專利名稱：過功率保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種過功率保護裝置，特別是涉及一種應用于電源供應器的過功率保護裝置。
背景技術：
目前各種的電源供應器已經能夠提供穩定調整的電壓與電流。為了符合安規(safety)的考慮，電源供應器仍必須提供過功率保護功能，以確保在過載、短路與反饋開路等誤動作發生期間，通過限制輸出功率以達到保護電源供應器本身與電源系統端。
請參考圖1，為公知的電源供應器示意圖。電源供應器至少包含有一變壓器T1、一驅動信號控制單元14、一驅動信號產生單元10、一振蕩器12及一功率開關Q1。變壓器T1一次側切換電流IP流過的電流感測電阻RS上產生一電流感測信號VCS，同時從電源供應器的輸出端可以取得一反饋信號VFB。驅動信號控制單元14由一連接單元144、一功率限制比較器146及一PWM比較器148所組成。功率限制比較器146與PWM比較器148的一輸入端同時連接到電流感測電阻RS以取得電流感測信號VCS。功率限制比較器146的另一輸入端則連接一最大功率信號VLMT，PWM比較器148的另一輸入端則連接電源供應器的輸出端以取得反饋信號VFB。當電流感測信號VCS大于最大功率信號VLMT時，功率限制比較器146輸出端輸出一過電流信號OC，并且，當電流感測信號VCS大于反饋信號VFB時，PWM比較器148輸出一反饋控制信號CNTR。過電流信號OC與反饋控制信號CNTR通過連接單元144用以輸出一清除信號CLR。
驅動信號產生器10接收振蕩器12輸出的頻率信號CLK與驅動信號控制單元14輸出的清除信號CLR，進而產生一驅動信號VPWM作為控制功率開關Q1的切換。
驅動信號控制單元14根據電流感測信號VCS高于反饋信號VFB時輸出的反饋控制信號CNTR，或電流感測信號VCS高于最大功率信號VLMT時輸出的過電流信號OC，進而調整改變清除信號CLR的輸出，以控制驅動信號產生器10周期性地停用驅動信號VPWM，讓電源供應器的輸出得到穩定調整，并且也將限制電源供應器的一次側電流與最大輸出功率。
然而，在實際的應用上，如打印機與掃描儀等的電源供應器，在啟動瞬間必須供應較大的輸出功率以提供馬達的啟動轉矩，此時切換式控制器經常誤判為過電流與過功率的誤動作發生，而使得電源供應器進行不適當的保護動作。公知的電源供應器為了符合這些具有馬達特性的負載要求，在設計最大輸出功率時，往往必須采用過規格的設計。也就是說，公知的電源供應器必須提供峰值功率，并且持續一段特定時間給這些具有馬達特性的負載，而該峰值功率又常常是最大輸出功率的倍數以上，造成主要功率開關與一些耐壓耐流組件必須提升電壓與電流應力，進而使得成本提高。因此，如何提供電源供應器作適當的保護，并且避免誤動作狀況的誤判，實為重要的課題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種過功率保護裝置，應用于電源供應器中，通過不同的比較電平確認電源供應器可能有過載、短路或反饋開路等誤動作產生，再經由累進計數誤動作發生的持續時間，當發生的持續時間到達一默認值，本發明過功率保護裝置可以提供周期性截止或閂鎖截止電源供應器的驅動信號，以進行保護動作。
為了達到上述目的，本發明提供了一種過功率保護裝置，使用于一電源供應器中，取得一感測信號，括有一振蕩器，輸出一頻率信號；一過功率信號擷取比較單元，擷取該感測信號并將之與一臨界信號進行比較運算，用以輸出一保護信號；一累進觸發單元，連接于該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，輸出一截止信號；一閂鎖單元，連接于該累進觸發單元，接收該截止信號，輸出一閂鎖信號；一驅動信號產生單元，連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該頻率信號與該閂鎖信號，該閂鎖信號用以停止輸出一驅動信號到一功率開關；及一驅動信號控制單元，連接于該驅動信號產生單元，接收該感測信號與一第二臨界信號，當該感測信號上升到該第二臨界信號時，驅動信號控制單元輸出一清除信號到該驅動信號產生單元，用以截止該驅動信號到該功率開關；其中，該累進觸發單元累進計數該保護信號，等該保護信號的計數到達一默認值后，該閂鎖單元控制該驅動信號產生單元，用以閂鎖截止該驅動信號到該功率開關。
根據本發明的構思，該過功率保護裝置進一步包括有一重置單元連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該頻率信號與該閂鎖信號，并于接收該閂鎖信號后一設定時間內，輸出一重置信號到該閂鎖單元，用以進行重置該閂鎖單元。
根據本發明的構思，該重置單元進一步連接一供應電壓，根據該電源供應器重新啟動電源后接收一低電壓信號，以輸出一重置信號到該閂鎖單元，用以進行重置該閂鎖單元。
根據本發明的構思，該過功率信號擷取比較單元為一電流比較器，比較運算一第一臨界信號與一電流感測信號，用以輸出一第一保護信號到該累進觸發單元。
根據本發明的構思，該過功率信號擷取比較單元為一電壓比較器，比較運算一第三臨界信號與一電壓反饋感測信號，用以輸出一第二保護信號到該累進觸發單元。
根據本發明的構思，該過功率信號擷取比較單元包括有一電流比較器，比較運算一第一臨界信號與一電流感測信號，用以輸出一第一保護信號；一電壓比較器，比較運算一第三臨界信號與一電壓反饋感測信號，用以輸出一第二保護信號；及一連接單元，連接于該電流比較器、該電壓比較器與該累進觸發單元，將該第一保護信號與該第二保護信號傳送到該累進觸發單元。
根據本發明的構思，該累進觸發單元包括有一維持單元，連接至該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，用以延遲該保護信號的狀態，并輸出一上下信號；及一上下計數單元，連接至該維持單元與該振蕩器，接收該上下信號與該頻率信號以進行計數運算，并于向下計數結束時停止計數，于向上計數結束時輸出該截止信號。
根據本發明的構思，該上下計數單元，根據該上下信號的啟用而向上計數，并根據該上下信號的停用而向下計數。
根據本發明的構思，該累進觸發單元，包括有一維持單元，連接至該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，用以延遲該保護信號的狀態，并輸出一上下信號；一切換開關，連接至該維持單元，接收該上下信號，并根據該保護信號是否啟用而輸出導通或截止狀態；一可變電容，通過該切換開關連接至一充電電流源，依據該切換開關的導通狀態取得一充電電流，用以輸出一充電電壓，該可變電容并通過該切換開關連接至一放電電流源，該放電電流源依據該切換開關的截止狀態，提供一放電電流，用以對該可變電容進行放電；及一延遲比較器，連接至該可變電容與一第四臨界信號，通過比較該充電電壓與該第四臨界信號，并于該充電電壓大于該第四臨界信號時產生該截止信號。
本發明過功率保護裝置包括有一振蕩器輸出一頻率信號，同時，使用一過功率信號擷取比較單元擷取一感測信號與一臨界信號，經比較運算感測信號與臨界信號后，輸出一保護信號。保護信號被傳送到一累進觸發單元。累進觸發單元累進計數該保護信號，等該保護信號的計數到達一默認值后，即輸出一截止信號到一閂鎖單元，閂鎖單元產生一閂鎖信號到一驅動信號產生單元，用以停止輸出驅動信號到功率開關。
本發明過功率保護裝置不僅提供電源供應器于不同的誤動作(過載、短路與反饋開路等)發生時，促使電源供應器產生保護動作，更可通過累進計數誤動作發生的持續時間，用以避免負載端于特定時間內需較大額定輸出功率時進行不當的保護。因此本發明過功率保護電路實可提供電源供應最完備的保護方案。
以上的概述與接下來的詳細說明皆為示范性質，是為了進一步說明本發明的專利的保護范圍。而有關本發明的其它目的與優點，將在后續的說明與附圖加以闡述。
圖1為公知的電源供應器示意圖；圖2為本發明電路架構示意圖；圖3為本發明第一實施例電路方塊示意圖；圖4為本發明電路波形示意圖；圖5為本發明第二實施例電路方塊示意圖；圖6為本發明第三實施例電路方塊示意圖；圖7為本發明累進觸發單元的一實施例電路方塊示意圖；
圖8為本發明累進觸發單元的另一實施例電路方塊示意圖；及圖9為本發明的重置單元電路方塊示意圖。
其中，附圖標記說明如下公知變壓器T1驅動信號產生單元10振蕩器12驅動信號控制單元14連接單元144 功率限制比較器146PWM比較器148切換電流IP感測電阻RS電流感測信號VCS反饋信號VFB最大功率信號VLMT過電流信號OC反饋控制信號CNTR脈信號CLK 驅動信號VPWM功率開關Q1供應電壓VIN清除信號CLR本發明閂鎖單元21 振蕩器22過功率信號擷取比較單元23重置單元24驅動信號控制單元25 累進觸發單元28電流感測信號VCS電壓反饋感測信號VFB第二臨界信號VT2重置信號RST驅動信號產生單元10a 頻率信號CLK驅動信號VPWM功率開關Q1保護信號SPT截止信號SOFF閂鎖信號LATCH 供應電壓VDD電流比較器231 第一臨界信號VT1第一保護信號SPT1電壓比較器232第三臨界信號VT3第二保護信號SPT2連接單元233 上下計數單元282維持單元284 D型觸發器2842、2844第四臨界信號VT4切換開關283
可變電容285 延遲比較器287充電電流源288 放電電流源289晶體管2401、2402、2403、2412、2414反相器2404、2405、2417電容2413定電流源2411NAND門2415、2416定時器2418清除信號CLR具體實施方式
請參考圖2，為本發明電路架構示意圖。本發明過功率保護裝置使用于電源供應器中，包括有一過功率信號擷取比較單元23擷取一感測信號并將之與一臨界信號進行比較運算，用以產生一保護信號SPT；一累進觸發單元28連接于過功率信號擷取比較單元23與一振蕩器22，根據一頻率信號CLK用來接收保護信號SPT，以累進計數保護信號SPT，保護信號SPT的計數到達一默認值后，累進觸發單元28會輸出一截止信號SOFF；一閂鎖單元21連接于累進觸發單元28，接收截止信號SOFF，輸出一閂鎖信號LATCH；一驅動信號產生單元10a連接于閂鎖單元21與振蕩器22，接收頻率信號CLK與閂鎖信號LATCH，用以停止輸出一驅動信號VPWM到一功率開關Q1以達到過功率保護；及一驅動信號控制單元25連接于驅動信號產生單元10a，接收一電流感測信號VCS、一電壓反饋感測信號VFB與一第二臨界信號VT2，第二臨界信號VT2為電源供應器最大輸出功率的限制值。當電流感測信號VCS上升到第二臨界信號VT2時或當電流感測信號VCS上升到電壓反饋感測信號VFB時，驅動信號控制單元25會輸出一清除信號CLR到驅動信號產生單元10a，用以周期性截止驅動信號VPWM到功率開關Q1，以達到過功率保護。
再參考圖2，其中本發明過功率保護裝置進一步包括有一重置單元24連接于一供應電壓VDD、閂鎖單元21與振蕩器22，接收頻率信號CLK與閂鎖信號LATCH，并于接收閂鎖信號LATCH后一設定時間內，輸出一重置信號RST到閂鎖單元21，用以重置閂鎖單元21的輸出。重置單元24進一步連接一供應電壓VDD，并于供應電壓VDD提供的電壓量不足時，接收一低電壓信號，以輸出重置信號RST到閂鎖單元21。
配合圖2，圖3為本發明第一實施例電路方塊示意圖。其中該過功率信號擷取比較單元23為一電流比較器231，電流比較器231的一輸入端接收一第一臨界信號VT1，另一輸入端接收一電流感測信號VCS，比較運算第一臨界信號VT1與電流感測信號VCS，用以輸出一第一保護信號SPT1到累進觸發單元28。
當電源供應器需提供高功率輸出時，電流感測信號VCS的值也會相對的提高，因此在本第一實施例中利用此對應關系，使用一電流比較器231作為過功率信號擷取比較單元23，同時設計第一臨界信號VT1的值來調整電源供應器輸出功率的臨界限制。當電流感測信號VCS的值大于第一臨界信號VT1時，電流比較器231會輸出第一次的第一保護信號SPT1到該累進觸發單元28，此時累進觸發單元28則進行第一保護信號SPT1的累進計數，當第一保護信號SPT1計數到達一默認值后，即輸出一截止信號SOFF到該閂鎖單元21，以對驅動信號產生單元10a進行閂鎖，使得驅動信號產生單元10a停止輸出驅動信號VPWM到功率開關Q1，以避免負載端于特定時間內需較大額定輸出功率時進行不當的保護，達到電源供應器實際的過功率保護。配合圖3，圖4為本發明電路波形示意圖。于電源供應器提供輸出功率給負載使用時，驅動信號產生單元10a會輸出高電位的驅動信號VPWM使功率開關Q1導通，所以在時間T1～T2時，電流感測信號VCS會漸漸增加。在時間T2時，電流感測信號VCS會頂到第一臨界信號VT1，此時電流比較器231輸出一低電位的第一保護信號SPT1到累進觸發單元28。接著，累進觸發單元28開始進行累進計數的動作，以準備對驅動信號產生單元10a進行閂鎖。
再則，于時間T2～T3時，驅動信號VPWM使功率開關Q1繼續導通，電流感測信號VCS繼續上升，并于時間T3時，電流感測信號VCS會頂到第二臨界信號VT2，此時驅動信號控制單元25會輸出低電位的過功率信號OC，同時也輸出低電位的清除信號CLR到驅動信號產生單元10a，使驅動信號VPWM為低電位，進而使功率開關Q1截止(時間T3～T4)，以提供周期性截止驅動信號VPWM到功率開關Q1。
上述說明中，本發明第一實施例在電源供應器提供輸出功率給負載使用時，通過周期性的電流感測信號VCS頂到第一臨界信號VT1的持續時間到達累進觸發單元28的默認值后，本發明過功率保護裝置即會停止輸出驅動信號VPWM到功率開關Q1，以達到電源供應器實際的過功率保護。
配合圖2，圖5為本發明第二實施例電路方塊示意圖。其中該過功率信號擷取比較單元23為一電壓比較器232，電壓比較器232的一輸入端接收一第三臨界信號VT3，另一輸入端接收一電壓反饋感測信號VFB，比較運算該第三臨界信號VT3與該電壓反饋感測信號VFB，用以輸出一第二保護信號SPT2到該累進觸發單元28。
當電源供應器需提供高功率輸出時，電壓反饋感測信號VFB的值也會相對的提高，因此在本第二實施例中利用此對應關系，使用一電壓比較器232，同時設計該第三臨界信號VT3的值來調整電源供應器輸出功率的臨界限制。當電壓反饋感測信號VFB的值大于第三臨界信號VT3時，電壓比較器232會輸出第一次的第二保護信號SPT2到該累進觸發單元28，此時累進觸發單元28則進行第二保護信號SPT2的累進計數。當第二保護信號SPT2計數到達一默認值后，即輸出一截止信號SOFF到該閂鎖單元21，以對驅動信號產生單元10a進行閂鎖，使得驅動信號產生單元10a停止輸出驅動信號VPWM到功率開關Q1，以避免負載端于特定時間內需較大額定輸出功率時進行不當的保護，達到電源供應器實際的過功率保護。
上述說明中，本發明第二實施例在電源供應器提供輸出功率給負載使用時，通過周期性的電壓反饋感測信號VFB頂到第三臨界信號VT3的持續時間到達累進觸發單元28的默認值后，本發明過功率保護裝置會停止輸出驅動信號VPWM到功率開關Q1，以達到電源供應器實際的過功率保護。再則，本發明第二實施例的電路動作原理及其波形，其與第一實施例比較，僅在累進觸發單元28接收的保護信號SPT來源不同外，其余皆相同，在此不加贅述。
配合圖2，圖6為本發明第三實施例電路方塊示意圖。其中該過功率信號擷取比較單元23為一電流比較器231、一電壓比較器232與一連接單元233所連接組成。電流比較器231比較運算一第一臨界信號VT1與一電流感測信號VCS，用以產生一第一保護信號SPT1；電壓比較器232比較運算一第三臨界信號VT3與一電壓反饋感測信號VFB，用以產生一第二保護信號SPT2；連接單元233連接于該電流比較器231、該電壓比較器232與該累進觸發單元28，將該第一保護信號SPT1與該第二保護信號SPT2傳送到該累進觸發單元28。
當電源供應器需提供高功率輸出時，電流感測信號VCS與電壓反饋感測信號VFB的值也會相對的提高，因此在本第三實施例中利用此對應關系，使用一由電流比較器231、電壓比較器232與連接單元233所組成的過功率信號擷取比較單元23，同時設計該第一臨界信號VT1與該第三臨界信號VT3的值來調整電源供應器輸出功率的臨界限制。
當電流感測信號VCS的值大于第一臨界信號VT1，電流比較器231產生第一保護信號SPT1；或當電壓反饋感測信號VFB的值大于第三臨界信號VT3時，電壓比較器232也會產生第二保護信號SPT2。第一保護信號SPT1與第二保護信號SPT1通過連接單元233形成保護信號SPT，然后被傳送到該累進觸發單元28，此時累進觸發單元28則進行保護信號SPT的累進計數。當保護信號SPT計數到達一默認值后，即輸出一截止信號SOFF到該閂鎖單元21，以對驅動信號產生單元10a進行閂鎖，使得驅動信號產生單元10a停止輸出驅動信號VPWM到功率開關Q1，以避免負載端于特定時間內需較大額定輸出功率時進行不當的保護，達到電源供應器實際的過功率保護。
上述說明中，本發明第三實施例在電源供應器提供輸出功率給負載使用時，通過周期性的電流感測信號VCS頂到第一臨界信號VT1的持續時間與電壓反饋感測信號VFB頂到第三臨界信號VT3的持續時間來判斷電源供應器是否有過功率的現象，若是持續時間到達累進觸發單元28的默認值后，本發明過功率保護裝置會停止輸出驅動信號VPWM到功率開關Q1，以達到電源供應器實際的過功率保護。
配合圖2，圖7為本發明累進觸發單元的一實施例電路方塊示意圖。累進觸發單元28包括有一維持單元284連接至過功率信號擷取比較單元23與振蕩器22，接收保護信號SPT與頻率信號CLK，用以延遲保護信號SPT的狀態，并輸出一上下信號UP/DOWN。一上下計數單元282連接至維持單元284與振蕩器22，接收上下信號UP/DOWN與頻率信號CLK以進行計數運算。上下計數單元282根據上下信號UP/DOWN的啟用(ON)而使得上下計數單元282可向上計數，并根據上下信號UP/DOWN的停用(OFF)而使得上下計數單元282可向下計數，并于向下計數結束時停止計數，于向上計數結束時輸出高電位的截止信號SOFF。其中，頻率信號CLK用以決定驅動信號VPWM的切換頻率與維持單元284的維持時間。
上述說明中的維持單元284由兩個D型觸發器2842與2844來實現，當維持單元284接收到低電位的保護信號SPT時。為了防止接收到瞬間的接地彈跳(ground bounce)或切換突波(switching spike)的噪聲，維持單元284需要配合振蕩器22產生的頻率信號CLK，用來延遲保護信號SPT的狀態，并輸出高電位的上下信號UP/DOWN。
配合圖2，圖8為本發明累進觸發單元的另一實施例電路方塊示意圖。在此實施例中，累進觸發單元28由一維持單元284連接至過功率信號擷取比較單元23與振蕩器22，以接收保護信號SPT與頻率信號CLK，用以延遲保護信號SPT的狀態，并輸出一上下信號UP/DOWN。一切換開關283連接至維持單元284，根據保護信號SPT的是否啟用，受控于維持單元284輸出的上下信號UP/DOWN，以輸出導通或截止狀態。一可變電容285通過切換開關283連接至一充電電流源288，依據切換開關283的導通狀態取得一充電電流ICH，用以輸出一充電電壓VCH。一放電電流源289連接于可變電容285，依據切換開關283的截止狀態提供一放電電流IDCH，用以對可變電容285進行放電。一延遲比較器287連接至可變電容285與一第四臨界信號VT4，通過比較充電電壓VCH與第四臨界信號VT4，并于充電電壓VCH大于第四臨界信號VT4時產生截止信號SOFF。
上述說明中的維持單元284由兩個D型觸發器2842與2844來實現，當維持單元284接收到低電位的保護信號SPT時，為了防止接收到瞬間的接地彈跳或切換突波的噪聲，維持單元284需要配合振蕩器22產生的頻率信號CLK，用來延遲該保護信號SPT的狀態，并輸出高電平的上下信號UP/DOWN。
當維持單元284接收到過功率信號擷取比較單元23產生低電位的的保護信號SPT，輸出高電位的上下信號UP/DOWN，致使切換開關283切換至導通狀態。可變電容285通過充電電流源288開始進行充電，當可變電容285上的充電電壓VCH大于第四臨界信號VT4時，延遲比較器287將輸出高電位的截止信號SOFF。
相反地，當過功率信號擷取比較單元23停止保護信號SPT的產生時，切換開關283將切換至截止狀態，此時可變電容285所儲存的充電電壓VCH將通過放電電流源289開始進行放電，并停止輸出截止信號SOFF。由此可知，通過調整可變電容285的電容值將可改變累進計數的持續時間。此外，當過本發明功率保護裝置整合設計于電源供應器的切換式控制器中時，可變電容285可設置于切換式控制器的外部，或通過一個設置于切換式控制器中的固定電容來實現。
再參考圖2，閂鎖單元21可通過一個D型觸發器來實現，其頻率端連接到累進觸發單元28，接收高電平的截止信號SOFF用以輸出低電平的閂鎖信號LATCH。低電平的閂鎖信號LATCH連接至驅動信號產生單元10a中的一D型觸發器(未標示)的D輸入端，使得D型觸發器的D輸入端為低電位，進而使得驅動信號產生單元10a閂鎖截止驅動信號VPWM，以達到閂鎖保護的目的。當電源供應器受到閂鎖保護時，其輸出端所耦接的電子裝置將無法正常運作。
配合圖2，請參考圖9，為本發明的重置單元電路方塊示意圖。本發明過功率保護裝置所使用的重置單元24連接至閂鎖單元21，可以通過兩種方式來達到輸出低電位的重置信號RST，以重置閂鎖單元21。重置單元24可以依據電源供應器的重新啟動電源而使得供應電源VDD重新啟動，來輸出重置信號RST，用以進行重置閂鎖單元21。該重置單元24也可以根據閂鎖信號LATCH產生后一設定時間內，輸出重置信號RST，用以進行重置該閂鎖單元21。
該重置單元24包含彼此串聯連接的晶體管2401、2402與2403所組成的分壓電阻，用以輸出可反映較低的供應電壓VDD的低電壓信號VLV。通過反相器2405，該低電壓信號VLV控制晶體管2412的導通或截止。一旦可以獲得供應電壓VDD，并且晶體管2412為截止狀態，定電流源2411對重置電容2413進行充電。兩個NAND門2415與2416組成一SR緩存器。NAND門2415與2416的第一輸入端分別連接到NAND門2416與2415的輸出端。NAND門2416的第二輸入端連接到重置電容2413。通過反相器2404，NAND門2415的第二輸入端連接到振蕩器22的頻率信號CLK。在NAND門2415的輸出端，依據重置電容2413上的低電位產生低電位的重置信號RST。當重置電容2413充電到高電位后，重置信號RST為停用，并且產生頻率信號CLK。重置電容2413的電容值與定電流源2411的電流值決定重置信號RST的脈波寬度。
重置單元24又包含晶體管2414、反相器2417與定時器2418。晶體管2414與重置電容2413并聯連接，用以對重置電容2413進行放電。定時器2418的輸出端控制晶體管2414的導通或截止。定時器2418的頻率端連接到頻率信號CLK，依照頻率信號CLK的時間基準用以產生該時間延遲。通過反相器2417，定時器2418的重置端連接到閂鎖信號LATCH，依據閂鎖信號LATCH的停用(高電位)，定時器2418的重置端為低電位，定時器2418的輸出為低電位，晶體管2414為截止。一旦閂鎖信號LATCH為啟用(低電位)，定時器2418的重置端為高電位，定時器2418也將為啟用。當定時器2418達到它的設定時間，定時器2418的輸出為高電位，晶體管2414將導通來對重置電容2413進行放電，并且產生重置信號RST來重置閂鎖單元21。
綜上所述，本發明過功率保護裝置不僅提供電源供應器于不同的誤動作(過載、短路與反饋開路等)發生時，促使電源供應器產生保護動作，更可通過累進計數誤動作發生的持續時間，用以避免負載端于特定時間內需較大額定輸出功率時進行不當的保護。因此本發明過功率保護電路實可提供電源供應最完備的保護方案。
以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例的詳細說明與附圖，但本發明的特征并不局限于此，并非用以限制本發明，本發明的所有范圍應以所附的權利要求書為準，凡合于本發明精神與其類似變化的實施例，皆應包含于本發明的范疇中，任何熟悉該項技術者在本發明的領域內，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本發明的權利要求書中。
權利要求
1.一種過功率保護裝置，使用于一電源供應器中，取得一感測信號，其特征是包括有一振蕩器，輸出一頻率信號；一過功率信號擷取比較單元，擷取該感測信號并將之與一臨界信號進行比較運算，用以輸出一保護信號；一累進觸發單元，連接于該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，輸出一截止信號；一閂鎖單元，連接于該累進觸發單元，接收該截止信號，輸出一閂鎖信號；一驅動信號產生單元，連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該頻率信號與該閂鎖信號，該閂鎖信號用以停止輸出一驅動信號到一功率開關；及一驅動信號控制單元，連接于該驅動信號產生單元，接收該感測信號與一第二臨界信號，當該感測信號上升到該第二臨界信號時，驅動信號控制單元輸出一清除信號到該驅動信號產生單元，用以截止該驅動信號到該功率開關；其中，該累進觸發單元累進計數該保護信號，等該保護信號的計數到達一默認值后，該閂鎖單元控制該驅動信號產生單元，用以閂鎖截止該驅動信號到該功率開關。
2.如權利要求1所述的過功率保護裝置，其特征是進一步包括有一重置單元連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該頻率信號與該閂鎖信號，并于接收該閂鎖信號后一設定時間內，輸出一重置信號到該閂鎖單元，用以進行重置該閂鎖單元。
3.如權利要求2所述的過功率保護裝置，其特征是該重置單元進一步連接一供應電壓，根據該電源供應器重新啟動電源后接收一低電壓信號，以輸出一重置信號到該閂鎖單元，用以進行重置該閂鎖單元。
4.如權利要求1所述的過功率保護裝置，其特征是該過功率信號擷取比較單元為一電流比較器，比較運算一第一臨界信號與一電流感測信號，用以輸出一第一保護信號到該累進觸發單元。
5.如權利要求1所述的過功率保護裝置，其特征是該過功率信號擷取比較單元為一電壓比較器，比較運算一第三臨界信號與一電壓反饋感測信號，用以輸出一第二保護信號到該累進觸發單元。
6.如權利要求1所述的過功率保護裝置，其特征是該過功率信號擷取比較單元包括有一電流比較器，比較運算一第一臨界信號與一電流感測信號，用以輸出一第一保護信號；一電壓比較器，比較運算一第三臨界信號與一電壓反饋感測信號，用以輸出一第二保護信號；及一連接單元，連接于該電流比較器、該電壓比較器與該累進觸發單元，將該第一保護信號與該第二保護信號傳送到該累進觸發單元。
7.如權利要求1所述的過功率保護裝置，其特征是該累進觸發單元包括有一維持單元，連接至該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，用以延遲該保護信號的狀態，并輸出一上下信號；及一上下計數單元，連接至該維持單元與該振蕩器，接收該上下信號與該頻率信號以進行計數運算，并于向下計數結束時停止計數，于向上計數結束時輸出該截止信號。
8.如權利要求7所述的過功率保護裝置，其特征是該上下計數單元，根據該上下信號的啟用而向上計數，并根據該上下信號的停用而向下計數。
9.如權利要求1所述的過功率保護裝置，其特征是該累進觸發單元包括有一維持單元，連接至該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，用以延遲該保護信號的狀態，并輸出一上下信號；一切換開關，連接至該維持單元，接收該上下信號，并根據該保護信號是否啟用而輸出導通或截止狀態；一可變電容，通過該切換開關連接至一充電電流源，依據該切換開關的導通狀態取得一充電電流，用以輸出一充電電壓，該可變電容并通過該切換開關連接至一放電電流源，該放電電流源依據該切換開關的截止狀態，提供一放電電流，用以對該可變電容進行放電；及一延遲比較器，連接至該可變電容與一第四臨界信號，通過比較該充電電壓與該第四臨界信號，并于該充電電壓大于該第四臨界信號時產生該截止信號。
全文摘要
本發明提供一種過功率保護裝置，包括有一振蕩器，輸出一頻率信號；一過功率信號擷取比較單元，用以輸出一保護信號；一累進觸發單元，連接于該過功率信號擷取比較單元與該振蕩器，接收該保護信號與該頻率信號，輸出一截止信號；一閂鎖單元，連接于該累進觸發單元，接收該截止信號，輸出一閂鎖信號；一驅動信號產生單元，連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該頻率信號與該閂鎖信號，該閂鎖信號用以停止輸出一驅動信號到一功率開關；及一驅動信號控制單元，連接于該驅動信號產生單元，接收該感測信號與一第二臨界信號，當該感測信號上升到該第二臨界信號時，驅動信號控制單元輸出一清除信號到該驅動信號產生單元，以截止該驅動信號到該功率開關。
文檔編號H02H7/122GK1845412SQ200510062700
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月7日 優先權日2005年4月7日
發明者楊大勇 申請人:崇貿科技股份有限公司