过电流保护电路及其电源供应器制造技术

本发明专利技术实施例提供一种过电流保护电路及其电源供应器，所述过电流保护电路包括变流器、比例电阻元件以及辅助开关元件。变流器耦合主开关元件的电流传输路径，依据电流传输路径中的主电流，对应产生从电流。比例电阻元件电性连接于变流器，依据从电流而产生第一电压信号。辅助开关元件电性连接比例电阻元件，受控于第一电压信号，以选择性地控制主开关元件导通或截止。据此，本发明专利技术快速关闭主开关元件以避免主开关元件的损坏。

Over current protection circuit and power supply thereof

The embodiment of the invention provides an overcurrent protection circuit and a power supply thereof, wherein the overcurrent protection circuit comprises a converter, a proportion resistance element and an auxiliary switch element. The converter couples the current transmission path of the main switching element, corresponding to the main current in the current transmission path, to produce the current from the current. The proportional resistance element is electrically connected to the converter and generates a first voltage signal based on the current. An auxiliary switch element electrically connected with a proportional resistance element is controlled by the first voltage signal to selectively control the turn-on or cut-off of the main switch element. Accordingly, the present invention rapidly closes the main switch element to avoid damage to the main switching element.

【技术实现步骤摘要】
过电流保护电路及其电源供应器
本专利技术关于一种过电流保护电路及其电源供应器，特别是关于一种应用于功率开关元件的过电流保护电路及其电源供应器。
技术介绍
传统上，电源供应器中通常会具有若干的功率开关元件，藉由控制功率开关元件，从而可以选择性地输出电源供应器的电力。请参见图1，图1绘示传统的电源供应器示意图。如图1所示，桥式架构的电源供应器9可能具有4个功率开关元件SW1、SW2、SW3、SW4。电源供应器9可以切换导通功率开关元件SW1与SW4，或导通功率开关元件SW2与SW3，以供应电力给后端的负载R。然而，当误动作产生时，同臂的功率开关元件(例如功率开关元件SW1与SW2，或功率开关元件SW3与SW4)会同时导通。此时，电压源Vin与接地端之间的电阻值极小，不可避免的会使流经各功率开关元件的电流快速上升。不仅功率开关元件会因过电压、过电流或过功率而毁损，线路上的负载R或其他元件也会因为不可控的路径而一并损毁。据此，业界需要一种过电流保护电路及其电源供应器，能解决功率开关元件因过电流造成的损毁现象，减少产品回厂维修率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术在于提出一种过电流保护电路，可以取样流经功率开关元件的电流，并直接将异常的电流转换成电压信号，快速关闭功率开关元件以避免功率开关元件的损坏。本专利技术实施例提供一种过电流保护电路，所述过电流保护电路包括变流器、比例电阻元件以及辅助开关元件。变流器耦合主开关元件的电流传输路径，依据电流传输路径中的主电流，对应产生从电流。比例电阻元件电性连接于变流器，依据从电流而产生第一电压信号。辅助开关元件电性连接比例电阻元件，受控于第一电压信号，以选择性地控制主开关元件导通或截止。于本专利技术一示范实施例中，主开关元件与辅助开关元件为功率电晶体，且辅助开关元件的控制端电性连接比例电阻元件，辅助开关元件的漏极端电性连接主开关元件的控制端，辅助开关元件的源极端电性连接主开关元件的源极端。此外，当第一电压信号超过第一门限值时，辅助开关元件导通，且主开关元件的控制端经过辅助开关元件电性连接主开关元件的源极端。本专利技术在于提出一种具有过电流保护电路的电源供应器，所述过电流保护电路可以取样流经功率开关元件的电流，并直接将异常的电流转换成电压信号，快速关闭功率开关元件以避免功率开关元件与电源供应器的损坏。本专利技术实施例提供一种电源供应器，包括至少一个主开关元件及过电流保护电路，所述过电流保护电路包括变流器、比例电阻元件以及辅助开关元件。变流器耦合主开关元件的电流传输路径，依据电流传输路径中的主电流，对应产生从电流。比例电阻元件电性连接于变流器，依据从电流而产生第一电压信号。辅助开关元件电性连接比例电阻元件，受控于第一电压信号，以选择性地控制主开关元件导通或截止。综上所述，本专利技术实施例提供的过电流保护电路及其电源供应器，具有简单的电路设计及即时的响应速度，并可以藉由取样流经功率开关元件的电流，并直接将异常的电流转换成电压信号，从而可以利用所述电压信号快速关闭功率开关元件以避免功率开关元件的损坏。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1绘示传统的电源供应器示意图。图2绘示依据本专利技术一示范实施例的过电流保护电路的功能方块图。图3绘示依据本专利技术一示范实施例的电源供应器的功能方块图。【主要元件符号说明】1：过电流保护电路10：变流器12：比例电阻元件14：辅助开关元件16：第一二极管18：第一辅助电阻20：第二二极管22：第二辅助电阻3：电源供应器9：电源供应器Q1：主开关元件R1：电阻A：外部馈入端SW1～SW4：功率开关元件R：负载Vin：电压源具体实施方式请参见图2，图2绘示依据本专利技术一示范实施例的过电流保护电路的功能方块图。如图2所示，过电流保护电路1用以侦测流经主开关元件Q1的电流，并利用简单的电路判断所述电流是否异常，据以产生对应的回授信号控制主开关元件Q1的导通或截止。在此，过电流保护电路1至少包括变流器(currenttransformer)10、比例电阻元件12以及辅助开关元件14。于一个例子中，比例电阻元件12与辅助开关元件14之间，更可电性连接有第一二极管16以及第一辅助电阻18。此外，主开关元件Q1与辅助开关元件14之间，更可电性连接有第二二极管20以及第二辅助电阻22。变流器10耦合主开关元件Q1的电流传输路径，依据电流传输路径中的主电流，对应产生从电流。于实务上，主开关元件Q1与辅助开关元件14可为功率开关、功率电晶体。所属
的技术人员应可明白的是，主开关元件Q1的电流传输路径指由主开关元件Q1的漏极端(drain)接收电流，再由源极端(source)输出电流的线路。于图2的例子中，变流器10可以被设置在与主开关元件Q1的源极端相连的线路上。当然，本专利技术不限制变流器10的设置位置，举例来说，变流器10也可以被设置在与主开关元件Q1的漏极端相连的线路上。藉此，变流器10可以以一个特定比例将流经主开关元件Q1的主电流耦合出来，而产生一个相应的从电流，所述特定比例可由所属
的技术人员自行设计。比例电阻元件12电性连接于变流器10，例如比例电阻元件12可并联变流器10。于实务上，比例电阻元件12可以是一个有固定电阻值的被动元件，从而依据变流器10输出从电流的电流值与所述电阻值的关系，比例电阻元件12会相应的产生第一电压信号。所述第一电压信号作为辅助开关元件14的控制端电压。据此，辅助开关元件14电性连接该比例电阻元件12，受控于第一电压信号以选择性地控制主开关元件Q1导通或截止。于实务上，当第一电压信号超过第一门限值时，辅助开关元件14会受控而导通。所述第一电压信号可以是辅助开关元件14的临界电压(thresholdvoltage)，而辅助开关元件14导通时，会将主开关元件Q1的控制端与源极端的电压差拉低，从而截止主开关元件Q1。据此，本实施例提出的过电流保护电路1具有极短的反应时间，只要辅助开关元件14因为主开关元件Q1的主电流异常而导通时，立即就会关闭主开关元件Q1，从而减少主开关元件Q1因电流过大而损毁的可能性。请继续参见图2，第一二极管16以及第一辅助电阻18为了防止辅助开关元件14不正常的动作(例如避免逆流)而设计的。所属
的技术人员应可明白，在适当的电路设计之下，第一二极管16以及第一辅助电阻18不一定是必要元件。同样的，第二二极管20以及第二辅助电阻22也是为了防止逆流而设计。在适当的电路设计之下，第二二极管20以及第二辅助电阻22也不一定是必要元件。从实际操作的角度来看，主开关元件Q1一般是受控于外部馈入端A所馈入的信号，外部馈入端A大致上可视为经过电阻R1而连接主开关元件Q1的控制端。当辅助开关元件14处于截止的情况下，主开关元件Q1由外部馈入端A所馈入的信号控制。请注意，变流器10应是随时会耦合流经主开关元件Q1的主电流，藉以输出从电流。惟从电流在正常范围内时，比例电阻元件12相应的产生第一电压信号不会超过第一门限值(即不超过辅助开关元件14的临界电压)，因此辅助开关元件14截止。相反的，若流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过电流保护电路，包括：一变流器，耦合一主开关元件的一电流传输路径，依据该电流传输路径中的一主电流，对应产生一从电流；一比例电阻元件，电性连接于该变流器，依据该从电流而产生一第一电压信号；以及一辅助开关元件，电性连接该比例电阻元件，受控于该第一电压信号，以选择性地控制该主开关元件导通或截止，其特征在于，该主开关元件与该辅助开关元件为功率电晶体，且该辅助开关元件的控制端电性连接该比例电阻元件，该辅助开关元件的漏极端电性连接该主开关元件的控制端，该辅助开关元件的源极端电性连接该主开关元件的源极端。

【技术特征摘要】
1.一种过电流保护电路，包括：一变流器，耦合一主开关元件的一电流传输路径，依据该电流传输路径中的一主电流，对应产生一从电流；一比例电阻元件，电性连接于该变流器，依据该从电流而产生一第一电压信号；以及一辅助开关元件，电性连接该比例电阻元件，受控于该第一电压信号，以选择性地控制该主开关元件导通或截止，其特征在于，该主开关元件与该辅助开关元件为功率电晶体，且该辅助开关元件的控制端电性连接该比例电阻元件，该辅助开关元件的漏极端电性连接该主开关元件的控制端，该辅助开关元件的源极端电性连接该主开关元件的源极端。2.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，当该第一电压信号超过一第一门限值时，该辅助开关元件导通，且该主开关元件的控制端经过该辅助开关元件电性连接该主开关元件的源极端。3.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，该变流器的第一端电性连接该比例电阻元件的第一端与该辅助开关元件的控制端，该变流器的第二端、该比例电阻元件的第二端与该辅助开关元件的源极端电性连接该主开关元件的源极端。4.如权利要求3所述的过电流保护电路，其特征在于，更包括一第一二极管，该第一二极管的阳极端电性连接该比例电阻元件的第一端，该第一二极管的阴极端电性连接该辅助开关元件的控制端。5.如权利要求4所述的过电流保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利伟，洪启文，杨淦棋，李岳融，
申请(专利权)人：致茂电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32