开关控制单元及电源供应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制单元及电源供应器，且特别涉及一种应用于导通或截止P通道半导体开关的控制单元及具有前述控制单元的电源供应器。
【背景技术】
[0002]电源转换模块主要用以提供电子装置操作电力。为了避免在电源转换模块输出的电力的电压超过电子装置额定电压(过电压)造成电子装置的毁损，一般会在电源转换模块的输出端装设P通道半导体开关以提供过电压保护效果。
[0003]在电源转换模块输出的电力的电压不超过电子装置的额定电压时，P通道半导体开关导通，则电源转换模块输出的电力可以传递至电子装置；而当电源转换模块输出的电力的电压超过电子装置的额定电压时，P通道半导体开关截止，电源转换模块输出的电力无法传递至电子装置，以达过电压保护效果。
[0004]在P通道半导体开关导通时，其电流输入端(即源极)及控制端(即栅极)间会蓄积电荷，此蓄积电荷使得P通道半导体开关的反应时间增加，无法即时的提供过电压保护(即发生过电压保护延迟的问题)，造成电子装置损坏的机率提高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种开关控制单元，用以使连接在电源转换装置及电子装置之间的P通道半导体开关快速关闭，以达到快速反应及保护的目的。
[0006]为达上述目的，本实用新型提供一种开关控制单元，用以使一 P通道半导体开关导通或截止，该P通道半导体开关包含一控制端、一电流输入端及一电流输出端，该电流输入端电连接于一直流电源，该电流输出端电连接于一电子装置，该开关控制单元包含:
[0007]一控制器；
[0008]一电压限制器，电连接于该P通道半导体开关的该控制端；
[0009]—第一切换件，电连接于该控制器及该电压控制器；
[0010]一第二切换件，电连接于该电压限制器、该P通道半导体开关的该控制端及该电流输入端；
[0011]一第一电阻器，电连接于该P通道半导体开关的该控制端及该电流输入端；以及
[0012]—第二电阻器，电连接于该P通道半导体开关的该电流输入端、该第一切换件及该第二切换件。
[0013]上述的开关控制单元，其中该电压限制器为电阻器。
[0014]上述的开关控制单元，其中该电压限制器为二极管。
[0015]上述的开关控制单元，其中该电压限制器包含串接的一电阻器及一二极管，该电阻器的一端电连接于该P通道半导体开关的该控制端，另一端电连接于该二极管的阳极，该二极管的阴极电连接于该第一切换件。
[0016]上述的开关控制单元，其中该第一切换件包含一第一控制端、一第一电流输入端及一第一电流输出端，该第一控制端电连接于该控制器，该第一电流输入端电连接于该电压限制器，该电流输出端接地。
[0017]上述的开关控制单元，其中该第一切换件为双极性晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
[0018]上述的开关控制单元，其中该第二切换件为双极性晶体管，该第二切换件的基极电连接于该第二电阻器、该电压限制器及该第一切换件的该电流输入端，该第二切换件的集极电连接于该P通道半导体开关的该电流输入端，该第二切换件的射极电连接于该P通道半导体开关的该控制端及该电压限制器。
[0019]为达上述目的，本实用新型还提供一种电源供应器，其包含:
[0020]—电源转换模块，输出该直流电源；以及
[0021]—如上所述的开关控制单元。
[0022]本新型的开关控制单元在P通道半导体开关截止时提供放电路径，可以消耗掉P通道半导体开关导通时蓄积在电流输入端及控制端之间的电荷，以避免蓄积的电荷造成P通道半导体开关切换速度延迟的问题。
[0023]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0024]图1绘示本实用新型第一实施方式的电源供应器的电路方框图；
[0025]图2绘示本实用新型第二实施方式的电源供应器的电路方框图；
[0026]图3绘示本实用新型第三实施方式的电源供应器的电路方框图；以及
[0027]图4绘示本实用新型第四实施方式的电源供应器的电路方框图。
[0028]其中，附图标记
[0029]10开关控制单元
[0030]100电压限制器
[0031]102电阻器
[0032]104 二极管
[0033]110控制器
[0034]120第一控制端
[0035]122第一电流输入端
[0036]124第一电流输出端
[0037]20电源转换模块
[0038]D电流输出端
[0039]G控制端
[0040]Out输出端
[0041]Ql第一切换件
[0042]Q2第二切换件
[0043]Rl第一电阻器
[0044]R2第二电阻器
[0045]RL电子装置
[0046]S电流输入端
[0047]SffP通道半导体开关
【具体实施方式】
[0048]请参阅图1，其绘示本实用新型第一实施方式的电源供应器的电路方框图。电源供应器包含开关控制单元10、电源转换模块20及电子装置RL。电源转换模块20供输出直流电源，其可例如是将交流电源转换成为直流电源并输出直流电源的电源转换器。开关控制单元10电连接于P通道半导体开关SW，用以改变P通道半导体开关SW的操作状态(即使P通道半导体开关SW闭合而导通或使P通道半导体开关SW开启而截止)。在图1中，P通道半导体开关SW以P通道金属氧化物半导体场效应晶体管为说明范例。P通道半导体开关SW包含控制端G、电流输入端S及电流输出端D。
[0049]P通道半导体开关SW可例如是设置在电源转换模块20的电力输出端Out及电子装置RL之间，并接受开关控制单元10的控制而决定是否将电源转换模块20输出的直流电源传递至电子装置RL。当P通道半导体SW导通(Turn-On)时，电源转换模块20输出的直流电源可以传递至电子装置RL，当P通道半导体开关SW截止(Turn-Off)时，电源转换模块20输出的直流电源无法传递至电子装置RL。
[0050]如图1所示，P通道半导体开关SW的电流输出端D电连接于电子装置RL，控制端G电连接于开关控制单元10，电流输入端S电连接于电源转换模块20的输出端Out。
[0051]开关控制单元10包含第一电阻器R1、第二电阻器R2、第一切换件Q1、第二切换件Q2、电压限制器100及控制器110。第一切换件Ql及第二切换件Q2可例如分别为NPN双极性晶体管或N通道金属氧化物半导体晶体管；在图1中，第一切换件Ql及第二切换件Q2皆以NPN双极性晶体管实现之。
[0052]第一电阻器Rl的一端电连接至P通道半导体开关SW的电流输入端S，另一端电连接至P通道半导体开关SW的控制端G。第二电阻器R2的一端电连接于P通道半导体开关Sff的电流输入端S，另一端电连接于第一切换件Ql的电流输入端122及第二切换件Q2的基极。
[0053]第一切换件Ql的控制端120电连接于控制器110，电流输出端124接地。第二切换件Q2的集极电连接于P通道半导体开关SW的电流输入端S，射极电连接于P通道半导体开关SW的控制端G。
[0054]电压限制器100的一端电连接于P通道半导体开关SW的控制端G，另一端电连接于第一切换件Ql的电流输入端122 ;在图1中，电压限制件100以电阻器为例。
[0055]在图1的开关控制单元中，当第一切换件Ql受到控制器110控制而导通时，会让P通道半导体开关SW同步闭合而导通，则电源转换模块20的输出端Out输出的电力可以传递至电子装置RL。当第一切换件Ql受到控制器110控制而截止时，在P通道半导体开关Sff的电流输入端S及控制端G间积蓄的电荷形成的电压差可以让第二切换件Q2导通，藉此，积蓄在P通道半导体开关SW的电流输入端S及控制端G间的电荷便能够通过导通的第二切换件Q2进行放电。如此一来，当第一切换件Ql再次受到控制器110的控制而导通时，P通道半导体开关SW即