专利名称：可提高开机与关机时的电源稳定度的电子装置及其相关电源控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于一电子装置的电源控制装置，尤指涉及一种用来 提高该电子装置开机与关机时的电源稳定度的电源控制装置。
背景技术：
电子设备在电源接通的瞬间会产生浪涌电流(Inrush Current)，又称突 波电流，尽管维持的时间短暂，但由于突波电流值远大于系统负载所能承受的 规格，极易造成电子设备的损坏。因此，目前使用外接变压器以供应电源的电 子设备，如电脑、打印机等，均会在内部设有抑制突波电流的电路，以防止系 统负载因突波电流而损坏。然而，突波电流抑制电路通常由专用的突波保护ic 及多个无源元件所组成，其所需的零件成本及电路面积成本高。
另一方面，系统负载的电源供应端一般设有高电容值的电容，作为稳压之 用。大电容造成系统关机后仍留有残余电压，且电压下降缓慢。若残余电压尚 未放电完成而再度开机，系统内部动作可能会判断错误而无法正常启动。现有 的排除残余电压的方法也必须通过复杂的电路才能完成，不符合当前节省成本 的需求。
发明内容
因此，本实用新型的主要目的即在于提供一种用来提高电子装置开机与关 机时的电源稳定度的电源控制装置。
本实用新型揭露一种用于一电子装置的电源控制装置，用以提高该电子装 置开机时的电源稳定度，该电源控制装置包含有一高通滤波单元，用来对一输 入信号进行滤波处理，以产生一输出信号；以及一控制单元，耦接于该高通滤 波单元及该电子装置的一第一电压产生器，用来根据该输出信号的电压准位，
输出该输出信号至该第一电压产生器。本实用新型还揭露一种用于一电子装置的电源控制装置，用以提高该电子 装置关机时的电源稳定度，该电源控制装置包含有一第一晶体管，该第一晶体 管包含有一耦接于一第一电压产生器的第一端、 一第二端、及一耦接于一地端 的第三端，用来根据该第二端的信号，控制该第一端至该第三端的信号连接； 一第一限流单元，耦接于该第一电压产生器及该第一晶体管的第二端之间，用 来控制第一晶体管的第一端至第一晶体管的第三端的导通电流；以及一第二晶 体管，该第二晶体管包含有一耦接于第一晶体管的第二端的第一端、 一第二端、 及一耦接于该地端第三端，用来根据第二晶体管的第二端的电压，控制第二晶 体管的第一端至第二晶体管的第三端的信号连接，进而控制第一晶体管的第--端至第 一 晶体管的第三端的信号连接。
本实用新型还揭露一种可提高开机与关机时的电源稳定度的电子装置，包 含有一电压产生器，用来产生一输入信号； 一处理单元，用来根据一输出信号， 产生一电源； 一第一电源控制装置，耦接于该电压产生器及该处理单元之间， 用来在该电子装置开机时，对该输入信号进行滤波处理，以输出该输出信号至 该处理单元；以及一第二电源控制装置，耦接于该处理单元，用来在该电子装 置关机时，对耦接于该处理单元的一稳压电容进行放电。
图1为本实用新型实施例一电源控制装置的示意图。 图2为本实用新型实施例一电源控制装置的示意图。
图3为本实用新型实施例一可提高开机与关机时的电源稳定度的电子装置 的示意图。
图4为图3的电子装置不包含一电源控制装置时的电流波形图。 图5为图3的电子装置包含一电源控制装置时的电流波形图。 图6为图3的电子装置包含一电源控制装置前、后的电压波形图。 主要元件符号说明
10、 20 电源控制装置
12 电压产生器
14、 22 第一电压产生器100高通滤波单元
102控制单元
110电容
112电阻
24第二电压产生器
26、 36稳压电容
200第一晶体管
202第一限流单元
204第二晶体管
206第二限流单元
30电子装置
300电压产生器
302处理单元
304第一电源控制装置
306第二电源控制装置
具体实施方式
请参考图i，图为本实用新型实施例一电源控制装置io的示意图。电源控 制装置io是用来提高电子装置开机时的电源稳定度，包含有一高通滤波单元
100及一控制单元102。高通滤波单元100包含有一电容110及一电阻112。电 容110耦接于一电压产生器12及控制单元102之间，电阻112—端耦接于控 制单元102及电容110，另一端耦接于一地端。高通滤波单元100是一微分电 路，其根据电容110的容值及电阻112的阻值，设计适当的时间常数，用来对 电压产生器12所产生的一输入信号进行滤波处理，消除输入信号中的突波电 流成分，以产生一输出信号。控制单元102耦接于高通滤波单元100及一第一 电压产生器14之间，用来根据输出信号的电压准位，控制输出信号是否输出 至第一电压产生器14。当输出信号的电压准位大于一临界值时，控制单元102 将输出信号输出至第一电压产生器14;当输出信号的电压准位小于临界值时， 控制单元102不会将输出信号输出至第一电压产生器14。换句话说，控制单元
9102的动作形同一开关，用来控制高通滤波单元100与第一电压产生器14之间 的导通情形，举例来说，控制单元102可为一p型金氧半导体场效应晶体管元 件(p-Channel MOSFET)。
简而言之，电源控制装置10耦接于电压产生器12及第一电压产生器14 之间，用来消除电压产生器12所产生的输入信号中的突波电流成分，以将稳 定的输出信号输出至第一电压产生器14。因此，若应用电源控制装置IO于电 子装置，如电脑、打印机等，将可保护电子装置不受开机瞬间所产生的突波电 流的破坏。
另一方面，请参考图2，图2为本实用新型实施例一电源控制装置20的示 意图。电源控制装置20是用来快速地清除电子装置关机时的残余电压，以提 高关机时的电源稳定度。电源控制装置20包含有一第一晶体管200、 一第一限 流单元202、 一第二晶体管204及一第二限流单元206。第一晶体管200及第 二晶体管204较佳地是双极结晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)。 第一晶体管200的集电极(Collector)耦接于一第一电压产生器22，基极(Base) 耦接于第一限流单元202及第二晶体管204的集电极，以及发射极(Emitter) 耦接于一地端；第二晶体管204的集电极耦接于第一晶体管200的基极及第一 限流单元202，基极耦接于一第二限流单元206，以及发射极耦接于地端。第 一限流单元202耦接于第一电压产生器22、第一晶体管200的基极及第二晶体 管204的集电极之间，用来控制第一晶体管200的集电极至第一晶体管200的 发射极的导通电流，以控制第一晶体管200的集电极至发射极的信号连接。第 二限流单元206耦接于一第二电压产生器24及第二晶体管204的基极之间， 用来控制第二电压产生器24至第二晶体管204的基极的电流，以控制第二晶 体管204的集电极至第二晶体管204的发射极的信号连接，进而控制第一晶体 管200的集电极至第一晶体管200的发射极的信号连接。
值得注意的是，第一电压产生器22是设于电子装置中，耦接于一高电容 值的稳压电容26，电源控制装置20用来对稳压电容26进行主动放电，以快速 地清除电子装置关机时位于稳压电容26上的残余电压。详细说明电源控制装 置20的运作如下。当电子装置开机并处于待机状态时，第二电压产生器24导 通，因此第二晶体管204导通，进而使第一晶体管200关闭。当电子装置关机时，第一电压产生器22的输出信号降至0V，此时，第二晶体管204的基极电 压为OV，使第二晶体管204先行关闭，进而使第一晶体管200导通。值得注意 的是，当电子装置关机时，稳压电容26上的电压不易下降。在本实用新型的 实施例中，当第一晶体管200导通时，电源控制装置20可通过第一限流单元 202，设计第一晶体管200的导通电流，以对稳压电容26进行主动放电，进而 使第一电压产生器22的输出信号的电压准位很快地回到OV的初始状态。如此 一来，电源控制装置20可避免当电子装置重新开机时，因为稳压电容26的电 压未回复至初始状态而使电子装置发生误动作的问题。
简而言之，电源控制装置20是通过第一晶体管200及第二晶体管204的导 通情形的切换，快速地清除稳压电容26上的残余电压，因此电子装置关机后， 将不会受残余电压影响而无法重新启动。值得注意的是，电源控制装置20为 本实用新型的一个实施例，第二晶体管204可不限于使用双极结晶体管，也可 使用其他作为开关的晶体管元件，如金氧半导体场效应晶体管元件。然而，由 于第一晶体管200为电流控制元件，其必须承受大导通电流，因此须谨慎选择 元件。此外，由于第二晶体管204的导通状态是根据其基极电压控制，因此第 二晶体管204的基极也可通过分压及限流装置如分压电阻，耦接至第一电压产 生器22，也就是说，第一电压产生器22也可用来控制第二晶体管204的导通 状态。此外，第二限流单元206的使用与否可视实际需要决定。
请参考图3，图3为本实用新型实施例可提高开机与关机时的电源稳定度 的一电子装置30的示意图。电子装置30可为多功能打印机中的电源处理装置， 其包含有一电压产生器300、 一处理单元302、 一第一电源控制装置304及一 第二电源控制装置306。电压产生器300用来产生一输入信号，处理单元302 耦接于一稳压电容36，用来根据一输出信号，产生第二电源控制装置306的电 源。第一电源控制装置304的结构与电源控制装置10相同，其耦接于电压产 生器300及处理单元302之间，用来消除输入信号中的突波电流成分，以将稳 定的输出信号输出至处理单元302。第二电源控制装置306的结构与电源控制 装置20相同，其耦接于处理单元302，用来在电子装置30关机时对稳压电容 36进行主动放电。值得注意的是，当电源控制装置10及电源控制装置20合并 应用时，图1的第一电压产生器14等于图3的第一电压产生器22。也就是说，第一电源控制装置304的输出信号即为第二电源控制装置306的电源，其等同 于第一电压产生器22，位于处理单元302中。第一电源控制装置304是通过处 理单元302，耦接至第二电源控制装置306。
由上可知，通过第一电源控制装置304及第二电源控制装置306，电子装 置30将不受开机瞬间所产生的突波电流的破坏，进而可保护电子装置30的运 作正常，并可在电子装置30关机后，快速地对稳压电容36进行放电，以清除 稳压电容36上的残余电压。
另一方面，请参考图4及图5，图4为电子装置30不包含第一电源控制装 置304时，电压产生器300的输出端的电流波形图；图5为电子装置30包含 第一电源控制装置304时，第一电源控制装置304的输出端的电流波形图。由 图4可知，突波电流的峰值达9.84A，以一般的多功能打印机来说，突波电流 峰值远超过多功能打印机可容许的最大电流规格4A。相较之下，由图5可知， 第一电源控制装置304可有效地抑制突波电流，使开机时的突波电流峰值降至 2.46A，进而保护多功能打印机不受开机瞬间所产生的突波电流的破坏。
请参考图6，图6为电子装置30包含第二电源控制装置306的前、后的放 电电压波形图。CH1及CH2分别表示电子装置30包含第一电源控制装置304 但不包含第二电源控制装置306时，电压产生器300的输出端及一 5V电压产 生器的输出端于关机时的电压波形，其中电压产生器300产生12V电压，5V电 压产生器等同于图2的第二电压产生器24，位于处理单元302中。CH3及CH4 分别表示电子装置30包含第一电源控制装置304且包含第二电源控制装置306 时，第一电源控制装置304的输出端及5V电压产生器的输出端于关机时的电 压波形。由图6可知，若电子装置30不包含电源控制装置306，电压产生器 300需花费超过10秒才能放电完毕，5V电压产生器也须超过2秒才能放电完 毕。相较之下，若电子装置30包含第二电源控制装置306，电压产生器300及 5V电压产生器均不超过一秒即可放电完毕。因此，第二电源控制装置306可清 除电子装置30的各电源供应端在关机时的残余电压。
综上所述，本实用新型是通过高通滤波单元100，将电子装置的输入信号 中的突波电流成分进行滤波处理，成为安全的输出信号，因此可保护电子装置 不受开机瞬间所产生的突波电流的破坏。另一方面，本实用新型通过第一晶体管200及第二晶体管204的导通情形的切换，快速地清除电子装置关机后在稳 压电容上的残余电压，因此电子装置将不会受残余电压影响而无法重新启动。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围 所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求1.一种用于一电子装置的电源控制装置，用以提高所述电子装置开机时的电源稳定度，其特征在于，所述电源控制装置包含有一高通滤波单元，用来对一输入信号进行滤波处理，以产生一输出信号；以及一控制单元，耦接于所述高通滤波单元及所述电子装置的一第一电压产生器之间，用来根据所述输出信号的电压准位，输出所述输出信号至所述第一电压产生器。
2. 如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述高通滤波单元包 含有-电容，耦接于一电压产生器及所述控制单元之间；以及一电阻，所述电阻的一端耦接于所述控制单元及所述电容，另一端耦接于 一地端。
3. 如权利要求l所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制单元是一p 型金属氧化物半导体场效应晶体管元件。
4. 如权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制单元是用来 在输出信号的电压准位大于一临界值时，输出该输出信号至第一电压产生器。
5. 如权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制单元还用来 在输出信号的电压准位小于该临界值时，停止输出该输出信号至第一电压产生 器。
6. —种用于一电子装置的电源控制装置，用以提高所述电子装置关机时的 电源稳定度，其特征在于，所述电源控制装置包含有一-第一晶体管，包含有一耦接于一第一电压产生器的第一端、 一第二端、及一耦接于一地端的第三端，用来根据所述第二端的电压，控制所述第一端至 所述第三端的信号连接；一第一限流单元，耦接于所述第一电压产生器及所述第一晶体管的所述第 二端之间，用来控制所述第一晶体管的所述第一端至所述第一晶体管的所述第 三端的导通电流；以及一第二晶体管，包含有一耦接于所述第一晶体管的所述第二端的第一端、 一第二端、及一耦接于所述地端的第三端，用来根据所述第二晶体管的所述第 二端的电压，控制所述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三 端的信号连接，进而控制所述第一晶体管的所述第一端至所述第一晶体管的所 述第三端的信号连接。
7. 如权利要求6所述的电源控制装置，其特征在于，所述第二晶体管是在 所述第二晶体管的所述第二端的电压大于一导通电压时，导通所述第二晶体管 的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接。
8. 如权利要求7所述的电源控制装置，其特征在于，所述第二晶体管是在 所述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接导 通时，关闭所述第一晶体管的所述第一端至第一晶体管的第三端的信号连接。
9. 如权利要求8所述的电源控制装置，其特征在于，所述第二晶体管是在所述第二晶体管的所述第二端的电压小于一导通电压时，关闭所述第二晶体管 的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接。
10. 如权利要求9所述的电源控制装置，其特征在于，所述第二晶体管是 在所述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接 关闭时，导通第一晶体管的第一端至第一晶体管的第三端的信号连接。
11. 如权利要求IO所述的电源控制装置，其特征在于，第一电压产生器设 于电子装置中，耦接于一电容，所述电源控制装置是用来对所述电容进行主动 放电。
12. 如权利要求6所述的电源控制装置，其特征在于，还包含一第二电压 产生器，所述第二电压产生器耦接于所述第二晶体管的第二端，用来控制所述 第二晶体管的所述第二端的电压。
13. 如权利要求12所述的电源控制装置，其特征在于，还包含一第二限流单元，所述第二限流单元耦接于所述第二电压产生器与所述第二晶体管的所述 第二端之间，用来控制所述第二电压产生器至所述第二晶体管的所述第二端的 电流。
14. 如权利要求6所述的电源控制装置，其特征在于，所述第一晶体管是 一n型双极结晶体管元件，所述第一晶体管的第一端是集电极，第二端是基极，第三端是发射极。
15. 如权利要求14所述的电源控制装置，其特征在于，所述第二晶体管是 一n型双极结晶体管元件，所述第二晶体管的第一端是集电极，第二端是基极， 第三端是发射极。
16. 如权利要求14所述的电源控制装置，其特征在于，所述第二晶体管是 一 n型金属氧化物半导体场效应晶体管元件，所述第二晶体管的第一端是漏极， 第二端是栅极，第三端是源极。
17. —种可提高开机与关机时的电源稳定度的电子装置，其特征在于，包含有一电压产生器，用来产生一输入信号； 一处理单元，用来根据一输出信号，产生一电源；一第一电源控制装置，耦接于所述电压产生器及所述处理单元之间，用来 在所述电子装置开机时，对所述输入信号进行滤波处理，以输出所述输出信号 至所述处理单元；以及--第二电源控制装置，耦接于所述处理单元，用来在所述电子装置关机时， 对耦接f所述处理单元的 一 稳压电容进行放电。
18. 如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，所述第一电源控制装置包含有一高通滤波单元，用来对一输入信号进行滤波处理，以产生一输出信号；以及一控制单元，耦接于所述高通滤波单元及所述处理单元的一第一电压产生 器之间，用来根据所述输出信号的电压准位，输出所述输出信号至所述第一电 压产生器。
19. 如权利要求18所述的电子装置，其特征在于，所述高通滤波单元包含有一电容，耦接于所述电压产生器及所述控制单元之间；以及 一电阻，所述电阻的一端耦接于所述控制单元及所述电容，另一端耦接于 一地端。
20. 如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，所述控制单元是用来在输出信号的电压准位大于一临界值时，输出该输出信号至所述处理单元。
21. 如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，所述控制单元还用来在 输出信号的电压准位小于所述临界值时，停止输出该输出信号至所述处理单 元。
22. 如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，所述第二电源控制装置 包含有一第一晶体管，包含有一耦接于所述处理单元的第一端、 一第二端、及一 耦接于一地端的第三端，用来根据所述第一晶体管的所述第二端的电压，控制所述第一晶体管的所述第一端至所述第一晶体管的所述第三端的信号连接；一第一限流单元，耦接于所述处理单元及所述第一晶体管的所述第二端之间，用来控制由所述第一晶体管的所述第一端至所述第一晶体管的所述第三端 的导通电流；以及一第二晶体管，包含有一耦接于所述第一晶体管的所述第二端的第一端、 一第二端、及一耦接于所述地端的第三端，用来根据所述第二晶体管的所述第 二端的电压，控制所述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三 端的信号连接，进而控制所述第一晶体管的所述第一端至所述第一晶体管的所 述第三端的信号连接。
23. 如权利要求22所述的电子装置，其特征在于，所述第二晶体管是在所 述第二晶体管的所述第二端的电压大于一导通电压时，导通所述第二晶体管的 所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接。
24. 如权利要求23所述的电子装置，其特征在于，所述第二晶体管是在所 述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接导通 时，关闭所述第一晶体管的所述第一端至所述第一晶体管的所述第三端的信号 连接。
25. 如权利要求24所述的电子装置，其特征在于，所述第二晶体管是在所 述第二晶体管的第二端的电压小于一导通电压时，关闭所述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接。
26. 如权利要求25所述的电子装置，其特征在于，所述第二晶体管是在所述第二晶体管的所述第一端至所述第二晶体管的所述第三端的信号连接关闭时，导通第一晶体管的第一端至该第一晶体管的第三端的信号连接。
专利摘要本实用新型公开了一种可提高开机与关机时的电源稳定度的电子装置，该电子装置包含有一电压产生器，用来产生一输入信号；一处理单元，用来根据一输出信号，产生一电源；一第一电源控制装置，耦接于该电压产生器及该处理单元之间，用来于该电子装置开机时，对该输入信号进行滤波处理，以输出该输出信号至该处理单元；以及一第二电源控制装置，耦接于该处理单元，用来于该电子装置关机时，对耦接于该处理单元的一稳压电容进行主动放电，以快速清除该稳压电容上的残余电压。
文档编号G06F1/26GK201163748SQ20082000778
公开日2008年12月10日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者罗焕斌, 蔡东陵 申请人:纬创资通股份有限公司