TWI383557B - 電源裝置 - Google Patents

Description

電源裝置

本發明涉及電子設備，尤其涉及一種具有過壓保護功能的電源裝置。

隨著科學技術的進步，家用電器以及各種用電設備日益與我們的生活緊密地聯繫在一起。像電視機、電腦、家庭影院等各種用電設備的普及，極大地豐富了我們的生活，同時也給我們的生活帶來了極大的便利。

家用電器一般工作在一定的電壓範圍內，然而，日常生活中，家用電器所在的線路經常會因為雷擊或其他原因引起電壓的突然升高，進而使家用電器被燒壞，嚴重地可能使用戶受到傷害。

有鑒於此，有必要提供一種具有過壓保護功能的電源裝置。

一種電源裝置，其包括輸入介面和輸出介面，輸入介面用於接收外部電源電壓，輸出介面用於將外部電源電壓輸出至用電設備，電源裝置還包括檢測模組、報警模組以及開關模組，檢測模組用於比較判斷該外部電源電壓是否過高，若該外部電源電壓過高，則檢測模組輸出斷開訊號，反之則輸出導通訊號，開關模組用於回應該導通訊號將該外部電源電壓藉由輸出介面輸出，報警模組回應該斷開訊號進行報警，開關模組回應該斷開訊號停止將該外部電源電壓藉由輸出介面輸出。

上述電源裝置連接於外部電源與用電設備之間，用於判斷用電設備所使用的外部電源是否超出其工作電壓，以及在外部電源電壓過高時，進行報警，並不將外部電源輸出至用電設備，以保護用電設備。

如圖1所示，其為一較佳實施方式的電源裝置100的功能模組圖。電源裝置100用於連接外部電源和用電設備。電源裝置100包括輸入介面101、取樣模組103、整流模組105、檢測模組107、報警模組109、開關模組111以及輸出介面113。

輸入介面101用於接收外部電壓。

取樣模組103用於對輸入介面101接收的外部電壓進行取樣，得到取樣電壓，並將取樣電壓輸出至整流模組105。電源裝置100藉由輸入介面101接收的外部電壓為市電電壓，而電源裝置100的工作電壓不需要與市電電壓一樣高，因此外部電壓需要經取樣模組103進行分壓取樣。如電源裝置100藉由輸入介面101接收220伏的市電交流電壓，經過取樣模組103取樣後，再經整流模組105整流輸出的直流電壓為20伏；若不經過取樣模組103取樣，則經過整流模組105整流輸出的直流電壓為140伏，使電源裝置100的功率增大，耗能增加。

整流模組105用於對上述取樣電壓進行整流，並輸出直流電壓。

檢測模組107用於檢測整流模組105輸出的直流電壓是否 過高，以確定外部電壓是否高於用電設備的工作電壓，並在所述直流電壓過高時輸出斷開訊號，以及在所述直流電壓正常時輸出導通訊號。

報警模組109用於回應檢測模組107輸出的斷開訊號進行報警。

開關模組111用於接收所述外部電壓，並回應所述導通訊號將外部電壓從輸出介面1153輸出，或回應所述斷開訊號停止將外部電壓輸出。

如圖2所示，其為圖1所示的電源裝置100的電路圖。

輸入介面101為插頭J1，插頭J1用於與外部交流電源相連，用於接收外部電壓。插頭J1包括第一輸出端101a和第二輸出端101b。

輸出介面115為插座J2，插座J2用於與用電設備相連。插座J2包括第一電源輸入端113a和第二電源輸入端113b。

取樣模組103包括電阻R1和R2、電容C1以及穩壓二極體D4和D5。其中，電阻R1和R2相互串聯，穩壓二極體D4和D5的負極相連，穩壓二極體D4的正極與電阻R2的另一端相連，穩壓二極體D5的正極與插頭J1的第二輸出端101b相連，電阻R1的另一端與插頭J1的第一輸出端101a相連。電容C1與電阻R1並聯。

整流模組105包括電容C2以及整流橋D3。整流橋D3包括第一埠201、第二埠203、第三埠205以及第四埠207，其中第一埠201與電阻R1和R2的公共端電性相連，第三埠 205與插頭J1的第二輸出端101b電性相連，電容C2並聯於第二埠203與第四埠207之間。

檢測模組107包括電阻R3、R4、R5和穩壓二極體D1，以及比較器U1A。其中，電阻R3和R4依次連接於第二埠203和第四埠207之間，電阻R5的一端與穩壓二極體D1的正極相連，其另一端與第四埠207電性相連，穩壓二極體D1的負極與第二埠203電性相連。比較器U1A的同相輸入端電性連接於電阻R5和穩壓二極體D1的公共端，其反相輸入端電性連接於電阻R3和R4的公共端。

報警模組109包括電阻R6和發光二極體D2。電阻R6的一端電性連接至第四埠207，另一端與發光二極體D2的負極電性相連，發光二極體D2的正極與比較器U1A的輸出端相連。

開關模組111包括電阻R7、R8、三極體Q1以及繼電器300。三極體Q1的基極藉由電阻R8連接於比較器U1A的輸出端。三極體Q1的集電極藉由電阻R7連接於第四埠207，發射級電性連接至第二埠203。繼電器300為固態繼電器，其包括第一控制輸入端301、第二控制輸入端303、電源輸入端305以及電源輸出端307。第一控制輸入端301電性連接至第四埠207，第二控制輸入端303電性連接至三極體Q1的集電極，電源輸入端305連接至插頭J1的第一輸出端101a，電源輸出端307電性連接至插座J2的第一電源輸入端115a。其中插座J2的第二電源輸入端115b電性連接至插頭J1的第二輸出端101b。當有電流從第一控制輸入端301流向第二控制輸入端303時，繼電器300將電源 輸入端305與電源輸出端307連通。

電源裝置100藉由插頭J1接收的外部電源，經取樣模組103的電阻R1進行限流後，電阻R2與穩壓二極體D4和D5進行分壓，電容C1與穩壓二極體D4和D5共同用於去除外部電壓中的高頻雜波。經過取樣模組103輸出的取樣電壓為加於電阻R2和穩壓二極體D4和D5兩端的電壓。所述取樣電壓經過整流模組105的整流橋進行整流後，再藉由電容C2進行濾波，得到整流後的直流電壓。

電阻R3和R4對整流模組103輸出的直流電壓進行分壓，以給比較器U1A提供待比較電壓。相互串聯的電阻R5和穩壓二極體D1用於給比較器U1A提供基準電壓。若所述直流電壓處於正常的電壓範圍內，則基準電壓與所述直流電壓相同，而待比較電壓是經過電阻R3和R4分壓後的電壓，進而待比較電壓低於基準電壓，比較器U1A的同相輸入端的電壓高於反相輸入端，其輸出端輸出高電平的導通訊號。電阻R6和發光二極體D2所在的支路不導通，發光二極體D2不發光，表明此時藉由插頭J1輸入的外部電壓處於正常電壓範圍內。所述高電平的開關訊號藉由電阻R8使三極體Q1導通，其中R8用於限制藉由三極體Q1的電流。三極體Q1導通，使繼電器300的第一控制輸入端301和第二控制輸入端303之間導通，進而控制電源輸出端307將電源輸入端305接收的外部電壓輸出。

若經所述直流電壓高於正常的電壓範圍，穩壓二極體D1被反向擊穿，比較器U1A同相輸入端接收的基準電壓為穩壓二極體D1的反向擊穿電壓，而其反相輸入端接收的待 比較電壓隨著所述直流電壓升高而升高，使比較器U1A的反相輸入端電壓高於同相輸入端，比較器U1A藉由其輸出端輸出低電平的斷開訊號。由電阻R6和發光二極體D2所在的支路導通，發光二極體D2發光，產生報警訊號。而此時三極體Q1截止，繼電器300的第一控制輸入端301和第二控制輸入端303不導通，進而不能控制電源輸出端307將電源輸入端305接收的外部電壓輸出至用電設備，進而保護用電設備不被過高的電壓燒壞。

上述電源裝置100連接於外部電源與用電設備之間，用於判斷用電設備所使用的外部電源是否超出家用電器的工作電壓範圍，以及在外部電源電壓過高時，進行報警，並不將外部電源輸出至用電設備，保護用電設備。電源裝置100不會因電壓過高而損壞，從而可以反復使用。

100‧‧‧電源裝置

101‧‧‧輸入介面

101a‧‧‧第一輸出端

101b‧‧‧第二輸出端

103‧‧‧取樣模組

105‧‧‧整流模組

107‧‧‧檢測模組

109‧‧‧報警模組

111‧‧‧開關模組

113‧‧‧輸出介面

201‧‧‧第一埠

203‧‧‧第二埠

205‧‧‧第三埠

207‧‧‧第四埠

300‧‧‧繼電器

301‧‧‧第一控制輸入端

303‧‧‧第二控制輸入端

305‧‧‧電源輸入端

307‧‧‧電源輸出端

圖1為一較佳實施方式的電源裝置的功能模組圖。

圖2為圖1所示的電源裝置的電路圖。

100‧‧‧電源裝置

101‧‧‧輸入介面

103‧‧‧取樣模組

105‧‧‧整流模組

107‧‧‧檢測模組

109‧‧‧報警模組

111‧‧‧開關模組

113‧‧‧輸出介面

Claims (10)

1. 一種電源裝置，其包括輸入介面和輸出介面，輸入介面用於接收外部電源電壓，輸出介面用於將外部電源電壓輸出至用電設備，其改良在於：電源裝置還包括檢測模組、報警模組以及開關模組，檢測模組用於比較判斷該外部電源電壓是否過高，若該外部電源電壓過高，則檢測模組輸出斷開訊號，反之則輸出導通訊號，開關模組用於回應該導通訊號將該外部電源電壓藉由該輸出介面輸出，報警模組回應該斷開訊號進行報警，開關模組回應該斷開訊號停止將外部電源電壓藉由輸出介面輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源裝置，其中該電源裝置還包括取樣模組和整流模組，取樣模組用於對該外部電源電壓進行分壓，並輸出分壓後的取樣電壓至整流模組，整流模組用於對該取樣電壓進行整流，並輸出直流電壓至檢測模組，以供檢測模組判斷該外部電源電壓是否過高。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電源裝置，其中該取樣模組包括依次連接的兩個電阻(R1、R2)和兩個穩壓二極體(D4、D5)，該兩個穩壓二極體(D4、D5)的負極相互連接，取樣模組將加於電阻(R2)以及穩壓二極體(D4、D5)上的電壓作為取樣電壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電源裝置，其中該取樣模組還包括與電阻(R1)並聯的電容(C1)，電容(C1)與穩壓二極體(D4、D5)共同用於除去該外部電源電壓中的雜波。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電源裝置，其中該整流模組 包括電容(C2)以及整流橋(D3)，整流橋(D3)包括第一埠、第二埠、第三埠以及第四埠，其中第一埠和第三埠與取樣模組電性相連，用於接收取樣模組輸出的取樣電壓，電容(C2)並聯於第二埠與第四埠之間，用於對整流橋(D3)整流後的電壓進行濾波得到直流電壓。
6. 如申請專利範圍第2項所述之電源裝置，其中該檢測模組包括兩個依次連接的兩電阻(R3、R4)，以及穩壓二極體(D1)和比較器(U1A)，電阻(R3、R4)依次連接後電性連接於整流模組，用於給比較器(U1A)提供用於比較的待比較電壓，穩壓二極體(D1)電性連接至整流模組，用於給比較器(U1A)提供基準電壓，比較器(U1A)用於比較該待比較電壓與基準電壓，並在該待比較電壓高於基準電壓時輸出斷開訊號，反之，則輸出導通訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源裝置，其中該報警模組包括發光二極體(D2)，發光二極體(D2)的負極連接至整流模組，發光二極體(D2)的正極電性連接至檢測模組，若檢測模組輸出低電平的導通訊號，則發光二極體(D2)導通發光，以指示外部電源電壓過高。
8. 如申請專利範圍第2項所述之電源裝置，其中該開關模組包括三極體(Q1)，三極體(Q1)的基極和發射極與檢測模組相連，用於接收檢測模組提供的導通訊號而導通，輸出驅動電壓。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電源裝置，其中該開關模組還包括繼電器，用於接收該外部電源電壓，並回應三極體(Q1)輸出的驅動電壓將該外部電源電壓輸出。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電源裝置，其中該繼電器為 固態繼電器。