欠電壓保護方法與裝置的製作方法
2023-05-14 18:08:36 2
專利名稱：欠電壓保護方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明有關一種欠電壓保護方法與裝置，特別指一種應用於電源裝置的輸入端，用以防止輸入端的電壓低於設定值時，可能產生的過電流現象，並防止電源裝置因輸入端出現短時間斷電而進入閉鎖狀態(latch mode)。
一般我們所用的電器，均使用交流(AC)電源，其頻率固定為60赫，而額定電壓則為110伏特，其為有效(RMS)值；然而對大多數的電子裝置來說，則必須在直流(DC)電源下方能操作，且不同電子裝置所需要的電壓可能有所不同，因此普遍的做法為利用變壓器與整流電路，將110伏特、60赫的交流電源轉換為所需的直流電源。
以個人計算機(PC)而言，利用電源裝置(power supply)將來自交流供電網路的110伏特交流電源轉換成包括主機板、硬碟、光碟、軟盤驅動器等計算機組件所使用的5～12伏特直流電源，因此，電源裝置的良莠對個人計算機的速度與穩定性影響很大。
其中，一個完善的電源裝置必須包括以下四個基本功能1.電壓轉換使用變壓器將輸入端的110伏特交流(AC)電源予以升壓或是降壓至所需的電平；2.整流將具有正負極性的交流(AC)電源轉換至恆定極性的電壓，以得到脈動直流(DC)電源；3.濾波亦即一個平滑化的過程，也就是將整流過的脈波直流電源變成一個平滑的直流電源；4.穩壓(regulation)當輸入電壓與負載電流產生變化時，使該電源裝置的輸出電源仍可保持一恆定的電壓值。
目前的電源裝置通常具有過電壓以及欠電壓保護功能，其中，當電源裝置具備有欠電壓保護功能時，會於輸入端的交流電源中斷或輸入端的交流電源電壓偏低，造成輸入電流上升時，自動切換進入閉鎖狀態，以防止電流過載對電源裝置內部元件或是負載側元件造成傷害。然而，傳統的欠電壓保護功能並無法區分何時為正常關機或交流電源的電壓不穩所造成的短時間欠電壓，何時為輸入端所連接的電路發生故障或短路，因此，包括交流電源的電壓不穩或是正常關機均有可能啟動欠電壓保護功能，此種欠電壓保護方式不僅無法提供輸入端電路的故障檢測，更造成使用者必須等待欠電壓保護功能自動解除後，或以手動方式解除欠電壓保護功能後，方能再次啟動計算機等諸多不便。
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種不同於公知的欠電壓保護方法，可當輸入電壓低於一設定值時，自動關斷並重置(reset)電源裝置，一方面可防止電源裝置在輸入端的交流電源中斷或輸入端的交流電源電壓偏低時產生輸入電流過載，並使輸出端發生異常過電壓現象；另一方面可使電源裝置於正常關機或輸入端出現短時間斷電因而進入閉鎖狀態時，立即自動重置，以解除於輸入電源恢復後電源裝置仍然處於閉鎖狀態而無法使用而帶來的不便。
為達上述的目的，本發明公開的欠電壓保護方法，主要通過一電壓檢測單元檢測一交流輸入電源的電壓大小，並於此交流輸入電源的電壓低於一設定值時，將一主供電單元以及一備用供電單元關斷，以防止電源裝置的輸出端發生異常過電壓現象；另一方面，則通過一重置單元於電源裝置進入閉鎖狀態後，重置該電源裝置，以解除因交流輸入電源在短時間內恢復，但電源裝置仍處於閉鎖狀態而無法工作的不便。
有關本發明的詳細內容及技術，配合
如下圖1為本發明的第一實施例的操作流程圖；圖2為本發明的第一實施例的功能方塊圖；圖3為本發明的第一實施例的部分細部電路圖；圖4為本發明的第二實施例的操作流程圖；圖5為本發明的第二實施例的功能方塊圖；以及圖6為本發明的第二實施例的部分細部電路圖。
本發明所公開的欠電壓保護方法的第一實施例，請參考「圖1」所示。主要通過如「圖2」所公開的一主供電單元20、一備用供電單元30、以及一電壓檢測單元40等功能方塊實現。首先，由一交流供電網路10取得一交流輸入電源AC(步驟101)；通過主供電單元20將交流輸入電源AC轉換為一直流輸出電源DC(步驟102)；通過備用供電單元30將交流輸入電源AC儲存為一備用電源SP(步驟103)；通過電壓檢測單元40檢測交流輸入電源AC的電壓大小(步驟104)；當交流輸入電源AC的電壓低於一設定電壓值時，則通過備用供電單元30關斷主供電單元20(步驟105)；最後，為防止輸出端產生異常過電壓現象，亦關斷備用供電單元30(步驟106)。
其中，步驟104、105以及106的詳細說明可參考「圖3」所示。來自交流供電網路10的交流輸入電源AC先由一橋式整流器11進行整流，再於第一電容器12上形成一個直流電壓HV(圖未顯示)；接著再通過電壓檢測單元40中的第一電阻器41以及可變電阻器42進行分壓；其中，通過可變電阻器42的調整，可調整設定電壓值；因此，當交流輸入電源AC的電壓低於設定電壓值時，第一電晶體45處於截止狀態，造成電流經由第二電阻器43流向第二電晶體46，使得第二電晶體46亦導通，並通過截止備用供電單元30內的電晶體，因而關斷主供電單元20以及備用供電單元30。
本發明所公開的欠電壓保護方法的第二實施例，請參考「圖4」所示。主要通過如「圖5」所公開的主供電單元20、備用供電單元30、電壓檢測單元40、重置單元60、以及監控單元70等功能方塊實現。首先，由一交流供電網路10取得一交流輸入電源AC(步驟201)；通過主供電單元20將交流輸入電源AC轉換為一直流輸出電源DC(步驟202)；通過備用供電單元30將交流輸入電源AC儲存為一備用電源SP(步驟203)；通過電壓檢測單元40檢測交流輸入電源AC的電壓大小(步驟204)；當交流輸入電源AC的電壓低於一設定電壓值時，則通過備用供電單元30關斷主供電單元20(步驟205)；此時，通過監控單元70監控直流輸出電源DC，並於主供電單元20關斷造成直流輸出電源DC的電壓下降時，啟動閉鎖功能將直流輸出電源DC關斷(步驟206)；並通過監控單元70啟動備用供電單元30釋放備用電源SP(步驟207)；最後，通過重置單元60加速備用電源SP的釋放，於備用電源SP釋放完畢後，監控單元70的閉鎖功能即解除，因此使得監控單元70獲得重置(reset)(步驟208)。
其中，步驟204以及205的詳細說明可參考「圖6」所示。來自交流供電網路10的交流輸入電源AC先由一橋式整流器11進行整流，再於第一電容器12上形成一個直流電壓HV；接著再通過電壓檢測單元40中的第一電阻器41以及可變電阻器42進行分壓；其中，通過可變電阻器42的調整，可調整設定電壓值；因此，當交流輸入電源AC的電壓低於設定電壓值時，第一電晶體45處於截止狀態，造成電流經由第二電阻器43流向第二電晶體46，使得第二電晶體46亦導通，因此截止備用供電單元30內的電晶體，並通過關斷主供電單元20。
步驟208的詳細說明，亦參考「圖6」所示。重置單元60包括第二電容器61以及第四電阻器62，通過第二電容器61以及第四電阻器62的選擇可控制備用供電單元30的放電速度(第二電容器61與第四電阻器62的值愈小，則放電速度愈快)，因此，可通過重置單元60加速備用電源SP的釋放，使監控單元70能在短時間內獲得重置，以解除由於交流輸入電源AC恢復電壓電平後電源裝置仍然處於閉鎖狀態而無法使用而帶來的不便。
雖然本發明已以前述的實施例公開如上，然其並非用以限定本發明，本技術領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和範圍內，可進行更動與變化，因此本發明的保護範圍以後附的權利要求所限定的為準。
圖示符號說明10交流供電網路11橋式整流器12第一電容器20主供電單元30備用供電單元40電壓檢測單元41第一電阻器42可變電阻器43第二電阻器44第三電阻器45第一電晶體46第二電晶體50輸出端60重置單元61第二電容器62第四電阻器70監控單元AC交流輸入電源DC直流輸出電源SP備用電源
權利要求
1.一種欠電壓保護方法，應用於電源裝置的輸入端，其步驟包括有取得一交流輸入電源；通過一主供電單元將該交流輸入電源轉換為一直流輸出電源；通過一備用供電單元將該交流輸入電源儲存為一備用電源；通過一電壓檢測單元檢測該交流輸入電源的電壓大小；以及當該交流輸入電源的電壓低於一設定電壓值時，通過該備用供電單元關斷該主供電單元。
2.如權利要求1所述的方法，其中還包括當該交流輸入電源的電壓低於該設定電壓值時，關斷該備用供電單元。
3.如權利要求1所述的方法，其中還包括通過一監控單元監控該直流輸出電源，並於該直流輸出電源的電壓下降時，關斷該直流輸出電源；以及通過該監控單元啟動該備用供電單元釋放該備用電源。
4.如權利要求3所述的方法，其中還包括通過一重置單元加速該備用電源的釋放，以重置該監控單元。
5.一種欠電壓保護裝置，應用於電源裝置的輸入端，包括主供電單元，用以將一交流輸入電源轉換為直流輸出電源；備用供電單元，用以將該交流輸入電源轉換為一備用電源；以及電壓檢測單元，用以檢測該交流輸入電源的電壓大小，並於該交流輸入電壓低於一設定電壓值時，關斷該主供電單元。
6.如權利要求5所述的裝置，其中還包括監控單元，用以監控該直流輸出電源，並於該直流輸出電源的電壓下降時，關斷該直流輸出電源，並啟動該備用供電單元釋放該備用電源。
7.如權利要求6所述的裝置，其中還包括重置單元，用以加速該備用電源的釋放，以重置該監控單元。
8.如權利要求7所述的裝置，其中該重置單元至少包括一電阻器以及一電晶體。
9.如權利要求5所述的裝置，其中該電壓檢測單元至少包括多個電阻器，用以調整該設定電壓值；以及多個電晶體，用以關斷該主供電單元。
全文摘要
一種欠電壓保護方法與裝置,應用於電源裝置的輸入端,主要利用一電壓檢測單元檢測交流輸入電源的電壓大小,並當該交流輸入電源的電壓低於一設定值時,將主供電單元以及備用供電單元關斷,以防止電源裝置的輸出端發生異常過電壓現象;通過一重置單元在電源裝置進入閉鎖狀態後,重置其輸出端的欠電壓保護功能,以便消除交流輸入電源在短時間內恢復,但電源裝置仍處於閉鎖狀態而無法工作而帶來的不便。
文檔編號H02H3/24GK1357954SQ0013486
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月5日 優先權日2000年12月5日
發明者劉國基 申請人:神達電腦股份有限公司