CN100514788C - 过功率保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种过功率保护装置，包括有：振荡器，输出频率信号；过功率信号取样比较单元，用以输出保护信号；累进触发单元，连接于过功率信号取样比较单元与振荡器，接收该保护信号与频率信号，输出截止信号；闩锁单元，连接于累进触发单元，接收该截止信号，输出闩锁信号；驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与振荡器，接收该频率信号与闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出驱动信号到功率开关；及驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收感测信号与第二临界信号，当该感测信号上升到该第二临界信号时，驱动信号控制单元输出清除信号到该驱动信号产生单元，以截止该驱动信号到该功率开关。本发明可提供电源供应最完备的保护方案。

Description

过功率保护装置
技术领域
本发明涉及一种过功率保护装置，特别是涉及一种应用于电源供应器的过功率保护装置。
背景技术
目前各种的电源供应器已经能够提供稳定调整的电压与电流。为了符合安规(safety)的考虑，电源供应器仍必须提供过功率保护功能，以确保在过载、短路与反馈开路等误动作发生期间，通过限制输出功率以达到保护电源供应器本身与电源系统端。
请参考图1，为公知的电源供应器示意图。电源供应器至少包含有一变压器T1、一驱动信号控制单元14、一驱动信号产生单元10、一振荡器12及一功率开关Q1。变压器T1一次侧切换电流IP流过的电流感测电阻RS上产生一电流感测信号VCS，同时从电源供应器的输出端可以取得一反馈信号VFB。驱动信号控制单元14由一连接单元144、一功率限制比较器146及一PWM比较器148所组成。功率限制比较器146与PWM比较器148的一输入端同时连接到电流感测电阻RS以取得电流感测信号VCS。功率限制比较器146的另一输入端则连接一最大功率信号VLMT，PWM比较器148的另一输入端则连接电源供应器的输出端以取得反馈信号VFB。当电流感测信号VCS大于最大功率信号VLMT时，功率限制比较器146输出端输出一过电流信号OC，并且，当电流感测信号VCS大于反馈信号VFB时，PWM比较器148输出一反馈控制信号CNTR。过电流信号OC与反馈控制信号CNTR通过连接单元144用以输出一清除信号CLR。
驱动信号产生器10接收振荡器12输出的频率信号CLK与驱动信号控制单元14输出的清除信号CLR，进而产生一驱动信号VPWM作为控制功率开关Q1的切换。
驱动信号控制单元14根据电流感测信号VCS高于反馈信号VFB时输出的反馈控制信号CNTR，或电流感测信号VCS高于最大功率信号VLMT时输出的过电流信号OC，进而调整改变清除信号CLR的输出，以控制驱动信号产生器10周期性地停用驱动信号VPWM，让电源供应器的输出得到稳定调整，并且也将限制电源供应器的一次侧电流与最大输出功率。
然而，在实际的应用上，如打印机与扫描仪等的电源供应器，在启动瞬间必须供应较大的输出功率以提供马达的启动转矩，此时切换式控制器经常误判为过电流与过功率的误动作发生，而使得电源供应器进行不适当的保护动作。公知的电源供应器为了符合这些具有马达特性的负载要求，在设计最大输出功率时，往往必须采用过规格的设计。也就是说，公知的电源供应器必须提供峰值功率，并且持续一段特定时间给这些具有马达特性的负载，而该峰值功率又常常是最大输出功率的倍数以上，造成主要功率开关与一些耐压耐流组件必须提升电压与电流应力，进而使得成本提高。因此，如何提供电源供应器作适当的保护，并且避免误动作状况的误判，实为重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过功率保护装置，应用于电源供应器中，通过不同的比较电平确认电源供应器可能有过载、短路或反馈开路等误动作产生，再经由累进计数误动作发生的持续时间，当发生的持续时间到达一默认值，本发明过功率保护装置可以提供周期性截止或闩锁截止电源供应器的驱动信号，以进行保护动作。
为了达到上述目的，本发明提供了一种过功率保护装置，使用于一电源供应器中，包括有：一振荡器，输出一频率信号；一过功率信号取样比较单元，取样一电流感测信号与一电压反馈感测信号，并比较该电流感测信号与一第一临界信号，以输出一第一保护信号；以及，比较该电压反馈感测信号与一第三临界信号，以输出一第二保护信号；一累进触发单元，连接于该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号、该第二保护信号及该频率信号，输出一截止信号；一闩锁单元，连接于该累进触发单元，接收该截止信号，输出一闩锁信号；一驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出一驱动信号到一功率开关；及一驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收该电流感测信号、该电压反馈感测信号及一第二临界信号，当该电流感测信号上升到该第二临界信号或该电流感测信号上升到该电压反馈感测信号时，驱动信号控制单元输出一清除信号到该驱动信号产生单元，用以截止该驱动信号到该功率开关；其中，该累进触发单元累进计数该第一保护信号与该第二保护信号，等该第一保护信号与该第二保护信号的计数到达一默认值后，该闩锁单元控制该驱动信号产生单元，用以闩锁截止该驱动信号到该功率开关。
根据本发明的构思，该过功率保护装置进一步包括有一重置单元连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，并于接收该闩锁信号后一设定时间内，输出一重置信号到该闩锁单元，用以进行重置该闩锁单元。
根据本发明的构思，该重置单元进一步连接一供应电压，根据该电源供应器重新启动电源后接收一低电压信号，以输出一重置信号到该闩锁单元，用以进行重置该闩锁单元。
根据本发明的构思，其中该过功率信号取样比较单元包括有：一电流比较器，比较运算该第一临界信号与该电流感测信号，用以输出该第一保护信号；一电压比较器，比较运算该第三临界信号与该电压反馈感测信号，用以输出该第二保护信号；及一连接单元，连接于该电流比较器、该电压比较器与该累进触发单元，将该第一保护信号与该第二保护信号传送到该累进触发单元。
根据本发明的构思，该累进触发单元包括有：一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号、该第二保护信号及该频率信号，用以延迟该第一保护信号与该第二保护信号的状态，并输出一计数信号；及一计数单元，连接至该维持单元与该振荡器，接收该计数信号与该频率信号以进行计数运算，并于向下计数结束时停止计数，于向上计数结束时输出该截止信号。
根据本发明的构思，该计数单元，根据该计数信号的启用而向上计数，并根据该计数信号的停用而向下计数。
根据本发明的构思，该累进触发单元，包括有：一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号、该第二保护信号及该频率信号，用以延迟该第一保护信号与该第二保护信号的状态，并输出一计数信号；一切换开关，连接至该维持单元，接收该计数信号，并根据该第一保护信号与该第二保护信号是否启用而输出导通或截止状态；一可变电容，通过该切换开关连接至一充电电流源，依据该切换开关的导通状态取得一充电电流，用以输出一充电电压，该可变电容连接至一放电电流源与该切换开关，该放电电流源依据该切换开关的截止状态，提供一放电电流，用以对该可变电容进行放电；及一延迟比较器，连接至该可变电容与一第四临界信号，通过比较该充电电压与该第四临界信号，并于该充电电压大于该第四临界信号时产生该截止信号。
本发明过功率保护装置包括有一振荡器输出一频率信号，同时，使用一过功率信号取样比较单元取样一感测信号与一临界信号，经比较运算感测信号与临界信号后，输出一保护信号。保护信号被传送到一累进触发单元。累进触发单元累进计数该保护信号，等该保护信号的计数到达一默认值后，即输出一截止信号到一闩锁单元，闩锁单元产生一闩锁信号到一驱动信号产生单元，用以停止输出驱动信号到功率开关。
根据另一方案，本发明还提供一种过功率保护装置，使用于一电源供应器中，包括有：一振荡器，输出一频率信号；一过功率信号取样比较单元，取样一电流感测信号，并比较该电流感测信号与一第一临界信号，以输出一第一保护信号；一累进触发单元，连接于该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号与该频率信号，输出一截止信号；一闩锁单元，连接于该累进触发单元，接收该截止信号，输出一闩锁信号；一驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出一驱动信号到一功率开关；及一驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收该电流感测信号、一电压反馈感测信号及一第二临界信号，当该电流感测信号上升到该第二临界信号或该电流感测信号上升到该电压反馈感测信号时，驱动信号控制单元输出一清除信号到该驱动信号产生单元，用以截止该驱动信号到该功率开关；其中，该累进触发单元累进计数该第一保护信号，等该第一保护信号的计数到达一默认值后，该闩锁单元控制该驱动信号产生单元，用以闩锁截止该驱动信号到该功率开关。
根据再一方案，本发明还提供一种过功率保护装置，使用于一电源供应器中，包括有：一振荡器，输出一频率信号；一过功率信号取样比较单元，取样一电压反馈感测信号，并比较该电压反馈感测信号与一第三临界信号，以输出一第二保护信号；一累进触发单元，连接于该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第二保护信号与该频率信号，输出一截止信号；一闩锁单元，连接于该累进触发单元，接收该截止信号，输出一闩锁信号；一驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出一驱动信号到一功率开关；及一驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收一电流感测信号、该电压反馈感测信号及一第二临界信号，当该电流感测信号上升到该第二临界信号或该电流感测信号上升到该电压反馈感测信号时，驱动信号控制单元输出一清除信号到该驱动信号产生单元，用以截止该驱动信号到该功率开关；其中，该累进触发单元累进计数该第二保护信号，等该第二保护信号的计数到达一默认值后，该闩锁单元控制该驱动信号产生单元，用以闩锁截止该驱动信号到该功率开关。
本发明过功率保护装置不仅提供电源供应器于不同的误动作(过载、短路与反馈开路等)发生时，促使电源供应器产生保护动作，更可通过累进计数误动作发生的持续时间，用以避免负载端于特定时间内需较大额定输出功率时进行不当的保护。因此本发明过功率保护电路实可提供电源供应最完备的保护方案。
以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的专利的保护范围。而有关本发明的其它目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。
附图说明
图1为公知的电源供应器示意图；
图2为本发明电路架构示意图；
图3为本发明第一实施例电路方块示意图；
图4为本发明电路波形示意图；
图5为本发明第二实施例电路方块示意图；
图6为本发明第三实施例电路方块示意图；
图7为本发明累进触发单元的一实施例电路方块示意图；
图8为本发明累进触发单元的另一实施例电路方块示意图；及
图9为本发明的重置单元电路方块示意图。
其中，附图标记说明如下：
公知：
变压器T1                   驱动信号产生单元10
振荡器12                   驱动信号控制单元14
连接单元144                功率限制比较器146
PWM比较器148               切换电流IP
感测电阻RS                 电流感测信号VCS
反馈信号VFB                最大功率信号VLMT
过电流信号OC               反馈控制信号CNTR
脉信号CLK                  驱动信号VPWM
功率开关Q1                 供应电压VIN
清除信号CLR
本发明：
闩锁单元21                 振荡器22
过功率信号取样比较单元23   重置单元24
驱动信号控制单元25         累进触发单元28
电流感测信号VCS            电压反馈感测信号VFB
第二临界信号VT2            重置信号RST
驱动信号产生单元10a        频率信号CLK
驱动信号VPWM               功率开关Q1
保护信号SPT                截止信号SOFF
闩锁信号LATCH              供应电压VDD
电流比较器231              第一临界信号VT1
第一保护信号SPT1            电压比较器232
第三临界信号VT3            第二保护信号SPT2
连接单元233                计数单元282
维持单元284                D型触发器2842、2844
第四临界信号VT4               切换开关283
可变电容285                   延迟比较器287
充电电流源288                 放电电流源289
晶体管2401、2402、2403、2412、2414
反相器2404、2405、2417
电容2413定电流源2411
NAND门2415、2416             定时器2418
清除信号CLR
具体实施方式
请参考图2，为本发明电路架构示意图。本发明过功率保护装置使用于电源供应器中，包括有：一过功率信号取样比较单元23取样至少一感测信号并将该感测信号与至少一临界信号进行比较运算，用以产生至少一保护信号SPT，其中该临界信号包括一第一临界信号与一第三临界信号，该感测信号包括一电流感测信号与一电压反馈感测信号，该保护信号包括一第一保护信号与一第二保护信号；一累进触发单元28连接于过功率信号取样比较单元23与一振荡器22，根据一频率信号CLK用来接收保护信号SPT，以累进计数保护信号SPT，保护信号SPT的计数到达一默认值后，累进触发单元28会输出一截止信号SOFF；一闩锁单元21连接于累进触发单元28，接收截止信号SOFF，输出一闩锁信号LATCH；一驱动信号产生单元10a连接于闩锁单元21与振荡器22，接收频率信号CLK与闩锁信号LATCH，用以停止输出一驱动信号VPWM到一功率开关Q1以达到过功率保护；及一驱动信号控制单元25连接于驱动信号产生单元10a，接收一电流感测信号VCS、一电压反馈感测信号VFB与一第二临界信号VT2，第二临界信号VT2为电源供应器最大输出功率的限制值。当电流感测信号VCS上升到第二临界信号VT2时或当电流感测信号VCS上升到电压反馈感测信号VFB时，驱动信号控制单元25会输出一清除信号CLR到驱动信号产生单元10a，用以周期性截止驱动信号VPWM到功率开关Q1，以达到过功率保护。
再参考图2，其中本发明过功率保护装置进一步包括有一重置单元24连接于一供应电压VDD、闩锁单元21与振荡器22，接收频率信号CLK与闩锁信号LATCH，并于接收闩锁信号LATCH后一设定时间内，输出一重置信号RST到闩锁单元21，用以重置闩锁单元21的输出。重置单元24进一步连接一供应电压VDD，并于供应电压VDD提供的电压量不足时，接收一低电压信号，以输出重置信号RST到闩锁单元21。
配合图2，图3为本发明第一实施例电路方块示意图。其中该过功率信号取样比较单元23为一电流比较器231，电流比较器231的一输入端接收一第一临界信号VT1，另一输入端接收一电流感测信号VCS，比较运算第一临界信号VT1与电流感测信号VCS，用以输出一第一保护信号SPT1到累进触发单元28。
当电源供应器需提供高功率输出时，电流感测信号VCS的值也会相对的提高，因此在本第一实施例中利用此对应关系，使用一电流比较器231作为过功率信号取样比较单元23，同时设计第一临界信号VT1的值来调整电源供应器输出功率的临界限制。当电流感测信号VCS的值大于第一临界信号VT1时，电流比较器231会输出第一次的第一保护信号SPT1到该累进触发单元28，此时累进触发单元28则进行第一保护信号SPT1的累进计数，当第一保护信号SPT1计数到达一默认值后，即输出一截止信号SOFF到该闩锁单元21，以对驱动信号产生单元10a进行闩锁，使得驱动信号产生单元10a停止输出驱动信号VPWM到功率开关Q1，以避免负载端于特定时间内需较大额定输出功率时进行不当的保护，达到电源供应器实际的过功率保护。配合图3，图4为本发明电路波形示意图。于电源供应器提供输出功率给负载使用时，驱动信号产生单元10a会输出高电位的驱动信号VPWM使功率开关Q1导通，所以在时间T1～T2时，电流感测信号VCS会渐渐增加。在时间T2时，电流感测信号VCS会顶到第一临界信号VT1，此时电流比较器231输出一低电位的第一保护信号SPT1到累进触发单元28。接着，累进触发单元28开始进行累进计数的动作，以准备对驱动信号产生单元10a进行闩锁。
再则，于时间T2～T3时，驱动信号VPWM使功率开关Q1继续导通，电流感测信号VCS继续上升，并于时间T3时，电流感测信号VCS会顶到第二临界信号VT2，此时驱动信号控制单元25会输出低电位的过功率信号OC，同时也输出低电位的清除信号CLR到驱动信号产生单元10a，使驱动信号VPWM为低电位，进而使功率开关Q1截止(时间T3～T4)，以提供周期性截止驱动信号VPWM到功率开关Q1。
上述说明中，本发明第一实施例在电源供应器提供输出功率给负载使用时，通过周期性的电流感测信号VCS顶到第一临界信号VT1的持续时间到达累进触发单元28的默认值后，本发明过功率保护装置即会停止输出驱动信号VPWM到功率开关Q1，以达到电源供应器实际的过功率保护。
配合图2，图5为本发明第二实施例电路方块示意图。其中该过功率信号取样比较单元23为一电压比较器232，电压比较器232的一输入端接收一第三临界信号VT3，另一输入端接收一电压反馈感测信号VFB，比较运算该第三临界信号VT3与该电压反馈感测信号VFB，用以输出一第二保护信号SPT2到该累进触发单元28。
当电源供应器需提供高功率输出时，电压反馈感测信号VFB的值也会相对的提高，因此在本第二实施例中利用此对应关系，使用一电压比较器232，同时设计该第三临界信号VT3的值来调整电源供应器输出功率的临界限制。当电压反馈感测信号VFB的值大于第三临界信号VT3时，电压比较器232会输出第一次的第二保护信号SPT2到该累进触发单元28，此时累进触发单元28则进行第二保护信号SPT2的累进计数。当第二保护信号SPT2计数到达一默认值后，即输出一截止信号SOFF到该闩锁单元21，以对驱动信号产生单元10a进行闩锁，使得驱动信号产生单元10a停止输出驱动信号VPWM到功率开关Q1，以避免负载端于特定时间内需较大额定输出功率时进行不当的保护，达到电源供应器实际的过功率保护。
上述说明中，本发明第二实施例在电源供应器提供输出功率给负载使用时，通过周期性的电压反馈感测信号VFB顶到第三临界信号VT3的持续时间到达累进触发单元28的默认值后，本发明过功率保护装置会停止输出驱动信号VPWM到功率开关Q1，以达到电源供应器实际的过功率保护。再则，本发明第二实施例的电路动作原理及其波形，其与第一实施例比较，仅在累进触发单元28接收的保护信号SPT来源不同外，其余皆相同，在此不加赘述。
配合图2，图6为本发明第三实施例电路方块示意图。其中该过功率信号取样比较单元23为一电流比较器231、一电压比较器232与一连接单元233所连接组成。电流比较器231比较运算一第一临界信号VT1与一电流感测信号VCS，用以产生一第一保护信号SPT1；电压比较器232比较运算一第三临界信号VT3与一电压反馈感测信号VFB，用以产生一第二保护信号SPT2；连接单元233连接于该电流比较器231、该电压比较器232与该累进触发单元28，将该第一保护信号SPT1与该第二保护信号SPT2传送到该累进触发单元28。
当电源供应器需提供高功率输出时，电流感测信号VCS与电压反馈感测信号VFB的值也会相对的提高，因此在本第三实施例中利用此对应关系，使用一由电流比较器231、电压比较器232与连接单元233所组成的过功率信号取样比较单元23，同时设计该第一临界信号VT1与该第三临界信号VT3的值来调整电源供应器输出功率的临界限制。
当电流感测信号VCS的值大于第一临界信号VT1，电流比较器231产生第一保护信号SPT1；或当电压反馈感测信号VFB的值大于第三临界信号VT3时，电压比较器232也会产生第二保护信号SPT2。第一保护信号SPT1与第二保护信号SPT2通过连接单元233形成保护信号SPT，然后被传送到该累进触发单元28，此时累进触发单元28则进行保护信号SPT的累进计数。当保护信号SPT计数到达一默认值后，即输出一截止信号SOFF到该闩锁单元21，以对驱动信号产生单元10a进行闩锁，使得驱动信号产生单元10a停止输出驱动信号VPWM到功率开关Q1，以避免负载端于特定时间内需较大额定输出功率时进行不当的保护，达到电源供应器实际的过功率保护。
上述说明中，本发明第三实施例在电源供应器提供输出功率给负载使用时，通过周期性的电流感测信号VCS顶到第一临界信号VT1的持续时间与电压反馈感测信号VFB顶到第三临界信号VT3的持续时间来判断电源供应器是否有过功率的现象，若是持续时间到达累进触发单元28的默认值后，本发明过功率保护装置会停止输出驱动信号VPWM到功率开关Q1，以达到电源供应器实际的过功率保护。
配合图2，图7为本发明累进触发单元的一实施例电路方块示意图。累进触发单元28包括有：一维持单元284连接至过功率信号取样比较单元23与振荡器22，接收保护信号SPT与频率信号CLK，用以延迟保护信号SPT的状态，并输出一计数信号UP/DOWN。一计数单元282连接至维持单元284与振荡器22，接收计数信号UP/DOWN与频率信号CLK以进行计数运算。计数单元282根据计数信号UP/DOWN的启用(ON)而使得计数单元282可向上计数，并根据计数信号UP/DOWN的停用(OFF)而使得计数单元282可向下计数，并于向下计数结束时停止计数，于向上计数结束时输出高电位的截止信号SOFF。其中，频率信号CLK用以决定驱动信号VPWM的切换频率与维持单元284的维持时间。
上述说明中的维持单元284由两个D型触发器2842与2844来实现，当维持单元284接收到低电位的保护信号SPT时。为了防止接收到瞬间的接地弹跳(ground bounce)或切换突波(switching spike)的噪声，维持单元284需要配合振荡器22产生的频率信号CLK，用来延迟保护信号SPT的状态，并输出高电位的计数信号UP/DOWN。
配合图2，图8为本发明累进触发单元的另一实施例电路方块示意图。在此实施例中，累进触发单元28由一维持单元284连接至过功率信号取样比较单元23与振荡器22，以接收保护信号SPT与频率信号CLK，用以延迟保护信号SPT的状态，并输出一计数信号UP/DOWN。一切换开关283连接至维持单元284，根据保护信号SPT的是否启用，受控于维持单元284输出的计数信号UP/DOWN，以输出导通或截止状态。一可变电容285通过切换开关283连接至一充电电流源288，依据切换开关283的导通状态取得一充电电流ICH，用以输出一充电电压VCH。一放电电流源289连接于可变电容285，依据切换开关283的截止状态提供一放电电流IDCH，用以对可变电容285进行放电。一延迟比较器287连接至可变电容285与一第四临界信号VT4，通过比较充电电压VCH与第四临界信号VT4，并于充电电压VCH大于第四临界信号VT4时产生截止信号SOFF。
上述说明中的维持单元284由两个D型触发器2842与2844来实现，当维持单元284接收到低电位的保护信号SPT时，为了防止接收到瞬间的接地弹跳或切换突波的噪声，维持单元284需要配合振荡器22产生的频率信号CLK，用来延迟该保护信号SPT的状态，并输出高电平的计数信号UP/DOWN。
当维持单元284接收到过功率信号取样比较单元23产生低电位的的保护信号SPT，输出高电位的计数信号UP/DOWN，致使切换开关283切换至导通状态。可变电容285通过充电电流源288开始进行充电，当可变电容285上的充电电压VCH大于第四临界信号VT4时，延迟比较器287将输出高电位的截止信号SOFF。
相反地，当过功率信号取样比较单元23停止保护信号SPT的产生时，切换开关283将切换至截止状态，此时可变电容285所储存的充电电压VCH将通过放电电流源289开始进行放电，并停止输出截止信号SOFF。由此可知，通过调整可变电容285的电容值将可改变累进计数的持续时间。此外，当过本发明功率保护装置整合设计于电源供应器的切换式控制器中时，可变电容285可设置于切换式控制器的外部，或通过一个设置于切换式控制器中的固定电容来实现。
再参考图2，闩锁单元21可通过一个D型触发器来实现，其频率端连接到累进触发单元28，接收高电平的截止信号SOFF用以输出低电平的闩锁信号LATCH。低电平的闩锁信号LATCH连接至驱动信号产生单元10a中的一D型触发器(未标示)的D输入端，使得D型触发器的D输入端为低电位，进而使得驱动信号产生单元10a闩锁截止驱动信号VPWM，以达到闩锁保护的目的。当电源供应器受到闩锁保护时，其输出端所耦接的电子装置将无法正常运作。
配合图2，请参考图9，为本发明的重置单元电路方块示意图。本发明过功率保护装置所使用的重置单元24连接至闩锁单元21，可以通过两种方式来达到输出低电位的重置信号RST，以重置闩锁单元21。重置单元24可以依据电源供应器的重新启动电源而使得供应电源VDD重新启动，来输出重置信号RST，用以进行重置闩锁单元21。该重置单元24也可以根据闩锁信号LATCH产生后一设定时间内，输出重置信号RST，用以进行重置该闩锁单元21。
该重置单元24包含彼此串联连接的晶体管2401、2402与2403所组成的分压电阻，用以输出可反映较低的供应电压VDD的低电压信号VLV。通过反相器2405，该低电压信号VLV控制晶体管2412的导通或截止。一旦可以获得供应电压VDD，并且晶体管2412为截止状态，定电流源2411对重置电容2413进行充电。两个NAND门2415与2416组成一SR缓存器。NAND门2415与2416的第一输入端分别连接到NAND门2416与2415的输出端。NAND门2416的第二输入端连接到重置电容2413。通过反相器2404，NAND门2415的第二输入端连接到振荡器22的频率信号CLK。在NAND门2415的输出端，依据重置电容2413上的低电位产生低电位的重置信号RST。当重置电容2413充电到高电位后，重置信号RST为停用，并且产生频率信号CLK。重置电容2413的电容值与定电流源2411的电流值决定重置信号RST的脉波宽度。
重置单元24又包含晶体管2414、反相器2417与定时器2418。晶体管2414与重置电容2413并联连接，用以对重置电容2413进行放电。定时器2418的输出端控制晶体管2414的导通或截止。定时器2418的频率端连接到频率信号CLK，依照频率信号CLK的时间基准用以产生该时间延迟。通过反相器2417，定时器2418的重置端连接到闩锁信号LATCH，依据闩锁信号LATCH的停用(高电位)，定时器2418的重置端为低电位，定时器2418的输出为低电位，晶体管2414为截止。一旦闩锁信号LATCH为启用(低电位)，定时器2418的重置端为高电位，定时器2418也将为启用。当定时器2418达到它的设定时间，定时器2418的输出为高电位，晶体管2414将导通来对重置电容2413进行放电，并且产生重置信号RST来重置闩锁单元21。
综上所述，本发明过功率保护装置不仅提供电源供应器于不同的误动作(过载、短路与反馈开路等)发生时，促使电源供应器产生保护动作，更可通过累进计数误动作发生的持续时间，用以避免负载端于特定时间内需较大额定输出功率时进行不当的保护。因此本发明过功率保护电路实可提供电源供应最完备的保护方案。
以上所述，仅为本发明最佳之一的具体实施例的详细说明与附图，但本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以所附的权利要求书为准，凡合于本发明精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉该项技术者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本发明的权利要求书中。

Claims (15)

1.一种过功率保护装置，使用于一电源供应器中，其特征是包括有：
一振荡器，输出一频率信号；
一过功率信号取样比较单元，取样一电流感测信号与一电压反馈感测信号，并比较该电流感测信号与一第一临界信号，以输出一第一保护信号；以及，比较该电压反馈感测信号与一第三临界信号，以输出一第二保护信号；
一累进触发单元，连接于该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号、该第二保护信号及该频率信号，输出一截止信号；
一闩锁单元，连接于该累进触发单元，接收该截止信号，输出一闩锁信号；
一驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出一驱动信号到一功率开关；及
一驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收该电流感测信号、该电压反馈感测信号及一第二临界信号，当该电流感测信号上升到该第二临界信号或该电流感测信号上升到该电压反馈感测信号时，驱动信号控制单元输出一清除信号到该驱动信号产生单元，用以截止该驱动信号到该功率开关；
其中，该累进触发单元累进计数该第一保护信号与该第二保护信号，等该第一保护信号与该第二保护信号的计数到达一默认值后，该闩锁单元控制该驱动信号产生单元，用以闩锁截止该驱动信号到该功率开关。
2.如权利要求1所述的过功率保护装置，其特征是进一步包括有一重置单元连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，并于接收该闩锁信号后一设定时间内，输出一重置信号到该闩锁单元，用以进行重置该闩锁单元。
3.如权利要求2所述的过功率保护装置，其特征是该重置单元进一步连接一供应电压，根据该电源供应器重新启动电源后接收一低电压信号，以输出一重置信号到该闩锁单元，用以进行重置该闩锁单元。
4.如权利要求1所述的过功率保护装置，其特征是该过功率信号取样比较单元包括有：
一电流比较器，比较运算该第一临界信号与该电流感测信号，用以输出该第一保护信号；
一电压比较器，比较运算该第三临界信号与该电压反馈感测信号，用以输出该第二保护信号；及
一连接单元，连接于该电流比较器、该电压比较器与该累进触发单元，将该第一保护信号与该第二保护信号传送到该累进触发单元。
5.如权利要求1所述的过功率保护装置，其特征是该累进触发单元包括有：
一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号、该第二保护信号及该频率信号，用以延迟该第一保护信号与该第二保护信号的状态，并输出一计数信号；及
一计数单元，连接至该维持单元与该振荡器，接收该计数信号与该频率信号以进行计数运算，并于向下计数结束时停止计数，于向上计数结束时输出该截止信号。
6.如权利要求5所述的过功率保护装置，其特征是该计数单元，根据该计数信号的启用而向上计数，并根据该计数信号的停用而向下计数。
7.如权利要求1所述的过功率保护装置，其特征是该累进触发单元包括有：
一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号、该第二保护信号及该频率信号，用以延迟该第一保护信号与该第二保护信号的状态，并输出一计数信号；
一切换开关，连接至该维持单元，接收该计数信号，并根据该第一保护信号与该第二保护信号是否启用而输出导通或截止状态；
一可变电容，通过该切换开关连接至一充电电流源，依据该切换开关的导通状态取得一充电电流，用以输出一充电电压，该可变电容连接至一放电电流源与该切换开关，该放电电流源依据该切换开关的截止状态，提供一放电电流，用以对该可变电容进行放电；及
一延迟比较器，连接至该可变电容与一第四临界信号，通过比较该充电电压与该第四临界信号，并于该充电电压大于该第四临界信号时产生该截止信号。
8.一种过功率保护装置，使用于一电源供应器中，包括有：
一振荡器，输出一频率信号；
一过功率信号取样比较单元，取样一电流感测信号，并比较该电流感测信号与一第一临界信号，以输出一第一保护信号；
一累进触发单元，连接于该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号与该频率信号，输出一截止信号；
一闩锁单元，连接于该累进触发单元，接收该截止信号，输出一闩锁信号；
一驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出一驱动信号到一功率开关；及
一驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收该电流感测信号、一电压反馈感测信号及一第二临界信号，当该电流感测信号上升到该第二临界信号或该电流感测信号上升到该电压反馈感测信号时，驱动信号控制单元输出一清除信号到该驱动信号产生单元，用以截止该驱动信号到该功率开关；
其中，该累进触发单元累进计数该第一保护信号，等该第一保护信号的计数到达一默认值后，该闩锁单元控制该驱动信号产生单元，用以闩锁截止该驱动信号到该功率开关。
9.如权利要求8所述的过功率保护装置，其特征是该累进触发单元包括有：
一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号与该频率信号，用以延迟该第一保护信号的状态，并输出一计数信号；及
一计数单元，连接至该维持单元与该振荡器，接收该计数信号与该频率信号以进行计数运算，并于向下计数结束时停止计数，于向上计数结束时输出该截止信号。
10.如权利要求9所述的过功率保护装置，其特征是该计数单元根据该计数信号的启用而向上计数，并根据该计数信号的停用而向下计数。
11.如权利要求8所述的过功率保护装置，其特征是该累进触发单元包括有：
一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第一保护信号与该频率信号，用以延迟该第一保护信号的状态，并输出一计数信号；
一切换开关，连接至该维持单元，接收该计数信号，并根据该第一保护信号是否启用而输出导通或截止状态；
一可变电容，通过该切换开关连接至一充电电流源，依据该切换开关的导通状态取得一充电电流，用以输出一充电电压，该可变电容连接至一放电电流源与该切换开关，该放电电流源依据该切换开关的截止状态，提供一放电电流，用以对该可变电容进行放电；及
一延迟比较器，连接至该可变电容与一第四临界信号，通过比较该充电电压与该第四临界信号，并于该充电电压大于该第四临界信号时产生该截止信号。
12.一种过功率保护装置，使用于一电源供应器中，包括有：
一振荡器，输出一频率信号；
一过功率信号取样比较单元，取样一电压反馈感测信号，并比较该电压反馈感测信号与一第三临界信号，以输出一第二保护信号；
一累进触发单元，连接于该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第二保护信号与该频率信号，输出一截止信号；
一闩锁单元，连接于该累进触发单元，接收该截止信号，输出一闩锁信号；
一驱动信号产生单元，连接于该闩锁单元与该振荡器，接收该频率信号与该闩锁信号，该闩锁信号用以停止输出一驱动信号到一功率开关；及
一驱动信号控制单元，连接于该驱动信号产生单元，接收一电流感测信号、该电压反馈感测信号及一第二临界信号，当该电流感测信号上升到该第二临界信号或该电流感测信号上升到该电压反馈感测信号时，驱动信号控制单元输出一清除信号到该驱动信号产生单元，用以截止该驱动信号到该功率开关；
其中，该累进触发单元累进计数该第二保护信号，等该第二保护信号的计数到达一默认值后，该闩锁单元控制该驱动信号产生单元，用以闩锁截止该驱动信号到该功率开关。
13.如权利要求12所述的过功率保护装置，其特征是该累进触发单元包括有：
一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第二保护信号与该频率信号，用以延迟该第二保护信号的状态，并输出一计数信号；及
一计数单元，连接至该维持单元与该振荡器，接收该计数信号与该频率信号以进行计数运算，并于向下计数结束时停止计数，于向上计数结束时输出该截止信号。
14.如权利要求13所述的过功率保护装置，其特征是该计数单元根据该计数信号的启用而向上计数，并根据该计数信号的停用而向下计数。
15.如权利要求12所述的过功率保护装置，其特征是该累进触发单元包括有：
一维持单元，连接至该过功率信号取样比较单元与该振荡器，接收该第二保护信号与该频率信号，用以延迟该第二保护信号的状态，并输出一计数信号；
一切换开关，连接至该维持单元，接收该计数信号，并根据该第二保护信号是否启用而输出导通或截止状态；
一可变电容，通过该切换开关连接至一充电电流源，依据该切换开关的导通状态取得一充电电流，用以输出一充电电压，该可变电容连接至一放电电流源与该切换开关，该放电电流源依据该切换开关的截止状态，提供一放电电流，用以对该可变电容进行放电；及
一延迟比较器，连接至该可变电容与一第四临界信号，通过比较该充电电压与该第四临界信号，并于该充电电压大于该第四临界信号时产生该截止信号。
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