一种可承受高尖峰电流特性的负载的电源转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]—种电源转换电路，特别是一种用于具有高尖峰负载特性的装置的电源转换电路。
【背景技术】
[0002]硬盘(Hard Disk)是现今各式计算机非常重要的数据储存载体，随着技术发展硬盘的容量也日渐提高。而硬盘相较于光盘具有大容量且传输方便的优点，因此行动硬盘成为现今一种非常常见的装置。
[0003]而行动硬盘中3.5时的硬盘因为容量大及耐用性佳，故也有不少爱用者。然而3.5时的硬盘因为体积较大且耗电，除了 USB接头的5V电压，还需要额外输入约12V的电压来启动马达，3.5时硬盘才能运作。因此，许多3.5时的行动硬盘都需要携带额外电源供应器来提供电源，从而让使用者于携带上造成不便。另外，当USB接头输出较高电流来驱动马达时，USB接头的输出电压便会降低，此时可能发生输出电流虽足以驱动马达，但输出电压却不足够启动行动硬盘中的启动电路，导致行动硬盘仍无法正常运转。
[0004]为了解决上述的问题，专利申请号101135837提出了以下的解决方案:在外壳内部加装一个电池，并且由电池来供应硬盘启动瞬间所需要的能量。此一方法虽然可让3.5时行动硬盘不需要使用额外的电源供应器，但是却需要一个容量与体积较大、并具低内阻特性的电池，而这类电池的成本也较高。
[0005]因此，要如何让3.5时硬盘只使用USB的5V而不需要外接电源，且能够用较低成本的方式启动，便是本领域具通常知识者值得去思量地。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种电源转换电路，并装置于一个具有高尖峰电流
[0007]负载特性的装置，使该电源转换电路不再需要更大的输入电源来启动具有高尖峰电流负载特性的该装置，可降低电源转换电路与储能组件的整体成本。
[0008]基于上述目的与其他目的，本发明提供一种电源转换电路，连接于一外部电源与至少一具尖峰电流负载特性的装置之间，电源转换电路包括:一升压电路、一控制电路、一储能组件、一充电电路、及一放电电路。电流传感器连接于外部电源的一输出端，适于传感外部电源的输出电流。升压电路的一输入端连接于外部电源，且升压电路的一输出端电性连接于该具尖峰电流负载特性的装置。控制电路与该升压电路并联，该控制电路适于传感该外部电源的输出电压，该控制电路中具有一第一电压默认值与一电流默认值。充电电路的一输入端连接于升压电路的一输出端。放电电路的一输出端电性连接于具尖峰电流负载特性的装置。储能组件的一输出端连接放电电路之一输入端与该充电电路的一输出端。其中，当该外部电源的输出电流大于该电流默认值或该外部电源的输出电压小于该电压默认值，该控制电路将该升压电路的输出电压降低至小于该储能组件的输出电压。而电源转换器在限制输出功率的情况下，负载瞬间所需能量的不足处，则由储能组件补充供给。
[0009]上述的电源转换电路，还包括第一开关组件，第一开关组件的一输入端连接于外部电源。储能组件的一输出端连接于第一开关组件。充电电路的一输入端连接于升压电路的一输出端，且充电电路的一输出端连接于第一开关组件。放电电路的一输入端连接于第一开关组件，且放电电路的一输出端电性连接于具尖峰电流负载特性的装置。其中，当外部电源的输出电压为0时，第一开关组件呈断路，当外部电源输入电压至电源转换电路时，第一开关组件呈导通。
[0010]上述的电源转换电路，还包括至少一开关电路模块，开关电路模块包括一第二开关组件与一监控电路，其中第二开关组件是电性连接于升压电路与具尖峰电流负载特性的装置间，且监控电路则是电性连接于升压电路与第二开关组件间，当升压电路的输出电压超出一第二电压预定值，第二开关组件呈导通。
[0011]上述的电源转换电路，其中监控电路设定一预定时间，当电源转换电路接受外部电源的供应电源后经过预定时间，第二开关组件导通。
[0012]本发明还提供一种电源转换电路，连接于一外部电源与至少一具尖峰电流负载特性的装置之间，该电源转换电路包括一升压电路、一控制电路、一充电电路、一放电电路、一储能组件及一降压电路。升压电路的一输入端连接于外部电源，且升压电路的一输出端电性连接于该具尖峰电流负载特性的装置。控制电路与该升压电路并联，该控制电路适于传感该外部电源的输出电压，该控制电路中具有一第一电压默认值与一电流默认值。充电电路的一输入端连接于升压电路的一输出端。放电电路的一输出端电性连接于具尖峰电流负载特性的装置。储能组件的一输出端连接放电电路的一输入端该充电电路的一输出端。降压电路的输入端连接到该升压电路的输出端，且该降压电路的输出端则连接到该具尖峰电流负载特性的装置。其中，当该外部电源的输出电流大于该电流默认值或该外部电源的输出电压小于该电压默认值，该控制电路将该升压电路的输出电压降低至小于该储能组件的输出电压。
[0013]上述的电源转换电路，还包括一第一开关组件，该第一开关组件的一输入端连接于该外部电源，且该第一开关组件是连接于该放电电路的该输入端及该充电电路的该输出端，其中，当该外部电源的输出电压为0时，该第一开关组件呈断路，当该外部电源输入电压至该电源转换电路时，该第一开关组件呈导通。
[0014]上述的电源转换电路，还包括至少一开关电路模块，该开关电路模块包括一第二开关组件与一监控电路，其中该第二开关组件是电性连接于该升压电路与该具尖峰电流负载特性的装置间，且该监控电路则是电性连接于该升压电路与该第二开关组件间，当该升压电路的输出电压超出一第二电压默认值，该第二开关组件呈导通。
[0015]上述的电源转换电路，其中该监控电路还能够设定一预定时间，当该电源转换电路接受该外部电源的供应电源后经过该一定时间，该第二开关组件导通。
[0016]上述的电源转换电路，其中该放电电路为二极管或具有开关的放电控制电路。
[0017]上述的电源转换电路，其中充电电路是以定电压定电流充电模式为该储能组件充电。
[0018]上述的电源转换电路，还包括一电流传感器，该电流传感器连接于该外部电源与该升压电路之间，该电流传感器适于感测该外部电源的输出电流。
[0019]为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。
【附图说明】
[0020]图1A所绘视为本发明的电源转换电路的示意图。
[0021]图1B所示为能量补偿模块的细部架构图。
[0022]图1C所示为开关电路模块的细部架构图。
[0023]图1D所示为电源转换电路应用于不具装置控制电路的具尖峰电流负载特性的装置的示意图。
[0024]图2所示为本发明的第二实施例。
[0025]图3A所示为本发明的第三实施例。
[0026]图3B所示为本发明的第四实施例。
[0027]图3C所绘是为本发明的第五实施例。
[0028]图4所绘是为本发明的第六实施例。
【具体实施方式】
[0029]请参阅图1A，图1A所示为本发明的电源转换电路10的示意图。电源转换电路10是连接于一外部电源20与一具尖峰电流负载特性的装置30之间。外部电源20例如为个人计算机的USB输出端，并提供一电压5V的电源。一般而言，USB输出端会有一个标准输出电压范围与输出电流的规范，但USB能够输出的电流会比规范值高出许多，然而随着电流的增加，输出电压也会随之降低。例如USB 3.0标准规范为4.75V?5.25V/0.9A，然而实际上USB3.0可以提供的电流远超过0.9A，具尖峰电流负载特性的装置30在本实施例中例如为3.5时行动硬盘。因此具尖峰电流负载特性的装置30中具有一马达31及一装置控制电路32，马达31是与电源转换电路10连接，装置控制电路32则是与外部电源20连接，当马达31接受12V的输入电压的同时，装置控制电路32也须接受5V的输入电压(也就是由USB输出端提供)，具尖峰电流负载特性的装置30方能启动。
[0030]电源转换电路10包括一升压电路11、一控制电路12、一电流传感器121、一能量补偿模块14。电流传感器121是连接于外部电源20的输出端，电流传感器121适于传感外部电源20的输出电流。升压电路11的输入端是连接于电流传感器121，升压电路11的输出端则连接于具尖峰电流负载特性的装置30中的马达31。当外部电源20输出的5V电压经由升压电路11会被升压到12V?12.6V之间的电压，以对应马达31所需的12V电压。
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