CN104868447A - 输出电源保护装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输出电源保护装置及其操作方法，其中，该输出电源保护装置是包括一直流转换单元、一输出保护单元、一高压电池、一低压电池以及一控制单元。所述直流转换单元是转换一输入直流电源为一输出直流电源。所述输出保护单元串联所述直流转换单元，并且包括多个并联连接的保护电路。当所述高压电池与所述低压电池发生短路，或所述低压电池极性反接，所述控制单元是产生一控制信号以控制所述保护电路，以断开所述直流转换单元与所述低压电池及所述低压设备的连接。

Description

输出电源保护装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种输出电源保护装置及其操作方法，尤其涉及一种应用于电动车或油电混合车的直流输出电源保护装置及其操作方法。

背景技术

在现在环保意识增强下，油电混合车(hybrid electric vehicle,HEV)可兼顾节能、低污染，更具体而言，油电混合车是一种结合引擎与电动马达零污染特性所设计出输出功率大、续航力佳与噪音低的一种节能、低污染且具环保概念的车辆，如此的优势，使得油电混合车更具有竞争力，可期成为未来市场的主流车种。

请参阅图1，是为现有技术的车用电源转换系统的示意方框图。所述车用电源转换系统主要是包括一直流转换器20A、一高压电池40A、一低压电池50A，所述直流转换器20A是接收一输入直流电源10A所产生的一输入直流电源Vin，以降压转换所述输入直流电源Vin为一输出直流电源Vout，以提供一低压设备30A所需的电力。通常，该直流转换器20A是为非隔离型转换器，其具有电路架构简单、成本低以及效率高的优点。然而，现行的所述直流转换器20A若因为组件烧毁导致损坏，而造成高低压侧短路时，将无法符合安规的要求。再者，使用者也有可能将所述低压电池50A反接至所述系统上，如此，将导致所述低压电池50A的损坏。换言之，无论所述直流转换器20A损坏造成高低压侧短路或所述低压电池50A反接造成故障，都将影响电动车或油电混合车的供电可靠度，并且也会因为所述低压电池50A与所述低压设备30A遭受损坏所造成不必要的设备更换费用，甚至因为故障或异常操作的发生所造成电动车或油电混合车发生故障，导致行车伤亡的憾事。

因此，如何设计出一种输出电源保护装置及其操作方法，能够包括非隔离型转换器与隔离型转换器的应用，并且提高供电可靠度、节省不必要的设备更换费用以及防范行车伤亡的发生，为本发明要克服并加以解决的一大课题。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一目的在于提供一种输出电源保护装置，以克服现有技术的问题。所述输出电源保护装置是包括直流转换单元、一输出保护单元、一高压电池、一低压电池以及一控制单元。所述直流转换单元是转换一输入直流电源为一输出直流电源。所述输出保护单元串联所述直流转换单元，并且包括多个并联连接的保护电路。所述高压电池是通过所述输入直流电源充电。所述低压电池是连接所述直流转换单元、所述输出保护单元以及一低压设备之间，并且通过所述输出直流电源充电。其中，当所述高压电池与所述低压电池发生短路，或所述低压电池极性反接，所述控制单元是产生一控制信号以控制所述保护电路，以断开所述直流转换单元与所述低压电池及所述低压设备的连接。

可选地，每一所述保护电路是包括一晶体管、一第一电阻以及一第二电阻；所述晶体管具有一闸极、一源极以及一汲极，并且所述第一电阻是连接于所述源极与所述闸极之间，所述第二电阻是连接于所述源极与所述控制单元之间。

可选地，所述晶体管是为N型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述N型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述直流转换单元；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接所述低压设备；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

可选地，所述晶体管是为P型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述P型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述低压设备；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接直流转换单元；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

可选地，保护电路的所述晶体管数量是根据所述直流转换单元的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗所决定。

可选地，进一步包括：一滤波单元，是连接所述直流转换单元，以接收所述输入直流电源，并且对所述输入直流电源提供滤波操作。

可选地，所述直流转换单元是为一非隔离型直流对直流转换器或一隔离型直流对直流转换器。

可选地，当所述直流转换单元为所述非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述高压电池与所述低压电池发生短路，以及所述低压电池极性反接的保护。

可选地，当所述直流转换单元为所述隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池极性反接的保护。

可选地，所述输入直流电源是为一蓄电池所产生或为一发电机所产生。

本发明的另一目的在于提供一种输出电源保护装置的操作方法，以克服现有技术的问题。所述操作方法是包括下列步骤：(a)提供一直流转换单元，以转换一输入直流电源为一输出直流电源；(b)提供一输出保护单元，所述输出保护单元串联所述直流转换单元，并且包括多个并联连接的保护电路；(c)提供一高压电池与一低压电池；所述高压电池是通过所述输入直流电源充电；所述低压电池是连接所述直流转换单元、所述输出保护单元以及一低压设备之间，并且通过所述输出直流电源充电；(d)提供一控制单元；及(e)当所述高压电池与所述低压电池发生短路，或所述低压电池极性反接，所述控制单元是产生一控制信号以控制所述保护电路，以断开所述直流转换单元与所述低压电池及所述低压设备的连接。

可选地，每一所述保护电路是包括一晶体管、一第一电阻以及一第二电阻；所述晶体管具有一闸极、一源极以及一汲极，并且所述第一电阻是连接于所述源极与所述闸极之间，所述第二电阻是连接于所述源极与所述控制单元之间。

可选地，所述晶体管是为N型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述N型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述直流转换单元；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接所述低压设备；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

可选地，所述晶体管是为P型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述P型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述低压设备；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接直流转换单元；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

可选地，所述保护电路的所述晶体管数量是根据所述直流转换单元的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗所决定。

可选地，进一步包括：(e)提供一滤波单元，所述滤波单元是连接所述直流转换单元，以接收所述输入直流电源，并且对所述输入直流电源提供滤波操作。

可选地，所述直流转换单元是为一非隔离型直流对直流转换器或一隔离型直流对直流转换器。

可选地，当所述直流转换单元为所述非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述高压电池与所述低压电池发生短路，以及所述低压电池极性反接的保护。

可选地，当所述直流转换单元为所述隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池极性反接的保护。

可选地，所述输入直流电源是为一蓄电池所产生或为一发电机所产生。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、所述输出电源保护装置是可用于包括非隔离型直流对直流转换器与隔离型直流对直流转换器；其中，当所述直流转换单元为所述非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述高压电池与所述低压电池发生短路，以及所述低压电池极性反接的保护；当所述直流转换单元为所述隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池极性反接的保护；

2、通过对所述直流转换单元的电压或电流进行侦测，以检测出所述直流转换单元是否发生损坏，或者所述低压电池极性是否反接，并且，在检测出异常操作时，能够实时通过所述输出保护单元将所述直流转换单元关闭，如此，不仅可提高电动车或油电混合车的供电可靠度，亦能够避免所述低压电池与所述低压设备遭受损坏所造成不必要的设备更换费用，甚至可防范因为故障或异常操作的发生所造成电动车或油电混合车发生故障，导致行车伤亡的憾事；及

3、所述保护电路的所述晶体管数量是可根据所述直流转换单元的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗，通过计算或计算机仿真所决定，以确保所述输出电源保护装置达到最佳的保护效果。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是为现有技术的车用电源转换系统的示意方框图；

图2是为本发明输出电源保护装置的电路方框示意图；

图3是为本发明输出保护单元第一实施例的电路图；

图4是为本发明输出保护单元第二实施例的电路图；

图5是为本发明输出电源保护装置第一实施例的电路方框示意图；

图6是为本发明输出电源保护装置第二实施例的电路方框示意图；及

图7是为本发明输出电源保护装置操作方法的流程图。

附图标记：

﹝现有技术﹞

10A    输入直流电源

20A     直流转换器

30A     低压设备

40A     高压电池

50A     低压电池

+Vin    输入直流电源正极

-Vin    输入直流电源负极

+Vout   输出直流电源正极

-Vout   输出直流电源负极

﹝本发明﹞

10     输入直流电源

20     直流转换单元

30     输出保护单元

40     控制单元

50     高压电池

60     低压电池

70     滤波单元

80     低压设备

301    保护电路

Q      晶体管

R1     第一电阻

R2     第二电阻

Vin    输入直流电源

+Vin   输入直流电源正极

-Vin   输入直流电源负极

Vout   输出直流电源

+Vout  输出直流电源正极

-Vout    输出直流电源负极

Sc       控制信号

S10-S50  步骤

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：

请参阅图2，是为本发明输出电源保护装置的电路方框示意图。所述输出电源保护装置是应用电动车或油电混合车，更具体而言，所述输出电源保护装置是装设在电动车或油电混合车内，用以提供电动车或油电混合车内部低压设备的保护。

所述输出电源保护装置是包括一直流转换单元20、一输出保护单元30、一高压电池50、一低压电池60以及一控制单元40。所述直流转换单元20是接收一输入直流电源Vin，并且转换所述输入直流电源Vin为一输出直流电源Vout。其中，所述输入直流电源Vin是为一蓄电池10所产生或为一发电机10所产生，但不以此为限。再者，所述直流转换单元20是为一非隔离型直流对直流转换器或为一隔离型直流对直流转换器。并且，所述直流转换单元20是用以转换48伏特的直流电压为12伏特的直流电压。然而，上述所述直流转换单元20所提供的电压值转换，仅为一实施方式，并不以上述转换的电压值为限制，而视实际的应用需求加以调整。所述输出保护单元30串联所述直流转换单元20，并且包括多个并联连接的保护电路301。所述高压电池50是接收所述输入直流电源Vin，并且通过所述输入直流电源Vin对所述高压电池50充电。所述低压电池60是连接所述直流转换单元20、所述输出保护单元30以及一低压设备80之间，并且通过所述输出直流电源Vout对所述低压电池60充电。

此外，所述输出电源保护装置进一步包括一滤波单元70。所述滤波单元70是连接所述直流转换单元20，以接收所述输入直流电源Vin，并且对所述输入直流电源Vin提供滤波操作。当所述高压电池50与所述低压电池60发生短路，或所述低压电池60极性反接，所述控制单元40是产生一控制信号Sc以控制所述保护电路301，以断开所述直流转换单元20与所述低压电池60、所述低压设备80的连接，进而保护所述低压电池60与所述低压设备80。至于所述输出电源保护装置的操作说明，将于后文有详细的阐述。

请参阅图3与图4，是分别为本发明输出保护单元第一实施例、第二实施例的电路图。每一所述保护电路301是包括一晶体管Q、一第一电阻R1以及一第二电阻R2。值得一提，图3所述第一实施例中的所述晶体管是为N型金属氧化物半导体场效晶体管，并且，每一所述N型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述直流转换单元20；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接所述低压设备80；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元40，以接收所述控制单元40所产生的所述控制信号Sc。此外，所述第二实施例与所述第一实施例最大的差异在于：图4所述第二实施例中的所述晶体管是为P型金属氧化物半导体场效晶体管，并且，每一所述P型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述低压设备80；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接直流转换单元20；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元40，以接收所述控制单元40所产生的所述控制信号Sc。

请参阅图5与图6，是分别为本发明输出电源保护装置第一实施例与第二实施例的电路方框示意图。为方便说明，在此是以所述直流转换单元20是为非隔离型直流对直流转换器为例阐述。当所述直流转换单元20为正常操作，亦即，通过一侦测单元(未图式)侦测到所述输出直流电源Vout为正常操作电压大小，则所述侦测单元是以传送一信号通知所述控制单元40目前所述直流转换单元20是处于正常操作状态。因此，所述控制单元40是产生一高准位的所述控制信号Sc，导通所述保护电路301的所述晶体管开关，使得所述输入直流电源10可经过所述滤波单元70对所述输入直流电源Vin提供滤波操作，并且再通过所述直流转换单元20将高电压转换为低电压输出，以提供所述低压设备80所需的电力或对所述低压电池60充电。

若所述直流转换单元20损坏导致高低压侧短路，使得所述高压电池50与所述低压电池60短接，如此，所述侦测单元侦测到所述输出直流电源Vout为异常过电压，或者侦测到流经所述低压电池60为异常短路电流时，所述控制单元40是产生一低准位的所述控制信号Sc，截止所述保护电路301的所述晶体管开关，以断开所述直流转换单元20与所述低压电池60、所述低压设备80的连接，进而保护所述低压电池60与所述低压设备80。

再者，若所述低压电池60极性反接至所述输出直流电源Vout，如此，所述侦测单元侦测到所述输出直流电源Vout为零输出电压，或者侦测到流经所述低压电池60为异常短路电流时，所述控制单元40是产生一低准位的所述控制信号Sc，截止所述保护电路301的所述晶体管开关，以断开所述直流转换单元20与所述低压电池60、所述低压设备80的连接，进而保护所述低压电池60与所述低压设备80。

简言之，当所述直流转换单元20为非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是能够提供所述高压电池50与所述低压电池60发生高低压短路，以及所述低压电池60极性反接的保护。此外，若当所述直流转换单元20为隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池60极性反接的保护。换言之，当所述隔离型直流转换单元20损坏，并不会导致高低压侧短路，因此不会使得所述高压电池50与所述低压电池60短接。如此，所述输出电源保护装置是只需要提供对所述低压电池60极性反接的保护。

值得一提，所述保护电路的所述晶体管数量是根据所述直流转换单元20的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗所决定。并且，由于N型金属氧化物半导体场效晶体管(N-type MOSFET)与P型金属氧化物半导体场效晶体管(P-type MOSFET)固有的组件特性差异，因此，对于相同所述直流转换单元20的输出功率而言，所述N-type MOSFET与所述P-type MOSFET所使用的数量也不相同。以所述直流转换单元20的输出功率为2,500瓦特为例，若使用N-type MOSFET做为所述保护电路的晶体管开关，则所需所述的数量为八颗(如图5所示)，又或若使用P-type MOSFET做为所述保护电路的晶体管开关，则所需所述的数量为十颗(如图6所示)，如此，能够确保所述输出电源保护装置达到最佳的保护效果。

请参阅图7，是为本发明输出电源保护装置操作方法的流程图。所述输出电源保护装置是应用电动车或油电混合车，更具体而言，所述输出电源保护装置是装设在电动车或油电混合车内，用以提供电动车或油电混合车内部低压设备的保护。所述输出电源保护装置操作方法是包括下列步骤：首先，提供一直流转换单元，以接收一输入直流电源，并且转换所述输入直流电源为一输出直流电源(S10)。其中，所述输入直流电源是为一蓄电池所产生或为一发电机所产生，但不以此为限。再者，所述直流转换单元是为一非隔离型直流对直流转换器或为一隔离型直流对直流转换器。并且，所述直流转换单元是用以转换48伏特的直流电压为12伏特的直流电压。然而，上述所述直流转换单元所提供的电压值转换，仅为一实施方式，并不以上述转换的电压值为限制，而视实际的应用需求加以调整。然后，提供一输出保护单元，所述输出保护单元串联所述直流转换单元，并且包括多个并联连接的保护电路(S20)。其中，每一所述保护电路是包括一晶体管、一第一电阻以及一第二电阻。然后，提供一高压电池与一低压电池；所述高压电池是接收所述输入直流电源，并且通过所述输入直流电源对所述高压电池充电；所述低压电池是连接所述直流转换单元、所述输出保护单元以及一低压设备之间，并且通过所述输出直流电源对所述低压电池充电(S30)。此外，所述输出电源保护装置操作方法进一步包括提供一滤波单元。所述滤波单元是连接所述直流转换单元，以接收所述输入直流电源，并且对所述输入直流电源提供滤波操作。然后，提供一控制单元(S40)。最后，当所述高压电池与所述低压电池发生短路，或所述低压电池极性反接，所述控制单元是产生一控制信号以控制所述保护电路，以断开所述直流转换单元与所述低压电池、所述低压设备的连接，进而保护所述低压电池与所述低压设备(S50)。

更具体而言，当所述直流转换单元为正常操作，亦即，通过一侦测单元(未图式)侦测到所述输出直流电源为正常操作电压大小，则所述侦测单元是以传送一信号通知所述控制单元目前所述直流转换单元是处于正常操作状态。因此，所述控制单元是产生一高准位的所述控制信号，导通所述保护电路的所述晶体管开关，使得所述输入直流电源可经过所述滤波单元对所述输入直流电源提供滤波操作，并且再通过所述直流转换单元将高电压转换为低电压输出，以提供所述低压设备所需的电力或对所述低压电池充电。

若所述直流转换单元损坏导致高低压侧短路，使得所述高压电池与所述低压电池短接，如此，所述侦测单元侦测到所述输出直流电源为异常过电压，或者侦测到流经所述低压电池为异常短路电流时，所述控制单元是产生一低准位的所述控制信号，截止所述保护电路的所述晶体管开关，以断开所述直流转换单元与所述低压电池、所述低压设备的连接，进而保护所述低压电池与所述低压设备。

再者，若所述低压电池极性反接至所述输出直流电源，如此，所述侦测单元侦测到所述输出直流电源为零输出电压，或者侦测到流经所述低压电池为异常短路电流时，所述控制单元是产生一低准位的所述控制信号，截止所述保护电路的所述晶体管开关，以断开所述直流转换单元与所述低压电池、所述低压设备的连接，进而保护所述低压电池与所述低压设备。

简言之，当所述直流转换单元为非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是能够提供所述高压电池与所述低压电池发生高低压短路，以及所述低压电池极性反接的保护。此外，若当所述直流转换单元为隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池极性反接的保护。换言之，当所述隔离型直流转换单元损坏，并不会导致高低压侧短路，因此不会使得所述高压电池与所述低压电池短接。如此，所述输出电源保护装置是只需要提供对所述低压电池极性反接的保护。

值得一提，所述保护电路的所述晶体管数量是根据所述直流转换单元的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗所决定。并且，由于N型金属氧化物半导体场效晶体管(N-type MOSFET)与P型金属氧化物半导体场效晶体管(P-type MOSFET)固有的组件特性差异，因此，对于相同所述直流转换单元的输出功率而言，所述N-type MOSFET与所述P-type MOSFET所使用的数量也不相同。以所述直流转换单元的输出功率为2,500瓦特为例，若使用N-type MOSFET做为所述保护电路的晶体管开关，则所需所述的数量为八颗(如图5所示)，又或若使用P-typeMOSFET做为所述保护电路的晶体管开关，则所需所述的数量为十颗(如图6所示)，如此，能够确保所述输出电源保护装置达到最佳的保护效果。

综上所述，本发明是具有以下的特征与优点：

1、所述输出电源保护装置是可用于包括非隔离型直流对直流转换器与隔离型直流对直流转换器；其中，当所述直流转换单元20为所述非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述高压电池50与所述低压电池60发生短路，以及所述低压电池60极性反接的保护；当所述直流转换单元20为所述隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池60极性反接的保护；

2、通过对所述直流转换单元20的电压或电流进行侦测，以检测出所述直流转换单元20是否发生损坏，或者所述低压电池60极性是否反接，并且，在检测出异常操作时，能够实时通过所述输出保护单元30将所述直流转换单元20关闭，如此，不仅可提高电动车或油电混合车的供电可靠度，亦能够避免所述低压电池60与所述低压设备80遭受损坏所造成不必要的设备更换费用，甚至可防范因为故障或异常操作的发生所造成电动车或油电混合车发生故障，导致行车伤亡的憾事；及

3、所述保护电路的所述晶体管数量是可根据所述直流转换单元20的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗，通过计算或计算机仿真所决定，以确保所述输出电源保护装置达到最佳的保护效果。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (20)

1.一种输出电源保护装置，其特征在于，包括：

一直流转换单元，是转换一输入直流电源为一输出直流电源；

一输出保护单元，串联所述直流转换单元，并且包括多个并联连接的保护电路；

一高压电池，是通过所述输入直流电源充电；

一低压电池，是连接所述直流转换单元、所述输出保护单元以及一低压设备之间，并且通过所述输出直流电源充电；

一控制单元；

其中，当所述高压电池与所述低压电池间发生短路，或所述低压电池极性反接，所述控制单元是产生一控制信号以控制所述保护电路，以断开所述直流转换单元与所述低压电池及所述低压设备的连接。

2.根据权利要求1所述的输出电源保护装置，其特征在于，每一所述保护电路是包括一晶体管、一第一电阻以及一第二电阻；所述晶体管具有一闸极、一源极以及一汲极，并且所述第一电阻是连接于所述源极与所述闸极之间，所述第二电阻是连接于所述源极与所述控制单元之间。

3.根据权利要求2所述的输出电源保护装置，其特征在于，所述晶体管是为N型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述N型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述直流转换单元；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接所述低压设备；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

4.根据权利要求2所述的输出电源保护装置，其特征在于，所述晶体管是为P型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述P型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述低压设备；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接直流转换单元；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

5.根据权利要求2所述的输出电源保护装置，其特征在于，保护电路的所述晶体管数量是根据所述直流转换单元的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗所决定。

6.根据权利要求1所述的输出电源保护装置，其特征在于，进一步包括：

一滤波单元，是连接所述直流转换单元，以接收所述输入直流电源，并且对所述输入直流电源提供滤波操作。

7.根据权利要求1所述的输出电源保护装置，其特征在于，所述直流转换单元是为一非隔离型直流对直流转换器或一隔离型直流对直流转换器。

8.根据权利要求7所述的输出电源保护装置，其特征在于，当所述直流转换单元为所述非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述高压电池与所述低压电池发生短路，以及所述低压电池极性反接的保护。

9.根据权利要求7所述的输出电源保护装置，其特征在于，当所述直流转换单元为所述隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池极性反接的保护。

10.根据权利要求1所述的输出电源保护装置，其特征在于，所述输入直流电源是为一蓄电池所产生或为一发电机所产生。

11.一种输出电源保护装置的操作方法，其特征在于，包括下列步骤：

(a)提供一直流转换单元，以转换一输入直流电源为一输出直流电源；

(b)提供一输出保护单元，所述输出保护单元串联所述直流转换单元，并且包括多个并联连接的保护电路；

(c)提供一高压电池与一低压电池；所述高压电池是通过所述输入直流电源充电；所述低压电池是连接所述直流转换单元、所述输出保护单元以及一低压设备之间，并且通过所述输出直流电源充电；

(d)提供一控制单元；及

(e)当所述高压电池与所述低压电池发生短路，或所述低压电池极性反接，所述控制单元是产生一控制信号以控制所述保护电路，以断开所述直流转换单元与所述低压电池及所述低压设备的连接。

12.根据权利要求11所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，每一所述保护电路是包括一晶体管、一第一电阻以及一第二电阻；所述晶体管具有一闸极、一源极以及一汲极，并且所述第一电阻是连接于所述源极与所述闸极之间，所述第二电阻是连接于所述源极与所述控制单元之间。

13.根据权利要求12所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，所述晶体管是为N型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述N型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述直流转换单元；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接所述低压设备；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

14.根据权利要求12所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，所述晶体管是为P型金属氧化物半导体场效晶体管；每一所述P型金属氧化物半导体场效晶体管是具有一闸极、一源极以及一汲极；每一所述汲极是连接所述低压设备；所述源极是连接所述第一电阻的一第一端，并且每一所述源极是连接直流转换单元；所述闸极是连接所述第一电阻的一第二端与所述第二电阻的一第一端；每一所述第二电阻的一第二端是连接所述控制单元。

15.根据权利要求12所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，所述保护电路的所述晶体管数量是根据所述直流转换单元的输出功率，并且配合所述晶体管的热耗所决定。

16.根据权利要求11所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，进一步包括：

(e)提供一滤波单元，所述滤波单元是连接所述直流转换单元，以接收所述输入直流电源，并且对所述输入直流电源提供滤波操作。

17.根据权利要求11所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，所述直流转换单元是为一非隔离型直流对直流转换器或一隔离型直流对直流转换器。

18.根据权利要求17所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，当所述直流转换单元为所述非隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述高压电池与所述低压电池发生短路，以及所述低压电池极性反接的保护。

19.根据权利要求17所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，当所述直流转换单元为所述隔离型直流对直流转换器时，所述输出电源保护装置是以提供所述低压电池极性反接的保护。

20.根据权利要求11所述的输出电源保护装置操作方法，其特征在于，所述输入直流电源是为一蓄电池所产生或为一发电机所产生。