專利名稱：高壓穩(wěn)壓電路及其運作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓穩(wěn)壓電路及其運作方法，特別是關(guān)于一種便攜式電器內(nèi)的高壓穩(wěn)壓電路及其運作方法。
舉例來說，請參照

圖1，為公知數(shù)字相機內(nèi)閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路。變壓器100的一次側(cè)為一具有中間抽頭的三個輸入端點。其中，中間抽頭端點與一端點連接至一減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器(Ringing-Choke Converter，RCC)102，另一端點連接至一電源電壓Vs。變壓器100的二次側(cè)一端接至接地電壓，另一端連接一整流二極管104一端，一電容器C連接于整流二極管104的另一端與接地電壓之間，因此，整流二極管以及電容器C可形成一整流電路。串連的二電阻R1與R2與電容器C并聯(lián)。比較器106的負(fù)極輸入端連接至R1與R2的接點，正極輸入端連接至一參考電壓Vref，輸出端連接至一微控制器(Micro processor，uP)108與一與門110的輸入端。與門110另一輸入端連接至微控制器108，輸出端連接至減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102。
當(dāng)整個系統(tǒng)開始運作時，電容器C上沒有電壓。因此，比較器106的正極輸入端的電壓大于負(fù)極輸入端的電壓，所以比較器106輸出一高準(zhǔn)位。而微控制器108與與門110輸入端可收到一高準(zhǔn)位。當(dāng)微控制器108收到高準(zhǔn)位時可提供另一高準(zhǔn)位至與門110。因此，與門110的輸出端也可輸出高準(zhǔn)位。而減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102接收到高準(zhǔn)位后即可開始動作。
當(dāng)減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102接收到與門110所送出的高準(zhǔn)位時，減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102會開始震蕩，并在變壓器100一次側(cè)的二接點之間產(chǎn)生脈波訊號。而此脈波訊號在減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102震蕩的初期其責(zé)任周期(Duty Cycle)較小并且慢慢增加，在經(jīng)過一段時間達(dá)到穩(wěn)態(tài)之后其責(zé)任周期就會固定。由圖1可知，當(dāng)變壓器100一次側(cè)有脈波訊號時，二次側(cè)也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而經(jīng)由整流二極管104的作用即可對電容器C開始充電(Charge)。當(dāng)電容器C充到一固定電壓(330V)時，經(jīng)由R1、R2分壓并與參考電壓Vref比較后，比較器106輸出一低準(zhǔn)位，因此，與門110輸出端會輸出低準(zhǔn)位，停止減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102的繼續(xù)震蕩。此時，即代表充電完成，電容器C上所儲存的電荷就可以用來使用于閃光燈上。
現(xiàn)在市面上的數(shù)字相機除了閃光燈會耗電之外，其它系統(tǒng)資源(例如LCD顯示裝置)也是另一個高耗電的裝置。也就是說，由于電源供電的限制，公知數(shù)字相機不能夠在觀看LCD顯示裝置的同時又激活閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路。因此，公知的數(shù)字相機通常都會先激活閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路，等到電容器C充電完成微控制器108停止閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路之后，LCD顯示裝置才可被激活，而使用者才可以開始作對焦照相的工作。
然而，所有的電子裝置都會有漏電的問題。假如使用者在電容器C充電完成之后，對焦照相所花費的時間過久，會使得電容器C因為漏電而導(dǎo)致電壓下降過大。此時，微控制器108會強迫終止使用者作對焦照相的動作，亦即關(guān)閉LCD顯示裝置，重新激活閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路，在電容器(C)電壓充電完成后，使用者才能夠重新作焦照相的動作。這是因為減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102的重新激活會耗費相當(dāng)多的電能，而公知數(shù)字相機的電源并不能夠同時負(fù)擔(dān)LCD顯示裝置與閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路同時動作所需的電能。
而且，當(dāng)減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102到達(dá)穩(wěn)態(tài)時，脈波訊號為一固定責(zé)任周期，因此，公知沒有任何辦法可控制減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102的震蕩行為來改變脈波訊號的責(zé)任周期。
本發(fā)明的另一目的是為了提供一種高壓穩(wěn)壓電路的運作方法。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來實現(xiàn)
一種高壓穩(wěn)壓電路，應(yīng)用于一便攜式電子裝置的充電裝置中，該穩(wěn)壓電路包含一變壓器，該變壓器具有一一次側(cè)與一二次側(cè)；一開關(guān)電路，該開關(guān)電路具有一控制端用以控制該開關(guān)電路，使得該一次側(cè)上具有一可變動電流；一整流電路，該整流電路連接于該二次側(cè)，用以根據(jù)一感應(yīng)電流作一充電的動作；以及一微控制器，該微控制器根據(jù)該充電的動作產(chǎn)生一脈波寬度調(diào)變脈波訊號至該控制端。
該脈波寬度調(diào)變脈波訊號具有可變的一責(zé)任周期。
所述的高壓穩(wěn)壓電路由一軟件來控制該微控制器用以產(chǎn)生可變的該責(zé)任周期。
該整流電路是由一整流二極管與一電容器串接后連接至該二次側(cè)。
所述的高壓穩(wěn)壓電路還包括一比較電路連接于該電容器，用以提供該微控制器該充電動作的運作。
本發(fā)明的另一目的還可通過如下措施來實現(xiàn)一種高壓穩(wěn)壓電路的運作方法，用以提供一充電電流至一整流電路內(nèi)的一電容器，該方法包括下列步驟當(dāng)該電容器的電壓小于一臨限電壓時，該充電電流以一大責(zé)任周期的一脈波訊號提供至一變壓器，用以感應(yīng)出該充電電流，直到該電容器的電壓達(dá)到一最大電壓為止；以及當(dāng)該電容器的電壓介于該臨限電壓與該最大電壓時，該充電電流以一小責(zé)任周期的該脈波訊號提供至該變壓器，用以感應(yīng)該充電電流，直到該電容器的電壓達(dá)到該最大電壓為止。
該脈波訊號是由一微控制器所產(chǎn)生。
所述的高壓穩(wěn)壓電路的運作方法由一軟件來控制該微控制器用以產(chǎn)生該大責(zé)任周期與該小責(zé)任周期。
該脈波訊號輸入該變壓器的一次側(cè)。
該整流電路是由一整流二極管與該電容器串接后連接至該變壓器的二次側(cè)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點本發(fā)明由于微控制器所輸出脈波寬度調(diào)變脈波訊號可以改變責(zé)任周期，因此，當(dāng)使用者對焦照相所花費的時間過久使得電容器C因為漏電而導(dǎo)致電壓下降過大時，微控制器可提供責(zé)任周期較小的脈波寬度調(diào)變脈波訊號來補償電容器的漏電電流。而由于此脈波寬度調(diào)變脈波訊號責(zé)任周期小，其耗電較低，因此可同時負(fù)擔(dān)系統(tǒng)資源(例如LCD顯示裝置)與閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路同時動作所需的電能。使用者也可以免去電容器C重新充電所導(dǎo)致不能夠?qū)拐障嗟牟槐恪?br> 當(dāng)整個系統(tǒng)開始運作時，電容器(C)上沒有電壓。因此，比較器206的正極輸入端的電壓大于負(fù)極輸入端的電壓，所以比較器206輸出一高準(zhǔn)位。而微控制器208與與門210輸入端可收到一高準(zhǔn)位。當(dāng)微控制器208收到比較器206輸出的高準(zhǔn)位時，微控制器208可開始輸出高準(zhǔn)位與低準(zhǔn)位交錯的脈波訊號，經(jīng)由與門110輸出可控制開關(guān)電路202。
在本實施例中，微控制器208所輸出的脈波訊號為一脈波寬度調(diào)變訊號(Pulse Width Modulation，以下簡稱PWM)，亦即，經(jīng)由軟件的控制，微控制器208所輸出的脈波訊號的責(zé)任周期可以被改變。
當(dāng)開關(guān)電路202，經(jīng)由控制可以使變壓器200一次側(cè)會有變動的電流產(chǎn)生，所以二次側(cè)也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而經(jīng)由整流二極管204的作用即可對電容器C開始充電。當(dāng)電容器C充到一固定電壓(330V)時，經(jīng)由R1、R2分壓并與參考電壓Vref比較后，比較器206輸出一低準(zhǔn)位，因此，與門210輸出端會輸出低準(zhǔn)位，開關(guān)電路202繼續(xù)作一次側(cè)與接地電壓之間的開啟與關(guān)閉。此時，即代表充電完成，電容器C上所儲存的電荷就可以用來使用于閃光燈上。
由于微控制器208所輸出PWM脈波訊號可以改變責(zé)任周期，因此，當(dāng)使用者對焦照相所花費的時間過久使得電容器C因為漏電而導(dǎo)致電壓下降過大時，微控制器208可提供責(zé)任周期較小的PWM脈波訊號來補償電容器C的漏電電流。而由于此PWM脈波訊號責(zé)任周期小，其耗電較低，因此可同時負(fù)擔(dān)系統(tǒng)資源(例如LCD顯示裝置)與閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路同時動作所需的電能。使用者也可以免去電容器C重新充電所導(dǎo)致不能夠?qū)拐障嗟牟槐恪?br> 請參照圖3，為本發(fā)明閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路中電容器C的電壓變動波形。依照本實施例，如(I)的曲線，在電容器C充電的初期，以慢速激活(SoftStart)的方式充電，此慢速激活可讓微控制器208輸出的PWM脈波訊號仿真公知減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器102震蕩的初期責(zé)任周期較小并且慢慢增加的動作。
如(II)曲線所示，經(jīng)過一段時間之后，微控制器208可輸出責(zé)任周期最大的PWM時脈訊號來全速充電，直到330V時，停至輸出PWM時脈訊號。
如III曲線所示，當(dāng)電容器C由于漏電導(dǎo)致電壓下降至300V時，微控制器208可開始重新激活并輸出PWM時脈訊號。
如(IV)曲線所示，此時微控制器以較小責(zé)任周期的PWM脈波訊號來對電容器C作半速充電，因此電容器C的電壓可再次緩慢的上升，直到330V為止，所以電容器C的電壓可在330V與300V之間變動。根據(jù)本實施例，此半速充電的PWM脈波訊號的責(zé)任周期系經(jīng)過控制，使得數(shù)字相機的電源可同時提供LCD顯示裝置與閃光燈的充電。
如(V)曲線所示，閃光燈被激活，此時電容器C快速放電。之后，微控制器208又重新以快速激活來充電電容器C，如此周而復(fù)始。
依照本發(fā)明閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路，利用開關(guān)電路202與微控制器208的可調(diào)責(zé)任周期的PWM脈波訊號，達(dá)到數(shù)字相機的電源可同時驅(qū)動LCD顯示裝置與電容器C的充電的功效。
而且，由于本發(fā)明并未使用到減幅振蕩節(jié)流轉(zhuǎn)換器，因此還可減少數(shù)字相機的體積以及節(jié)省數(shù)字相機的生產(chǎn)成本。
當(dāng)然，本發(fā)明的閃光燈的高壓穩(wěn)壓電路并不限定僅使用于數(shù)字相機，所有便攜式電器內(nèi)的高壓穩(wěn)壓電路皆可以利用本發(fā)明所揭露的高壓穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種高壓穩(wěn)壓電路，應(yīng)用于一便攜式電子裝置的充電裝置中，該穩(wěn)壓電路包含一變壓器，該變壓器具有一一次側(cè)與一二次側(cè)；一開關(guān)電路，該開關(guān)電路具有一控制端用以控制該開關(guān)電路，使得該一次側(cè)上具有一可變動電流；一整流電路，該整流電路連接于該二次側(cè)，用以根據(jù)一感應(yīng)電流作一充電的動作；以及一微控制器，該微控制器根據(jù)該充電的動作產(chǎn)生一脈波寬度調(diào)變脈波訊號至該控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓穩(wěn)壓電路，其特征在于該脈波寬度調(diào)變脈波訊號具有可變的一責(zé)任周期。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓穩(wěn)壓電路，其特征在于由一軟件來控制該微控制器用以產(chǎn)生可變的該責(zé)任周期。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓穩(wěn)壓電路，其特征在于該整流電路是由一整流二極管與一電容器串接后連接至該二次側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓穩(wěn)壓電路，其特征在于還包括一比較電路連接于該電容器，用以提供該微控制器該充電動作的運作。
6.一種高壓穩(wěn)壓電路的運作方法，用以提供一充電電流至一整流電路內(nèi)的一電容器，該方法包括下列步驟當(dāng)該電容器的電壓小于一臨限電壓時，該充電電流以一大責(zé)任周期的一脈波訊號提供至一變壓器，用以感應(yīng)出該充電電流，直到該電容器的電壓達(dá)到一最大電壓為止；以及當(dāng)該電容器的電壓介于該臨限電壓與該最大電壓時，該充電電流以一小責(zé)任周期的該脈波訊號提供至該變壓器，用以感應(yīng)該充電電流，直到該電容器的電壓達(dá)到該最大電壓為止。
7.如權(quán)利要求6所述的高壓穩(wěn)壓電路的運作方法，其特征在于該脈波訊號是由一微控制器所產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求7所述的高壓穩(wěn)壓電路的運作方法，其特征在于由一軟件來控制該微控制器用以產(chǎn)生該大責(zé)任周期與該小責(zé)任周期。
9.如權(quán)利要求6所述的高壓穩(wěn)壓電路的運作方法，其特征在于該脈波訊號輸入該變壓器的一次側(cè)。
10.如權(quán)利要求6所述的高壓穩(wěn)壓電路的運作方法，其特征在于該整流電路是由一整流二極管與該電容器串接后連接至該變壓器的二次側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式電器內(nèi)的高壓穩(wěn)壓電路及其運作方法；本發(fā)明利用開關(guān)電路與微控制器的可調(diào)責(zé)任周期的脈波寬度調(diào)變脈波訊號，達(dá)到數(shù)字相機的電源可同時驅(qū)動系統(tǒng)資源與對電容器充電的功效。
文檔編號H02M3/22GK1425961SQ0215933
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者黃信凱, 張津愷, 張益銘, 涂文中 申請人:致伸科技股份有限公司