CN106208028A - 电源保护装置与其电源保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源保护装置与其电源保护方法，该电源保护装置包含：驱动电路、逻辑控制单元以及保护模块。驱动电路根据第一驱动信号与第二驱信号调节外部电压而输出驱动电压。逻辑控制单元根据保护信号与脉波信号产生第一驱动信号与第二驱动信号。保护模块在驱动电路接收到外部电压前依序输出多个测试电流以测试驱动电路的多个阻抗，并根据多个阻抗产生多个电压信号，且保护模块更比较多个电压信号与多个参考电压以产生保护信号。因此，根据本发明的电源保护装置可在所应用的系统开机前，侦测多种驱动电路的多种阻抗以确认其内部元件是否出现异常，以对系统中的其他元件达到电源保护。

Description

电源保护装置与其电源保护方法
技术领域
本发明涉及一种电源保护装置，且特别是有关于一种具有侦测阻抗特性的电源保护装置。
背景技术
随着科技进步，各种类型的电子产品应用越来越普及。例如，个人电脑、笔记本电脑、数码相机、手机、平板电脑等等。然而，在实际使用上，常因为电源环境不稳定或是使用不当，而使得电子产品因为外部电源的输入造成电子产品的损坏。例如，当电子产品的开关电源电路在未开机前已经损坏，当外部电源启动时将直接输入至电子产品中的核心电路，而烧毁核心电路中的相关元件造成永久性的损坏。
发明内容
本发明在目的在于提供一种电源保护装置与其电源保护方法，从而克服现有技术的上述缺陷。
本发明的电源保护装置包含驱动电路、逻辑控制单元以及保护模块。驱动电路根据第一驱动信号与第二驱信号调节外部电压而输出驱动电压。逻辑控制单元根据保护信号与脉波信号产生第一驱动信号与第二驱动信号。保护模块在驱动电路接收到外部电压前依序输出多个测试电流以测试驱动电路的多个阻抗，并根据多个阻抗产生多个电压信号，且保护模块更比较多个电压信号与多个参考电压以产生保护信号。
优选地，上述技术方案中，上述保护模块包含：侦测电路，依序输出上述这些测试电流至上述驱动电路以产生上述这些电压信号，并比较上述这些电压信号与上述这些参考电压以产生多个控制信号；以及保护电路，根据上述这些控制信号产生上述保护信号，以在上述这些阻抗中之一出现异常时使上述逻辑控制电路调整上述第一驱动信号与上述第二驱动信号。
优选地，上述技术方案中，上述驱动电路包含：第一开关，其中上述第一开关的第一端接收上述外部电压，上述第一开关的第二端输出上述驱动电压，且上述第一开关的控制端接收上述第一驱动信号；以及第二开关，其中上述第二开关的第一端耦接至上述第一开关的上述第二端，上述第二开关的第二端耦接至地，且上述第二开关的控制端用于接收上述第二驱动信号。
优选地，上述技术方案中，上述侦测电路包含：电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述第一端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；以及比较器，比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
优选地，上述技术方案中，上述侦测电路包含：第一电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；第二电流源，传输上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号；第一比较器，比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；第二比较器，比较上述第二电压信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生第二感测信号；以及或非门，根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
优选地，上述技术方案中，上述侦测电路包含：第一电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；第二电流源，传输上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号；第一比较器，比较上述第一电压信号与上述第一开关的上述第二端的电压位准，以产生第一输出信号；第二比较器，比较上述第二电压信号与上述第二开关的上述第二端的电压位准，以产生第二输出信号；第三比较器，比较上述第一输出信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；第四比较器，比较上述第二输出信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生第二感测信号；以及或非门，根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
优选地，上述技术方案中，上述侦测电路包含：电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述第二端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；以及比较器，用于比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
优选地，上述技术方案中，上述保护电路包含：与门，根据上述这些控制信号产生上述保护信号。
优选地，上述技术方案中，上述保护电路还包含：开关，根据上述保护信号选择性地导通，以传送系统电压至侦测脚位，其中上述侦测脚位耦接至外部电源供应器，上述外部电源供应器用于根据上述侦测脚位的电压位准选择性地传送上述外部电压。
本发明的电源保护方法可用于保护驱动电路。电源保护方法包含下列步骤：在驱动电路接收到外部电压前，通过侦测电路依序输出多个测试电流至驱动电路，以根据驱动电路的多个阻抗与多个测试电流产生多个电压信号；通过侦测电路比较多个电压信号与多个参考电压，以产生多个控制信号；以及通过保护电路根据多个控制信号决定外部电压是否传送至驱动电路。
优选地，上述技术方案中，其中上述驱动电路包含第一开关与第二开关，上述第一开关与上述第二开关串联耦接于电源接收端与地之间，且上述电源接收端用于接收上述外部电压，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：由电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述电源接收端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号。
优选地，上述技术方案中，上述驱动电路包含第一开关与第二开关，上述第一开关与上述第二开关耦接于输出端，上述第一开关的第一控制端用于接收第一驱动信号，上述第二开关的第二控制端用于接收第二驱动信号，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：通过上述侦测电路中的第一电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；以及通过上述侦测电路中的第二电流源提供上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号。
优选地，上述技术方案中，产生上述这些控制信号的步骤包含：通过上述侦测电路中的第一比较器比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；通过上述侦测电路中的第二比较器比较上述第二电压信号与上述这些参考电压中的一第二参考电压，以产生上述这些控制信号中的第二感测信号；以及经由上述侦测电路中的或非门根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
优选地，上述技术方案中，上述驱动电路包含第一开关与第二开关，上述第一开关的第一端与上述第二开关的第一端耦接至输出端，上述第一开关的第一控制端用于接收第一驱动信号，上述第二开关的第二控制端用于接收第二驱动信号，上述第二开关的第二端耦接至地，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：通过上述侦测电路中的第一电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；通过上述侦测电路中的第二电流源提供上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号；通过上述侦测电路中的第一比较器比较上述第一电压信号与上述第一开关的上述第一端的电压位准，以产生第一输出信号；以及通过上述侦测电路中的第二比较器比较上述第二电压信号与上述第二开关的上述第二端的电压位准，以产生第二输出信号。
优选地，上述技术方案中，产生上述这些控制信号的步骤包含：通过上述侦测电路中的第三比较器比较上述第一输出信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；通过上述侦测电路中的第四比较器比较上述第二输出信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生第二感测信号；以及经由上述侦测电路中的或非门根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
优选地，上述技术方案中，上述驱动电路包含第一开关与二开关，上述第一开关与上述第二开关耦接于输出端，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：经由上述侦测电路中的电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述输出端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号。
优选地，上述技术方案中，决定上述外部电压是否传送至上述驱动电路的步骤包含：经由上述保护电路中的或门根据上述这些控制信号产生保护信号；经由逻辑控制电路根据上述保护信号调整上述驱动电路；以及经由开关根据上述保护信号导通，以传送系统电压至侦测脚位，以使外部电源供应器停止传送上述外部电压。
综上所述，通过应用上述的实施例，本发明所公开的电源保护装置可在所应用的系统开机前，侦测多种驱动电路的多种阻抗以确认其内部元件是否出现异常，以对系统中的其他元件达到电源保护。
附图说明
图1为本发明一个实施例所示的电源保护装置的示意图。
图2为本发明一个实施例所示的电源保护方法的流程图。
图3为本发明一个实施例所示的图1中保护模块的示意图。
图4为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。
图5为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。
图6为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。
图7为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。
具体实施方式
请参照图1，图1为本发明一个实施例所示的电源保护装置的示意图。电源保护装置100包含驱动电路120与开关控制电路140。驱动电路120耦接于电源接收端120A与地之间。驱动电路120可自电源接收端120A接收外部电压VIN，并根据第一驱动信号VD1与第二驱动信号VD2调节外部电压VIN而于输出端120C输出驱动电压VOUT，以提供后方负载100A所需的电能。
在各个实施例中，驱动电路120包含第一开关Q1、第二开关Q2、第一电容C1、第二电容C2以及电感L。第一开关Q1的第一端耦接至电源接收端120A以接收外部电压VIN，第一开关Q1的第二端耦接至第二开关Q2的第一端，且第一开关Q1的控制端用于接收第一驱动信号VD1。第二开关Q2的第二端耦接至地，且第二开关Q2的控制端用于接收第二驱动信号VD2。第一电容C1耦接于电压端点120B与第一开关Q1的第二端之间。第二电容C2耦接于输出端120C与地之间，且电感L耦接于第一开关Q1的第二端与输出端120C之间。
以操作而言，驱动电路120可通过第一开关Q1与第二开关Q2的导通或关断，而使得外部电压VIN对电感L与第二电容C2充放电，以在输出端120C产生需要的驱动电压VOUT。
开关控制电路140包含逻辑控制单元142、第一驱动放大器O1、第二驱动放大器O2、二极管D1以及保护模块144。逻辑控制单元142根据致能信号EN启动，并根据保护信号VP以及脉波信号PWM驱动第一驱动放大器O1产生前述的第一驱动信号VD1，并驱动第二驱动放大器O2产生前述的第二驱动信号VD2。二极管D1的阳极耦接至电源接收端120D以接收系统电压VCC，且二极管D1的阴极耦接至电压端点120B。系统电压VCC与外部电压VIN可由电源供应器100B提供。在驱动电路120未接收到外部电压VIN前，系统电压VCC经设置而处于待机电压，以驱动逻辑控制单元142与保护模块144进行电源保护的操作。
保护模块144包含侦测电路146以及保护电路148。侦测电路146在驱动电路120未接收到外部电压VIN前依序输出多个测试电流(如后各附图中的I1～I7)，以测试驱动电路120的多个阻抗(如后各附图中的RIN、RG1、RG2与RO)，从而得知驱动电路120中的元件是否出现损坏。侦测电路146可通过多个测试电流与多个阻抗产生相应的多个电压信号(如后续各附图中的V1～V6)，并通过比较多个电压信号与多个参考电压(如后各附图中的VREF1～VREF6)产生多个控制信号VC1～VC3。保护电路148根据多个控制信号VC1～VC3产生前述的保护信号VP。通过此设置方式，当驱动电路120中的多个阻抗中的任意一者出现异常时，保护电路148可据此输出保护信号VP至逻辑控制单元142。如此一来，逻辑控制单元142可通过控制第一驱动放大器O1与第二驱动放大器O2关断第一开关Q1与第二开关Q2，或者对驱动电路120进行各种类型的电源保护操作。
请一并参照图1与图2。图2为本发明一个实施例所示的电源保护方法的流程图。为明确说明，电源保护装置100的操作将搭配电源保护方法200一并进行介绍。
电源保护方法200包含步骤S220、步骤S240以及步骤S260。在步骤S220中，在驱动电路120接收到外部电压VIN前，侦测电路146依序输出多个测试电流(如后各附图中的I1～I7)至驱动电路120，以根据驱动电路120中的多个阻抗(如后各附图中的RIN、RG1、RG2与RO)与多个测试电流产生多个电压信号(如后各附图中的V1～V6)。
在步骤S240中，侦测电路146比较多个电压信号与多个参考电压以产生多个控制信号VC1～VC3。在步骤S260中，保护电路148根据多个控制信号VC1～VC3决定外部电压VIN是否可传送至驱动电路120。
本发明以下段落将提出数个实施例，以说明可实现上述步骤的电源保护装置100所述的功能与操作，但本发明并不仅以下列的实施例为限。另外，为了清楚描述主要电路结构，以下各实施例的附图仅呈现驱动电路120与开关控制电路140中的必要元件与所有端点的连接关系，本领域技术人员可一并参照下列各附图与图1实现完整电路功能。
图3为本发明一个实施例所示的图1中保护模块144的示意图。如图3所示，此实施例中的侦测电路146包含输入阻抗侦测单元146A、栅极阻抗侦测单元146B以及输出阻抗侦测单元146C。输入阻抗单元146A输出测试电流(如图4中的I1)，以判断驱动电路120相应于电源接收端120A的等效输入阻抗(如图4中的RIN)是否正常，并据此产生控制信号VC1。栅极阻抗单元146B输出测试电流(如图5中的I2与I3)，以判断第一开关Q1的控制端对应的等效栅极阻抗(如图5中的RG1)以及第二开关Q2的控制端对应的等效栅极阻抗(如图5中的RG2)是否正常，并据此产生控制信号VC2。输出阻抗侦测单元146C输出测试电流(如图7中的I6)，以判断驱动电路120相应于输出端120C的等效输出阻抗(如图7中的RO)是否正常，并据此产生控制信号VC3。
再者，如图3所示，此实施例中的保护电路148包含与栅148A以及开关SW。与栅148A根据多个控制信号VC1～VC3产生保护信号VP。开关SW耦接于电源接收端120D与侦测脚位148B之间，并根据保护信号VP导通而将系统电压VCC传送至侦测脚位148B。
当上述驱动电路120所对应的任一阻抗出现异常时，及栅148A可输出相应的保护信号VP至逻辑控制单元142进行电源保护的操作。同时，在一些实施例中，电源供应器100B可设置以根据侦测脚位148B的电压位准而决定是否要继续传输系统电压VCC与外部电压VIN。如此，驱动电路120与后方负载100A的操作安全性与可靠度得以改善。反之，当上述驱动电路120所对应的任一阻抗皆为正常时，及栅148A可输出相应的保护信号VP而使驱动电路120开始接收外部电压VIN，以进行后续的操作。
图4为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。如图4所示，在此实施例中，输入阻抗侦测单元146A包含电流源401以及比较器402。电流源401耦接至电源接收端120A，以提供测试电流I1至第一开关Q1的第一端(也即电源接收端120A)。如此，当测试电流I1经过驱动电路120相应于电源接收端120A的等效输入阻抗RIN时，将产生对应的电压信号V1。比较器302比较电压信号V1与参考电压VREF1，以产生控制信号VC1。
举例而言，在驱动电路120未启动前，当第一开关Q1已经出现损坏，等效输入阻抗RIN的阻抗值会降低，而使得电压信号V1的电压值低于参考电压VREF1。此时，比较器402输出具有低逻辑值“0”的控制信号VC1。反之，在驱动电路120未启动前，当驱动电路120并未出现损坏，等效输入阻抗RIN的阻抗值为正常值，而使得电压信号V1的电压值高于参考电压VREF1。此时，比较器402输出具有高逻辑值“1”的控制信号VC1。因此，通过上述操作，保护电路148可实时地判断驱动电路120的等效输入阻抗RIN是否出现异常。
图5为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。如图5所示，在此实施例中，栅极阻抗侦测单元146B包含电流源501、电流源502、比较器503、比较器504以及或非门505。电流源501耦接于第一开关Q1的控制端，以传输测试电流I2至第一开关Q1的控制端。如此，当测试电流I2经过第一开关Q1的控制端的等效栅极阻抗RG1时，将产生对应的电压信号V2。电流源502耦接于第二开关Q2的控制端，以传输测试电流I3至第二开关Q2的控制端。当测试电流I3经过第二开关Q2的控制端的等效栅极阻抗RG2时，将产生对应的电压信号V3。比较器503比较电压信号V2与参考电压VREF2以产生感测信号VS1。比较器504比较电压信号V3与参考电压VREF3以产生感测信号VS2。或非门505可根据感测信号VS1与感测信号VS2产生控制信号VC2。
表一：
Q1 Q2 VS1 VS2 VC2
正常 正常 逻辑“0” 逻辑“0” 逻辑“1”
损坏 正常 逻辑“1” 逻辑“0” 逻辑“0”
正常 损坏 逻辑“0” 逻辑“1” 逻辑“0”
损坏 损坏 逻辑“1” 逻辑“1” 逻辑“0”
上表一示出此实施例中第一开关Q1与第二开关Q2的元件状态、感测信号VS1、感测信号VS2与控制信号VC2之间的关系。举例而言，在驱动电路120未启动前，当第一开关Q1已经出现损坏，而开关Q2为正常状态，等效栅极阻抗RG1的阻抗值会降低，而使得电压信号V2的电压值低于参考电压VREF2。此时，比较器503将输出高电压位准的第一感测信号VS1，并且定义为高逻辑值“1”。同理，等效栅极阻抗RG2的阻抗值为正常值，而使得电压信号V3的电压值高于参考电压VREF3。此时，比较器504将输出低电压位准的感测信号VS2，并且定义为低逻辑值“0”。如此一来，或非门505据此输出具有低逻辑值“0”的控制信号VC2。
在驱动电路120未启动前，当第一开关Q1与第二开关Q2皆已经出现损坏，等效栅极阻抗RG1的阻抗值与等效栅极阻抗RG2的阻抗值皆会降低，而使得电压信号V2的电压值低于参考电压VREF2，且电压信号V3的电压值低于参考电压VREF3。此时，比较器503将输出高电压位准的感测信号VS1，并且定义为高逻辑值“1”；比较器504将输出高电压位准的感测信号VS2，并且定义为高逻辑值“1”。因此，或非门505据此输出具有低逻辑值“0”的控制信号VC2。
相对的，在驱动电路120未启动前，当第一开关Q1与第二开关Q2皆为正常状态，等效栅极阻抗RG1的阻抗值与等效栅极阻抗RG2的阻抗值皆为正常值，而使得电压信号V2的电压值高于参考电压VREF2，电压信号V3的电压值高于参考电压VREF3。此时，比较器503将输出低电压位准的第一感测信号VS1，并且定义为低逻辑值“0”；比较器504将输出低电压位准的第二感测信号VS2，并且定义为低逻辑值“0”。因此，或非门505将据此输出具有高逻辑值“1”的控制信号VC2。当第一开关Q1与第二开关Q2中任意一者的控制端出现损坏时，或非门505皆会输出具有低逻辑值“0”的控制信号VC2。因此，保护电路148可通过控制信号VC2的状态而实时地判断地一开关Q1与第二开关Q2是否出现异常。
图6为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。如图6所示，在此实施例中，栅极阻抗侦测单元146B包含电流源601、电流源602、比较器603、比较器604、比较器605、比较器606以及或非门607。电流源601耦接至第一开关Q1的控制端，以传输测试电流I4至第一开关Q1的控制端，从而根据等效栅极阻抗RG1产生电压信号V4。电流源602耦接至第二开关Q2的控制端，以传输测试电流I5至第二开关Q2的控制端，从而根据等效栅极阻抗RG2产生电压信号V5。
比较器603可比较电压信号V4与第一开关Q1的第二端上的电压位准，以产生第一输出信号VO1。比较器604可比较电压信号V5与第二开关Q2的第二端上的电压位准，以产生第二输出信号VO2。比较器605比较第一输出信号VO1与参考电压VREF4以产生感测信号VS4。比较器606比较第二输出信号VO2与参考电压VREF5以产生感测信号VS5。或非门607可根据感测信号VS4与感测信号VS3产生控制信号VC2。
相较于前述图5的实施例，在此实施例中，栅极阻抗侦测单元146B不仅可感测开关Q1的等效栅极阻抗RG1，还更进一步地通过比较器603检测第二开关Q1的控制端与其第二端之间的寄生电容或寄生电阻的影响。同样地，栅极阻抗侦测单元146B不仅可感测开关Q2的等效栅极阻抗RG2，还可更进一步地通过比较器604检测第二开关Q2的控制端与其第二端之间的寄生电容或寄生电阻的影响。因此，通过上述设置方式，第一开关Q1与第二开关Q2的元件状态可被更精确地测试。
表二：
Q1 Q2 VO1 VO2 VS3 VS4 VC2
正常 正常 高电压位准 高电压位准 逻辑“0” 逻辑“0” 逻辑“1”
损坏 正常 低电压位准 高电压位准 逻辑“1” 逻辑“0” 逻辑“0”
正常 损坏 高电压位准 低电压位准 逻辑“0” 逻辑“1” 逻辑“0”
损坏 损坏 低电压位准 低电压位准 逻辑“1” 逻辑“1” 逻辑“0”
上表二示出此实施例中第一开关Q1与第二开关Q2的元件状态、第一输出信号VO1、第二输出信号VO2、感测信号VS4、感测信号VS3、感测信号VS4与控制信号VC2之间的关系，其中表二中的“1”代表逻辑“1”，且表二中的“0”代表逻辑“0”。
举例而言，在驱动电路120未启动前，当第一开关Q1已经出现损坏，而开关Q2为正常状态，等效栅极阻抗RG1的阻抗值会降低，而使得电压信号V4的电压值低于第一开关Q1的第二端的电压位准。此时，比较器603将输出低电压位准的第一输出信号VO1。进一步地，由于具有低电压位准的第一输出信号VO1低于参考电压VREF4，比较器605会输出高电压位准的感测信号VS3，并且定义为高逻辑值“1”。同理，由于等效栅极阻抗RG2的阻抗值为正常值，故电压信号V5的电压值高于第二开关Q2的第二端的电压位准。此时，比较器604将输出高电压位准的第二输出信号VO2。由于高电压位准的第二输出信号VO2高于参考电压VREF5，比较器606会输出低电压位准的感测信号VS4，并且定义为低逻辑值“0”。如此一来，或非门607可据此输出具有低逻辑值“0”的控制信号VC2。
在驱动电路120未启动前，当第一开关Q1与第二开关Q2皆已经出现损坏，等效栅极阻抗RG1的阻抗值与等效栅极阻抗RG2的阻抗值皆会降低，而使得电压信号V4的电压值低于第一开关Q1的第二端的电压位准，电压信号V5的电压值低于第二开关Q2的第二端的电压位准。此时，比较器603输出低电压位准的第一输出信号VO1，且比较器604输出低电压位准的第二输出信号VO2。由于低电压位准的第一输出信号VO1低于参考电压VREF4，因此，比较器605会输出高电压位准的感测信号VS3，并且定义为高逻辑值“1”。由于低电压位准的第二输出信号VO2低于参考电压VREF5，因此比较器606会输出高电压位准的感测信号VS4，并且定义为高逻辑值“1”。如此一来，或非门607将输出具有低逻辑值“0”的控制信号VC2。相对的，只有当第一开关Q1与第二开关Q2皆为正常时，或非门607才会输出具有高逻辑值“1”的控制信号VC2。
图7为本发明一个实施例所示的一种电源保护装置的示意图。如图7所示，在此实施例中，输出阻抗侦测单元146C包含电流源701以及比较器702。电流源701耦接至第一开关Q1的第二端，进而经由电感L耦接至输出端120C。电流源701可传送测试电流I6至第一开关Q1的第二端，以产生电压信号V6。比较器702比较电压信号V6与参考电压VREF6以产生控制信号VC3。
通过上述设置方式，测试电流I6可经由电感L传输至输出端120C，所以也能够测试后方负载100A的元件是否异常。例如，当后方负载100A出现异常，而使得等效输出阻抗RO降低，故电压信号V6的电压值亦会下降而低于参考电压VREF6。因此，比较器702会输出低电压位准的控制信号VC3，并且定义为逻辑值“0”。反之，当等效输出阻抗RO的阻抗值为正常时，比较器702会输出高电压位准的控制信号VC3，并且定义为逻辑值“1”。
在各个实施例中，为了能够正确测试前述的等效输入阻抗RIN、等效栅极阻抗RG1、等效栅极阻抗RG2以及等效输出阻抗RO，侦测电路146会设置以依序输出多个测试电流I1-I6以分别测试上述阻抗。于一些实施例中，侦测电路146可由逻辑控制单元142控制而依序输出上述的测试电流I1-I6。或者，在另一些实施例中，侦测电路146可由预先编码或其他控制电路的控制而依序输出上述的测试电流I1-I6。
在上述各实施例中，前述的各个电流源401、电流源501、电流源601、电流源602与电流源701可利用电阻偏压电路完成，其中电阻偏压电路所使用的电阻可利用晶体管元件实现。上述仅为例示，本发明并不仅以上述例示为限。
在一些实施例中，侦测电路146可单独采用输入阻抗侦测单元146A、栅极阻抗侦测单元146B以及输出阻抗侦测单元146C的其中之一者对驱动电路120进行阻抗测试。或者，在另一些实施例中，侦测电路146亦可任意采用输入阻抗侦测单元146A、栅极阻抗侦测单元146B以及输出阻抗侦测单元146C中的两者的组合，以对驱动电路120进行不同的阻抗测试。本领域技术人员可自行根据实际应用上的需求调整侦测电路146中所涵盖的元件，所以本发明并不仅以上述实施例为限。
再者，上述各实施例的附图仅为例示，各种可实现与保护模块144具有相同功能的其他架构的电路也可适用于电源保护装置100也可为本发明的实施范围内。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (17)

1.一种电源保护装置，其特征在于，所述电源保护装置包含：
驱动电路，根据第一驱动信号与第二驱动信号调节外部电压而输出驱动电压；
逻辑控制单元，根据保护信号与脉波信号产生上述第一驱动信号与上述第二驱动信号；以及
保护模块，在上述驱动电路接收到上述外部电压前依序输出多个测试电流以测试上述驱动电路的多个阻抗，并根据上述这些阻抗产生多个电压信号，且上述保护模块还比较上述这些电压信号与多个参考电压以产生上述保护信号。
2.根据权利要求1所述的电源保护装置，其特征在于，上述保护模块包含：
侦测电路，依序输出上述这些测试电流至上述驱动电路以产生上述这些电压信号，并比较上述这些电压信号与上述这些参考电压以产生多个控制信号；以及
保护电路，根据上述这些控制信号产生上述保护信号，以在上述这些阻抗中之一出现异常时使上述逻辑控制电路调整上述第一驱动信号与上述第二驱动信号。
3.根据权利要求1所述的电源保护装置，其特征在于，上述驱动电路包含：
第一开关，其中上述第一开关的第一端接收上述外部电压，上述第一开关的第二端输出上述驱动电压，且上述第一开关的控制端接收上述第一驱动信号；以及
第二开关，其中上述第二开关的第一端耦接至上述第一开关的上述第二端，上述第二开关的第二端耦接至地，且上述第二开关的控制端用于接收上述第二驱动信号。
4.根据权利要求3所述的电源保护装置，其特征在于，上述侦测电路包含：
电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述第一端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；以及
比较器，比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
5.根据权利要求3所述的电源保护装置，其特征在于，上述侦测电路包含：
第一电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；
第二电流源，传输上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号；
第一比较器，比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；
第二比较器，比较上述第二电压信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生第二感测信号；以及
或非门，根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
6.根据权利要求3所述的电源保护装置，其特征在于，上述侦测电路包含：
第一电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；
第二电流源，传输上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二开关的上述控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号；
第一比较器，比较上述第一电压信号与上述第一开关的上述第二端的电压位准，以产生第一输出信号；
第二比较器，比较上述第二电压信号与上述第二开关的上述第二端的电压位准，以产生第二输出信号；
第三比较器，比较上述第一输出信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；
第四比较器，比较上述第二输出信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生第二感测信号；以及
或非门，根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
7.根据权利要求3所述的电源保护装置，其特征在于，上述侦测电路包含：
电流源，传输上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一开关的上述第二端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；以及
比较器，用于比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
8.根据权利要求2所述的电源保护装置，其特征在于，上述保护电路包含：
与门，根据上述这些控制信号产生上述保护信号。
9.根据权利要求8所述的电源保护装置，其特征在于，上述保护电路还包含：
开关，根据上述保护信号选择性地导通，以传送系统电压至侦测脚位，
其中上述侦测脚位耦接至外部电源供应器，上述外部电源供应器用于根据上述侦测脚位的电压位准选择性地传送上述外部电压。
10.一种电源保护方法，用于保护驱动电路，其特征在于，上述电源保护方法包含：
在上述驱动电路接收到外部电压前，通过侦测电路依序输出多个测试电流至上述驱动电路，以根据上述驱动电路的多个阻抗与上述这些测试电流产生多个电压信号；
通过上述侦测电路比较上述这些电压信号与多个参考电压，以产生多个控制信号；以及
通过保护电路根据上述这些控制信号决定上述外部电压是否传送至上述驱动电路。
11.根据权利要求10所述的电源保护方法，其特征在于，其中上述驱动电路包含第一开关与第二开关，上述第一开关与上述第二开关串联耦接于电源接收端与地之间，且上述电源接收端用于接收上述外部电压，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：
由电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述电源接收端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号。
12.根据权利要求10所述的电源保护方法，其特征在于，上述驱动电路包含第一开关与第二开关，上述第一开关与上述第二开关耦接于输出端，上述第一开关的第一控制端用于接收第一驱动信号，上述第二开关的第二控制端用于接收第二驱动信号，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：
通过上述侦测电路中的第一电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；以及
通过上述侦测电路中的第二电流源提供上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号。
13.根据权利要求12所述的电源保护方法，其特征在于，产生上述这些控制信号的步骤包含：
通过上述侦测电路中的第一比较器比较上述第一电压信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；
通过上述侦测电路中的第二比较器比较上述第二电压信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生上述这些控制信号中的第二感测信号；以及
经由上述侦测电路中的或非门根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
14.根据权利要求10所述的电源保护方法，其特征在于，上述驱动电路包含第一开关与第二开关，上述第一开关的第一端与上述第二开关的第一端耦接至输出端，上述第一开关的第一控制端用于接收第一驱动信号，上述第二开关的第二控制端用于接收第二驱动信号，上述第二开关的第二端耦接至地，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：
通过上述侦测电路中的第一电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述第一控制端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号；
通过上述侦测电路中的第二电流源提供上述这些测试电流中的第二测试电流至上述第二控制端，以产生上述这些电压信号中的第二电压信号；
通过上述侦测电路中的第一比较器比较上述第一电压信号与上述第一开关的上述第一端的电压位准，以产生第一输出信号；以及
通过上述侦测电路中的第二比较器比较上述第二电压信号与上述第二开关的上述第二端的电压位准，以产生第二输出信号。
15.根据权利要求14所述的电源保护方法，其特征在于，产生上述这些控制信号的步骤包含：
通过上述侦测电路中的第三比较器比较上述第一输出信号与上述这些参考电压中的第一参考电压，以产生第一感测信号；
通过上述侦测电路中的第四比较器比较上述第二输出信号与上述这些参考电压中的第二参考电压，以产生第二感测信号；以及
经由上述侦测电路中的或非门根据上述第一感测信号与上述第二感测信号产生上述这些控制信号中的第一控制信号。
16.根据权利要求10所述的电源保护方法，其特征在于，上述驱动电路包含第一开关与二开关，上述第一开关与上述第二开关耦接于输出端，其中产生上述这些电压信号的步骤包含：
经由上述侦测电路中的电流源提供上述这些测试电流中的第一测试电流至上述输出端，以产生上述这些电压信号中的第一电压信号。
17.根据权利要求10所述的电源保护方法，其特征在于，决定上述外部电压是否传送至上述驱动电路的步骤包含：
经由上述保护电路中的或门根据上述这些控制信号产生保护信号；
经由逻辑控制电路根据上述保护信号调整上述驱动电路；以及
经由开关根据上述保护信号导通，以传送系统电压至侦测脚位，以使外部电源供应器停止传送上述外部电压。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108732483A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 致茂电子(苏州)有限公司 具突波保护的测试装置以及测试方法
US10802070B2 (en) 2017-04-20 2020-10-13 Chroma Ate Inc. Testing device and testing method with spike protection
CN112332649A (zh) * 2019-08-05 2021-02-05 无锡旭康微电子有限公司 电源切换电路及其控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108649525B (zh) * 2018-03-22 2024-01-16 江苏帝奥微电子股份有限公司 防串扰电源保护电路
JP7368318B2 (ja) * 2020-06-04 2023-10-24 ローム株式会社 電源制御装置、駆動モジュール、並びにスイッチング電源装置
CN114050710B (zh) * 2021-10-08 2023-08-04 广州市慧芯电子科技有限公司 一种开关电源电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788602A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 三菱电机株式会社 漏电测试装置及具有该装置的漏电断路器、电路断路器、绝缘监视装置
CN102570399A (zh) * 2010-12-14 2012-07-11 华硕科技（苏州）有限公司 电源电路及使用其的电路板和电子装置
CN102771091A (zh) * 2009-12-23 2012-11-07 德克萨斯仪器股份有限公司 用于检测装置的断开的系统和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5270640A (en) 1992-04-23 1993-12-14 The Penn State Research Foundation Method for incipient failure detection in electric machines
US5659244A (en) 1994-09-21 1997-08-19 Nec Corporation Electronic circuit tester and method of testing electronic circuit
FR2756049B1 (fr) * 1996-11-18 1998-12-31 Schneider Electric Sa Dispositif de detection preventive de defauts avec identification du type de charge
US8471584B2 (en) 2010-05-28 2013-06-25 General Electric Company Switching device failure detection system and method for multilevel converters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788602A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 三菱电机株式会社 漏电测试装置及具有该装置的漏电断路器、电路断路器、绝缘监视装置
CN102771091A (zh) * 2009-12-23 2012-11-07 德克萨斯仪器股份有限公司 用于检测装置的断开的系统和方法
CN102570399A (zh) * 2010-12-14 2012-07-11 华硕科技（苏州）有限公司 电源电路及使用其的电路板和电子装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108732483A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 致茂电子(苏州)有限公司 具突波保护的测试装置以及测试方法
US10802070B2 (en) 2017-04-20 2020-10-13 Chroma Ate Inc. Testing device and testing method with spike protection
CN112332649A (zh) * 2019-08-05 2021-02-05 无锡旭康微电子有限公司 电源切换电路及其控制方法
CN112332649B (zh) * 2019-08-05 2023-10-31 无锡旭康微电子有限公司 电源切换电路及其控制方法

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