專利名稱：防止過電流的三段式保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種電流保護方法，特別是有關(guān)一種可依電流大小調(diào)整負荷電流值及延遲時間的過電流三段式保護方法。
背景技術(shù)：
按，電子產(chǎn)品隨著需求的增加而日益普及了，因有時因為使用者不當?shù)氖褂茫蚴峭话l(fā)的意外狀況，常會產(chǎn)生過大的電壓或過大的電流而這些過電壓或過電流很容易損壞這些裝置。所以在電路設計的時，都會加上過電壓保護或過電流保護電路的設計。
請參閱圖1所示，其是為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機的過電流保護的電路。在正常的情況下，此電路所構(gòu)成的直流回路是外部電話信號是由電話信號輸入端INPUT輸入，經(jīng)過橋氏整流器(bridge rectifier)10、偏壓電路(bias circuit)12、晶體管Q1、電阻R10、電阻R12，再經(jīng)過橋氏整流器10、繼電器14后，最后由電話信號輸出端OUTPUT輸出。而次過電流保護電路包括有電阻R12、光耦合器16、電阻R14、二極管D1、電阻R16與二極管D2。其中，電阻R12是用以偵測電話線上的電流，電阻R14是為拉低(pull-low)電阻。當電阻R12的跨壓超過1.4伏特(Voltage)時，二極管D1與光耦合器16內(nèi)的二極管D3就會被導通。利用二極管D3導通的電流而驅(qū)動光耦合器16內(nèi)的晶體管Q2導通，而輸出一過電流保護(OCP，Over current protection)信號至二次側(cè)(Secondary Side)。再經(jīng)過固件(firmware)處理后，將切斷信號(OFF HK#)切換到高準位。如此，即可切斷過大的電流流入數(shù)據(jù)機，以達到保護的效果。另外，當二極管D2的跨壓達到39伏特以上時，也會導通光耦合器16內(nèi)的二極管D3，而如同上述的保護作用。
然而上述傳統(tǒng)過電流保護電路大都藉由電阻設置，而設定最大負荷電流值及最大延遲時間，如此當一突發(fā)電流通過時，只要此突發(fā)電流大于最大負荷電流值，并且超過最大延遲時間時，此電路則立即停止放電，因此習知的過電流保護電路皆會將最大負荷電流值及最大延遲時間提高至最大的值，如此會造成耗損電壓提高，并產(chǎn)生高溫過熱的情況發(fā)生，而令使用此過電流保護電路的電子產(chǎn)品損壞。
有鑒于此，本發(fā)明是針對上述的問題，提出一種防止過電流的三段式保護方法，以有效解決上述已知問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，是在提供一種防止過電流的三段式保護方法，在電流在發(fā)生變動時，此電路保護方法會隨此電流變化而有不同負荷電流值及延遲時間，進而使此電子產(chǎn)品耗損電壓減少及降低高溫產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的，是在提供一種防止過電流的三段式保護方法，由減少耗損電壓及過熱情況發(fā)生，而使電子產(chǎn)品使用壽命增加。
根據(jù)本發(fā)明，一種防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，包括在一電源輸入端剛激活且輸出無負載或最小負載時，該電源輸入端將一定電流積分器導通并開始充電，以輸出一線性信號至一計數(shù)器內(nèi)，再由該計數(shù)器輸出一低電位信號；將該低電位信號的輸出周期擴大延長，使過電流保護點調(diào)整于最大過電流點，而當該定電流積分器充電后，且該計數(shù)器達到最大計數(shù)時間時，使該過電流保護點拉回最小過電流點；在該輸入電源端的電流達到穩(wěn)定狀態(tài)且超過該計數(shù)器的計數(shù)時間時，由一電流監(jiān)控電路輸出一偵測電流，該偵測電流的電壓大于一比較電壓時，該過電流保護點保持最小過電流模式；以及當該輸入電源端的瞬間輸出電流極據(jù)拉升時，將該瞬間輸出電流的電壓微分轉(zhuǎn)換成一脈波信號后傳送至一重置電路內(nèi)，并由該重置電路輸出一低電位脈沖至該定電流積分器，使該計數(shù)器回到原始狀態(tài)，并使該過電流保護點拉回最小過電流點。
其中，當該過電流保護點是為最小過電流點時，此電流保護是為最大電流保護模式。
其中，該線性信號是為線性鋸齒波。
其中，該計數(shù)器是由比較電路組成，且該比較電路是由一放大器串聯(lián)一齊納二極管及一電阻所組成，在該定電流積分器輸出低電位該線性信號時，該放大器形成高阻抗。
其中，該定電流積分器是由二耦接的晶體管并串聯(lián)一電容器所組成，以利用該二晶體管的導通，并對該電容器進行充電。
其中，該低電位信號的輸出周期是利用一倍率器將其擴大延長。
其中，該倍率器是由一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻及一電容所組成。
其中，該計數(shù)器輸出該低電位信號時，該第一電阻及該第二電阻是為串聯(lián)狀態(tài)，此時過電流保護點調(diào)整于最大過電流點。
其中，該計數(shù)器輸出該高電位信號時，該第一電阻、該第二電阻及該第三電阻是為并聯(lián)狀態(tài)，此時過電流保護點調(diào)整于最小過電流點。
其中，該比較電壓是由連接電流輸出端的一比較器所輸出。
其中，該比較器是由一放大器連接一控制端且并聯(lián)一電阻所構(gòu)成的回路。
其中，該電流監(jiān)控電路連接該輸入電源端并且由一放大器與復數(shù)電阻并聯(lián)所組成的回路。
其中，該重置電路是由一放大器串聯(lián)一電阻所組成。
其中，該瞬間輸出電流的電壓是利用一微分器進行微分，該微分器是由一電容連接一電阻且并聯(lián)一定向二極管所構(gòu)成。


底下由具體實施例配合附圖詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點及其所達成的功效，其中圖1為傳統(tǒng)過電流保護電路示意圖。
圖2為本發(fā)明的實際應用電路示意圖。
圖3為本發(fā)明于電源輸入端剛激活時的作動流程圖。
圖4為本發(fā)明于電源輸入為穩(wěn)定狀態(tài)時的作動流程圖。
圖5為本發(fā)明于輸出電流極劇拉升時的作動流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種防止過電流的三段式保護方法，在此實施例中以實際應用的電路作為輔助說明，請參閱圖2所示，在此電路是由一定電流積分器10、一計數(shù)器12、一倍率器14、一比較器16、一電流監(jiān)控電路18、一微分器20及一重置電路22所構(gòu)成，其中定電流積分器10是由復數(shù)電阻R1、R2及二耦接的晶體管Q1、Q2并串聯(lián)一電容器C1所組成，當輸入電源端Vin激活時，利用二晶體管Q1、Q2的導通，并對此電容器C1進行充電，而計數(shù)器12的比較電路則是由放大器OPA1串聯(lián)一齊納二極管D1及一電阻R3所組成，倍率器14是由數(shù)個電阻R4、R5、R6、R7及電容器C2所組成，比較器16是由放大器OPA2連接一控制端Vctrl且并聯(lián)電阻R8所構(gòu)成的回路，電流監(jiān)控電路18則是連接該輸入電源端Vin并且由一放大器OPA3與復數(shù)電阻R9、R10、R11并聯(lián)所組成的回路，而微分器20是由一電容C3連接一電阻R12且并聯(lián)一定向二極管D2所構(gòu)成，最后重置電路22則是由一放大器OPA4串聯(lián)一電阻R13所組成。
此防止過電流的三段式保護方法分別可在三種不同電流輸入/出情況有不同的過電流點(OCP)，請參閱圖3所示，此三種電流輸入情況分別為電源輸入端剛激活且輸出無負載或最小負載時的情況S1、電源輸入端穩(wěn)定輸入時的情況S2及瞬間輸出電流極據(jù)拉升時的情況S3，以下就以不同電流輸入情況作個別說明。
首先介紹電源輸入端剛激活且輸出無負載或最小負載時的情況S1，請參閱圖4所示，首先執(zhí)行步驟S10，將電源輸入端Vin激活，此時電源輸出端Vout是為無負載或最小負載狀態(tài)，此時進行步驟S12，電源輸入端Vin將定電流積分器10的晶體管Q1及Q2導通，使電容器C1開始充電，在電容器C1充電未完成前，進行步驟S14，此定電流積分器10輸出一線性鋸齒波至計數(shù)器12內(nèi)，接著進行步驟S16，由比較電路組成的計數(shù)器12開始動作并輸出一低電位信號，接著進行步驟S18，此低電位信號使倍率器14中的電阻R6與R7是為并聯(lián)，此時過電流保護點(OPC)調(diào)整于最大過電流點，而當晶體管Q1、Q2對電容器C1充電完成后，且計數(shù)器12達到最大計數(shù)時間時，則進行步驟S20，由計數(shù)器12中的放大器OPA1輸出并保持高阻抗，接著進行步驟S22，因放大器OPA1輸出為高阻抗而使倍率器14中的電阻R6與R7是為串聯(lián)，使OCP拉回最小過電流點，此時過電流點OPC為最大電流保護模式。
接著說明電源輸入端穩(wěn)定輸入時的情況S2，請參閱圖5所示，若電源輸入端Vin達到穩(wěn)定狀態(tài)并超越計數(shù)器12的計數(shù)時間后，即進行步驟S24，由于電源輸出端Vout的輸出電流增加，則使電阻R9兩端電壓上升，使放大器OPA3輸出一偵測電流，接著進行步驟S26，因放大器OPA3所輸出偵測電流而造成電阻R4兩端電壓上升，使電壓透過電阻R6、R7分壓，當此電壓超過比較器16內(nèi)的放大器OPA2電壓時，則輸出轉(zhuǎn)態(tài)，此時OCP保持最小過電流模式。
最后說明瞬間輸出電流極據(jù)拉升時的情況S3，請參閱圖6所示，此情況是為正常操作時，若瞬間電源輸出端Vout的輸出電流極劇拉升時，即進行步驟S28，因輸出電流極劇拉升而使電阻R9兩端出現(xiàn)一個瞬間電壓，放大器OPA3輸出一個瞬間電流而使倍率器14內(nèi)的電阻R4反映一個瞬間電壓，接著進行步驟S30，將此瞬間電壓透過微分器20微分轉(zhuǎn)換為一個脈波信號傳送到重置電路22中，而重置電路22接收此脈波信號后，進行步驟S32，由放大器OPA4輸出一個低電位脈沖信號使定電流積分器10內(nèi)的電容器C1短路，造成電容器C1兩端無電壓，而當電容器C1兩端無電壓時，將使計數(shù)器12回到原始狀態(tài)，計數(shù)器12出現(xiàn)低電位時會使倍率器14內(nèi)的電阻R6、R7形成并聯(lián)，此時比較器16無動作，使OPC變?yōu)樽畲箅娏鞅Ｗo模式，并且定電流積分器10再次對電容器C1充電達到計數(shù)器12的計數(shù)時間后，而再次拉回最小過電流點模式。
因此本發(fā)明在輸入電流在發(fā)生改變時，此過電流保護方法會隨此電流變化而有不同負荷電流值及延遲時間，進而使此電子產(chǎn)品耗損電壓減少及降低高溫產(chǎn)生，并且因減少耗損電壓及過熱情況發(fā)生，而使電子產(chǎn)品使用壽命增加。
以上所述是由實施例說明本發(fā)明的特點，其目的在使熟習該技術(shù)者能了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，而非限定本發(fā)明的專利范圍，故，凡是其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神所完成的等效修飾或修改，仍應包含在以下所述的申請專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，包括在一電源輸入端剛激活且輸出無負載或最小負載時，該電源輸入端將一定電流積分器導通并開始充電，以輸出一線性信號至一計數(shù)器內(nèi)，再由該計數(shù)器輸出一低電位信號；將該低電位信號的輸出周期擴大延長，使過電流保護點調(diào)整于最大過電流點，而當該定電流積分器充電后，且該計數(shù)器達到最大計數(shù)時間時，使該過電流保護點拉回最小過電流點；在該輸入電源端的電流達到穩(wěn)定狀態(tài)且超過該計數(shù)器的計數(shù)時間時，由一電流監(jiān)控電路輸出一偵測電流，該偵測電流的電壓大于一比較電壓時，該過電流保護點保持最小過電流模式；以及當該輸入電源端的瞬間輸出電流極據(jù)拉升時，將該瞬間輸出電流的電壓微分轉(zhuǎn)換成一脈波信號后傳送至一重置電路內(nèi)，并由該重置電路輸出一低電位脈沖至該定電流積分器，使該計數(shù)器回到原始狀態(tài)，并使該過電流保護點拉回最小過電流點。
2.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，當該過電流保護點是為最小過電流點時，此電流保護是為最大電流保護模式。
3.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該線性信號是為線性鋸齒波。
4.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該計數(shù)器是由比較電路組成，且該比較電路是由一放大器串聯(lián)一齊納二極管及一電阻所組成，在該定電流積分器輸出低電位該線性信號時，該放大器形成高阻抗。
5.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該定電流積分器是由二耦接的晶體管并串聯(lián)一電容器所組成，以利用該二晶體管的導通，并對該電容器進行充電。
6.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該低電位信號的輸出周期是利用一倍率器將其擴大延長。
7.如權(quán)利要求6所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該倍率器是由一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻及一電容所組成。
8.如權(quán)利要求7所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該計數(shù)器輸出該低電位信號時，該第一電阻及該第二電阻是為串聯(lián)狀態(tài)，此時過電流保護點調(diào)整于最大過電流點。
9.如權(quán)利要求7所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該計數(shù)器輸出該高電位信號時，該第一電阻、該第二電阻及該第三電阻是為并聯(lián)狀態(tài)，此時過電流保護點調(diào)整于最小過電流點。
10.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該比較電壓是由連接電流輸出端的一比較器所輸出。
11.如權(quán)利要求10所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該比較器是由一放大器連接一控制端且并聯(lián)一電阻所構(gòu)成的回路。
12.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該電流監(jiān)控電路連接該輸入電源端并且由一放大器與復數(shù)電阻并聯(lián)所組成的回路。
13.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該重置電路是由一放大器串聯(lián)一電阻所組成。
14.如權(quán)利要求1所述的防止過電流的三段式保護方法，其特征在于，其中，該瞬間輸出電流的電壓是利用一微分器進行微分，該微分器是由一電容連接一電阻且并聯(lián)一定向二極管所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防止過電流的三段式保護方法，分別在一電源輸入端剛激活且輸出無負載或最小負載時、電源輸入端穏定輸入時及瞬間輸出電流極據(jù)拉升時皆有不同的過電流保護模式，因此本發(fā)明會隨著輸入電流變化而有不同負荷電流值及延遲時間，使此電子產(chǎn)品耗損電壓減少及降低高溫產(chǎn)生，進而使電子產(chǎn)品使用壽命增加。
文檔編號H02H9/02GK1941531SQ20051010556
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者廖源成 申請人:浩陽半導體股份有限公司