CN107026429A - 过电压保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过电压保护电路，包含一输出端电压检测子电路、一隔离子电路及一触发接地子电路。当该输出端电压检测子电路检测一电压转换装置的一次级侧电压处理电路的一电压输出端的一输出电压大于一预设电压时，该输出端电压检测子电路透过该隔离子电路通知该触发接地子电路该输出电压大于该预设电压，使得该触发接地子电路阻止一驱动电压被传送至该电压转换装置的一初级侧电压处理电路的一脉冲宽度调制控制器。

Description

过电压保护电路
技术领域
本发明有关于一种保护电路，特别是一种过电压保护电路。
背景技术
大功率的硅控整流器(silicon controlled rectifier)或触发电路通常被设置在电压转换装置(尤其是待机电压转换装置)的次级侧；当次级侧发生过电压时，硅控整流器或触发电路会接地以提供过电压保护(保护次级侧)。然而，此种方式的能量冲击较大，使得硅控整流器或触发电路容易损坏；当硅控整流器或触发电路损坏时，过电压保护即会失效。亦即，目前过电压保护的缺点为：由于设置于次级侧的硅控整流器或触发电路容易损坏而致过电压保护不够精准。
发明内容
为改善上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种过电压保护电路。
为达成本发明的上述目的，本发明的过电压保护电路包含：一输出端电压检测子电路，该输出端电压检测子电路电性连接至电压转换装置的次级侧电压处理电路的电压输出端；及一触发接地子电路，该触发接地子电路电性连接至脉冲宽度调制控制器。其中当该输出端电压检测子电路检测电压输出端的输出电压大于预设电压时，该输出端电压检测子电路通知该触发接地子电路输出电压大于预设电压，使得该触发接地子电路阻止驱动电压被传送至脉冲宽度调制控制器。
本发明的功效在于改善过电压保护的精准度。
附图说明
图1为本发明的过电压保护电路的方块图。
图2为本发明的过电压保护电路的电路图。
图3为本发明的过电压保护电路的另一实施例方块图。
其中，附图标记：
过电压保护电路 10
电压转换装置 20
电压供应装置 30
输出端电压检测子电路 102
隔离子电路 104
触发接地子电路 106
过电压通知辅助子电路 108
垫高电压 110
第一电阻 112
光耦合器发送部 114
三端可调分流调节器 116
第二电阻 118
光耦合器接收部 120
第三电阻 122
第一电容 124
光信号 126
硅控整流器 128
第四电阻 130
第一晶体管 132
第五电阻 134
第一分压电阻 136
第二分压电阻 138
第二电容 140
次级侧电压处理电路 202
电压输出端 204
初级侧电压处理电路 206
脉冲宽度调制控制器 208
输出电压 210
驱动电压 212
第三电容 214
第四电容 216
第一二极管 218
变压器 220
第五电容 222
第二二极管 224
第二晶体管 226
第六电阻 228
变压器初级侧绕组 2202
变压器次级侧绕组 2204
变压器辅助绕组 2206
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，请参阅以下的详细说明和附图说明如下，而附图与详细说明仅作为说明之用，并非用于限制本发明。
请参考图1，其为本发明的过电压保护电路的方块图。一过电压保护电路10包含一输出端电压检测子电路102、一隔离子电路104、一触发接地子电路106及一过电压通知辅助子电路108。
该输出端电压检测子电路102电性连接至一电压转换装置20的一次级侧电压处理电路202的一电压输出端204；该隔离子电路104电性连接至该输出端电压检测子电路102、该电压输出端204及该电压转换装置20的一初级侧电压处理电路206的一脉冲宽度调制控制器208；该触发接地子电路106电性连接至该隔离子电路104及该脉冲宽度调制控制器208；该过电压通知辅助子电路108电性连接至该输出端电压检测子电路102、该隔离子电路104及该电压输出端204。该电压转换装置20连接一电压供应装置30。
在一第一实施例，当该输出端电压检测子电路102检测该电压输出端204的一输出电压210大于一预设电压时(表示过电压了)，该输出端电压检测子电路102透过该隔离子电路104通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压，使得该触发接地子电路106阻止一驱动电压212被传送至该脉冲宽度调制控制器208。
换言之，当该脉冲宽度调制控制器208没有接收到该驱动电压212时，该脉冲宽度调制控制器208即不工作，使得该初级侧电压处理电路206停止工作以达到过电压保护。
当该输出端电压检测子电路102透过该隔离子电路104通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压时，该过电压通知辅助子电路108提供该隔离子电路104一垫高电压110，使得该输出端电压检测子电路102透过该隔离子电路104加速通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压。
在理论上，该输出端电压检测子电路102有能力透过该隔离子电路104通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压；然而，由于零件的误差等等因素，使得该输出端电压检测子电路102透过该隔离子电路104通知该触发接地子电路106的速度缓慢甚至失效；因此，该过电压通知辅助子电路108被设置以提供该隔离子电路104该垫高电压110，使得该输出端电压检测子电路102透过该隔离子电路104加速通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压。(详如图2所示)
再者，该电压转换装置20还包含一第三电容214、一第四电容216、一第一二极管218、一变压器220、一第五电容222、一第二二极管224、一第二晶体管226及一第六电阻228等等元件；该变压器220包含一变压器初级侧绕组2202、一变压器次级侧绕组2204及一变压器辅助绕组2206；该电压转换装置20可为例如但本发明不限定为一返驰式(flyback)电压转换器；该驱动电压212可为例如但本发明不限定为来自于该变压器辅助绕组2206的一辅助电压。
在一第二实施例，上述的该输出端电压检测子电路102亦可透过一非隔离型电路(未示于图1)通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压(亦即，该隔离子电路104可以使用非隔离型电路取代)。
在一第三实施例，上述的该输出端电压检测子电路102甚至可不透过该隔离子电路104即直接通知该触发接地子电路106该输出电压210大于该预设电压(亦即，该过电压保护电路10可以不必包含该隔离子电路104，如图3所示)；请参考图3，其为本发明的过电压保护电路的另一实施例方块图；图3所示的元件与图1所示的元件相同者，为简洁因素，故于此不再赘述。
请参考图2，其为本发明的过电压保护电路的电路图。图2所示的元件与图1所示的元件相同者，为简洁因素，故于此不再赘述。再者，该隔离子电路104包含一第一电阻112、一光耦合器发送部114、一三端可调分流调节器(three-terminal adjustable shunt regulator)116、一第二电阻118、一光耦合器接收部120、一第三电阻122及一第一电容124。该触发接地子电路106包含一硅控整流器(silicon controlled rectifier)128。该过电压通知辅助子电路108包含一第四电阻130、一第一晶体管132及一第五电阻134。该输出端电压检测子电路102包含一第一分压电阻136、一第二分压电阻138及一第二电容140。该硅控整流器128亦可以晶体管、金氧半场效晶体管(MOSFET)等等类似元件代替。
该第一电阻112电性连接至该输出端电压检测子电路102、该过电压通知辅助子电路108及该电压输出端204；该光耦合器发送部114电性连接至该第一电阻112及该过电压通知辅助子电路108；该三端可调分流调节器116电性连接至该光耦合器发送部114、该输出端电压检测子电路102及该过电压通知辅助子电路108；该第二电阻118电性连接至该触发接地子电路106及该脉冲宽度调制控制器208；该光耦合器接收部120电性连接至该第二电阻118及该触发接地子电路106；该第三电阻122电性连接至该光耦合器接收部120及该触发接地子电路106；该第一电容124电性连接至该光耦合器接收部120、该触发接地子电路106及该第三电阻122；该硅控整流器128电性连接至该光耦合器接收部120、该第三电阻122、该第一电容124及该脉冲宽度调制控制器208；该第四电阻130电性连接至该输出端电压检测子电路102、该隔离子电路104及该电压输出端204；该第一晶体管132电性连接至该第四电阻130、该第一电阻112、该光耦合器发送部114、该三端可调分流调节器116及该输出端电压检测子电路102；该第五电阻134电性连接至该第一电阻112、该光耦合器发送部114、该第一晶体管132及该三端可调分流调节器116；该第一分压电阻136电性连接至该隔离子电路104、该过电压通知辅助子电路108及该电压输出端204；该第二分压电阻138电性连接至该第一分压电阻136、该隔离子电路104及该过电压通知辅助子电路108；该第二电容140电性连接至该第一分压电阻136、该隔离子电路104、该过电压通知辅助子电路108及该第二分压电阻138。
当该输出端电压检测子电路102检测该电压输出端204的该输出电压210大于该预设电压时，该输出端电压检测子电路102触发导通该三端可调分流调节器116，使得该光耦合器发送部114藉由该第一电阻112所接收的该输出电压210导通。当该光耦合器发送部114导通时，该光耦合器发送部114发送一光信号126至该光耦合器接收部120，使得该光耦合器接收部120导通。当该光耦合器接收部120导通时，该硅控整流器128被触发导通接地，使得该驱动电压212透过该硅控整流器128接地而不被传送至脉冲宽度调制控制器208。当该光耦合器发送部114导通时，该第一晶体管132导通以提供该垫高电压110。
本发明至少包含下列三个特点：
1.该三端可调分流调节器116可以使用运算放大器(operationalamplifier)或比较器(comparator)取代；在次级侧(该次级侧电压处理电路202)使用该三端可调分流调节器116(或使用运算放大器、比较器)设定过电压保护启动点以实现精准的过电压保护。
2.在初级侧(该初级侧电压处理电路206)直接连接使用小功率的该硅控整流器128(或其他触发电路或触发元件)直接拉低该变压器辅助绕组2206的电压(例如，将该驱动电压212接地而不送入该脉冲宽度调制控制器208)。
3.次级侧(该输出端电压检测子电路102)透过该隔离子电路104以拉低在不同侧(例如初级侧或辅助绕组侧)的供电电路或集成电路(integratedcircuit)的保护功能引脚，以实现过电压保护自动重启(auto-recovery)或锁定保护(latch off)功能。
本发明的简略作动流程为：当该输出端电压检测子电路102检测该电压输出端204的该输出电压210大于该预设电压时，该输出端电压检测子电路102触发导通该三端可调分流调节器116，使得该光耦合器发送部114导通，该第一晶体管132导通以提供该垫高电压110，该光耦合器发送部114发送该光信号126至该光耦合器接收部120，使得该光耦合器接收部120导通，该硅控整流器128被触发导通接地，使得该驱动电压212透过该硅控整流器128接地而不被传送至脉冲宽度调制控制器208，使得该初级侧电压处理电路206停止工作以达到过电压保护。
本发明的功效在于改善过电压保护的精准度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求保护范围所作的均等变化与修改等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。综上所述，当知本发明已具有产业实用性、新颖性与创造性，又本发明的构造亦未曾见于同类产品及公开使用，完全符合发明专利申请要件，依专利法提出申请。

Claims (7)

1.一种过电压保护电路，其特征在于，包含：
一输出端电压检测子电路，该输出端电压检测子电路电性连接至电压转换装置的次级侧电压处理电路的电压输出端；及
一触发接地子电路，该触发接地子电路电性连接至脉冲宽度调制控制器，
其中当该输出端电压检测子电路检测电压输出端的输出电压大于预设电压时，该输出端电压检测子电路通知该触发接地子电路输出电压大于预设电压，使得该触发接地子电路阻止驱动电压被传送至脉冲宽度调制控制器。
2.如权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于，还包含：
一隔离子电路，该隔离子电路电性连接至该输出端电压检测子电路、该触发接地子电路、电压输出端及电压转换装置的初级侧电压处理电路的脉冲宽度调制控制器；及
一过电压通知辅助子电路，该过电压通知辅助子电路电性连接至该输出端电压检测子电路、该隔离子电路及电压输出端，
其中当该输出端电压检测子电路透过该隔离子电路通知该触发接地子电路输出电压大于预设电压时，该过电压通知辅助子电路提供该隔离子电路一垫高电压，使得该输出端电压检测子电路透过该隔离子电路加速通知该触发接地子电路输出电压大于预设电压。
3.如权利要求2所述的过电压保护电路，其特征在于，该隔离子电路包含：
一第一电阻，该第一电阻电性连接至该输出端电压检测子电路、该过电压通知辅助子电路及电压输出端；
一光耦合器发送部，该光耦合器发送部电性连接至该第一电阻及该过电压通知辅助子电路；及
一三端可调分流调节器，该三端可调分流调节器电性连接至该光耦合器发送部、该输出端电压检测子电路及该过电压通知辅助子电路，
其中当该输出端电压检测子电路检测电压输出端的输出电压大于预设电压时，该输出端电压检测子电路触发导通该三端可调分流调节器，使得该光耦合器发送部藉由该第一电阻所接收的输出电压导通。
4.如权利要求3所述的过电压保护电路，其特征在于，该隔离子电路还包含：
一第二电阻，该第二电阻电性连接至该触发接地子电路及脉冲宽度调制控制器；
一光耦合器接收部，该光耦合器接收部电性连接至该第二电阻及该触发接地子电路；
一第三电阻，该第三电阻电性连接至该光耦合器接收部及该触发接地子电路；及
一第一电容，该第一电容电性连接至该光耦合器接收部、该触发接地子电路及该第三电阻，
其中当该光耦合器发送部导通时，该光耦合器发送部发送一光信号至该光耦合器接收部，使得该光耦合器接收部导通。
5.如权利要求4所述的过电压保护电路，其特征在于，该触发接地子电路包含：
一硅控整流器，该硅控整流器电性连接至该光耦合器接收部、该第三电阻、该第一电容及脉冲宽度调制控制器，
其中当该光耦合器接收部导通时，该硅控整流器被触发导通接地，使得驱动电压透过该硅控整流器接地而不被传送至脉冲宽度调制控制器。
6.如权利要求5所述的过电压保护电路，其特征在于，该过电压通知辅助子电路包含：
一第四电阻，该第四电阻电性连接至该输出端电压检测子电路、该隔离子电路及电压输出端；
一第一晶体管，该第一晶体管电性连接至该第四电阻、该第一电阻、该光耦合器发送部、该三端可调分流调节器及该输出端电压检测子电路；及
一第五电阻，该第五电阻电性连接至该第一电阻、该光耦合器发送部、该第一晶体管及该三端可调分流调节器，
其中当该光耦合器发送部导通时，该第一晶体管导通以提供该垫高电压。
7.如权利要求6所述的过电压保护电路，其特征在于，该输出端电压检测子电路包含：
一第一分压电阻，该第一分压电阻电性连接至该隔离子电路、该过电压通知辅助子电路及电压输出端；
一第二分压电阻，该第二分压电阻电性连接至该第一分压电阻、该隔离子电路及该过电压通知辅助子电路；及
一第二电容，该第二电容电性连接至该第一分压电阻、该隔离子电路、该过电压通知辅助子电路及该第二分压电阻。
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