TWI519025B - 自放電電路 - Google Patents

Description

自放電電路

本發明係有關於一種電子電路，特別是有關於一種自放電電路，用以釋放一外部儲能裝置的電荷。

隨著科技的進步，電子產品的種類及功能愈來愈多。為了達到可攜帶的功能，電子產品內通常具有一電池，用以提供電源予電子產品裡的各電子元件。一般而言，當電池拔下時，電子產品應該就會立即停止運作。然而，電子產品內的許多電容存有電荷，因而造成部分電子元件尚未停止運作。

本發明提供一種自放電電路，用以釋放一外部儲能裝置的電荷。外部儲能裝置耦接一電源傳輸線。電源傳輸線耦接於一電源供應裝置以及一負載之間。本發明之自放電電路包括一限流單元、一內部儲能單元、一偵測控制單元以及一放電單元。限流單元耦接於電源傳輸線以及一第一節點之間。內部儲能單元耦接於第一節點與一接地節點之間。接地節點接收一接地位準。偵測控制單元偵測第一節點的位準。放電單元耦接於電源傳輸線與一第二節點之間。當第一節點的位準小於一預設位準時，偵測控制單元令第二節點耦接接地節點。

在另一可能實施例中，當第一節點的位準大於預 設位準時，限流單元導通，用以對內部儲能單元充電。此時，偵測控制單元令第二節點不耦接至接地節點。

為讓本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧操作系統

101‧‧‧電源供應裝置

102‧‧‧負載

103、106‧‧‧外部儲能裝置

104‧‧‧自放電電路

105‧‧‧電源傳輸線

C1~C3‧‧‧電容

201‧‧‧限流單元

202‧‧‧內部儲能單元

203‧‧‧偵測控制單元

204‧‧‧放電單元

205、206‧‧‧節點

D‧‧‧二極體

GND‧‧‧接地節點

1~3‧‧‧接腳

R‧‧‧電阻

207‧‧‧放電路徑

211‧‧‧偵測器

212‧‧‧控制器

第1圖為本發明之操作系統之示意圖。

第2圖為本發明的自放電電路的一可能實施例。

第3圖係為本發明之自放電方法的一流程示意圖。

第1圖為本發明之操作系統之示意圖。如圖所示，操作系統100包括一電源供應裝置101、一負載102、一外部儲能裝置103、一自放電電路104以及一電源傳輸線105。電源供應裝置101透過電源傳輸線105供電予負載102。

本發明並不限定電源供應裝置101的種類。只要能夠提供電源的裝置，均可作為電源供應裝置101。在一可能實施例中，電源供應裝置101係為一電池。本發明亦不限定負載102的種類。任何需要電源的裝置或電路，均可作為負載102。在一可能實施例中，負載102係為一實時時鐘(real-time clock；RTC)。

外部儲能裝置103耦接於電源傳輸線105與一接地節點GND之間。在一可能實施例中，外部儲能裝置103係為電容C1。在另一可能實施例中，電容C1的容值大於1微法拉(uF)。在其它實施例中，操作系統100更具有另一外部儲能裝置106。 在一可能實施例中，外部儲能裝置106係為一電容C3。由於外部儲能裝置106的特性與外部儲能裝置103相似，故不再贅述。為方便說明，以下只針對外部儲能裝置103進行說明。

在一可能實施例中，當電源供應裝置101透過電源傳輸線105供電予負載102時，也會同時對外部儲能裝置103充電。然而，當電源供應裝置101不再供電(例如使用者拔除電源供應裝置101或是電源供應裝置101的電量不足)時，由於外部儲能裝置103儲存電荷，因此，電源傳輸線105仍可供電予負載102。

然而，當電源供應裝置101不再供電時，負載102應立即停止動作。若負載102繼續工作，則可能造成使用者的疑慮。因此，在本實施例中，藉由自放電電路104釋放外部儲能裝置103所儲存的電荷，並快速地將外部儲能裝置103的電壓完全釋放至0V。舉例而言，自放電電路104在電源傳輸線105的位準小於一預設位準時，自動釋放電源傳輸線105上的剩餘電荷。

第2圖為本發明的自放電電路的一可能實施例。如圖所示，自放電電路104包括一限流單元201、一內部儲能單元202、一偵測控制單元203以及一放電單元204。

限流單元201耦接於電源傳輸線105以及節點205之間，用以限制電流的流向。本發明並不限定限流單元201的電路架構。只要能夠限制電流方向的電路架構，均可作為限流單元201。

在一可能實施例中，限流單元201係為一二極體D。 二極體D的陽極耦接電源傳輸線105。二極體D的陰極耦接節點205。當電源傳輸線105的位準大於節點205的位準時，二極體D導通，用以對內部儲能單元202充電。在本實施例中，根據二極體D的特性，電流將從電源傳輸線105流入內部儲能單元202，而不會從內部儲能單元202流入電源傳輸線105。

內部儲能單元202耦接於節點205與接地節點GND之間，用以儲存電荷。在一可能實施例中，接地節點GND接收一接地位準(ground level)。在本實施例中，內部儲能單元202係為一電容C2。在一可能實施例中，電容C2的容值係在100~200奈法拉(nF)之間。

偵測控制單元203偵測節點205的位準。在本實施例中，偵測控制單元203具有接腳1~3。接腳1耦接放電單元204。接腳2耦接節點205。接腳3耦接接地節點GND。當節點205的位準大於一預設位準時，限流單元201導通，用以對內部儲能單元202充電。此時，偵測控制單元203令接腳1及3之間為一開路狀態。

然而，當節點205的位準小於預設位準時，偵測控制單元203令接腳1及3之間為一短路狀態，用以形成一放電路徑207。由於接地節點GND接收一接地位準，因此，外部儲能裝置103的電荷將經由電源傳輸線105與放電單元204而釋放至接地節點GND。

放電單元204耦接於電源傳輸線105與節點206之間。當節點205的位準小於預設位準時，偵測控制單元203將節點206耦接至接地節點GND，因此，放電單元204構成一放電路 徑207，用以釋放外部儲能裝置103的電荷。在本實施例中，放電單元204係為一電阻R。在一可能實施例中，電阻R的阻抗約在100Ω~200Ω之間。

由於外部儲能裝置103可透過放電單元204放電至0V，故可快速地降低電源傳輸線105的電壓位準，以避免負載102誤動作。再者，在本實施例中，藉由內部儲能裝置202供電予偵測控制單元203，便可避免偵測控制單元203因電壓不足而無法持續短路接腳1及3。

相反地，若由電源傳輸線105提供工作電壓予偵測控制單元203時，當電源供應裝置101移除或是停止供電時，電源傳輸線105的位準將逐漸下降，因而造成電源傳輸線105的位準不足使偵測控制單元203持續短路接腳1及3，進而無法將外部儲能裝置103的電壓釋放至0V。當外部儲能裝置103的電荷未釋放乾淨時，可能造成負載102的誤動作。

在本實施例中，由於限流單元201限制住電流的流向(由電源傳輸線105流向內部儲能單元202)，故可在放電路徑207被導通時，避免內部儲能單元202的電荷經由放電單元204而被釋放。再者，由於偵測控制單元203係根據內部儲能單元202所儲存的電荷而動作，故可在電源傳輸線105的位準小於預設位準時，持續對短路接腳1及3，用以釋放電源傳輸線105上的電荷。

在本實施例中，偵測控制單元203包括一偵測器211以及一控制器212，但並非用以限制本發明。本發明並不限定偵測控制單元203的內部架構。只要具有電壓偵測功能以及 能夠提供接地位準予節點204的電路架構，均可作為偵測控制單元203。

偵測器211偵測節點205的電壓位準。控制器212根據偵測器211的偵測結果，開路或短路接腳1及3。舉例而言，當節點205的位準大於預設位準時，控制器212開路接腳1及3，因此，不導通放電路徑207。然而，當節點205的位準小於預設位準時，控制器212短路接腳1及3，用以導通放電路徑207，並釋放外部儲能裝置103的電荷。

本發明並不限定偵測器211與控制器212的電路架構。只要具有電壓偵測功能的電路，均可作為偵測器211。同樣地，只要能夠提供放電路徑的電路架構，均可作為控制器212。

第3圖為本發明之自放電方法之流程示意圖。本發明之自放電方法係用以釋放一電源傳輸線上的電荷。在一可能實施例中，電源傳輸線耦接於一電源供應裝置與一負載之間，用以傳送電源供應裝置所提供的電源予負載。由於一外部儲能裝置耦接電源傳輸線，故在電源供應裝置未提供電源時，電源傳輸線仍可傳送外部儲能裝置所儲存的能量予負載。

為了快速地釋放外部儲能裝置所儲存的能量，本發明的自放電方法係在電源傳輸線的位準小於一預設位準時，提供一放電路徑，用以釋放外部儲能裝置所儲存的能量。首先，對一內部儲能單元進行充電(步驟S301)。本發明並不限定內部儲能單元的種類。在一可能實施例中，內部儲能單元係為一電容，其容值約在100nF~200nF之間。

接著，判斷電源傳輸線的電壓位準(步驟S302)。由於電源傳輸線耦接外部儲能裝置，因此，電源傳輸線的電壓位準約略等於外部儲能裝置的電壓位準。

當電源傳輸線的位準大於一預設位準時，回到步驟S301，繼續對內部儲能單元充電，直到內部儲能單元的電壓達一最大值。當電源傳輸線的位準小於預設位準時，提供一放電路徑，用以釋放電源傳輸線上的電荷(步驟S303)。

本發明並不限定如何形成一放電路徑。在一可能實施例中，放電路徑係由一電阻所構成。該電阻耦接在電源傳輸線與一接地節點之間，其中該接地節點接收一接地位準。當電源傳輸線上的位準大於預設位準時，電阻並未耦接至接地節點，故未形成放電路徑。然而，當電源傳輸線的位準小於預設位準時，令電阻耦接接地節點，因此，電源傳輸線上的電荷便可透過電阻釋放至地。

在另一可能實施例中，在釋放電源傳輸線上的電荷時，為了避免釋放內部儲能單元的電荷，可令內部儲能單元耦接一限流單元，用以避免內部儲能單元的電荷流入放電路徑。

除非另作定義，在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者之一般理解。此外，除非明白表示，詞彙於一般字典中之定義應解釋為與其相關技術領域之文章中意義一致，而不應解釋為理想狀態或過分正式之語態。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

104‧‧‧自放電電路

105‧‧‧電源傳輸線

201‧‧‧限流單元

202‧‧‧內部儲能單元

203‧‧‧偵測控制單元

204‧‧‧放電單元

205、206‧‧‧節點

D‧‧‧二極體

C1~C3‧‧‧電容

GND‧‧‧接地節點

1~3‧‧‧接腳

R‧‧‧電阻

207‧‧‧放電路徑

206‧‧‧節點

211‧‧‧偵測器

212‧‧‧控制器

Claims (10)

1. 一種自放電電路，用以釋放一外部儲能裝置的電荷，該外部儲能裝置耦接一電源傳輸線，該電源傳輸線耦接於一電源供應裝置以及一負載之間，該自放電電路包括：一限流單元，耦接於該電源傳輸線以及一第一節點之間；一內部儲能單元，耦接於該第一節點與一接地節點之間，其中該接地節點接收一接地位準；一偵測控制單元，偵測該第一節點的位準；以及一放電單元，耦接於該電源傳輸線與一第二節點之間，其中當該第一節點的位準小於一預設位準時，該偵測控制單元將該第二節點耦接該接地節點。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中當該第一節點的位準大於該預設位準時，該限流單元導通，用以對該內部儲能單元充電。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中該限流單元係為一二極體。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自放電電路，其中該二極體的陽極耦接該電源傳輸線，該二極體的陰極耦接該第一節點。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中該放電單元係為一電阻。
6. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中該負載係為一實時時鐘(RTC)。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中該內部儲能單元係為一電容。
8. 如申請專利範圍第7項所述之自放電電路，其中該電容的容值係在100~200奈法拉(nF)之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中當該第二節點被耦接至該接地節點時，該外部儲能裝置透過該放電單元被放電至0V。
10. 如申請專利範圍第1項所述之自放電電路，其中該外部儲能裝置係為一電容，該電容的容值大於1微法拉(uF)。