專利名稱：輸入過電壓保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種輸入過電壓保護電路，且特別是一種用于電源供應器的輸 入過電壓保護電路。
背景技術：
圖1為一種現有的電源供應器的電路示意圖。請參見圖1，電源供應器1包括電磁 干擾濾波器11、橋式整流器12、輸入濾波電容器13、直流至直流轉換器14和輸出濾波電容 器15。交流電源Vac輸入后，通過電磁干擾濾波器11濾除噪聲，再通過橋式整流器12的整 流及輸入濾波電容器13的濾波而轉換成直流輸入電壓Vin。不具調整性的直流輸入電壓 Vin通過直流至直流轉換器14的轉換及輸出濾波電容器15的濾波而轉換成具調整性的直 流輸出電壓Vout。當電源供應器1設計用于接收較低電壓(如IlOVrms)的交流電源Vac時，采用的 輸入濾波電容器13的耐壓較低，若使用時不小心將其交流插頭插入用于提供較高電壓(如 220Vrms)的交流電源Vac的插座，則輸入濾波電容器13將因耐壓不夠而爆炸起火。當然， 電源供應器1可采用耐壓較高的輸入濾波電容器13來防止因耐壓不夠而爆炸起火，但是其 成本當然較高。
發(fā)明內容本實用新型的目的就是在于提供一種輸入過電壓保護電路，可根據電源供應器接 收的交流電源電壓的不同自動提供不同耐壓的輸入濾波電容器。本實用新型提出一種輸入過電壓保護電路，其具有第一端和第二端且并聯耦接以 接收直流輸入電壓。輸入過電壓保護電路包括電壓檢測器、第一電容器、第一開關、第二電 容器和第二開關，其中電壓檢測器具有第一端、第二端和輸出端，第一電容器和第二電容器 均具有第一端和第二端，第一開關和第二開關均具有第一端、第二端和控制端。電壓檢測器 的第一端和第二端分別耦接輸入過電壓保護電路的第一端和第二端，電壓檢測器的輸出端 在直流輸入電壓超過閾值時輸出切換信號。第一電容器的第一端耦接輸入過電壓保護電路 的第一端。第一開關的第一端、第二端和控制端分別耦接第一電容器的第二端、輸入過電壓 保護電路的第二端和電壓檢測器的輸出端，在接收到切換信號時第一開關不導通。第二電 容器的第一端耦接第一電容器的第二端。第二開關的第一端、第二端和控制端分別耦接第 二電容器的第二端、輸入過電壓保護電路的第二端和電壓檢測器的輸出端，在接收到切換 信號時第二開關導通。本實用新型因采用根據電源供應器接收的交流電源整流后的直流輸入電壓的不 同，自動切換成第一電容器(其耐壓較低)或串聯耦接的第一和第二電容器(其耐壓較高) 以提供作為不同耐壓的輸入濾波電容器，可防止因耐壓不夠而爆炸起火，以較低的成本達 到輸入過電壓保護的效果。為讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
圖1為一種現有的電源供應器的電路示意圖；圖2為采用本實用新型輸入過電壓保護電路的電源供應器的電路示意圖；圖3為本實用新型輸入過電壓保護電路的電路示意圖；圖4為本實用新型輸入過電壓保護電路的一優(yōu)選實施例的電路圖。附圖標記說明1、2_電源供應器；11、21_電磁干擾濾波器；12、22_橋式整流器； 13-輸入濾波電容器；14、24_直流至直流轉換器；15、25_輸出濾波電容器；23、43_輸入過 電壓保護電路；231、431_輸入過電壓保護電路的第一端；232、432_輸入過電壓保護電路 的第二端；Cl-第一電容器；C2-第二電容器；C3-第三電容器；DET-電壓檢測器；mi-電 壓檢測器的第一端；IN2-電壓檢測器的第二端；OUT-電壓檢測器的輸出端；Dzl-齊納二極 管；Ql、Q3-N通道場效應晶體管；Q2-P通道場效應晶體管；Rl-電阻器；Rbl-第一偏壓電阻 器；詘2_第二偏壓電阻器；Rel-第一均壓電阻器；Re2-第二均壓電阻器；Rsl-第一檢測電 阻器；Rs2-第二檢測電阻器；Sl-第一開關；S2-第二開關；S3-第三開關；Vac-交流電源； Vin-直流輸入電壓；Vout-直流輸出電壓。
具體實施方式
圖2為采用本實用新型輸入過電壓保護電路的電源供應器的電路示意圖。請參見 圖2，電源供應器2包括電磁干擾濾波器21、橋式整流器22、輸入過電壓保護電路23、直流 至直流轉換器M和輸出濾波電容器25。交流電源Vac輸入后，通過電磁干擾濾波器21濾 除噪聲，再通過橋式整流器22的整流及輸入過電壓保護電路23的濾波而轉換成直流輸入 電壓Vin。不具調整性的直流輸入電壓Vin通過直流至直流轉換器對的轉換及輸出濾波電 容器25的濾波而轉換成具調整性的直流輸出電壓Vout。輸入過電壓保護電路23可根據電 源供應器2接收的交流電源Vac電壓的不同自動提供不同耐壓的輸入濾波電容器，以較低 成本達到輸入過電壓保護的效果。圖3為本實用新型輸入過電壓保護電路的電路示意圖。請參見圖3，輸入過電壓保 護電路23具有第一端231和第二端232且并聯耦接至如圖2所示橋式整流器22的輸出端 以接收直流輸入電壓Vin。輸入過電壓保護電路23包括電壓檢測器DET、第一電容器Cl、第 一開關Si、第二電容器C2和第二開關S2，其中電壓檢測器DET具有第一端IN1、第二端IN2 和輸出端OUT，第一電容器Cl和第二電容器C2均具有第一端和第二端，第一開關Sl和第二 開關S2均具有第一端、第二端和控制端。電壓檢測器DET的第一端mi和第二端IN2分別耦接輸入過電壓保護電路23的 第一端231和第二端232，電壓檢測器DET的輸出端OUT在直流輸入電壓Vin超過閾值時 輸出切換信號；反之，在直流輸入電壓Vin未超過閾值時當然不輸出切換信號。第一電容器 Cl的第一端耦接輸入過電壓保護電路23的第一端231。第一開關Sl的第一端、第二端和 控制端分別耦接第一電容器Cl的第二端、輸入過電壓保護電路23的第二端232和電壓檢 測器DET的輸出端OUT，在接收到切換信號時第一開關Sl不導通；反之，在未接收到切換信 號時第一開關S 1當然導通。第二電容器C2的第一端耦接第一電容器Cl的第二端。第二開關S2的第一端、第二端和控制端分別耦接第二電容器C2的第二端、輸入過電壓保護電路 23的第二端232和電壓檢測器DET的輸出端OUT，在接收到切換信號時第二開關S2導通； 反之，在未接收到切換信號時第二開關S2當然不導通。在交流電源Vac電壓較高而使直流輸入電壓Vin超過閾值時，電壓檢測器DET的 輸出端OUT輸出切換信號，使第一開關Sl不導通且第二開關S2導通，此時第一電容器Cl 和第二電容器C2串聯耦接于輸入過電壓保護電路23的第一端231和第二端232之間而作 為輸入濾波電容器，其耐壓較高。在交流電源Vac電壓較低而使直流輸入電壓Vin未超過 閾值時，電壓檢測器DET的輸出端OUT不輸出切換信號，使第一開關S 1導通且第二開關S2 不導通，此時僅第一電容器C 1耦接于輸入過電壓保護電路23的第一端231和第二端232 之間而作為輸入濾波電容器，其耐壓較低。圖4為本實用新型輸入過電壓保護電路的一優(yōu)選實施例的電路圖。請參見圖4，輸 入過電壓保護電路43具有第一端431和第二端432且并聯耦接以接收直流輸入電壓Vin。 輸入過電壓保護電路43包括電壓檢測器DET、第一電容器Cl、第一開關Si、第二電容器C2 和第二開關S2，其中電壓檢測器DET具有第一端INl、第二端IN2和輸出端OUT，第一電容器 Cl和第二電容器C2均具有第一端和第二端，第一開關Sl和第二開關S2均具有第一端、第 二端和控制端。輸入過電壓保護電路43還包括第一均壓電阻器Rel和第二均壓電阻器Re2，其中 第一均壓電阻器Rel和第二均壓電阻器Re2均具有第一端和第二端。第一均壓電阻器Rel 的第一端和第二端分別耦接第一電容器Cl的第一端和第二端。第二均壓電阻器Re2的第 一端和第二端分別耦接第二電容器C2的第一端和第二端。第一均壓電阻器Rel和第二均 壓電阻器Re2用于使落在第一電容器Cl和第二電容器C2上的電壓均等，防止電壓不均等 造成落在某一電容器上的電壓過高而被擊穿，進而使另一電容器很快也被擊穿。在本實施例中，第一開關Sl包括N通道場效應晶體管Q1，此N通道場效應晶體管 Ql具有漏極端、源極端和柵極端且分別耦接第一開關Sl的第一端、第二端和控制端。第二 開關S2包括P通道場效應晶體管Q2，此P通道場效應晶體管Q2具有源極端、漏極端和柵極 端且分別耦接第二開關S2的第一端、第二端和控制端。此時，輸入過電壓保護電路43還包 括第一偏壓電阻器Rbl和第二偏壓電阻器Rb2，其中第一偏壓電阻器Rbl和第二偏壓電阻器 此2均具有第一端和第二端。第一偏壓電阻器Rbl的第一端和第二端分別耦接輸入過電壓 保護電路43的第一端431和電壓檢測器DET的輸出端OUT。第二偏壓電阻器Rb2的第一端 和第二端分別耦接第一偏壓電阻器Rbl的第二端和輸入過電壓保護電路43的第二端432。 第一偏壓電阻器Rbl和第二偏壓電阻器Rb2用于在電壓檢測器DET的輸出端OUT不輸出切 換信號時，提供偏壓使N通道場效應晶體管Ql導通且P通道場效應晶體管Q2不導通。在本實施例中，電壓檢測器DET包括第一檢測電阻器Rsl、第二檢測電阻器Rs2、齊 納二極管Dzl、第三電容器C3、電阻器Rl和第三開關S3，其中第一檢測電阻器Rsl、第二檢 測電阻器Rs2、第三電容器C3和電阻器Rl均具有第一端和第二端，齊納二極管Dzl具有陰 極端和陽極端，第三開關S3具有第一端、第二端和控制端。第一檢測電阻器Rsl的第一端 耦接電壓檢測器DET的第一端INl。第二檢測電阻器Rs2的第一端和第二端分別耦接第一 檢測電阻器Rsl的第二端和電壓檢測器DET的第二端IN2。齊納二極管Dzl的陰極端耦接 第二檢測電阻器Rs2的第一端。第三電容器C3的第一端和第二端分別耦接齊納二極管Dzl的陽極端和電壓檢測器DET的第二端IN2。電阻器Rl的第一端和第二端分別耦接齊納二 極管Dzl的陽極端和電壓檢測器DET的第二端IN2。第三開關S3的第一端、第二端和控制 端分別耦接電壓檢測器DET的輸出端OUT、電壓檢測器DET的第二端IN2和齊納二極管Dzl 的陽極端，在直流輸入電壓Vin超過閾值時第三開關S3導通；反之，在直流輸入電壓Vin未 超過閾值時第三開關S3當然不導通。另外，第三開關S3包括N通道場效應晶體管Q3，此N 通道場效應晶體管Q3具有漏極端、源極端和柵極端且分別耦接第三開關S3的第一端、第二 端和控制端。其中，第一檢測電阻器Rsl和第二檢測電阻器Rs2用于對直流輸入電壓Vin進行 分壓采樣。第三電容器C3用于在齊納二極管Dzl崩潰導通時對直流輸入電壓Vin通過第 一檢測電阻器Rsl和第二檢測電阻器Rs2分壓后的電壓進行濾波和穩(wěn)壓。電阻器Rl用于 在齊納二極管Dzl未崩潰時對第三電容器C3進行放電且提供N通道場效應晶體管Q3的柵 極端一路徑耦接輸入過電壓保護電路43的第二端432而接地。本實用新型設計在直流輸入電壓Vin超過閾值時，直流輸入電壓Vin通過第一檢 測電阻器Rsl和第二檢測電阻器Rs2分壓后的電壓可使齊納二極管Dzl崩潰導通且N通道 場效應晶體管Q3導通，電壓檢測器DET的輸出端OUT通過導通的N通道場效應晶體管Q3 耦接輸入過電壓保護電路43的第二端432而接地，此時電壓檢測器DET的輸出端OUT因接 地而輸出切換信號(即低準位信號)，可使N信道場效應晶體管Ql不導通且P通道場效應 晶體管Q2導通。在直流輸入電壓Vin未超過閾值時，直流輸入電壓Vin通過第一檢測電阻 器Rsl和第二檢測電阻器Rs2分壓后的電壓無法使齊納二極管Dzl崩潰導通，故N通道場 效應晶體管Q3不導通，此時電壓檢測器DET的輸出端OUT相當于開路，通過第一偏壓電阻 器Rbl和第二偏壓電阻器Rb2提供偏壓使N通道場效應晶體管Ql導通且P通道場效應晶 體管Q2不導通。綜上所述，本實用新型輸入過電壓保護電路通過電壓檢測器檢測電源供應器接收 的交流電源整流后的直流輸入電壓，在交流電源電壓較高而使直流輸入電壓超過閾值時， 電壓檢測器輸出切換信號，使第一開關不導通且第二開關導通，以提供串聯耦接的第一電 容器和第二電容器作為輸入濾波電容器，其耐壓較高，在交流電源電壓較低而使直流輸入 電壓未超過閾值時，電壓檢測器不輸出切換信號，使第一開關導通且第二開關不導通，以提 供第一電容器作為輸入濾波電容器，其耐壓較低。因此，本實用新型輸入過電壓保護電路根 據電源供應器接收的交流電源電壓的不同自動提供不同耐壓的輸入濾波電容器，可防止因 耐壓不夠而爆炸起火，以較低的成本達到輸入過電壓保護的效果。雖然本實用新型已在上述優(yōu)選實施例中公開，然其并非用來限定本實用新型，任 何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作少許修改與潤飾，因此本 實用新型的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權利要求1.一種輸入過電壓保護電路，具有一第一端和一第二端，并聯耦接以接收一直流輸入 電壓，其特征在于，該輸入過電壓保護電路包括一電壓檢測器，具有一第一端、一第二端和一輸出端，該電壓檢測器的第一端和第二端 分別耦接該輸入過電壓保護電路的第一端和第二端，該電壓檢測器的輸出端在該直流輸入 電壓超過一閾值時輸出一切換信號；一第一電容器，其第一端耦接該輸入過電壓保護電路的第一端； 一第一開關，具有一第一端、一第二端和一控制端，分別耦接該第一電容器的第二端、 該輸入過電壓保護電路的第二端和該電壓檢測器的輸出端，在接收到該切換信號時該第一 開關不導通；一第二電容器，其第一端耦接該第一電容器的第二端；一第二開關，具有一第一端、一第二端和一控制端，分別耦接該第二電容器的第二端、 該輸入過電壓保護電路的第二端和該電壓檢測器的輸出端，在接收到該切換信號時該第二 開關導通。
2.如權利要求1所述的輸入過電壓保護電路，其特征在于，所述輸入過電壓保護電路 還包括一第一均壓電阻器，其第一端和第二端分別耦接該第一電容器的第一端和第二端； 一第二均壓電阻器，其第一端和第二端分別耦接該第二電容器的第一端和第二端。
3.如權利要求1所述的輸入過電壓保護電路，其特征在于，該第一開關包括一N通道場 效應晶體管，該N通道場效應晶體管的漏極端、源極端和柵極端分別耦接該第一開關的第 一端、第二端和控制端。
4.如權利要求1所述的輸入過電壓保護電路，其特征在于，該第二開關包括一P通道場 效應晶體管，該P通道場效應晶體管的源極端、漏極端和柵極端分別耦接該第二開關的第 一端、第二端和控制端。
5.如權利要求3或4所述的輸入過電壓保護電路，其特征在于，所述輸入過電壓保護電 路還包括一第一偏壓電阻器，其第一端和第二端分別耦接該輸入過電壓保護電路的第一端和該 電壓檢測器的輸出端；一第二偏壓電阻器，其第一端和第二端分別耦接該第一偏壓電阻器的第二端和該輸入 過電壓保護電路的第二端。
6.如權利要求1所述的輸入過電壓保護電路，其特征在于，該電壓檢測器包括 一第一檢測電阻器，其第一端耦接該電壓檢測器的第一端；一第二檢測電阻器，其第一端和第二端分別耦接該第一檢測電阻器的第二端和該電壓 檢測器的第二端；一齊納二極管，其陰極端耦接該第二檢測電阻器的第一端；一第三電容器，其第一端和第二端分別耦接該齊納二極管的陽極端和該電壓檢測器的Λ-Λ- ~·上山弟一兄而；一電阻器，其第一端和第二端分別耦接該齊納二極管的陽極端和該電壓檢測器的第二端；一第三開關，具有一第一端、一第二端和一控制端，分別耦接該電壓檢測器的輸出端、該電壓檢測器的第二端和該齊納二極管的陽極端，在該直流輸入電壓超過該閾值時該第三 開關導通。
7.如權利要求6所述的輸入過電壓保護電路，其特征在于，該第三開關包括一N通道場 效應晶體管，該N通道場效應晶體管的漏極端、源極端和柵極端分別耦接該第三開關的第 一端、第二端和控制端。
專利摘要本實用新型公開了一種輸入過電壓保護電路，包括電壓檢測器、第一和第二電容器、第一和第二開關，通過電壓檢測器檢測電源供應器接收的交流電源整流后的直流輸入電壓，在直流輸入電壓超過閾值時，電壓檢測器輸出切換信號使第一開關不導通且第二開關導通，以提供串聯耦接的第一和第二電容器作為輸入濾波電容器，在直流輸入電壓未超過閾值時，電壓檢測器不輸出切換信號使第一開關導通且第二開關不導通，以提供第一電容器作為輸入濾波電容器，因此根據電源供應器接收的交流電源電壓的不同自動提供不同耐壓的輸入濾波電容器，以較低成本達到輸入過電壓保護的效果。
文檔編號H02M1/32GK201860257SQ201020590428
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權日2010年11月2日
發(fā)明者涂登富, 謝慶星, 邱顯鴻, 陳義雄, 陳鴻文, 高志明 申請人:冠捷投資有限公司