用于电源装置的限流电路的制作方法

1.一种限流电路，尤指一种用于电源装置的限流电路。


背景技术：

2.电源供应器、逆变器
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等可进行交直流转换的电源装置用于为电子设备提供稳定电源，而随着电子产品广泛普及，电子设备的精细度与性能也逐渐提升，当电子设备所连接的电源装置其输出电流过大时，容易造成电子设备内部器件损毁，导致电子设备发生故障，因此需要监测并控制电源装置的输出电流，以保护电源装置后端的电子设备。
3.而为防止过大的输出电流影响所连接的电子设备，一般通过一限流电路控制电源装置的输出电流，由该限流电路检测电源装置的一输出电流值，当该输出电流值过大时，该限流电路即通过关闭该电源装置中的各个控制开关，关闭该电源装置的电源输出，即时防止过大的输出电流对电子设备造成影响。
4.然而，关闭电源装置的电源输出虽然能避免过大的输出电流损坏后端电子设备，却容易造成电子设备因失去输入电源而无法运作，影响电子装置的工作效益，由此可见，现有的限流电路势必需要进一步的改良。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种用于电源装置的限流电路，一方面降低电源装置的输出电流值，另一方面于限流的同时维持电源装置的电源输出，以改善已知限流电路因限流时关闭电源装置的输出电源，而导致电子设备无法运作的问题。
6.为达成前述，本实用新型用于电源装置的限流电路，用于一电源装置，且该电源装置包含一控制回路及一输出开关模组，并由该控制回路输出一控制信号控制该输出开关模组运作，该电源装置的限流电路，包含：
7.一第一反相模组，具有一输入端及一输出端，该第一反相模组的输入端电连接该电源装置，且该第一反相模组根据该电源装置的一输出电流值取样对应的一取样电压，并对该取样电压进行电压转换及反相处理，产生一第一反相电压；
8.一第二反相模组，具有一输入端及一输出端，且该第二反相模组的输入端电连接该第一反相模组的输出端，且当该第二反相模组接收该第一反相电压后，对该第一反相电压进行电压转换及反相处理，产生一第二反相电压；
9.一第一比较模组，具有一输入端及一输出端，且该第一比较模组的输入端电连接该第一反相模组的输出端，以接收该第一反相电压，并将该第一反相电压与预设的一第一比较电压进行电压比较，当该第一反相电压大于该第一比较电压时，该第一比较模组的输出端输出一第一警示信号；
10.一第二比较模组，具有一输入端及一输出端，且该第二比较模组的输入端电连接该第二反相模组的输出端，以接收该第二反相电压，并将该第二反相电压与预设的一第二比较电压进行电压比较，当该第二反相电压大于该第二比较电压时，该第二比较模组的输
出端输出一第二警示信号；
11.一频率控制模组，电连接该第一比较模组的输出端及该第二比较模组的输出端；
12.其中，当该频率控制模组接收到该第一警示信号时，产生一第一限流信号，并将该第一限流信号输出至该电源装置，且该电源装置根据该第一限流信号控制该输出开关模组运作；
13.其中，当该频率控制模组接收到该第二警示信号时，产生一第二限流信号，并将该第二限流信号输出至该电源装置，且该电源装置根据该第二限流信号控制该输出开关模组运作。
14.本实用新型通过该第一反相电压及该第二反相电压与该第一比较电压与该第二比较电压的比较，判断将正相位时的该输出电流及负相位的该输出电流是否过大而需要进行限流，当需要进行限流时，再通过该第一限流信号或该第二限流信号控制该电源装置的该输出开关模组运作，达成对该电源装置其输出电源进行限流的目的，防止后端电子设备因过大电流而损毁，并维持该电源装置的电源输出，进一步保障后端的电子设备能持续运作。
附图说明
15.图1为本实用新型用于电源装置的限流电路的电路方块示意图。
16.图2为本实用新型用于电源装置的限流电路的电路图。
17.图3为本实用新型中由控制信号控制开关模组运作的波形示意图。
18.图4为本实用新型中由第二限流信号控制开关模组运作的波形示意图。
19.图5为本实用新型中由第一限流信号控制开关模组运作的波形示意图。
具体实施方式
20.以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
21.请参看图1所示，本实用新型为一种用于电源装置的限流电路1，用于一电源装置100，该电源装置100包含一控制回路110及一输出开关模组120，由该控制回路110输出一控制信号控制该输出开关模组120运作，该电源装置100执行电流取样转化成电压，而该电源装置100可例如电源供应器、逆变器
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等涉及交流直流转换及提供电源的电子装置，该用于电源装置的限流电路1包含有一第一反相模组10、一第二反相模组20、一第一比较模组30、一第二比较模组40、一频率控制模组50。
22.该第一反相模组10具有一输入端及一输出端，该第一反相模组10的输入端电连接该电源装置100，以根据该电源装置100其输出电源的一输出电流值取样对应的一取样电压，并对该取样电压进行电压放大及反相处理，产生一第一反相电压并输出。该第二反相模组20具有一输入端及一输出端，该第二反相模组20的输入端电连接该第一反相模组10的输出端，当该第二反相模组20接收该第一反相电压后，对该第一反相电压进行电压放大及反相处理，产生一第二反相电压并输出。
23.该第一比较模组30具有一输入端及一输出端，该第一比较模组30的输入端电连接该第一反相模组10的输出端，且该第一比较模组30内部预设有可调整的一第一比较电压，
当该第一比较模组30接收该第一反相电压，该第一比较模组30将该第一反相电压与该第一比较电压进行电压比较，当该第一反相电压大于该第一比较电压时，该第一比较模组30输出一第一警示信号。
24.该第二比较模组40具有一输入端及一输出端，该第二比较模组40的输入端电连接该第二反相模组20的输出端，且该第二比较模组40内部预设有可调整的一第二比较电压，当该第二比较模组40接收该第二反相电压，该第二比较模组40将该第二反相电压与该第二比较电压进行电压比较，当该第二反相电压大于该第二比较电压时，该第二比较模组40输出一第二警示信号。
25.该频率控制模组50具有一输入端及一输出端，该频率控制模组50的输入端电连接该第一比较模组30及该第二比较模组40的输出端，该频率控制模组50的输出端电连接该电源装置100，该频率控制模组50接收该第一比较模组30输出的该第一警示信号以及该第二比较模组40输出的该第二警示信号，该频率控制模组50根据该第一警示信号产生一第一限流信号，或根据该第二警示信号产生一第二限流信号，且该频率控制模组50可根据可调整的一预设限流时钟调整该第一限流信号或该第二限流信号的频率，并进一步调整该第一限流信号及该第二限流信号的占空比(duty cycle)，例如降低该第一限流信号及该第二限流信号的占空比，再将该第一限流信号及该第二限流信号输出至该电源装置100，该电源装置100由该第一限流信号或该第二限流信号控制该输出开关模组120运作，其中，该第一限流信号及该第二限流信号为脉冲宽度调制(pwm)信号，而该第一限流信号及该第二限流信号的频率不需与该控制信号的频率相同，且该第一限流信号及该第二限流信号的占空比小于该控制信号的占空比。
26.当该电源装置100未接收到该第一限流信号及该第二限流信号，即该第一反相电压未大于该第一比较电压，且该第二反相电压未大于该第二比较电压时，该电源装置100由该控制回路110输出的一控制信号控制该输出开关模组120中各开关的开启或关闭，进而控制该电源装置100的输出电源；而当该第一反相电压大于该第一比较电压时，该限流电路输出该第一限流信号至该电源装置100，由该第一限流信号控制该输出开关模组120运作，由于该第一限流信号的占空比小于该控制信号，该第一限流信号可降低该输出开关模组120中各开关的开启时间，进而降低该电源装置100其输出电源的该输出电流值；同样地，当该第二反相电压大于该第二比较电压时，该限流电路输出该第二限流信号至该电源装置100，由该第二限流信号控制该输出开关模组120运作，由于该第二限流信号的占空比小于该控制信号，该第二限流信号可降低该输出开关模组120中各开关的开启时间，进而降低该电源装置100其输出电源的该输出电流值，借此达到对该电源装置100限流的目的。
27.请参看图2所示，以下说明本实用新型用于电源装置的限流电路1的详细电路架构。该限流电路连接于该电源装置100的一电源输入端与一电源输出端之间，而在本实施例中，该电源装置100的该输出开关模组120包含有一第一开关121、一第二开关122、一第三开关123及一第四开关124，由该控制回路110输出的该控制信号控制该第一开关121、该第二开关122、该第三开关123及该第四开关124运作，其中，该第一开关121、该第二开关122、该第三开关123及该第四开关124可为金氧半场效晶体管开关。
28.该第一反相模组10可由一第一反相放大器11组成，该第一反相放大器11的负输入端电连接该电源装置100的电流取样转电压输出端，且该第一反相放大器11的正输入端接
地。
29.该第二反相模组20可由一第二反相放大器21组成，该第二反相放大器21的负输入端电连接该第一反相放大器11的输出端，且该第二反相放大器21的正输入端接地。
30.该第一比较模组30可由一第一放大器31及一第一比较电源32所组成，该第一放大器31的负输入端电连接该第一反相放大器11的输出端，该第一放大器31的正输入端电连接该第一比较电源32，该第一比较模组30以该第一比较电源32的输出电压作为该第一比较电压，且该第一比较模组30可借由改变该第一比较电源32的输出电压调整该第一比较电压，当该第一放大器31判断该第一反相电压大于该第一比较电压，该第一放大器31输出该第一警示信号。
31.该第二比较模组40可由一第二放大器41及一第二比较电源42所组成，该第二放大器41的负输入端电连接该第二反相放大器21的输出端，该第二放大器41的正输入端电连接该第二比较电源42，该第二比较模组40以该第二比较电源42的输出电压作为该第二比较电压，且该第二比较模组40可借由改变该第二比较电源42的输出电压调整该第二比较电压，当该第二放大器41判断该第二反相电压大于该第二比较电压，该第二放大器41输出该第二警示信号。
32.该频率控制模组50包含一第一触发器51、一第二触发器52及一时钟产生器53，该第一触发器51的输入端电连接该第一放大器31的输出端，该第一触发器51的输出端电连接该电源装置100的该输出开关模组120，该第二触发器52的输入端连接该第二放大器41的输出端，该第二触发器52的输出端电连接该交直流转换器的该输出开关模组120，而该时钟产生器53连接该第一触发器51及该第二触发器52的时钟输入端，其中，该第一触发器51及该第二触发器52可为d触发器(d flip flop)，而该第一触发器51及该第二触发器52以该时钟产生器53的输出时钟为该预设限流时钟，该频率控制模组50可借由改变该时钟产生器53的输出时钟调整该预设限流时钟，当该第一触发器51自该第一放大器31接收该第一警示信号时，该第一触发器51产生该第一限流信号，并根据该时钟产生器53的时钟调整该第一限流信号的频率及占空比；同样地，当该第二触发器52自该第二放大器41接收该第二警示信号时，该第二触发器52产生该第二限流信号，并根据该时钟产生器53的时钟调整该第二限流信号的频率及占空比。
33.进一步地，该频率控制模组50及该控制回路110与该输出开关模组120之间可设置有一逻辑控制模组60，该逻辑控制模组60具有一输入端及一输出端，该逻辑控制模组60的输入端连接该控制回路110及该频率控制模组50，该逻辑控制模组60的输出端连接该电源装置100的该输出开关模组120，而该逻辑控制模组60包含有一逻辑电路，该逻辑电路的其中一输入端连接该控制回路110，另一输入端连接该第一触发器51或该第二触发器52，而该逻辑电路的输出端连接该输出开关模组120中的该第一开关121、该第二开关122、该第三开关123或该第四开关124，该逻辑电路可根据该控制回路110所输出的该控制信号的数值、该第一触发器51输出的该第一限流信号的数值或该第二触发器52输出的该第二限流信号的数值进行逻辑运算，根据逻辑运算结果，该第一开关121、该第二开关122、该第三开关123及该第四开关124可由该控制信号、该第一限流信号或该第二限流信号控制。
34.在本实施例中，该逻辑电路包含有一第一反及闸61(nand)、一第二反及闸62(nand)、一第三反及闸63(nand)、一第四反及闸64(nand)、一第一及闸65(and)、一第二及闸
66(and)及多个缓冲门67(buf)，但该多个逻辑门的种类及组合方式不以本实施例为限。其中，该第一反及闸61的输入端电连接该控制回路110及该第二触发器52的输出端；该第二反及闸62的输入端电连接该控制回路110及该第二触发器52的输出端；该第三反及闸63的输入端电连接该第一反及闸61的输出端及该第一触发器51的输出端，该第三反及闸63的输出端经由一缓冲门67(buf)电连接该第二开关122；该第四反及闸64的输入端电连接该第二反及闸62的输出端及该第一触发器51的输出端，该第四反及闸64的输出端经由一缓冲门67电连接该第四开关124；该第一及闸65的输出端电连接该第一反及闸61的输出端及该第一触发器51的输出端，该第一及闸65的输出端经由一缓冲门67电连接该第一开关121；该第二及闸66的输入端电连接该第二反及闸62的输出端及该第一触发器51的输出端，该第二及闸66的输出端经由一缓冲门67电连接该第三开关123。
35.请参看图3至图5所示，以下以波形图说明本实用新型中该第一限流信号及该第二限流信号控制该输出开关模组120的流程，其中v1对应该第一开关121的信号波形、v2对应该第二开关122的信号波形、v3对应该第三开关123的信号波形、v4对应该第四开关124的信号波形、v5对应该控制回路110其输出信号的波形、v6对应该第二触发器52其输出信号的波形以及v7对应该第一触发器51其输出信号的波形。配合图3所示，当该第一反相电压未大于该第一比较电压时，该第一放大器31经由该第一触发器51输出一正常状态信号，而当该第二反相电压未大于该第二比较电压时，该第二放大器41经由该第二触发器52输出该正常状态信号，本实施例以该正常状态信号为高准位，即以该正常状态信号为1为例，而该控制回路110输出该控制信号，该逻辑控制模组60以该第一触发器51及该第二触发器52的该正常状态信号与该控制回路110所输出的该控制信号进行逻辑运算后，该逻辑控制模组60输出该控制信号至该输出开关模组120，由该控制信号控制该第一开关121、该第二开关122、该第三开关123及该第四开关124交替作动。
36.配合图4所示，当该第二反相电压大于该第二比较电压时，代表该电源装置100处于正相位时该输出电流过大，该控制回路110输出一控制权替换信号，而该第一放大器31经由该第一触发器51输出该正常状态信号，本实施例以该控制权替换信号及该正常状态信号为高准位，即以该控制权替换信号及该正常状态信号为1为例，该逻辑控制模组60以该第一触发器51输出的该正常状态信号、该控制回路110输出的该控制权替换信号及该第二触发器52输出的该第二限流信号进行逻辑运算后，该逻辑运算模组输出该第二限流信号至该输出开关模组120，控制该第三开关123开启及该第四开关124关闭，并控制该第一开关121及该第二开关122根据该第二限流信号作动，降低该电源装置100其处于正相位时的该输出电流，达成正相位时的限流。
37.配合图5所示，当该第一反相电压大于该第一比较电压时，代表该电源装置100处于负相位时该输出电流过大，该控制回路110输出一控制权替换信号，而该第二放大器41经由该第二触发器52输出该正常状态信号，本实施例以该控制权替换信号及该正常状态信号为高准位，即以该控制权替换信号及该正常状态信号为1为例，该逻辑控制模组60以该第二触发器52输出的该正常状态信号、该控制回路110输出的该控制权替换信号及该第一触发器51输出的该第一限流信号进行逻辑运算后，该逻辑运算模组输出该第一限流信号至该输出开关模组120，控制该第一开关121关闭及该第二开关122开启，并控制该第三开关123及该第四开关124根据该第一限流信号作动，降低该电源装置100其处于负相位时的该输出电
流，达成负相位时的限流。
38.除此之外，本实用新型通过该第一限流信号及该第二限流信号降低该电源装置100的该输出开关模组120运作时的占空比，通过减少各个开关的开启时间，降低该电源装置100的输出电流值，且维持该电源装置100的电源输出，保持该电源装置100后端连接的电子装置能持续运作。
39.需说明的是，本实施例以该正常状态信号及该控制权替换信号为高准位为例，但该正常状态信号及该控制权交替信号亦可为低准位，不以本实施例为限，而该逻辑控制模组60及该输出开关模组120的设置可依逻辑门及开关的数量及配置而作更动，不以本实施例为限。
40.综上所述，本实用新型用于电源装置的限流电路1通过该第一比较模组30及该第二比较模组40分别根据该第一反相电压及该第二反相电压与该第一比较电压与该第二比较电压的比较，判断将正相位时的该输出电流及负相位的该输出电流是否过大而需要进行限流，当正相位的该输出电流过大时，由该频率控制模组50输出的该第二限流信号控制该输出开关模组120于正相位时的开关作动，由于该第二限流信号的占空比小于该控制信号，该第二限流信号可降低该电源装置100处于正相位时其输出电源的该输出电流值，对该电源装置100进行正相位限流；同样地，当负相位的该输出电流过大时，由该频率控制模组50输出的该第一限流信号控制该输出开关模组120于负相位时的开关作动，由于该第一限流信号的占空比小于该控制信号，该第一限流信号可降低该电源装置100处于负相位时其输出电源的该输出电流值，对该电源装置100进行负相位限流，由此可见，本实用新型可于正相位或负相位时的该输出电流值时，通过该第一限流信号或该第二限流信号控制该电源装置100的该输出开关模组120运作，达成对该电源装置100其输出电源进行限流的目的，防止过高的输出电流造成后端电子装置损坏，且进一步改善已知技术因直接停止该电源装置100的电源输出而导致后端电子装置的运作停摆，影响电子装置运作的问题。
41.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例所述如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。