TWI485947B - 電路保護裝置及保護方法 - Google Patents

Description

電路保護裝置及保護方法

本發明係關於一種電路保護裝置及保護方法，特別是一種可避免電晶體燒毀之電路保護裝置及保護方法。

隨著科技的發展，電子產品充斥於生活中，舉凡電腦、手機、數位播放器等，多數為日常生活中不可或缺之裝置。這些電子產品多數具有電路板，電路上設置很多的電子元件，像是處理器、電晶體、脈衝寬度變調單元(Pulse Width Modulation，PWM)、電容等。

為了順應時代的潮流，電子產品的運作速率不斷提升，因此電子元件在大量電流的輸送下，元件本身溫度亦不斷的提升，像是處理器與作為供電控制用的電晶體，為了因應處理器大量訊號的處理，因此電晶體必須提供更多的電流給處理器，如此則會使處理器與電晶體的溫度提升。

雖然提升電子產品的運作速率會使電子元件的工作溫度提升，但在一般正常使用電子產品的情形下，處理器、電晶體與PWM等皆不會過熱或燒毀。

請參閱第1圖，其係為習知技術之電路板之示意圖。如圖所示，習知電路板100設置有一處理器110、複數個電晶體120與一脈衝寬度變調單元130，脈衝寬度變調單元130用於監測電晶體120之電流，以量測電晶體120供應處理器110之電流。當習知處理器110、電晶體120或是脈衝寬度變調單元130老舊或發 生異常，甚至是受外力侵害，如電磁干擾(Electromagnetic interference，EMI)或靜電干擾(Electro-Static discharge，ESD)等，可能會使這些電子元件電流過大而讓其燒毀之情形發生。

若當脈衝寬度變調單元130或電晶體120發生異常時，脈衝寬度變調單元130或電晶體120的電流或溫度過高，造成脈衝寬度變調單元130或電晶體120不正常運作，若沒有脈衝寬度變調單元130或電晶體120等電子元件的保護機制，則會造成造成電子元件的燒毀或損壞，甚至影響其他裝置的正常使用。

鑒於以上的問題，本發明提供一種電路保護裝置及保護方法，其係可避免電晶體的電流或溫度過高，以避免脈衝寬度變調單元、電晶體或處理器等燒毀之情形發生，因此可解決習知技術所衍生之問題。

本發明之電路保護裝置，適用於一電路板，電路板電性設置有複數個電晶體。電路保護裝置包含一脈衝寬度變調單元，脈衝寬度變調單元電性相接複數個電晶體，各電晶體具有一電流相位，脈衝寬度變調單元儲存有複數個第一門檻值，各第一門檻值分別對應各電晶體。脈衝寬度變調單元依序偵測各電晶體之電流相位，脈衝寬度變調單元判斷各電流相位大於相對應之第一門檻值，而脈衝寬度變調單元發出一控制訊號至電晶體，令電晶體關閉。

本發明之電路保護方法，其步驟首先以一脈衝寬度變調單元依序偵測複數個電晶體之複數個電流相位，並以脈衝寬度變調單 元判斷各電流相位是否大於相對應之一第一門檻值，之後再以脈衝寬度變調單元發出一控制訊號，以關閉電流相位大於第一門檻值之電晶體。

本發明之功效在於，以脈衝寬度變調單元偵測並判斷電晶體之電流相位是否異常，並藉由脈衝寬度變調單元關閉異常之電晶體，如此可避免電晶體的電流或溫度過高，以避免脈衝寬度變調單元、電晶體或處理器等燒毀之情形發生

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參閱第2圖，其係為本發明第一較佳實施例之電路保護裝置的結構示意圖。如圖所示，本發明之電路保護裝置適用於一電路板200，電路板200電性設置有一處理器210與複數個電晶體220，電晶體220以供應處理器210之電流。

本實施例之電路保護裝置包含一脈衝寬度變調單元230，脈衝寬度變調單元230電性相接複數個電晶體220，每一電晶體220分別具有一電流相位。而脈衝寬度變調單元230儲存有複數個第一門檻值，每一第一門檻值分別對一電晶體220。脈衝寬度變調單元230依序偵測各電晶體220之電流相位，脈衝寬度變調單元230判斷各電流相位是否大於相對應之第一門檻值，若電流相位大於相對應之第一門檻值，則脈衝寬度變調單元230發出一控制訊號至電晶體220，令電晶體220關閉。

本實施例之脈衝寬度變調單元230以複數連接線分別接設於 每一電晶體220，除了讓脈衝寬度變調單元230可監測電晶體220之電流相位，更讓脈衝寬度變調單元230可控制電晶體220開啟或關閉。

本發明先藉由脈衝寬度變調單元230以判斷電晶體220之電流相位是否異常，再藉由脈衝寬度變調單元230關閉異常之電晶體220，如此可避免電晶體220的電流或溫度過高，以避免脈衝寬度變調單元230、電晶體220或處理器210等燒毀之情形發生。

請參閱第3圖，其係為本發明第一較佳實施例之電路保護方法的流程圖。如圖所示，本發明之電路保護方法步驟：首先，進行步驟S1，以一脈衝寬度變調單元230依序偵測複數個電晶體220之複數個電流相位，之後進行步驟S2，以脈衝寬度變調單元230判斷各電流相位是否大於相對應之一第一門檻值，若否，則進行步驟S1，再次偵測每一電晶體220之電流相位。

當步驟S2中，若脈衝寬度變調單元230判斷各電流相位大於相對應之第一門檻值，則立即進行步驟S3，以脈衝寬度變調單元230發出一控制訊號，藉由控制訊號以將電流相位大於相對應之第一門檻值之電晶體220關閉，如此可避免電晶體220的電流或溫度過高，以避免脈衝寬度變調單元230、電晶體220或處理器210等燒毀之情形發生。

為了避免電路板200不正常運作，甚至是為了避免使用此關閉異常電晶體220之電路板200的裝置或其作業系統不正常運作，因此本發明於關閉電流相位異常之電晶體220後，接續進行步驟S4，以脈衝寬度變調單元230判斷一作業系統是否正常運 作。若脈衝寬度變調單元230判斷作業系統為正常運作，則回到步驟S1，再次以脈衝寬度變調單元230依序偵測複數個電晶體220之複數個電流相位；若脈衝寬度變調單元230判斷作業系統為不正常運作，則進行步驟S5，關閉作業系統，以讓使用者得知電路板200故障，必須關閉作業系統而進行維修作業。

請參閱第4圖，其係為本發明第二較佳實施例之電路保護方法的流程圖。如圖所示，本發明為了避免電晶體220受外力短暫的干擾，如電磁干擾(Electromagnetic interference，EMI)或靜電干擾(Electro-Static discharge，ESD)等，導致電晶體220被脈衝寬度變調單元230判斷故障而關閉，故此實施例在關閉作業系統後，立即進行步驟S51，初使化脈衝寬度變調單元230。如此可讓使用者在重新啟動作業系統時，脈衝寬度變調單元230重新偵測所有電晶體220之電流相位，讓脈衝寬度變調單元230初始化，以回復至正常的使用狀態。

另外，此實施例於步驟S4中，判斷作業系統是否正常運作後，若判斷結果為是，則回到步驟S1，以脈衝寬度變調單元230重複檢複數個電晶體220，若判斷結果為否，則關閉作業系統。本實施可在關閉作業系統之前，以脈衝寬度變調單元230重複檢複數個電晶體220，再次偵測每一電晶體220之電流相位，以確認是否又有電晶體220異常而沒被關閉，若有電晶體220異常之情形發生，則立即關閉異常的電晶體220，然後再以脈衝寬度變調單元230判斷作業系統是否正常運作，若判斷作業系統正常運作，則可進行步驟S1，若作業系統仍然處於不正常運作的狀態， 則立即關閉作業系統，以進行維修作業。

另外，此實施例在步驟S5後，亦可接續進行如第4圖之步驟S51，初使化脈衝寬度變調單元230，讓使用者在重新啟動作業系統時，讓脈衝寬度變調單元230初始化，使脈衝寬度變調單元230重新偵測所有電晶體220之電流相位。

請參閱第5圖，其係為本發明第三較佳實施例之電路保護裝置的結構示意圖。如圖所示，此實施例不同於第2圖之第一實施例再於此實施例更包含一溫度感測元件240，用以感測電晶體220之溫度，本實施例所載之溫度感測元件240可為一熱敏電阻，但並不以此為限。

溫度感測元件240電性相接脈衝寬度變調單元230，而脈衝寬度變調單元230儲存有複數個第二門檻值，每一第二門檻值分別對應不同之電晶體220。此實施例利用脈衝寬度變調單元230接收溫度感測元件240之溫度數據，利用脈衝寬度變調單元230判斷電晶體220之溫度是否大於相對應之第二門檻值，若是，則表示電晶體220過熱，脈衝寬度變調單元230則判斷電晶體220異常，以驅使脈衝寬度變調單元230發出控制訊號至電晶體220，令電晶體220停止作動。此實施例之溫度感測元件240是以一個為範例做說明，亦可依照實際需求設置不同數量的溫度感測元件240。

請參閱第6圖，其係為本發明第三較佳實施例之電路保護方法的流程圖。如圖所示，為了提高電晶體220或是處理器210等電子元件的保護效率，此實施例更包含步驟S31、S32與S33。此 實施例在脈衝寬度變調單元230判斷電晶體220之電流相位是否異常之後，先關閉異常之電晶體220，再進行電晶體220之溫度的檢測。因此於步驟S3後，立即進行步驟S31，以脈衝寬度變調單元230依序偵測複數個電晶體220之複數個溫度，利用脈衝寬度變調單元230以接收溫度感測元件240之溫度數據，之後再進行步驟S32，脈衝寬度變調單元230判斷各溫度是否大於相對應之第二門檻值，接著再進行步驟S33，脈衝寬度變調單元230發出控制訊號，以關閉溫度大於第二門檻值之電晶體220。

藉由電流相位與溫度的判斷更可避免電晶體220的電流或溫度過高，以避免脈衝寬度變調單元230、電晶體220或處理器210等燒毀之情形發生。

請參閱第7圖，其係為本發明第四較佳實施例之電路保護方法的流程圖。如圖所示，此實施例與第7圖之第三實施例之差異在於步驟S31、S32與S33的執行順序不同。第三實施例是先關閉異常之電晶體220後執行電晶體220溫度的監測，此實施例是於脈衝寬度變調單元230判斷電晶體220的電流相位無異常時執行，因此在步驟S2若判對為否時，立即進行步驟S31，並依序執行S32與S33。而且，此實施例之步驟S3與步驟S33之後接進行步驟S4，接著在依序進行步驟S5。溫度量測的執行步驟可於電晶體220之電流相位監測前後執行，甚至更可於關閉異常之電晶體220後在執行，依照不同的使用需求作調整。

綜上所述，本發明之電路保護裝置及電路保護方法係以一脈衝寬度變調單元依序偵測複數個電晶體之複數個電流相位，並以 脈衝寬度變調單元判斷各電流相位是否大於相對應之第一門檻值，之後再以脈衝寬度變調單元發出一控制訊號，以關閉電流相位大於第一門檻值之電晶體，如此可避免電晶體的電流或溫度過高，以避免脈衝寬度變調單元、電晶體或處理器等燒毀之情形發生。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電路板

110‧‧‧處理器

120‧‧‧電晶體

130‧‧‧脈衝寬度變調單元

200‧‧‧電路板

210‧‧‧處理器

220‧‧‧電晶體

230‧‧‧脈衝寬度變調單元

240‧‧‧溫度感測元件

第1圖習知技術之電路板之示意圖。

第2圖為本發明第一較佳實施例之電路保護裝置的結構示意圖。

第3圖為本發明第一較佳實施例之電路保護方法的流程圖。

第4圖為本發明第二較佳實施例之電路保護方法的流程圖。

第5圖為本發明第三較佳實施例之電路保護裝置的結構示意圖。

第6圖本發明第三較佳實施例之電路保護方法的流程圖。

第7圖為本發明第四較佳實施例之電路保護方法的流程圖。

200‧‧‧電路板

210‧‧‧處理器

220‧‧‧電晶體

230‧‧‧脈衝寬度變調單元

Claims (7)

1. 一種電路保護裝置，適用於一電路板，該電路板電性設置有複數個電晶體，該電路保護裝置包含：一脈衝寬度變調單元及一處理器，電性相接該些電晶體，各該電晶體具有一電流相位，該脈衝寬度變調單元儲存有複數個第一門檻值，係分別對應該些電晶體，該脈衝寬度變調單元依序偵測各該電晶體之該電流相位，該脈衝寬度變調單元判斷各該電流相位大於相對應之該第一門檻值，該脈衝寬度變調單元發出一控制訊號至該電晶體，令該電晶體關閉，其中該電晶體供應該處理器之電流，並避免該脈衝寬度變調單元及處理器發生燒毀的情形。
2. 如請求項第1項所述之電路保護裝置，更包含一溫度感測元件，電性相接該脈衝寬度變調單元，該脈衝寬度變調單元儲存有複數個第二門檻值，係分別對應該些電晶體，該溫度感測元件感測至少一該電晶體之一溫度，該脈衝寬度變調單元判斷該溫度大於相對應之該第二門檻值，該脈衝寬度變調單元發出該控制訊號至該電晶體，令該電晶體停止作動。
3. 如請求項第2項所述之電路保護裝置，其中該溫度感測元件為一熱敏電阻。
4. 一種電路保護方法，包含下列步驟：一脈衝寬度變調單元依序偵測複數個電晶體之複數個電流相位；該脈衝寬度變調單元判斷各該電流相位是否大於相對應 之一第一門檻值；該脈衝寬度變調單元發出一控制訊號，以關閉該電流相位大於該第一門檻值之該電晶體；以及該脈衝寬度變調單元判斷一作業系統是否正常運作，若否，則關閉該作業系統。
5. 如請求項第4項所述之電路保護方法，其中於以該脈衝寬度變調單元判斷各該電流相位是否大於相對應之一第一門檻值之步驟中，若是，則進行該脈衝寬度變調單元發出一控制訊號，以關閉該電流相位大於該第一門檻值之該電晶體之步驟，若否，則進行以一脈衝寬度變調單元依序偵測複數個電晶體之複數個電流相位之步驟。
6. 如請求項第4項所述之電路保護方法，其中於關閉一作業系統之步驟後更包含初使化複數該脈衝寬度變調單元之步驟。
7. 如請求項第4項所述之電路保護方法，其中更包含以下步驟：一脈衝寬度變調單元依序偵測複數個電晶體之複數個溫度；該脈衝寬度變調單元判斷各該溫度是否大於相對應之一第二門檻值；以及該脈衝寬度變調單元發出一控制訊號，以關閉該溫度大於該第二門檻值之該電晶體。