CN2857298Y - 具过低电压保护系统的电源供应器 - Google Patents

Abstract

一种具过低电压保护系统的电源供应器，在输入电压过低下，得以控制耦接的微处理器先行完成处理程序，包括有一功率因数修正电路；一总线电容透过该功率因数修正电路接收该输入电压以形成一总线电压；一转换电路根据该总线电压，提供多个输出电压到微处理器；一监控器，根据等比例的该总线电压，用以控制电源良好信号；一过低电压检测电路，于该输入电压过低下，用来停止该功率因数修正电路的升压动作。该功率因数修正电路停止升压动作时，该总线电压会逐渐衰减。当等比例的该总线电压低于该监控器设定的一临界信号时，该监控器即控制该电源良好信号，使微处理器可先行完成处理程序。

Description

具过低电压保护系统的电源供应器

技术领域

本实用新型为一种具过低电压保护系统的电源供应器，尤指一种可提供微处理器于输入电压过低下，先行完成处理程序的电源供应器。

背景技术

电源供应器是电子装置运作所需电力的重要来源。透过电子装置(如主机板)上微处理器的运作处理资料是现代人非常依赖的处理方法之一。电源供应器在输入电压低于保护电压时，通常会截止运作以避免毁损。若此时微处理器未能完成处理程序，所造成的损失将难以估计。

请参考图1，现有技术中包含功率因数修正电路的电源供应器的电路示意图。以下将通过图1说明现有技术包含功率因数修正电路的电源供应器在输入电压过低时如何进行保护。

电源供应器20主要是透过一个过低电压检测电路220监控输入电压V_IN(如经过桥式整流后的电源调整电压V_RECT)，并在输入电压V_IN小于保护电压的状况下，产生过低电压保护信号S_BO，使待机电路230立即截止功率因数修正电路240、转换电路250及监控器260的工作电源V_CC；因此电源供应器20的输出电压V_OUT也相应地立即截止，所以微处理器10无法在输出电压V_OUT截止之前，根据监控器260输出的电源良好信号V_PGO先行完成处理程序(如加速完成运算或立即储存资料)。

配合图1，请参考图2，为现有技术的包含功率因数修正电路的电源供应器的过低电压保护时序图。当过低电压检测电路220产生过低电压保护信号S_BO(高电位信号)时，转换电路250的工作电源V_CC立即被截止(低电位信号)，转换电路250中的脉波调变信号S_PWM不再产生(低电位信号)，导致输出电压V_OUT也相对截止(低电位信号)，同时监控器260的工作电源V_CC也被截止，所以电源良好信号V_PGO也相应截止(低电位信号)。如此一来与电源供应器20耦接的微处理器10无法先行完成处理程序。

配合图1，请参考图3，为现有技术的包含功率因数修正电路的电源供应器的过低电压保护方法流程图。首先电源供应器20利用过低电压检测电路220确认输入电压V_IN是否小于保护电压(P110)；若是小于保护电压，则过低电压检测电路220产生过低电压保护信号S_BO(P120)给待机电路230；最后待机电路230将截止功率因数修正电路240、转换电路250、与监控器260的工作电源V_CC(P130)。

如上所述，现有技术中包含功率因数修正电路的电源供应器20虽已成为市场的主流，但在输入电压过低时，无法于输出电压V_OUT截止输出之前先提供一延迟时间，使与其耦接的微处理器适时完成处理程序，经常造成使用者极大损失。

发明内容

本实用新型提出一种具过低电压保护系统的电源供应器，用以提供耦接的微处理器所需的电压，并在电源供应器处于低输入电压供应下，得以控制一电源良好信号，使微处理器在电源供应器的输出电压截止前，可以先行完成处理程序。

本实用新型为一种具过低电压保护系统的电源供应器，包括有：一功率因数修正电路，对该输入电压进行功率因数修正及升压动作；一总线电容，接收该功率因数修正电路输出的该输入电压，并于两端形成一总线电压；一转换电路，转换该总线电压，用以提供一输出电压到该微处理器。

一监控器，根据等比例的该总线电压，用以控制输出到该微处理器的一电源良好信号使该微处理器可先行完成处理程序；一过低电压检测电路，于该输入电压低于一保护电压时，用来停止该功率因数修正电路的升压动作。

上述的电源供应器，其过低电压保护的方法为先判断该输入电压是否小于预设的保护电压；若低于预设的保护电压，则停止功率因数修正的升压动作；由于电源供应器中的监控器会检测，并判断该等比例的总线电压是否小于一临界信号；若是小于临界信号，则控制该电源良好信号，以使该微处理器先行完成处理程序。

上述说明中，当等比例的该总线电压(如输出电压)低于电源供应器中转换电路所设定的一低输出保护电压时，该转换电路即停止输出电压到微处理器。

附图说明

图1为现有技术中包含功率因数修正电路的电源供应器的电路示意图；

图2为现有技术中包含功率因数修正电路的电源供应器进行过低电压保护的时序图；

图3为现有技术中包含功率因数修正电路的电源供应器的过低电压保护方法的方法流程图；

图4为本实用新型具过低电压保护系统的电源供应器的电路方块示意图；

图5为本实用新型提出的监控器较佳实施电路示意图；

图6为本实用新型进行过低电压保护的时序图；及

图7为本实用新型过低电压保护方法的方法流程图。

图号说明

微处理器10             电源供应器20

过低电压检测电路220    待机电路230

功率因数修正电路240    转换电路250

监控器260              总线电容C_B

电源转换信号V_PGI      输入电压V_IN

总线电压V_BUS          升压控制信号S_PFC

脉波调变信号S_PWM      电源良好信号V_PGO

过低电压保护信号S_BO   电源调整电压V_RECT

微处理器10a            电源供应器20a

过低电压检测电路220a   功率因数修正电路240a

监控器260a             转换电路250a

电源调整电压V_RECT     输出电压V_OUT

输入电压V_IN           总线电压V_BUS

电源良好信号V_PGO      电源转换信号V_PGI

总线电容C_B            过低电压保护信号S_BO

磁滞比较器332          晶体管334

临界信号V_TH

具体实施方式

请参考图4，本实用新型具过低电压保护系统的电源供应器的电路方块示意图，电源供应器20a提供耦接的一微处理器10a所需的电压，并于一输入电压V_IN过低下，提供一延迟时间，使该微处理器10a可先行完成处理程序。

电源供应器20a包括有：一功率因数修正电路240a接收该输入电压V_IN(如经过桥式整流后的电源调整电压V_RECT)，并对该输入电压V_IN进行功率因数修正及升压。功率因数修正电路240a包含有功率因数修正控制器(未标示)与功率因数修正功率电路(未标示)。其中，功率因数修正功率电路将对输入电压V_IN进行功率因数修正及升压动作；功率因数修正控制器则依据过低电压保护信号S_BO控制功率因数修正功率电路截止升压动作；一总线电容C_B连接于该功率因数修正电路240a的输出端，接收功率因数修正电路240a所输出的输入电压V_IN，并于两端形成一总线电压V_BUS。

一转换电路250a连接于该总线电容C_B，根据该总线电压V_BUS，用以提供一输出电压V_OUT到该微处理器10a，并在低输出电压时控制该输出电压V_OUT的输出，转换电路250a进行低输出电压的保护已是现有技术因此不再赘述；一监控器260a与该微处理器10a耦接，检测等比例的该总线电压V_BUS(如图4中所示的电源转换信号V_PGI)，用以控制输出到该微处理器10a的一电源良好信号V_PGO。该电源良好信号V_PGO可控制该微处理器10a立即进行预设程序(如加速完成运算或立即储存资料等)；一过低电压检测电路220a连接于该功率因数修正电路240a，于该输入电压V_IN低于预设的保护电压后，经过一个预设时间，将产生一个过低电压保护信号S_BO，用来停止该功率因数修正电路240a的升压动作。

其中，于该输入电压V_IN过低下，该功率因数修正电路240a即停止升压的工作，该总线电压V_BUS会依据总线电容C_B的电容值逐渐衰减，直到与输入电压V_IN相同。因此根据总线电压V_BUS可确认输入电压V_IN是否稳定。

当电源转换电压V_PGI低于监控器260a设定之一临界信号V_TH时，监控器260a即控制电源良好信号V_PGO(如截止电源良好信号V_PGO的输出)，使微处理器10a先行完成处理程序。此外当等比例的总线电压V_BUS(如输出电压V_OUT等)低于转换电路250a中设定的低输出保护电压V_OFF时，该转换电路250a即停止输出电压到该微处理器10a。

由于低输出保护电压V_OFF的设定低于临界信号V_TH如此，当总线电压V_BUS逐渐衰减时，会先低于监控器260a设定的临界信号V_TH，再低于该转换电路250a设定的输出保护电压V_OFF。因此由控制电源良好信号V_PGO被截止(总线电压V_BUS低于临界信号V_TH时)与该输出电压V_OUT被截止(总线电压V_BUS低于输出保护电压V_OFF时)的时间差将可准确的控制延迟时间，使微处理器10a可以在电源供应器停止供电前，先行完成处理程序，减少过低电压下所造成使用者极大损失。

请参考图5，为本实用新型使用的监控器较佳实施电路示意图。监控器260a可由比较器与晶体管所组成。举例来说监控器260a可由磁滞比较器332与晶体管334据以实施。其中，磁滞比较器332的负端接收电源转换信号V_PGI，其正端连接临界信号V_TH，因此当电源转换信号V_PGI小于临界信号V_TH时，晶体管334将导通，所以电源良好信号V_PGO将被截止(低电位信号)。

由于微处理器10a的执行速度影响完成处理程序所需延迟时间，由调整电源转换信号V_PGI与临界信号V_TH的比例来设计延迟时间的长短，将可调整微处理器10a所需延迟时间。上述中，电源转换信号V_PGI是等比例于总线电压，举例来说，电源转换信号V_PGI可透过分压器(未标示)撷取正比例于总线电压V_BUS的一个电压值来实现，而利用此方式所撷取的电源转换信号V_PGI的大小可利用下列公式(1)得知：

V_PGI-R₁/(R₁+R₂)X K X V_BUS……(1)

其中，R₁是指连接于接地端与监控器260a之间的电阻；R₂是则是指连接于电阻R₁与监控器260a以及等比例于总线电压V_BUS的一个节点之间的电阻。

由于与电源供应器20a耦接的微处理器10a可能有多个，且各微处理器10a的执行速度可能并不相同，因此所需的延迟时间也不尽相同，所以实际的运用上，监控器260a可由多个迟滞比较器332与晶体管334来实现，并透过不同比例的分压器设定不同的延迟时间，以在不同的时间控制传送至各微处理器10a的电源良好信号V_PGO，以满足不同微处理器10a需求。

配合图4，请参考图6，为本实用新型于过低输入电压时的波形示意图。如图6所示，过低电压检测电路220a产生过低电压保护信号S_BO(高电位信号)将传送至耦接的功率因数修正电路240a，此时功率因数修正电路240a与转换电路250a与监控器260a的工作电源V_CC并未被截止(高电位信号)，但过低电压保护信号S_BO会控制该功率因数修正电路240a截止内部的升压控制信号S_PFC，以停止升压工作，使得总线电容C_B上的总线电压V_BUS随着电容值逐渐衰减。

当监控器260a确认等比例于总线电压V_BUS的电源转换信号V_PGI小于预设的临界信号V_TH时，将控制输出到微处理器10a的电源良好信号V_PGO(如切换成低电位信号)，使微处理器10a立即完成处理程序。另外当等比例的总线电压V_BUS的电压(如输出电压V_OUT)低于预设的低输出保护电压V_OFF时，输出电压V_OUT将根据转换电路250a所输出的控制信号S_PWM持续调整。

由图6可得知，微处理器10a在电源良好信号V_PGO截止的时间T₁到输出电压V_OUT低于预设的输出保护电压V_OFF的时间T₂，两者的时间差T₂-T₁便是可提供微处理器10a完成处理程序的延迟时间T_DL。

配合图4，请参考图7，为本实用新型过低电压保护方法流程示意图。此过低电压保护方法是使用在具有功率因数校正电路的电源供应器中，于电源供应器接收的一输入电压过低下，用来控制耦接的至少一微处理器先行完成处理程序。

步骤为：首先判断该电源供应器取得的输入电压V_IN是否小于电源供应器预设的保护电压(S100)；过低电压检测电路220a将撷取输入电压V_IN，并确认其是否小于预设的保护电压。倘若，输入电压V_IN小于保护电压后，经过一个预设时间，过低电压检测电路220a会相应产生过低电压保护信号S_B。

停止功率因数修正及升压动作，以结束对一总线电容C_B的升压充电行程(S102)；当过低电压检测电路220a产生的过低电压保护信号S_BO传送到功率因数修正电路240a时，功率因数修正电路240a截止升压动作，该总线电容C_B上的总线电压V_BUS将逐下渐降。然后，判断输入电压V_IN是否过低(S104)；监控器260a将由持续确认等比例于总线电压V_BUS的电源转换信号V_PGI是否小于预设的临界信号V_TH来确认输入电压V_IN是否过低。

控制电源良好信号(S105)；当监控器260a确认电源转换信号V_PGI小于临界信号V_TH监控器260a将控制电源良好信号V_PGO，使微处理器先行完成处理程序。其中当设定的临界信号V_TH有多个时，监控器260a将依序截止各电源良好信号V_PGO使相应耦接的各微处理器可相应地截止。

在步骤S102之后，进一步包含有下列步骤，将该总线电压V_BUS转换成为一输出电压V_OUT(S110)；转换电路250a将持续撷取该总线电压V_BUS并转换成为输出电压V_OUT。然后进一步判断等比例的该总线电压V_BUS是否小于一低输出保护电压V_OFF(S112)；转换电路250a将持续确认等比例的该总线电压V_BUS(如输出电压V_OUT)是否小于低输出保护电压V_OFF；进行过低电压保护(S114)；若转换电路250a判断等比例的该总线电压V_BUS小于低输出保护电压V_OFF，则会截止电压的输出，以进行低输出电压保护。上述转换电路250a进行低输出电压的保护已是现有技术因此不再赘述。

于前述步骤流程中，在步骤S100的判断中若输入电压V_IN不小于保护电压时，过低电压检测电路220a将重新进行确认步骤。步骤S104的判断中当监控器260a确认电源转换信号V_PGI未小于预设的临界信号V_TH时，也将重复做确认判断的动作。另外步骤S112若确认等比例的该总线电压V_BUS不小于低输出保护电压V_OFF时，转换电路250a将持续执行电压转换并判断的工作。

本实用新型的具过低电压保护系统的电源供应器，可在电源供应器处于过低输入电压供应时，由适时地控制电源良好信号，使微处理器在电源供应器的输出电压截止前，先行完成处理程序，以防止资料于过低输入电压下产生遗漏或毁损的现象，而造成使用者极大损失。

以上所述，仅为本实用新型最佳之一的具体实施例的详细说明与图式，本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的权利要求范围为准，凡合于本实用新型的权利要求的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用新型的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本案的权利要求内。

Claims (4)

1.一种具过低电压保护系统的电源供应器，提供一微处理器所需的电压，其特征在于，包括有：

一功率因数修正电路，接收一输入电压，所述功率因数修正电路修正该输入电压的功率因数和输出升压的所述输入电压；

一总线电容，连接于所述功率因数修正电路的输出端，所述总线电容的两端建立一总线电压；

一转换电路，连接于所述总线电容，所述转换电路输出一输出电压到所述微处理器；

一监控器，具有一临界信号，连接于所述微处理器，所述监控器接收等比例的所述总线电压，以及输出一电源良好信号给所述微处理器；及

一检测所述输入电压的过低电压检测电路，连接于所述功率因数修正电路，所述过低电压检测电路接收所述输入电压，以及输出一过低电压保护信号给所述功率因数修正电路；

其中，所述功率因数修正电路接收所述过低电压保护信号，停止升压所述输入电压，所述监控器接收降低的总线电压，以及输出所述电源良好信号给所述微处理器。

2.如权利要求1所述的具过低电压保护系统的电源供应器，其特征在于，所述转换电路设有一低输出保护电压，所述转换电路接收比所述低输出保护电压低的总线电压，停止供应所述输出电压。

3.如权利要求1所述的具过低电压保护系统的电源供应器，其特征在于，该监控器由一比较器连接一晶体管组成。

4.如权利要求3所述的具过低电压保护系统的电源供应器，其特征在于，该比较器为一磁滞比较器。

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