突波保护装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一突波保护装置，通过一第一齐纳二极管与一第二齐纳二极管检测是否有突波产生；当突波未产生时，仅该第一齐纳二极管崩溃导通，进而控制一第一晶体管导通，令一电源输入端能直接供电给一连接至一电源输出端的负载；当突波产生时，该第二齐纳二极管崩溃导通，进而控制该第一晶体管不导通，令该电源输入端无法供给电能至该负载，以保护该负载不受突波损坏；本发明通过控制该第一晶体管的导通与否来达到保护负载不受突波损坏的目的，且无须设置须要承受大电压的突波保护单元，以降低制作成本。
【专利说明】
突波保护装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种突波保护装置，尤指一种有效隔绝突波电压进入负载端的突波保护装置。
【背景技术】
[0002]请参阅图3所示，现有的突波保护装置30具有一电源输入端Vin、一接地端GND、一整流二极管D、一齐纳二极管ZD、一电阻R、一晶体管Q、一正输出端31、一负输出端32及一突波保护单元33。
[0003]该整流二极管D的阳极连接至该电源输入端Vin，而该整流二极管D的阴极连接至该正输出端31。该突波保护单元33具有一正极及一负极，该突波保护单元33的正极以及该齐纳二极管ZD的阴极皆连接至该整流二极管D的阴极。该突波保护单元33的负极连接至该接地端GND。该齐纳二极管ZD的阳极通过该电阻R连接至该接地端GND。该突波保护单元33检测其正、负极之间的电压差，当电压差大于一导通电压时，令该正、负极之间导通，且将流经的电能转换成为热能释放。
[0004]该晶体管Q的栅极连接至该齐纳二极管ZD的阳极，其源极连接至该接地端GND，其源极连接至该负输出端32。
[0005]于正常使用下，该正输出端31与该负输出端32连接至一负载，以提供该负载电能，令该负载正常通电使用。举例来说，该负载是一发光二极管(LED)装置40。
[0006]当该电源输入端Vin正常供应电源时，该电源的电压值大于该齐纳二极管ZD的崩溃电压，但小于该突波保护单元33的导通电压，因此该齐纳二极管ZD导通而该突波保护单元33不导通。因为该齐纳二极管ZD崩溃而导通，使该电阻R有电流流经而产生跨压，进而导致该晶体管Q的栅极-源极之间具有该电阻R产生的跨压，令该晶体管Q导通，使该电源输入端Vin提供的电能直接供给该LED装置40，且通过该晶体管Q的漏极与源极而形成回路，令该LED装置40正常通电而发光。
[0007]请参阅图4所示，但当该电源输入端Vin产生突波时，因为该突波的电压值远大于正常供应的电源的电压值，且大于该突波保护单元33的导通电压，使该突波保护单元33导通，令该突波经由该突波保护单元33予以排除至该接地端，避免突波损坏该LED装置40，并通过该突波保护单元33将电能转换成为热能予以释放。
[0008]但现有突波保护装置30的设计通过该突波保护单元33予以排除突波，保护该LED装置40，因此该突波保护单元33势必要承受突波的高电压，才能有效地保护该LED装置40。当该突波保护单元33的最大耐压越高时，其制作成本也就越高，进而拉高该突波保护装置30的整体制作成本，故现有技术的突波保护装置30势必要做进一步的改良。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种改良后的突波保护装置，以降低其制作成本。
[0010]为达到上述发明目的，本发明所采用的主要技术手段是令该突波保护装置包含有:
[0011]—整流二极管，其阳极连接至一电源输入端；
[0012]—第一齐纳二极管，其阴极连接至该整流二极管的阴极；
[0013]—第二齐纳二极管，其阴极连接至该整流二极管的阴极；
[0014]—第一晶体管，具有一漏极、一栅极及一源极，该漏极连接至一电源输出端，该源极连接至该整流二极管的阴极；
[0015]—第一电阻，连接于该第一晶体管的栅极与源极之间；
[0016]—第二晶体管，具有一集极、一基极及一射极，其集极连接至该第一晶体管的栅极，其射极连接至一接地端；
[0017]—第三晶体管，具有一集极、一基极及一射极，其集极连接至该第二晶体管的基极，其射极连接至该接地端；
[0018]—第一分压单元，连接于该第一齐纳二极管的阳极与该接地端之间，并将该第一齐纳二极管的阳极电压进行分压后输出至该第二晶体管的基极；
[0019]—第二分压单元，连接于该第二齐纳二极管的阳极与该接地端之间，并将该第二齐纳二极管的阳极电压进行分压后输出至该第三晶体管的基极；
[0020]其中该第一齐纳二极管的崩溃电压小于该第二齐纳二极管的崩溃电压。
[0021]当正常供电时，该电源输入端的电压大于该第一齐纳二极管的崩溃电压，因此该第一齐纳二极管崩溃而导通，且通过该第一分压单元产生分压提供至该第二晶体管的基极。该第二晶体管的射极接地，且其基极获得该第一分压单元提供的分压，致使该第二晶体管的集极与射极之间导通，令该电源输入端输入的电流能通过该第一电阻，并流经该第二晶体管的集极与射极而接地以形成电流回路。
[0022]此时，该第一晶体管的源极-栅极之间因为该第一电组的跨压而具有压差，令该第一晶体管的源极与漏极之间导通，使该电源输入端提供的电能能通过该第一晶体管的源极与漏极传导至该电源输出端，以供给电能至一连接于该电源输出端的负载。
[0023]当突波产生时，该电源输入端的电压会突然拉高，因而超过该第二齐纳二极管的崩溃电压，致使该第二齐纳二极管也崩溃而导通，并通过该第二分压单元产生分压提供至该第三晶体管的基极。该第三晶体管的射极接地，且其基极获得该第二分压单元提供的分压，致使该第三晶体管的集极与射极之间导通。而该电二晶体管的基极连接至该第三晶体管的集极，且因为该第三晶体管的集极与射极之间导通，令该第二晶体管的基极通过该第三晶体管接地，导致该第二晶体管的基极与射极都接地而没有压差，使该第二晶体管的集极与射极之间不导通。
[0024]进而导致该第一电阻没有电流流经，使该第一晶体管的源极与栅极之间没有压差而不导通，故该电源输入端与该电源输出端之间开路，以避免突波进入该电源输出端导致连接于该电源输出端的负载因为图波而损坏。
[0025]通过此一电路设计，即可达到突波保护的功能，当突波产生时，避免突波传导至负载，以保护负载端不被突波损坏。通过该第二齐纳二极管的导通，进一步控制该第一晶体管的漏极与源极之间不导通，使由该该电源输入端进入的突波无法传递至该电源输出端，以确保该负载不会受到该突波损坏。本发明无须设置有需要承受大电压的突波保护单元，仅由几个简单的电子元件达到突波保护的功能，以达到降低制作成本的目的。
【附图说明】
[0026]图1为本发明较佳实施例的电路及正常使用时的电流流向示意图。
[0027]图2为本发明较佳实施例的电路及突波产生时的电流流向示意图。
[0028]图3为现有突波保护装置的电路及正常使用时的电流流向示意图。
[0029]图4为现有突波保护装置的电路及突波产生时的电流流向示意图。
[0030]附图标号
[0031]10突波保护装置
[0032]11第一分压单元12第二分压单元
[0033]30突波保护装置
[0034]31正输出端32负输出端
[0035]33突波保护单元
[0036]40 LED 装置
【具体实施方式】
[0037]以下配合附图及本发明较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
[0038]请参阅图1所示，本发明突波保护装置10包含有一整流二极管D1、一第一齐纳二极管ZD1、一第二齐纳二极管ZD2、一第一晶体管Q1、一第二晶体管Q2、一第三晶体管Q3、一第一电阻R1、一第一分压单元11、一第二分压单元12、一电源输入端Vin、一电源输出端Vout及一接地端GND。该第一齐纳二极管ZDl的崩溃电压小于该第二齐纳二极管ZD2的崩溃电压。
[0039]该整流二极管Dl的阳极连接至该电源输入端Vin，该第一齐纳二极管ZDl的阴极与该第二齐纳二极管ZD2的阴极皆连接至该整流二极管Dl的阴极。
[0040]该第一晶体管Ql具有一漏极、一栅极及一源极，该漏极连接至该电源输出端Vout，该源极连接至该整流二极管Dl的阴极，而该第一电阻Rl连接于该第一晶体管Ql的栅极与源极之间。
[0041]该第二晶体管Q2与该第三晶体管Q3分别具有一集极、一基极及一射极。该第二晶体管Q2的集极连接至该第一晶体管Ql的栅极，而该第二晶体管Q2的射极连接至该接地端GND。该第三晶体管Q3的集极连接至该第二晶体管Q2的基极，而该第三晶体管Q3的射极连接至该接地端GND。
[0042]该第一分压单元11连接于该第一齐纳二极管ZDl的阳极与该接地端GND之间，以将该第一齐纳二极管ZDl的阳极电压进行分压后输出至该第二晶体管Q2的基极。
[0043]该第二分压单元12则连接于该第二齐纳二极管ZD2的阳极与该接地端GND之间，以将该第二齐纳二极管ZD2的阳极电压进行分压后输出至该第三点晶体管Q3的基极。
[0044]当正常供电时，该电源输入端Vin的电压会大于该第一齐纳二极管ZDl的崩溃电压，致使该第一齐纳二极管ZDl崩溃而导通。而该第一分压单元11将该第一齐纳二极管ZDl的阳极电压进行分压后提供至该第二晶体管Q2的基极。该第二晶体管Q2的射极接地，且其基极接收该第一分压单元11提供的电压，因此该第二晶体管Q2的集极与射极之间导通，让该电源输入端Vin输入的电流能流经该第一电阻Rl以及该第二晶体管Q2的集极与射极后接地，以形成电流回路。
[0045]因为该第一电阻Rl有电流流经，使该第一电阻Rl的两端具有跨压，让该第一晶体管Ql的源极与栅极之间具有压差，因而使该第一晶体管Ql的源极与漏极之间导通，使该电源输入端Vin提供的电能通过该第一晶体管Ql传导至该电源输出端Vout，以供给电能致一连接于该电源输出端Vout的负载20。
[0046]请参阅图2所示，当突波产生时，该电源输入端Vin的电压会突然拉高，因而超过该第二齐纳二极管ZD2的崩溃电压，使该第二齐纳二极管ZD2崩溃而导通。该第二分压单元12将该第二齐纳二极管ZD2的阳极电压分压后提供至该第三晶体管Q3的基极。该第三晶体管Q3的射极接地，且其基极接收该第二分压单元12提供的电压，因此该第三晶体管Q3的集极与射极之间导通，使该第二晶体管Q2的基极通过该第三晶体管Q3的集极与射极连接至该接地端GND。
[0047]因为该第二晶体管Q2的基极接地，且其射极接地，使得该第二晶体管Q2的集极与射极之间不导通。而该电源输入端Vin输入的电流也就不能流经该第一电阻Rl以及该第二晶体管Q2的集极与射极后接地，无法形成电流回路。该第一电阻Rl并未有电流流经，也就不会有跨压产生。因此该第一晶体管Ql的源极与栅极之间也就不具有压差，故该第一晶体管Ql的源极与漏极之间不导通。该电源输入端Vin提供的电也就不能通过该第一晶体管Ql传导至该电源输出端Vout，因而达到当突波产生时保护该负载20不受突波损坏的功會泛。
[0048]本发明突波保护装置不仅能于突波产生时，达到保护负载20不受突波损坏的功能，且当突波产生时，通过该第二齐纳二极管ZD2的导通，进一步控制该第一晶体管Ql的漏极与源极之间不导通，使由该该电源输入端Vin进入的突波无法传递至该电源输出端Vout,以确保该负载20不会受到该突波损坏。故本发明无须设置有需要承受大电压的突波保护单元，通过设置该第二齐纳二极管ZD2来判断突波的产生与否，并进一步控制是否供电至负载20，仅由几个简单的电子元件达到突波保护的功能，故确能有效的降低制作成本。
[0049]进一步而言，该第一分压单元11由一第二电阻R2及一电三电阻R3串联所构成，该第二电阻R2与该第三电阻R3的串联接点连接至该第二晶体管Q2的基极，该第二电阻R2连接于该第一齐纳二极管ZDl的阳极与该第二晶体管Q2的基极之间，而该第三电阻R3连接于该第二晶体管Q2的基极与该接地端GND之间。
[0050]该第二分压单元12由一第四电阻R4及一第五电阻R5串联所构成，该第四电阻R4与该第五电阻R5的串联接点连接至该第三晶体管Q3的基极，该第四电阻R4连接于该第二齐纳二极管ZD2的阳极与该第三晶体管Q3的基极之间，而该第五电阻R5连接于该第三晶体管Q3的基极与该接地端GND之间。
[0051]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，本领域相关技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，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，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种突波保护装置，其特征在于，所述突波保护装置包含有: 一整流二极管，其阳极连接至一电源输入端； 一第一齐纳二极管，其阴极连接至所述整流二极管的阴极； 一第二齐纳二极管，其阴极连接至所述整流二极管的阴极； 一第一晶体管，具有一漏极、一栅极及一源极，所述漏极连接至一电源输出端，所述源极连接至所述整流二极管的阴极； 一第一电阻，连接于所述第一晶体管的栅极与源极之间； 一第二晶体管，具有一集极、一基极及一射极，其集极连接至所述第一晶体管的栅极，其射极连接至一接地端； 一第三晶体管，具有一集极、一基极及一射极，其集极连接至所述第二晶体管的基极，其射极连接至所述接地端； 一第一分压单元，连接于所述第一齐纳二极管的阳极与所述接地端之间，并将所述第一齐纳二极管的阳极电压进行分压后输出至所述第二晶体管的基极； 一第二分压单元，连接于所述第二齐纳二极管的阳极与所述接地端之间，并将所述第二齐纳二极管的阳极电压进行分压后输出至所述第三晶体管的基极； 其中所述第一齐纳二极管的崩溃电压小于所述第二齐纳二极管的崩溃电压。2.根据权利要求1所述的突波保护装置，其特征在于，所述第一分压单元包含有: 一第二电阻，连接于所述第一齐纳二极管的阳极与所述第二晶体管的基极之间； 一第三电阻，连接于所述第二晶体管的基极与所述接地端之间。3.根据权利要求1或2所述的突波保护装置，其特征在于，所述第二分压单元包含有: 一第四电阻，连接于所述第二齐纳二极管的阳极与所述第三晶体管的基极之间； 一第五电阻，连接于所述第三晶体管的基极与所述接地端之间。
【文档编号】H02H9/04GK105846412SQ201510013098
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月12日
【发明人】沈俊旭, 李宪明
【申请人】咸瑞科技股份有限公司