TWI692163B

TWI692163B - 直流電源短路保護裝置

Info

Publication number: TWI692163B
Application number: TW106100360A
Authority: TW
Inventors: 盧昭正
Original assignee: 盧昭正
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2020-04-21
Also published as: TW201826655A

Abstract

本發明直流電源短路保護裝置，包括：第一半導體及第二半導體電路或第三半導體及第四半導體電路，為保護直流電源在設定電壓下進行供電，避免直流電源在供電於負載時，負載兩端發生短路所造成之損害。

Description

直流電源短路保護裝置

本發明直流電源短路保護裝置係一種直流電源在供電中保護直流電源在負載端發生短路之技術領域，包括：第一半導體及第二半導體電路或第三半導體及第四半導體電路，為避免直流電源在供電於負載時，負載兩端發生短路所造成之直流電源損害。

直流電源的保護通常為保險絲(Fuse)或熱電路斷路器(Thermal Circuit Breaker)或目前電池放電保護積體電路(Cell Discharge Protection IC)，其產品很多，而動作原理大致相同，關於電池放電保護積體電路以德州儀器(Texas Instruments)之bq77910(Polymer Precision Protector)為代表例，其有下列缺點：

1.當直流電源與保險絲串聯供電於負載，若負載端發生短路時，短路電流達到保險絲之熔點時保險絲熔斷，直流電源與負載端開路，其缺點為保險絲熔斷前其需要一段時間之電流損耗，而且保險絲熔斷瞬間有火花產生，可能造成火災之危險及更換保險絲需要時間之浪費。

2.當直流電源與熱電路斷路器串聯供電於負載，若負載端發生短路時，短路電流達到熱電路斷路器之熱度時，熱電路斷路器接觸點跳開，直流電源與負載端開路，其缺點為熱電路斷路器跳脫前其需要一段時間之電流損耗及熱電路斷路器要恢復原狀態時需要冷却時間或手壓恢復之動作，而且接觸點跳開的温度與復原的温度不同，其熱電路斷路器有動作次數之壽命限制。

3.如圖10所示，為bq77910之方塊示意圖300，在圖中僅列出有關負載端發生短路時之動作方塊圖，其餘無關負載端發生短路時之動作方塊不列入其中，有關負載端發生短路時之動作方塊圖包括放電N通道金屬氧化半導體場效電晶體驅動器(Discharge N Channel Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor Driver,DSG FET NMOS DRIVER)33，邏輯控制器(Control Logic)32，可程式放電短路比較器(Programmable Discharge Short Circuit Comparator)31，檢測器(Sensor)34，N通道金屬氧化半導體場效電晶體35，及電池(Cell)36；其動作原理為當負載200在電路正電端V+及電路負電端V-發生短路時，電池36大電流供電於短路導體，此時檢測器34兩端產生一電壓供電於可程式放電短路比較器31，當達到可程式放電短路比較器31之設定電壓時，可程式放電短路比較器31輸出電壓訊號給邏輯控制器32，再由邏輯控制器32輸出電壓訊號給放電N通道金屬氧化半導體場效電晶體驅動器33，再由放電N通道金屬氧化半導體場效電晶體驅動器33輸出負電壓去執行N通道金屬氧化半導體場效電晶體35開路(Off)動作，當N通道金屬氧化半導體場效電晶體35執行開路動作時其電池46得到保護；其缺點為檢測器34必需經過所設定之短路電流而造成電流之損耗，若設定短路電流太低則電池36無法應用於電動馬達之大啟動電流之需求，及需要有放電N通道金屬氧化半導體場效電晶體驅動器33，邏輯控制器32，可程式放電短路比較器31，檢測器34，N通道金屬氧化半導體場效電晶體35，及電池36等裝置之設置才能完成負載200短路之保護動作，而形成電路成本之浪費。

本發明的目的：

本發明應用第一半導體及第二半導體電路，達到直流電源在供電中發生負載短路時直流電源得到保護。

當負載發生短路時，本發明應用第二半導體電路能在極短之時間內執行第一半導體開路動作，達到保護直流電源之功能及避免因負載短路而引起之各種災害。

本發明應用第三半導體及第四半導體電路，達到直流電源在供電中發生負載短路時直流電源得到保護。

當負載發生短路時，本發明應用第四半導體電路能在極短之時間內執行第三半導體開路動作，達到保護直流電源之功能及避免因負載短路而引起之各種災害。

本發明有下列之特徵：

1.本發明之第一半導體其負責直流電源之開路(Off)與導通(On)供電於負載。

2.本發明之第二半導體電路包括第二半導體，第一電阻及第二電阻，其負責控制第一半導體之開路與導通動作，以達到負載兩端發生短路時保護直流電源的目的。

3.本發明以第二半導體電路之動作時間達到控制第一半導體之開路與導通動作，做為負載兩端發生短路時之直流電源保護，而與上述的先前技術皆是以達到設定電流值時，執行開路保護動作之技術方法不同，此為世界首創之發明。

4.本發明之第三半導體負責直流電源之開路與導通供電於負載。

5.本發明之第四半導體電路包括第四半導體，第三電阻及第四電阻，其負責控制第三半導體之開路與導通動作，以達到負載兩端發生短路時保護直流電源的目的。

6.本發明以第四半導體電路之動作時間達到控制第三半導之開路與導通動作，做為負載兩端發生短路時之直流電源保護，而與上述的先前技術皆是以達到設定電流值時，執行開路保護動作之技術方法不同，此為世界首創之發明。

7.本發明以第一半導體及第二半導體電路或第三半導體及第四半導體電路的技術方法(Way)，使直流電源在負載端發生短路時，能在瞬間開路直流電源供電之功能(Function)，而達到保護直流電源的效果(Result)，本發明的技術方法，功能與保護效果為與習知的保險絲，熱電路斷路器及電池短路保護積體電路不同，足證明本發明具新穎性及進步性。

8.本發明所述之直流電源是指交流電源以外之電源，例如直流電源供應器供應之電源，各種電池，太陽能電池，燃料電池，直流超級電容器及其他屬於直流特徵之電源，皆可應用本發明做為負載兩端發生短路之保護。

10:第一半導體

11:第二半導體

12:第一電阻

13:第二電阻

20:第三半導體

21:第四半導體

22:第三電阻

23:第四電阻

14:第五半導體

15:第六半導體

16:第七半導體

24:第八半導體

25:第九半導體

100:直流電源

200:負載

V+:電路正電端

V-:電路負電端

31:可程式放電短路比較器

32:邏輯控制器

33:放電N通道金屬氧化半導體場效電晶體驅動器

34:檢測器

35:N通道金屬氧化半導體場效電晶體

36:電池

300:bq77910之方塊示意圖

圖1為本發明直流電源短路保護裝置第一示意圖。

圖2為本發明圖1的短路電流實測圖。

圖3為本發明圖2的短路電流實測圖之數據表。

圖4為本發明直流電源短路保護裝置第二示意圖。

圖5為本發明直流電源短路保護裝置第三示意圖。

圖6為本發明直流電源短路保護裝置第四示意圖。

圖7為本發明直流電源短路保護裝置第五示意圖。

圖8為本發明直流電源短路保護裝置第六示意圖。

圖9為本發明直流電源短路保護裝置第七示意圖。

圖10為習知bq77910之方塊示意圖。

如圖1所示，為本發明直流電源短路保護裝置第一示意圖，自圖中可知，其包括第一半導體10及第二半導體電路；第二半導體電路包括第二半導體11，第一電阻(First Resistor)12及第二電阻(Second Resistor)13，第一半導體10的源極S(Source,S)連接直流電源100的負電端及第二半導體11的源極S，第一半導體10的汲極D(Drain,D)連接電路負電端V-，第一半導體10的閘極G(Gate,G)連接第二半導體11的汲極D；第二半導體11的汲極D連接第二電阻13的另一端，第二半導體11的源極S連接第一半導體10的源極S，第二半導體11的閘極G連接第一電阻12的一端，第一電阻12的另一端連接電路負電端V-(Negative Circuit Terminal,V-)，第二電阻13的一端連接電路正電端V+(Positive Circuit Terminal,V+)；第一半導體10為N通道金屬氧化半導體場效電晶體，其體內含有體二極體(Body Diode)，第二半導體11為N通道金屬氧化半導體場效電晶體，其體內含有體二極體；直流電源100的正電端連接電路正電端V+，直流電源100的負電端連接第一半導體10的源極S及第二半導體11的源極S；電路正電端V+連接負載(Load)200的正電端，電路負電端V-連接負載200的負電端。

如圖1所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及第二電阻13的一端，第二電阻13的另一端連接到第一半導體10的閘極G，此時第一半導體10的源極S及漏極D導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達第一半導體10的汲極D及電路負電端V-，再到達第一半導體10的源極S，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第一半導體10的汲極D與源極S導通，所以第二半導體11的閘極G與源極S導通，因此第二半導體11的汲極D與源極S為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖1所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及短路導體到達電路負電端V-，等同第一半導體10的汲極D及第一電阻12的另一端直接接上直流電源100的正電端，此時正電壓經過第一電阻12到達第二半導體11的閘極G，於是第二半導體11的汲極D及源極S導通，因為第二半導體11的汲極D及源極S導通，此時第一半導體10的源極S及閘極G導通，而使第一半導體10的汲極D及源極S開路，而終止短路電流由第一半導體10的汲極D到源極S的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第二半導體11的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第二半導體11的導通狀態，而恢復第一半導體10的正常狀態。

如圖2所示，為本發明圖1的短路電流實測圖，當電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，並且在短路導體上連接示波器的檢測棒以測量短路電流的波形，而後再接上直流電源100，其直流電源100之供應電壓為10伏特(Volt)；如圖2所示，其電流波形所測量的有效電流值(RMS)為1.74A，最大輸出電流值(Max)為7.48A，最小電流值(Min)為40mA，電流波形周期為200μs，由此可知，其有效值功耗(Power Loss)非常小，電流波形周期需求是依第一半導體10與第二半導體11的關閉(Turn Off)特性及電路元件值而定，而不自限採用指定的半導體及電路元件值；本發明所測量的儀器型號為Tektronix公司的DPO4034型示波器，本發明電路的測量點數據皆在該儀器的誤差容許範圍內，而直流電源100為採用台灣固緯公司的直流電源供應器，型號為GPS-3030D。

如圖3所示，為本發明圖2的短路電流實測圖之數據表，為將圖2示波器電流波形所測量的最大輸出電流值，最小電流值及有效電流值，經過數據化表示實際製作的結果的數據表，以供參考；由圖3的短路電流波形及數據可知，本發明能據予實施，並且能證明本發明與前述的先前技術皆是以達到設定電流值時，執行開路保護動作之技術方法不同。

如圖4所示，為本發明直流電源短路保護裝置第二示意圖，自圖中可知，其包括第三半導體20及第四半導體電路；第四半導體電路包括第四半導體21，第三電阻(Third Resistor)22及第四電阻(Fourth Resistor)23，第三半導體20的源極S連接直流電源100的正電端及第四半導體21的源極S，第三半導體20的汲極D連接電路正電端V+，第三半導體20的閘極G連接第四半導體21的汲極D；第四半導體21的汲極D連接第四電阻23的一端，第四半導體21的源極S連接第三半導體20的源極S，第四半導體21的閘極G連接第三電阻22的另一端，第三電阻22的一端連接電路正電端V+，第四電阻23的另一端連接電路負電端V-；第三半導體20為P通道金屬氧化半導體場效電晶體，其體內含有體二極體(Body Diode)，第四半導體21為P通道金屬氧化半導體場效電晶體，其體內含有體二極體；直流電源100的負電端連接電路負電端V-，直流電源100的正電端連接第三半導體20的源極S及第四半導體21的源極S；電路正電端V+連接負載200的正電端，電路負電端V-連接負載200的負電端。

如圖4所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的負電端供電於電路負電端V-及第四電阻23的另一端，第四電阻23的一端連接到第三半導體20的閘極G，直流電源100的正電端供電於第三半導體20的源極S，此時第三半導體20的源極S及漏極D導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到第三半導體20的源極S及汲極D，到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達電路負電端V-，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第三半導體20的汲極D與源極S導通，所以第四半導體21的閘極G與源極S導通，因此第四半導體21的汲極D與源極S為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖4所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：電路正電端V+及電路負電端V-兩端接上短路導體等同第三半導體20的汲極D及第三電阻22的一端直接接上直流電源100的負電端，此時負電壓經過第三電阻22到達第四半導體21的閘極G，於是第四半導體21的汲極D及源極S導通，因為第四半導體21的汲極D及源極S導通，此時第三半導體20的源極S及閘極G導通，而使第三半導體20的汲極D及源極S開路，而終止短路電流由第三半導體20的源極S到汲極D的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第四半導體21的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第四半導體21的導通狀態，而恢復第三半導體20的正常狀態。

如圖5所示，為本發明直流電源短路保護裝置第三示意圖，自圖中可知，為將圖1中的第二半導體11改為第五半導體14，其他電路架構皆與圖1相同；第五半導體14的射極E(Emitter,E)連接第一半導體10的源極S，第五半導體14的基極B(Base,B)連接第一電阻12的一端，第一電阻12的另一端連接電路負電端V-，第五半導體14的集極C(Collector,C)連接第一半導體10的閘極G及第二電阻13的另一端，其餘電路連接皆與圖1相同，而不贅述，第五半導體14為N型電晶體(N Type Transistor)。

如圖5所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及第二電阻13的一端，第二電阻13的另一端連接到第一半導體10的閘極G，此時第一半導體10的源極S及漏極D導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達第一半導體10的汲極D及電路負電端V-，再到達第一半導體10的源極S，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第一半導體10的汲極D與源極S導通，所以第五半導體14的基極B與射極E導通，因此第五半導體14的集極C與射極E為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖5所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及短路導體到達電路負電端V-，等同第一半導體10的汲極D及第一電阻12直接接上直流電源100的正電端，此時正電壓經過第一電阻12的另一端到達第五半導體14的基極B，於是第五半導體14的集極C及射極E導通，因為第五半導體14的集極C及射極E導通，此時第一半導體10的源極S及閘極G導通，而使第一半導體10的汲極D及源極S開路，而終止短路電流由第一半導體10的汲極D到源極S的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第五半導體14的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第五半導體14的導通狀態，而恢復第一半導體10的正常狀態。

如圖6所示，為本發明直流電源短路保護裝置第四示意圖，自圖中可知，為將圖1中的第一半導體10改為第六半導體15，其他電路架構皆與圖1相同；第六半導體15的射極E連接第二半導體11的源極S及直流電源100的負電端，第六半導體15的基極B連接第二電阻13的另一端，第一電阻12的另一端連接電路負電端V-，第六半導體15的集極C連接電路負電端V-，第二半導體11的汲極D連接第六半導體15的基極B及第二電阻13的另一端，其餘電路連接皆與圖1相同，而不贅述，第六半導體15為N型電晶體。

如圖6所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及第二電阻13的一端，第二電阻13的另一端連接到第六半導體15的基極B，此時第六半導體15的射極E及集極C導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達第六半導體15的集極C及電路負電端V-，再到達第六半導體15的射極E，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第六半導體15的集極C與射極E導通，所以第二半導體11的閘極G與源極S導通，因此第二半導體11的汲極D與源極S為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖6所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及短路導體到達電路負電端V-，等同第六半導體15的集極C及第一電阻12的另一端直接接上直流電源100的正電端，此時正電壓經過第一電阻12到達第二半導體11的閘極G，於是第二半導體11的汲極D及源極S導通，因為第二半導體11的汲極D及源極S導通，此時第六半導體15的射極E及基極B導通，而使第六半導體15的集極C及射極E開路，而終止短路電流由第六半導體15的集極C到射極E的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第二半導體11的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第二半導體11的導通狀態，而恢復第六半導體15的正常狀態。

如圖7所示，為本發明直流電源短路保護裝置第五示意圖，自圖中可知，為將圖1中的第一半導體10改為第七半導體16，其他電路架構皆與圖1相同；第七半導體16的射極E連接第二半導體11的源極 S及直流電源100的負電端，第七半導體16的閘極G連接第二電阻13的另一端，第二電阻13的一端連接電路正電端V+，第七半導體16的集極C連接電路負電端V-，第二半導體11的汲極D連接第七半導體16的閘極G，其餘電路連接皆與圖1相同，而不贅述，第七半導體16為N型絕緣閘極雙極電晶體(N Type Insulated Gate Bipolar Transistor)。

如圖7所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及第二電阻13的一端，第二電阻13的另一端連接到第七半導體16的閘極G，此時第七半導體16的射極E及集極C導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達第七半導體16的集極C及電路負電端V-，再到達第七半導體16的射極E，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第七半導體16的集極C與射極E導通，所以第二半導體11的閘極G與源極S導通，因此第二半導體11的汲極D與源極S為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖7所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：直流電源100的正電端供電於電路正電端V+及短路導體到達電路負電端V-，等同第七半導體16的集極C及第一電阻12的另一端直接接上直流電源100的正電端，此時正電壓經過第一電阻12的另一端到達第二半導體11的閘極G，於是第二半導體11的汲極D及源極S導通，因為第二半導體11的汲極D及源極S導通，此時第七半導體16的射極E及閘極G導通，而使第七半導體16的集極C及射極E開路，而終止短路電流由第七半導體16的集極C到射極E的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第二半導體11的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第二半導體11的導通狀態，而恢復第七半導體16的正常狀態。

根據以上的動作原理的敍述，為了實際應用之需求，可以將圖1所示的第一半導體10及第二半導體11同時改換為二只N型電晶體或二只N型絕緣閘極雙極電晶體替代，其功能及動作原理均與前述的將第一半導體10及第二半導體12所構成的電路功能及動作原理相同，而不自限。

如圖8所示，為本發明直流電源短路保護裝置第六示意圖，自圖中可知，為將圖4中的第四半導體21改為第八半導體24，其他電路架構皆與圖4相同；第八半導體24的射極E連接第三半導體20的源極S，第八半導體24的基極B連接第三電阻22的另一端，第三電阻22的一端連接電路正電端V+，第八半導體24的集極C連接第四電阻23的一端及第三半導體20的閘極G，第四電阻23的另一端連接電路負電端V-，第八半導體24的集極C連接第三半導體20的閘極G，其餘電路連接皆與圖4相同，而不贅述，第八半導體24為P型電晶體。

如圖8所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的負電端供電於電路負電端V-及第四電阻23的另一端，第四電阻23的一端連接到第三半導體20的閘極G，直流電源100的正電端供電於第三半導體20的源極S，此時第三半導體20的源極S及漏極D導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到第三半導體20的源極S及汲極D，到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達電路負電端V-，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第三半導體20的汲極D與源極S導通，所以第八半導體24的基極B與射極E導通，因此第八半導體24的集極C與射極E為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖8所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：電路正電端V+及電路負電端V-兩端接上短路導體等同第三導體20的汲極D及第三電阻22的一端直接接上直流電源100的負電端，此時負電壓經過第三電阻22到達第八半導體24的基極B，於是第八半導體24的集極C及射極E導通，因為第八半導體24的集極C及射極E導通，此時第三半導體20的源極S及閘極G導通，而使第三半導體20的汲極D及源極S開路，而終止短路電流由第三半導體20的源極S到汲極D的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第八半導體24的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第八半導體24的導通狀態，而恢復第三半導體20的正常狀態。

如圖9所示，為本發明直流電源短路保護裝置第七示意圖，自圖中可知，為將圖4中的第三半導體20改為第九半導體25，其他電路架構皆與圖4相同；第九導體25的射極E連接第四半導體21的源極S，第九半導體25的閘極G連接第四電阻23的一端，第四電阻23的另一端連接電路負電端V-，第九半導體25的集極C連接電路正電端V+，其餘電路連接皆與圖4相同，而不贅述，第九半導體25為P型絕緣閘極雙極電晶體。

如圖9所示，當直流電源100對負載200執行供電動作時，其動作原理為：直流電源100的負電端供電於電路負電端V-及第四電阻23的另一端，第四電阻23的一端連接到第九半導體25的閘極G，直流電源100的正電端供電於第九半導體25的射極E，此時第九半導體25的射極E及集極C導通，直流電源100的供電電流從直流電源100的正電端到第九半導體25的射極E及集極C，到電路正電端V+，經過負載200的正電端及負電端，到達電路負電端V-，而回到直流電源100的負電端，而達成直流電源100的供電動作，因為第九半導體25的集極C與射極E導通，所以第四半導體21的閘極G與源極S導通，因此第四半導體21的汲極D與源極S為開路狀態，不影響直流電源100的供電動作。

如圖9所示，當本發明的電路正電端V+與電路負電端V-兩端接上短路導體，而後再接上直流電源100，此時直流電源100供電於短路導體，其短路保護之動作原理為：電路正電端V+及電路負電端V-兩端接上短路導體等同第九半導體25的集極C及第三電阻22的一端直接接上直流電源100的負電端，此時負電壓經過第三電阻22到達第四半導體21的閘極G，於是第四半導體21的汲極D及源極S導通，因為第四半導體21的汲極D及源極S導通，此時第九半導體25的射極E及閘極G導通，而使第九半導體25的集極C及射極E開路，而終止短路電流由第九半導體25的射極E到集極C的發生，以達到保護直流電源100的目的；若欲解除第四半導體21的導通狀態只需將短路導體去除，即可解除第四半導體21的導通狀態，而恢復第九半導體25的正常狀態。

如圖4所示，為了實際應用之需求，可以將第三半導體20及第四半導體21同時改換為二只P型電晶體或二只P型絕緣閘極雙極電晶體替代，其功能及動作原理均與前述的將第三半導體20及第四半導體21所構成的電路功能及動作原理相同，而不贅述。

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。