CN103107526A - 过电压保护电路 - Google Patents

Abstract

一种过电压保护电路在电压源与可携式电子装置之间提供输入电压是否超过该可携式电子装置所允许耐受额定电压的过电压保护(overvoltageprotection)。其中，该电路通过输入单元接收该电压源所产生的输入电压，而该输入电压通过分压模块产生分压电压以供稳压模块产生可使第一开关单元进入短路状态或开路状态的第一控制讯号，并间接地控制第二开关单元进入该第一开关单元相反的短路状态或开路状态，以此当该输入电压不小于该额定电压时，可通过该第二开关单元将该输入电压停止供应给该可携式电子装置，使得可在不受温度影响用以达到过电压的保护。

Description

过电压保护电路

技术领域

本发明关于一种过电压保护电路，特别的是在电路中可不受到温度变化影响而能有效地进行过电压供应保护(overvoltage protection)的电路。

背景技术

现有技术中，可携式电子装置可通过电源供应连接单元(adapter)连接至外部的电压源，以使得该电压源所产生的输入电压系可通过该连接单元供应于该可携式电子装置，例如对该可携式电子装置进行充电或提供电源。

然而，随着用户身边可携式电子装置的增多，各式类型的电源供应连接单元亦也随之增多，但往往该等电源供应连接单元具有不同的电气特性，例如具有不同的额定输入/输出电压与电流。若用户使用错误规格的电源供应连接单元，将会直接地对可携式电子装置造成损坏。举例而言，一个可携式电子装置内的电池、电子组件与电子电路，其额定最大能够承受的电压系为12伏特，若使用者误将高于12伏特的电压直接地供应至该可携式电子装置，则该可携式电子装置内的电池、电子组件与电子电路系很有可能遭受到的高压的破坏而无法动作。

再者，现有技术中系采用二极管、晶体管或比较单元组成过电压保护电路。然而，该等电子组件系可能会受到环境温度的变异影响，而造成特性的改变而容易造成不正确地执行该过电压保护。

故有需要通过本发明所提供的过电压保护电路，用以解决现有技术的缺失。

  

发明内容

本发明主要目的，在于解决上述的问题而提供一种应用于有机质肥料生产的串联式加热输送反应装置，由此可依照不同有机质原料的特性，且能在生产过程的不同阶段中混合不同的反应剂，以产出具有多样性的有机质肥料。

本发明之一目的系提供一种过电压保护电路，系设置在电压源与可携式电子装置之间，用以确保该可携式电子装置不致于因误用超过该可携式电子装置所允许耐受额定电压的输入电压而遭受到破坏。

本发明之另一目的系根据上述的过电压保护电路，可在不受到温度的变异影响下，仍可稳定地与有效地隔离不适当的该输入电压供应至该可携式电子装置。

本发明之又一目的系根据上述的过电压保护电路，用以通过该分压模块动态地设定该可携式电子装置可承受的额定电压。

为达上述目的及其它目的，本发明系提供一种过电压保护电路，系用于在电压源与可携式电子装置之间提供输入电压是否超过该可携式电子装置所允许耐受额定电压的过电压保护(overvoltage protection)，其包含输入单元、分压模块、稳压模块、第一开关单元与第二开关单元。该输入单元系供接收该电压源产生的该输入电压；该分压模块系与该输入单元连接，并将该输入电压分压为分压电压；该稳压模块系连接该输入单元与该分压模块，且该稳压模块具有比较电压，并根据该比较电压与该分压电压的比较结果而产生第一控制讯号；该第一开关单元系连接该输入单元与该稳压模块，并通过该第一控制讯号的控制产生对应的第二控制讯号；以及，该第二开关单元系连接该输入单元与该第一开关单元，且通过该第二控制讯号控制该输入电压输出至该可携式电子装置。其中，当该输入电压系不小于该稳压电压时，该稳压模块系藉由控制该第一开关单元而间接地控制该第二开关单元，用以停止该输入电压通过该第二开关单元输出。

与现有技术相较，本发明的过电压保护电路，系可通过简易的分压模块与稳压模块用以达到过电压保护的目的。其中，该稳压模块系具有抗温度变异的特性，不致于因为温度的变化而造成错误的控制。此外，通过该分压模块系可轻易地设定该可携式电子装置所能允许最大输入的额定电压，藉由前述的设定系可确保该可携式电子装置不致于因为接收到高于该额定电压的输入电压所造成的破坏情况。故本发明具有低成本、功能稳定、简易电路设计与低功耗的功效与目的。

另外，本发明还可包含至少一第三槽室于该第一槽室及该第二槽室之间，于该第三槽室中具有一第三容置空间，且该第三槽室于相对的两侧分别具有一第三开口，该第三槽室于其第三容置空间内架设一第三混料轴，于该第三混料轴上具有一可混合及传送物料的第三螺旋叶片，于该第三槽室设有一可调整温度并主动加热的第三加热器，且于该第三槽室设有一可将反应剂送入第三容置空间内的之第三反应剂供给装置，而该第一容置空间与第二容置空间之间则与该第三容置空间形成一相通的混合容室，该第一混料轴与第二混料轴之间并以该第三混料轴可传动地相互接合且联结一驱动马达，以使该混合容室内的物料由该第一槽室及第二槽室的其中之一往另一个的方向进行传送。

  

附图说明

图1系本发明第一实施例之过电压保护电路的方块示意图；

图2系说明图1中过电压保护电路之分压模块的详细示意图；

图3系说明图1中过电压保护电路之稳压单元的详细示意图；

图4系说明图1中过电压保护电路之第一开关单元的动作示意图；以及

图5系说明图1中过电压保护电路之第二开关单元的动作示意图。

图中：

2，电压源；

4，可携式电子装置；

10，过电压保护电路；

12，输入单元；

14，分压模块；

16，稳压模块；

162，比较单元；

1622，分压电压端；

1624，比较电压端；

1626，比较输出端；

164，第三开关单元；

18，第一开关单元；

182，第一输入端；

184，第一输出端；

186，第一控制端；

20，第二开关单元；

202，第二输入端；

204，第二输出端；

206，第二控制端；

V_in，输入电压；

GND，接地端；

V_vd，分压电压；

R₁，第一电阻单元；

R₂，第二电阻单元；

R₃，第三电阻单元；

VR₁，第一分压降；

VR₂，第二分压降；

FCS，第一控制讯号；

SCS，第二控制讯号；

V_cmp，比较电压；

CR，比较结果。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明，说明如后：

参考图1，是本发明第一实施例的过电压保护电路的方块示意图。于图1中，该过电压保护电路10设置在电压源2与可携式电子装置4之间，用以提供输入电压V_in是否超过额定电压的过电压保护。其中，该电压源2可产生具有直流电压或交流电压的该输入电压V_in。于一实施例中，该额定电压可为在该可携式电子装置4所包含整体内部电路单元所能允许耐受的电压，用以使得该过电压保护电路可用以保护该内部电路单元不受到过电压的破坏。

再者，该过电压保护电路10包含输入单元12、分压模块14、稳压模块16、第一开关单元18与第二开关单元20。其中，该输入单元12与该电压源2连接，用以接收该电压源2所产生的该输入电压V_in。于一实施例中，该输入单元12可具有整流电路，使得当该电压源2可在当该输入单元12接收该交流电压之后，能由该整流电路整流成具有直流电压的该输入电压V_in。

该分压模块16具有二端，一端与该输入单元12连接，而另一端连接至接地端GND。由上述的连接方式，该输入单元12上的该输入电压V_in通过该分压模块14产生对应的分压电压V_vd。

一并参考图2，于该图中，该分压模块16可由第一电阻单元R₁与第二电阻单元R₂串联所组成，而该输入电压V_in通过第一电阻单元R₁与第二电阻单元R₂形成该分压电压V_vd，并分别地在该第一电阻单元R₁与该第二电阻单元R₂上，产生第一分压降VR₁与第二分压降VR₂，而该分压电压V_vd直接地自该第二电阻单元R₂上取出。换言之，该分压电压V_vd等于该第二分压降VR₂，故该分压电压V_vd、该输入电压V_in、该第一电阻单元R₁与该第二电阻单元R₂间的关系，可表示如下：

该稳压模块16分别地连接该输入单元12与该分压模块14，且该稳压模块16具有比较电压V_cmp，并根据该比较电压与该稳压模块16所接收的该分压电压V_vd的比较结果产生第一控制讯号FCS。

于一实施例中，当该分压电压V_vd小于该比较电压V_cmp时，该稳压模块16产生控制该第一开关单元18进入开路状态的该第一控制讯号FCS；反之，若该分压电压V_vd大于或等于该比较电压V_cmp时，则该稳压模块16产生控制该第一开关单元18进入短路状态的该第一控制讯号FCS。

于一实施例中，系可一并参考图3，其系说明前述该稳压模块16的详细内部方块图。于图3中，该稳压模块还更包含第三电阻单元R₃、比较单元162与第三开关单元164。其中，该电阻单元R₃系具有二连接端，一端连接该输入单元12，另一端与该第三开关单元164连接，亦即该电阻单元R₃系与该第三开关单元164串联连接。该比较单元162系具有分压电压端1622、比较电压端1624与比较输出端1626，该分压电压端1622系接收该分压电压V_vd、该比较电压端1624系接收该比较电压V_cmp与该比较电压输出端1626根据该分压电压V_vd与该比较电压V_cmp输出该比较结果CR。其中，该第三开关单元164系包含第三输入端1642、第三输出端1644与第三控制端1646，该第三控制端1646系连接该比较输出端1626，该第三输入端1642系连接至该第三电阻单元R₃，以及该第三输出端1644系连接至接地端GND。再者，该第三开关单元164系可根据该比较结果CR使得该第三开关单元164呈现短路状态，亦即该输入电压V_in系可通过该第三电阻单元R₃、该第三输入端1642与该第三输出端1644连接至该接地端GND，且该输入电压V_in经由该电阻单元162连接至接地端GND，又该接地端GND的电位系为零电位，使得在该第三输入端1642产生可控制该第一开关单元18进入短路状态的该第一控制讯号FCS；或者，当该第三开关单元164系根据该比较结果CR呈现开路状态，即该输入电压V_in无入进入该第三开关单元164，而是直接地输出至该第一开关单元16，使得在该第三输入端1642产生可控制该第一开关单元18进入开路状态的该第一控制讯号FCS。

回到图1，该第一开关单元18连接该输入单元12与该稳压模块16，并通过该第一控制讯号FCS的控制产生对应的第二控制讯号SCS。再者，该第一开关单元18包含第一输入端182、第一输出端184与第一控制端186，该第一控制端186连接该第三电阻单元R₃与该第三开关单元164，该第一输入端182连接该输入单元12，以及该第一输出端184系连接至该第二开关单元20。此外，该第一开关单元18根据该第一控制讯号FCS，在该第一开关单元18的一端选择地产生可使得该第二开关单元20进入开路状态与短路状态的第二控制讯号SCS。

该第二开关单元20连接该输入单元2与该第一开关单元18，且通过该第二控制讯号SCS控制该输入电压V_in输出至该可携式电子装置4。再者，该第二开关单元20包含第二输入端202、第二输出端204与第二控制端206，该第二控制端206连接该第一开关单元18、该第二输入端202接收该输入电压V_in，以及该第二输出端204连接至该可携式电子装置4。

换言之，该第一控制讯号FCS与该第二控制讯号SCS进行相反地控制该第一开关单元18与该第二开关单元20分别地进入开路状态与短路状态。

一并参考图4，其说明图1中该第一开关单元18的详细电路示意图。于图4中，以P型的金属氧化物半导体场效应晶体管做为该第一开关单元18为例说明，其中该第一输入端182对应至该源极端、该第一输出端184对应至该汲极端，以及该第一控制端186对应至闸极端。该P型的金属氧化物半导体场效应晶体管的特性为系当施加于闸极端的电压低于源极端(或汲极端)的电压时，则该源极端与该汲极端之间呈现短路(也亦称导通)状态；反之，当施加于闸极端的电压高于源极端(或汲极端)的电压时，该源极端与该汲集端之间呈现开路(也亦称截止)状态。

当该第一控制讯号FCS为零电压时，由于该第一源极端的电压高于该第一闸极端的电压，故该第一开关单元18的该第一源极端与该第一汲极端之间呈现短路的状态，而让该输入电压V_in自该第一源极端输入并且经由该第一汲极端输出以形成具有该输入电压V_in以提供该第二开关单元20进入开路状态的第二控制讯号SCS；以及，当该第一控制讯号FCS为该输入电压V_in时，由于该第一源极端的电压等于该第一闸极端的电压，故该第一开关单元18的该第一源极端与该第一汲极端之间呈现开路的状态，而让该输入电压V_in无法自该第一汲极端输出该第二短路控制讯号SCS，而此时的该第二短路控制讯号SCS呈现零伏特电压的状态。

一并参考图5，其说明图1中该第二开关单元20的详细电路示意图。于图5中，以P型的金属氧化物半导体场效应晶体管做为该第二开关单元20为例说明，其中该第二输入端202对应至该源极端、该第二输出端204对应至该汲极端，以及该第二控制端206对应至闸极端。

该第二开关单元20具有第二闸极端、第二源极端与第二汲极端，且该第二闸极端连接该第一开关单元18的该第一汲极端以接收该第二控制讯号SCS、该第二源极端与该输入单元12连接、以及该第二汲极端与该可携式电子装置4连接。

当该第二控制讯号SCS为该输入电压V_in时，使得该第二开关单元20的该第二源极端的电压等于该第二闸极端的电压，故该第二开关单元20的该第二源极端与该第二汲极端之间会呈现开路状态，而让该输入电压V_in无法通过该第二开关单元20供应至该可携式电子装置4；以及，当该第二控制讯号SCS使得该第二开关单元20为零伏特电压时，由于该第二源极端的电压高于该第二闸极端的电压，故该第二开关单元20的该第二源极端与该第一汲极端之间呈现短路的状态，而让该输入电压V_in自该第二源极端输入并且经由该第二汲极端输出至该可携式电子装置4。

故本发明的过电压保护电路可通过简易的分压模块与稳压模块用以达到过电压保护的目的。其中，该稳压模块系具有抗温度变异的特性，不至于因为温度的变化而造成错误的控制。此外，通过该分压模块可轻易地设定该可携式电子装置所能允许最大输入的额定电压，由前述的设定可确保该可携式电子装置不致于因为接收到高于该额定电压的输入电压所造成的破坏情况。故本发明具有低成本、功能稳定、简易电路设计与低功耗的功效与目的。

本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以申请专利范围所界定者为准。

Claims (13)

1.一种过电压保护电路，其特征在于：其用于在电压源与可携式电子装置之间提供输入电压是否超过该可携式电子装置所允许耐受额定电压的过电压保护，其包含：

输入单元，其供接收该电压源产生的该输入电压；

分压模块，其与该输入单元连接，并将该输入电压分压为分压电压；

稳压模块，其连接该输入单元与该分压模块，且该稳压模块具有比较电压，并根据该比较电压与该分压电压的比较结果产生第一控制讯号；

第一开关单元，其连接该输入单元与该稳压模块，并通过该第一控制讯号的控制产生对应的第二控制讯号；以及

第二开关单元，其连接该输入单元与该第一开关单元，且通过该第二控制讯号控制该输入电压输出至该可携式电子装置；

其中，当该输入电压不小于该稳压电压时，该稳压模块由控制该第一开关单元控制该第二开关单元，用以停止该输入电压通过该第二开关单元输出。

2.如权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于：其中所述第一控制讯号与该第二控制讯号进行相反地控制该第一开关单元与该第二开关单元分别地进入开路状态与短路状态。

3.如权利要求2所述的过电压保护电路，其特征在于：其中该稳压模块的该比较结果当该分压电压不小于该比较电压时产生控制该第一开关单元进入短路状态的该第一控制讯号，或当该分压电压小于该比较电压时产生控制该第一开关单元进入开路状态的该第一控制讯号。

4.如权利要求3所述的过电压保护电路，其特征在于：其中当该第一开关单元系为短路状态时，该输入电压系通过该第一开关单元形成控制该第二开关单元进入开路状态的该第二控制讯号，或当该第一开关单元为开路状态时，该第一开关单元形成控制该第二开关单元进入短路状态的该第二控制讯号。

5.如权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于：其中该分压模块包含第一电阻单元与第二电阻单元，该第一电阻单元与该第二电阻单元串联连接，且该输入电压在该第二电阻单元产生该分压电压。

6.如权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于：其中该稳压模块包含第三电阻单元、比较单元与第三开关单元，该第三电阻单元设置在该输入单元与该第三开关单元之间，并以串联方式连接该第三电阻单元与该第三开关单元，根据该比较结果控制该第三开关单元而产生该第一控制讯号。

7.如权利要求6所述的过电压保护电路，其特征在于：其中当该分压电压小于该比较电压时，该比较单元控制该第三开关单元进入开路状态，或当该分压电压大于或等于该比较电压，该比较单元控制该开关单元进入短路状态。

8.如权利要求7所述的过电压保护电路，其特征在于：其中该比较单元具有分压电压端、比较电压端与比较输出端，该分压端系接收该分压电压、该比较电压端系接收该比较电压与该比较输出端根据该分压电压与该比较电压输出该比较结果。

9.如权利要求6所述的过电压保护电路，其特征在于：其中所述第三开关单元包含第三输入端、第三输出端与第三控制端，该第三控制端连接该比较输出端，该第三输入端连接至该第三电阻单元，以及该第三输出端连接至接地端。

10.如权利要求9所述的过电压保护电路，其特征在于：其中所述第一开关单元包含第一输入端、第一输出端与第一控制端，该第一控制端连接该第三电阻单元与该第三开关单元，该第一输入端连接该输入单元，以及该第一输出端连接至该第二开关单元。

11.如权利要求10所述的过电压保护电路，其特征在于：其中所述第二开关单元包含第二输入端、第二输出端与第二控制端，该第二控制端与该第一输出端连接，该第二输入端与该输入单元连接，以及该第二输出端供连接至该可携式电子装置。

12.如权利要求11所述的过电压保护电路，其特征在于：其中该第一开关单元、该第二开关单元与该第三开关单元为金属氧化物半导体场效应晶体管。

13.一种具过电压保护电路的可携式电子装置，其特征在于：供用于接收一输入电压，其包含：

内部电路单元，其设置于该可携式电装置中；

输入单元，其供接收该电压源产生的该输入电压；

分压模块，其与该输入单元连接，并将该输入电压分压为分压电压；

稳压模块，其连接该输入单元与该分压模块，且该稳压模块具有比较电压，并根据该比较电压与该分压电压的比较结果产生第一控制讯号；

第一开关单元，其连接该输入单元与该稳压模块，并通过该第一控制讯号的控制产生对应的第二控制讯号；以及

第二开关单元，其连接该输入单元与该第一开关单元，且通过该第二控制讯号控制该输入电压输出至该可携式电子装置；

其中，当该输入电压不小于该稳压电压时，该稳压模块由控制该第一开关单元控制该第二开关单元，用以停止该输入电压通过该第二开关单元输出。

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