[发明专利]电源转换器及其电容保护装置

说明书

技术领域

本发明与高压电容的保护有关，特别是关于一种电源转换器及其电容保护装置。

背景技术

一般而言，电源转换器(power board)应用于液晶显示装置的交/直流电源转换，用以将交流市电转换成多组直流电压并提供液晶电视的机芯板、喇叭及背光所需的电源。由于电源转换器中的高压电容(bulk capacitor)具有低燃点的挥发性电解液，一旦输入电压超过高压电容的耐压时，具有低燃点的挥发性电解液很可能会产生爆裂现象而导致燃烧的危险。

为了解决上述问题，传统上的作法有下列三种：

(1)采用具有更高耐压规格的高压电容：此作法虽有助于改善上述爆裂的现象，但亦导致元件成本的大幅提高。

(2)串联两颗高压电容：此作法虽能使耐压倍增，但从理论推算出需并联四颗高压电容方能不影响正常功能操作，这将额外增加庞大的元件体积，导致设置空间亦需额外加大。

(3)采用具有突波吸收器(varistor)的保护电路：此作法于高压电容旁加装一颗突波吸收器，由于突波吸收器具备齐纳(Zenar)二极管的特性，一旦输入电压过高时，突波吸收器会将电压箝制于安全范围内，并将所有超出箝制电压的能量以电流形式流经突波吸收器而导至接地回路。

然而，由于突波吸收器启动时需承受相当高的能量，并且由公式△W=△V*△I*△t可知：此能量△W正比于突波电流△I的作用时间△t，假设突波电流△I的作用时间△t相当短(1～10微秒)，突波吸收器尚能轻易吸收，一旦作用时间△t较长时，突波吸收器很可能由于无法承受过高能量△W而损毁造成短路，同时也连带造成其他相关的回路元件损毁，例如桥式整流器损毁而短路或保险丝损毁而开路。虽然此作法能够免除高压电容爆裂的危险性，却也导致电源转换器的元件损毁，需要将机台送修，同样造成使用者极大的不便。

发明内容

因此，本发明提出一种电源转换器及其电容保护装置，以解决现有技术所遭遇到的上述问题。

本发明提供了一种电容保护装置，应用于包含有电容的电源转换器，该电容保护装置包含开关单元及侦测单元。开关单元耦接于电容的一端与接地端之间。侦测单元分别耦接至电容的另一端及开关单元，用以侦测电容的另一端的输入电压并判断输入电压是否大于临界电压值。其中，若侦测单元的判断结果为是，侦测单元输出控制讯号至开关单元，以关闭（turn off）开关单元，以使电容所承受的压降小于输入电压。

较佳的，在所述的电容保护装置中，电容所承受的压降为输入电压乘以比值，该比值由电容与开关单元关闭时的阻抗决定。

较佳的，在所述的电容保护装置中，电容保护装置还包含分压单元。分压单元耦接电容及开关单元，用以提供分压比例。电容所承受的压降为输入电压乘以该分压比例。

较佳的，在所述的电容保护装置中，分压单元包含第一分压电阻及第二分压电阻。第一分压电阻耦接至电源单元与变压器之间，第二分压电阻耦接于第一分压电阻与接地端之间。其中，电容与该开关单元之间的第一接点耦接第一分压电阻与第二分压电阻之间的第二接点，第一分压电阻的第一阻值与第二分压电阻的第二阻值的比值小于1，且第一阻值与第二阻值均小于电容及开关单元的阻值，以使电容所承受的第一电压与开关单元所承受的第二电压的比值小于1。

较佳的，在所述的电容保护装置中，若侦测单元的判断结果为否，维持开关单元于开启(turn on)状态。

较佳的，在所述的电容保护装置中，侦测单元包含两高阻抗电阻及比较器，两高阻抗电阻串接于电容的另一端与接地端之间，比较器的两输入端分别耦接至两高阻抗电阻之间以及参考电压值，比较器的输出端耦接至开关单元。

较佳的，在所述的电容保护装置中，若开关单元所承受的第二电压大于开关单元的最大耐压，开关单元毁损而形成短路，电源转换器仍能维持正常运作。

本发明还提供了一种电源转换器，该电源转换器包含电容以及电容保护装置。电容保护装置包含开关单元及侦测单元。开关单元耦接于电容的一端与接地端之间。侦测单元分别耦接至电容的另一端及开关单元，用以侦测电容的另一端的输入电压并判断输入电压是否大于临界电压值。若侦测单元的判断结果为是，侦测单元输出控制讯号至开关单元，以关闭(turn off)开关单元，以使电容所承受的压降小于输入电压。

较佳的，在所述的电源转换器中，该电容所承受的该压降为该输入电压乘以比值，该比值由该电容与该开关单元关闭时的阻抗决定。