太阳城集团

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过载保护装置及方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN200910139671.5

申请日:

2009.06.24

公开号:

CN101931204B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):H02H 3/08申请日:20090624授权太阳城集团日:20150107终止日期:20150624|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02H 3/08申请日:20090624|||公开
IPC分类号: H02H3/08 主分类号: H02H3/08
申请人: 立锜科技股份有限公司
发明人: 唐健夫; 陈曜洲; 林棋桦
地址: 中国台湾新竹县竹北市台元街20号5楼
优先权:
专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 逯长明
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法律状态
申请(专利)号:

CN200910139671.5

授权太阳城集团号:

|||101931204B||||||

法律状态太阳城集团日:

2016.08.17|||2015.01.07|||2012.07.18|||2010.12.29

法律状态类型:

专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团一种过载保护装置,其特征在于包括:一接地端,连接于所述过载保护装置;一负载端,连接于所述过载保护装置;一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;一过电流检测器连接所述开关,检测通过所述开关的电流,据以决定一过电流信号控制所述开关。本发明的过载保护装置及方法具有结构简单、应用范围广和尺寸小的优点。

权利要求书

1.一种过载保护装置,其特征在于包括:一接地端,连接于所述过载保护装置;一负载端,连接于所述过载保护装置;一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;一过电流检测器连接所述开关,检测通过所述开关的电流,据以决定一过电流信号控制所述开关。2.如权利要求1所述的过载保护装置,其特征在于,所述开关包括一MOS晶体管。3.如权利要求1所述的过载保护装置,其特征在于,所述开关包括一BJT晶体管。4.如权利要求1所述的过载保护装置,其特征在于,更包含一电阻与所述开关并联于所述负载端及所述接地端之间。5.如权利要求1所述的过载保护装置,其特征在于,所述过电流检测器包括:一输出端提供所述过电流信号;一电阻连接在一电源端及所述输出端之间;一第二开关连接于所述输出端及所述接地端之间,受控于所述负载端的电压以决定所述过电流信号。6.如权利要求1所述的过载保护装置,其特征在于,所述过电流检测器包括:一第一电阻及一电容串联在一电源端及所述接地端之间;一第二电阻及一第二开关串联在所述电源端及所述接地端之间;一第三开关与所述电容并联,受控于所述负载端的电压;一反相器连接在所述电容及所述第二开关之间;一输出端从所述第二电阻的一端抽出,供应所述过电流信号。7.一种过载保护装置,其特征在于包括:一接地端,连接于所述过载保护装置;一负载端,连接于所述过载保护装置;一电源端,连接于所述过载保护装置;一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;一过电压检测器连接所述开关及所述电源端,检测所述电源端的电压,据以决定一过电压信号控制所述开关。8.如权利要求7所述的过载保护装置,其特征在于,所述开关包括一MOS晶体管。9.如权利要求7所述的过载保护装置,其特征在于,所述开关包括一BJT晶体管。10.如权利要求7所述的过载保护装置,其特征在于,更包含一电阻与所述开关并联于所述负载端及所述接地端之间。11.一种过载保护电路,其特征在于包括:一接地端,连接于所述过载保护装置;一负载端,连接于所述过载保护装置;一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;一过温度检测器检测一负载系统的温度,据以决定一过温度信号控制所述开关。12.如权利要求11所述的过载保护装置,其特征在于,所述开关包括一MOS晶体管。13.如权利要求11所述的过载保护装置,其特征在于,所述开关包括一BJT晶体管。14.如权利要求11所述的过载保护装置,其特征在于,更包含一电阻与所述开关并联于所述负载端及所述接地端之间。15.一种过载保护方法,其特征在于包括下列步骤:(A)检测通过一负载系统的电流而决定一过电流信号;(B)藉所述过电流信号切换一开关,所述开关连接于所述负载系统与接地端之间。16.如权利要求15所述的过载保护方法,其特征在于,所述步骤A包含检测所述开关的电压来决定所述过电流信号。17.如权利要求15所述的过载保护方法,其特征在于,所述步骤B包含在所述开关开路期间使用一电阻在所述负载系统及接地端之间形成一路径。18.一种过载保护方法,其特征在于包括下列步骤:(A)检测一负载系统的输入电压而决定一过电压信号;(B)藉所述过电压信号切换一开关,所述开关连接于所述负载系统与接地端之间。19.如权利要求18所述的过载保护方法,其特征在于,所述步骤B包含在所述开关开路期间使用一电阻在所述负载系统及接地端之间形成一路径。20.一种过载保护方法,其特征在于包括下列步骤:(A)检测一负载系统的温度而决定一过温度信号;(B)藉所述过电压信号做切换一开关,所述开关连接于所述负载系统与接地端之间。21.如权利要求20所述的过载保护方法,其特征在于,所述步骤B包含在所述开关开路期间使用一电阻在所述负载系统及接地端之间形成一路径。

说明书

过载保护装置及方法

技术领域

太阳城集团本发明涉及一种电路保护装置,具体地说,是一种过载保护装置及方法。

背景技术

在电路板上充斥着各种不同的电压,因此在设计芯片时会根据不同的耐压而加以设计。在一般使用状况下,不同工作电压的电路是彼此断路的。然而在实际状况中,可能因为灰尘的累积或是如水或金属等导电物质掉入,造成不同工作电压的电路发生接脚短路。在一般无保护装置的设计架构下,不同工作电压的电路的接脚短路会导致芯片因为电流过大而功耗过大,温度因此急升,使芯片烧毁甚至起火,造成安全上的问题。

太阳城集团美国专利号6,829,129将保险丝和交流电源的各路电源串联,以及金属氧化物压敏电阻并联于各两路电源之间,当有电路异常时,便会因金属氧化物压敏电阻烧断或保险丝烧断使电路断开以保护电路。但是在实际应用上,金属氧化物压敏电阻及保险丝有难以估计并且烧不断的问题存在,并不能完全有效的保护电路。

美国专利号7,274,543在芯片的输出入接脚上连接一过电压保护电路,检测其电压是否于正确的工作电压下,据以控制一耐高压的MOS晶体管去断开不正常的大电压的输入电源。由于每一输出入接脚都有短路的可能,因此每一输出入接脚都需要一个过电压保护电路,占用许多电路空间。

美国专利号7,253,505将一可变电阻层连接于芯片的接地端和接地层之间,当过大的脉冲产生时,其脉冲的能量通过所述可变电阻层,将因所述可变电阻层的特性,使所述脉冲趋于平缓,进而保护芯片免于损坏。由于此技术必须有配合的制程,并非所有芯片皆可实施,而且因为其有一可变电阻层在接地层上,会因电流增加而产生压降,所以无法应用在电流较大的芯片上。

因此已知的过载保护装置存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的,在于提出一种过载保护装置及方法。

本发明的另一目的,在于提出一种小尺寸的过载保护电路。

为实现上述目的,本发明的技术解决方案是一种过载保护装置,其特征在于包括:

一接地端,连接于所述过载保护装置;

太阳城集团一负载端,连接于所述过载保护装置;

一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;

太阳城集团一过电流检测器连接所述开关,检测通过所述开关的电流,据以决定一过电流信号控制所述开关。

本发明的过载保护装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中所述开关包括一MOS晶体管。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中所述开关包括一BJT晶体管。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中更包含一电阻与所述开关并联于所述负载端及所述接地端之间。

前述的过载保护装置,其中所述过电流检测器包括:

一输出端提供所述过电流信号;

一电阻连接在一电源端及所述输出端之间;

一第二开关连接于所述输出端及所述接地端之间,受控于所述负载端的电压以决定所述过电流信号。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中所述过电流检测器包括:

一第一电阻及一电容串联在一电源端及所述接地端之间;

一第二电阻及一第二开关串联在所述电源端及所述接地端之间;

太阳城集团一第三开关与所述电容并联,受控于所述负载端的电压;

一反相器连接在所述电容及所述第二开关之间;

一输出端从所述第二电阻的一端抽出,供应所述过电流信号。

太阳城集团一种过载保护装置,其特征在于包括:

太阳城集团一接地端,连接于所述过载保护装置;

一负载端,连接于所述过载保护装置;

一电源端,连接于所述过载保护装置;

太阳城集团一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;

一过电压检测器连接所述开关及所述电源端,检测所述电源端的电压,据以决定一过电压信号控制所述开关。

前述的过载保护装置,其中所述开关包括一MOS晶体管。

前述的过载保护装置,其中所述开关包括一BJT晶体管。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中更包含一电阻与所述开关并联于所述负载端及所述接地端之间。

太阳城集团一种过载保护电路,其特征在于包括:

太阳城集团一接地端,连接于所述过载保护装置;

太阳城集团一负载端,连接于所述过载保护装置;

太阳城集团一开关连接于所述负载端及所述接地端之间;

一过温度检测器检测一负载系统的温度,据以决定一过温度信号控制所述开关。

前述的过载保护装置,其中所述开关包括一MOS晶体管。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中所述开关包括一BJT晶体管。

太阳城集团前述的过载保护装置,其中更包含一电阻与所述开关并联于所述负载端及所述接地端之间。

太阳城集团一种过载保护方法,其特征在于包括下列步骤:

太阳城集团(A)检测通过一负载系统的电流而决定一过电流信号;

太阳城集团(B)藉所述过电流信号切换一开关,所述开关连接于所述负载系统与接地端之间。

前述的过载保护方法,其中所述步骤A包含检测所述开关的电压来决定所述过电流信号。

前述的过载保护方法,其中所述步骤B包含在所述开关开路期间使用一电阻在所述负载系统及接地端之间形成一路径。

太阳城集团一种过载保护方法,其特征在于包括下列步骤:

太阳城集团(A)检测一负载系统的输入电压而决定一过电压信号;

太阳城集团(B)藉所述过电压信号切换一开关,所述开关连接于所述负载系统与接地端之间。

太阳城集团前述的过载保护方法,其中所述步骤B包含在所述开关开路期间使用一电阻在所述负载系统及接地端之间形成一路径。

太阳城集团一种过载保护方法,其特征在于包括下列步骤:

(A)检测一负载系统的温度而决定一过温度信号;

(B)藉所述过电压信号做切换一开关,所述开关连接于所述负载系统与接地端之间。

前述的过载保护方法,其中所述步骤B包含在所述开关开路期间使用一电阻在所述负载系统及接地端之间形成一路径。

采用上述技术方案后,本发明的过载保护装置及方法具有以下优点:

1.结构简单。

2.应用范围广泛。

太阳城集团3.由于本发明的过载保护装置及方法是利用接地端来实现,因此毋须像已知技术一样在每个输出入接脚上都使用一个保护电路,故其尺寸较小。

附图说明

太阳城集团图1为本发明的第一实施例示意图;

太阳城集团图2为本发明的第二实施例示意图;

图3为本发明的第三实施例示意图;

图4为本发明的第四实施例示意图;

图5为本发明的第五实施例示意图;

图6为本发明的第六实施例示意图;

图7为本发明的第七实施例示意图;

太阳城集团图8为本发明的第八实施例示意图;

图9为本发明的第九实施例示意图;

图10为本发明的第十实施例示意图。

组件符号说明

10、负载系统12、负载系统20、过载保护装置22、过电流检测器24、过载保护装置26、过电流检测器28、输出端30、过载保护电路32、过电流检测器34、输出端36、反相器38、过载保护电路40、过载保护电路42、过电压检测器44、负载端46、负载端48、过载保护装置50、过载保护装置52、过载保护装置54、过温度检测器56、负载端58、负载端60、过载保护装置62、过载保护装置。

具体实施方式

太阳城集团以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

太阳城集团现请参阅图1,图1为本发明的第一实施例示意图。如图所示,所述负载系统10、12为运作于输入电源LV下的电路系统,过载保护装置20用来保护负载系统10、12。过载保护装置20包含开关SW1、SW2以及一过电流检测器20。开关SW1、SW2分别连接于负载端A_GND、B_GND与接地端GND之间。过电流检测器22检测负载端A_GND、B_GND的电压以判断通过开关SW1、SW2的电流,据以决定一过电流信号Socp控制开关SW1、SW2。正常运作时,电源端LV提供低工作电压,过电流检测器22检测到流经负载端A_GND、B_GND的电流在其预设的范围内时,其产生的过电流信号Socp控制开关SW1、SW2为通路。当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,过电流检测器20检测到流经负载端A_GND、B_GND的电流超过其预设的范围,其产生的过电流信号Socp控制开关SW1、SW2为断路,因而切断负载系统10、12的接地路径使其停止运作。

图2为本发明的第二实施例,其中过载保护装置24用以保护负载系统10、12。在过载保护装置24中,MOS晶体管Q1、Q2分别连接于负载端A_GND、B_GND与接地端GND之间,而且各自并联电阻R1、R2;以及过电流检测器26包含一输出端28提供过电流信号Socp控制MOS晶体管Q1、Q2,一电阻R3连接在输入电源LV及输出端28之间,以及一MOS晶体管Qc连接在输出端28及接地端GND之间,受控于负载端A_GND、B_GND的电压。正常运作时,输入电源LV提供负载系统10、12低工作电压,流经负载端A_GND、B_GND的电流小,因此MOS晶体管Q1、Q2造成的压降较小,负载端A_GND、B_GND的电压不足以使MOS晶体管Qc导通,所以过电流信号Socp为高准位,使MOS晶体管Q1、Q2为导通状态。当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,流经负载端A_GND、B_GND的电流变大,MOS晶体管Q1、Q2造成的压降上升,负载端A_GND、B_GND的电压升高而使MOS晶体管Qc导通,过电流信号Socp变成低准位,因此MOS晶体管Q1、Q2为截止状态,负载系统10、12的电流分别经由电阻R1、R2流往接地端GND,形成一个大压降,让整个负载系统10、12的电位跟着提升,也增加输入电源LV和接地端GND之间的电阻值,降低电流量,进而使负载系统10、12的跨压维持在正常工作电压范围下,达到保护效果。

太阳城集团图3系本发明的第三实施例,其中过载保护装置30用以保护负载系统10、12。在过载保护电路30中,MOS晶体管Q1、Q2以及电阻R1、R2和图2的实施例一样,但是过电流检测器32包含电阻R3及电容C1串联在电源端LV和接地端GND之间、MOS晶体管Qc与电容C1并联、开关SW3及电阻R4连接在电源端LV及接地端GND之间、反相器36连接在电容C1和开关SW3之间、以及输出端34产生过电流信号Socp控制MOS晶体管Q1、Q2。正常运作时,输入电源LV提供低工作电压,流经负载端A_GND、B_GND的电流小,因此MOS晶体管Q1、Q2造成的压降较小,负载端A_GND、B_GND的电压不足以使MOS晶体管Qc导通,所以电阻R3上的电流IR3对电容C1充电,因而产生低准位的第一信号S1使开关SW3短路,过电流信号Socp为高准位,控制MOS晶体管Q1、Q2为导通。当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,流经负载端A_GND、B_GND的电流变大,MOS晶体管Q1、Q2造成的压降上升,负载端A_GND、B_GND的电压使MOS晶体管Qc导通,电容C1放电而产生高准位的第一信号S1使开关SW3开路,过电流信号Socp为低准位,控制MOS晶体管Q1、Q2为截止,负载系统10、12的电流经由电阻R1、R2流往接地端GND,提高负载端56、58的电压,因而保护负载系统10、12。

将图3的MOS晶体管Q1、Q2改为双极性接面晶体管(BJT)Q3、Q4,成为图4的实施例,其中的过载保护装置38的操作方式和图3的实施例相同。

图5系本发明的第五实施例,其中过载保护装置40用以保护负载系统10、12。在过载保护装置40中,开关SW1、SW2连接于负载端44、46与接地端GND之间,过电压检测器42连接电源端LV检测其电压,据以决定一过电压信号Sovp控制开关SW1、SW2。正常运作时,输入电源LV提供低工作电压,过电压检测器42检测到电源端LV的电压在其预设的范围内时,过电压信号Sovp控制开关SW1、SW2为通路。当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,过电压检测器42检测到电源端LV的电压超过其预设的范围,过电压信号Sovp控制开关SW1、SW2为断路,切断负载系统10、12的接地路径使其停止运作。

太阳城集团图6系本发明的第六实施例,其中过载保护装置48用以保护负载系统10、12。在过载保护装置48中,MOS晶体管Q1、Q2分别连接于负载端44、46与接地端GND之间,且分别并联电阻R1、R2,过电压检测器42连接电源端LV,提供一过电压信号Sovp控制MOS晶体管Q1、Q2。过电压检测器42检测到电源端LV的电压在其预设的范围内时,过电压信号Sovp控制MOS晶体管Q1、Q2为导通。当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,过电压检测器42检测到电源端LV的电压超过其预设的范围,过电压信号Sovp使MOS晶体管Q1、Q2为截止状态,负载系统10、12的电流流往电阻R1、R2,提高负载端56、58的电压,因而保护负载系统10、12。

将图6的MOS晶体管Q1、Q2改为双极性接面晶体管(BJT)Q3、Q4,成为图7的实施例,其中的过载保护装置50的操作方式和图6的实施例相同。

图8系本发明的第八实施例,其中过载保护装置52用以保护负载系统10、12。在过载保护装置52中,开关SW1、SW2分别连接于负载端56、58与接地端GND之间,过温度检测器54检测负载系统10、12的温度,据以决定一过温度信号Sotp控制开关SW1、SW2。当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,会产生大电流使负载系统10、12的温度上升,若过温度检测器54检测到负载系统10、12处于不正常的温度,便藉过温度信号Sotp控制开关SW1、SW2为断路,切断负载系统10、12的接地路径,使其停止运作。

图9系本发明的第九实施例,其中过载保护装置60用以保护负载系统10、12。在过载保护装置60中,MOS晶体管Q1、Q2分别连接于负载端44、46与接地端GND之间,且分别并联电阻R1、R2,过温度检测器54检测负载系统10、12的温度,据以提供一过温度信号Sotp给MOS晶体管Q1、Q2的闸极。当负载系统10、12在正常温度下,过温度信号Sotp使MOS晶体管Q1、Q2为导通;当输入电源LV和其它更高电压的电源发生短路时,负载系统10、12因过载而温度上升,在温度上升超过一预设温度时,过温度信号S otp使MOS晶体管Q1、Q2为截止,负载系统10、12的电流便经由电阻R1、R2流往接地端GND,提高负载端56、58的电压,因而保护负载系统10、12。

太阳城集团将图9的MOS晶体管Q1、Q2改为双极性接面晶体管(BJT)Q3、Q4,成为图10的实施例,其中的过载保护装置62的操作方式和图9的实施例相同。

以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换或变化。因此,所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴,应由各权利要求限定。

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