TWI441400B - 保護電路 - Google Patents

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TWI441400B
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/006—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of too high or too low voltage
    • H02H11/007—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of too high or too low voltage involving automatic switching for adapting the protected apparatus to the supply voltage
    • H—ELECTRICITY
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
    • H02H3/243—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage for DC systems

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Description

保護電路
本發明係關於一種保護電路。
一般市面上所設計的USB過電壓保護方式是以電阻/保險絲等元件來設計，然，此種方式須計算電阻值來調整其電壓以使得符合接收端的輸入電壓，如此甚為不便。
鑒於上述內容，有必要提供一種較為方便的保護電路。
一種保護電路，包括一比較器及一電子開關，該比較器的同相輸入端與一第一電壓源相連，反相輸入端與一輸出電壓源相連，輸出端透過一第一電阻與電子開關的第一端相連，該電子開關的第二端用於與一外接設備相連，第三端與該輸出電壓源相連；其中，該輸出電壓源用於為外接設備提供工作電壓，當該比較器的同相輸入端所接收的電壓不小於反相輸入端所接收的電壓時，該比較器輸出一高電平訊號，以使得電子開關導通進而將輸出電壓源的電壓輸出至外接設備，當該比較器的同相輸入端所接收的電壓大於反相輸入端所接收的電壓時，該比較器輸出一低電平訊號，以使得電子開關截止進而不輸出電壓至外接設備，該保護電路還包括一二極體，該二極體的陽極與一處理器相連，還透過一第二電阻與一第二電壓源相連，陰極與比較器的輸出端相連，該二極 體用於在電子開關截止時發送一異常訊號至該處理器。
上述保護電路透過比較器比較其同相輸入端與反相輸入端的電壓值來判斷輸出電壓源是否出現異常，若輸出電壓源出現異常則透過電子開關切斷輸出電壓源與外接設備之間的連接，以避免外接設備受到損壞。
U1‧‧‧比較器
D1‧‧‧二極體
U2‧‧‧保險絲
VCC1‧‧‧第一電壓源
VCC2‧‧‧第二電壓源
Q1‧‧‧三極體
R1、R2‧‧‧電阻
1‧‧‧外接設備
2‧‧‧處理器
VCC3‧‧‧輸出電壓源
圖1是本發明保護電路的較佳實施方式的電路圖。
請參閱圖1，本發明保護電路的較佳實施方式包括一比較器U1、一二極體D1、一保險絲U2、一第一電壓源VCC1、一第二電壓源VCC2、一三極體Q1及電阻R1、R2。
該比較器U1的反相輸入端透過保險絲U2與輸出電壓源VCC3相連，同相輸入端與第一電壓源VCC1相連，輸出端透過電阻R1與三極體Q1的基極相連。該三極體Q1的集極與比較器U1的反相輸入端相連，射極用於輸出電壓至外接設備1(如一USB電子設備)。
該三極體Q1的射極還與二極體D1的陰極相連，該二極體D1的陽極與一處理器2相連，還透過電阻R2與第二電壓源VCC2相連。該二極體D1的陽極用於在輸出電壓源VCC3過壓時輸出一過壓訊號至該處理器2。
下面將對本發明保護電路的工作原理進行說明：該第一電壓源VCC1為一參考電壓，其電壓設置為與外接設備1的正常工作電壓值相同，該第二電壓源VCC2的電壓小於輸出電壓源VCC3的電壓值。當輸出電壓源VCC3的電壓無異常，即其電壓滿足 外接設備1的要求時，該比較器U1的同相輸入端及反相輸入端的電壓值相等，此時該比較器U1輸出高電平訊號，即使得三極體Q1導通，進而使得輸出電壓源VCC3將電壓輸出至外接設備1。又，由於該二極體D1的陽極的電壓值(即第二電壓源VCC2的電壓值)小於其陰極的電壓值(即輸出電壓源VCC3的電壓值)，因此該二極體D1截止，該處理器2即接收到高電平訊號，表示此時該輸出電壓源VCC3未出現過壓情況。同理，當該比較器U1的同相輸入端的電壓值大於反相輸入端的電壓值時，該比較器U1同樣輸出高電平訊號，該處理器2仍然接收到高電平訊號，表示此時該輸出電壓源VCC3未出現過壓情況。根據上述表述可以看出，當該比較器U1的同相輸入端的電壓值不小於反相輸入端的電壓值時，該比較器U1即輸出高電平訊號，該處理器2則接收到高電平訊號，表示此時該輸出電壓源VCC3未出現過壓情況。
當輸出電壓源VCC3的電壓高於外接設備1的工作電壓時，該比較器U1的同相輸入端的電壓值小於其反相輸入端的電壓值，此時該比較器U1的輸出端輸出低電平訊號，即使得三極體Q1截止，進而使得輸出電壓源VCC3不能將電壓輸出至外接設備1。另，此時該二極體D1的陽極的電壓值(即第二電壓源VCC2的電壓值)將大於其陰極的電壓值(即比較器U1的輸出端的電壓值)，因此該二極體D1導通，此時，該處理器2將接收到低電平訊號，表示此時該輸出電壓源VCC3出現異常。另，該保險絲U2將被熔斷，將直接切斷輸出電壓源VCC3與保護電路之間的連接。
從工作原理可以看出，該三極體Q1在電路中起到電子開關的作用，因此，其他實施方式中，該三極體Q1亦可採用其他類型的電晶 體或場效應電晶體來代替，甚至其他具有電子開關功能的電子元件均可。比如，當利用一場效應電晶體來代替該三極體Q1時，低電平的控制訊號即使得該場效應電晶體截止、高電平的控制訊號即使得該場效應電晶體導通，其工作原理與三極體相同。其他電子開關與此類似，在此不再贅述。該電子開關包括一第一端、一第二端及一第三端，該第一端透過電阻R1與比較器U1的輸出端相連，第二端與外接設備1相連，第三端與保險絲U2相連。
上述保護電路透過比較器U1比較其同相輸入端與反相輸入端的電壓值來判斷輸出電壓源VCC3是否出現異常，若輸出電壓源VCC3出現異常則透過三極體Q1切斷輸出電壓源VCC3與外接設備1之間的連接，以避免外接設備1受到損壞。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
U1‧‧‧比較器
D1‧‧‧二極體
U2‧‧‧保險絲
VCC1‧‧‧第一電壓源
VCC2‧‧‧第二電壓源
Q1‧‧‧三極體
R1、R2‧‧‧電阻
1‧‧‧外接設備
2‧‧‧處理器
VCC3‧‧‧輸出電壓源

Claims (3)

  1. 一種保護電路，包括一比較器及一電子開關，該比較器的同相輸入端與一第一電壓源相連，反相輸入端與一輸出電壓源相連，輸出端透過一第一電阻與電子開關的第一端相連，該電子開關的第二端用於與一外接設備相連，第三端與該輸出電壓源相連；其中，該輸出電壓源用於為外接設備提供工作電壓，當該比較器的同相輸入端所接收的電壓不小於反相輸入端所接收的電壓時，該比較器輸出一高電平訊號，以使得電子開關導通進而將輸出電壓源的電壓輸出至外接設備，當該比較器的同相輸入端所接收的電壓大於反相輸入端所接收的電壓時，該比較器輸出一低電平訊號，以使得電子開關截止進而不輸出電壓至外接設備，該保護電路還包括一二極體，該二極體的陽極與一處理器相連，還透過一第二電阻與一第二電壓源相連，陰極與比較器的輸出端相連，該二極體用於在電子開關截止時發送一異常訊號至該處理器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之保護電路，其中該電子開關為一三極體，其基極、射極及集極分別為電子開關的第一端、第二端及第三端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之保護電路，其中該輸出電壓源與比較器的反相輸入端之間還連接一保險絲。
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