具有过压保护的电源供应器制造技术

一种具有过压保护的电源供应器，其直接侦测电解电容器（24）的跨压，在侦测到电解电容器的跨压发生异常但尚未超过其最大跨压时通过继电器（25）立即切断交流电源（Vin）输入，并在异常消失后通过继电器重新接回交流电源，因此不论是输入电源突波或是回路异常产生的电压升高均不会影响到电解电容器，可防止电解电容器爆炸或起火，以避免电解电容器在爆炸或起火时发生延烧而产生危害。此外，在电解电容器的跨压的侦测上制订出上、下限阈值以作为继电器切断或接回交流电源的依据，如此可抑制噪声的干扰，确保继电器不会误动作或临界弹跳。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种电源供应器，且特别是有关于一种具有过压保护的电源供应器。
技术介绍
图I为一种现有的电源供应器的部分电路图。请参见图1，电源供应器I通过交流电源线10接收交流电源Vin并将其转换为稳定的直流电压Vbus，以供后续如直流至直流转换器转换成不同电平的直流电压。电源供应器I包括电磁干扰(ElectiOMagneticInterference,EMI)滤波器11、桥式整流器12、功率因子修正器(Power Factor Corrector,PFC)13及电解电容器14。EMI滤波器11包括安规电容器Cl及共模电感器LI，用于抑制电磁噪声通过交流电源线10传入或传出电源供应器I。桥式整流器12包括二极管Dl D4，用于将交流电源Vin整流为脉动直流电压。PFC 13为升压型PFC，其包括作为开关的晶体管Q1、电感器L2及二极管D5，用于改善因桥式整流器12所造成交流电源Vin输入的电流畸形，以提高功率因子。电解电容器14用于滤除脉动直流电压中的交流成分以输出稳定的直流电压Vbus。电解电容器14通常采用铝质电解电容器，因其具有价格便宜、容量大及耐压值高的优点而被广泛应用于各种电器中。不过，目前铝质电解电容器多采用易燃的有机酸作为电解液，工作时两铝箔间会汇聚大量的静电能量，当静电能量达到崩溃点或产生极间短路飞弧时，可能发生爆炸或起火。例如，输入的交流电源Vin出现数个周期的电压突波，或者PFC 13因反馈不良导致开关导通时间或占空比(duty cycle)增大而造成其输出电压升高，最终都会影响到电解电容器14两端的跨压(即直流电压Vbus)升高，使两铝箔间快速汇聚大量静电能量而极有可能发生爆炸或起火。为了避免铝质电解电容器在爆炸或起火时发生延烧而产生危害，多家厂商先后提出具有阻燃特性的铝电解电容器，但其仅能在爆炸或起火时避免延烧的发生，并不会对电容器本体可允许的最大跨压有所提升，因此当电容器的跨压发生异常而超过其最大跨压时，阻燃铝电解电容器仍然会损坏，这对于市场不良率并没有直接的改善，加上其价格昂贵，因而很少用于一般的设计中。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在提出一种具有过压保护的电源供应器，可防止电解电容器爆炸或起火，以避免电解电容器在爆炸或起火时发生延烧而产生危害。为达到上述目的或其它目的，本技术提出一种具有过压保护的电源供应器，包括继电器、交流至直流转换器、电解电容器、电压侦测器、滞回比较器及驱动电路。其中，继电器包括开关单元及控制单元，开关单元耦接于交流电源及交流至直流转换器之间，控制单元控制开关单元导通或断开。交流至直流转换器将接收到的交流电源整流为脉动直流电压。电解电容器将接收到的脉动直流电压滤波为直流电压。电压侦测器侦测电解电容器的跨压以输出相应的侦测电压。滞回比较器耦接于电压侦测器及驱动电路之间，滞回比较器根据侦测电压在电解电容器的跨压上升至大于上限阈值时通过驱动电路驱动控制单元控制开关单元由导通变成断开，并在电解电容器的跨压下降至小于下限阈值时通过驱动电路驱动控制单元控制开关单元由断开变成导通。在一实施例中，控制单元包括线圈，且驱动电路包括图腾柱电路。滞回比较器在电解电容器的跨压上升至大于上限阈值时输出的控制信号由第一电平变成第二电平，具有第二电平的控制信号使图腾柱电路产生电流，电流流过线圈而激磁以控制常闭型(normallyclosed)的开关单元断开。滞回比较器在电解电容器的跨压下降至小于下限阈值时输出的控制信号由第二电平变成第一电平，具有第一电平的控制信号使图腾柱电路不产生电流而使线圈停止激磁以控制常闭型的开关单元恢复导通。在一实施例中，控制单元包括设定线圈及复位线圈，且驱动电路包括第一单稳态多谐振荡器及第二单稳态多谐振荡器。滞回比较器在电解电容器的跨压上升至大于上限阈值时输出的控制信号由第一电平变成第二电平，由第一电平变成第二电平的转换触发第一 单稳态多谐振荡器产生第一脉冲信号，第一脉冲信号驱动设定线圈控制开关单元由导通变成断开。滞回比较器在电解电容器的跨压下降至小于下限阈值时输出的控制信号由第二电平变成第一电平，由第二电平变成第一电平的转换触发第二单稳态多谐振荡器产生第二脉冲信号，第二脉冲信号驱动复位线圈控制开关单元由断开变成导通。本技术因采用直接侦测电解电容器的跨压，在侦测到电解电容器的跨压发生异常但尚未超过其最大跨压时通过继电器立即切断交流电源输入，并在异常消失后通过继电器重新接回交流电源，因此不论是输入的交流电源电压出现异常突波或是PFC反馈异常产生的电压升高均不会影响到电解电容器，可防止电解电容器爆炸或起火，以避免电解电容器在爆炸或起火时发生延烧而产生危害。此外，在电解电容器的跨压的侦测上制订出上、下限阈值以作为继电器切断或接回交流电源的依据，如此可抑制噪声的干扰，确保继电器不会误动作或临界弹跳。为让本技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图I为一种现有的电源供应器的部分电路图。图2为根据本技术一实施例的电源供应器的部分电路图。图3为图2所示的驱动电路及控制单元的一实施例的电路图。图4为图2所示的驱动电路及控制单元的另一实施例的电路图。图5为图2所示的电源供应器在输入的交流电源电压出现异常突波时执行过压保护的波形示意图。图6为图2所示的电源供应器在PFC反馈异常时执行过压保护的波形示意图。标识说明I、2:电源供应器10、20:交流电源线11、21:EMI 滤波器12、22:桥式整流器13,23 PFC14、24:电解电容器25:继电器251 :开关单元252、352、452 :控制单元26 电压侦测器27:滞回比较器28、38、48 ■·驱动电路29:参考电压产生器481 :第一单稳态多谐振荡器482 :第二单稳态多谐振荡器Cl C6 :电容器Dl D7 :二极管L1、L2:电感器Lry :线圈Lst :设定线圈Lrst :复位线圈OPl :运算放大器Ql Q7:晶体管Rl R16 :电阻器Ul :并联稳压器Vin :交流电源Vbus、Vcc :直流电压Vsen:侦测电压Vref:参考电压Vctl :控制信号Vl :第一电平V0:第二电平Vdr、Vdrl、Vdr2 :驱动信号Vpl :第一脉冲信号Vp2 :第二脉冲信号Vth’ 上限阈值Vtl’ 下限阈值ON :开关单元导通OFF:开关单元断开t:时间t0 t4:时间点。具体实施方式图2为根据本技术一实施例的电源供应器的部分电路图。请参见图2，电源供应器2通过交流电源线20接收交流电源Vin并将其转换为稳定的直流电压Vbus，以供后续如直流至直流转换器转换成不同电平的直流电压，而且电源供应器2具有针对电解电容器的过压保护功能，可防止电解电容器爆炸或起火，以避免电解电容器在爆炸或起火时发生延烧而产生危害。电源供应器2包括EMI滤波器21、交流至直流转换器(包括桥式整流器22及PFC 23)、电解电容器24、继电器25、电压侦测器26、滞回比较器27、驱动电路28及参考电压产生器29。其中，EMI滤波器21、桥式整流器22及PFC 23可以采用如图I所示的EMI滤波器11、桥式整流器12及PFC 13本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有过压保护的电源供应器（2），其特征在于它包括：一继电器（25）、一交流至直流转换器（22及23）、一电解电容器（24）、一电压侦测器（26）、一滞回比较器（27）及一驱动电路（28、38或48），其中，该继电器（25）包括一开关单元（251）及一控制单元（252、352或452），该开关单元耦接于一交流电源（Vin）及该交流至直流转换器之间，该控制单元控制该开关单元的导通或断开，该交流至直流转换器将接收到的该交流电源整流为一脉动直流电压，该电解电容器（24）将接收到的该脉动直流电压滤波为一直流电压（Vbus），该电压侦测器（26）侦测该电解电容器的跨压以输出相应的一侦测电压（Vsen），该滞回比较器（27）耦接于该电压侦测器及该驱动电路之间，该滞回比较器根据该侦测电压在该电解电容器的跨压上升至大于一上限阈值时通过该驱动电路驱动该控制单元控制该开关单元由导通变成断开，并在该电解电容器的跨压下降至小于一下限阈值时通过该驱动电路驱动该控制单元控制该开关单元由断开变成导通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林立韦，杨永，陈志阳，谢璐银，
申请(专利权)人：冠捷投资有限公司，
类型：实用新型
国别省市：