TWI625032B - 低相位突波保護器 - Google Patents

Abstract

低相位突波保護器包括電壓轉換器、低相位延遲檢測器以及輸出控制開關。電壓轉換器接收交流輸入電壓，並轉換交流輸入電壓以產生直流輸入電壓。低相位延遲檢測器接收直流輸入電壓以做為電源電壓，偵測交流輸入電壓是否達穩定狀態以啟動相位檢測機制，並在相位檢測機制被啟動後，偵測交流輸入電壓的相位以產生啟動信號。輸出控制開關接收交流輸入電壓，並依據啟動信號以決定是否傳輸交流輸入電壓以做為輸出電壓。

Description

低相位突波保護器

本發明是有關於一種低相位突波保護器，且特別是有關於一種延遲啟動式的低相位突波保護器。

在交流電源的供電系統中，以路燈的自動供電系統為例，當要提供交流電源至路燈的動作中，每次開關控制電源供給的開關，都會產生突波電流的現象。當這種突波電流被施加至電路設備時，都有可能造成電路元件的劣化或損壞。尤其，若開關被導通的時間點，恰好等於交流電壓位於高相位的時間點時，所產生的突波電流的電流值將會甚高，嚴重影響電路設備的妥善率。

在習知技術領域中，常利用突波保護器來進行突波電流的保護元件。然而，習知的突波保護器僅能提供有限能量的保護動作。對於上述類形的突波電流，習知的突波保護器並無法有效的保護電路元件。

本發明提供一種低相位突波保護器，可降低開關導通時所可能產生瞬間大電流的現象。

本發明的低相位突波保護器包括電壓轉換器、低相位延遲檢測器以及輸出控制開關。電壓轉換器接收交流輸入電壓，並轉換交流輸入電壓以產生直流輸入電壓。低相位延遲檢測器耦接電壓轉換器，接收直流輸入電壓以做為電源電壓，偵測交流輸入電壓是否達穩定狀態以啟動相位檢測機制，並在相位檢測機制被啟動後，偵測交流輸入電壓的相位以產生啟動信號。輸出控制開關耦接低相位延遲檢測器，接收交流輸入電壓，並依據啟動信號以決定是否傳輸交流輸入電壓以做為輸出電壓。

在本發明的一實施例中，上述的相位檢測器包括穩定電壓偵測器以及相位檢測器。穩定電壓偵測器接收交流輸入電壓，依據比較交流輸入電壓的電壓峰值與第一參考電壓以決定是否啟動相位檢測機制。相位檢測器耦接穩定電壓偵測器，當相位檢測機制被啟動後，相位檢測器依據比較交流輸入電壓的電壓值以及第二參考電壓以產生啟動信號。

在本發明的一實施例中，當上述的交流輸入電壓的電壓峰值大於第一參考電壓時，穩定電壓偵測器啟動相位檢測機制。

在本發明的一實施例中，當上述的相位檢測機制被啟動後，且當交流輸入電壓的電壓值小於第二參考電壓時，相位檢測器致能啟動信號，並使輸出控制開關被導通。

在本發明的一實施例中，上述的穩定電壓偵測器包括電壓調整器以及比較器。電壓調整器針對交流輸入電壓進行低通濾波動作以獲得代表交流輸入電壓的電壓峰值的調整後輸入電壓。比較器耦接電壓調整器，接收調整後輸入電壓以及第一參考電壓，並依據比較調整後輸入電壓以及第一參考電壓以產生判斷信號。

在本發明的一實施例中，上述的比較器包括運算放大器以及回授電阻。運算放大器的正輸入端接收調整後輸入電壓，運算放大器的負輸入端接收第一參考電壓，運算放大器的輸出端產生判斷信號。回授電阻耦接在運算放大器的正輸入端以及運算放大器的輸出端間。其中，運算放大器接收直流輸入電壓以做為電源電壓。

在本發明的一實施例中，上述的穩定電壓偵測器更包括穩壓電路。穩壓電路耦接至運算放大器的負輸入端，並依據直流輸入電壓以產生第一參考電壓。

在本發明的一實施例中，上述的穩壓電路包括電容、電阻以及稽納二極體。電容耦接在運算放大器的負輸入端以及參考接地端間。電阻的一端接收直流輸入電壓，另一端耦接至運算放大器的負輸入端。稽納二極體的陰極端耦接至運算放大器的負輸入端，其陽極端耦接至參考接地端。

在本發明的一實施例中，上述的相位檢測器包括第一分壓電路、第二分壓電路以及運算放大器。第一分壓電路接收判斷信號並針對判斷信號進行分壓以產生第二參考電壓。第二分壓電路接收交流輸入電壓，並針對交流輸入電壓進行分壓以產生分壓輸入電壓。運算放大器的正輸入端接收第二參考電壓，其負輸入端接收分壓輸入電壓，運算放大器並比較第二參考電壓是否大於分壓輸入電壓，以在其輸出端產生啟動信號。

在本發明的一實施例中，上述的相位檢測器更包括二極體以及電阻。二極體的陽極耦接至運算放大器的輸出端，其陰極耦接至運算放大器的正輸入端。電阻與二極體串聯耦接在運算放大器的輸出端與運算放大器的正輸入端間。

在本發明的一實施例中，低相位突波保護器更包括開關驅動電路。開關驅動電路耦接在低相位延遲檢測器與輸出控制開關間，依據啟動信號以產生驅動信號，並提供驅動信號以使輸出控制開關被導通或被斷開。

本發明的一實施例中，上述的開關驅動電路包括第一電阻、第二電阻、電晶體、電容以及二極體。第一電阻的一端接收啟動信號。第二電阻耦接在第一電阻的第二端與參考電接端間。電晶體的控制端耦接至第一電阻的第二端，其第一端耦接至參考接地端。電容耦接在電晶體的控制端與參考接地端間。二極體的陰極接收直流輸入電壓，其陽極耦接至電晶體的第二端。其中，二極體的陰極與陽極間提供驅動信號。

在本發明的一實施例中，上述的低相位延遲檢測器更接收供電命令，並依據供電命令以啟動相位檢測機制。

在本發明的一實施例中，低相位突波保護器更包括突波保護裝置。突波保護裝置耦接在電壓轉換器以及輸出控制開關接收交流輸入電壓的路徑間，針對交流輸入電壓執行突波保護動作。

在本發明的一實施例中，上述的突波保護裝置為壓敏電阻。

在本發明的一實施例中，低相位突波保護器更包括電壓輸出指示裝置。電壓輸出指示裝置耦接至輸出控制開關產生輸出電壓的端點，用以指示輸出電壓有無被產生。

在本發明的一實施例中，上述的電壓輸出指示裝置為一指示燈。

在本發明的一實施例中，上述的輸出控制開關為一固態開關。

在本發明的一實施例中，上述的低相位延遲檢測器在相位檢測機制被啟動後，依據偵測交流輸入電壓的相位是否小於20 ⁰以產生啟動信號，並在交流輸入電壓的相位小於20 ⁰時透過啟動信號使輸出控制開關被導通。

基於上述，本發明在交流輸入電源後，透過偵側交流輸入電源的相位，並在交流輸入電源為低相位的時間點導通輸出控制開關，並藉以透過輸出控制開關以供應交流輸入電源至電子裝置中。如此一來，電子裝置不會因瞬間接收到高電壓值的交流輸入電源而產生瞬間大電流的現象，有效防止電子裝置因瞬間大電流而導致損壞的可能。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在此請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的低相位突波保護器的示意圖。低相位突波保護器100包括電壓轉換器110、低相位延遲檢測器120以及輸出控制開關130。電壓轉換器110接收交流輸入電壓VIAC。電壓轉換器110轉換交流輸入電壓VIAC以產生直流輸入電壓VIDC。其中，電壓轉換器110為交流轉直流電壓轉換器。舉例來說明，電壓轉換器110可以為全波整流器（例如橋式整流器）或是半波整流器。

低相位延遲檢測器120耦接至電壓轉換器110。低相位延遲檢測器120接收交流輸入電壓VIAC，並接收電壓轉換器110所產生的直流輸入電壓VIDC。低相位延遲檢測器120偵測交流輸入電壓VIAC是否達穩定狀態以啟動相位檢測機制。並且，在當相位檢測機制被啟動的條件下，低相位延遲檢測器120並依據偵測交流輸入電壓VIAC的相位以產生啟動信號EN。

具體來說明，低相位延遲檢測器120可比較交流輸入電壓VIAC的電壓峰值與一第一參考電壓的電壓值。在當交流輸入電壓VIAC的電壓峰值大於第一參考電壓的電壓值時，表示交流輸入電壓VIAC已上升至穩定狀態，並足以供電給所連接的電子裝置已做為工作電源。相對的，若當交流輸入電壓VIAC的電壓峰值不大於第一參考電壓的電壓值時，則表示交流輸入電壓VIAC還未進行穩定狀態，不足以供電至電子裝置以做為其工作電源。

進一步來說明，在當低相位延遲檢測器120判斷出交流輸入電壓VIAC已達穩定狀態後，低相位延遲檢測器120可啟動相位檢測機制，並透過相位檢測機制來產生啟動信號EN。其中，在相位檢測機制被啟動的條件下，低相位延遲檢測器120可偵測輸入電壓VIAC的相位，並在輸入電壓VIAC的相位角低於一預設相位角時使啟動信號EN被致能。

在本實施例中，啟動信號EN可以是一個邏輯信號，並且，在當啟動信號EN未被致能時，啟動信號EN可以為第一邏輯準位。相對的，在當啟動信號EN被致能時，啟動信號EN則可以為第二邏輯準位，其中，第一邏輯準位與第二邏輯準位互補。

在另一方面，低相位延遲檢測器120接收電壓轉換器110所產生的直流輸入電壓VIDC以做為工作電源。如此一來，低相位延遲檢測器120可以不需要額外的電源供應器（例如安裝電池）來提供工作電源，就可以有效的進行動作。

輸出控制開關130則接收交流輸入電壓VIAC，並耦接至低相位延遲檢測器120以接收啟動信號EN。在當啟動信號EN為被致能的狀態時，輸出控制開關130被導通，並使交流輸入電壓VIAC通過，並提供輸出電壓VOAC。相對的，若當啟動信號EN非為被致能的狀態時，輸出控制開關130則被斷開，傳送交流輸入電壓VIAC以成為輸出電壓VOAC的路徑被斷開。因此，不提供交流輸入電壓VIAC至電子裝置上。

另外，上述的第一參考電壓的電壓值是一個預設的電壓值。可以依據交流輸入電壓VIAC的供電電網的規格來加以設定。簡單來說，若供電電網所供給的交流輸入電壓VIAC的最大電壓峰值為220V時，第一參考電壓的電壓值可以設定為220V與一個適當的比例（例如60%）的乘積。當然，若供電電網所供給的交流輸入電壓VIAC的最大電壓峰值為110V時，第一參考電壓的電壓值則可以設定為110V與一個適當的比例（例如60%）的乘積。

而關於上述的預設相位角的設定，設計者可以依據實際操作狀態下，當輸出控制開關130被導通時所產生的突波電流的大小來進行調整。當然，預設相位角越接近於零度，突波電流的大小可以越低。

在本實施例中，輸出控制開關130可以是一個固態開關（例如固態繼電器），並在當啟動信號EN被致能時，依據被致能的啟動信號EN來產生磁場，並吸引輸出控制開關130兩端點間的導電結構，以使輸出控制開關130的兩個端點相互導通，並使交流輸入電壓VIAC成為輸出電壓VOAC以供應至後級的電子裝置。

附帶一提，本發明實施例中，低相位延遲檢測器100可接收一供電命令，並依據供電命令來啟動相位檢測機制。並且，低相位延遲檢測器100並在交流輸入電壓VIAC的電壓值穩定後，透過偵測交流輸入電壓VIAC的相位來決定導通輸出控制開關130的時間點，有效降低供電瞬間所產生的瞬間電流。

以下請參照圖2，圖2繪示本發明一實施例的低相位延遲檢測器的實施方式的示意圖。低相位延遲檢測器120接收電壓轉換器110所產生的直流輸入電壓VIDC以做為工作電源，並且，低相位延遲檢測器120包括穩定電壓偵測器210以及相位檢測器220。穩定電壓偵測器210耦接相位檢測器220。穩定電壓偵測器210接收交流輸入電壓VIAC，並依據比較交流輸入電壓VIAC的電壓峰值與第一參考電壓VR1以決定是否啟動相位檢測機制。具體來說明，當穩定電壓偵測器210判斷出交流輸入電壓VIAC的電壓峰值大於第一參考電壓VR1，可判定交流輸入電壓VIAC已達穩定狀態。穩定電壓偵測器210可產生指示啟動相位檢測機制的判斷信號PDS。相對的，當穩定電壓偵測器210判斷出交流輸入電壓VIAC的電壓峰值不大於第一參考電壓VR1，可判定交流輸入電壓VIAC未達穩定狀態。穩定電壓偵測器210可產生指示不啟動相位檢測機制的判斷信號PDS。

相位檢測器220接收判斷信號PDS，並在判斷信號PDS指示啟動相位檢測機制的條件下，相位檢測器220比較交流輸入VIAC電壓的電壓值以及第二參考電壓VR2的電壓值以產生啟動信號EN。具體來說明，相位檢測器220比較交流輸入VIAC電壓的電壓值以及第二參考電壓VR2的電壓值，並在當交流輸入VIAC電壓的電壓值小於第二參考電壓VR2時，可判定交流輸入VIAC電壓發生低相位的時間點，並在這個時間點致能啟動信號EN。並透過被致能的啟動信號EN，來使輸出控制開關130被導通，並順利的供應輸出電壓VOAC。

關於穩定電壓偵測器210以及相位檢測器220，則請分別參照圖3以及圖4分別繪示的穩定電壓偵測器以及相位檢測器的實施方式的示意圖。在圖3中，穩定電壓偵測器210包括電壓調整器310以及比較器320。電壓調整器310包括變壓器T1、整流器311以及濾波器312。交流輸入電壓VIAC經過變壓器T1、整流器311以及濾波器312依序執行的變壓、整流以及濾波動作以產生調整後輸入電壓VT。其中，變壓器T1可用以調低交流輸入電壓VIAC的電壓值。整流器311可以為橋式整流器，濾波器312可以為由電阻R1、R2以及電容C1所構成的低通濾波器。在濾波器312中，電阻R1的一端接收整流器311產生的電壓VA，電阻R1的另一端產生調整後輸入電壓VT。電阻R2以及電容C1則並聯耦接在產生調整後輸入電壓VT的端點以及參考接地端GND間。

調整後輸入電壓VT被傳送至比較器320。比較器320包括運算放大器OP1以及回授電阻R4。回授電阻R4串接在運算放大器OP1的正輸入端以及輸出端間。此外，運算放大器OP1的正輸入端接收調整後輸入電壓VT，運算放大器OP1的負輸入端接收第一參考電壓VR1，運算放大器OP1的輸出端產生判斷信號PDS。在本實施方式中，運算放大器OP1接收直流輸入電壓VIDC以做為電源電壓。另外，第一參考電壓VR1由穩壓電路330所產生。

穩壓電路330包括電阻R3、電容C2以及稽納二極體（Zener diode）ZD1。電阻R3的一端接收直流輸入電壓VIDC，電阻R3的另一端耦接至電容C2的第一端以及稽納二極體ZD1的陰極端。電容C2的第二端以及稽納二極體ZD1的陽極端共同耦接至參考接地端GND。在當直流輸入電壓VIDC的電壓值大於稽納二極體ZD1的崩潰電壓時，稽納二極體ZD1的陰極端與其陽極端（耦接至參考接地端GND）間的電壓差可等於其崩潰電壓的電壓值，也因此，稽納二極體ZD1可在其陰極端提供穩定的第一參考電壓VR1。

由上述的說明可以得知，在圖3的實施方式中，當交流輸入電壓VIAC的電壓峰值上升至足夠高的穩定狀態的電壓值時，依據交流輸入電壓VIAC的電壓峰值所產生的調整後輸入電壓VT可大於第一參考電壓VR1，並使運算放大器OP1產生具有相對高電壓的判斷信號PDS。相對的，當交流輸入電壓VIAC的電壓峰值未上升至足夠高的穩定狀態的電壓值時，依據交流輸入電壓VIAC的電壓峰值所產生的調整後輸入電壓VT無法大於第一參考電壓VR1，據此，運算放大器OP1產生具有相對低電壓的判斷信號PDS。

在圖4中，相位檢測器220包括分壓電路410、420、運算放大器OP2、二極體D1以及電阻R11。分壓電路410具有串連耦接的電阻R5及R6。分壓電路410接收判斷信號PDS，並對判斷信號PDS進行分壓，並產生第二參考電壓VR2。分壓電路420包括多個電阻R7~R10，並接收交流輸入電壓VIAC以及直流輸入電壓VIDC。分壓電路420基於直流輸入電壓VIDC，並針對交流輸入電壓VIAC進行分壓以產生分壓輸入電壓DVIN。其中，分壓輸入電壓DVIN的電壓值可大於參考接地端GND上的接地電壓的電壓值。

運算放大器OP2的正輸入端接收第二參考電壓VR2，而運算放大器OP2的負輸入端接收分壓輸入電壓DVIN。運算放大器OP2並依據比較第二參考電壓VR2以及分壓輸入電壓DVIN來產生啟動信號EN。此外，電阻R11與二極體D1串聯耦接在運算放大器OP2的輸出端與運算放大器OP2的正輸入端間。其中，二極體D1順向偏壓於運算放大器OP2的輸出端與運算放大器OP2的正輸入端間。

進一步來說明，當具有相對高電壓的判斷信號PDS被產生時，相位檢測機制被啟動。分壓電路410針對判斷信號PDS進行分壓並產生第二參考電壓VR2。同時，分壓電壓420針對交流輸入電壓VIAC進行分壓，並產生分壓輸入電壓DVIN。運算放大器OP2透過比較分壓輸入電壓DVIN與第二參考電壓VR2的電壓大小關係，並可得知，當分壓輸入電壓DVIN小於第二參考電壓VR2的時間點，交流輸入電壓VIAC為低相位的狀態。如此一來，運算放大器OP2可對應產生被致能的啟動信號EN。相對的，當分壓輸入電壓DVIN不小於第二參考電壓VR2的時間點，交流輸入電壓VIAC為高相位的狀態。如此一來，運算放大器OP2可對應產生被禁能的啟動信號EN。其中，致能的啟動信號EN可使輸出控制開關130導通並產生輸出電壓VOAC，禁能的啟動信號EN則可使輸出控制開關130斷開，並阻斷輸出電壓VOAC的產生。

值得一提的，當具有相對低電壓的判斷信號PDS被產生時，相位檢測機制被關閉。此時，分壓電路410針對判斷信號PDS進行分壓而產生第二參考電壓VR2的電壓值將會很低。因此，分壓輸入電壓DVIN的電壓值將大於第二參考電壓VR2的電壓值，運算放大器OP2則產生禁能的啟動信號EN。

附帶一提，在本實施例中，相位檢測器220更包括穩壓電路430。穩壓電路430耦接至運算放大器OP2的負輸入端，並包括稽納二極體ZD2以及電容C3。其中，穩壓電路430用以穩定運算放大器OP2的負輸入端上的電壓值，並使運算放大器OP2的負輸入端上的電壓值不致大於稽納二極體ZD2的崩潰電壓。

以下請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的開關驅動電路的示意圖。開關驅動電路500串接在低相位延遲檢測器120與輸出控制開關130間。開關驅動電路500接收啟動信號EN，並依據啟動信號EN產生驅動信號DRV。驅動信號DRV被提供至輸出控制開關130，並使輸出控制開關130導通或斷開。

在本實施方式中，開關驅動電路500包括由電阻R51、R52、電容C51、電晶體TR1以及二極體D51所構成的放大器所建構。電阻R51的一端接收啟動信號EN。電阻R52耦接在電阻R51的第二端與參考電接端GND間。電晶體TR1的控制端耦接至電阻R51的第二端，電晶體TR1的第一端耦接至參考接地端GND。電容C51耦接在電晶體TR1的控制端與參考接地端GND間。二極體D51的陰極接收直流輸入電壓VIDC，其陽極耦接至電晶體TR1的第二端。其中，二極體D51的陰極與陽極間提供驅動DRV信號。在當啟動信號EN為致能的狀態時，開關驅動電路500對應產生的驅動信號DRV可驅使輸出控制開關130被導通，並使交流輸入電壓VIAC被傳送以做為輸出電壓VOAC。相對的，在當啟動信號EN為禁能的狀態時，開關驅動電路500對應產生的驅動信號DRV可驅使輸出控制開關130被斷開，阻斷交流輸入電壓VIAC的傳出路徑。

以下請參照圖6，圖6繪示本發明另一實施例的低相位突波保護器的示意圖。低相位突波保護器600包括電壓轉換器610、低相位延遲檢測器620、輸出控制開關630、突波保護裝置640、電壓輸出指示裝置650以及開關驅動電路670。與前述實施例不相同的，本發明在低相位突波保護器600的前端設置突波保護裝置640，並執行針對交流輸入電壓VIAC所產生突波電流進行保護動作。在本實施例中，突波保護裝置640可以是壓敏電阻。

另外，本實施例中，另在產生輸出電壓VOAC的端點上設置電壓輸出指示裝置650。電壓輸出指示裝置650用以接收輸出電壓VOAC，並在輸出電壓VOAC被產生時，電壓輸出指示裝置650可清楚指示輸出電壓VOAC以順利被產出。在本發明實施例中，電壓輸出指示裝置650可以為指示燈（例如發光二極體）。透過電壓輸出指示裝置650，工程人員可以得知，系統有無產生輸出電壓VOAC至電子裝置，並做為系統維修時的一個資訊。

另外，開關驅動電路670耦接在輸出控制開關630以及低相位延遲檢測器620間，依據低相位延遲檢測器620所產生的啟動信號EN以產生驅動信號DRV，並提供驅動信號DRV以使輸出控制開關630被導通或被斷開。

以下請參照圖7，圖7繪示本發明實施例的低相位突波保護器的工作波形圖。其中，輸出電壓VOAC在時間點TA1被產生，且在時間點TA1，交流輸入電壓為低相位狀態（例如小於20 ^o）。在此條件下，輸出控制開關導通時（在時間點TA1）所產生的電流IAC的電流值大小可以有效的得到控制，不致對電子元件產生破壞。

綜上所述，本發明在交流輸入電壓穩定後，透過檢測交流輸入電壓的相位，並在交流輸入電壓處於相對低相對的時間點，導通輸出控制開關以產生輸出電壓。如此一來，輸出電壓提供的瞬間所可能產生的突波電流的能量可以有效的被減低，降低電子元件因而生損壞的機率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、600‧‧‧低相位突波保護器
110、610‧‧‧電壓轉換器
120、620‧‧‧低相位延遲檢測器
130、630‧‧‧輸出控制開關
640‧‧‧突波保護裝置
650‧‧‧電壓輸出指示裝置
670‧‧‧開關驅動電路
VIAC‧‧‧交流輸入電壓
EN‧‧‧啟動信號
VIDC‧‧‧直流輸入電壓
VOAC‧‧‧輸出電壓
210‧‧‧穩定電壓偵測器
220‧‧‧相位檢測器
VR1‧‧‧第一參考電壓
VR2‧‧‧第二參考電壓
PDS‧‧‧判斷信號
310‧‧‧電壓調整器
311‧‧‧整流器
320‧‧‧比較器
330、430‧‧‧穩壓電路
312‧‧‧濾波器
T1‧‧‧變壓器
VA‧‧‧電壓
R1~R11、R51~R52‧‧‧電阻
C1~C3、C51‧‧‧電容
VT‧‧‧調整後輸入電壓
GND‧‧‧參考接地端
OP1、OP2‧‧‧運算放大器
ZD1、ZD2‧‧‧稽納二極體
D1、D51‧‧‧二極體
DVIN‧‧‧分壓輸入電壓
410、420‧‧‧分壓電路
TR1‧‧‧電晶體
DRV‧‧‧驅動信號
500‧‧‧開關驅動電路
TA1‧‧‧時間點
IAC‧‧‧電流

圖1繪示本發明一實施例的低相位突波保護器的示意圖。 圖2繪示本發明一實施例的低相位延遲檢測器的實施方式的示意圖。 圖3以及圖4分別繪示的穩定電壓偵測器以及相位檢測器的實施方式的示意圖。 圖5繪示本發明實施例的開關驅動電路的示意圖。 圖6繪示本發明另一實施例的低相位突波保護器的示意圖。 圖7繪示本發明實施例的低相位突波保護器的工作波形圖。

Claims (19)

1. 一種低相位突波保護器，包括： 一電壓轉換器，接收一交流輸入電壓，並轉換該交流輸入電壓以產生一直流輸入電壓； 一低相位延遲檢測器，耦接該電壓轉換器，接收該直流輸入電壓以做為電源電壓，偵測該交流輸入電壓是否達穩定狀態以啟動一相位檢測機制，並在該相位檢測機制被啟動後，偵測該交流輸入電壓的相位以產生一啟動信號；以及 一輸出控制開關，耦接該低相位延遲檢測器，接收該交流輸入電壓，並依據該啟動信號以決定是否傳輸該交流輸入電壓以做為一輸出電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的低相位突波保護器，其中該相位檢測器包括： 一穩定電壓偵測器，接收該交流輸入電壓，依據比較該交流輸入電壓的電壓峰值與一第一參考電壓以決定是否啟動該相位檢測機制；以及 一相位檢測器，耦接該穩定電壓偵測器，當該相位檢測機制被啟動後，該相位檢測器依據比較該交流輸入電壓的電壓值以及一第二參考電壓以產生該啟動信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述的低相位突波保護器，其中當該交流輸入電壓的電壓峰值大於該第一參考電壓時，該穩定電壓偵測器啟動該相位檢測機制。
4. 如申請專利範圍第2項所述的低相位突波保護器，其中當該相位檢測機制被啟動後，且當該交流輸入電壓的電壓值小於該第二參考電壓時，該相位檢測器致能該啟動信號，並使該輸出控制開關被導通。
5. 如申請專利範圍第2項所述的低相位突波保護器，其中該穩定電壓偵測器包括： 一電壓調整器，針對該交流輸入電壓進行變壓、整流及濾波動作以獲得代表該交流輸入電壓的電壓峰值的一調整後輸入電壓；以及 一比較器，耦接該電壓調整器，接收該調整後輸入電壓以及該第一參考電壓，並依據比較該調整後輸入電壓以及該第一參考電壓以產生一判斷信號。
6. 如申請專利範圍第5項所述的低相位突波保護器，其中該比較器包括： 一運算放大器，其正輸入端接收該調整後輸入電壓，該運算放大器的負輸入端接收該第一參考電壓，該運算放大器的輸出端產生該判斷信號；以及 一回授電阻，耦接在該運算放大器的正輸入端以及該運算放大器的輸出端間， 其中，該運算放大器接收該直流輸入電壓以做為電源電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述的低相位突波保護器，其中該穩定電壓偵測器更包括： 一穩壓電路，耦接至該運算放大器的負輸入端，並依據該直流輸入電壓以產生該第一參考電壓。
8. 如申請專利範圍第7項所述的低相位突波保護器，其中該穩壓電路包括： 一電容，耦接在該運算放大器的負輸入端以及一參考接地端間； 一電阻，一端接收該直流輸入電壓，另一端耦接至該運算放大器的負輸入端；以及 一稽納二極體，其陰極端耦接至該運算放大器的負輸入端，其陽極端耦接至該參考接地端。
9. 如申請專利範圍第5項所述的低相位突波保護器，其中該相位檢測器包括： 一第一分壓電路，接收該判斷信號並針對該判斷信號進行分壓以產生該第二參考電壓； 一第二分壓電路，接收該交流輸入電壓，並針對該交流輸入電壓進行分壓以產生一分壓輸入電壓；以及 一運算放大器，其正輸入端接收該第二參考電壓，其負輸入端接收該分壓輸入電壓，該運算放大器比較該第二參考電壓是否大於該分壓輸入電壓以在其輸出端產生該啟動信號。
10. 如申請專利範圍第9項所述的低相位突波保護器，其中該相位檢測器更包括： 一二極體，其陽極耦接至該運算放大器的輸出端，其陰極耦接至該運算放大器的正輸入端；以及 一電阻，與該二極體串聯耦接在該運算放大器的輸出端與該運算放大器的正輸入端間。
11. 如申請專利範圍第9項所述的低相位突波保護器，更包括： 一開關驅動電路，耦接在該低相位延遲檢測器與該輸出控制開關間，依據該啟動信號以產生一驅動信號，並提供該驅動信號以使該輸出控制開關被導通或被斷開。
12. 如申請專利範圍第11項所述的低相位突波保護器，其中該開關驅動電路包括： 一第一電阻，一端接收該啟動信號； 一第二電阻，耦接在該第一電阻的第二端與一參考電接端間； 一電晶體，其控制端耦接至該第一電阻的第二端，其第一端耦接至該參考接地端； 一電容，耦接在該電晶體的控制端與該參考接地端間；以及 一二極體，其陰極接收該直流輸入電壓，其陽極耦接至該電晶體的第二端， 其中，該二極體的陰極與陽極間提供該驅動信號。
13. 如申請專利範圍第1項所述的低相位突波保護器，其中該低相位延遲檢測器更接收一供電命令，並依據該供電命令以啟動該相位檢測機制。
14. 如申請專利範圍第1項所述的低相位突波保護器，更包括： 一突波保護裝置，耦接在該電壓轉換器以及該輸出控制開關接收該交流輸入電壓的路徑間，針對該交流輸入電壓執行突波保護動作。
15. 如申請專利範圍第14項所述的低相位突波保護器，其中該突波保護裝置為一壓敏電阻。
16. 如申請專利範圍第1項所述的低相位突波保護器，更包括： 一電壓輸出指示裝置，耦接至該輸出控制開關產生該輸出電壓的端點，用以指示該輸出電壓有無被產生。
17. 如申請專利範圍第16項所述的低相位突波保護器，其中該電壓輸出指示裝置為一指示燈。
18. 如申請專利範圍第1項所述的低相位突波保護器，其中該輸出控制開關為一固態開關。
19. 如申請專利範圍第1項所述的低相位突波保護器，其中該低相位延遲檢測器在該相位檢測機制被啟動後，依據偵測該交流輸入電壓的相位是否小於20 ^o以產生該啟動信號，並在該交流輸入電壓的相位小於20 ⁰時透過該啟動信號使該輸出控制開關被導通。