[发明专利]高压电源装置

说明书

本发明提供一种高压电源装置，包括M个第一中压开关、M个第一开关串联组、第二开关串联组及L个第一电流源，M为大于或等于2的整数，且L＝M－1。M个第一开关串联组包括辅助开关串联组及L个偏压开关串联组。M个第一中压开关依序串接在电源电压与高压电源装置的输出端间，且分别受控于M个第一偏压电压以传输电源电压至输出端。各第一开关串联组的第一端耦接电源电压，且第二端产生对应的第一偏压电压。第二开关串联组耦接在辅助开关串联组的第二端与接地电压间且受控于控制信号。各第一电流源耦接在对应的偏压开关串联组的第二端与接地电压间。

技术领域

本发明涉及一种高压装置，尤其涉及一种采用中压开关来传输高压的高压电源装置。

背景技术

理论上，高压开关元件可被使用在高压装置中，以使高压装置可提供负载所需的高电压。然而，相对于中压开关元件来说，高压开关元件的电路面积通常较中压开关元件的电路面积大上许多，且高压开关元件的导通电阻值也较中压开关元件的导通电阻值大。除此之外，高压开关元件的临界电压值较高，速度较慢，且具有较严重的基体效应，致使采用高压开关元件的高压装置的成本较高，效能也较差。

因此，中压开关元件便广泛地应用在高压装置中。然而，高压装置中的中压开关元件可能会承受不了高电压而发生崩溃。除此之外，现行采用中压开关元件的高压装置，其内部的工作电压的范围通常会受到局限，致使输出电压的范围被局限。因此，如何避免高压装置中的中压开关元件因高压而崩溃，且提升高压装置所能正常运作的工作电压的范围，并避免输出电压的电压范围被局限，已是高压装置在设计上的重要课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高压电源装置，其内部的中压开关元件不会因高压电源装置操作在高压的电源电压下而发生崩溃，且可提升高压电源装置可正常运作的电源电压的范围以及其输出电压的范围。

本发明的高压电源装置包括M个第一中压开关、M个第一开关串联组、第二开关串联组以及L个第一电流源。M个第一中压开关依序串接，且串接在电源电压与高压电源装置的输出端之间。M个第一中压开关分别受控于M个第一偏压电压，以将电源电压传输至输出端，其中M为大于或等于二的整数。M个第一开关串联组包括辅助开关串联组以及L个偏压开关串联组，其中M个第一开关串联组中的每一个的第一端耦接电源电压，且M个第一开关串联组的每一个的第二端产生M个第一偏压电压的其中一个，其中L＝M－1。第二开关串联组耦接在辅助开关串联组的第二端与接地电压之间。第二开关串联组用以限制流经辅助开关串联组的电流，且受控于控制信号而启闭，致使辅助开关串联组产生对应的第一偏压电压。L个第一电流源中的每一个耦接在L个偏压开关串联组中的其中一对应者的第二端与接地电压之间，以提供对应的偏压开关串联组运作所需的第一偏压电流。

在本发明的一实施例中，上述的M个第一开关串联组中的每一个包括多个第二中压开关。这些第二中压开关依序串接，且串接在电源电压与对应的第一开关串联组的第二端之间。

在本发明的一实施例中，上述的M个第一开关串联组中的每一个的这些第二中压开关为多个晶体管，其中这些晶体管中的第一级晶体管的源极端耦接电源电压，这些晶体管中的每一个的栅极端与漏极端相耦接并耦接至下一级晶体管的源极端，且这些晶体管中的最后一级晶体管的栅极端与漏极端相耦接并耦接至对应的第一开关串联组的第二端，其中至少部分这些晶体管的基体为彼此共用并耦接至所述至少部分这些晶体管中的一最高电位，且所述至少部分这些晶体管的数量由晶体管的崩溃电压与临界电压来决定。

在本发明的一实施例中，上述的M个第一开关串联组中的每一个的这些第二中压开关为多个二极管，其中这些二极管中的第一级二极管的阳极端耦接电源电压，这些二极管中的每一个的阴极端耦接至下一级二极管的阳极端，且这些二极管中的最后一级二极管的阴极端耦接至对应的第一开关串联组的第二端。