TW201524062A - 供電保護系統 - Google Patents

Abstract

一種供電保護系統，用以為一用電設備供電，包括一延時電路、一比較電路及一開關電路，所述延時電路接收一第一直流電壓，所述直流電壓為所述延時電路充電，所述延時電路於充滿電後輸出一第二直流電壓給所述比較電路，所述比較電路將所述第二直流電壓與一參考電壓進行比較後輸出一控制信號給所述開關電路，所述開關電路於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通，從而為所述用電設備供電，所述開關電路於所述第一直流電壓高於一擊穿電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開，使得所述第一直流電壓無法輸出至所述用電設備。

Description

供電保護系統

本發明涉及一種供電保護系統，特別涉及一種可防止電壓過大燒壞用電設備之供電保護系統。

隨著移動工作站之需求之應用越來越廣泛，人們對移動工作站中之微型伺服器之穩定性之要求越來越高。習知之移動工作站大多使用蓄電池作為移動電源，因此需要藉由電壓轉換電路對蓄電池之輸出電壓進行轉換。於電壓轉換之過程中，若電壓轉換電路發生故障會使得大電壓直接載入於移動工作站上，導致移動工作站發生損壞。

有鑑於此，有必要提供一種可防止電壓過大燒壞用電設備之供電保護系統。

一種供電保護系統，用以為一用電設備供電，包括一延時電路、一比較電路及一開關電路，所述延時電路接收一第一直流電壓，所述直流電壓為所述延時電路充電，所述延時電路於充滿電後輸出一第二直流電壓給所述比較電路，所述比較電路將所述第二直流電壓與一參考電壓進行比較後輸出一控制信號給所述開關電路，所述開關電路於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通，從而為所述用電設備供電，所述開關電路於所述第一直流電壓高於一擊穿電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開，使得所述第一直流電壓無法輸出至所述用電設備。

相較於先前技術，本發明提供的供電保護系統藉由所述延時電路於充滿電後輸出一第二直流電壓給所述比較電路，所述比較電路將所述第二直流電壓與一參考電壓進行比較後輸出一控制信號給所述開關電路，所述開關電路於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通，從而為所述用電設備供電，所述開關電路於所述第一直流電壓高於一擊穿電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開，使得所述第一直流電壓無法輸出至所述用電設備，實現了於所述第一直流電壓過大時對所述用電設備之保護。

圖1為本發明供電保護系統之一較佳實施方式之一框圖。

圖2為圖1中供電保護系統之一較佳實施方式之一電路圖。

請參閱圖1，於本發明之一較佳實施方式中，一供電保護系統用以為一用電設備40供電，所述供電保護系統包括一延時電路10、一比較電路20及一開關電路30。所述延時電路10接收一第一直流電壓，所述第一直流電壓為所述延時電路10充電，所述延時電路10於充滿電後輸出一第二直流電壓給所述比較電路20。所述比較電路20將所述第二直流電壓與一參考電壓進行比較後輸出一控制信號給所述開關電路30。所述開關電路30根據接收到之控制信號將所述第一直流電壓與所述用電設備40電性連通從而為所述用電設備40供電。

請參閱圖2，所述延時電路10包括一第一二極體D1、一第一電容C1及一第一電阻R1。所述第一二極體D1之陽極接收所述第一直流電壓，所述第一二極體D1之陰極電性連接所述第一電阻R1之一端。所述第一電阻R1之另一端經由所述第一電容C1接地。所述第一電容C1充滿電後於所述第一電阻R1之另一端輸出所述第二直流電壓。

所述比較電路20包括一比較器U1、一直流電源U2、一第二二極體D2、一第三二極體D3、一第二電容C2、一第三電容C3、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4及一第五電阻R5。所述比較器U1包括一同向輸入端、一反向輸入端、一輸出端、一電源端及一接地端。所述直流電源U2包括一第一端、一第二端及一接地端。

所述比較器U1之反向輸入端電性連接所述第一電阻R1之另一端，所述比較器U1之反向輸入端經由所述第二電阻R2接地。所述比較器U1之輸出端經由所述第五電阻R5電性連接所述第二二極體D2之陽極，所述比較器U1之輸出端電性連接所述第三二極體D3之陽極。所述第二二極體D2之陰極經接地。所述第三二極體D3之陰極輸出所述控制信號。所述比較器U1之電源端經由所述第三電容C3接地。所述直流電源U2之第一端電性連接所述第一二極體D1之陰極，所述直流電源U2之第一端經由所述第二電容C2接地。所述直流電源U2之第二端電性連接所述比較器U1之電源端，所述直流電源U2之第二端電性連接所述第三電阻R3之一端。所述第三電阻R3之另一端電性連接所述比較器U1之同向輸入端，所述第三電阻R3之另一端經由所述第四電阻R4接地。

所述開關電路30包括一第一三極管T1、一第二三極管T2、一第三三極管T3、一第四三極管T4、一第五三極管T5、一場效應電晶體Q、一穩壓二極體DZ、一第四二極體D4、一第五二極體D5、一第六電阻R6、一第七電阻R7、一第八電阻R8、一第九電阻R9、一第十電阻R10、一第十一電阻R11、一第十二電阻R12、一第十三電阻R13、一第十四電阻R14、一第十五電阻R15、一第四電容C4及一第五電容C5。每一第一三極管T1、第二三極管T2、第三三極管T3、第四三極管T4及第五三極管T5分別包括一基極、一射極及一集極。所述場效應電晶體Q包括一閘極、一源極及一汲極。

所述第四二極體D4之陽極接收所述第一直流電壓，所述第四二極體D4之陰極電性連接所述穩壓二極體DZ之陰極。所述穩壓二極體DZ之陽極電性連接所述第五二極體D5之陽極。所述第五二極體D5之陰極經由所述第六電阻R6電性連接所述第一三極管T1之基極。所述第一三極管T1之基極電性連接所述第三二極體D3之陰極以接收所述控制信號。所述第一三極管T1之射極接地。所述第一三極管T1之集極經由所述第七電阻R7電性連接所述第四二極體D4之陰極，所述第一三極管T1之集極電性連接所述第二三極管T2之基極。所述第二三極管T2之射極接地。所述第二三極管T2之集極經由所述第八電阻R8電性連接所述第四二極體D4之陰極，所述第二三極管T2之集極經由所述第九電阻R9電性連接所述第三三極管T3之基極。

所述第三三極管T3之射極經由所述第十電阻R10電性連接所述第四二極體D4之陰極。所述第三三極管T3之集極經由所述第十一電阻R11電性連接所述第四三極管T4之基極。所述第四三極管T4之基極經由所述第十二電阻R12接地。所述第四三極管T4之射極接地。所述第四三極管T4之集極經由所述第十三電阻R13接收所述第一直流電壓，所述第四三極管T4之集極電性連接所述第五三極管T5之基極。所述第五三極管T5之射極接地。所述第五三極管T5之集極經由所述第十四電阻R14接收所述第一直流電壓，所述第五三極管T5之集極電性連接所述場效應電晶體Q之閘極。所述場效應電晶體Q之汲極接收所述第一直流電壓。所述場效應電晶體Q之源極分別經由所述第十五電阻R15、所述第四電容C4及所述第五電容C5接地。所述場效應電晶體Q之源極電性連接所述用電設備40。

其中，所述第一三極管T1、所述第二三極管T2、所述第四三極管T4及所述第五三極管T5為NPN型三極管。所述第三三極管T3為PNP型三極管。所述場效應電晶體Q為N溝道場效應電晶體。所述第二二極體D2為發光二極體。所述第一直流電壓之大小為+12V。所述直流電源U2之輸出電壓範圍為+8V-+10V。所述穩壓二極體DZ之擊穿電壓為+12.5V。本發明之供電保護系統可根據所述用電設備40之用電電壓之不同選擇具有相應擊穿電壓之穩壓二極體DZ，使得所述供電保護系統可針對不同之用電設備40產生作用。

工作時，當所述+12V之第一直流電壓接入所述供電保護系統時，由於所述第一直流電壓之大小低於所述穩壓二極體DZ之擊穿電壓，所述穩壓二極體DZ將所述第一直流電壓與所述第一三極管T1隔離，使得所述第一直流電壓無法傳輸至所述第一三極管T1之基極。所述第一直流電壓經由所述第一二極體D1與所述第一電阻R1為所述第一電容C1充電，同時所述直流電源U2藉由所述第三電阻R3與所述第四電阻R4於所述比較器U1之同向輸入端產生所述參考電壓。

於所述第一直流電壓為所述第一電容C1充電至所述第二直流電壓低於所述參考電壓之前，所述比較器U1之反向輸入端之電壓低於所述比較器U1之同向輸入端之電壓。所述比較器U1之輸出端輸出高電位之控制信號，所述第二二極體D2發光。所述高電位之控制信號經由所述第三二極體D3與所述第六電阻R6傳輸至所述第一三極管T1之基極。所述第一三極管T1導通，所述第一三極管T1之集極為低電位。所述第二三極管T2之基極為低電位，所述第二三極管T2截止，所述第二三極管T2之集極為高電位。所述第三三極管T3之基極為高電位，所述第三三極管T3截止，所述第三三極管T3之集極為低電位。所述第四三極管T4之基極為低電位，所述第四三極管T4截止，所述第四三極管T4之集極為高電位。所述第五三極管T5之基極為高電位，所述第五三極管T5導通，所述第五三極管T5之集極為低電位。所述場效應電晶體Q之閘極為低電位，所述場效應電晶體Q截止。所述場效應電晶體Q將所述第一直流電壓與所述用電設備40之間之電連接斷開，使得所述+12V之第一直流電壓無法輸出至所述用電設備40。

當所述第一直流電壓為所述第一電容C1充電至所述第二直流電壓高於所述參考電壓時，所述比較器U1之反向輸入端之電壓高於所述比較器U1之同向輸入端之電壓。所述比較器U1之輸出端輸出低電位之控制信號，所述第二二極體D2不發光。所述第三二極體D3將所述低電位之控制信號隔離，使得所述低電位之控制信號亦無法傳輸至所述第一三極管T1之基極。所述第一三極管T1不工作而處於截止狀態，使得所述第二三極管T2、所述第三三極管T3及所述第四三極管T4依次導通。所述第五三極管T5截止，使得所述場效應電晶體Q導通。所述場效應電晶體Q將所述第一直流電壓與所述用電設備40電性連通，使得所述+12V之第一直流電壓輸出至所述用電設備40從而為所述用電設備40供電。

由於所述延時電路10之延時保護作用，所述第一直流電壓於對所述第一電容C1充電一段時間之後才會被輸出給所述用電設備40，使得所述第一直流電壓於升高至所述第二直流電壓高於所述參考電壓之前不會被輸出給所述用電設備40，進而對所述用電設備40起到保護作用。

當接入所述供電保護系統之所述第一直流電壓高於所述穩壓二極體DZ之擊穿電壓時，所述穩壓二極體DZ被反向擊穿，所述第一直流電壓順次經由所述穩壓二極體DZ、所述第五二極體D5及所述第六電阻R6傳輸至所述第一三極管T1之基極。同時所述第一電容C1上之電壓仍然高於所述參考電壓，使得所述比較器U1之反向輸入端之電壓高於所述比較器U1之同向輸入端之電壓。所述比較器U1之輸出端仍然輸出低電位之控制信號，所述第二二極體D2維持不發光之狀態。所述低電位之控制信號於所述第三二極體D3之隔離作用下仍然無法傳輸至所述第一三極管T1之基極。此時所述第一三極管T1導通，使得所述第二三極管T2、所述第三三極管T3及所述第四三極管T4依次截止。所述第五三極管T5導通，使得所述場效應電晶體Q截止。所述場效應電晶體Q再次將所述第一直流電壓與所述用電設備40之間之電連接斷開，使得過大之第一直流電壓無法輸出至所述用電設備40，進一步實現了對所述用電設備40之保護。

本發明提供的供電保護系統藉由所述延時電路於充滿電後輸出一第二直流電壓給所述比較電路，所述比較電路將所述第二直流電壓與一參考電壓進行比較後輸出一控制信號給所述開關電路，所述開關電路於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通，從而為所述用電設備供電，所述開關電路於所述第一直流電壓高於一擊穿電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開，使得所述第一直流電壓無法輸出至所述用電設備，實現了於所述第一直流電壓過大時對所述用電設備之保護。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧延時電路

20‧‧‧比較電路

30‧‧‧開關電路

40‧‧‧用電設備

U1‧‧‧比較器

U2‧‧‧直流電源

T1‧‧‧第一三極管

T2‧‧‧第二三極管

T3‧‧‧第三三極管

T4‧‧‧第四三極管

T5‧‧‧第五三極管

Q‧‧‧場效應電晶體

DZ‧‧‧穩壓二極體

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

D3‧‧‧第三二極體

D4‧‧‧第四二極體

D5‧‧‧第五二極體

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

C3‧‧‧第三電容

C4‧‧‧第四電容

C5‧‧‧第五電容

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

R5‧‧‧第五電阻

R6‧‧‧第六電阻

R7‧‧‧第七電阻

R8‧‧‧第八電阻

R9‧‧‧第九電阻

R10‧‧‧第十電阻

R11‧‧‧第十一電阻

R12‧‧‧第十二電阻

R13‧‧‧第十三電阻

R14‧‧‧第十四電阻

R15‧‧‧第十五電阻

無

10‧‧‧延時電路

20‧‧‧比較電路

30‧‧‧開關電路

40‧‧‧用電設備

Claims (10)

1. 一種供電保護系統，用以為一用電設備供電，包括一延時電路、一比較電路及一開關電路，所述延時電路接收一第一直流電壓，所述直流電壓為所述延時電路充電，所述延時電路於充滿電後輸出一第二直流電壓給所述比較電路，所述比較電路將所述第二直流電壓與一參考電壓進行比較後輸出一控制信號給所述開關電路，所述開關電路於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通，從而為所述用電設備供電，所述開關電路於所述第一直流電壓高於一擊穿電壓時將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開，使得所述第一直流電壓無法輸出至所述用電設備。
2. 如請求項1所述的供電保護系統，其中：所述比較電路於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時輸出一低電位之控制信號給所述開關電路，所述開關電路將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通。
3. 如請求項2所述的供電保護系統，其中：所述比較電路於所述第二直流電壓低於所述參考電壓時輸出一高電位之控制信號給所述開關電路，所述開關電路將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開。
4. 如請求項3所述的供電保護系統，其中：所述開關電路於所述第一直流電壓高於所述擊穿電壓時接收到所述第一直流電壓，所述開關電路將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開。
5. 如請求項4所述的供電保護系統，其中：所述延時電路包括一第一電容與一第一電阻，所述第一電阻之一端接收所述第一直流電壓，所述第一電阻之另一端經由所述第一電容接地，所述第一電容充滿電後於所述第一電阻之另一端輸出所述第二直流電壓。
6. 如請求項5所述的供電保護系統，其中：所述比較電路包括一比較器與一第三二極體，所述比較器包括一同向輸入端、一反向輸入端及一輸出端，所述比較器之反向輸入端電性連接所述第一電阻之另一端以接收所述第二直流電壓，所述比較器之同向輸入端接收所述參考電壓，所述比較器之輸出端電性連接所述第三二極體之陽極，所述第三二極體之陰極輸出所述控制信號。
7. 如請求項6所述的供電保護系統，其中：所述開關電路包括一第一三極管、一第二三極管、一第三三極管、一第四三極管、一第五三極管、一場效應電晶體及一穩壓二極體，所述穩壓二極體之陰極接收所述第一直流電壓，所述穩壓二極體之陽極電性連接所述第一三極管與所述第三二極體之陰極以接收所述控制信號，所述第一三極管於所述第二直流電壓低於所述參考電壓時導通，使得所述第二三極管、所述第三三極管及所述第四三極管依次截止，所述第五三極管導通，使得所述場效應電晶體截止，進而將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開。
8. 如請求項7所述的供電保護系統，其中：所述第一三極管於所述第二直流電壓高於所述參考電壓時截止，使得所述第二三極管、所述第三三極管及所述第四三極管依次導通，所述第五三極管截止，使得所述場效應電晶體導通，進而將所述第一直流電壓與所述用電設備電性連通並為所述用電設備供電。
9. 如請求項8所述的供電保護系統，其中：所述第一三極管於所述第一直流電壓高於所述擊穿電壓時導通，使得所述第二三極管、所述第三三極管及所述第四三極管依次截止，所述第五三極管導通，使得所述場效應電晶體截止，進而將所述第一直流電壓與所述用電設備之間之電連接斷開。
10. 如請求項8或9所述的供電保護系統，其中：所述第一三極管、所述第二三極管、所述第四三極管及所述第五三極管為NPN型三極管，所述第三三極管為PNP型三極管，所述場效應電晶體為N溝道場效應電晶體。