[发明专利]输入端异常电压保护装置

说明书

本发明有关一种异常电压保护装置，特别是指一种应用于电源装置的输入端，用以防止输入端的电压高于或低于设定值时的保护装置，并可设定电源装置的正常工作电压。

一般我们所用的电器，均使用交流(AC)电源，其频率固定为60赫，而额定电压则为110伏特，其为有效(RMS)值；然而对大多数的电子装置来说，则必须在直流(DC)电源下方能操作，且不同电子装置所需要的电压可能有所不同，因此普遍的做法为利用变压器与整流电路，将110伏特、60赫的交流电源转换为所需的直流电源。

以个人计算机(PC)而言，利用电源装置将来自交流供电网路的110伏特交流电源转换成包括主机板、硬盘、光盘驱动器、软盘驱动器等计算机组件所使用的5～12伏特直流电源，因此，电源装置的良莠对个人计算机的速度与稳定性影响很大。

其中，一个完善的电源装置必须包括以下四个基本功能：1.电压转换：使用变压器将输入端的110伏特交流(AC)电源予以升压或是降压至所需的数值；2.整流：将具有正负极性的交流(AC)电源转换至恒定极性的电压，以得到脉动直流(DC)，电源；3.滤波：亦即一个平滑化的过程，将整流过的脉波直流电源变成一个平滑的直流电源；4.稳压(regulation)；当输入电压与负载电流产生变化时，使此电源装置的输出电源仍可保持一恒定的电压值。

目前的电源装置通常具有过电压以及欠电压保护功能，其中，当电源装置具备有欠电压保护功能时，当输入端的交流电源中断或输入端的交流电源电压偏低，造成输入电流上升时，会自动切换入闭锁状态(latch mode)，以防止电流过载对电源装置内部元件或负载侧元件造成伤害。然而，传统的欠电压保护功能并无法区分何时为正常关机或交流电源的电压不稳所造成的短时间欠电压，何时为输入端所连接的电路发生故障或短路，因此，包括交流电源的电压不稳或是正常关机均有可能启动欠电压保护功能，此种欠电压保护方式不仅无法提供输入端电路的故障检测，还造成使用者必须等待欠电压保护功能自动解除后，或以手动方式解除欠电压保护功能后，方能再次启动计算机等，带来诸多不便。

本发明的目的在于提供一种电源装置解决输入端电压异常时，造成元件过电压产生绝缘破坏现象，或欠电压造成整个电源装置动作不正常，以及元件过载受到伤害的问题。

本发明所公开的输入端异常电压保护装置，利用直接断电方式、变压隔离方式或信号耦合方式，来实现保护电源装置及电路的目的。

在输入电压高于工作电压时，自动关机，以防止元件受到绝缘破坏；在输入电压低于工作电压时，自动关机，以防止异常动作的发生；可设定电源装置的正常工作电压范围；且当输入端电压异常时，关机的时间容许值为一可控制参数。

有关本发明的详细内容及技术，配合附图说明如下：

图1为本发明的输入端异常电压保护装置的方块图；

图2为本发明的第一实施例的利用直接断电方式实现输入端异常电压保护装置的示意图；

图3为本发明的第二实施例的利用变压隔离方式实现输入端异常电压保护装置的示意图；及

图4为本发明的第三实施例的利用信号耦合方式实现输入端异常电压保护装置的示意图。

本发明所公开的输入端异常电压保护装置的方块图，请参考“图1”所示。主要通过监控单元20、主电源转换器30、输出电源监控线路40、辅助电源转换器50、主电源输出60以及辅助电源输出70等功能组件实现，而本发明所提的异常电压指的是输入电压高于或低于工作电压时的现象。

首先，该监控单元20在输入电压(步骤10)之后，用以判断输入电压异常时，采取适当的保护措施，当有异常输入电压发生时，监控单元20可以直接切断主电源转换器30，以关断主电源输出60；或通过输出电源监控线路40来关断主电源转换器30；另外，亦可通过辅助电源转换器50来关断主电源转换器30，实现关断主电源输出60的目的。

依据本发明的第一实施例，利用直接断电方式实现输入端异常电压保护装置，请参考图2所示，该直接断电方式提供一输入电压(步骤10)，经由一监控单元20，检测到过电压或欠电压时，直接驱动一开关装置80，将主电源转换器30或辅助电源转换器50直接断电的方式。

依据本发明的第二实施例，利用变压隔离方式实现输入端异常电压保护装置，请参考图3所示，该变压隔离方式提供一输入电压(步骤10)，经由一变压器90隔离一次侧/二次侧电路的方式，利用二次侧低压信号传送到监控单元20，以切换电源装置的主电源输出60的处理方式。