欠电压保护方法与装置

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技术领域\n本发明有关一种欠电压保护方法与装置，特别指一种应用于电源装置 的输入端，用以防止输入端的电压低于设定值时，可能产生的过电流现象， 并防止电源装置因输入端出现短时间断电而进入闭锁状态(latch mode)。\n背景技术\n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。\n以个人计算机(PC)而言，利用电源装置(power supply)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、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。\n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 电平；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，也就是将整 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，使该电源装置的输出电源仍可保持一恒定 的电压值。\n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，会于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，自动切换进入闭锁状态，以防止 电流过载对电源装置内部元件或是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，更造成使用者必须等 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诸多不便。\n发明内容\n有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种不同于公知的欠电压保护 方法，可当输入电压低于一设定值时，自动关断并重置(reset)电源装置，一 方面可防止电源装置在输入端的交流电源中断或输入端的交流电源电压偏 低时产生输入电流过载，并使输出端发生异常过电压现象；另一方面可使 电源装置于正常关机或输入端出现短时间断电因而进入闭锁状态时，立即 自动重置，以解除于输入电源恢复后电源装置仍然处于闭锁状态而无法使 用而带来的不便。\n为达上述的目的，本发明公开的欠电压保护方法，应用于电源装置的 输入端，其步骤包括有：取得一交流输入电源；通过一主供电单元将该交 流输入电源转换为一直流输出电源；通过一备用供电单元将该交流输入电 源储存为一备用电源；通过一电压检测单元检测该交流输入电源的电压大 小；当该交流输入电源的电压低于一设定电压值时，通过该备用供电单元 关断该主供电单元；当该交流输入电源的电压低于该设定电压值时，关断 该备用供电单元；通过一监控单元监控该直流输出电源，并于该直流输出 电源的电压下降时，关断该直流输出电源；通过该监控单元启动该备用供 电单元释放该备用电源；以及通过一重置单元加速该备用电源的释放，以 重置该监控单元。\n本发明公开的欠电压保护装置，应用于电源装置的输入端，包括：主 供电单元，用以将一交流输入电源转换为直流输出电源；备用供电单元， 用以将该交流输入电源转换为一备用电源；以及电压检测单元，用以检测 该交流输入电源的电压大小，并于该交流输入电压低于一设定电压值时， 关断该主供电单元；监控单元，用以监控该直流输出电源，并于该直流输 出电源的电压下降时，关断该直流输出电源，并启动该备用供电单元释放 该备用电源；以及重置单元，用以加速该备用电源的释放，以重置该监控 单元。\n附图说明\n图1为本发明的第一实施例的操作流程图；\n图2为本发明的第一实施例的功能方块图；\n图3为本发明的第一实施例的部分细部电路图；\n图4为本发明的第二实施例的操作流程图；\n图5为本发明的第二实施例的功能方块图；以及\n图6为本发明的第二实施例的部分细部电路图。\n具体实施方式\n有关本发明的详细内容及技术，配合附图说明如下：\n本发明所公开的欠电压保护方法的第一实施例，请参考“图1”所示。 主要通过如“图2”所公开的一主供电单元20、一备用供电单元30、以及 一电压检测单元40等功能方块实现。首先，由一交流供电网路10取得一 交流输入电源AC(步骤101)；通过主供电单元20将交流输入电源AC转换 为一直流输出电源DC(步骤102)；通过备用供电单元30将交流输入电源 AC储存为一备用电源SP(步骤103)；通过电压检测单元40检测交流输入电 源AC的电压大小(步骤104)；当交流输入电源AC的电压低于一设定电压 值时，则通过备用供电单元30关断主供电单元20(步骤105)；最后，为防 止输出端产生异常过电压现象，亦关断备用供电单元30(步骤106)。\n其中，步骤104、105以及106的详细说明可参考“图3”所示。来自 交流供电网路10的交流输入电源AC先由一桥式整流器11进行整流，再于 第一电容器12上形成一个直流电压HV(图未显示)；接着再通过电压检测单 元40中的第一电阻器41以及可变电阻器42进行分压；其中，通过可变电 阻器42的调整，可调整设定电压值；因此，当交流输入电源AC的电压低 于设定电压值时，第一晶体管45处于截止状态，造成电流经由第二电阻器 43流向第二晶体管46，使得第二晶体管46亦导通，并通过截止备用供电 单元30内的晶体管，因而关断主供电单元20以及备用供电单元30。\n本发明所公开的欠电压保护方法的第二实施例，请参考“图4”所示。 主要通过如“图5”所公开的主供电单元20、备用供电单元30、电压检测 单元40、重置单元60、以及监控单元70等功能方块实现。首先，由一交 流供电网路10取得一交流输入电源AC(步骤201)；通过主供电单元20将 交流输入电源AC转换为一直流输出电源DC(步骤202)；通过备用供电单元 30将交流输入电源AC储存为一备用电源SP(步骤203)；通过电压检测单元 40检测交流输入电源AC的电压大小(步骤204)；当交流输入电源AC的电 压低于一设定电压值时，则通过备用供电单元30关断主供电单元20(步骤 205)；此时，通过监控单元70监控直流输出电源DC，并于主供电单元20 关断造成直流输出电源DC的电压下降时，启动闭锁功能将直流输出电源 DC关断(步骤206)；并通过监控单元70启动备用供电单元30释放备用电 源SP(步骤207)；最后，通过重置单元60加速备用电源SP的释放，于备用 电源SP释放完毕后，监控单元70的闭锁功能即解除，因此使得监控单元 70获得重置(reset)(步骤208)。\n其中，步骤204以及205的详细说明可参考“图6”所示。来自交流供 电网路10的交流输入电源AC先由一桥式整流器11进行整流，再于第一电 容器12上形成一个直流电压HV；接着再通过电压检测单元40中的第一电 阻器41以及可变电阻器42进行分压；其中，通过可变电阻器42的调整， 可调整设定电压值；因此，当交流输入电源AC的电压低于设定电压值时， 第一晶体管45处于截止状态，造成电流经由第二电阻器43流向第二晶体 管46，使得第二晶体管46亦导通，因此截止备用供电单元30内的晶体管， 并通过关断主供电单元20。\n步骤208的详细说明，亦参考“图6”所示。重置单元60包括第二电 容器61以及第四电阻器62，通过第二电容器61以及第四电阻器62的选择 可控制备用供电单元30的放电速度(第二电容器61与第四电阻器62的值愈 小，则放电速度愈快)，因此，可通过重置单元60加速备用电源SP的释放， 使监控单元70能在短时间内获得重置，以解除由于交流输入电源AC恢复 电压电平后电源装置仍然处于闭锁状态而无法使用而带来的不便。\n虽然本发明已以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明， 本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，可进行更动与 变化，因此本发明的保护范围以后附的权利要求所限定的为准。