包括過載保護電路的開關型電源以及包括其的成像裝置的製作方法
2023-06-03 11:48:31 2
專利名稱：包括過載保護電路的開關型電源以及包括其的成像裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體發明構思涉及開關型電源(switching mode power supply, SMPS),其包括用於防止SMPS故障的過載保護電路(surge protectioncircuit)。
背景技術：
開關型電源(SMPS)將交流(AC)電源變換為由諸如計算機或通信裝置之類的各種電子裝置所需要的直流(DC)電源。SMPS與線型電源(lineartype power supply)相比,具有諸如小尺寸、高效率、輕量型等等優點，並由此被廣泛使用。具體來說，SMPS包含在諸如印表機、掃描儀、傳真機或者多功能印表機這樣的成像裝置中，並且將從外部提供的交流電源變換為直流電源，以便向成像裝置中諸如主控制器等等之類的組件提供直流電源。在SMPS中，變壓器的初級電路接收交流電源並且對交流電源進行整流以及平滑，然後將經整流和平滑的電壓施加到變壓器的初級線圈。然後，在變壓器的次級線圈中感生的電壓通過變壓器的次級電路，並且通過次級電路輸出的直流電壓被施加到負載。此時，有必要調整被施加到負載的次級電路的輸出。這是可能的一通過使用包括在SMPS中的脈寬調製(PWM)控制器來將控制信號施加到連接至轉換器的初級電路的開關設備，以便調整流經變壓器的初級電路的電流的佔空比。PWM控制器接收變壓器的次級電路的輸出，並且可以在輸出電壓處於異常狀態——也即過電壓或過電流狀態——時終止、重新啟動或重置SMPS來執行保護功能。具體來說，變壓器的次級電路的輸出電壓被反饋到PWM控制器的保護管腳，並且PWM控制器感測當保護管腳的電壓超出閾電壓時的異常狀態並然後終止、重新啟動或重置SMPS。
發明內容
本發明總體發明構思提供一種包括過載保護電路以便最小化和/或防止由於衝擊噪聲造成的故障的開關型電源(SMPS)。在隨後的描述中將部分地闡述本發明總體發明構思的附加的特點和用途，並且從這些描述中部分地變得明顯，或者可以通過本發明總體發明構思的實踐習得。本發明總體發明構思的示範性實施例提供一種開關型電源(SMPS)，包括:反饋單元，用於當所述SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓；脈寬調製(PWM)控制器，其包括保護管腳並且當施加於所述保護管腳的電壓超出預定閾電壓時切斷所述SMPS的電力；以及過載保護單元，其連接到所述保護管腳，其中所述過載保護單元阻斷低於所述過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且當所述SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時，所述過載保護單元將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將從所述反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到，並且其中，所述過載保護容量被設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓。本發明總體發明構思的示範性實施例還可以提供一種成像裝置，其包括用於將交流電(AC)電源變換為直流電(DC)電源以便向成像裝置供電的開關型電源(SMPS)，其中所述SMPS包括:反饋單元，用於當所述SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓；脈寬調製(PWM)控制器，其包括保護管腳並且當施加於所述保護管腳的電壓超出預定閾電壓時切斷所述SMPS的電力；以及過載保護單元，其連接到所述保護管腳，其中所述過載保護單元阻斷低於所述過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且當所述SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時，所述過載保護單元將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將從所述反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到，並且其中，所述過載保護容量被設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓。在根據本發明總體發明構思的SMPS中，通過為防止衝擊噪聲流進PWM控制器的保護管腳而以反方向串聯連接齊納(Zener) 二極體到PWM控制器的保護管腳，SMPS的故障可以被最小化和/或防止。通過串聯連接電阻器或焊條到齊納二極體，可以阻止峰值電流或者可以瞬時抑制衝擊噪聲。通過並聯連接電容器或變阻器到齊納二極體，可以抑制衝擊噪聲，可以更有效地防止SMPS中的故障。本發明的總體發明構思的示範性實施例還提供一種電源裝置，包括:反饋單元，用於當所述電源的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓；控制器，用於當該控制器接收到的電壓超出預定閾電壓時切斷到所述電源的電力；以及過載保護單元，其連接到所述控制器，該過載保護單元用於阻斷低於所述過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且當所述電源的輸出電壓不在預定範圍內時，所述過載保護單元用於將一電壓施加到所述控制器，該電壓通過將從所述反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到，並且所述過載保護容量被設置為高於所述控制器的預定閾電壓。本發明的總體發明構思的示範性實施例還提供一種電子設備，其包括用於為該電子設備供電的電源，該電源具有:反饋單元，用於當所述電源的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓；控制器，用於當該控制器接收到的電壓超出預定閾電壓時切斷電力；以及過載保護單元，其連接到所述控制器，該過載保護單元用於阻斷低於所述過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且當所述輸出電壓不在預定範圍內時，所述過載保護單元將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將從所述反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到，並且所述過載保護容量設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓；以及接口，其由所述電源供電，用於結合所述電子設備的操作接收輸入以及顯示輸出消息。本發明的總體發明構思的示範性實施例還提供一種向電子設備供電的方法，該方法包括:當向所述電子設備供電的電源的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓，當由所述電源的控制器接收到的電壓超出預定閾電壓時切斷到所述電源的電力，阻斷低於過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且當所述電源的輸出電壓不在預定範圍內時將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將從反饋單元輸出的預定反饋電壓減去過載保護單元的過載保護容量而得到，所述過載保護容量被設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓。
本發明總體發明構思的這些和/或其它方面和優點將從下面結合附圖的實施例的描述中變得明顯並且更加容易理解，附圖中:圖1是包括過載保護電路的傳統開關型電源(SMPS)的電路圖；圖2示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖；圖3示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖；圖4示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖；圖5示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖；圖6示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖；圖7示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖；圖8是根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、具有包括過載保護電路的SMPS的成像裝置的框圖；以及圖9是根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、具有包括過載保護電路的SMPS的電子設備的框圖。
具體實施例方式現在將詳細參照本發明總體發明構思的實施例，在附圖中示出實施例的例子，其中貫穿附圖相同參考標記指代相同元件。下面所述這些實施例，以便參照附圖的同時來解釋本發明總體發明構思。在描述根據本發明總體發明構思的示範性實施例的包括過載保護電路的開關型電源(SMPS)之前，將對如圖1中所示的包括過載保護電路的傳統開關型電源(SMPS)進行描述。圖1示出包括過載保護電路的傳統開關型電源的電路圖。參考圖1，傳統SMPS包括電源10、第一整流器20、開關單元30，轉換器40，第二整流器50、電壓輸出單元60、反饋單元70、齊納二極體1、輔助線圈單元90以及脈寬調製(PWM)控制器100。電源10提供恆定交流(AC)電力供應，並且通常被用於家庭中的通用AC電源可以相應於電源10。從電源10提供的AC電源通過包括在轉換器40的初級電路中的第一整流器20被整流和平滑，以作為轉換器40的初級電壓Vl施加。第一整流器20包括二極體電橋，其具有四個二極體Dl至D4以及電容器Cl。二極體電橋整流AC電源，電容器Cl使整流後的AC電源平滑以生成初級電壓VI。圖1中示出的整流器20的結構是示範性的並且本發明總體發明構思不局限於此，而是可以用具有任一其它形式的、可以執行整流和平滑函數的電路結構替換。PWM控制器100通過從輔助線圈單元90接收電力供應來驅動，輔助線圈單元90包括感生地與變壓器40的第一線圈LI和第二線圈L2耦接的輔助線圈L3。生成為輔助線圈L3的電壓V3的DC電源通過包括電阻器R1、二極體D6和電容器C3的輔助線圈單元90，並且被輸入PWM控制器110的電源管腳110。PWM控制器100包括用於將PWM控制器100連接到地的接地管腳140。PWM控制器100將從其控制管腳120輸出的控制信號施加到開關單元30的開關S，以調整開關S的開/關佔空比，並且由此，在變壓器40的二次側感生出次級電壓V2。感生的次級電壓V2通過由二極體D5和電容器C2形成的第二整流器50被施加到電壓輸出單兀60的負載作為輸出電壓Vout。PWM控制器100提供在異常狀態發生時——諸如當輸出電壓Vout突然升高之類時——切斷電力供應的保護功能。預定電壓在輸出電壓Vout處於異常狀態中時被反饋到PWM控制器100的保護管腳130，並且在從通過保護管腳130輸入的特定電壓感測到異常狀態時PWM控制器100通過終止、重新啟動或重置SMPS來切斷電力供應。具體來說，如果電流由於電壓輸出單元60的輸出電壓Vout而流經電阻器R2和光電二極體74,那麼光電二極體74就產生光,並且光敏電晶體72接收從光電二極體74生成的光並且使電流通過。光電二極體74和光敏電晶體72可以是光耦合器。當輸出電壓Vout處於諸如過壓狀態這樣的異常狀態時，光耦合器的光敏電晶體72接收從光電二極體74產生的光並且使電流通過。通過將值R4/(R3+R4)乘以輔助線圈L3的電壓V3得到的電壓被施加到PWM控制器100的保護管腳130。R3和R4是反饋單元70的電阻器的阻抗值。被電阻器Rl和二極體D6下拉的電壓小於電壓V3 (例如，與電壓V3相比非常小)，並且由此可以無視該下拉電壓。PWM控制器100可以以保護模式運行，以便在施加到保護管腳130的電壓超出預定閾電壓時停止或重置SMPS。因此，可以通過設置和/或選擇阻抗值R3和R4執行保護模式，以使得當輸出電壓Vout處於異常狀態時光敏電晶體72被導通並且被施加到PWM控制器100的保護管腳130的電壓超出預定閾電壓。儘管如圖2中所示，光耦合器的光電二極體74和光敏電晶體72被布置為使得彼此間隔開預定距離(例如，彼此相當遠離)，但是光電二極體74和光敏電晶體72可以被布置為使得彼此鄰近以形成光耦合器設備。如果噪聲型衝擊電壓由於例如閃電而從外部被施加到PWM控制器100的保護管腳130，那麼儘管光敏電晶體72因為輸出電壓Vout處於正常狀態而沒有被導通，但是PWM控制器100可能錯誤地確定該狀態為異常狀態而以保護模式運行。因此，為了使該問題最小化和/或防止該問題，在圖1中，齊納二極體I與PWM控制器100的保護管腳130並聯連接以執行箝位功能(例如，固定電壓上限或電壓下限)。但是，當齊納二極體I並聯連接保護管腳130時，SMPS系統的常規操作或誤操作由齊納二極體I的箝位響應速度確定，並且因此，由於根據齊納二極體I的供應廠商的容限的響應速度存在差別而難以保持穩定的齊納箝位性能。當在衝擊電壓的流入期間，電流以大於齊納二極體I的擊穿電壓的電壓瞬時從保護管腳130流到地時，保護管腳130和地可能臨時相互短接，並且由此，SMPS系統可能有缺陷地運行。當齊納二極體I並聯連接保護管腳130時，對重複感生的噪聲型衝擊電壓沒有預定效果(例如，大的效果)。例如，PWM控制器100的保護管腳130的閾電壓已經被降低，例如，不到1.85伏特(V)。因為一般齊納二極體的最小擊穿電壓大約是基於I瓦特(W)為
3.3V，基於5W為2.4V，所以圖1中齊納二極體I並聯連接保護管腳130的情況對於防止在應當提供小於2V的穩定電源的條件下由於衝擊電壓而造成故障上有所限制。圖2示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖。參考圖2，SMPS包括過載保護電路，其中齊納二極體81以圖1中所示的方向的反向串聯連接至PWM控制器100的保護管腳130。也就是說，圖1示出齊納二極體I並聯連接PWM控制器100的保護管腳130，而圖2示出齊納二極體81以與圖1中所示的齊納二極體I與保護管腳130之間的連接的反向方向串聯連接至PWM控制器100的保護管腳130。圖2的SMPS的結構除了過載保護電路80之外，與圖1中示出的和上面描述的SMPS的結構相同。齊納二極體81的陽極連接到PWM控制器100的保護管腳130，而齊納二極體81的陰極連接到反饋單元70的兩個電阻器R3和R4之間的連接點。以下，諸如電壓值這樣的數值被作為例子來描述，以便更加清楚地說明本發明總體發明構思的示範性實施例的結構。但是，這些作為例子的數值可以改變(例如，取決於需求和目標等等)，並且本發明總體發明構思並不限制於此。假定PWM控制器100的保護管腳130的閾電壓是1.85V，齊納二極體81的擊穿電壓是12V。也就是說，如果大於13.85V的電壓(也即，保護管腳130的閾電壓1.85V加上齊納二極體81的擊穿電壓12V，和為13.85V)被施加到齊納二極體81的陰極，那麼因為大於1.85V的電壓被施加到保護管腳130，所以就在PWM控制器100中啟動保護模式。如果假定在正常狀態下SMPS的輸出電壓Vout是24V，那麼輸出電壓Vout與標準狀態的電壓相比有大於5%的差的情況，也就是說，輸出電壓Vout超過25.2V (也即正常狀態24V的5%，即
1.2，與正常狀態的24V相加)一般就被規定為異常狀態。可以假定輔助線圈L3的電壓V3是 22V。在這種情況下，如果輸出電壓Vout變得大於25.2V，那麼反饋單元70的光電二極體72就被導通，並且由此，22* (R4/(R3+R4))伏特的電壓被施加到齊納二極體81的陰極，其中22* (R4/(R3+R4))的乘數22是輔助線圈L3的電壓V3 (也即，22V)。R3和R4是反饋單元70的電阻器的阻抗值。如果通過調整R3和R4齊納二極體81的陰極的電壓變為14V，那麼超出閾電壓的2V就被施加到保護管腳130，並且由此，PWM控制器100可以在保護模式下運行。但是，如果輸出電壓Vout不超過25.2V並且因此處於正常狀態下，那麼就沒有電壓通過反饋單元60被施加到齊納二極體81的陰極。也就是說，PWM控制器不轉換使得運行在保護模式下。由此，在這種情況下，雖然存在從外部輸入的衝擊電壓，但是小於12V—其是齊納二極體81的擊穿電壓——的衝擊電壓被阻斷。雖然超出12V的衝擊電壓從外部輸入，但是被擊穿電壓12V下拉的電壓被施加到保護管腳130，並且由此，PWM控制器110不運行在保護模式下。也就是說，可以防止PWM控制器100在由於衝擊電壓而造成的不希望的狀態下運行在保護模式下。過載保護單元80能夠阻斷的衝擊電壓的大小是過載保護容量(surge protection capacity)。也就是說,在圖2中所示的本發明總體發明構思的示範性實施例中，過載保護容量是包括在過載保護單元80中的齊納二極體的擊穿電壓。
雖然根據圖2中所示的示範性實施例的SMPS是基於反激變換器(fly-backconverter)示出的，但是本發明總體發明構思不局限於此並且可以使用各種類型的變換器。圖2中所示的第一整流器20、開關單元30、第二整流器50、反饋單元70、輔助線圈單元90等等的電路結構是示範性的，並且本發明總體發明構思不局限於此，並且可以隨著能夠執行相同功能以及這裡公開的本發明總體發明構思的示範性實施例的其它電路而改變。圖3示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖。當將圖3的SMPS與圖2的SMPS比較時，圖3的SMPS的結構除了過載保護電路80之外與圖2的SMPS的結構相同。過載保護電路80能夠串聯連接至PWM控制器100的保護管腳130。具體來說，過載保護單元80包括齊納二極體81和連接至齊納二極體81的陰極的電阻器82。連接至齊納二極體81的陰極的電阻器82可以是限制流經齊納二極體81的峰值電流的阻尼電阻器(damping resistor)。因此,與過載保護單元80僅包括齊納二極體81的情況相比，包括電阻器82以及齊納二極體81的過載保護單元80可以具有增加的抑制衝擊噪聲(surge noise)的效力以使得穩定地運行SMPS。儘管圖3示出電阻器82連接到齊納二極體81的陰極，但是電阻器82可以連接至齊納二極體81的陽極和陰極當中任意一個。圖4示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖。當將圖4的SMPS與圖2的SMPS進行比較時，圖4的SMPS的結構除了過載保護電路80之外與圖2的SMPS的結構相同。過載保護電路80可以串聯連接至PWM控制器100的保護管腳130。具體來說，過載保護單元80包括齊納二極體81和連接至齊納二極體81的陽極的焊條(bead) 83。連接至齊納二極體81的陽極的焊條83在接收到通過齊納二極體81輸入的衝擊噪聲時暫時地抑制衝擊噪聲。因此，與僅包括齊納二極體81的過載保護單元80相比，包括焊條83以及齊納二極體81的過載保護單元80可以具有增加的抑制衝擊噪聲以穩定運行SMPS的效力。儘管圖4示出焊條83連接到齊納二極體81的陽極，但是焊條83可以連接至齊納二極體81的陽極和陰極當中的任意一個。圖5示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖。當將圖5的SMPS與圖2的SMPS比較時，圖5的SMPS的結構除了過載保護電路80之外與圖2的SMPS的結構相同。具體來說，過載保護單元80包括齊納二極體81和連接在齊納二極體81的陰極與地之間的電容器84。連接在齊納二極體81的陰極與地之間的電容器84至少部分地吸收和抑制衝擊噪聲。也就是說，電容器84至少部分地最小化和/或抑制衝擊噪聲。與過載保護單元80僅包括齊納二極體81的情況相比，包括電容器84以及齊納二極體81的過載保護單元80可以具有增加的抑制衝擊噪聲以穩定運行SMPS的效力。儘管圖4示出電容器84連接在齊納二極體81的陽極與地之間，但是電容器84可以連接至齊納二極體81的陽極和陰極當中的任意一個。圖6示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖。當將圖6的SMPS與圖2的SMPS比較時，圖6的SMPS的結構除了過載保護電路80之外與圖2的SMPS的結構相同。具體來說，過載保護單元80包括齊納二極體81和連接在齊納二極體81的陰極與地之間的變阻器(varistor) 85。變阻器85是具有根據其兩端的電壓改變的阻抗值的可變電阻器。變阻器85可以連接在齊納二極體81的陰極與地之間以便箝位和抑制衝擊噪聲。因此，與過載保護單元80僅包括齊納二極體81的情況相比，包括變阻器85以及齊納二極體81的過載保護單元80可以具有增加的抑制衝擊噪聲以穩定運行SMPS的效力。儘管圖6示出變阻器85連接在齊納二極體81的陽極與地之間，但是變阻器85可以連接至齊納二極體81的陽極和陰極當中的任意一個。圖7示出根據本發明總體發明構思的示範性實施例的、包括過載保護電路的SMPS的電路圖。當將圖7的SMPS與圖2的SMPS比較時，圖7的SMPS的結構除了過載保護電路80之外與圖2的SMPS的結構相同。具體來說，過載保護單元80包括齊納二極體81、電阻器82、焊條83、電容器84和變阻器85。圖7的過載保護單元80——包括電阻器82、焊條83、電容器84和變阻器85以及齊納二極體81，與圖2至圖5中所示的過載保護單元80——分別僅包括電阻器82、焊條83、電容器84和變阻器85當中的一個以及齊納二極體81——相t匕，可以增加對衝擊噪聲的抑制。儘管圖7示出過載保護單元80包括電阻器82、焊條83、電容器84和變阻器85，但是過載保護單元80可以選擇性地包括這些當中的多於兩個，並且齊納二極體81的連接位置可以從陽極到陰極或者從陰極到陽極而有變化。圖8是示出根據本發明總體發明構思的實施例的、具有包括過載保護電路的SMPS的成像裝置200的框圖。參考圖8，成像裝置200具有帶SMPS的電源210，該SMPS包括過載保護電路、處理器220和列印單元230。成像裝置200可以包括接口單元240和存儲單元250。電源210可以是包括如結合圖2-7示出和描述的那些過載保護電路的SMPS。成像裝置200可以是根據數位訊號輸入(例如，其中所述輸入從外部設備接收)來傳送和列印圖像數據到列印介質上的裝置。成像裝置200可以是印表機或多功能外圍設備(例如，包括印表機、掃描儀、傳真機等等的設備)。所述外部設備可以是主機設備，其可以是例如個人計算機(PC)、膝上型計算機、伺服器、平板計算機、行動電話、可攜式媒體播放機和/或向成像裝置200提供列印數據的任意其它適合的設備。主機可連接至成像裝置200並且是其中可以運行印表機驅動以通過成像裝置200執行列印操作的設備。用戶可以通過使用由主機運行的印表機驅動，來設置一個或多個選項以便由成像裝置200執行列印操作。電源210提供用於運行成像裝置200所需要的預定電力。具體來說，電源200提供預定電力給成像裝置1300的處理器220、列印單元230、接口單元240和存儲單元250中至少其中之一。電源210可以是包括上面結合圖2-7示出和描述的那些過載保護電路的SMPS中的任意一個。處理器220控制成像裝置200的操作。具體來說，處理器220從電源210接收預定電力，並且根據從外部主機設備接收到的命令或請求控制列印單元230、接口單元240和存儲單元250至少其中之一執行列印操作。處理器220可以是控制器、集成電路、可編程邏輯器件、現場可編程門陣列和/或用於控制成像裝置200的操作的任意其它適合設備。接口單元240可以包括鍵盤、小鍵盤、觸控螢幕或者滑鼠。接口單元240可以包括通信接口，其可以無線地或有線地連接以從其它設備接收通信信號。接口單元240可以從用戶接收輸入或選擇以選擇成像裝置的一個或多個操作。接口單元240向主機發送和從主機接收圖像數據，並且也可以從用戶接收輸入。接口單元1340可以經由無線和/或有線通信鏈路可通信地連接至主機設備。列印選項可以在主機設備上選擇，並且所選擇的列印選項可以通過接口單元1340被發送到處理器1320。處理器1320可以控制列印單元1330執行列印操作。
存儲單元250可以存儲圖像數據，諸如經由接口單元240接收到的圖像數據。存儲單元250可以包括硬碟驅動器、固態驅動器、固態存儲器、快閃記憶體、隨機存取存儲器和/或用於存儲例如將由處理器220運行的應用和/或程序以及用於存儲從接口單元240接收到的數據的任意適合的存儲設備。列印單元230根據從處理器220接收到的操作控制，列印存儲在存儲單元250中的或者經由接口單元240接收到的圖像數據。圖9是示出根據本發明總體發明構思的實施例的、具有包括過載保護電路的SMPS的電子設備300的框圖。電子設備300可以是臺式計算機、平板計算機、可攜式媒體播放機、媒體伺服器、機頂盒和/或包括SMPS並包括過載保護電路的任意電子設備。參考圖9，電子設備300可以包括電源310、處理器320、接口單元330以及存儲單元340，它們可以分別相應於圖8中所示並且在上面詳細描述的電源210、處理器220、接口單元240以及存儲單元250。電源310可以提供用於運行電子設備300所需要的預定電力。更加具體來說，電源310提供預定電力給處理器320、接口單元330和存儲單元340中至少其中之一。電源310可以是包括上面結合圖2-7示出和描述的那些過載保護電路的SMPS中的任意一個。處理器320可以包括控制器、集成電路、可編程邏輯器件、現場可編程門陣列、和/或用於控制電子設備300的操作的任意其它設備。處理器300可以控制對存儲單元340的讀和寫操作，並且可以控制用戶界面330的顯示以便顯示在電子設備300中處理的信息。接口單元330可以包括鍵盤、小鍵盤、顯示器、觸控螢幕或者滑鼠。接口單元1440可以包括通信接口，其可以無線地或有線地連接以從`其它設備接收通信信號。接口單元330可以從用戶接收輸入或選擇以選擇電子設備300的一個或多個操作。存儲單元340可以包括硬碟驅動器、固態存儲器、快閃記憶體或隨機存取存儲器等等用於存儲將由處理器320運行的應用以及存儲從接口單元330接收到的數據和輸入。下面的實驗已經執行以證明上述示範性實施例的效果。在實驗中，通過供電線路輸入的常態噪聲(normal mode noise)以及通過地線輸入的共模噪聲(common modenoise)被施加到各個測試電路,然後觀察是否發生關機(shutdown)。3kV的常態噪聲被施加40次，並且4kV、6kV和6.6kV的共模噪聲被分別施加80次，以執行實驗。實驗中所使用的PWM控制器是STMicroelectronic公司的L6599A諧振PWM。L6599A諧振PWM控制器的第8號管腳相應於本發明總體發明構思的實施例的保護管腳，當大於閾電壓1.85V的電壓被施加到第8號管腳時關閉L6599A諧振PWM控制器。在實驗中，用於第一測試(TEST I)中的電路與圖2中的相同，用於第二測試(TEST2)中的電路是一種還包括圖2中的電路中的、連接至齊納二極體81的陽極的焊條以及連接至齊納二極體81的陰極的電阻器的電路。用於第三測試(TEST 3)的電路是一種其中電容器84從圖7的電路去除的電路。在下面的表I中示出實驗的結果。示出在下面的表I中的數值意指(發生的關機次數)/ (總噪聲施加次數)。表I
權利要求
1.一種開關型電源(SMPS)，包括: 反饋單元，用於在SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓； 脈寬調製(PWM)控制器，其包括保護管腳並且當施加於該保護管腳的電壓超出預定閾電壓時切斷SMPS的電源；以及 過載保護單元，其連接到所述保護管腳，該過載保護單元用於阻斷低於該過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且，當SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時，該過載保護單元用於施加一電壓到所述保護管腳，該電壓通過將從所述反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到。其中所述過載保護容量被設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓。
2.按權利要求1所述的SMPS，其中所述過載保護單元包括: 齊納二極體，其具有陽極和陰極，所述陽極連接到所述保護管腳並且所述陰極連接到所述反饋單元。
3.按權利要求1所述的SMPS，其中，當從所述過載保護單元外部輸入的衝擊電壓超出所述過載保護單元的過載保護容量時，所述過載保護單元將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將所述衝擊電壓減去所述過載保護容量而得到。
4.按權利要求1所述的SMPS，其中所述反饋電壓被設置為高於通過將所述過載保護單元的過載保護容量加上所述保護管腳的閾電壓而得到的值。
5.按權利要求2所述的SMPS，其中所述過載保護單元還包括: 電阻器， 其中所述電阻器的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述電阻器的另一端連接到所述保護管腳或所述反饋單元。
6.按權利要求2所述的SMPS，其中所述過載保護單元還包括: 焊條， 其中所述焊條的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述焊條的另一端連接到所述保護管腳或所述反饋單元。
7.按權利要求2所述的SMPS，其中所述過載保護單元還包括: 電容器， 其中所述電容器的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述電容器的另一端連接到地。
8.按權利要求2所述的SMPS，其中所述過載保護單元還包括: 變阻器， 其中所述變阻器的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述變阻器的另一端連接到地。
9.一種成像裝置，包括: 開關型電源(SMPS)，用於將交流(AC)電源變換為直流(DC)電源以便向所述成像裝置供電，該SMPS包括: 反饋單元，用於當所述SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時輸出預定反饋電壓； 脈寬調製(PWM)控制器，其包括保護管腳並且當施加於該保護管腳的電壓超出預定閾電壓時切斷SMPS的電源；以及過載保護單元，其連接到所述保護管腳，該過載保護單元用於阻斷低於該過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且，當SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時，該過載保護單元用於施加一電壓到所述保護管腳，該電壓通過將從所述反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到。
其中，所述過載保護容量被設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓。
10.按權利要求9所述的成像裝置，其中所述過載保護單元包括: 齊納二極體，其具有陽極和陰極，所述陽極連接到所述保護管腳並且所述陰極連接到所述反饋單元。
11.按權利要求9所述的成像裝置，其中，當從所述過載保護單元外部輸入的衝擊電壓超出所述過載保護單元的過載保護容量時，所述過載保護單元將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將所述衝擊電壓減去所述過載保護容量而得到。
12.按權利要求9所述的成像裝置，其中所述反饋電壓被設置為高於通過將所述過載保護單元的過載保護容 量加上所述保護管腳的閾電壓而得到的值。
13.按權利要求10所述的成像裝置，其中所述過載保護單元還包括: 電阻器， 其中所述電阻器的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述電阻器的另一端連接到所述保護管腳或所述反饋單元。
14.按權利要求10所述的成像裝置，其中所述過載保護單元還包括: 焊條， 其中所述焊條的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述焊條的另一端連接到所述保護管腳或所述反饋單元。
15.按權利要求10所述的成像裝置，其中所述過載保護單元還包括: 電容器， 其中所述電容器的一端連接到所述齊納二極體的陽極或陰極並且所述電容器的另一端連接到地。
全文摘要
一種開關型電源(SMPS)，包括過載保護單元，其連接到脈寬調製(PWM)控制器的保護管腳，用於當施加於所述保護管腳的電壓超出預定閾電壓時切斷所述SMPS的電力，其中所述過載保護單元阻斷低於所述過載保護單元的過載保護容量的外部衝擊電壓以便阻斷從其外部輸入的衝擊電壓，並且，當所述SMPS的輸出電壓不在預定範圍內時，所述過載保護單元將一電壓施加到所述保護管腳，該電壓通過將從反饋單元輸出的預定反饋電壓減去所述過載保護單元的過載保護容量而得到，並且其中，所述過載保護容量被設置為高於所述保護管腳的預定閾電壓。
文檔編號H02M3/28GK103095136SQ201210441148
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者宋永濬 申請人:三星電子株式會社