TWM285800U - Power supply switch circuit having leakage current protection - Google Patents

Description

M285800 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 -種具有漏電流保護之供電開關電路，尤指一種使用於 電子裝置中，可在高溫環境下防止電路漏電流所產生 之電路。 【先前技術】 * 請參考第一圖，為習知供電開關電路的電路示意圖，在 此種供電開關電路中主要係由二個電晶體Qi、Q2再搭配其他 •電子元件連接組成。供電開關電路在供電的工作下，藉由一 觸發吼號St來控制電晶體Q!導通，讓電壓源^得以 透過電晶體仏提供電力到負載90，同時，提供的電力也會 傳送到電晶體Q2的基極端，使電晶體Q2導通（⑽當電晶 ，Q2導通後會將電晶體仏的基極端連接到參考端Gnd，使^ 晶體Qi得以繼續保持導通狀態。欲停止供電，控制器91會 傳送一截止訊號給電晶體Q2使其進入截止（〇FF)狀態，而 電晶體Qi也相繼截止（OFF)，使得電壓源Vcc無法透過電晶 •體Qi提供電力到負載90。 電晶體的漏電流與工作溫度有關，漏電流大小係與溫度 成正比。所以請復參考第一圖，依照電晶體的特性，當電路 在停止供電的狀態下，電晶體Q2會有漏電流Ice。產生，當溫 度提南，漏電流也會跟著增加，漏電流I⑽增加，則流 過電晶體Ql的基極電流I B1也隨之增加。由於電晶體的工作 特性中’基極電流Ib與集極電流Ic的關係為沒倍，所以電 晶體Qi的集極電流Ιπ會隨著基極電流IB1而增加。電晶體 Q2的基極電流IB2隨著電晶體Q1的集極電流I π而增加，基極 M285800 電流Im的增加同時也提高了漏電流Iceg的增加。如此循環 下去供電開關電路會產生誤動作，在處於停止供電的狀態 下’產生誤動作而導通電晶體Qi形成供電狀態。 【新型内容】 有釔於此’本創作提供一種具有漏電流保護之供電開關 電路，係使用於-電子裝置中，可在高溫環境下防止漏電流 所造成的誤動作。 =創作包括有-具有-射極端、—基極端及—集極端的 電曰曰體，電晶體的該射極端連接到—電壓源，集極端透過一 順向二極體連接到-負載；—具有一汲極端（⑽⑷、一源 極端及7間極端的場效電晶^，場效電晶體的汲極端 rain接收-觸發訊號且源極端透過至少 考端，閘極端透過—第二電阻連接到該電= 極端:二及第三電阻’一端連接於該場效電晶體之開 ^ 另化連接於該參考端。 進-====明皆為示範性質，是為了 的與優點，將在制的說明與=示加^H本創㈣其他目 【實施方式】 =茶考第—圖’為本創作具有漏 用在一電子裝置( 血％燒下防止漏電流所造成的 ^在回 Q3,其具有一射極端£ ㈣包括有.-電晶體 端E連接到一電慶源v =端β及一集極端C ’該射極 接到-負載;-場效電晶體集= 透二^ 有/及極鳊D、一源極 M285800 =體G，極端D透過-第-電阻器心連接 到電日日體Q3的基極端B，且 史使 透過-電壓一 μ 觸發㈣Sti，該源極端5 ^俜提供Λ 連接到一參考端-，電壓箝位單 Γ2 Λ二考電壓，在此以至少二個串接二極體(心、 之該集極端c;及一第=電阻Rl3連接到該電晶體Q3 ^ r ,—電阻Rl4之一端連接於該場效電晶 ㈣閘極以，另-端連接於該參考端Gnd。 -分ίΐίϊ中第二電阻心與該第三電阻Rl4串接組成 開關電路進-步包括有—ς 作具有漏電流保護之供電 電晶體①之射；i 四電阻Rl1並接於該 - PNP電曰鞒一極為B之間。且，該電晶體…為 …Γ ~效電晶則4為—個Ν通道場效電晶體Q4。 明设茶考第二圖，在供電開關電 收一低準位的觸發訊妒ς此& 而 ⑦併兔卜係接 _ ς ^ _ σ a T1作為供電的開啟，低準位的觸發 雷Pif①進入導通（〇N)狀態，電晶體Q3導通後 電[源^則透過電晶體㈣供電力 電晶體Q3導通，所以雷厭、s 貝戟yz仗用由於 厅乂電1源Vcc會在分壓電路單元94之電 、i 口口二盤「、夠大的控制偏壓來開啟場效電晶體Q4的導 偏壓大於該場效電晶體Q4的導通電壓與該參考 曰曰曰鞞ο ::亟端β連接到參考端Gnd，使其可以繼續保持電 曰曰體，的導通，轉持提供電力給負載92。 田2路在彳T止供電的狀態下，場效電晶體Q4會有漏電 /；，L S、生田’皿度提向，漏電流Idss也會跟著增加，漏電 ",L 14加’則流過電晶體Q3的基極電流匕也隨之增加。 M285800 由於電晶體的工作特性中，基極電流Ιβ與集極電流Ic的關 係為石倍，所以電晶體Q3的集極電流h會隨著基極電流Ιβ3 而增加。電晶體Q3的集極電流Ics增加而導致場效電晶體Q4 的閘極端G電壓增加，不過由於場效電晶體q4的源極端s 串接有電壓箝位單元93,即至少二個串接二極體（Du、Di2)， 如此，若是要讓場效電晶體Q4導通，則閘極端G電壓需大 於場效電晶體Q4的夾止電壓Vt與至少二個串接二極體（1)11、 Du)的順向偏壓Vd之總和。 # 本創作在咼溫下，因為漏電流Idss增加所造成電晶體Q3 的基極電流Ib3與集極電流1(：3相繼增加。不過，集極電流 L·3流過第三電阻所產生場效電晶體Q4的閘極端G電壓仍 然小於場效電晶體Q4的夾止電壓^與至少二個串接二極體 (Du、Dlz)的順向偏壓Vd之總和。因此縱使溫度的變化， 場效電晶體Q4也不會產生誤動作而導通，讓供電開關電路 可以很穩定的工作，而不受到高溫時電晶體漏電流影響。 綜上所述，本創作利用一個PNP電晶體與一 N通道場效 •電晶體來達到漏電流的保護，使得電路於高溫下不致於因為 漏電流的增加，而產生誤動作的現象，以有效的改善習知供 電開關電路因高溫環境下漏電流所造成電路的誤動作。 請參考第三圖，為本創作使用於一電子裝置之電路示意 圖。在電子裝置10中，提供高準位的觸發訊號Str作為供電 的開啟，高準位的觸發訊號STR透過一第一開關單元30連接 到供電開關電路2〇，透過一第二開關單元連接到一微處 理裔50。高準位的觸發訊號Str控制第一開關單元中的 電晶體Q5導通，電晶體Q5導通後即將電晶體Q3的基極端連 8 M285800 ，到^考端Gnd使其得以導通，電壓源Va:則透過電晶體Qs 提供電力給負載6〇與穩壓器70使用。由於電晶體Q3導通， 所以電壓源VgG會在分壓電路單元94之電阻器ru上產生一 夠大的控制偏壓來開啟場效電晶體Q4的導通，當控制偏壓 大於該場效電晶體Q4的導通電壓與該參考電壓之和時，場 效電晶體Q4隨即進入導通，導通後即可以繼續保持電晶 Q3的導通。 電子裝置中，在停止供電下，提供低準位的觸發訊號 ,STR作為供電的停止，低準位的觸發訊號—控制第二開關單 元40中的電晶體Q7截止，電晶體Q7截止後，微處理器5〇 即輸出一高的準位訊號用來控制一第三開關單元80中之電 曰=體Q6導通，電晶體Qe導通後隨即將場效電晶體Q4的閘極 端連接到參考端Gnd以控制場效電晶體Q4截止，電晶體 截止後使得電晶體Q3進入截止狀態，而導致電壓源I停止 供電給負載60與穩壓器70。 在停止供電下，若是溫度提高，場效電晶體Q4的漏電 •流hss也會跟著增加，漏電流增加，則流過電晶體仏的 基極電流Ib3也隨之增加。由於電晶體的工作特性中，基極 電流1B與集極電流Ic的關係為歸，所以電晶體Q3的集極 電流1(：3會隨著基極電流IBS而增加。電晶體Q3的集極電流 I C3增加而導致：fc琢效電晶體Q4的閘極端G電壓增加，不過由 於場效電晶體Q4的源極端S串接有至少二個串接二極體 (Du、Du)，如此，若是要讓場效電晶體…導通，則閘極端 G電壓需大於場效電晶體Q4的夾止電壓乂了與至少二個串接 一極體（Dn、Di2 )的順向偏壓Vd之總和。 ⑧ M285800 Μ其Τ π，皿下，因為漏電流iDSS增加所造成電晶體仏 I:二、尚笫：J與集極電$ ic3相繼增加。不過，集極電流 鈇丨二=阻R“所產生場效電晶體Q4的閉極端G電壓仍 於『效電晶體Q4的夾止電壓^與至少二個串接二極體 『電晶體Q4也不會產生誤動作而導通，讓供 可以很穩定的工作，而不受到高溫時電晶體漏電流影響。 …淮以上所述，僅為本創作最佳之一的具體實施例之詳 細說明與圖式，惟本創作之特徵並*侷限於此，並非用以限 制本:IH乍本創作之戶斤有範圍應以下述之申言青專利範圍為 準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施 例，皆應包含於本創作之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本 創作之領域内，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本 案之專利範圍。 【圖式簡單說明】 • 第一圖為習知供電開關電路的電路示意圖； 第二圖為本創作具有漏電流保護之供電開關電路示意圖；及 第二圖為本創作使用於一電子裝置之電路示意圖。 【主要元件符號說明】 電子裝置10 供電開關電路20 第一開關單元30 M285800 第二開關單元40 微處理器50 負載 60、90、92 穩壓器70 第三開關單元80 控制器91 電壓箝位單元93 分壓電路單元94

Claims (1)

1. M285800 九、申請專利範圍： 1.-種具有漏電流保護之供電開關電路，係使用於—電 ^中’可在高溫環境下防止漏電流所造成的誤動作，包括 有· -：曰=，具有一射極端、—基極端及一集極端，該射 ，連接到-電壓源’集極端連接到一負載，該基極 化係接收一觸發訊號； -場效電晶體，具有一汲極端、一源極端及一閘極端， 該沒極端透過-第一電阻連接到該電晶體的基極 端，該閘極端透過一第二電阻連接到該電晶體之該隼 極端，透過-第三電阻連接到一參考端；丨 ^ 至少二個串接二極體’連接到該場效電晶體之源極端與 該參考端。 〃 專利範圍f 1項所述之具有漏電流保護之供電開 其中該第二電阻與該第三電阻串接組成一分： 3 Hi專利範圍帛1項所述之具有漏電流保護之供電開 進一步包括有-電容並接於該電晶體之射極端： 專利祀圍第1項所述之具有漏電流保護之供電開 端與基極端。 »四電卩且賴㈣“體之射極 5m麵1項所述之具有漏電流保護之供電開 關電路’其中該電晶體為_PNPt晶體。晃開 •如申請專利範㈣1項所述之具有漏電流保護之供電開 12 M285800 關電路’其t該場效電晶體為—n通道場效電晶體。 7.種具有漏電流保護之供電開關電路，係使用於一電 置中，可在高溫環境漏電賴造成的㈣作，包括、 有·· 一電晶體，其導通受控於一觸發訊號； -電路單元，連接到該電晶體，係根據該電晶體之 • ¥通電流，以輸出一控制偏愿； •龜 一，效電晶體，連接於該電晶體與該分壓電路單元，該 場效電晶體的導通係受控於該控制偏壓，並用以^ 該電晶體導通，·及 -電屢箝位單元’連接於該場效電晶體，提供一參考電 壓，用以提高該場效電晶體導通的電壓準位； ^中，該場效電晶體的導通，係於該控制偏壓大於該 場效電晶體的導通電壓與該參考電壓之和。 如申明專利範圍第7項所述之具有漏電流保護之供電 鲁 關電路，其中該電晶體為一 PNP電晶體。 9·^申晴專利範圍帛7項所述之具有漏電流保護之供電開 •關電路，其中該場效電晶體為一 N通道場效電晶體。 1〇·關如申請專利範圍第7項所述之具有漏電流保護之供電開 電路，其中該場效電晶體透過一第一電阻連接於該電晶 U·如申請專利_第7項所述之具有漏電流 ^路’其中該分壓電路衫由-第二電阻與—第三= 爭接組成。 13 M285800 12·如申請專利範園 關電路，進一步勺 項所述之具有漏電流保護之供電開 基極端。 匕有一電容並接於該電晶體之射極端與 13·如申請專利範 開關電路，進一 極端與基極端。 圍第7項所述之具有漏電流保護之供電 步包括有一第四電阻並接於該電晶體之射

   14·如申請專利範圍第7項所述之具有漏電流保護之供電開 關電路，其中該電壓箝位單元可由至少二個二極體串組