專利名稱：線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法及裝置，尤其涉及一種用于交換式電源控制系統(tǒng)的保護(hù)方法及裝置。
由于一般隔離型開關(guān)式電源都利用輔助繞組提供控制電路所需的電源，此電源在系統(tǒng)工作條件異常時(shí)(如輸出端過(guò)載或短路、交流電源電壓過(guò)低等)無(wú)法正常工作，而導(dǎo)致控制線路停止工作，系統(tǒng)進(jìn)入不斷重新開機(jī)的狀態(tài)，現(xiàn)有的線路設(shè)計(jì)一般以下列方式調(diào)整輔助電源的能量或重新開機(jī)的周期，以達(dá)到電源系統(tǒng)不會(huì)因電源異常使用而燒毀或損壞外接設(shè)備。


圖1為現(xiàn)有的開關(guān)式電源控制電路圖，PWM(脈沖調(diào)制)控制的IC(集成電路)11以脈沖波調(diào)制的方式切換晶體管Q1，使二次側(cè)繞組12輸出穩(wěn)定的電壓，同時(shí)由輔助繞組121提供控制系統(tǒng)所需的電源?，F(xiàn)有的保護(hù)線路設(shè)計(jì)一般采用如下方法利用輔助電源電路的電阻R5和二極管D1形成整流電路；調(diào)整電阻R3，電阻R4，電阻R6，電阻R7使系統(tǒng)的輸出功率最大；改變電阻R1，電阻R2，電容C2來(lái)調(diào)整線路開機(jī)周期；在輸出端設(shè)計(jì)輸出電流檢測(cè)電路；設(shè)計(jì)其它保護(hù)線路。
該保護(hù)線路設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)在于，由于影響該輔助電源能量大小的因素非常多，上述調(diào)整要達(dá)到最佳狀態(tài)通常必須經(jīng)過(guò)不斷的測(cè)試，相當(dāng)費(fèi)時(shí)且效果有限，而設(shè)計(jì)的輸出電流檢測(cè)電路在輸出端短路時(shí)無(wú)法有效地動(dòng)作甚至容易在開機(jī)時(shí)發(fā)生誤動(dòng)作。
本發(fā)明的目的在于提出一種線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法及裝置，可有效判斷電路的異常，在線路異常時(shí)能及時(shí)檢測(cè)并提供保護(hù)，以確保系統(tǒng)的安全，且成本較低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法用在控制系統(tǒng)中，該控制系統(tǒng)至少包含一個(gè)控制集成電路，該控制系統(tǒng)提供一個(gè)輸入電壓信號(hào)給該控制集成電路，該控制集成電路根據(jù)該輸入電壓的變化而輸出電壓信號(hào)，包含下列步驟檢測(cè)該控制集成電路的輸出電壓信號(hào)；在該輸出電壓信號(hào)消失時(shí)，發(fā)出一個(gè)告警信號(hào)以觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其中該控制系統(tǒng)為一種開關(guān)式電源控制系統(tǒng)。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其中該控制集成電路是為一種可輸出參考電壓信號(hào)的控制集成電路。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其中該輸出參考電壓信號(hào)是該控制集成電路的輸入電壓低于該控制集成電路的最小工作電壓時(shí)，該輸出參考電壓信號(hào)即由該控制集成電路切斷的輸出電壓信號(hào)。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其中該告警信號(hào)是利用參考電壓信號(hào)的變化特點(diǎn)，在該控制集成電路切斷參考電壓信號(hào)時(shí)由檢測(cè)電路發(fā)出以觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其中該輸入電壓是為該控制集成電路的電源電壓。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其中該告警信號(hào)是用來(lái)觸發(fā)自動(dòng)反饋(Auto Recovery)裝置與鎖存器(Latch off)裝置等保護(hù)機(jī)制。
另外本發(fā)明提出的一種線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，是用在控制系統(tǒng)中，該控制系統(tǒng)至少包含控制集成電路，該控制系統(tǒng)提供輸入電壓信號(hào)給該控制集成電路，該控制集成電路根據(jù)該輸入電壓的變化而輸出電壓信號(hào)，包含檢測(cè)電路，用以檢測(cè)該控制集成電路的輸出電壓信號(hào)，并在該輸出電壓信號(hào)消失時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)。
保護(hù)電路，利用自動(dòng)反饋裝置與鎖存器裝置等保護(hù)機(jī)制，用以保護(hù)系統(tǒng)的安全。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其中該控制系統(tǒng)為一開關(guān)式電源控制系統(tǒng)。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其中該控制集成電路為一個(gè)可輸出參考電壓信號(hào)的控制集成電路。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其中該電壓信號(hào)為該控制集成電路的輸入電壓低于該控制集成電路預(yù)設(shè)的最小工作電壓時(shí)，該輸出參考電壓信號(hào)即由該控制集成電路切斷的輸出電壓信號(hào)。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其中該告警信號(hào)是利用參考電壓信號(hào)的變化特點(diǎn)，在該控制集成電路切斷參考電壓信號(hào)時(shí)由檢測(cè)電路發(fā)出的告警信號(hào)。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其中該輸入電壓是為該控制集成電路的電源電壓。
如上所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其中該保護(hù)電路是告警信號(hào)觸發(fā)的自動(dòng)反饋裝置與鎖存器裝置等電路，用以保護(hù)系統(tǒng)的安全。
從上述線路異常工作時(shí)的檢測(cè)保護(hù)方法及裝置中可以看出，本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)控制集成電路的輸出電壓信號(hào)來(lái)觸發(fā)鎖存器電路和自動(dòng)反饋電路即可以起到對(duì)電源的保護(hù)作用，在開機(jī)時(shí)還可防止誤動(dòng)作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，無(wú)需費(fèi)時(shí)調(diào)整電路的各種設(shè)置參數(shù)，而且效率高，效果明顯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提出的檢測(cè)保護(hù)的方法及裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的控制電路圖2是采用鎖存器保護(hù)電路的最佳實(shí)施例；圖3是采用自動(dòng)反饋保護(hù)電路的最佳實(shí)施例；圖4是采用其它觸發(fā)電路的最佳實(shí)施例。
根據(jù)圖2可看出，當(dāng)控制IC的輸入電壓Vcc低于控制集成電路的預(yù)設(shè)工作電壓下限時(shí)，控制IC11輸出的參考電壓Vref會(huì)由高電位瞬間降至低電位，此時(shí)檢測(cè)電路13的晶體管Q2導(dǎo)通，輸出低電位至鎖存器(Latch)電路14，鎖存器電路可輸出一個(gè)閉鎖信號(hào)21，鎖住系統(tǒng)，系統(tǒng)必須關(guān)掉其電源的后才能重新啟動(dòng)，但如未排除異常，僅僅關(guān)斷電源后又開機(jī)，系統(tǒng)將重覆上述過(guò)程，再次鎖住。
根據(jù)圖3可以看出，當(dāng)控制IC的輸入電壓Vcc低于控制集成電路的預(yù)設(shè)工作電壓下限時(shí)，控制IC11輸出的參考電壓Vref會(huì)由高電位瞬間降至低電位，此時(shí)檢測(cè)電路13的MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管Q2導(dǎo)通，分別經(jīng)由D2與R8反饋(Feedback)信號(hào)使工作電壓Vcc降低，致使控制集成電路31關(guān)閉，并在Q2截止后重新啟動(dòng)，是否再次被關(guān)閉則要視異常狀況是否排除。
由于該參考電壓信號(hào)必須在控制集成電路啟動(dòng)后才出現(xiàn)，而本發(fā)明使用此信號(hào)來(lái)初始化檢測(cè)電路，故本發(fā)明的設(shè)計(jì)方式不會(huì)在系統(tǒng)開機(jī)時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作。
參照?qǐng)D4，該電路的工作原理是利用線路發(fā)生異常時(shí)，參考電壓信號(hào)會(huì)瞬間切斷而線路上仍有殘余的電壓，這樣就可觸發(fā)Q1產(chǎn)生一信號(hào)啟動(dòng)保護(hù)電路(例如鎖存器裝置或自動(dòng)反饋裝置)。其中R1與R2就是因該反饋電壓在線路正常運(yùn)作時(shí)可能大于參考電壓信號(hào)，所以必須對(duì)該反饋電壓進(jìn)行分壓以確保不會(huì)在線路正常運(yùn)作時(shí)，發(fā)生誤動(dòng)作。
本發(fā)明最主要的特征在于，利用控制IC11輸出的參考電壓Vref來(lái)做控制系統(tǒng)故障的檢測(cè)源，配合簡(jiǎn)單的電路對(duì)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，成本低廉但對(duì)線路信號(hào)的檢測(cè)與系統(tǒng)安全的保護(hù)可靠度極高，不易誤動(dòng)作或產(chǎn)生故障。
就實(shí)際的應(yīng)用而言，上述控制IC可以為一種PWM控制IC，例如型號(hào)為3842或3843；現(xiàn)以輸出端過(guò)載或短路為例，由于在一般變壓器隔離型轉(zhuǎn)換器中都使用輔助繞組121提供控制線路的電源，而由于該輔助繞組121的能量與輸出端的能量成比例關(guān)系，故當(dāng)輸出端VO因過(guò)載或短路而導(dǎo)致其電壓下降或?yàn)榱銜r(shí)，輔助繞組121將無(wú)法正常提供控制線路的電源，線路中的控制IC11將因工作電壓不足而關(guān)閉，如根據(jù)其啟動(dòng)線路的設(shè)計(jì)方式而進(jìn)行重新開機(jī)，但若此時(shí)異常狀態(tài)仍未排除則將導(dǎo)致再次關(guān)機(jī)，形成周期性的開關(guān)機(jī)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)方式即是在系統(tǒng)正常開機(jī)后，凡發(fā)生＂異常＂導(dǎo)致控制IC11關(guān)機(jī)時(shí)，用控制IC11參考電壓Vref瞬間降低(其翻轉(zhuǎn)速率(slew rate)視IC與外接線路而定)為觸發(fā)訊號(hào)，觸發(fā)后級(jí)的各種保護(hù)線路(至少包含檢測(cè)電路13及如鎖存器電路14與自動(dòng)反饋電路31等后級(jí)的保護(hù)線路)，對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)。
前述的“不正?！标P(guān)機(jī)包括交流電源電壓過(guò)低、輸出端過(guò)載或短路及控制線路故障等非經(jīng)過(guò)交流電源正常關(guān)閉所導(dǎo)致的控制IC異常關(guān)機(jī)。
一般控制IC的設(shè)計(jì)，其參考電壓都是根據(jù)上述工作電壓大小而設(shè)置開機(jī)/關(guān)機(jī)(High/Low)瞬間切換的特性(High表開機(jī)；Low表關(guān)機(jī))，故本發(fā)明的設(shè)計(jì)方式可廣泛地適用于各種控制系統(tǒng)中。
本發(fā)明中，檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)都相當(dāng)簡(jiǎn)單，有助于縮短系統(tǒng)研究開發(fā)時(shí)間；同時(shí)亦適合放入控制IC的設(shè)計(jì)中。
本發(fā)明仍然利用整流器、電阻器、電容及切換元件進(jìn)行電源系統(tǒng)的異常檢測(cè)與保護(hù)，即以一般隔離型(isolated)轉(zhuǎn)換器(converter)電源電路在工作條件異常時(shí)，控制線路的控制IC的參考電壓瞬間消失的現(xiàn)象為檢測(cè)判斷異常的條件，并以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的線路立即實(shí)施閉鎖(Latch)、自動(dòng)反饋(Auto-recovery)或其它保護(hù)。
本發(fā)明可由熟悉本專業(yè)的普通技術(shù)人員任施匠心而進(jìn)行任意修飾，但均不脫離權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其用在控制系統(tǒng)中，該控制系統(tǒng)至少包含一個(gè)控制集成電路，該控制系統(tǒng)提供一個(gè)輸入電壓信號(hào)給該控制集成電路，該控制集成電路根據(jù)該輸入電壓的變化而輸出電壓信號(hào)，其特征在于包含下列步驟檢測(cè)該控制集成電路的輸出電壓信號(hào)；以及在該輸出電壓信號(hào)消失時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)以觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。
2.按照權(quán)利要求1所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其特征在于該控制系統(tǒng)為一開關(guān)式電源控制系統(tǒng)。
3.按照權(quán)利要求1所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其特征在于該控制集成電路為一可輸出參考電壓信號(hào)的控制集成電路。
4.按照權(quán)利要求3所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其特征在于該輸出參考電壓信號(hào)是該控制集成電路的輸入電壓低于該控制集成電路的最小工作電壓時(shí)，該輸出參考電壓信號(hào)即由該控制集成電路切斷的輸出電壓信號(hào)。
5.按照權(quán)利要求1所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其特征在于該告警信號(hào)是利用參考電壓信號(hào)的變化特點(diǎn)，在該控制集成電路切斷參考電壓信號(hào)時(shí)由檢測(cè)電路發(fā)出以觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。
6.按照權(quán)利要求1所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其特征在于該輸入電壓是為該控制集成電路的電源電壓。
7.按照權(quán)利要求1所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的方法，其特征在于該告警信號(hào)是用來(lái)觸發(fā)自動(dòng)反饋裝置與鎖存器裝置等保護(hù)機(jī)制。
8.一種線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其用在控制系統(tǒng)中，該控制系統(tǒng)至少包含一個(gè)控制集成電路，該控制系統(tǒng)提供輸入電壓信號(hào)給該控制集成電路，該控制集成電路根據(jù)該輸入電壓的變化而輸出電壓信號(hào)，其特征在于包含一個(gè)檢測(cè)電路，用來(lái)檢測(cè)該控制集成電路的輸出電壓信號(hào)，并在該輸出電壓信號(hào)消失時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)；還包含一個(gè)保護(hù)電路，利用自動(dòng)反饋(Auto Recovery)裝置與鎖存器(Latchoff)裝置等保護(hù)機(jī)制，用來(lái)保護(hù)系統(tǒng)的安全。
9.按照權(quán)利要求8所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其特征在于該控制系統(tǒng)為一開關(guān)式電源控制系統(tǒng)。
10.按照權(quán)利要求8所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其特征在于該控制集成電路為一可輸出參考電壓信號(hào)的控制集成電路。
11.按照權(quán)利要求8所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其特征在于該電壓信號(hào)為該控制集成電路的輸入電壓低于該控制集成電路預(yù)設(shè)的最小工作電壓時(shí)，該輸出參考電壓信號(hào)即由該控制集成電路切斷的輸出電壓信號(hào)。
12.按照權(quán)利要求8所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其特征在于該告警信號(hào)利用參考電壓信號(hào)的變化特點(diǎn)，在該控制集成電路切斷參考電壓信號(hào)時(shí)由檢測(cè)電路發(fā)出的告警信號(hào)。
13.按照權(quán)利要求8所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其特征在于該輸入電壓是該控制集成電路的電源電壓。
14.按照權(quán)利要求8所述的線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的裝置，其特征在于該保護(hù)電路是由告警信號(hào)觸發(fā)的自動(dòng)反饋裝置與鎖存器裝置等電路，用來(lái)保護(hù)系統(tǒng)的安全。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線路異常工作時(shí)檢測(cè)保護(hù)的設(shè)計(jì)方法,其使用在控制系統(tǒng)中,該控制系統(tǒng)至少包含一個(gè)控制集成電路,并提供輸入電壓給該控制集成電路,該控制集成電路根據(jù)該輸入電壓的變化而輸出電壓信號(hào),通過(guò)檢測(cè)該控制集成電路(IC)輸出的電壓信號(hào),當(dāng)該輸出電壓信號(hào)消失時(shí),發(fā)出告警信號(hào),并啟動(dòng)各種保護(hù)機(jī)制。
文檔編號(hào)H02M5/458GK1355595SQ0013257
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月29日
發(fā)明者王國(guó)榮, 陳金火 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司