功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種保護(hù)電路，尤指一種功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市面上可見的電源裝置，例如電源供應(yīng)器、不斷電系統(tǒng)及變頻器，對(duì)于過(guò)電流 保護(hù)裝置皆使用保險(xiǎn)絲或霍爾元件感應(yīng)，再通過(guò)控制單元判斷作為保護(hù)，而此過(guò)程的反應(yīng) 時(shí)間約為l〇ms，對(duì)于功率晶體管與電源裝置內(nèi)的其他元件的保護(hù)而言，該反應(yīng)時(shí)間仍太慢， 故功率晶體管仍會(huì)遭受負(fù)載過(guò)電流及電源突波危害，有負(fù)載短路而造成保險(xiǎn)絲與電源裝置 燒毀的現(xiàn)象，造成用戶對(duì)供電的設(shè)備必須停機(jī)進(jìn)行修復(fù)，除了修復(fù)本身需額外花費(fèi)維修成 本與時(shí)間外，若為生產(chǎn)設(shè)備者，則也會(huì)因此造成生產(chǎn)效率的降低。
[0003] 因此，如何解決上述習(xí)用功率晶體管的保護(hù)問(wèn)題為目前急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決上述的問(wèn)題而提供一種功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路，在過(guò)電 流產(chǎn)生時(shí)，能使控制單元具有更快的反應(yīng)時(shí)間，避免功率晶體管燒毀或擊穿而損壞，降低功 率晶體管修復(fù)的成本與時(shí)間的產(chǎn)生，且能避免對(duì)供電設(shè)備的影響。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0006] -種功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路，其用于功率晶體管的過(guò)電流保護(hù)，其特征在于，它 包括：
[0007] -輸出單元，包括該功率晶體管，且由一電源匯流排設(shè)定一電壓值，用于驅(qū)動(dòng)該功 率晶體管動(dòng)作；
[0008] -控制單元，電性連接該輸出單元，且提供一驅(qū)動(dòng)該功率晶體管動(dòng)作的控制訊號(hào) 給該輸出單元，該控制單元中設(shè)有一數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器依該電壓值預(yù)設(shè) 一為數(shù)字訊號(hào)的限制值；
[0009] -二極管，電性連接該功率晶體管的一輸出側(cè)，該功率晶體管因內(nèi)阻而產(chǎn)生一第 一電壓，且經(jīng)該二極管跨壓后產(chǎn)生一第二電壓；
[0010] -偵測(cè)模組，其一端與該控制單元中的數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器電性連接，且具有一分壓 電路，該分壓電路一端電性連接該二極管，且該分壓電路的另一端電性連接該功率晶體管 的一輸入側(cè)，該第二電壓經(jīng)該分壓電路分壓后傳送至該控制單元，且由該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器 將該第二電壓由類比訊號(hào)轉(zhuǎn)換成一為數(shù)字訊號(hào)的比對(duì)值，當(dāng)該比對(duì)值大于該限制值時(shí)，該 控制單元切斷該控制訊號(hào)而使該功率晶體管不動(dòng)作。
[0011] 所述分壓電路包括一第一電阻與一第二電阻，該第一電阻經(jīng)所述二極管而電性連 接所述輸出側(cè)，該第二電阻電性連接所述輸入側(cè)，該第一電阻與該第二電阻串聯(lián)，所述控制 單元電性連接該第一電阻與該第二電阻的公共端。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0013] 在本發(fā)明中，功率晶體管產(chǎn)生的電壓藉由分壓電路的分壓后，由該偵測(cè)模組測(cè)得 一電壓值，且由數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號(hào)供控制單元比對(duì)，對(duì)于功率晶體管電流異 常偵測(cè)的反應(yīng)時(shí)間可在200ns完成，相較于習(xí)知的保護(hù)裝置在IOms而言，可見反應(yīng)時(shí)間相 對(duì)快許多，藉此達(dá)到保護(hù)功率晶體管避免遭受電源突波與負(fù)載過(guò)電流的危害，進(jìn)而使應(yīng)用 的設(shè)備能維持正常使用而不停機(jī)，可避免因修復(fù)而需額外花費(fèi)維修成本與時(shí)間的問(wèn)題，且 若為生產(chǎn)設(shè)備者，則也不會(huì)因此而造成生產(chǎn)效率的降低。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路的方塊圖。
[0015] 圖2是本發(fā)明功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 請(qǐng)參閱圖1至圖2,圖中所示為本發(fā)明所選用的實(shí)施例結(jié)構(gòu)，此僅供說(shuō)明之用，在 專利申請(qǐng)上并不受此種結(jié)構(gòu)的限制。
[0017] 本實(shí)施例提供一種功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路，其用于功率晶體管1的過(guò)電流保 護(hù)，它包括一輸出單元2、一控制單元3、一二極管4、一偵測(cè)模組5,其中：
[0018] 該輸出單元2包括該功率晶體管1，且由一電源匯流排21設(shè)定一電壓值，用于驅(qū)動(dòng) 該功率晶體管1動(dòng)作。
[0019] 該控制單元3電性連接該輸出單元2,且提供一驅(qū)動(dòng)該功率晶體管1動(dòng)作的控制訊 號(hào)給該輸出單元2,此控制單元3中設(shè)一數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器（圖中未示），此數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器 依該電壓值預(yù)設(shè)一為數(shù)字訊號(hào)的限制值。
[0020] 該二極管4電性連接該功率晶體管1的一輸出側(cè)11，該功率晶體管1因內(nèi)阻而產(chǎn) 生一第一電壓，且經(jīng)此二極管4跨壓后產(chǎn)生一第二電壓。
[0021] 該偵測(cè)模組5 -端與該控制單元3中的數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器電性連接，且具有一分壓 電路51，該分壓電路51 -端電性連接該二極管4,分壓電路51的另一端電性連接該功率晶 體管1的一輸入側(cè)12。在本實(shí)施例中，該分壓電路51包括一第一電阻511與一第二電阻 512,該第一電阻511經(jīng)該二極管4而電性連接該輸出側(cè)11，該第二電阻512則電性連接該 輸入側(cè)12,該第一電阻511與該第二電阻512串聯(lián)。
[0022] 在本實(shí)施例中，該控制單元3電性連接該第一電阻511與該第二電阻512的公共 端。該第二電壓經(jīng)該分壓電路51分壓后傳送至此控制單元3,且由該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器將該 第二電壓由類比訊號(hào)轉(zhuǎn)換成一為數(shù)字訊號(hào)的比對(duì)值，當(dāng)該比對(duì)值大于該限制值時(shí)，該控制 單元3切斷該控制訊號(hào)而使該功率晶體管1不動(dòng)作。
[0023] 舉例來(lái)說(shuō)，預(yù)設(shè)該分壓電路51的第一電阻511為56000歐姆，該第二電阻512為 5000歐姆，保護(hù)電流值為0. 6安培，該功率晶體管1因內(nèi)阻而產(chǎn)生的第一電壓約為0. 7伏 特，經(jīng)該二極管4之后產(chǎn)生的第二電壓提升至約1伏特，經(jīng)過(guò)該分壓電路51分壓后可得的 電壓值為〇. 082伏特，由該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制（IObit)的數(shù)值為下式：
[0024]
[0025] 因此，由上式所得的數(shù)值16即為前述的限制值，若實(shí)際通過(guò)功率晶體管1的電流 超過(guò)〇. 6安培時(shí)，偵測(cè)模組5測(cè)得由第二電壓分壓后的電壓值經(jīng)該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為 數(shù)字訊號(hào)后所得的數(shù)值會(huì)大于16,此時(shí)經(jīng)由控制單元3的比對(duì)確定后，即由該控制單元3切 斷該控制訊號(hào)而使該功率晶體管1不動(dòng)作。
[0026] 隨著負(fù)載的不同，該限制值也會(huì)有所差異。若要改變?cè)撓拗浦档臄?shù)值，一種方式為 將該分壓電路51的第一電阻511的電阻值固定，并改變?cè)摰诙娮?12的電阻值，當(dāng)?shù)诙?電阻512的電阻值越大時(shí)，因分壓越多而使電流目標(biāo)值越快達(dá)到，此時(shí)該限制值就愈小，藉 此對(duì)該限制值進(jìn)行調(diào)變；另一種方式為將該第一電阻511與該第二電阻512的電阻值皆固 定不動(dòng)，而是直接通過(guò)該控制單元3定義該限制值對(duì)應(yīng)的電壓值的大小，亦可達(dá)到該限制 值的調(diào)變。
[0027] 由上述說(shuō)明不難發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，功率晶體管1產(chǎn)生的電壓藉由分壓電路 的分壓后，由該偵測(cè)模組5測(cè)得一電壓值，且由數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號(hào)供控制單 元3比對(duì)，對(duì)于功率晶體管1電流異常偵測(cè)的反應(yīng)時(shí)間可在200ns完成，相較于習(xí)知的保護(hù) 裝置在IOms而言，可見反應(yīng)時(shí)間相對(duì)快許多，藉此達(dá)到保護(hù)功率晶體管避免遭受電源突波 與負(fù)載過(guò)電流的危害，進(jìn)而使應(yīng)用的設(shè)備能維持正常使用而不停機(jī)，可避免因修復(fù)而需額 外花費(fèi)維修成本與時(shí)間的問(wèn)題，且若為生產(chǎn)設(shè)備者，則也不會(huì)因此而造成生產(chǎn)效率的降低。
[0028] 以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變 換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路，其用于功率晶體管的過(guò)電流保護(hù)，其特征在于，它包 括： 一輸出單元，包括該功率晶體管，且由一電源匯流排設(shè)定一電壓值，用于驅(qū)動(dòng)該功率晶 體管動(dòng)作； 一控制單元，電性連接該輸出單元，且提供一驅(qū)動(dòng)該功率晶體管動(dòng)作的控制訊號(hào)給該 輸出單元，該控制單元中設(shè)有一數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器依該電壓值預(yù)設(shè)一為 數(shù)字訊號(hào)的限制值； 一二極管，電性連接該功率晶體管的一輸出側(cè)，該功率晶體管因內(nèi)阻而產(chǎn)生一第一電 壓，且經(jīng)該二極管跨壓后產(chǎn)生一第二電壓； 一偵測(cè)模組，其一端與該控制單元中的數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器電性連接，且具有一分壓電路， 該分壓電路一端電性連接該二極管，且該分壓電路的另一端電性連接該功率晶體管的一輸 入側(cè)，該第二電壓經(jīng)該分壓電路分壓后傳送至該控制單元，且由該數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器將該第 二電壓由類比訊號(hào)轉(zhuǎn)換成一為數(shù)字訊號(hào)的比對(duì)值，當(dāng)該比對(duì)值大于該限制值時(shí)，該控制單 元切斷該控制訊號(hào)而使該功率晶體管不動(dòng)作。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路，其特征在于：所述分壓電路包括 一第一電阻與一第二電阻，該第一電阻經(jīng)所述二極管而電性連接所述輸出側(cè)，該第二電阻 電性連接所述輸入側(cè)，該第一電阻與該第二電阻串聯(lián)，所述控制單元電性連接該第一電阻 與該第二電阻的公共端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種功率晶體管保護(hù)偵測(cè)電路，其包括輸出單元、控制單元、二極管及偵測(cè)模組，功率晶體管因內(nèi)阻而產(chǎn)生第一電壓，且經(jīng)此二極管跨壓后產(chǎn)生第二電壓，第二電壓經(jīng)偵測(cè)模組的分壓電路分壓后傳送至控制單元，且由數(shù)字類比轉(zhuǎn)換器將第二電壓由類比訊號(hào)轉(zhuǎn)換成一為數(shù)字訊號(hào)的比對(duì)值，當(dāng)比對(duì)值大于限制值時(shí)，以控制單元切斷控制訊號(hào)而使功率晶體管不動(dòng)作，藉此構(gòu)成本發(fā)明。
【IPC分類】H02H7/20
【公開號(hào)】CN105098731
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410221985
【發(fā)明人】林士迪, 周明慶
【申請(qǐng)人】財(cái)團(tuán)法人精密機(jī)械研究發(fā)展中心
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月23日