CN101771358A - 可携带式电子装置及其转接器 - Google Patents
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Abstract
一种可携带式电子装置及其周边设备,包括电子装置及转接器。电子装置提供触发讯号。转接器将输入交流电压转换为输出直流电压,并将输出直流电压提供至电子装置。当转接器连接至电子装置时,触发讯号开启转接器,而当转接器未连接至电子装置时,转接器因未接收到触发讯号而自动关闭。
Description
技术领域
本发明是有关于一种可携带式电子装置及其转接器,且特别是有关于一种依据转接器与可携带式电子装置的系统端间的连接或未连接状态,而可自动开启或关闭的转接器。
背景技术
由于个人数字化助理(Personal Digital Assistants,PDAs)及笔记型计算机等诸如此类的可携带式电子装置具有机动性、便利性及多功能性等优点,因此目前广受大众欢迎。一般而言,可携带式电子装置需要转接器(Adapter)来提供电力及/或对可携带式电子装置的内部电池进行充电。而这样的可携带式电子装置包括转接器及系统端(System End),其中转接器用以将来自壁上插座(Wall Socket)的交流电压转换为系统端所需要的直流电压。系统端为可携带式电子装置的主体,其藉直流电压提供电力并根据使用者的操作来执行多项功能。
传统的转接器即使没有和对应的系统端连接,但只要有连接电源(例如壁上插座),都会将交流输入电压转换为直流输出电压。因此,这样的交流直流转换会造成电力消耗。这种在转接器没有和对应的系统端连接时所造成的电力消耗称为备用状态耗能(Standby Power Consumption),其中备用状态耗能会造成传统转接器的电力浪费与多余热能的产生。
美国专利第6195271号揭露了一种当未提供电力至系统端时,可减少备用状态耗能的转接器。此转接器包括两个变压器(Transformer)。第一变压器提供电力驱动系统端。当系统端关闭时,系统端不需要电力,此时第一变压器会被关闭,而第二变压器会提供电力给部分的转接器以维持电源的开关控制。此转接器虽藉由关闭第一变压器以减少备用状态耗能,然而由于第二变压器仍在作用,转接器依旧有电力浪费的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种可携带式电子装置。当可携带式电子装置的转接器与可携带式电子装置的系统端连接时,系统端会自动开启转接器。而当转接器未与系统端连接时,转接器会自动关闭。如此,藉由这样的自动开启与关闭,便可将备用状态耗能降至最低。
本发明也提供一种可携带式电子装置的转接器。当转接器与电子装置的系统端连接时,转接器会自动开启。而当转接器未与系统端连接时,转接器会自动关闭。此种自动开启关闭的控制对于使用者而言相当方便,也同时能够将备用状态耗能降至几乎为零,且可避免转接器的过热。
根据本发明的一实施例,本发明提出一种可携带式电子装置。可携带式电子装置包括系统端及转接器。系统端用以提供触发讯号。转接器用以将输入交流电压转换为输出直流电压,并将输出直流电压提供至系统端。当转接器连接至系统端时,此触发讯号会开启转接器。当转接器未连接至系统端时,转接器因未接收到触发讯号而自动关闭。
此转接器更包括转换模块、控制开关及侦测电路。转换模块用以将输入交流电压转换为输出直流电压,并提供输出直流电压至系统端。控制开关耦接至转换模块。侦测电路耦接至控制开关,用以接收触发讯号。当转接器连接至系统端时,触发讯号开启侦测电路,此侦测电路会开启控制开关,而此控制开关会开启转换模块。当转接器未连接至系统端时,侦测电路因未接收到触发讯号而输出中断讯号,且控制开关依据中断讯号关闭转换模块。
在本发明的部分实施例中,当侦测电路开启控制开关,且输入交流电压高于预定位准时,控制开关可开启转换模块。
转接器可包括三个接脚。转换模块经由第一接脚及第二接脚提供输出直流电压,而侦测电路经由第三接脚接收触发讯号。
或者,转接器可包括只有两个接脚。在此情况下,转换模块仍然经由第一接脚及第二接脚提供输出直流电压,但侦测电路经由第一接脚或第二接脚接收触发讯号。两接脚的其中之一提供双向信号的传输。
转接器更可包括制动开关。制动开关可耦接于转换模块及控制开关之间。当制动开关开启时,此制动开关开启转换模块。当制动开关关闭时,此制动开关连接转换模块及控制开关,并仅将控制开关的输出传送到转换模块。
或者,制动开关可只耦接至控制开关。当制动开关开启时,此制动开关开启控制开关,而控制开关开启转换模块。
或者,制动开关可耦接于控制开关及侦测电路之间。当制动开关开启时,制动开关开启控制开关,而控制开关开启转换模块。当制动开关关闭时,制动开关连接控制开关及侦测电路,并仅将侦测电路的输出传送到控制开关。
可携带式电子装置的系统端可包括触发电路及电源模块。触发电路提供触发信号。电源模块耦接至触发电路以提供电力至触发电路,以使触发电路产生触发信号。
在本发明的另一实施例中,本发明提出一种转接器,其适用于可携带式电子装置。转接器包括转换模块、控制开关及侦测电路。转换模块用以将输入交流电压转换为输出直流电压,以及提供输出直流电压至可携带式电子装置的系统端。控制开关耦接至转换模块。侦测电路耦接至控制开关,用以接收由系统端所提供的触发讯号。当转接器连接至系统端时,触发讯号开启侦测电路,此侦测电路开启控制开关,且控制开关开启转换模块。当转接器未连接至系统端时,侦测电路因未接收到触发讯号而输出中断讯号。控制开关依据中断讯号关闭转换模块。
附图说明
图1为根据本发明的一实施例的可携带式电子装置的示意图。
图2A及图2B为根据本发明的其它实施例的可携带式电子装置的示意图。
图3及图4分别为图2A及图2B的可携带式电子装置的操作流程示意图。
图5、图6及图7为根据本发明的不同实施例的可携带式电子装置的转接器的示意图。
主要组件符号说明
100、200:可携带式电子装置
110、510、610、710:转接器
111:转换模块
112:控制开关
113:侦测电路
120:系统端
121:触发电路
122:电源模块
151:交流电压
152:直流电压
153:触发讯号
201、203:转换电路
202、204:滤波器
205:保护电路
206:回授电路
207:脉宽调变控制器
211:主要电力装置
212:电池
213:备用电源装置
251:内部直流电压
310~370、410~470:步骤
501、601、701:制动开关
具体实施方式
图1为根据本发明的一实施例的可携带式电子装置100的示意图。可携带式电子装置100可例如是笔记型计算机、手机及个人数字化助理等。可携带式电子装置100包括转接器110以及系统端120。转接器110用以将输入交流电压151转换为输出直流电压152,并将输出直流电压152提供至系统端120。系统端120为可携带式电子装置100的主体。系统端120用以接收输出直流电压152并执行可携带式电子装置100的多项功能。此外,系统端120也提供触发讯号153至转接器110,使转接器110可依据本身与系统端120的实体连接状态而自动开启或关闭。
当转接器110连接至系统端120时,触发讯号153使转接器110自动开启,而当转接器110未连接至系统端120时,转接器110因未接收到触发讯号153(触发讯号153不存在)而自动关闭。触发讯号153可以是模拟讯号或数字讯号。举例而言,触发讯号153可透过一接脚自系统端120传送至转接器110,且以一种将接脚上的电压提升至预定电压的形式传送。当转接器110未与系统端120连接时,接脚上的电压会降至接地电压,且转接器110会对应地自行关闭。或者,除了接地电压外,接脚上的电压也可改变为另一预定电压,且转接器110会对应地自行关闭。换句话说,触发信号153的特征在于转接器110可侦测到触发信号且能辨识此触发信号与其它接收讯号的差异。
转接器110包括转换模块111、控制开关112及侦测电路113。转换模块111用以将输入交流电压151转换为输出直流电压152,并提供此输出直流电压152至系统端120。控制开关112耦接至转换模块111。侦测电路113耦接至控制开关112,以接收触发讯号153。由于转换模块111的电力消耗占转接器110的整体电力消耗的主要部份,因此若关闭转换模块111便相当于关闭转接器110。当转接器110连接至系统端120时,触发讯号153开启侦测电路113,此侦测电路113开启控制开关112,于是控制开关112开启转换模块111。当转接器110未连接至系统端120时,侦测电路113因侦测到触发讯号153不存在而输出中断讯号至控制开关112。于是,控制开关112依据中断讯号而关闭转换模块111。
系统端120包括触发电路121及电源模块122。触发电路121用以提供触发讯号153。电源模块122耦接至触发电路121,用以提供电力至触发电路121,使触发电路121能够产生触发讯号153。
控制开关112决定何时开启转换模块111。在本发明的部分实施例中,只有当控制开关112被侦测电路113开启以及输入交流电压151高于预定位准时,转换模块111才会被控制开关112开启。
图2A为可携带式电子装置100的详细方块图。转换模块111包括转换电路201、耦接至转换电路201的滤波器202、另一耦接至滤波器202的转换电路203、另一耦接至转换电路203的滤波器204、耦接于转换电路203与控制开关112之间的脉宽调变(Pulse Width Modulation,PWM)控制器207、耦接于滤波器204与脉宽调变控制器207之间的保护电路205,以及耦接于滤波器204与脉宽调变控制器207之间的回授电路206。
转换电路201用以将输入交流电压151转换为内部直流电压251。举例而言,转换电路201可以是桥式整流器(Bridge Rectifier)。滤波器202用以调整内部直流电压251的波形。转换电路203用以将内部直流电压251转换为输出直流电压152。转换电路203可以是隔离式直流转直流转换器(Isolated DC-DC Converter)或降压式转换器(Buck Converter),其藉由脉宽调变机制转换内部直流电压251。隔离式直流转直流转换器可例如是顺向式转换器(Forward Converter)、半桥式转换器(Half BridgeConverter)、全桥式转换器(Full Bridge Converter)或返驰式转换器(Flyback Converter)等。输出直流电压152低于内部直流电压251。滤波器204调整输出直流电压152的波形。回授电路206根据输出直流电压152提供回授讯号给脉宽调变控制器207。脉宽调变控制器207根据此回授讯号控制转换电路203的脉宽调变机制。当转接器110所输出的电压或电流超过预定位准时,保护电路205会关闭脉宽调变控制器207以避免转接器110有过高的电压或电流。
转接器110包括三个接脚,其用以与系统端120做连接。转换模块111透过第一接脚与第二接脚提供输出直流电压152。侦测电路113透过第三接脚接收触发讯号153。
系统端120的电源模块122包括耦接至触发电路121的电池212、耦接至触发电路121的备用电源装置213,以及耦接至电池212与备用电源装置213的主要电力装置211。触发电路121为了产生触发讯号153所需要的电力可由电池212或备用电源装置213来提供。举例而言,可携带式电子装置可以是笔记型计算机。电池212可以是笔记型计算机的主要电池,而备用电源装置213可以是笔记型计算机的实时时钟(Real-timeClock,RTC)电池。主要电力装置211接收输出直流电压152,并将输出直流电压152转换为另外的直流或交流电压以提供电力至系统端120。主要电力装置211也会对电池212及备用电源装置213充电。
图2B为本发明另一实施例的另一可携带式电子装置200的详细方块图。可携带式电子装置200类似图2A的可携带式电子装置100,但具有以下的不同之处。不同于图2A的电子装置100,电子装置200的转接器210包括用以与系统端220做连接的两个接脚而非三个接脚。转换模块111经由第一接脚及第二接脚提供输出直流电压152。如图2B所示,侦测电路113经由第一接脚或第二接脚接收由触发电路121所提供的触发讯号153。换句话说,两接脚的其中之一提供双向信号的传输,并作为触发讯号153的传输信道。虽然转接器210未连接于系统端220时,会使得转接器210形成封闭循环,但由于触发讯号153不同于输出直流电压152,因此侦测电路113仍然可侦测到触发讯号153不存在。
图3为当转接器110未连接至系统端120时,可携带式电子装置100的操作流程图。图3同时也是当转接器210未连接至系统端220时,可携带式电子装置200的操作流程图。首先,交流电压151输入至转换电路201(步骤310)。转换电路201将输入交流电压151转换为内部直流电压251,接着滤波器202调整内部直流电压251的波形(步骤320)。控制开关112检查侦测电路113是否有输出中断讯号(步骤330)。当转接器110仍然连接于系统端120,侦测电路113自触发电路121接收触发讯号153并且不输出中断讯号。因此,流程进入步骤350。脉宽调变控制器207提供控制讯号至转换电路203以控制脉宽调变机制(步骤350)。转换电路203将内部直流电压251转换至输出直流电压152,接着滤波器204调整输出直流电压152的波形(步骤360)。滤波器204提供输出直流电压152至系统端120(步骤370)。接着,流程回到步骤330。
当转接器110未与系统端120连接时,侦测电路113侦测到触发讯号153不存在而输出中断讯号至控制开关112。控制开关112侦测到中断讯号(步骤330)而对应地关闭脉宽调变控制器207(步骤340)。转换电路203的脉宽调变机制的电力消耗占转换模块111的电力消耗的主要部分。而当脉宽调变控制器207被关闭时,脉宽调变机制也停止运作。因此,关闭脉宽调变控制器207相当于关闭转换模块111,也等同于关闭整个转接器110。接着,流程回到步骤330。
图4为当转接器110连接至系统端120时,可携带式电子装置100的操作流程图。图4同时也是当转接器210连接至系统端220时,可携带式电子装置200的操作流程图。首先,电池212或备用电源装置213提供电力至触发电路121(步骤410)。触发电路121输出触发讯号153至侦测电路113且触发讯号153开启侦测电路113(步骤420)。侦测电路113开启控制开关112(步骤430)。控制开关112对应地开启脉宽调变控制器207(步骤440)。脉宽调变控制器207提供控制讯号至转换电路203,以控制脉宽调变机制(步骤450)。转换电路203将内部直流电压251转换为输出直流电压152,接着滤波器204调整输出直流电压152的波形(步骤460)。滤波器204提供输出直流电压152至系统端120(步骤470)。
当转接器110未与系统端120连接时,转接器110被关闭。只有系统端120所提供的触发讯号153能开启转接器110。触发讯号153由电池212或备用电源装置213所提供的电力来发动。如果电池212与备用电源装置213皆损坏,或电池212与备用电源装置213皆耗尽,则无法产生触发信号153以驱动转接器110。如果是传统未提供触发讯号的系统端,则无法开启转接器110。为了处理像这样的情况,转接器110必需以手动方式来开启。
图5为依据本发明另一实施例的可携带式电子装置的转接器510的示意图。图1的转接器110与图5的转接器510的不同之处在于:转接器510包括制动开关501。制动开关501耦接于转换模块111及控制开关112之间。当制动开关501被可携带式电子装置的使用者开启时,不论侦测信号153是否存在,制动开关501皆会开启控制开关111。当制动开关501被使用者关闭时,制动开关501仅是连接转换模块111及控制开关112,并将控制开关112的输出传送到转换模块111。当制动开关501被关闭时,转接器510所执行的工作与转接器110相同。
图6为依据本发明另一实施例的可携带式电子装置的转接器610的示意图。图1的转接器110与图6的转接器610的不同之处在于:转接器610包括制动开关601。制动开关601耦接于控制开关112。当制动开关601被可携带式电子装置的使用者开启时,制动开关601会开启控制开关112,接着控制开关112会开启转换模块111。因此不论侦测信号153是否存在,转接器610皆可被手动开启。当制动开关601被关闭时,转接器610所执行的工作与转接器110相同。
图7为依据本发明另一实施例的可携带式电子装置的转接器710的示意图。图1的转接器110与图7的转接器710的不同之处在于:转接器710包括制动开关701。制动开关701耦接于控制开关112与侦侧电路113之间。当制动开关701被可携带式电子装置的使用者开启时,制动开关701会开启控制开关112,接着控制开关112会开启转换模块111。因此不论侦测信号153是否存在,转接器710皆可被手动开启。当制动开关701被关闭时,制动开关701仅是连接控制开关112及侦测电路113,并将侦测电路113的输出传送到控制开关112。当制动开关701被关闭时,转接器710所执行的工作与转接器110相同。
综上所述,本发明所提出的转接器在与系统端连接时可自动开启,而在未与系统端连接时可自动关闭。此自动开关的控制能有效地减少转接器的备用状态耗能。当转接器关闭时,可以被来自系统端的触发讯号驱动而开启。由于转接器无法自行驱动,因此转接器可以完全关闭,进而将备用状态耗能降至几乎为零。在本发明的某些实施例中,转接器可藉由制动开关而被使用者手动开启,以便与传统的系统端有良好的兼容性。除此之外,当系统端因故障而无法提供触发讯号或电源模块所储存的电力耗尽时,手动的制动开关可用来开启转接器。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (24)
1.一种可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,包括:
一可携带式电子装置,提供一触发讯号;以及
一转接器,将一输入交流电压转换为一输出直流电压,并将该输出直流电压提供至该可携带式电子装置;
当该转接器连接至该可携带式电子装置时,该触发讯号开启该转接器;
当该转接器未连接至该可携带式电子装置时,该转接器因未接收到该触发讯号而关闭。
2.如权利要求1所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该转接器包括:
一转换模块,将该输入交流电压转换为该输出直流电压,并提供该输出直流电压至该可携带式电子装置;
一控制开关,耦接至该转换模块;以及
一侦测电路,耦接至该控制开关以接收该触发讯号;其中
当该转接器连接至该可携带式电子装置时,该触发讯号开启该侦测电路,该侦测电路开启该控制开关,而该控制开关开启该转换模块;
当该转接器未连接至该可携带式电子装置时,该侦测电路因未接收到该触发讯号而输出一中断讯号,且该控制开关依据该中断讯号而关闭该转换模块。
3.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边装置,其特征在于:当该侦测电路开启该控制开关,且该输入交流电压高于一预定位准时,该控制开关开启该转换模块。
4.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于:该转接器更包括一第一接脚、一第二接脚及一第三接脚,该转换模块经由该第一接脚及该第二接脚提供该输出直流电压,且该侦测电路经由该第三接脚接收该触发讯号。
5.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于:该转接器更包括一第一接脚及一第二接脚,该转换模块经由该第一接脚及该第二接脚提供该输出直流电压,且该侦测电路经由该第一接脚或该第二接脚接收该触发讯号。
6.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该转接器更包括:
一制动开关,耦接于该转换模块及该控制开关之间,其中当该制动开关开启时,该制动开关开启该转换模块;当该制动开关关闭时,该制动开关连接该转换模块及该控制开关。
7.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该转接器更包括:
一制动开关,耦接至该控制开关,其中当该制动开关开启时,该制动开关开启该控制开关,而该控制开关开启该转换模块。
8.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该转接器更包括:
一制动开关,耦接于该控制开关及该侦测电路之间,其中当该制动开关开启时,该制动开关开启该控制开关,而该控制开关开启该转换模块;当该制动开关关闭时,该制动开关连接该控制开关及该侦测电路。
9.如权利要求2所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该转换模块包括:
一第一转换电路,将该输入交流电压转换为一内部直流电压;
一第二转换电路,耦接至该第一转换电路,将该内部直流电压转换为该输出直流电压;
一回授电路,耦接至该第二转换电路,根据该输出直流电压提供一回授讯号;以及
一脉宽调变控制器,耦接于该第二转换电路及该回授电路之间,根据该回授讯号控制该第二转换电路;
其中该控制开关于开启时开启该脉宽调变控制器,且该控制开关依据该中断讯号关闭该脉宽调变控制器。
10.如权利要求9所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该转换模块更包括:
一第一滤波器,耦接于该第一转换电路及该第二转换电路之间,调整该内部直流电压的波形;
一第二滤波器,耦接至该第二转换电路,调整该输出直流电压的波形;以及
一保护电路,耦接于该第二滤波器及该脉宽调变控制器之间,当该转接器所提供的电压或电流超过一预定位准时,该保护电路关闭该脉宽调变控制器。
11.如权利要求1所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该可携带式电子装置包括:
一触发电路,提供该触发讯号;以及
一电源模块,耦接至该触发电路,提供电力至该触发电路。
12.如权利要求11所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该电源模块包括:
一电池,耦接至该触发电路,提供电力至该触发电路。
13.如权利要求12所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该电源模块更包括:
一主要电力装置,耦接至该电池,接收该输出直流电压,提供电力至该可携带式电子装置及对该电池充电。
14.如权利要求11所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该电源模块包括:
一备用电源装置,耦接至该触发电路,以提供电力至该触发电路。
15.如权利要求14所述的可携带式电子装置及其周边设备,其特征在于,该电源模块更包括:
一主要电力装置,耦接至该备用电源装置,接收该输出直流电压,以提供电力至该可携带式电子装置及对该备用电源装置充电。
16.一种转接器,适用于一可携带式电子装置,其特征在于,包括:
一转换模块,将一输入交流电压转换为一输出直流电压,以及提供该输出直流电压至该可携带式电子装置;
一控制开关,耦接至该转换模块;以及
一侦测电路,耦接至该控制开关,接收由该可携带式电子装置所提供的一触发讯号;其中
当该转接器连接至该可携带式电子装置,该触发讯号开启该侦测电路,该侦测电路开启该控制开关,且该控制开关开启该转换模块;
当该转接器未连接至该可携带式电子装置,该侦测电路因未接收到该触发讯号而输出一中断讯号,且该控制开关依据该中断讯号关闭该转换模块。
17.如权利要求16所述的转接器,其特征在于:当该侦测电路开启该控制开关且该输入交流电压高于一预定位准时,该控制开关开启该转换模块。
18.如权利要求16所述的转接器,其特征在于:更包括一第一接脚、一第二接脚及一第三接脚,其中该转换模块经由该第一接脚及该第二接脚提供该输出直流电压,且该侦测电路经由该第三接脚接收该触发讯号。
19.如权利要求16所述的转接器,其特征在于:更包括一第一接脚及一第二接脚,该转换模块经由该第一接脚及该第二接脚提供该输出直流电压,且该侦测电路经由该第一接脚或该第二接脚接收该触发讯号。
20.如权利要求16所述的转接器,其特征在于,更包括:
一制动开关,耦接于该转换模块及该控制开关之间,其中当该制动开关开启时,该制动开关开启该转换模块;当该制动开关关闭时,该制动开关连接该转换模块及该控制开关。
21.如权利要求16所述的转接器,其特征在于,更包括:
一制动开关,耦接至该控制开关,其中当该制动开关开启时,该制动开关开启该控制开关,而该控制开关开启该转换模块。
22.如权利要求16所述的转接器,其特征在于,更包括:
一制动开关,耦接于该控制开关及该侦测电路之间,其中当该制动开关开启时,该制动开关开启该控制开关,而该控制开关开启该转换模块;当该制动开关关闭时,该制动开关连接该控制开关及该侦测电路。
23.如权利要求16所述的转接器,其特征在于,该转换模块包括:
一第一转换电路,将该输入交流电压转换为一内部直流电压;
一第二转换电路,耦接至该第一转换电路,将该内部直流电压转换为该输出直流电压;
一回授电路,耦接至该第二转换电路,根据该输出直流电压提供一回授讯号;以及
一脉宽调变控制器,耦接于该第二转换电路及该回授电路之间,根据该回授讯号控制该第二转换电路;
其中该控制开关于开启时开启该脉宽调变控制器,且该控制开关依据该中断讯号关闭该脉宽调变控制器。
24.如权利要求23所述的转接器,其特征在于,该转换模块更包括:
一第一滤波器,耦接于该第一转换电路及该第二转换电路之间,调整该内部直流电压的波形;
一第二滤波器,耦接至该第二转换电路,调整该输出直流电压的波形;以及
一保护电路,耦接于该第二滤波器及该脉宽调变控制器之间,当转接器所提供的电压或电流超过一预定位准时,该保护电路关闭该脉宽调变控制器。
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