專利名稱：過電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過電壓保護(hù)裝置，特別涉及一種應(yīng)用于電源的過電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
目前各種的電源已經(jīng)能夠提供穩(wěn)定調(diào)整的電壓與電流。為了符合安全的考慮，電源必須提供過電壓保護(hù)功能，以確保發(fā)生反饋開路時(shí)造成輸出電壓過高的誤動(dòng)作，用來限制電源的輸出電壓，以達(dá)到保護(hù)電源本身與電源系統(tǒng)端。
請(qǐng)參考圖1，為現(xiàn)有的電源示意圖。該電源包含一切換式控制器U1，用來控制電源。電阻RST與電容CST提供一個(gè)初始的電源，用來激活切換式控制器U1。為了穩(wěn)定調(diào)整電源的輸出電壓VO，切換式控制器U1產(chǎn)生切換信號(hào)VPWM供給功率開關(guān)Q1，用來切換一變壓器T1。該變壓器T1包含輔助繞組NA、一次側(cè)繞組NP與二次側(cè)繞組NS。
在變壓器T1的切換后，輔助繞組NA產(chǎn)生一反射電壓VAUX經(jīng)由二極管整流器DA進(jìn)一步提供電源給該切換式控制器U1。由于反射電壓VAUX與輸出電壓VO有密切的關(guān)系，因此在供應(yīng)端VDD上的供應(yīng)電壓VDD也與輸出電壓VO有密切的關(guān)系。在切換式控制器U1的反饋端FB，依照反饋信號(hào)VFB使得切換信號(hào)VPWM的脈波寬度得到穩(wěn)定調(diào)整。一誤差放大器80連接到電源的輸出端以取得輸出電壓VO，輸出電壓VO通過光耦合器90以取得該反饋信號(hào)VFB，切換式控制器U1依照反饋信號(hào)VFB讓該電源的輸出電壓VO得到穩(wěn)定調(diào)整。供應(yīng)電壓VDD可以表示成VDD≈[TNAUXTNS×(VO+VF)]-VD---(1)]]>其中VF為輸出二極管整流器DO的順向壓降；VD為二極管整流器DA的順向壓降；TNAUX為變壓器T1的輔助繞組NAUX的繞組匝數(shù)；TNS為變壓器T1的二次側(cè)繞組NS的繞組匝數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種過電壓保護(hù)裝置，應(yīng)用于電源中，通過不同的比較電平確認(rèn)電源有反饋開路與供應(yīng)電壓過高的誤動(dòng)作產(chǎn)生，再經(jīng)由累進(jìn)計(jì)數(shù)誤動(dòng)作發(fā)生的持續(xù)時(shí)間，當(dāng)發(fā)生的持續(xù)時(shí)間到達(dá)一默認(rèn)值，本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置可周期性截止電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來限制輸出電壓，并可提供閂鎖截止電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來閂鎖截止輸出電壓，用來進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置包括一振蕩器，用于輸出一時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)，使用一過電壓信號(hào)檢索比較單元，用于檢索一感測(cè)信號(hào)與一臨界信號(hào)，經(jīng)比較運(yùn)算感測(cè)信號(hào)與臨界信號(hào)后，輸出一保護(hù)信號(hào)。保護(hù)信號(hào)被傳送到一累進(jìn)觸發(fā)單元。累進(jìn)觸發(fā)單元累進(jìn)計(jì)數(shù)該保護(hù)信號(hào)，等該保護(hù)信號(hào)的計(jì)數(shù)到達(dá)一默認(rèn)值后，即輸出一截止信號(hào)到一閂鎖單元，閂鎖單元產(chǎn)生一閂鎖信號(hào)到一驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元，用來停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到功率開關(guān)。
本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置不僅提供電源于反饋開路與供應(yīng)電壓過高時(shí)，促使電源產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，更可通過累進(jìn)計(jì)數(shù)誤動(dòng)作發(fā)生的持續(xù)時(shí)間，用來避免負(fù)載端于特定時(shí)間內(nèi)需較大輸出電壓時(shí)進(jìn)行不當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。因此本發(fā)明過電壓保護(hù)電路可以提供電源供應(yīng)最完備的保護(hù)方案。


圖1所示為現(xiàn)有的電源示意圖；圖2所示為本發(fā)明電路架構(gòu)示意圖；圖3所示為本發(fā)明第一實(shí)施例電路方塊示意圖；圖4所示為本發(fā)明電路波形示意圖；圖5所示為本發(fā)明第二實(shí)施例電路方塊示意圖；圖6所示為本發(fā)明第三實(shí)施例電路方塊示意圖；圖7所示為本發(fā)明累進(jìn)觸發(fā)單元的電路方塊示意圖；及圖8所示為本發(fā)明的復(fù)位單元電路方塊示意圖。
<圖號(hào)說明>
現(xiàn)有技術(shù)
T1—變壓器 U1—切換式控制器RS—感測(cè)電阻 VCS—電流感測(cè)信號(hào)VFB—反饋信號(hào) VAUX—反射電壓Q1—功率開關(guān) VIN—供應(yīng)電壓本發(fā)明21—閂鎖單元22—振蕩器23—過電壓信號(hào)檢索比較單元 24—復(fù)位單元25—驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元28—累進(jìn)觸發(fā)單元VCS—電流感測(cè)信號(hào) VFB—電壓反饋感測(cè)信號(hào)VT2—第二臨界信號(hào) RST—復(fù)位信號(hào)10—驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元CLK—時(shí)鐘信號(hào)VPWM—驅(qū)動(dòng)信號(hào) Q1—功率開關(guān)SPT—保護(hù)信號(hào) SOFF—截止信號(hào)LATCH—閂鎖信號(hào) VDD—供應(yīng)電壓231—電流比較器 VT1—第一臨界信號(hào)SPT1—第一保護(hù)信號(hào) 232—電壓比較器VT3—第三臨界信號(hào) SPT2—第二保護(hù)信號(hào)233—連接單元 282—上下計(jì)數(shù)單元284—維持單元 2842、2844—D型觸發(fā)器2401、2402、2403、2412、2414—晶體管2404、2405、2417—反相器2413—電容 2411—定電流源2415、2416—NAND柵 2418—定時(shí)器CLR—清除信號(hào)具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明電路架構(gòu)示意圖。本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置應(yīng)用于電源中，包括一過電壓信號(hào)檢索比較單元23，通過一分壓器(由電阻RA與電阻RB所組成)檢索一感測(cè)信號(hào)并把它和一臨界信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，用來產(chǎn)生一保護(hù)信號(hào)SPT；一累進(jìn)觸發(fā)單元28，連接于過電壓信號(hào)檢索比較單元23與一振蕩器22，根據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)CLK用來接收保護(hù)信號(hào)SPT，以累進(jìn)計(jì)數(shù)保護(hù)信號(hào)SPT。
當(dāng)保護(hù)信號(hào)SPT的計(jì)數(shù)到達(dá)一默認(rèn)值后，累進(jìn)觸發(fā)單元28會(huì)輸出一截止信號(hào)SOFF；一閂鎖單元21連接于累進(jìn)觸發(fā)單元28，接收截止信號(hào)SOFF，以產(chǎn)生一閂鎖信號(hào)LATCH；一驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10連接于閂鎖單元21與振蕩器22，接收時(shí)鐘信號(hào)CLK與閂鎖信號(hào)LATCH，用來停止輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到一功率開關(guān)Q1，用來閂鎖截止輸出電壓VO，以達(dá)到過電壓保護(hù)；及一驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元25連接于驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10，接收一供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB與一第二臨界信號(hào)VT2，第二臨界信號(hào)VT2為電源的峰值輸出電壓VO的限制值。當(dāng)供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB上升到第二臨界信號(hào)VT2時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元25輸出一清除信號(hào)CLR到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10，用來周期性截止驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，電源的峰值輸出電壓VO因而得到限制，以達(dá)到過電壓保護(hù)。
再一次參考圖2，其中本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置進(jìn)一步包括一復(fù)位單元24連接于一供應(yīng)電壓VDD、閂鎖單元21與振蕩器22，接收時(shí)鐘信號(hào)CLK與閂鎖信號(hào)LATCH，并在接收閂鎖信號(hào)LATCH后一設(shè)定時(shí)間內(nèi)，輸出一復(fù)位信號(hào)RST到閂鎖單元21，用來復(fù)位閂鎖單元21的輸出。復(fù)位單元24進(jìn)一步連接一供應(yīng)電壓VDD，并于供應(yīng)電壓VDD提供的電壓量不足時(shí)，接收一低電壓信號(hào)，以輸出復(fù)位信號(hào)RST到閂鎖單元21。
配合圖2，圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例電路方塊示意圖。其中該過電壓信號(hào)檢索比較單元23為一過電壓比較器231，過電壓比較器231的一輸入端接收一第一臨界信號(hào)VT1，另一輸入端接收一供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB，比較運(yùn)算第一臨界信號(hào)VT1與供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB，用來輸出一第一保護(hù)信號(hào)SPT1到累進(jìn)觸發(fā)單元28。
當(dāng)電源發(fā)生反饋開路而造成輸出電壓VO過高時(shí)，由于反射電壓VAUX與輸出電壓VO有密切的關(guān)系，因此在供應(yīng)端VDD上的供應(yīng)電壓VDD也會(huì)隨的升高，進(jìn)而使得供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB的值也相對(duì)提高，因此在本第一實(shí)施例中是利用此對(duì)應(yīng)關(guān)系，使用一過電壓比較器231作為過電壓信號(hào)檢索比較單元23，同時(shí)設(shè)計(jì)第一臨界信號(hào)VT1的值來調(diào)整電源輸出電壓的臨界限制。當(dāng)供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB的值大于第一臨界信號(hào)VT1時(shí)，過電壓比較器231會(huì)輸出第一次的第一保護(hù)信號(hào)SPT1到該累進(jìn)觸發(fā)單元28，此時(shí)累進(jìn)觸發(fā)單元28則進(jìn)行第一保護(hù)信號(hào)SPT1的累進(jìn)計(jì)數(shù)，當(dāng)累進(jìn)觸發(fā)單元28計(jì)數(shù)第一保護(hù)信號(hào)SPT1到達(dá)一默認(rèn)值后，即輸出一截止信號(hào)SOFF到該閂鎖單元21，以對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10進(jìn)行閂鎖，使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，用來避免負(fù)載端在特定時(shí)間內(nèi)需較大輸出電壓時(shí)進(jìn)行不當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，達(dá)到電源實(shí)際的過電壓保護(hù)。其中該默認(rèn)值為一計(jì)數(shù)周期TCOUNT。
配合圖3，圖4為本發(fā)明電路波形示意圖。當(dāng)電源發(fā)生反饋開路而造成輸出電壓VO過高時(shí)，在時(shí)間T1～T2，供應(yīng)電壓VDD也隨之增加。在時(shí)間T2時(shí)，供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB會(huì)達(dá)到第一臨界信號(hào)VT1，此時(shí)過電壓比較器231輸出一低電位的第一保護(hù)信號(hào)SPT1到累進(jìn)觸發(fā)單元28。接著，累進(jìn)觸發(fā)單元28開始進(jìn)行累進(jìn)計(jì)數(shù)的動(dòng)作，以準(zhǔn)備對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10進(jìn)行閂鎖。緊接著，在時(shí)間T2～T3時(shí)，反饋開路使得供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB繼續(xù)上升，并于時(shí)間T3時(shí)，供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB會(huì)達(dá)到第二臨界信號(hào)VT2，此時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元25會(huì)輸出低電位的清除信號(hào)CLR到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM為低電位，進(jìn)而使功率開關(guān)Q1截止，用來提供周期性截止電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來限制輸出電壓。
上述說明中，本發(fā)明第一實(shí)施例是在電源發(fā)生反饋開路而造成輸出電壓VO過高時(shí)，用來供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB達(dá)到第一臨界信號(hào)VT1的持續(xù)時(shí)間到達(dá)累進(jìn)觸發(fā)單元28的默認(rèn)值(即計(jì)數(shù)周期TCOUNT)后，本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置即會(huì)停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，以閂鎖截止輸出電壓VO，用來達(dá)到電源實(shí)際的過電壓保護(hù)。
配合圖2，圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例電路方塊示意圖。其中該過電壓信號(hào)檢索比較單元23為一反饋比較器232，反饋比較器232的一輸入端接收一第三臨界信號(hào)VT3，另一輸入端接收一電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB，比較運(yùn)算該第三臨界信號(hào)VT3與該電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB，用來輸出一第二保護(hù)信號(hào)SPT2到該累進(jìn)觸發(fā)單元28。
當(dāng)電源發(fā)生反饋開路而造成輸出電壓VO過高時(shí)，電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB的值也會(huì)相對(duì)的提高，因此在本第二實(shí)施例中是利用此對(duì)應(yīng)關(guān)系，使用一反饋比較器232，同時(shí)設(shè)計(jì)該第三臨界信號(hào)VT3的值來限制電源的峰值輸出電壓。當(dāng)電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB的值大于第三臨界信號(hào)VT3時(shí)，反饋比較器232會(huì)輸出第一次的第二保護(hù)信號(hào)SPT2到該累進(jìn)觸發(fā)單元28，此時(shí)累進(jìn)觸發(fā)單元28則進(jìn)行第二保護(hù)信號(hào)SPT2的累進(jìn)計(jì)數(shù)。當(dāng)累進(jìn)觸發(fā)單元28計(jì)數(shù)第二保護(hù)信號(hào)SPT2到達(dá)一默認(rèn)值后，即輸出一截止信號(hào)SOFF到該閂鎖單元21，以對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10進(jìn)行閂鎖，使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，用來避免負(fù)載端在特定時(shí)間內(nèi)需較大輸出電壓時(shí)進(jìn)行不當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，達(dá)到電源實(shí)際的過電壓保護(hù)。
上述說明中，本發(fā)明第二實(shí)施例是在電源提供輸出功率給負(fù)載使用時(shí)，用來電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB達(dá)到第三臨界信號(hào)VT3的持續(xù)時(shí)間到達(dá)累進(jìn)觸發(fā)單元28的默認(rèn)值(即計(jì)數(shù)周期TCOUNT)后，本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置會(huì)停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，以閂鎖截止輸出電壓VO，用來達(dá)到電源實(shí)際的過電壓保護(hù)。
另一方面，本發(fā)明第二實(shí)施例的電路動(dòng)作原理及其波形比較于第一實(shí)施例，僅在累進(jìn)觸發(fā)單元28接收的保護(hù)信號(hào)SPT來源不同外，其余都相同，在此不加贅述。配合圖2，圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例電路方塊示意圖。其中該過電壓信號(hào)檢索比較單元23為一過電壓比較器231、一反饋比較器232與一連接單元233所組成。過電壓比較器231比較運(yùn)算一第一臨界信號(hào)VT1與一供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB，用來產(chǎn)生一第一保護(hù)信號(hào)SPT1；反饋比較器232比較運(yùn)算一第三臨界信號(hào)VT3與一電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB，用來產(chǎn)生一第二保護(hù)信號(hào)SPT2；連接單元233連接于該過電壓比較器231、該反饋比較器232與該累進(jìn)觸發(fā)單元28，將該第一保護(hù)信號(hào)SPT1與該第二保護(hù)信號(hào)SPT2傳送到該累進(jìn)觸發(fā)單元28。
當(dāng)電源發(fā)生輸出端開路而造成輸出電壓VO過高時(shí)，供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB與電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB的值也會(huì)相對(duì)的提高，因此在本第三實(shí)施例中利用此對(duì)應(yīng)關(guān)系，使用一由過電壓比較器231、反饋比較器232與連接單元233所組成的過電壓信號(hào)檢索比較單元23，同時(shí)設(shè)計(jì)該第一臨界信號(hào)VT1與該第三臨界信號(hào)VT3的值來調(diào)整電源輸出電壓的臨界限制。
當(dāng)供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB的值大于第一臨界信號(hào)VT1，過電壓比較器231產(chǎn)生第一保護(hù)信號(hào)SPT1；或當(dāng)電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB的值大于第三臨界信號(hào)VT3時(shí)，反饋比較器232也會(huì)產(chǎn)生第二保護(hù)信號(hào)SPT2。第一保護(hù)信號(hào)SPT1與第二保護(hù)信號(hào)SPT2通過連接單元233形成保護(hù)信號(hào)SPT，然后被傳送到該累進(jìn)觸發(fā)單元28，此時(shí)累進(jìn)觸發(fā)單元28則進(jìn)行保護(hù)信號(hào)SPT的累進(jìn)計(jì)數(shù)。當(dāng)保護(hù)信號(hào)SPT計(jì)數(shù)到達(dá)一默認(rèn)值(即計(jì)數(shù)周期TCOUNT)后，即輸出一截止信號(hào)SOFF到該閂鎖單元21，以對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10進(jìn)行閂鎖，使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，用來避免負(fù)載端于特定時(shí)間內(nèi)需較大輸出電壓時(shí)進(jìn)行不當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，達(dá)到電源實(shí)際的過電壓保護(hù)。
上述說明中，本發(fā)明第三實(shí)施例是在電源提供輸出功率給負(fù)載使用時(shí)，用來供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)VB達(dá)到第一臨界信號(hào)VT1的持續(xù)時(shí)間，并且電壓反饋感測(cè)信號(hào)VFB達(dá)到第三臨界信號(hào)VT3的持續(xù)時(shí)間來判斷電源是否有過電壓的現(xiàn)象，若是持續(xù)時(shí)間到達(dá)累進(jìn)觸發(fā)單元28的默認(rèn)值(即計(jì)數(shù)周期TCOUNT)后，本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置會(huì)停止輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM到功率開關(guān)Q1，以閂鎖截止輸出電壓VO，以達(dá)到電源實(shí)際的過電壓保護(hù)。
配合圖2，圖7為本發(fā)明累進(jìn)觸發(fā)單元的一實(shí)施例電路方塊示意圖。累進(jìn)觸發(fā)單元28包括一維持單元284連接至過電壓信號(hào)檢索比較單元23與振蕩器22，接收保護(hù)信號(hào)SPT與時(shí)鐘信號(hào)CLK，用來延遲保護(hù)信號(hào)SPT的狀態(tài)，并輸出一上下信號(hào)UP/DOWN。一上下計(jì)數(shù)單元282連接至維持單元284與振蕩器22，接收上下信號(hào)UP/DOWN與時(shí)鐘信號(hào)CLK以進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算。上下計(jì)數(shù)單元282根據(jù)上下信號(hào)UP/DOWN的啟用(ON)而使得上下計(jì)數(shù)單元282可向上計(jì)數(shù)，并根據(jù)上下信號(hào)UP/DOWN的停用(0FF)而使得上下計(jì)數(shù)單元282可向下計(jì)數(shù)，并于向下計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)停止計(jì)數(shù)，于向上計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出高電位的截止信號(hào)SOFF。其中，時(shí)鐘信號(hào)CLK用來決定驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM的切換頻率與維持單元284的維持時(shí)間。
上述說明中的維持單元284由兩個(gè)D型觸發(fā)器2842與2844來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)維持單元284接收到低電位的保護(hù)信號(hào)SPT時(shí)。為了防止接收到瞬間的接地彈跳(ground bounce)或切換突波(switching spike)的噪聲，維持單元284需要配合振蕩器22產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CLK，用來延遲保護(hù)信號(hào)SPT的狀態(tài)，并輸出高電位的上下信號(hào)UP/DOWN。
再一次參考圖2，閂鎖單元21可用來一個(gè)D型觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，其時(shí)鐘端連接到累進(jìn)觸發(fā)單元28，接收高電平的截止信號(hào)SOFF用來輸出低電平的閂鎖信號(hào)LATCH。低電平的閂鎖信號(hào)LATCH連接至驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10中的一D型觸發(fā)器101的D輸入端，使得D型觸發(fā)器的D輸入端為低電位，進(jìn)而使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元10閂鎖截止驅(qū)動(dòng)信號(hào)VPWM，以達(dá)到閂鎖保護(hù)的目的。當(dāng)電源受到閂鎖保護(hù)時(shí)，其輸出端所連接的電子裝置將無法正常運(yùn)作。
配合圖2，請(qǐng)參考圖8，為本發(fā)明的復(fù)位單元電路方塊示意圖。本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置所使用的復(fù)位單元24連接至閂鎖單元21，可以用兩種方式來達(dá)到輸出低電位的復(fù)位信號(hào)RST，以復(fù)位閂鎖單元21。復(fù)位單元24可以依據(jù)電源的重新啟動(dòng)電源而使得供應(yīng)電源VDD重新啟動(dòng)，來輸出復(fù)位信號(hào)RST，用來進(jìn)行復(fù)位閂鎖單元21。該復(fù)位單元24也可以根據(jù)閂鎖信號(hào)LATCH產(chǎn)生后一設(shè)定時(shí)間內(nèi)，輸出復(fù)位信號(hào)RST，用來進(jìn)行復(fù)位該閂鎖單元21。
該復(fù)位單元24包含彼此串聯(lián)連接的晶體管2401、2402與2403所組成的分壓電阻，用來輸出可反映較低的供應(yīng)電壓VDD的低電壓信號(hào)VLV。通過反相器2405，該低電壓信號(hào)VLV控制晶體管2412的導(dǎo)通或截止。一旦可以獲得供應(yīng)電壓VDD，并且晶體管2412為截止?fàn)顟B(tài)，恒定電流源2411對(duì)復(fù)位電容2413進(jìn)行充電。兩個(gè)NAND門2415與2416組成一SR緩存器。NAND門2415與2416的第一輸入端分別連接到NAND門2416與2415的輸出端。NAND門2416的第二輸入端連接到復(fù)位電容2413。通過反相器2404，NAND門2415的第二輸入端連接到振蕩器22的時(shí)鐘信號(hào)CLK。在NAND門2415的輸出端，依據(jù)復(fù)位電容2413上的低電位產(chǎn)生低電位的復(fù)位信號(hào)RST。當(dāng)復(fù)位電容2413充電到高電位后，復(fù)位信號(hào)RST停用，并且產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK。復(fù)位電容2413的電容值與恒定電流源2411的電流值決定復(fù)位信號(hào)RST的脈沖寬度。
復(fù)位單元24又包括晶體管2414、反相器2417與定時(shí)器2418。晶體管2414與復(fù)位電容2413并聯(lián)連接，用來對(duì)復(fù)位電容2413進(jìn)行放電。定時(shí)器2418的輸出端控制晶體管2414的導(dǎo)通或截止。定時(shí)器2418的時(shí)鐘端連接到時(shí)鐘信號(hào)CLK，依照時(shí)鐘信號(hào)CLK的時(shí)間基準(zhǔn)用來產(chǎn)生該時(shí)間延遲。通過反相器2417，定時(shí)器2418的復(fù)位端連接到閂鎖信號(hào)LATCH，依據(jù)閂鎖信號(hào)LATCH的停用(高電位)，定時(shí)器2418的復(fù)位端為低電位，定時(shí)器2418的輸出為低電位，晶體管2414截止。一旦閂鎖信號(hào)LATCH啟用(低電位)，定時(shí)器2418的復(fù)位端為高電位，定時(shí)器2418也將啟用。當(dāng)定時(shí)器2418達(dá)到它的設(shè)定時(shí)間，定時(shí)器2418的輸出為高電位，晶體管2414將導(dǎo)通來對(duì)復(fù)位電容2413進(jìn)行放電，并產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)RST來復(fù)位閂鎖單元21。
綜上所述，本發(fā)明過電壓保護(hù)裝置不僅提供電源于反饋開路與供應(yīng)電壓過高時(shí)，促使電源產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，更可通過累進(jìn)計(jì)數(shù)誤動(dòng)作發(fā)生的持續(xù)時(shí)間，用來避免負(fù)載端在特定時(shí)間內(nèi)需較大輸出電壓時(shí)進(jìn)行不當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。因此本發(fā)明過電壓保護(hù)電路可以提供電源供應(yīng)最完備的保護(hù)方案。
以上，雖然公開了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，但是所述內(nèi)容并非用于限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮透倪M(jìn)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以所附的權(quán)利要求所界定范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種過電壓保護(hù)裝置，用于一電源中，取得一感測(cè)信號(hào)，其特征在于，所述過電壓保護(hù)裝置包括一振蕩器，輸出一時(shí)鐘信號(hào)；一過電壓信號(hào)檢索比較單元，檢索該感測(cè)信號(hào)并把它和一臨界信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，用來輸出一保護(hù)信號(hào)；一累進(jìn)觸發(fā)單元，連接于該過電壓信號(hào)檢索比較單元與該振蕩器，接收該保護(hù)信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)，并累進(jìn)計(jì)數(shù)該保護(hù)信號(hào)，等該保護(hù)信號(hào)的計(jì)數(shù)到達(dá)一默認(rèn)值后，即輸出一截止信號(hào)；一閂鎖單元，連接于該累進(jìn)觸發(fā)單元，接收該截止信號(hào)，輸出一閂鎖信號(hào)；一驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元，連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該時(shí)鐘信號(hào)與該閂鎖信號(hào)，用來停止輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)到一功率開關(guān)；及一驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元，連接于該驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元，接收該感測(cè)信號(hào)與一第二臨界信號(hào)，當(dāng)該感測(cè)信號(hào)上升到該第二臨界信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元輸出一清除信號(hào)到該驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元，用來截止該驅(qū)動(dòng)信號(hào)到該功率開關(guān)；其中，該閂鎖單元控制該驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元，用來閂鎖截止該驅(qū)動(dòng)信號(hào)到該功率開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述電壓保護(hù)裝置進(jìn)一步包括一復(fù)位單元，連接于該閂鎖單元與該振蕩器，接收該時(shí)鐘信號(hào)與該閂鎖信號(hào)，并在接收該閂鎖信號(hào)后一設(shè)定時(shí)間內(nèi)，輸出一復(fù)位信號(hào)到該閂鎖單元，用來進(jìn)行復(fù)位該閂鎖單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述復(fù)位單元進(jìn)一步連接一供應(yīng)電壓，根據(jù)該電源重新激活電源后接收一低電壓信號(hào)，以輸出一復(fù)位信號(hào)到該閂鎖單元，用來進(jìn)行復(fù)位該閂鎖單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述過電壓信號(hào)檢索比較單元為一過電壓比較器，比較運(yùn)算一第一臨界信號(hào)與一供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)，用來輸出一第一保護(hù)信號(hào)到該累進(jìn)觸發(fā)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述過電壓信號(hào)檢索比較單元為一反饋比較器，比較運(yùn)算一第三臨界信號(hào)與一電壓反饋感測(cè)信號(hào)，用來輸出一第二保護(hù)信號(hào)到該累進(jìn)觸發(fā)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述過電壓信號(hào)檢索比較單元，包括一過電壓比較器，比較運(yùn)算一第一臨界信號(hào)與一供應(yīng)電壓感測(cè)信號(hào)，用來輸出一第一保護(hù)信號(hào)；一反饋比較器，比較運(yùn)算一第三臨界信號(hào)與一電壓反饋感測(cè)信號(hào)，用來輸出一第二保護(hù)信號(hào)；及一連接單元，連接于該過電壓比較器、該反饋比較器與該累進(jìn)觸發(fā)單元，將該第一保護(hù)信號(hào)與該第二保護(hù)信號(hào)傳送到該累進(jìn)觸發(fā)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述累進(jìn)觸發(fā)單元，包括一維持單元，連接至該過電壓信號(hào)檢索比較單元與該振蕩器，接收該保護(hù)信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)，用來延遲該保護(hù)信號(hào)的狀態(tài)，并輸出一上下信號(hào)；及一上下計(jì)數(shù)單元，連接至該維持單元與該振蕩器，接收該上下信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)以進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算，并于向下計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)停止計(jì)數(shù)，于向上計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出該截止信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述上下計(jì)數(shù)單元，根據(jù)該上下信號(hào)的啟用而向上計(jì)數(shù)，并根據(jù)該上下信號(hào)的停用而向下計(jì)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種過電壓保護(hù)裝置，該裝置包括一振蕩器輸出一時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)，使用一過電壓信號(hào)檢索比較單元檢索一感測(cè)信號(hào)與一臨界信號(hào)，經(jīng)比較運(yùn)算感測(cè)信號(hào)與臨界信號(hào)后，輸出一保護(hù)信號(hào)。保護(hù)信號(hào)被傳送到一累進(jìn)觸發(fā)單元，累進(jìn)觸發(fā)單元依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)來累進(jìn)計(jì)數(shù)該保護(hù)信號(hào)，等該保護(hù)信號(hào)的計(jì)數(shù)到達(dá)一默認(rèn)值后，輸出一截止信號(hào)到一閂鎖單元。閂鎖單元受控于截止信號(hào)，用來產(chǎn)生一閂鎖信號(hào)到一驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元，用來停止輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)到功率開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H3/20GK1862902SQ200510069559
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者楊大勇 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司