以及當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平大于第 二端點(diǎn)P的電壓電平時(shí)，比較器輸出低邏輯電壓電平（即截止的第一開關(guān)控制信號），使得 第一路徑截止。
[0060] 接下來，請一并參見圖4與圖5。如圖所示，當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平大于第二端 點(diǎn)P的電壓電平（V (P)-V (N)〈0V)時(shí)，單向?qū)娐?1的二極管為導(dǎo)通狀態(tài)，第一端點(diǎn)N輸 出充電電源至儲能電路42的電容進(jìn)行充電及儲存工作電源。此外，第二開關(guān)電路43的晶 體管為截止?fàn)顟B(tài)，并藉此關(guān)閉第二路徑以停止儲能電路42提供工作電源至控制電源44的 比較器，且使得第一開關(guān)電路40的第一晶體管柵極端接收截止的第一開關(guān)控制信號，進(jìn)而 使第一路徑為截止。也就是說，控制電路44的比較器因第二路徑截止而沒有接收工作電源 而處于關(guān)閉狀態(tài)，故可以避免導(dǎo)通二極管的電流1C流經(jīng)比較器所額外產(chǎn)生的漏電電流。
[0061] 另一方面，當(dāng)?shù)谝欢它c(diǎn)N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓電平（V(p)-V(N)>0V) 時(shí)，單向?qū)娐?1的二極管為截止?fàn)顟B(tài)，第二開關(guān)電路43的第二晶體管導(dǎo)通，故連接于 控制電路44與儲能電路42之間的第二路徑即導(dǎo)通，使得儲能電路42的電容對控制電路44 的比較器釋放工作電源。因此當(dāng)比較器接收到工作電源之后，則用以比較第一端點(diǎn)N的電 壓電平與第二端點(diǎn)P的電壓電平。而在本實(shí)施例中，控制電路44的比較器只有在第一端點(diǎn) N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓才能順利接收到工作電源，故當(dāng)比較器收到工作電源 之后由于第一端點(diǎn)N的電壓電平小于第二端點(diǎn)P的電壓，控制電路44的比較器是輸出導(dǎo)通 的第一開關(guān)控制信號給第一開關(guān)電路40中的第一晶體管。
[0062] 綜上所述，本實(shí)用新型提供的主動式單向?qū)ㄑb置，將單向?qū)娐芳暗诙_關(guān) 電路設(shè)計(jì)成同一時(shí)間只有其中一個(gè)為導(dǎo)通狀態(tài)，此一設(shè)計(jì)即可在第一端點(diǎn)N的電壓高于第 二端點(diǎn)P的逆偏壓時(shí)，使得控制電路因無法工作而不會產(chǎn)生漏電流。也就是說，本實(shí)用新型 因不會有額外的漏電電流產(chǎn)生，故可避免多余的功率損耗，藉此以達(dá)到接近無漏電流產(chǎn)生 的一種主動式單向?qū)ㄑb置。
[0063] 以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，并非用以局限本實(shí)用新型的權(quán)利 要求保護(hù)范圍，故凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本
【權(quán)利要求】
1. 一種主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，用以導(dǎo)通一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)之間的 一第一路經(jīng)，包括： 一第一開關(guān)電路，耦接于該第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)之間，該第一開關(guān)電路根據(jù)一第一 開關(guān)控制信號控制該第一路徑為導(dǎo)通或截止； 一控制電路，耦接于該第一端點(diǎn)、該第二端點(diǎn)與該第一開關(guān)電路，該控制電路根據(jù)該第 一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)之間的電壓差輸出該第一開關(guān)控制信號； 一儲能電路，耦接該第二端點(diǎn)，該儲能電路根據(jù)一充電電源而儲存一工作電源； 一第二開關(guān)電路，耦接于該第一端點(diǎn)、該控制電路與該儲能電路，該第二開關(guān)電路控制 該儲能電路與該控制電路之間的一第二路徑的導(dǎo)通或截止，以使該控制電路于該第二路徑 導(dǎo)通時(shí)接收該工作電源；以及 一單向?qū)娐罚罱佑谠摰谝欢它c(diǎn)、該儲能電路與該第二開關(guān)電路，該單向?qū)娐?根據(jù)該第一端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)之間的電壓差而導(dǎo)通或截止，且該單向?qū)娐酚趯?dǎo)通時(shí)提 供該充電電源對該儲能電路充電； 其中該第二開關(guān)電路于該單向?qū)娐穼?dǎo)通時(shí)控制該第二路徑截止，以及于該單向?qū)?通電路截止時(shí)控制該第二路徑導(dǎo)通。
2. 如權(quán)利要求1所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該第一開關(guān)電路為第 一晶體管，且該第一晶體管具有一寄生二極管，該寄生二極管的陰極端耦接于該第一端點(diǎn)， 該寄生二極管的陽極端耦接于該第二端點(diǎn)。
3. 如權(quán)利要求2所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該第一晶體管為金氧 半場效晶體管或絕緣柵雙極晶體管。
4. 如權(quán)利要求1所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該控制電路具有一比 較器，該比較器的負(fù)輸入端耦接該第一端點(diǎn)，該比較器的正輸入端耦接該第二端點(diǎn)，該比較 器的輸出端耦接該第一開關(guān)電路的控制端。
5. 如權(quán)利要求1所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該儲能電路為電容。
6. 如權(quán)利要求1所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該單向?qū)娐窞槎?極管，該二極管的陽極端耦接于該第一端點(diǎn)，該二極管的陰極端耦接于該第二開關(guān)電路及 該儲能電路。
7. 如權(quán)利要求6所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該二極管為穩(wěn)壓二極 管。
8. 如權(quán)利要求6所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該第二開關(guān)電路為第 二晶體管，該第二晶體管的一第一端耦接于該第一端點(diǎn)，該第二晶體管的一第二端耦接于 該二極管的陰極端，該第二晶體管的一第三端耦接于該控制電路的電源輸入端。
9. 如權(quán)利要求8所述的主動式單向?qū)ㄑb置，其特征在于，其中該第二晶體管為P通道 晶體管，該第二晶體管的該第一端為柵極端，該第二晶體管的該第二端為源極端，該第二晶 體管的該第三端為漏極端。
【文檔編號】H02M3/07GK203911750SQ201420267924
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】劉東榮 申請人:正芯科技有限公司