TW201722011A - 過電壓保護裝置 - Google Patents

Abstract

本發明過電壓保護裝置，包括有：可調整精密並接調整器(Adjustable Precision Shunt Regulator,APSR)電路、第一半導體電路與第二半導體電路，為保護負載或電源供應在設定電壓工作，避免過電壓所造成之損害。

Description

過電壓保護裝置

本發明過電壓保護裝置係一種保護電路之技術領域，包括有：可調整精密並接調整器(Adjustable Precision Shunt Regulator,APSR)電路、第一半導體電路與第二半導體電路，為保護負載或電源供應在設定電壓工作，避免過電壓所造成之損害。

如圖7所示，為習知大電流並接調整器(High Current Shunt Regulator,HCSR)電路，自圖中可知，其輸入電壓V+經過串聯電阻RS至輸出電壓端Vout，在輸出電壓端Vout與接地端G之間連接有可調整精密並接調整器集體電路IC1與分壓電路，其分壓電路包括有第一電阻R1與第二電阻R2，第一電阻R1與第二電阻R2串聯連接的中點P連接到可調整精密並接調整器集體電路IC1的參考電壓端Vref，第三電阻R3為基極電阻，其輸出電壓Vout為：Vout=(1+R1/R2)Vref式中，Vref為可調整精密並接調整器集體電路IC1的參考電壓，約為2.5V。

自圖7可知，V+=IRS+Vout，當設定Vout端的負載不變時，此時若輸入電壓V+值增加則流經串聯電阻RS的 電流I值增加，因此IRS值增加，由此可知，習知大電流並接調整器電路對於輸入電壓V+值的增加並無過電壓保護的功能，而僅有維持輸出電壓Vout為定值，而且半導體T1常在射基極不飽和電壓下工作，會產生高溫損耗，其有以下的缺點：

1.對於輸入電壓V+無法控制其為精密定值之過電壓保護的功能。

2.半導體T1常在射基極不飽和電壓下工作，會產生高溫損耗，使半導體T1的動作曲線不穩定，影響其可調整精密並接調整器集體電路IC1的精確控制功能。

3.串聯電阻RS為大功率電阻其誤差值大，當輸入電壓V+值上升增加時，包括可調整精密並接調整器集體電路IC1供電所需之電流，其所增加的電壓值皆為串聯電阻RS的電壓降損耗，而使串聯電阻RS的電阻值隨溫度的變化而變動其電阻值。

本發明的目的：

1.本發明為能達到輸入電壓V+為定值之過電壓保護裝置，以取代習知大電流並接調整器電路無法達到輸入電壓V+為定值之過電壓保護缺點。

2.本發明為應用於定電壓(Constant Voltage)，定電流(Constant Current)的電池充電電路，可以達到充電中之電池不致於因過高充電電壓而損壞，具有過電壓保護之功能。

3.本發明為應用於定電壓，定電流的電池充電電路，可以達到充電中之電池過電壓時執行分流之功能，使其設定電壓值不變。

4.本發明為應用於直流電源對負載供電，若負載因直流 電源之電壓過高會有損壞負載與電源過載之虞時，可以應用本發明之過電壓保護功能，將直流電源與負載開路，而達到保護負載與電源之目的。

本發明有下列之特徵：本發明應用可調整精密並接調整器電路，其包括可調整精密並接調整器集體電路與分壓電路，其特徵為借由可調整精密並接調整器集體電路之精密參考電壓值而達到精確的過電壓保護值。

本發明應用第一半導體電路，其包括第一半導體，第一半導體基極(Base)電阻與第一半導體射極(Emitter)電阻，其特徵為第一半導體基極電阻具有對可調整精密並接調整器集體電路限電流作用，同時亦提供第一半導體基極電壓(Base Voltage)，第一半導體射極電阻為提供第一半導體射極電壓，當第一半導體導通時，亦成為可調整精密並接調整器集體電路的限電流電阻作用。

本發明應用第二半導體電路，其包括第二半導體、閘極電阻與分流電阻(Shunt Resistor)或電容器(Capacity)，其特徵為第二半導體的閘極(Gate)連接閘極電阻的一端與第一半導體受極(Collector)，閘極電阻的另一端連接負電端，第二半導體的集極(Drain)連接分流電阻或電容器的另一端，分流電阻或電容器的一端連接電源正電端，作為保護負載或電源之用，第二半導體的源極(Source))連接負電端。

本發明所應用的保護元件，包括有分流電阻、電容器(Capacity)、繼電器(Relay)或光電耦合器(Photo Coupler)與半導體元件。

10‧‧‧可調整精密並接調整器電路

11‧‧‧第一電阻

12‧‧‧第二電阻

13‧‧‧可調整精密並接調整器

A‧‧‧可調整精密並接調整器的陽極端

K‧‧‧可調整精密並接調整器的陰極端

Vref‧‧‧可調整精密並接調整器的參考電壓端

20‧‧‧第一半導體電路

21‧‧‧第一半導體的基極電阻

22‧‧‧第一半導體的射極電阻

23‧‧‧第一半導體

C‧‧‧第一半導體的受極

B‧‧‧第一半導體的基極

E‧‧‧第一半導體的射極

30‧‧‧第二半導體電路

31‧‧‧第二半導體的閘極電阻

32‧‧‧第二半導體

33‧‧‧分流電阻

34‧‧‧電容器

35‧‧‧第二半導體的集極電阻

D‧‧‧第二半導體的集極

S‧‧‧第二半導體的源極

G‧‧‧第二半導體的閘極

41‧‧‧繼電器

42‧‧‧光電耦合器

50‧‧‧輔助電路

51‧‧‧輔助電路的第一分壓電阻

52‧‧‧輔助電路的第二分壓電阻

53‧‧‧輔助電路的第三半導體

60‧‧‧負載

70‧‧‧直流電源

100‧‧‧過電壓保護裝置

200‧‧‧電池

300‧‧‧充電裝置

400‧‧‧第一電池電路

500‧‧‧第二電池電路

600‧‧‧第三電池電路

700‧‧‧第N電池電路

V+‧‧‧正電端

V-‧‧‧負電端

圖1 為本發明過電壓保護裝置。

圖2 為本發明過電壓保護裝置的第一實施例。

圖3 為本發明過電壓保護裝置的第二實施例。

圖4 為本發明過電壓保護裝置的第三實施例。

圖5 為本發明過電壓保護裝置的第四實施例。

圖6 為本發明過電壓保護裝置的第五實施例。

圖7 為習知大電流並接調整器電路。

如圖1所示，為本發明過電壓保護裝置，自圖中可知，過電壓保護裝置100包括有：可調整精密並接調整器電路10、第一半導體電路20與第二半導體電路30；可調整精密並接調整器電路10包括有第一電阻11、第二電阻12與可調整精密並接調整器13，可調整精密並接調整器13之參考電壓端Vref連接第一電阻11的另一端與第二電阻12的一端串聯連接的中點端，第一電阻11的一端連接正電端V+，第二電阻12的另一端連接負電端V-，可調整精密並接調整器13的陽極端A(Anode,A)連接負電端V-，可調整精密並接調整器13的陰極端K(Cathode,K)連接到第一半導體23的基極B與基極電阻21的另一端；第一半導體電路20包括有第一半導體23、射極電阻22與基極電阻21，第一半導體23為PNP型電晶體(PNP Type transistor)，第一半導體23的基極B連接基極電阻21的另一端與可調整精密並接調整器13的陰極端K，基極電阻21的一端連接正電端V+，第一半導體23的射極E連接射極電阻22 的另一端，射極電阻22的一端連接正電端V+，第一半導體23的受極C連接第二半導體32的閘極G(Gate,G)與閘極電阻31的另一端；第二半導體電路30包括有第二半導體32、閘極電阻31與分流電阻33，第二半導體32為N通道金屬氧化半導體埸效電晶體(N Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，第二半導體32的閘極G連接第一半導體23的受極C與閘極電阻31的一端，閘極電阻31的另一端連接負電端V-，第二半導體32的集極D連接分流電阻33的另一端，分流電阻33的一端連接正電端V+，第二半導體32的源極S連接負電端V-。

如圖1所示，其動作原理為：

1.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到小於可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K開路，第一半導體23的基極B的正電位高於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23開路，第一半導體23的受極C無電壓供給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S開路，因而分流電阻33無電流通過，此時本發明電路之正電端V+與負電端V-為開路狀態。

2.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流 作用，以保護正電端V+與負電端V-間之負載或電源，以避免負載或電源因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。

3.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V以上時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流作用，只是其經過分流電阻33的分流電流增加而己，只要選用的分流電阻33與第二半導體32適當，仍可以保護正電端V+與負電端V-間之負載或電源，以避免負載或電源因其過高電壓造成損壞，而達到維持過高電壓保護之目的。

如圖2所示，為本發明過電壓保護裝置的第一實施例，自圖2可知，為在圖1過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接電池200與充電裝置300而構成一個電池200充電電路，其充電裝置300具備有定電壓與定電流之充電功能特徵；其動作原理為：

1.當充電裝置300對電池200執行充電動作時，電池200電位逐漸上升，而未達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K開路，第一半導體23的基極B的正電位高於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23開路，第一半導體23的受極C無電壓供給第二半導 體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S開路，因而分流電阻33無電流通過，此時本發明電路之正電端V+與負電端V-為開路狀態。

2.當充電裝置300對電池200執行充電動作時，電池200電位逐漸上升，而達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流作用，以保護正電端V+與負電端V-間之電池200安全，以避免電池200因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。

3.當充電裝置300對電池200執行充電動作時，電池200電位繼續達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而繼續執行分流作用，以保護正電端V+與負電端V-之間電池200之安全；在此特別說明，一般充電裝置300對於電池200執行充電動作時皆以定電壓及定電流方式充電，充電電壓的設定是以電池200之最高電壓值以內之電壓值為充電電壓，其充電電流為限定電流， 是避免充電電流因執行高電流快速充電而損壞電池200，依實際充電的實際需求可知，其當電池200在超過最高電壓值之前或後，本發明電路即執行過電壓保護動作，以保護電池200的安全，則視其電池200的特性及充電需求而定，而不予自限。

如圖3所示，為本發明過電壓保護裝置的第二實施例，自圖3可知，為多個圖1所示之過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接電池200的串聯連接電路，過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接電池200的第一電路稱為第一電池電路400；其過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接電池200的第二電路稱為第二電池電路500；其過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接電池200的第三電路稱為第三電池電路600；其過電壓保護裝置100正電端V+與負電端V-間之連接電池200的第N電路稱為第N電池電路700；其第一電池電路400的正電端V+連接充電裝置300的正電端G+，第N電池電路700的負電端V-連接充電裝置300的負電端G-；其動作原理為：

1.當充電裝置300對第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作時，各電池電路的電池200電位逐漸上升，而未達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作。

2.當充電裝置300對第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作時，第一電池電路400的電池200電位先達到 可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時第一電池電路400中的過電壓保護電路100的第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流作用，以保護電池200安全，可以避免電池200因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的，其餘第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700繼續執行充電動作。

3.當充電裝置300對第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作時，第一電池電路400與第二電池電路500的電池200電位達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時第一電池電路400與第二電池電路500中的過電壓保護裝置100的第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流作用，以保護電池200安全，可以避免電池200因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的，其餘第三電池電路600與第N電池電路700繼續執行充電動作。

4.當充電裝置300對第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作時，第一電池電路400、第二電池電路500與第三電池電路600的電池200電位達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時第一電池電路400、第二電池電路500與第三電池電路600中的過電壓保護裝置100的第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流作用，以保護電池200安全，可 以避免電池200因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的，其第N電池電路700繼續執行充電動作。

5.當充電裝置300對第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作時，第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700的電池200電位達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700中的過電壓保護裝置100的第二半導體32的集極D與源極S導通，因而分流電阻33有電流通過而執行分流作用，可以保護電池200安全，以避免電池200因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的，而其充電電流變小，充電裝置300的充電任務完成；在實際的充電過程中其第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700執行充電動作時，其電位達到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V之順序是不一定是依第一電池電路400、第二電池電路500、第三電池電路600與第N電池電路700的順序，在此特別聲明，但其動作原理相同。

如圖4所示，為本發明過電壓保護裝置的第三實施例，自圖4可知，過電壓保護裝置100包括有：可調整精密並接調整器電路10、第一半導體電路20及第二半導體電路30；可調整精密並接調整器電路10包括有第一電阻11、第二電阻12與可調整精密並接調整器13，可調整精密並接調整器13之參考電壓端Vref連接第一電阻11的另一端與第二電阻12的一端串聯連接的中 點端，第一電阻11的一端連接正電端V+，第二電阻12的另一端連接負電端V-，可調整精密並接調整器13的陽極端A連接負電端V-，可調整精密並接調整器13的陰極端K連接到第一半導體23的基極B與基極電阻21的另一端；第一半導體電路20包括有第一半導體23、射極電阻22與基極電阻21，第一半導體23為PNP型電晶體，第一半導體23的基極B連接基極電阻21的另一端與可調整精密並接調整器13的陰極端K，基極電阻21的一端連接正電端V+，第一半導體23的射極E連接射極電阻22的另一端，射極電阻22的一端連接正電端V+，第一半導體23的受極C連接第二半導體32的閘極G與閘極電阻31的另一端；第二半導體電路30包括有第二半導體32、閘極電阻31與電容器34，第二半導體32為N通道金屬氧化半導體埸效電晶體，第二半導體32的閘極G連接第一半導體23的受極C與閘極電阻31的一端，閘極電阻31的另一端連接負電端V-，第二半導體32的集極D連接電容器34的另一端，電容器34的一端連接正電端V+，第二半導體32的源極S連接負電端V-。

如圖4所示，其動作原理為：

1.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到小於可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K開路，第一半導體23的基極B的正電位高於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23開路，第一半導體23的受極C無電壓供給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S開路，因而電容器34無電流通過，此時本發明電路之正電端V+與負電端V-為開路狀態。

2.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而電容器34有充電電流通過而執行分流作用，以保護正電端V+與負電端V-之間的負載或電源，以避免負載或電源因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。

3.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V以上時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而電容器34有充電電流通過而執行分流作用，只是其經過電容器34的分流電流增加而己，只要選用的電容器34與第二半導體32適當，仍可以保護正電端V+與負電端V-之間的負載或電源，以避免負載或電源因其過高電壓造成損壞，而達到維持過高電壓保護之目的。

由以上動作原理可知，圖4所示之第三實施例亦可應用於圖2所示之第一實施例與圖3所示之第二實施例，只是將圖2之第一實施例與圖3之第二實施例之過電壓保護裝置100中的分流電阻33改為電容器34而己，其分流電阻33與電容器34皆作為分流 功能之用，分流電阻33為消耗電能型，電容器34為儲蓄電能型兩者在設計時各取所需，除外其動作原理皆相同，而不贅述。

如圖5所示，為本發明過電壓保護裝置的第四實施例，自圖5可知，為在圖5過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接負載60與直流電源70而構成一個實施電路；過電壓保護裝置100包括有：可調整精密並接調整器電路10、第一半導體電路20及第二半導體電路30；其可調整精密並接調整器電路10與第一半導體電路20與圖1相同，而不贅述；第二半導體電路30包括有第二半導體32、閘極電阻31與繼電器41，其繼電器41初級側電磁線圈的另一端連接第二半導體32的集極D，繼電器41初級側電磁線圈的一端連接正電端V+；在圖5中，過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-之間連接負載60，其負載60可以設電熱負載或直流照明負載為例，但不予自限，負載60的另一端連接負電端V-，負載60一端連接繼電器41次級側的另一接點，繼電器41次級側的一接點連接正電端V+，繼電器41接點為常閉型(Normal Close Type)。

如圖5所示，其動作原理為：

1.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到小於可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K開路，第一半導體23的基極B的正電位高於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23開路，第一半導體23的受極C無電壓供給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S開路，因而繼電器41初級側的電磁線圈 無電流通過，此時直流電源70供電於正電端V+與負電端V-，正電端V+的電流經由繼電器41次級側的常閉接點到負載60再到負電端V-，負載60作功。

2.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而繼電器41初級側的電磁線圈有電流通過，常閉接點轉為開路，負載60作功中斷，以避免負載60因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。。

3.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V以上時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而繼電器41初級側的電磁線圈有電流通過，常閉接點轉為開路，負載60作功繼續中斷，以避免負載60因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。

如圖6所示，為本發明過電壓保護裝置的第五實施例，自圖6可知，為在圖6過電壓保護裝置100的正電端V+與負電端V-間並聯連接有負載60、輔助電路50與直流電源70而構成一個實施電路；過電壓保護 裝置100包括有：可調整精密並接調整器電路10、第一半導體電路20及第二半導體電路30；其可調整精密並接調整器電路10與第一半導體電路20與圖1相同，而不贅述；第二半導體電路30包括有第二半導體32、閘極電阻31、集極電阻35與光電耦合器42，其光電耦合器42初級側的另一端為光電二極體的陰極端連接第二半導體32的集極D，光電耦合器42初級側的一端為光電二極體的陽極端連接第二半導體32的集極電阻35的另一端，集極電阻35的一端連接正電端V+，其光電耦合器42次級側的受極連接輔助電路50的第三半導體53的閘極G，光電耦合器42次級側的射極連接負電端V-，輔助電路50包括有：第三半導體53、第一分壓電阻51與第二分壓電阻52，第一分壓電阻51的一端連接正電端V+，另一端連接第二分壓電阻52的一端與第三半導體53的閘極G，第二分壓電阻52的另一端連接負電端V-，第三半導體53的集極D連接負載60的另一端，負載60的一端連接正電端V+，第三半導體53的源極S連接負電端V-，其負載60可以設電熱負載或直流照明負載為例，但不予自限。

如圖6所示，其動作原理為：

1.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到小於可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K開路，第一半導體23的基極B的正電位高於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23開路，第一半導體23的受極C無電壓供給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S開路，因而光電耦合器44無電流通過， 光電耦合器42次級側的受極與射極開路，其第三半導體53的閘極G受有第二分壓電阻52兩端的電壓，因而第三半導體53的集極D與源極S導通，負載60有電流通過。

2.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而光電耦合器42有電流通過，光電耦合器42次級側的受極與射極導通，因此第二分壓電阻52兩端短路，其第三半導體53的閘極G無電壓供應，因而第三半導體53的集極D與源極S開路，負載60無電流通過，以避免負載60因其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。

3.當正電端V+的電壓由0V逐漸上升到可調整精密並接調整器13之參考電壓Vref 2.5V以上時：此時可調整精密並接調整器13之陽極端A與陰極端K導通，第一半導體23的基極B的正電位低於第一半導體23的射極E的正電位，因而第一半導體23導通，第一半導體23的受極C供給電壓給第二半導體32的閘極G，此時第二半導體32的集極D與源極S導通，因而光電耦合器42有電流通過，光電耦合器42次級側的受極與射極導通，因此第二分壓電阻52兩端短路，其第三半導體53的閘極G無電壓供應，因而第三半導體53的集極D與源極S開路，負載60繼續無電流通過，以避免負載60因 其過高電壓造成損壞，而達到過高電壓保護之目的。

以上所述之實施例皆為保護負載與電源，若負載不作保護除了損壞負載外其直流電源亦然會損壞，以此理推論本發明應具有保護負載與電源之功能；以上之實施例也足證明本發明能據予實施。

以上所述實施例僅是為充分說明本發明所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員，在本發明基礎上所作的等同替代或變換，皆在本發明的保護範圍內。本發明的保護範圍以申請專利範圍書為準。

10‧‧‧可調整精密並接調整器電路

11‧‧‧第一電阻

12‧‧‧第二電阻

13‧‧‧可調整精密並接調整器

A‧‧‧可調整精密並接調整器的陽極端

K‧‧‧可調整精密並接調整器的陰極端

Vref‧‧‧可調整精密並接調整器的參考電壓端

20‧‧‧第一半導體電路

21‧‧‧基極電阻

22‧‧‧射極電阻

23‧‧‧第一半導體

C‧‧‧第一半導體的受極

B‧‧‧第一半導體的基極

E‧‧‧第一半導體的射極

30‧‧‧第二半導體電路

31‧‧‧閘極電阻

32‧‧‧第二半導體

33‧‧‧分流電阻

D‧‧‧第二半導體的集極

S‧‧‧第二半導體的源極

G‧‧‧第二半導體的閘極

100‧‧‧過電壓保護裝置

V+‧‧‧正電端

V-‧‧‧負電端

Claims (10)

1. 一種過電壓保護裝置，包括：一可調整精密並接調整器電路，包括有可調整精密並接調整器、第一電阻與第二電阻，該可調整精密並接調整器之陰極端為電性連接第一半導體電路之第一半導體基極；一第一半導體電路，包括有第一半導體、射極電阻與基極電阻，該第一半導體之受極電性連接第二半導體電路之第二半導體閘極；與一第二半導體電路，包括有第二半導體、閘極電阻與分流電阻或電容器，該第二半導體之源極電性連接負電端，第二半導體之集極電性連接該分流電阻或電容器的另一端，該分流電阻或電容器的一端電性連接正電端。
2. 如申請專利範圍第1項的過電壓保護裝置，其中該可調整精密並接調整器的陽極端為電性連接該負電端，電壓參考端為電性連接該第一電阻的另一端與該第二電阻的一端串聯連接的中點端，該第一電阻的一端為電性連接該正電端，該第二電阻的另一端為電性連接該負電端。
3. 如申請專利範圍第1項的過電壓保護裝置，其中該第一半導體的基極為電性連接基極電阻的另一端，該基極電阻的一端為電性連接該正電端，該第一半導體的射極為電性連接射極電阻的另一端，該射極電阻的一端為電性連接該正電端。
4. 如申請專利範圍第1項的過電壓保護裝置，其中該第二半導體的閘極為電性連接該第一半導體之受極與閘極電阻的一端，閘極電阻的另一端為電性連接該負電端，該分流電阻或電容器的另一端為電性連接該第二半 導體的集極，該分流電阻或電容器的一端為電性連接該正電端，該第二半導體的源極為電性連接該負電端。
5. 如申請專利範圍第1項的過電壓保護裝置，其中該正電端與該負電端兩端之間電性連接有電池，該正電端為電性連接電池的正電端，該負電端為電性連接電池的負電端。
6. 如申請專利範圍第1項的過電壓保護裝置，其中該過電壓保護裝置與電池並聯電性連接成一組，至少一組串聯連接於充電裝置。
7. 一種過電壓保護裝置，包括：一可調整精密並接調整器電路，包括有可調整精密並接調整器、第一電阻與第二電阻，該可調整精密並接調整器之陰極端為電性連接第一半導體電路之第一半導體基極；一第一半導體電路，包括有第一半導體、射極電阻與基極電阻，該第一半導體之受極電性連接第二半導體電路之第二半導體閘極；與一第二半導體電路，包括有第二半導體、閘極電阻與繼電器或光電耦合器，該第二半導體之源極電性連接負電端，第二半導體之集極電性連接該繼電器或光電耦合器的另一端，該繼電器或光電耦合器串聯連接的集極電阻的一端電性連接正電端。
8. 如申請專利範圍第7項的過電壓保護裝置，其中該繼電器的另一端電性連接第二半導體的集極，該繼電器的一端電性連接該正電端，該繼電器的次級側設有常閉接點，該常閉接點之一端電性連接該正電端，該常閉接點之另一端電性連接負載之一端，該負載之另一端電性連接該負電端。
9. 如申請專利範圍第7項的過電壓保護裝置，其中該光 電耦合器初級側的另一端電性連接該第二半導體的集極，該光電耦合器初級側的一端電性連接該第二半導體的集極電阻的另一端，該集極電阻的一端電性連接該正電端，該光電耦合器次級側的受極電性連接該第三半導體的閘極，該光電耦合器次級側的射極電性連接該負電端。
10. 如申請專利範圍第7項的過電壓保護裝置，其中該正電端與該負電端並聯連接輔助電路，該輔助電路包括：一第三半導體，其集極電性連接負載的另一端，該負載的一端連接該正電端，其源極電性連接該負電端，其閘極電性連接光電耦合器次級側的受極；一第一分壓電阻，該第一分壓電阻的一端電性連接該正電端，另一端連接第二分壓電阻的一端與該第三半導體的閘極；與一第二分壓電阻，該第二分壓電阻的另一端電性連接該負電端，一端電性連接該第二分壓電阻的另一端與該第三半導體的閘極。