Ql的集电极164通过电阻器R1、电阻器R2和电阻器R7与电压输入104连接。离开晶体管Ql的发射极168的电流流向地端GND。第三齐纳二极管CR3和电阻器R6与晶体管Ql的基极172串联，并接收来自MOSFET源极132的处于输出电压Vcapl的电流输出。齐纳二极管CR3的阳极176和阴极180分别被导向晶体管Ql和电阻器R6。在本示例实施方式中，齐纳二极管CRl、齐纳二极管CR2和齐纳二极管CR3各自具有不同的齐纳电压，其中，在三个齐纳电压中，CRl的齐纳电压最低，CR3的齐纳电压最高。
[0024]在操作中，晶体管Q2和晶体管Q3向DC电压限制电路100供给电流。MOSFET Ml作为开关，用以传送和切断从晶体管Q2和晶体管Q3所接收的电流。晶体管Ql和齐纳二极管CR3充当开关控制器，用于将输出电压Vcapl的电平限制为齐纳二极管CR3的齐纳电压。齐纳二极管CR2和二极管Dl用于保护DC电压限制电路100免遭受异常高的输入电压。
[0025]例如，当电压输入104处的信号具有低于齐纳二极管CRl的齐纳电压的电压时，电流流经晶体管Q2的发射极120到达MOSFET Ml。电流也流经MOSFET Ml的栅极152，正的栅极-源极电压使MOSFET Ml切换成导通并保持导通。电流流经MOSFET Ml以给电容器C3和电容器C4充电。当电压输入104处的电压信号超过CRl的齐纳电压时，电流流经晶体管Q3和MOSFET Ml，使得输出电压Vcapl可用在负载108以及电容器C3和电容器C4处。
[0026]当齐纳二极管CR2处的电压超过CR2的齐纳电压时，电流流经齐纳二极管CR2和二极管Dl进入开关Ml的源极132，限制栅极电压降低以保护MOSFET Ml。电流随后可以流经晶体管Q2和/或晶体管Q3以提供电压Vcap，例如如前所述。因此，例如如果在错误接线的恒温器的电压输入104处接收到异常高的电压信号，则可以保护DC电压限制电路100。在一个示例实施方式中，齐纳二极管CRl具有8.2V的齐纳电压，齐纳二极管CR2具有16V的齐纳电压。
[0027]当电压Vcapl已经达到DC电压限制电路100的按照齐纳二极管CR3的齐纳电压而设置的上限(例如30V)时，电流流经齐纳二极管CR3和晶体管Ql的基极172。然后电流流经晶体管Ql的集电极164和发射极168到达地端GND，直到电压Vcapl回到小于齐纳二极管CR3的齐纳电压的电压电平。
[0028]DC电压限制电路100的示例性组件如下:
[0029]Rl:12Ω
[0030]R2:43ΚΩ
[0031]R3:0.96ΚΩ
[0032]R4: IK Ω
[0033]R5:3.9ΚΩ
[0034]R6:10ΚΩ
[0035]R7:20ΚΩ
[0036]Ql:NSS60201
[0037]Q2:FCX493
[0038]Q3:NSS60201
[0039]CRl:MMSZ4694, Vz = 8.2V
[0040]CR2:MMSZ4703, Vz = 16V
[0041]CR3:MMSZ4713, Vz = 30V
[0042]Dl:MBR0540
[0043]Ml:DMN10H220
[0044]C3:820uf
[0045]C4:820uf
[0046]在图3中用附图标记200总体上指示DC电压限制电路的另一个示例实施方式。DC电压限制电路200在电压输入204处接收电压输入信号，该电压输入信号例如为来自包括在恒温器的窃电电路中的整流电路(图3中未示出)的已整流的AC电压。DC电压限制电路200使用两个电容器C5和C6提供输出电压Vcap2，例如用于为恒温器负载208供电。电容器C5和电容器C6以并联方式连接在输出电压Vcap2与地端GND之间。应当注意，尽管在本示例实施方式中提供了两个电容器C5和C6，但是在其它实施方式中也可提供单个电容器或多于两个电容器。
[0047]电压Vcap2随负载208以及在电容器C5和电容器C6上的电荷量而变化。在本实施方式中，DC电压限制电路200将电压Vcap2限制为30VDC，并且负载208是降压电路(图3中未示出)。然而应当注意，根据本实用新型的多个方面的各种DC电压限制电路的实施方式可以用于将电压限制为其它电压值和/或用于提供在其它或附加类型的电路中使用的电压输出。
[0048]在本示例实施方式中，在恒温器操作期间，电压输入204通常在24V与30V之间。然而当用户将气候控制系统的24V变压器上的接线错误连接至包括DC电压限制电路200的恒温器时，电压输入204会异常地高，例如在48VAC和60VAC之间。在本示例实施方式中，DC电压限制电路200被配置成，在输入电压达到在其它方面可能导致过热和/或过电压条件的电平时，保护窃电电路和恒温器。
[0049]再次参照图3，在电压输入204和DC电压限制电路200的其余部分之间设置小电阻器R8。电阻器R8与电阻器R9、NPN型晶体管Q4的集电极216、NPN型晶体管Q5的集电极220、以及电阻器RlO连接在节点212处，该电阻器RlO与齐纳二极管CR4串联。可以提供若干个串联的电阻器来代替单个电阻器R9。此外，通常应当注意，本文中描述成包含在各种实施方式中的各种组件在某些情况下可由各种在功能上等效的组件所代替。
[0050]晶体管Q4和晶体管Q5被配置成达林顿(Darlington)对。S卩，晶体管Q4和晶体管Q5以如下方式连接:其中一个晶体管所放大的电流被另一个晶体管进一步放大。在各实施方式中，相比于单独采用的每个晶体管，Darlington配置可以提供更高的公共极/发射极电流增益。晶体管Q4的发射极224和晶体管Q5的基极232在节点228处连接。电阻器Rll连接在晶体管Q4的基极236和节点228之间。电阻器R12连接在节点228和晶体管Q5的发射极240之间。离开晶体管Q5的发射极240的处于电压Vcap2的电流被提供至电容器C5、电容器C6和负载208。
[0051]晶体管Q4的基极236连接在电阻器R9和电阻器Rl3之间。电阻器Rl3连接在基极236和NPN型晶体管Q7的集电极244之间。晶体管Q7的发射极248连接至地端GND。齐纳二极管CR5的阳极252与晶体管Q7的基极256连接。电阻器R14连接在晶体管Q7的阴极260与输出电压Vcap2之间。齐纳二极管CR4的阳极262与NPN型晶体管Q6的基极264连接。晶体管Q6的集电极268与节点228连接。离开晶体管Q6的发射极272的电流处于输出电压Vcap2。
[0052]在操作中，Darlington晶体管Q4和晶体管Q5向DC电压限制电路200供给电流。晶体管Q7和齐纳二极管CR5充当开关控制器，并用于将输出电压Vcap2的电平限制为齐纳二极管CR5的齐纳电压，在本示例实施方式中，齐纳二极管CR5的齐纳电压为30V。齐纳二极管CR4和晶体管Q6用于保护晶体管Q5免遭受过热。当晶体管Q5停止供给电流(如下所述)时，晶体管Q4可继续向电容器C5、电容器C6和负载208供给电流。
[0053]当电压输入204处的信号具有低于齐纳二极管CR4的齐纳电压的电压时，电流流经晶体管Q4和晶体管Q5，以在电容器C5、电容器C6和负载208处提供电压Vcap2。当电压输入204处的信号电压超过CR4的齐纳电压(在本示例实施方式中为9.1V)时，电流开始从晶体管Q4的发射极224，经过晶体管Q6的集电极268和发射极272，流至晶体管Q6的基极264。当基本上减缓或停止经过晶体管Q5的电流流动时，晶体管Q4继续供给电流。
[0054]当电压Vcap2已经达到DC电压限制电路200的按照齐纳二极管CR5的齐纳电压而设置的上限(例如30V)时，电流流经齐纳二极管CR5和晶体管Q7的基极256。然后电流流经晶体管Q7的集电极244到达地端GND。
[0055]当电压输入204异常高时，电路200将高电压输入转换成向电容器C5和电容器C6充电的电流，以便将电容器的输出电压限制到期望值。在这种方式下，可以防止高电压输入直接供给后续电路，例如图1中的电容器Cl和/或降压电路34，从而例如为错误的布线情况提供保护。
[0056]DC电压限制电路200的示例性组件如下:
[0057]R8:12Ω