[發明專利]并聯式電源供應器的失效保護裝置

無效

• 申請號: 01119719.6
• 申請日: 2001-05-24
• 公開（公告）號: CN1388619A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 蔡勝男
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02H7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 須一平

本發明涉及一種應用于并聯式電源供應器的失效保護裝置，用以防止一反向電流自并聯式電源供應器的外部流入并聯式電源供應器。

為了增進電源供應系統的輸出功率及可靠性，將二臺或二臺以上的電源供應器做并聯使用的方式仍是最有效的方法。如圖1所示的電源供應系統，其由兩臺可并聯式電源供應器11與12通過一電壓總線(voltage?bus)13互相并聯組成，而提供一綜合式的電源輸出。此種的電源供應系統設計方式的最主要的優點在于，萬一其中一臺電源供應器發生故障或無法輸出電壓時，另外一臺可以持續地供應電源，而不影響到其它電路的工作。

然而，當二臺或二臺以上的電源供應器并聯時，若其中一臺電源供應器的輸出電壓基準位低于其它電源供應器的輸出電壓基準位或者是其中一臺電源供應器發生故障時，便會產生不想要的反向電流(reverse?current)自電壓總線13流入至有缺陷的電源供應器，使得有缺陷的電源供應器變成其它電源供應器的負載(load)。對電源供應器而言，其本身的電能輸出變成了負載，因此對電源供應系統造成相當嚴重的損害。

為了避免反向電流流向電源供應器的情形產生，便需要一個隔絕裝置(isolation?device)跨接于電源供應器的電壓輸出端與電壓總線13之間，用以隔開電源供應器與不想要的反向電流。在圖1中，二極管14與15便是常用于并聯式電源供應器中用以隔絕反向電流的隔絕裝置。眾所熟知，二極管是單向導通的整流組件，其特性為若一正向偏壓施加于二極管時，二極管導通，一正向電流自二極管的正極流經二極管的負極；反之，若一反向偏壓施加于二極管時，二極管關閉。因此，二極管這種單向導通整流組件便非常適用于并聯式電源供應器的設計中，作為防止反向電流回流至電源供應器的電路組件。

然而，采用二極管來防止反向電流的設計方式，卻存在著一些難以克服的缺點。其最主要的缺點在于，當電流流經二極管的P-N結面(P-N?junction)時，會產生相當大的功率損失。因此在實際的電路設計時，用一個晶體管開關如一場效應晶體管(FET)來取代二極管作為防止反向電流流入電源供應器的電路組件，將可降低電路的功率損失，提升電源供應器的整體效率。

盡管如此，FET是一種雙向導通的電路組件，其導通與關閉的控制并非如控制二極管一般簡單。因此若采用FET作為防止反向電流流入電源供應器的電路組件，便需要設計一套運作速度迅速且精確度高的控制電路來控制FET在電源供應器輸出正向電流時導通，而在反向電流回流至電源供應器時關閉。

因此，本發明的目的在于提供一種應用于并聯式電源供應器的失效保護裝置，其以消耗較少功率的方式迅速且精準地防止一反向電流流入電源供應器。

本發明的另一目的在于提供一種電源供應系統中的反向電流保護裝置，該電源供應系統是由數個電源供應器通過一電壓總線互相并聯所組成，用以避免當其中一臺電源供應器發生故障或輸出較低的電壓基準位時，產生反向電流流入有缺陷的電源供應器。

根據本發明的第一較佳實施例，一種用以保護一電源供應器避免一反向電流自一負載流入電源供應器的裝置是包含一晶體管開關，其一端連接于該電源供應器的一輸出電壓端，而其另一端連接于該負載的輸入電壓端；一晶體管控制電路，用以當一正向電流自該電源供應器的該輸出電壓端流向該負載時驅動該晶體管開關導通，而當一反向電流自該負載流向該電源供應器的該輸出電壓端時驅動該晶體管開關關閉。

該晶體管開關包含一場效應晶體管(FET)。上述的晶體管控制電路包含一電壓比較器電路，該比較器用以比較該電源供應器的輸出電壓與該負載的輸入電壓，該電源供應器的輸出電壓與該負載的輸入電壓比較后，發出一第一控制信號；以及一任務比較器電路，該比較器用以比較代表該電源供應器的變壓器的輸出任務(output?duty)的電壓與一參考電壓，并因代表變壓器的輸出任務的電壓與該參考電壓比較后，發出一第二控制信號；以及一晶體管驅動電路，用以執行該第一控制信號的狀態與該第二控制信號的狀態的邏輯和運算(logic?AND?operation)，而因該邏輯和運算的輸出產生一控制信號控制晶體管開關的運作，用以防止反向電流自該負載流向該電源供應器。