CN207947718U - 具有自恢复保护功能的电源供应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有自恢复保护功能的电源供应装置，其包括一整流电路、一功率因子校正电路、一直流对直流转换电路、一输出电路、一电源控制器和一自恢复保护单元，该自恢复保护单元用以侦测一过载信号，当该过载信号产生，该自恢复保护单元对该电源控制器送出一切断信号，由该电源控制器关闭该直流对直流转换电路，以停止供应直流工作电源，同时，该自恢复保护单元等待一重启时间，当该重启时间结束，再发送一解除信号至该电源控制器，使该电源控制器重新驱动该直流对直流转换电路，以恢复供应直流工作电源，藉此能够提供自动恢复保护电源的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源供应装置，尤其是涉及一种具有自恢复保护功能的电源供应装置。
背景技术
随着电器产品的蓬勃发展，市面上几乎所有电器产品都需要使用电源供应装置，而目前市面上以交换式电源供应装置(Switch Power Supply,SPS)为主流，又可称为切换式电源供应装置，其内部具有电子组件高速切换开关(Switch)进行变压，其主要应用大多在通讯产品、计算机及其外围设备上。
对于特定产业而言(例如监控产业)，电源供应装置的稳定性非常重要，尤其监控产业具有对数据存储方面的特殊性质，电源供应装置必须要能长期的持续运作，但是现有技术中的电源供应装置于转换电压时，基于单管正激(1Switch Forward)以及双管正激(2Switch Forward)，所采取的防护措施均是令电源供应装置进入锁定状态，以保护电源供应装置中的电子组件(如IC)，但是如此一来，便难以满足监控产业的需求。如中国台湾发明专利第I575837号「切换式电源供应器及使用其之电源供应设备」(以下简称前案)，主要是将由一功率级电路连接于一输入端与一输出端之间，该功率级电路透过一电流传感器产生一电流感测值，并由一电流监测器根据该电流感测值产生一对应的感测值，该电流监测器透过一回授电路将产生一回授信号传送至一电源控制器，由该电源控制器控制该功率级电路的电压转换。
由上述现有技术可知，对于监控产业具有对数据存储方面的特殊性，电源供应装置不能停止运作，但是目前业界为了保护电源供应装置中的电子组件IC，均采取锁定状态的方式，如前案一，亦为要保护电源供应装置中的电子组件，令该电源控制器进入死锁状态，因此，针对监控产业的需求而言，现有技术的电源供应装置完全停止运作，确实无法满足，故有待提出更佳解决方案的必要性。
实用新型内容
有鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的主要目的是提供一种具有自恢复保护功能的电源供应装置，其对工作电源进行监测，不仅能够降低电源供应装置的内部电子组件烧毁的机会，更能够提供自动恢复保护电源的功能。
为达成上述目的，所采取的主要技术手段是令上述具有自恢复保护功能的电源供应装置包括：
一整流电路，其连接一交流电源端；
一功率因子校正电路，连接该整流电路；
一直流对直流转换电路，连接该功率因子校正电路；
一输出电路，连接该直流对直流转换电路，并供应直流工作电源至一负载；
一电源控制器，连接并控制该功率因子校正电路、该直流对直流转换电路；
一自恢复保护单元，连接该电源控制器、该输出电路，并侦测一过载信号；其中，当该过载信号产生，该自恢复保护单元对该电源控制器送出一切断信号，由该电源控制器关闭该直流对直流转换电路，以停止供应直流工作电源；该自恢复保护单元等待一重启时间，当该重启时间结束，再发送一解除信号至该电源控制器，使该电源控制器重新驱动该直流对直流转换电路，以恢复供应直流工作电源。
优选的，该自恢复保护单元包括一个以上的过载侦测电路、一开关电路以及一微处理器；其中该过载侦测电路用以侦测该过载信号，该自恢复保护单元通过该开关电路对该电源控制器送出该切断信号，以停止供应直流工作电源；同时，该开关电路送出一自恢复启动信号给该微处理器，并由该微处理器开始计时该重启时间。
优选的，该过载侦测电路包括一过电压侦测电路，并通过该过电压侦测电路侦测该过载信号；该过电压侦测电路包括一齐纳二极管和一可控硅，该齐纳二极管的一端连接该输出电路，以侦测其输出电压，该齐纳二极管的另一端连接该可控硅的闸极，该可控硅的阳极通过一光隔离器和该开关电路连接；其中，当该输出电路的输出电压大于一额定电压，该齐纳二极管崩溃，该可控硅侦测该过载信号而导通，使该光隔离器通过该开关电路分别对该电源控制器、该微处理器送出该切断信号、该自恢复启动信号。
优选的，该过载侦测电路包括一过电流侦测电路，并通过该过电流侦测电路侦测该过载信号；该过电流侦测电路主要由一运算放大器所组成，该运算放大器的输出端通过一光隔离器和该开关电路连接；其中，由该运算放大器侦测该过载信号，使该光隔离器通过该开关电路分别对该电源控制器、该微处理器送出该切断信号、该自恢复启动信号。
优选的，该过载侦测电路包括一过温侦测电路，并通过该过过温侦测电路侦测该过载信号；该过温侦测电路主要由一运算放大器和一温度传感器所组成，该温度传感器连接该运算放大器的输入端，该运算放大器的输出端通过一光隔离器和该开关电路连接；其中，当工作温度超过一额定温度，由该运算放大器侦测到该过载信号，使该光隔离器通过该开关电路分别对该电源控制器、该微处理器送出该切断信号、该自恢复启动信号。
优选的，该过载侦测电路是通过一光隔离器和该开关电路连接；该开关电路包括一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关；其中，该第一功率开关与该光隔离器、该电源控制器连接，该第一功率开关对该电源控制器送出该切断信号；该第二功率开关亦与该光隔离器、该微处理器连接，该第二功率开关对该微处理器送出该自恢复启动信号；该第三功率开关与该微处理器连接，该微处理器通过该第三功率开关送出该解除信号给该电源控制器。
优选的，该第一至第三功率开关分别由一金氧半场效晶体管所构成。
优选的，该电源控制器包括一PFC/PWM控制器，其具有多数的脚位，以连接该功率因子校正电路和该直流对直流转换电路；该整流电路包括一全波整流器。
优选的，该微处理器主要是由一MCU集成电路所构成，其具有多数的脚位，并连接该开关电路。
优选的，该光隔离器主要是由一发光二极管和一传感器所组成，当该过载信号产生，该发光二极管流过电流，使该传感器感测到光线，通过该开关电路分别对该电源控制器、该微处理器送出该切断信号、该自恢复启动信号。
通过上述构造，本实用新型的功率因子校正电路、直流对直流转换电路连接在该整流电路、该输出电路之间，且由该电源控制器控制该功率因子校正电路20、该直流对直流转换电路，当该自恢复保护单元侦测到该过载信号，则根据该过载信号对该电源控制器送出该切断信号，由该电源控制器关闭该直流对直流转换电路，同时暂停并等待该重启时间，直到该重启时间结束，再由该自恢复保护单元发送该解除信号至该电源控制器，使该电源控制器重新驱动该直流对直流转换电路，以恢复供应直流工作电源，藉此降低电源供应装置的内部电子组件烧毁的机会，达到自动恢复保护电源的目的。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，
图1是本实用新型一较佳实施例的电路图。
图2是本实用新型一较佳实施例自恢复保护单元的局部电路图。
图3是本实用新型一较佳实施例自恢复保护单元的另一局部电路图。
附图标记说明：
10整流电路 20功率因子校正电路
30直流对直流转换电路 40输出电路
50电源控制器 60自恢复保护单元
61开关电路 62微处理器
63过电压侦测电路 64过电流侦测电路
65过温侦测电路
具体实施方式
以下配合附图及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
关于本实用新型具有自恢复保护功能的电源供应装置的较佳实施例，请参考图1所示，其包括一整流电路10、一功率因子校正电路20、一直流对直流转换电路30、一输出电路40、一电源控制器50和一自恢复保护单元60，在本较佳实施例中，该整流电路10包括一全波整流器BD1，其连接一交流电源端(L,N)，用以将输入的交流电源转换为直流电，并在该电源控制器50的控制下，经该功率因子校正电路20进行功率因子校正、该直流对直流转换电路30进行直流对直流电源转换后送至该输出电路40，该输出电路40具有一直流电源输出端(+12VA,RTN2)，用以连接一负载，以供应直流工作电源。
如图1、2所示，该自恢复保护单元60包括一个以上的过载侦测电路、一开关电路61以及一微处理器62；该过载侦测电路用以侦测该过载信号，当该过载信号产生，该自恢复保护单元60将通过该开关电路61对该电源控制器50送出该切断信号I1，并由该电源控制器50关闭该直流对直流转换电路30，以停止供应直流工作电源；在此同时，该开关电路61亦送出一自恢复启动信号I2给该微处理器62，并由该微处理器62开始计时该重启时间(例如10秒钟)，当该微处理器62对该重启时间的计时结束后，即由该微处理器62送出一解除信号V1给该电源控制器50，使该电源控制器50重新驱动该直流对直流转换电路30，以恢复供应直流工作电源。
如图2、3所示，在本实较佳施例中，该自恢复保护单元60的过载侦测电路共有三个，分别为一过电压侦测电路63、一过电流侦测电路64和一过温侦测电路65；对于本领域的技术人员可以理解的是，该过电压侦测电路63、该过电流侦测电路64和该过温侦测电路65可单独、组合或全部运用在该自恢复保护单元60，并分别通过该过电压侦测电路63、该过电流侦测电路64或该过温侦测电路65侦测该过载信号；其中
该过电压侦测电路63包括一齐纳二极管ZD6和一可控硅SCR1，该齐纳二极管ZD6的一端连接该输出电路40，以侦测其输出电压，该齐纳二极管ZD6的另一端连接该可控硅SCR1的闸极，该可控硅SCR1的阳极通过一光隔离器M5A,M5B和该开关电路61连接。在本较佳实施例中，该光隔离器M5A、M5B主要是由一发光二极管M5A和一传感器M5B所组成。其中，当该输出电路40的输出电压大于一额定电压(>12V)时，该过电压侦测电路63的齐纳二极管ZD6崩溃，使该可控硅SCR1侦测到该过载信号而导通，并使该发光二极管M5A流过一电流讯号I，以驱动该发光二极管M5A发光，使该传感器M5B感测到该发光二极管M5A的光线，并通过该开关电路61分别对该电源控制器50、该微处理器62送出该切断信号I1、该自恢复启动信号I2，以暂时停止供应直流工作电源，待计时结束后，即由该微处理器62送出一解除信号V1给该电源控制器50，使该电源控制器50重新驱动该直流对直流转换电路30，以恢复供应直流工作电源。
再者，该过电流侦测电路64主要由一运算放大器(Operational Amplifier,OPA)M11B所组成，在本较佳实施例中，该运算放大器M11B具有侦测同相输入端和反相输入端电压比较器的特性，因此该组运算放大器M11B具有过电流保护的功能；在本较佳实施例中，该运算放大器M11B的输出端D连接该发光二极管M5A，并通过该发光二极管M5A、该传感器M5B和该开关电路61连接；其中，该运算放大器M11B的输出端D连接在该发光二极管M5A的阴极，当该过电流侦测电路64的该运算放大器M11B侦测到该过载信号，该组运算放大器M11B的输出端D的电压准位由HIGH转为LOW，使该发光二极管M5A流过一电流讯号I，以驱动该发光二极管M5A发光，使该传感器M5B感测到该发光二极管M5A的光线，并通过该开关电路61分别对该电源控制器50、该微处理器62送出该切断信号I1、该自恢复启动信号I2，使该直流对直流转换电路30暂时停止供应直流工作电源，待计时结束后，该电源控制器50根据该解除信号V1重新驱动该直流对直流转换电路30，以恢复供应直流工作电源。
另外，该过温侦测电路65主要由该运算放大器M11B和一温度传感器RT2所组成，在本较佳实施例中，该温度传感器RT2包括一热敏电阻，其连接该运算放大器M11B的输入端，工作温度升高使该热敏电阻的电阻值增加；其中，当工作温度超过一额定温度，该过温侦测电路65的该运算放大器M11B侦测到该过载信号，使该运算放大器M11B的输出端D的电压准位由HIGH转为LOW，使该发光二极管M5A流过电流讯号I，以驱动该光隔离器M5A,M5B、并通过该电源控制器50及该微处理器62，使直流工作电源暂停供电，待计时结束后重新恢复供应直流工作电源。
如图2、3所示，在本较佳实施例中，该开关电路61包括一第一功率开关Q20、一第二功率开关Q22、一第三功率开关Q21；其中，该第一功率开关Q20的控制端与该传感器M5B的输出端电连接，该第一功率开关Q20的输入端、输出端则分别与VCC电源、该电源控制器50电连接，该第一功率开关Q20是用以对该电源控制器50送出该切断信号I1，使该电源控制器50关闭该直流对直流转换电路30，以停止供应直流工作电源；
该第二功率开关Q22的控制端亦与该传感器M5B的输出端电连接，该第二功率开关Q22的输入端、输出端则分别与该微处理器62、接地端(RTN1)电连接，该第二功率开关Q22是用以对该微处理器62送出该自恢复启动信号I2，使该微处理器62开始计时该重启时间(例如10秒钟)，当该微处理器62的计时结束，即送出该解除信号V1给该电源控制器50；
该第三功率开关Q21的输入端、输出端则分别与VCC电源、接地端(RTN1)电连接，该第三功率开关Q21的控制端与该微处理器62电连接，该微处理器62通过该第三功率开关Q21送出该解除信号V1给该电源控制器50，使该电源控制器50重新驱动该直流对直流转换电路30，以解除该电源控制器50的被锁定状态，并恢复供应直流工作电源。
在本较佳实施例中，该第一至第三功率开关Q20,Q22,Q21可分别由一金氧半场效晶体管(MOSFET)所构成，其中该第一至第三功率开关Q20,Q22,Q21的输入端为汲极(D)、输出端为源极(S)、控制端为闸极(G)。
在本较佳实施例中，该电源控制器50包括一PFC/PWM控制器(Power FactorCorrection/Pulse Width Modulation Combo Controller)，该PWM/PFC控制器主要是由一型号为CM6805的集成电路所构成，其具有多数的脚位(PIN1-10)，其中该电源控制器50的PIN6连接该第一功率开关Q20的输出端、PIN8连接VCC电源、PIN9连接该功率因子校正电路20、PIN10连接该直流对直流转换电路30。
在本较佳实施例中，该微处理器62主要是由一MCU(Microcontroller)集成电路所构成，该微处理器62亦具有多数的脚位(PIN1-8)，其中该微处理器62的PIN6连接该第三功率开关Q21的控制端、PIN7连接该第二功率开关Q22的输入端。
依上述构造说明本较佳实施例的具体电路动作，如图1所示，当该传感器M5B导通流过电流，同时使该第一功率开关Q20导通、该第二功率开关Q22导通；
当该第一功率开关Q20导通，该电源控制器50的PIN6收到该切断信号I1，该切断信号I1使该电源控制器50的PIN6输入电压转为高电位(HIGH,VCC电源)，且该电源控制器50停止PWM的工作；
当该第二功率开关Q22导通，该微处理器62的PIN7收到该自恢复启动信号I2，该自恢复启动信号I2使该微处理器62的PIN7输入电压转为低电位(LOW)，且该微处理器62的PIN6控制该第三功率开关Q21，使得VCC电源接地，此时该电源控制器50仍处于被锁定状态，并且由该微处理器62等待该重启时间(例如10秒)，当该重启时间结束，该微处理器62的PIN6输入电压转为低电位(LOW)，并透过该第三功率开关Q21发送该解除信号V1解除该电源控制器50的被锁定状态，使该电源控制器50恢复控制该功率因子校正电路20、一直流对直流转换电路30，达到自恢复的功能。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，包括：
一整流电路，其连接一交流电源端；
一功率因子校正电路，连接所述整流电路；
一直流对直流转换电路，连接所述功率因子校正电路；
一输出电路，连接所述直流对直流转换电路，并供应直流工作电源至一负载；
一电源控制器，连接并控制所述功率因子校正电路、所述直流对直流转换电路；
一自恢复保护单元，连接所述电源控制器、所述输出电路，所述自恢复保护单元包括一个以上的过载侦测电路、一开关电路以及一微处理器；其中所述过载侦测电路通过所述开关电路和所述电源控制器连接。
2.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述过载侦测电路包括一过电压侦测电路，所述过电压侦测电路包括一齐纳二极管和一可控硅，所述齐纳二极管的一端连接所述输出电路，以侦测其输出电压，所述齐纳二极管的另一端连接所述可控硅的闸极，所述可控硅的阳极通过一光隔离器和所述开关电路连接。
3.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述过载侦测电路包括一过电流侦测电路，所述过电流侦测电路主要由一运算放大器所组成，所述运算放大器的输出端通过一光隔离器和所述开关电路连接。
4.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述过载侦测电路包括一过温侦测电路，所述过温侦测电路主要由一运算放大器和一温度传感器所组成，所述温度传感器连接所述运算放大器的输入端，所述运算放大器的输出端通过一光隔离器和所述开关电路连接。
5.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述过载侦测电路是通过一光隔离器和所述开关电路连接；所述开关电路包括一第一功率开关、一第二功率开关、一第三功率开关；其中，所述第一功率开关与所述光隔离器、所述电源控制器连接；所述第二功率开关亦与所述光隔离器、所述微处理器连接；所述第三功率开关与所述微处理器连接。
6.如权利要求5所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述第一至第三功率开关分别由一金氧半场效晶体管所构成。
7.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述电源控制器包括一PFC/PWM控制器，其具有多数的脚位，以连接所述功率因子校正电路和所述直流对直流转换电路。
8.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述整流电路包括一全波整流器。
9.如权利要求1所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述微处理器主要是由一MCU集成电路所构成，其具有多数的脚位，并连接所述开关电路。
10.如权利要求2至6中任一项所述的具有自恢复保护功能的电源供应装置，其特征在于，所述光隔离器主要是由一发光二极管和一传感器所组成。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |