CN110299694A - 电源供应器的过功率保护方法及装置 - Google Patents

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徐国利
邓东国
王永海
罗金忠
蔡宗彦
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1203—Circuits independent of the type of conversion

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Abstract

本发明提供一种电源供应器的过功率保护方法及装置，依据电源供应器的运作状态提供轻度过功率保护和过功率保护两种保护模式；本发明方法在电源供应器运作期间持续检测电源供应器的总输出功率，在电源供应器维持轻度过功率的运作状态下持续达到预设的第一时间长度时，启动过载保护关闭电源供应器的电力输出，若是在达到预设的第一时间长度之前低于轻度过功率的运作状态则会取消计时，直到再次达到轻度过功率的运作状态再重新计时；在电源供应器达到过功率的运作状态则会启动过载保护关闭电源供应器的电力输出。本发明的优点在于，可以防止电源供应器在轻度过功率的运作状态下长时间使用造成的损坏，提高电源供应器的使用安全与寿命。

Description

电源供应器的过功率保护方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电源供应器(power supply)的保护装置，特别是一种具有两种保护模式的电源供应器的过功率保护方法及装置。
背景技术
电源供应器是一种电源供应装置，用于转换电源以提供电力给电子装置或是组件。已知的电源供应器都有许多种保护机制，例如：过电压保护(over voltageprotection，OVP)、过高温保护(over temperature protection，OTP)、以及过负载保护(over load protection，OLP)等。
电源供应器的额定功率是指电源在稳定、持续工作下的最大负载，额定功率代表了一台电源供应器真正的负载能力，比如，一台电源供应器的额定功率是1000W，其含义是电源供应器持续工作供电予所有负载的总和不能超过1000W。但实际上，电源都有一定的宽余额(例如300W)，因此如额定功率1000W的电源，在输出功率1300W以下的时候(如1200W)，还能稳定正常工作，该宽余额的用途即在于提供一区段缓冲，避免因使用者偶而稍微超载即停止电源供应，造成使用者不便，其具可在使用便利性和安全性取得一相互的平衡点的目的效能。但是输出功率总和不可超过宽余额的功率使用，否则可能导致电源供应器或其它电子部件因为过载或过电流而烧毁，影响电源供应器的使用安全。
过功率保护(over power protectin，OOP)的主要功能是在电源供应器的负载持续上升，达到某个预设的OPP值，电源供应器就自动断电，以免出现过流损坏电源供应器或者电子装置的其它部件。例如已公开的中国发明专利(申请公布号CN103872654A)，提出了一种多重保护的恒功率输出电子变压器，这种电子变压器设置有电源端过压保护、负载端超载保护，并具有特别的半桥逆变恒功率控制。电源端过压保护是，当电源电压过高，超过保护阀值时，半桥逆变停止工作，输出电压同时降到零。负载端超载保护是，当负载异常或超载时，检测点P检测到的超载信号驱动执行电路开始动作，使逆变器停振，输出中止。
已知电源供应器的OPP值通常是额定功率的1.3倍左右，有些制造商将OPP值设得太高，其实是不安全的。在额定功率和OPP值之间，会有一个区间，比如，POWER额定功率1000W，OPP值为1300W，那么，1000-1300W之间的这个区域就是一个“盲区”，如果在这个区间停留的时间过长(一般可以持续数十秒时间)，很可能因为持续电流供应的发热效应或过载熔融，导致电源供应器或电子装置的其它部件烧毁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种电源供应器的过功率保护方法及装置，可以依据电源供应器的运作状态提供轻度过功率保护和过功率保护两种保护模式。
本发明电源供应器的过功率保护方法的一种实施例，包括：在电源供应器运作期间持续检测电源供应器的总输出功率；在总输出功率超过第一预设值并且持续达到预设的第一时间长度，关闭电源供应器的电力输出；以及在总输出功率超过第二预设值时，关闭电源供应器的电力输出，其中第一预设值大于电源供应器的额定功率，第二预设值大于第一预设值。
其中关闭电源供应器的电力输出的一种较佳实施例是延迟一预设的延迟时间才关闭电源供应器停止输出电力。
本发明电源供应器的过功率保护装置的一种实施例，包括：
功率检测单元，电性连接电源供应器的电力输出侧，用于持续检测电源供应器输出电力的总输出功率，输出表示总输出功率的电信号，在电信号表示的总输出功率大于第二预设值，从功率检测单元的信号输出端送出停止信号；
功率比较器，电性连接功率检测单元，将功率检测单元输出的电信号和第一预设值比较，在电信号表示的总输出功率小于第一预设值输出第一信号，在电信号表示的总输出功率大于第一预设值输出第二信号；
定时器，电性连接功率比较器，在收到第一信号时令定时器清零，在收到第二信号时开始计时，并且在计时的时间长度达到预设的第一时间长度，从定时器的信号输出端送出停止信号；以及
过功率保护单元，电性连接电源供应器以及功率检测单元和定时器的信号输出端，在收到停止信号时关闭电源供应器停止输出电力。
在本发明电源供应器的过功率保护方法及装置的一实施例，其中第一预设值是额定功率的1.2倍。
在本发明电源供应器的过功率保护方法及装置的一实施例，其中第二预设值是额定功率的1.4倍。
在本发明电源供应器的过功率保护装置的一实施例，包括在收到停止信号时延迟一预设的延迟时间才关闭电源供应器停止输出电力。
本发明的优点在于，可以防止电源供应器在轻度过功率的运作状态下长时间使用造成的损坏，提高电源供应器的使用安全与寿命。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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它的附图。
图1，是本发明电源供应器的过功率保护方法的步骤图；
图2是本发明电源供应器的过功率保护装置的一种实施例的功能方块图；
图3是本发明电源供应器的过功率保护方法及装置的一种实施例的动作流程图。
符号说明
10 功率检测单元 20 功率比较器
30 定时器 40 过功率保护单元
E1 电信号 P 电源供应器
具体实施方式
在本发明专利说明书及图式所公开的实施例，其中提及的方向(例如上、下、左、右、前和后)是依据图式显示的内容，用于说明实施例中各个组件或结构之间相对关系(例如位置关系、联接关系和动作关系)。原则上，当本发明说明书中提及的组件或结构和图式显示的位置相符时，所述的方向将会是合适的。如果本发明说明书中提及的组件或结构的位置发生改变，则所述的方向也应作相应的改变。
首先请参阅图1，是本发明电源供应器的过功率保护方法的步骤图和动作流程图。
本发明电源供应器的过功率保护方法的步骤包括：在电源供应器运作期间持续检测电源供应器的总输出功率；在总输出功率超过第一预设值并且持续达到预设的第一时间长度，关闭电源供应器的电力输出；以及在总输出功率超过第二预设值时，关闭电源供应器的电力输出，其中第一预设值大于电源供应器的额定功率，第二预设值大于第一预设值。
请参阅图2，是本发明电源供应器的过功率保护装置的一种实施例的功能方块图。
本发明电源供应器的过功率保护装置，包括：
一功率检测单元10，功率检测单元10电性连接电源供应器P的电力输出侧，用于持续检测电源供应器P输出电力的总输出功率，然后输出表示总输出功率的电信号，在电信号表示的总输出功率大于第二预设值，从功率检测单元10的信号输出端送出停止信号；
一功率比较器20，功率比较器20电性连接功率检测单元10，将功率检测单元10输出的电信号和预设的一第一预设值比较，在电信号表示的总输出功率小于第一预设值输出第一信号(例如低电位信号)，在电信号表示的总输出功率大于第一预设值输出第二信号(例如高电位信号)；
一定时器30，定时器30电性连接功率比较器20，在收到第一信号时令定时器30清零，在收到第二信号时开始计时启动定时器30开始计时，并且在计时的时间长度达到预设的第一时间长度(例如20秒，但不以此为限)，从定时器30的信号输出端送出停止信号；以及
一过功率保护单元40，过功率保护单元40电性连接电源供应器P以及功率检测单元10和定时器30的信号输出端，在收到停止信号时关闭电源供应器P停止输出电力，较佳的一种实施方式是过功率保护单元40收到停止信号之后延迟一预设的延迟时间(例如10微秒-10ms)之后关闭电源供应器P停止输出电力；其中过功率保护单元40的一种实施方式是使用电源供应器P专用的过功率保护IC。
本发明方法及装置可以依据电源供应器的运作状态提供轻度过功率保护和过功率保护两种保护模式，其中第一预设值的一种实施方式是额定功率的1.2倍，第二预设值是额定功率的1.4倍。所称轻度过功率保护是指电源供应器P的总输出功率超过1.2倍的额定功率，但是总输出功率未达1.4倍的额定功率，为了避免电源供应器P在轻度过功率的运作状态持续过久时间造成的损害，在电源供应器P的总输出功率超过第一预设值(额定功率的1.2倍)，而且电源供应器P维持在轻度过功率的运作状态下持续到达第一时间长度(例如20秒，但不以此为限)，过功率保护单元40就会关闭电源供应器P停止输出电力关闭电源供应器的电力输出；而在计时的这段期间，如果电源供应器P的总输出功率下降至低于1.2倍的额定功率，定时器30就会清零，直到下一次电源供应器P的总输出功率超过1.2倍的额定功率时，才会重新开始计时。
本发明所称的过功率保护是指电源供应器P的总输出功率超过第二预设值(例如第二预设值是1.4倍的额定功率)，过功率保护单元40就会关闭电源供应器P停止输出电力，较佳的一种实施方式是延迟一预设的延迟时间才关闭电源供应器P停止输出电力。
请参阅图3，是本发明电源供应器的过功率保护方法及装置的一种实施例的动作流程图。基本上包括下列动作：
S1.功率检测单元10电性连接电源供应器P的电力输出侧，功率检测单元10用以在电源供应器P运作期间持续检测电源供应器P输出电力的总输出功率，然后输出表示总输出功率的电信号E1；
S2.功率比较器20将电信号E1表示的总输出功率和第一预设值(额定功率的1.2倍)进行比较；
S3在总输出功率超过第一预设值开始计时，功率比较器20输出第二信号(例如高电位信号)，定时器30被第二信号触发(例如被高电位信号触发)开始计时，并且在计时的时间长度达到预设的第一时间长度(例如20秒，但不以此为限)，从定时器30的信号输出端送出停止信号；
S4.在总输出功率低于第一预设值停止计时并将定时器30归零，换言之，在计时的这段期间，如果电源供应器P的总输出功率下降至低于第一预设值(1.2倍的额定功率)，功率比较器20输出第一信号(例如低电位信号)，定时器30被第一信号触发(例如被低电位信号触发)并且归零，直到下一次电源供应器P的总输出功率超过1.2倍的额定功率时，才会重新开始计时；
S5.在总输出功率超过第二预设值(1.4倍的额定功率)，功率检测单元10的信号输出端送出停止信号；以及
S6.过功率保护单元40在收到上述的停止信号就会关闭电源供应器P停止输出电力，较佳的一种实施方式是延迟一预设的延迟时间才关闭电源供应器P停止输出电力。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (8)

1.一种电源供应器的过功率保护方法，其特征在于，包括：
在电源供应器运作期间持续检测该电源供应器的总输出功率；
在该总输出功率超过一第一预设值并且持续达到预设的一第一时间长度，关闭该电源供应器的电力输出；以及
在该总输出功率超过一第二预设值时，关闭该电源供应器的电力输出，其中该第一预设值大于该电源供应器的额定功率，该第二预设值大于该第一预设值。
2.如权利要求1所述电源供应器的过功率保护方法，其特征在于，关闭该电源供应器的电力输出的步骤包括：延迟一预设的延迟时间才关闭该电源供应器停止输出电力。
3.如权利要求1所述电源供应器的过功率保护方法，其特征在于，该第一预设值是该电源供应器的额定功率的1.2倍。
4.如权利要求1或3所述电源供应器的过功率保护方法，其特征在于，该第二预设值是该电源供应器的额定功率的1.4倍。
5.一种电源供应器的过功率保护装置，其特征在于，包括：
一功率检测单元，电性连接电源供应器的电力输出侧，用于持续检测该电源供应器输出电力的总输出功率，输出表示该总输出功率的电信号，在该电信号表示的总输出功率大于第二预设值，从该功率检测单元的信号输出端送出停止信号；
一功率比较器，电性连接该功率检测单元，将该功率检测单元输出的该电信号和第一预设值比较，在该电信号表示的总输出功率小于该第一预设值输出第一信号，在该电信号表示的总输出功率大于该第一预设值输出第二信号；
一定时器，电性连接该功率比较器，该定时器在收到该第一信号时令该定时器归零，该定时器在收到该第二信号时开始计时，并且在计时的时间长度达到预设的第一时间长度，从该定时器的信号输出端送出停止信号；以及
一过功率保护单元，电性连接该电源供应器以及该功率检测单元和该定时器的信号输出端，在收到该停止信号时关闭该电源供应器停止输出电力。
6.如权利要求5所述电源供应器的过功率保护装置，其特征在于，该过功率保护单元在收到该停止信号时延迟一预设的延迟时间才关闭电源供应器停止输出电力。
7.如权利要求5所述电源供应器的过功率保护装置，其特征在于，该第一预设值是该电源供应器的额定功率的1.2倍。
8.如权利要求5或7所述电源供应器的过功率保护装置，其特征在于，该第一预设值是该电源供应器的额定功率的1.4倍。
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