過電圧保護回路及び該過電圧保護回路を備えるポータブル電子デバイス
【課題】過電圧保護回路及び該過電圧保護回路を備えるポータブル電子デバイスを提供することを課題とする。
【解決手段】過電圧保護回路、及び、該過電圧保護回路を備えるポータブル電子デバイスであって、入力電圧がポータブル電子デバイスの内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時、過電圧保護（ｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を働かせる。該入力電圧は、電圧制限ユニットと分圧モジュールを通じて基準電圧と分圧電圧をそれぞれ生成して比較モジュールに伝送して比較を行い、且つ、該基準電圧と該分圧電圧を比較した後でスイッチング信号を生成することで、スイッチングユニットを制御して該入力電圧を該内部回路ユニットに供給するかを決定する。該分圧モジュールは、該内部回路ユニットの最大定格耐電圧を設定するために用いられ、且つ該過電圧保護回路が温度の影響を受けない状態で、該ポータブル電子デバイスの過電圧保護を実現させることができる。
【解決手段】過電圧保護回路、及び、該過電圧保護回路を備えるポータブル電子デバイスであって、入力電圧がポータブル電子デバイスの内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時、過電圧保護（ｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を働かせる。該入力電圧は、電圧制限ユニットと分圧モジュールを通じて基準電圧と分圧電圧をそれぞれ生成して比較モジュールに伝送して比較を行い、且つ、該基準電圧と該分圧電圧を比較した後でスイッチング信号を生成することで、スイッチングユニットを制御して該入力電圧を該内部回路ユニットに供給するかを決定する。該分圧モジュールは、該内部回路ユニットの最大定格耐電圧を設定するために用いられ、且つ該過電圧保護回路が温度の影響を受けない状態で、該ポータブル電子デバイスの過電圧保護を実現させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電圧保護回路に関し、特に、ポータブル電子デバイスの内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時に働く過電圧保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、ポータブル電子デバイスは、電源供給用アタプタ（ａｄａｐｔｅｒ）を通じて外部の入力電圧を受けることができることで、該入力電圧を当該アタプタを通じて該ポータブル電子デバイスに作用させることができ、例えば該ポータブル電子デバイスに対し電源供給作用を行う。
【０００３】
しかしながら、利用者の身の回りにポータブル電子デバイスが増えるにつれ、様々な電源供給用アタプタもこれに伴い増えたことで、往々にしてこれら電源供給用アタプタは異なる電気特性を持ち、例えば異なる定格入力／出力電圧を有する。利用者が電源供給用アタプタを誤使用すると、直接ポータブル電子デバイスに損傷を与えてしまう。例を挙げると、１台のポータブル電子デバイス内に電池、電子素子と電子回路などの内部回路ユニットを含み、これら内部回路ユニットの最大定格耐電圧が１２ボルトであるが、利用者が間違って１２ボルトを上回る電圧を直接該ポータブル電子デバイスに供給した場合、該ポータブル電子デバイス内の電池、電子素子と電子回路が、高圧により破損を受けることで動作できなくなる可能性が非常に大きくなる。
【０００４】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、過電圧保護を提供して解決する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、該ポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットが定格耐電圧を超えた入力電圧を受けないよう保護する過電圧保護回路を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、上記過電圧保護回路により、温度変化の影響を受けない状態で、安定的に該定格電圧を超えた入力電圧を該内部回路ユニットに入力されることから隔離できることである。
【０００７】
さらに、本発明の別の目的は、上記過電圧保護回路により、該分圧モジュールを通じて必要な該定格電圧のニーズについて、該ポータブル電子デバイスの定格耐電圧のプログラマブルな設定を行うことができることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的及び他の目的を達成するため、本発明は、入力電圧がポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時過電圧保護（ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を働かせる過電圧保護回路を提供する。該過電圧保護回路には、入力電圧を受ける入力ユニットと、該ポータブル電子デバイスに接続するための出力ユニットと、該入力ユニットに接続し、該入力電圧を受けると共に基準電圧の出力を制限するための電圧制限ユニットと、該入力ユニットに接続し、該入力電圧を受けると共に該入力電圧を分圧して分圧電圧を生成するための分圧モジュールと、該電圧制限ユニットと該分圧モジュールに接続し、該基準電圧と該分圧電圧を比較すると共に比較結果に基づいてスイッチング信号を生成するための比較モジュールと、該入力ユニットと該出力ユニットと該比較モジュールに接続し、該入力電圧をスイッチングユニットによって該出力ユニットに出力するよう制御するための該スイッチング信号及び該入力電圧を受けるスイッチングユニットと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
従来の技術と比較すると、本発明の過電圧保護回路は、簡易な分圧モジュールを通じてポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットの定格耐電圧を簡単に設定でき、且つ温度変化の影響を受けない電圧制限ユニットを組み合わせ、該定格電圧より低い入力電圧を該ポータブル電子デバイスにスムーズに供給させることができる以外に、正確に該定格電圧を超える該入力電圧（つまり過電圧）を該ポータブル電子デバイスに入力する前に効果的に隔離させるよう制御できる。該ポータブル電子デバイスは該定格電圧を超えた該入力電圧を受けても該ポータブル電子デバイスの内部回路ユニットに損傷を与えることを避けるほかに、更に該ポータブル電子デバイスが利用者の該入力電圧の誤使用により起きた著しい内部回路ユニットの破損から効果的に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例の過電圧保護回路ブロック図である。
【図２】図１内の電圧制限ユニットを説明する詳細図である。
【図３】図１内の分圧モジュールを説明する詳細図である。
【図４】図１内の比較モジュールを説明する詳細図である。
【図５】図１内のスイッチングユニットを説明する詳細図である。
【図６】本発明の第２の実施例の過電圧保護回路ブロック図である。
【図７】図６内の比較モジュール、制御インターフェースモジュール及びスイッチングユニットを説明する詳細な接続図である。
【図８】本発明の一実施例の過電圧保護を備えるポータブル電子デバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の目的、特徴及び効果を更に明確に分かりやすくするため、具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例の過電圧保護回路を図１を参照しながら説明する。図１において、該過電圧保護回路１０は入力電圧Ｖｉｎとポータブル電子デバイス２の間に設けられ、過電圧保護（ＯＶＰ）を行うことに用いられる。該ポータブル電子デバイス２中の内部回路ユニット４は、耐え得る最大入力電圧を有し、該最大入力電圧を定格電圧と呼ぶ。よって、該過電圧保護は、該定格電圧を超えた該入力電圧Ｖｉｎが、該ポータブル電子デバイス２に直接入力されて該内部回路ユニット４の破損が起きることを避ける。
【００１３】
その他、該定格電圧は、更に該ポータブル電子デバイス２中の該内部回路ユニット４が耐え得ると共に動作できる最大電圧と定義され、つまり該ポータブル電子デバイス２が受けた該入力電圧Ｖｉｎは、該定格電圧を超えない時、該ポータブル電子デバイス２が正常に例えば整流回路、充電／放電回路或いは表示回路などの該内部回路ユニットに供給できる。逆に、該ポータブル電子デバイス２の受けた該入力電圧Ｖｉｎが該定格電圧を超えた時、該ポータブル電子デバイス２の該内部回路ユニットが破損され、該ポータブル電子デバイス２に誤動作の発生或いは更に使用できなくなる。次に、該入力電圧Ｖｉｎの由来は、商用電源の交流電圧又は整流を経た後の直流電圧とすることができる。
【００１４】
該過電圧保護回路１０は、入力ユニット１２と電圧制限ユニット１４と分圧モジュール１６と比較モジュール１８とスイッチングユニット２０と出力ユニット２２とを含む。該入力ユニット１２は該入力電圧Ｖｉｎを受け、該入力電圧Ｖｉｎが直流電圧又は交流電圧とすることができる。
【００１５】
該電圧制限ユニット１４は、両端を有し、一端が該入力ユニット１２に接続し、他端が接地側ＧＮＤに接続する。該入力電圧Ｖｉｎは該電圧制限ユニット１４を通じて対応する基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。該電圧制限ユニット１４は、温度変化に耐える２端子型素子を採用し、該電圧制限ユニット１４の電気特性が温度変化の影響を受けず、例えばツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）である。次に、該電圧制限ユニット１４自体は制限電圧ＰＶをプリセットしており、該電圧制限ユニット１４が受けた該入力電圧Ｖｉｎによって導通するかを決定する。
【００１６】
言い換えると、該入力電圧Ｖｉｎを該電圧制限ユニット１４に印加した時、該入力電圧Ｖｉｎが該制限電圧ＰＶに下回る或いは等しくなった場合、該電圧制限ユニット１４はゼロ電圧の該基準電圧Ｖｒｅｆ（つまり非導通状態）を出力する。逆に、該入力電圧Ｖｉｎが該制限電圧ＰＶを上回る時、該電圧制限ユニット１４は、該制限電圧ＰＶに等しくなる該基準電圧Ｖｒｅｆ（つまり導通状態）を出力する。
【００１７】
次に、上述において言及した非導通状態とは、該電圧制限ユニット１４が遮断状態になることで、該基準電圧Ｖｒｅｆがゼロ電位となることをいう。導通状態とは、該電圧制限ユニット１４が該制限電圧ＰＶを一定に出力し、つまり該基準電圧Ｖｒｅｆが該制限電圧ＰＶに等しくなることをいう。その他、該電圧制限ユニット１４の該制限電圧ＰＶの選定は、該ポータブル電子デバイス２の該定格電圧を無視できる。
【００１８】
図２を共に参照しながら説明する。図２において該電圧制限ユニット１４は、該ツェナーダイオードを例とし、該ツェナーダイオードの該制限電圧ＰＶは４ボルトにプリセットした時、該ツェナーダイオードの両端に印加する該入力電圧Ｖｉｎが４ボルトを下回った場合、該基準電圧Ｖｒｅｆはゼロ電位となる。また該ツェナーダイオードの両端に印加する該入力電圧Ｖｉｎが４ボルトを上回った場合、該基準電圧Ｖｒｅｆは該制限電圧ＰＶに固定し、つまり該基準電圧Ｖｒｅｆの出力が４ボルトとなる。その他、該ツェナーダイオードを一般的なダイオードに比べると、逆接続とし、該ツェナーダイオードのｎ側は該入力ユニット１２に接続させ、該ツェナーダイオードのｐ側が該接地側ＧＮＤに接続させる。
【００１９】
該分圧モジュール１６は、該入力ユニット１２に接続し、且つ該入力ユニット１２上の該入力電圧Ｖｉｎが該分圧モジュール１２を通じて分圧電圧Ｖｖｄを生成する。本発明の一実施例において、該分圧モジュール１６は、第１の電気抵抗ユニット１２２と第２の電気抵抗ユニット１２４とを含む。図３に示するように、該第１の電気抵抗ユニット１２２と該第２の電気抵抗ユニット１２４は直列接続し、且つ該入力電圧Ｖｉｎが該第２の電気抵抗ユニット１２４で該分圧電圧Ｖｖｄを生成する。その他、該第１の電気抵抗ユニット１２２と該第２の電気抵抗ユニット１２４間の抵抗値の比率を調整することで、該抵抗値の比率に対応する分圧電圧Ｖｖｄを得ることができる。該分圧電圧と該抵抗値の比率の関係を以下の通り示す。
【００２０】
【数１】
【００２１】
式の中のＲ１２２は第１の電気抵抗ユニット１２２の抵抗値で、またＲ１２４が該第２の電気抵抗ユニット１２４の抵抗値である。
【００２２】
また、該分圧モジュール１６は、該第１の電気抵抗ユニット１２２と該第２の電気抵抗ユニット１２４の抵抗値の比率を通じて該定格電圧を該ポータブル電子デバイス中に必要な電圧の要求に適合するよう設定できる。言い換えると、該第２の電気抵抗ユニット１２４上の分圧電圧Ｖｖｄは該基準電圧Ｖｒｅｆを上回る或いは等しくなる場合（つまり下回ることではない）、後記に言及する該スイッチングユニット２０を開路（或いは非導通状態と呼ばれる）させ、つまり該入力電圧Ｖｉｎを該内部回路ユニット４に伝送できない。詳細な説明は以下の記載通りとする。
【００２３】
該比較モジュール１８は、該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６に接続し、該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、対応する該スイッチング信号（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｓｉｇｎａｌ）ＳＳを出力することに用いられる。該比較モジュール１８の詳細を図４を参照しながら説明する。
【００２４】
図４において、該比較モジュール１８は、該電圧制限ユニット１４に接続し、該基準電圧Ｖｒｅｆを受けるための第１の入力側１８２と、分圧モジュール１６に接続し、該分圧電圧Ｖｖｄ。を受けるための第２の入力側１８４と、該基準電圧Ｖｒｅｆ及び該分圧電圧Ｖｖｄを受け、且つ該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較した後、該制御信号ＣＳを該第２の制御ユニット１８８に生成させ、該制御信号ＣＳで該第２の制御ユニット１８８の開路と短絡状態を制御する第１の制御ユニット１８６と、第２の制御ユニット１８８と、を更に含む。
【００２５】
例を挙げると、仮に該内部回路ユニット４の該定格電圧は４ボルトで、該制限電圧がＰＶで同じも４ボルトで、該第１の電気抵抗ユニット１２２が９０ＫΩ、及び該第２の電気抵抗ユニット１２４が１０ＫΩである。該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧より低く、例えば３ボルト入力した時、該電圧制限ユニット１４は電圧が０になる該基準電圧Ｖｒｅｆを出力し、該分圧電圧Ｖｖｄが分圧により０．３ボルトを得ると共に該比較モジュール１８によって該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、該分圧電圧Ｖｖｄが該基準電圧Ｖｒｅｆより高くなる比較結果を得て、且つ該入力電圧Ｖｉｎが該定格電圧を下回るため、該比較モジュール１８が該スイッチングユニット２０を制御して該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２に出力させる。
【００２６】
次に、本発明の別の一実施例において、該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧に等しく、例えば４ボルト入力した時、該電圧制限ユニット１４は電圧が０になる該基準電圧Ｖｒｅｆを出力し、該分圧電圧Ｖｖｄが分圧により０．４ボルトを得ると共に該比較モジュール１８によって該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、やはり該分圧電圧Ｖｖｄが該基準電圧Ｖｒｅｆを上回る比較結果を得た場合、そこで該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧に等しくなるが、まだ該内部回路ユニット４の許容範囲内にあるため、該比較モジュール１８が該スイッチングユニット２０を制御して該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２に出力させて該内部回路ユニット４に供給する。
【００２７】
しかしながら、本発明の別の一実施例において、該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧を超え、例えば５ボルト入力した時、該電圧制限ユニット１４は電圧固定の該制限電圧ＰＶが４ボルトになる該基準電圧Ｖｒｅｆを出力し該分圧電圧Ｖｖｄが分圧により０．５ボルトを得ると共に該比較モジュール１８によって該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較して該分圧電圧Ｖｖｄが該基準電圧Ｖｒｅｆを下回る比較結果を得た場合、該入力電圧Ｖｉｎが該内部回路ユニット４の該定格電圧許容範囲を超えたため、上記比較結果により、該比較モジュール１８は該スイッチングユニット２０を制御して該入力電圧Ｖｉｎを該内部回路ユニット４に供給できなくなる。
【００２８】
本発明の一実施例において、該第２の制御ユニット１８８は３端子型素子で、一端が該第１の制御ユニット１８６に接続し、該制御信号ＣＳを受信するために用いられ、他端が該スイッチングユニット２０に接続し、もう一端が電圧Ｖ或いは接地ＧＮＤに接続する。言い換えると、該第２の制御ユニット１８８の一端が受信した該制御信号ＣＳを通じて、別の両端が該制御信号ＣＳに基づいて両端の間に開路或いは短絡状態を形成する。該第２の制御ユニット１８８は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）とすることができる。
【００２９】
また図１を参照しながら説明する。該スイッチングユニット２０は、該入力ユニット１２と該比較モジュール１８と該出力ユニット２２に接続し、且つ該スイッチング信号ＳＳに基づいて該入力ユニット１２と該ポータブル電子デバイス４を接続させる。本発明の一実施例において、図５と共に参照しながら説明する。該スイッチングユニット２０は３端子型素子で、そこで入力側２０２、出力側２０４及び被制御側２０６と定義され、且つ該入力側２０２が該入力ユニット１２に接続し、該被制御側２０６が該第２の制御ユニット１８８に接続し、該被制御側２０６が受信した該スイッチング信号ＳＳに基づいて該入力側２０２と該出力側２０４を選択的に接続し、該入力ユニット１２を該出力ユニット２２に接続させることができ、従って該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２を通じて該ポータブル電子デバイス４に供給する。本発明の一実施例において、該第２の制御ユニット１８８が短絡状態になった時、該電圧Ｖが該第２の制御ユニット１８８を通じて該スイッチング信号ＳＳを形成して該被制御側２０６に送信することで、該スイッチングユニット２０を制御する。若しくは、該第２の制御ユニット１８８は該接地ＧＮＤにより該スイッチング信号ＳＳが該被制御側２０６を通じて該スイッチングユニット２０を制御させることができる。該スイッチングユニット２０は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである。
【００３０】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例の過電圧保護回路について図６を参照しながら説明する。図６において、該過電圧保護回路１０’は、前記実施例と同じように該入力ユニット１２と該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６と該比較モジュール１８と該スイッチングユニット２０と該出力ユニット２２とを備える以外に、制御インターフェースモジュール２４を更に含む。該制御インターフェースモジュール２４は、該入力ユニット１２と該比較モジュール１４と該スイッチングユニット２０に接続し、該比較モジュール１４が該制御インターフェースモジュール２４を通じて対応する該スイッチング信号ＳＳを生成する。
【００３１】
図６内の該比較モジュール１８、該制御インターフェースモジュール２４及び該スイッチングユニット２０の詳細な接続について図７を参照しながら説明する。図７において、該制御インターフェースモジュール２４は直列接続電気抵抗Ｒ１とＲ２からなる。該入力ユニット１２の該入力電圧Ｖｉｎは該直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２の一部に該スイッチング信号ＳＳを生成する。該比較モジュール１８内の該第２の制御ユニット１８８は、３端子型素子で、一端が該第１の制御ユニット１８６に接続し、該制御信号ＣＳを受信するためのであり、他端が該制御インターフェースモジュール２４に接続し、もう一端が該接地側ＧＮＤに接続する。
【００３２】
該制御信号ＣＳが該第２の制御ユニット１８８を短絡状態にさせた時、該入力電圧Ｖｉｎは該制御インターフェースモジュール２４の直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２を通じ、また該第２の制御ユニット１８８を経由して該接地側ＧＮＤに接続し、且つ該直列接続電気抵抗Ｒ１とＲ２に電圧降下ＶＲ１とＶＲ２をそれぞれ発生させて該直列接続電気抵抗Ｒ２上の電圧降下ＶＲ２を取り出して該スイッチング信号ＳＳとし、並びに該被制御側２０６に送信して該入力側２０２と該出力側２０４を短絡させるよう制御し、従って該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２に伝送させる。逆に、該制御信号ＣＳが該第２の制御ユニット１８８を開路状態にさせた時、該直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２が電気回路を形成していないため、該入力電圧Ｖｉｎは該直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２に電圧降下ＶＲ１とＶＲ２を形成できない。言い換えると、該制御インターフェースモジュール２４は該入力側２０２と該出力側２０４を短絡状態になるよう制御するための該スイッチング信号ＳＳを生成できず、また該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２を通じて該内部回路ユニット４に供給させることができない。
【００３３】
本発明の一実施例の過電圧保護を備えるポータブル電子デバイスについて図８を参照しながら説明する。図８において、該ポータブル電子デバイス２’は、入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられ、前記実施例内の該入力ユニット１２と該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６と該比較モジュール１８と該スイッチングユニット２０と該出力ユニット２２とを含む。該内部回路ユニット４は該ポータブル電子デバイス置２の中に設けられ、内部回路ユニット４が例えば整流ユニット、マイクロプロセッサユニット、通信ユニット或いはメモリユニットなどの回路とすることができる。該入力ユニット１２は該入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられる。該出力ユニット２２は該内部回路ユニット４に接続し、該入力電圧Ｖｉｎを該内部回路ユニット４に出力するために用いられる。
【００３４】
該電圧制限ユニット１４は、該入力ユニット１２に接続し、該入力電圧Ｖｉｎを受けると共に基準電圧Ｖｒｅｆを制限的に出力するために用いられる。該分圧モジュール１６は、該入力ユニット１２に接続し、該入力電圧Ｖｉｎを受けると共に該入力電圧Ｖｉｎを分圧して分圧電圧Ｖｖｄを生成するために用いられる。該比較モジュール１６は該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６に接続し、該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、比較結果に基づいてスイッチング信号ＳＳを生成するために用いられる。該スイッチングユニット２０は該入力ユニット１２と該出力ユニット２２に接続し、該比較モジュール１８が該スイッチング信号ＳＳ及び該入力電圧Ｖｉｎを受け、該スイッチング信号ＳＳが該入力電圧Ｖｉｎを該スイッチングユニット２０を通じて該出力ユニット２２に出力するよう制御するために用いられる。
【００３５】
よって、本発明の過電圧保護回路は、簡易な分圧モジュールを通じてポータブル電子デバイスの定格耐電圧を簡単に設定でき、且つ温度変化の影響を受けない電圧制限ユニットを組み合わせ、該定格電圧以下の入力電圧を該ポータブル電子デバイスにスムーズに供給させることができる以外に、正確に該定格電圧を超える該入力電圧（つまり過電圧）を該ポータブル電子デバイスに入力する前に効果的に隔離させるよう制御できる。該ポータブル電子デバイスは該定格電圧を超えた該入力電圧を受けても該ポータブル電子デバイスの内部回路ユニットに損傷を与えることを避けるほかに、更に該ポータブル電子デバイスが利用者の該入力電圧の誤使用により起きた著しい内部回路ユニットの破損から効果的に保護できる。
【符号の説明】
【００３６】
２、２’ ポータブル電子デバイス
４ 内部回路ユニット
１０、１０’ 過電圧保護回路
１２ 入力ユニット
１２２ 第１の電気抵抗
１２４ 第２の電気抵抗
１４ 電圧制限ユニット
１６ 分圧モジュール
１８ 比較モジュール
１８２ 第１の入力側
１８４ 第２の入力側
１８６ 第１の制御ユニット
１８８ 第２の制御ユニット
２０ スイッチングユニット
２０２ 入力側
２０４ 出力側
２０６ 被制御側
２２ 出力ユニット
２４ 制御インターフェースモジュール
Ｖｉｎ 入力電圧
ＧＮＤ 接地側
Ｖｒｅｆ 基準電圧
ＰＶ 制限電圧
Ｖｖｄ 分圧電圧
ＳＳ スイッチング信号
ＣＳ 制御信号
Ｖ 電圧
Ｒ１、Ｒ２ 電気抵抗
ＶＲ１、ＶＲ２ 電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電圧保護回路に関し、特に、ポータブル電子デバイスの内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時に働く過電圧保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、ポータブル電子デバイスは、電源供給用アタプタ（ａｄａｐｔｅｒ）を通じて外部の入力電圧を受けることができることで、該入力電圧を当該アタプタを通じて該ポータブル電子デバイスに作用させることができ、例えば該ポータブル電子デバイスに対し電源供給作用を行う。
【０００３】
しかしながら、利用者の身の回りにポータブル電子デバイスが増えるにつれ、様々な電源供給用アタプタもこれに伴い増えたことで、往々にしてこれら電源供給用アタプタは異なる電気特性を持ち、例えば異なる定格入力／出力電圧を有する。利用者が電源供給用アタプタを誤使用すると、直接ポータブル電子デバイスに損傷を与えてしまう。例を挙げると、１台のポータブル電子デバイス内に電池、電子素子と電子回路などの内部回路ユニットを含み、これら内部回路ユニットの最大定格耐電圧が１２ボルトであるが、利用者が間違って１２ボルトを上回る電圧を直接該ポータブル電子デバイスに供給した場合、該ポータブル電子デバイス内の電池、電子素子と電子回路が、高圧により破損を受けることで動作できなくなる可能性が非常に大きくなる。
【０００４】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、過電圧保護を提供して解決する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、該ポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットが定格耐電圧を超えた入力電圧を受けないよう保護する過電圧保護回路を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、上記過電圧保護回路により、温度変化の影響を受けない状態で、安定的に該定格電圧を超えた入力電圧を該内部回路ユニットに入力されることから隔離できることである。
【０００７】
さらに、本発明の別の目的は、上記過電圧保護回路により、該分圧モジュールを通じて必要な該定格電圧のニーズについて、該ポータブル電子デバイスの定格耐電圧のプログラマブルな設定を行うことができることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的及び他の目的を達成するため、本発明は、入力電圧がポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時過電圧保護（ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を働かせる過電圧保護回路を提供する。該過電圧保護回路には、入力電圧を受ける入力ユニットと、該ポータブル電子デバイスに接続するための出力ユニットと、該入力ユニットに接続し、該入力電圧を受けると共に基準電圧の出力を制限するための電圧制限ユニットと、該入力ユニットに接続し、該入力電圧を受けると共に該入力電圧を分圧して分圧電圧を生成するための分圧モジュールと、該電圧制限ユニットと該分圧モジュールに接続し、該基準電圧と該分圧電圧を比較すると共に比較結果に基づいてスイッチング信号を生成するための比較モジュールと、該入力ユニットと該出力ユニットと該比較モジュールに接続し、該入力電圧をスイッチングユニットによって該出力ユニットに出力するよう制御するための該スイッチング信号及び該入力電圧を受けるスイッチングユニットと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
従来の技術と比較すると、本発明の過電圧保護回路は、簡易な分圧モジュールを通じてポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットの定格耐電圧を簡単に設定でき、且つ温度変化の影響を受けない電圧制限ユニットを組み合わせ、該定格電圧より低い入力電圧を該ポータブル電子デバイスにスムーズに供給させることができる以外に、正確に該定格電圧を超える該入力電圧（つまり過電圧）を該ポータブル電子デバイスに入力する前に効果的に隔離させるよう制御できる。該ポータブル電子デバイスは該定格電圧を超えた該入力電圧を受けても該ポータブル電子デバイスの内部回路ユニットに損傷を与えることを避けるほかに、更に該ポータブル電子デバイスが利用者の該入力電圧の誤使用により起きた著しい内部回路ユニットの破損から効果的に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例の過電圧保護回路ブロック図である。
【図２】図１内の電圧制限ユニットを説明する詳細図である。
【図３】図１内の分圧モジュールを説明する詳細図である。
【図４】図１内の比較モジュールを説明する詳細図である。
【図５】図１内のスイッチングユニットを説明する詳細図である。
【図６】本発明の第２の実施例の過電圧保護回路ブロック図である。
【図７】図６内の比較モジュール、制御インターフェースモジュール及びスイッチングユニットを説明する詳細な接続図である。
【図８】本発明の一実施例の過電圧保護を備えるポータブル電子デバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の目的、特徴及び効果を更に明確に分かりやすくするため、具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例の過電圧保護回路を図１を参照しながら説明する。図１において、該過電圧保護回路１０は入力電圧Ｖｉｎとポータブル電子デバイス２の間に設けられ、過電圧保護（ＯＶＰ）を行うことに用いられる。該ポータブル電子デバイス２中の内部回路ユニット４は、耐え得る最大入力電圧を有し、該最大入力電圧を定格電圧と呼ぶ。よって、該過電圧保護は、該定格電圧を超えた該入力電圧Ｖｉｎが、該ポータブル電子デバイス２に直接入力されて該内部回路ユニット４の破損が起きることを避ける。
【００１３】
その他、該定格電圧は、更に該ポータブル電子デバイス２中の該内部回路ユニット４が耐え得ると共に動作できる最大電圧と定義され、つまり該ポータブル電子デバイス２が受けた該入力電圧Ｖｉｎは、該定格電圧を超えない時、該ポータブル電子デバイス２が正常に例えば整流回路、充電／放電回路或いは表示回路などの該内部回路ユニットに供給できる。逆に、該ポータブル電子デバイス２の受けた該入力電圧Ｖｉｎが該定格電圧を超えた時、該ポータブル電子デバイス２の該内部回路ユニットが破損され、該ポータブル電子デバイス２に誤動作の発生或いは更に使用できなくなる。次に、該入力電圧Ｖｉｎの由来は、商用電源の交流電圧又は整流を経た後の直流電圧とすることができる。
【００１４】
該過電圧保護回路１０は、入力ユニット１２と電圧制限ユニット１４と分圧モジュール１６と比較モジュール１８とスイッチングユニット２０と出力ユニット２２とを含む。該入力ユニット１２は該入力電圧Ｖｉｎを受け、該入力電圧Ｖｉｎが直流電圧又は交流電圧とすることができる。
【００１５】
該電圧制限ユニット１４は、両端を有し、一端が該入力ユニット１２に接続し、他端が接地側ＧＮＤに接続する。該入力電圧Ｖｉｎは該電圧制限ユニット１４を通じて対応する基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。該電圧制限ユニット１４は、温度変化に耐える２端子型素子を採用し、該電圧制限ユニット１４の電気特性が温度変化の影響を受けず、例えばツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）である。次に、該電圧制限ユニット１４自体は制限電圧ＰＶをプリセットしており、該電圧制限ユニット１４が受けた該入力電圧Ｖｉｎによって導通するかを決定する。
【００１６】
言い換えると、該入力電圧Ｖｉｎを該電圧制限ユニット１４に印加した時、該入力電圧Ｖｉｎが該制限電圧ＰＶに下回る或いは等しくなった場合、該電圧制限ユニット１４はゼロ電圧の該基準電圧Ｖｒｅｆ（つまり非導通状態）を出力する。逆に、該入力電圧Ｖｉｎが該制限電圧ＰＶを上回る時、該電圧制限ユニット１４は、該制限電圧ＰＶに等しくなる該基準電圧Ｖｒｅｆ（つまり導通状態）を出力する。
【００１７】
次に、上述において言及した非導通状態とは、該電圧制限ユニット１４が遮断状態になることで、該基準電圧Ｖｒｅｆがゼロ電位となることをいう。導通状態とは、該電圧制限ユニット１４が該制限電圧ＰＶを一定に出力し、つまり該基準電圧Ｖｒｅｆが該制限電圧ＰＶに等しくなることをいう。その他、該電圧制限ユニット１４の該制限電圧ＰＶの選定は、該ポータブル電子デバイス２の該定格電圧を無視できる。
【００１８】
図２を共に参照しながら説明する。図２において該電圧制限ユニット１４は、該ツェナーダイオードを例とし、該ツェナーダイオードの該制限電圧ＰＶは４ボルトにプリセットした時、該ツェナーダイオードの両端に印加する該入力電圧Ｖｉｎが４ボルトを下回った場合、該基準電圧Ｖｒｅｆはゼロ電位となる。また該ツェナーダイオードの両端に印加する該入力電圧Ｖｉｎが４ボルトを上回った場合、該基準電圧Ｖｒｅｆは該制限電圧ＰＶに固定し、つまり該基準電圧Ｖｒｅｆの出力が４ボルトとなる。その他、該ツェナーダイオードを一般的なダイオードに比べると、逆接続とし、該ツェナーダイオードのｎ側は該入力ユニット１２に接続させ、該ツェナーダイオードのｐ側が該接地側ＧＮＤに接続させる。
【００１９】
該分圧モジュール１６は、該入力ユニット１２に接続し、且つ該入力ユニット１２上の該入力電圧Ｖｉｎが該分圧モジュール１２を通じて分圧電圧Ｖｖｄを生成する。本発明の一実施例において、該分圧モジュール１６は、第１の電気抵抗ユニット１２２と第２の電気抵抗ユニット１２４とを含む。図３に示するように、該第１の電気抵抗ユニット１２２と該第２の電気抵抗ユニット１２４は直列接続し、且つ該入力電圧Ｖｉｎが該第２の電気抵抗ユニット１２４で該分圧電圧Ｖｖｄを生成する。その他、該第１の電気抵抗ユニット１２２と該第２の電気抵抗ユニット１２４間の抵抗値の比率を調整することで、該抵抗値の比率に対応する分圧電圧Ｖｖｄを得ることができる。該分圧電圧と該抵抗値の比率の関係を以下の通り示す。
【００２０】
【数１】
【００２１】
式の中のＲ１２２は第１の電気抵抗ユニット１２２の抵抗値で、またＲ１２４が該第２の電気抵抗ユニット１２４の抵抗値である。
【００２２】
また、該分圧モジュール１６は、該第１の電気抵抗ユニット１２２と該第２の電気抵抗ユニット１２４の抵抗値の比率を通じて該定格電圧を該ポータブル電子デバイス中に必要な電圧の要求に適合するよう設定できる。言い換えると、該第２の電気抵抗ユニット１２４上の分圧電圧Ｖｖｄは該基準電圧Ｖｒｅｆを上回る或いは等しくなる場合（つまり下回ることではない）、後記に言及する該スイッチングユニット２０を開路（或いは非導通状態と呼ばれる）させ、つまり該入力電圧Ｖｉｎを該内部回路ユニット４に伝送できない。詳細な説明は以下の記載通りとする。
【００２３】
該比較モジュール１８は、該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６に接続し、該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、対応する該スイッチング信号（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｓｉｇｎａｌ）ＳＳを出力することに用いられる。該比較モジュール１８の詳細を図４を参照しながら説明する。
【００２４】
図４において、該比較モジュール１８は、該電圧制限ユニット１４に接続し、該基準電圧Ｖｒｅｆを受けるための第１の入力側１８２と、分圧モジュール１６に接続し、該分圧電圧Ｖｖｄ。を受けるための第２の入力側１８４と、該基準電圧Ｖｒｅｆ及び該分圧電圧Ｖｖｄを受け、且つ該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較した後、該制御信号ＣＳを該第２の制御ユニット１８８に生成させ、該制御信号ＣＳで該第２の制御ユニット１８８の開路と短絡状態を制御する第１の制御ユニット１８６と、第２の制御ユニット１８８と、を更に含む。
【００２５】
例を挙げると、仮に該内部回路ユニット４の該定格電圧は４ボルトで、該制限電圧がＰＶで同じも４ボルトで、該第１の電気抵抗ユニット１２２が９０ＫΩ、及び該第２の電気抵抗ユニット１２４が１０ＫΩである。該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧より低く、例えば３ボルト入力した時、該電圧制限ユニット１４は電圧が０になる該基準電圧Ｖｒｅｆを出力し、該分圧電圧Ｖｖｄが分圧により０．３ボルトを得ると共に該比較モジュール１８によって該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、該分圧電圧Ｖｖｄが該基準電圧Ｖｒｅｆより高くなる比較結果を得て、且つ該入力電圧Ｖｉｎが該定格電圧を下回るため、該比較モジュール１８が該スイッチングユニット２０を制御して該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２に出力させる。
【００２６】
次に、本発明の別の一実施例において、該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧に等しく、例えば４ボルト入力した時、該電圧制限ユニット１４は電圧が０になる該基準電圧Ｖｒｅｆを出力し、該分圧電圧Ｖｖｄが分圧により０．４ボルトを得ると共に該比較モジュール１８によって該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、やはり該分圧電圧Ｖｖｄが該基準電圧Ｖｒｅｆを上回る比較結果を得た場合、そこで該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧に等しくなるが、まだ該内部回路ユニット４の許容範囲内にあるため、該比較モジュール１８が該スイッチングユニット２０を制御して該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２に出力させて該内部回路ユニット４に供給する。
【００２７】
しかしながら、本発明の別の一実施例において、該入力電圧Ｖｉｎは該定格電圧を超え、例えば５ボルト入力した時、該電圧制限ユニット１４は電圧固定の該制限電圧ＰＶが４ボルトになる該基準電圧Ｖｒｅｆを出力し該分圧電圧Ｖｖｄが分圧により０．５ボルトを得ると共に該比較モジュール１８によって該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較して該分圧電圧Ｖｖｄが該基準電圧Ｖｒｅｆを下回る比較結果を得た場合、該入力電圧Ｖｉｎが該内部回路ユニット４の該定格電圧許容範囲を超えたため、上記比較結果により、該比較モジュール１８は該スイッチングユニット２０を制御して該入力電圧Ｖｉｎを該内部回路ユニット４に供給できなくなる。
【００２８】
本発明の一実施例において、該第２の制御ユニット１８８は３端子型素子で、一端が該第１の制御ユニット１８６に接続し、該制御信号ＣＳを受信するために用いられ、他端が該スイッチングユニット２０に接続し、もう一端が電圧Ｖ或いは接地ＧＮＤに接続する。言い換えると、該第２の制御ユニット１８８の一端が受信した該制御信号ＣＳを通じて、別の両端が該制御信号ＣＳに基づいて両端の間に開路或いは短絡状態を形成する。該第２の制御ユニット１８８は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）とすることができる。
【００２９】
また図１を参照しながら説明する。該スイッチングユニット２０は、該入力ユニット１２と該比較モジュール１８と該出力ユニット２２に接続し、且つ該スイッチング信号ＳＳに基づいて該入力ユニット１２と該ポータブル電子デバイス４を接続させる。本発明の一実施例において、図５と共に参照しながら説明する。該スイッチングユニット２０は３端子型素子で、そこで入力側２０２、出力側２０４及び被制御側２０６と定義され、且つ該入力側２０２が該入力ユニット１２に接続し、該被制御側２０６が該第２の制御ユニット１８８に接続し、該被制御側２０６が受信した該スイッチング信号ＳＳに基づいて該入力側２０２と該出力側２０４を選択的に接続し、該入力ユニット１２を該出力ユニット２２に接続させることができ、従って該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２を通じて該ポータブル電子デバイス４に供給する。本発明の一実施例において、該第２の制御ユニット１８８が短絡状態になった時、該電圧Ｖが該第２の制御ユニット１８８を通じて該スイッチング信号ＳＳを形成して該被制御側２０６に送信することで、該スイッチングユニット２０を制御する。若しくは、該第２の制御ユニット１８８は該接地ＧＮＤにより該スイッチング信号ＳＳが該被制御側２０６を通じて該スイッチングユニット２０を制御させることができる。該スイッチングユニット２０は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである。
【００３０】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例の過電圧保護回路について図６を参照しながら説明する。図６において、該過電圧保護回路１０’は、前記実施例と同じように該入力ユニット１２と該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６と該比較モジュール１８と該スイッチングユニット２０と該出力ユニット２２とを備える以外に、制御インターフェースモジュール２４を更に含む。該制御インターフェースモジュール２４は、該入力ユニット１２と該比較モジュール１４と該スイッチングユニット２０に接続し、該比較モジュール１４が該制御インターフェースモジュール２４を通じて対応する該スイッチング信号ＳＳを生成する。
【００３１】
図６内の該比較モジュール１８、該制御インターフェースモジュール２４及び該スイッチングユニット２０の詳細な接続について図７を参照しながら説明する。図７において、該制御インターフェースモジュール２４は直列接続電気抵抗Ｒ１とＲ２からなる。該入力ユニット１２の該入力電圧Ｖｉｎは該直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２の一部に該スイッチング信号ＳＳを生成する。該比較モジュール１８内の該第２の制御ユニット１８８は、３端子型素子で、一端が該第１の制御ユニット１８６に接続し、該制御信号ＣＳを受信するためのであり、他端が該制御インターフェースモジュール２４に接続し、もう一端が該接地側ＧＮＤに接続する。
【００３２】
該制御信号ＣＳが該第２の制御ユニット１８８を短絡状態にさせた時、該入力電圧Ｖｉｎは該制御インターフェースモジュール２４の直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２を通じ、また該第２の制御ユニット１８８を経由して該接地側ＧＮＤに接続し、且つ該直列接続電気抵抗Ｒ１とＲ２に電圧降下ＶＲ１とＶＲ２をそれぞれ発生させて該直列接続電気抵抗Ｒ２上の電圧降下ＶＲ２を取り出して該スイッチング信号ＳＳとし、並びに該被制御側２０６に送信して該入力側２０２と該出力側２０４を短絡させるよう制御し、従って該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２に伝送させる。逆に、該制御信号ＣＳが該第２の制御ユニット１８８を開路状態にさせた時、該直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２が電気回路を形成していないため、該入力電圧Ｖｉｎは該直列接続電気抵抗Ｒ１、Ｒ２に電圧降下ＶＲ１とＶＲ２を形成できない。言い換えると、該制御インターフェースモジュール２４は該入力側２０２と該出力側２０４を短絡状態になるよう制御するための該スイッチング信号ＳＳを生成できず、また該入力電圧Ｖｉｎを該出力ユニット２２を通じて該内部回路ユニット４に供給させることができない。
【００３３】
本発明の一実施例の過電圧保護を備えるポータブル電子デバイスについて図８を参照しながら説明する。図８において、該ポータブル電子デバイス２’は、入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられ、前記実施例内の該入力ユニット１２と該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６と該比較モジュール１８と該スイッチングユニット２０と該出力ユニット２２とを含む。該内部回路ユニット４は該ポータブル電子デバイス置２の中に設けられ、内部回路ユニット４が例えば整流ユニット、マイクロプロセッサユニット、通信ユニット或いはメモリユニットなどの回路とすることができる。該入力ユニット１２は該入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられる。該出力ユニット２２は該内部回路ユニット４に接続し、該入力電圧Ｖｉｎを該内部回路ユニット４に出力するために用いられる。
【００３４】
該電圧制限ユニット１４は、該入力ユニット１２に接続し、該入力電圧Ｖｉｎを受けると共に基準電圧Ｖｒｅｆを制限的に出力するために用いられる。該分圧モジュール１６は、該入力ユニット１２に接続し、該入力電圧Ｖｉｎを受けると共に該入力電圧Ｖｉｎを分圧して分圧電圧Ｖｖｄを生成するために用いられる。該比較モジュール１６は該電圧制限ユニット１４と該分圧モジュール１６に接続し、該基準電圧Ｖｒｅｆと該分圧電圧Ｖｖｄを比較し、比較結果に基づいてスイッチング信号ＳＳを生成するために用いられる。該スイッチングユニット２０は該入力ユニット１２と該出力ユニット２２に接続し、該比較モジュール１８が該スイッチング信号ＳＳ及び該入力電圧Ｖｉｎを受け、該スイッチング信号ＳＳが該入力電圧Ｖｉｎを該スイッチングユニット２０を通じて該出力ユニット２２に出力するよう制御するために用いられる。
【００３５】
よって、本発明の過電圧保護回路は、簡易な分圧モジュールを通じてポータブル電子デバイスの定格耐電圧を簡単に設定でき、且つ温度変化の影響を受けない電圧制限ユニットを組み合わせ、該定格電圧以下の入力電圧を該ポータブル電子デバイスにスムーズに供給させることができる以外に、正確に該定格電圧を超える該入力電圧（つまり過電圧）を該ポータブル電子デバイスに入力する前に効果的に隔離させるよう制御できる。該ポータブル電子デバイスは該定格電圧を超えた該入力電圧を受けても該ポータブル電子デバイスの内部回路ユニットに損傷を与えることを避けるほかに、更に該ポータブル電子デバイスが利用者の該入力電圧の誤使用により起きた著しい内部回路ユニットの破損から効果的に保護できる。
【符号の説明】
【００３６】
２、２’ ポータブル電子デバイス
４ 内部回路ユニット
１０、１０’ 過電圧保護回路
１２ 入力ユニット
１２２ 第１の電気抵抗
１２４ 第２の電気抵抗
１４ 電圧制限ユニット
１６ 分圧モジュール
１８ 比較モジュール
１８２ 第１の入力側
１８４ 第２の入力側
１８６ 第１の制御ユニット
１８８ 第２の制御ユニット
２０ スイッチングユニット
２０２ 入力側
２０４ 出力側
２０６ 被制御側
２２ 出力ユニット
２４ 制御インターフェースモジュール
Ｖｉｎ 入力電圧
ＧＮＤ 接地側
Ｖｒｅｆ 基準電圧
ＰＶ 制限電圧
Ｖｖｄ 分圧電圧
ＳＳ スイッチング信号
ＣＳ 制御信号
Ｖ 電圧
Ｒ１、Ｒ２ 電気抵抗
ＶＲ１、ＶＲ２ 電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧がポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時過電圧保護（ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を働かせ、
入力電圧を受ける入力ユニットと、
前記ポータブル電子デバイスに接続するための出力ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に基準電圧の出力を制限するための電圧制限ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に前記入力電圧を分圧して分圧電圧を生成するための分圧モジュールと、
前記電圧制限ユニットと前記分圧モジュールに接続し、前記基準電圧と前記分圧電圧を比較すると共に比較結果に基づいてスイッチング信号を生成するための比較モジュールと、
前記入力ユニットと前記出力ユニットと前記比較モジュールに接続し、前記入力電圧をスイッチングユニットによって前記出力ユニットに出力するよう制御するための前記スイッチング信号、及び、前記入力電圧を受けるスイッチングユニットと、
を含むことを特徴とする過電圧保護回路。
【請求項２】
前記電圧制限ユニットは、制限電圧を設定し、前記入力電圧が前記制限電圧を上回った時、前記電圧制限ユニットが前記制限電圧に等しくなる前記基準電圧を出力し、前記入力電圧が前記制限電圧を下回った時、前記電圧制限ユニットがゼロ電圧の前記基準電圧を出力、或いは、前記入力電圧が前記定格電圧を上回った時、前記電圧制限ユニットは前記制限電圧が前記基準電圧に等しいことを設定すると共に出力することを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。
【請求項３】
前記分圧モジュールは、前記入力電圧が前記定格電圧を上回った時、前記分圧電圧の電圧値が前記基準電圧の電圧値を下回るよう設定されることを特徴とする請求項２に記載の過電圧保護回路。
【請求項４】
前記分圧モジュールは、第１の電気抵抗ユニットと第２の電気抵抗ユニットとを更に含み、前記第１の電気抵抗ユニットと前記第２の電気抵抗ユニットが直列接続し、前記入力電圧が前記第２の電気抵抗ユニットに前記分圧電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。
【請求項５】
前記比較モジュールは、第１の入力側と第２の入力側と第１の制御ユニットと第２の制御ユニットとを更に含み、前記第１の制御ユニットが前記第１の入力側と前記第２の入力側と前記第２の制御ユニットに接続し、且つ、前記第１の入力側が前記電圧制限ユニットに接続し、前記第２の入力側が前記分圧モジュールに接続し、前記基準電圧と前記分圧電圧は前記第１の制御ユニットにそれぞれ入力することで、前記基準電圧と前記分圧電圧を比較した後、制御信号を生成すると共に前記第２の制御ユニットに出力して前記スイッチング信号を生成させることを特徴とする請求項４に記載の過電圧保護回路。
【請求項６】
前記第２の制御ユニットは、３端子型素子で、一端が前記第１の制御ユニットに接続し、前記制御信号を受信するために用いられ、他の両端が前記制御信号に基づいて両端の間に開路、或いは、短絡状態を形成することを特徴とする請求項５に記載の過電圧保護回路。
【請求項７】
前記スイッチングユニットは、３端子型素子で、一端が前記比較モジュールに接続し、他端が前記入力ユニットに接続し、もう一端が前記出力ユニットに接続し、前記スイッチングユニットは該スイッチング信号に基づいて前記入力ユニットと前記出力ユニットの間の開路、或いは、短絡状態を制御することで、前記入力電圧を前記スイッチングユニットを通じて前記出力ユニットに伝送させることを特徴とする請求項６に記載の過電圧保護回路。
【請求項８】
前記第２の制御ユニットと前記該スイッチングユニットは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であると共に前記電圧制限ユニットがツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）であることを特徴とする請求項７に記載の過電圧保護回路。
【請求項９】
前記比較モジュールと前記入力ユニットの間に設けられ、前記スイッチングユニットを制御して前記入力電圧を前記出力ユニットに選択的に出力するための制御インターフェースモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。
【請求項１０】
入力電圧を受けるために用いられ、
ポータブル電子デバイス内に設けられる内部回路ユニットと、
入力電圧を受ける入力ユニットと、
前記内部回路ユニットに接続し、前記入力電圧を前記内部回路ユニットに出力するために用いられる出力ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に基準電圧の出力を制限するための電圧制限ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に前記入力電圧を分圧して分圧電圧を生成するための分圧モジュールと、
前記電圧制限ユニットと前記分圧モジュールに接続し、前記基準電圧と前記分圧電圧を比較すると共に比較結果に基づいてスイッチング信号を生成するための比較モジュールと、
前記入力ユニットと前記出力ユニットと前記比較モジュールに接続し、前記入力電圧をスイッチングユニットによって前記出力ユニットに出力するよう制御するための前記スイッチング信号、及び、前記入力電圧を受けるスイッチングユニットと、
を含むことを特徴とする過電圧保護回路を備えるポータブル電子デバイス。
【請求項１】
入力電圧がポータブル電子デバイス中の内部回路ユニットの定格耐電圧を超えた時過電圧保護（ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を働かせ、
入力電圧を受ける入力ユニットと、
前記ポータブル電子デバイスに接続するための出力ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に基準電圧の出力を制限するための電圧制限ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に前記入力電圧を分圧して分圧電圧を生成するための分圧モジュールと、
前記電圧制限ユニットと前記分圧モジュールに接続し、前記基準電圧と前記分圧電圧を比較すると共に比較結果に基づいてスイッチング信号を生成するための比較モジュールと、
前記入力ユニットと前記出力ユニットと前記比較モジュールに接続し、前記入力電圧をスイッチングユニットによって前記出力ユニットに出力するよう制御するための前記スイッチング信号、及び、前記入力電圧を受けるスイッチングユニットと、
を含むことを特徴とする過電圧保護回路。
【請求項２】
前記電圧制限ユニットは、制限電圧を設定し、前記入力電圧が前記制限電圧を上回った時、前記電圧制限ユニットが前記制限電圧に等しくなる前記基準電圧を出力し、前記入力電圧が前記制限電圧を下回った時、前記電圧制限ユニットがゼロ電圧の前記基準電圧を出力、或いは、前記入力電圧が前記定格電圧を上回った時、前記電圧制限ユニットは前記制限電圧が前記基準電圧に等しいことを設定すると共に出力することを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。
【請求項３】
前記分圧モジュールは、前記入力電圧が前記定格電圧を上回った時、前記分圧電圧の電圧値が前記基準電圧の電圧値を下回るよう設定されることを特徴とする請求項２に記載の過電圧保護回路。
【請求項４】
前記分圧モジュールは、第１の電気抵抗ユニットと第２の電気抵抗ユニットとを更に含み、前記第１の電気抵抗ユニットと前記第２の電気抵抗ユニットが直列接続し、前記入力電圧が前記第２の電気抵抗ユニットに前記分圧電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。
【請求項５】
前記比較モジュールは、第１の入力側と第２の入力側と第１の制御ユニットと第２の制御ユニットとを更に含み、前記第１の制御ユニットが前記第１の入力側と前記第２の入力側と前記第２の制御ユニットに接続し、且つ、前記第１の入力側が前記電圧制限ユニットに接続し、前記第２の入力側が前記分圧モジュールに接続し、前記基準電圧と前記分圧電圧は前記第１の制御ユニットにそれぞれ入力することで、前記基準電圧と前記分圧電圧を比較した後、制御信号を生成すると共に前記第２の制御ユニットに出力して前記スイッチング信号を生成させることを特徴とする請求項４に記載の過電圧保護回路。
【請求項６】
前記第２の制御ユニットは、３端子型素子で、一端が前記第１の制御ユニットに接続し、前記制御信号を受信するために用いられ、他の両端が前記制御信号に基づいて両端の間に開路、或いは、短絡状態を形成することを特徴とする請求項５に記載の過電圧保護回路。
【請求項７】
前記スイッチングユニットは、３端子型素子で、一端が前記比較モジュールに接続し、他端が前記入力ユニットに接続し、もう一端が前記出力ユニットに接続し、前記スイッチングユニットは該スイッチング信号に基づいて前記入力ユニットと前記出力ユニットの間の開路、或いは、短絡状態を制御することで、前記入力電圧を前記スイッチングユニットを通じて前記出力ユニットに伝送させることを特徴とする請求項６に記載の過電圧保護回路。
【請求項８】
前記第２の制御ユニットと前記該スイッチングユニットは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であると共に前記電圧制限ユニットがツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）であることを特徴とする請求項７に記載の過電圧保護回路。
【請求項９】
前記比較モジュールと前記入力ユニットの間に設けられ、前記スイッチングユニットを制御して前記入力電圧を前記出力ユニットに選択的に出力するための制御インターフェースモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護回路。
【請求項１０】
入力電圧を受けるために用いられ、
ポータブル電子デバイス内に設けられる内部回路ユニットと、
入力電圧を受ける入力ユニットと、
前記内部回路ユニットに接続し、前記入力電圧を前記内部回路ユニットに出力するために用いられる出力ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に基準電圧の出力を制限するための電圧制限ユニットと、
前記入力ユニットに接続し、前記入力電圧を受けると共に前記入力電圧を分圧して分圧電圧を生成するための分圧モジュールと、
前記電圧制限ユニットと前記分圧モジュールに接続し、前記基準電圧と前記分圧電圧を比較すると共に比較結果に基づいてスイッチング信号を生成するための比較モジュールと、
前記入力ユニットと前記出力ユニットと前記比較モジュールに接続し、前記入力電圧をスイッチングユニットによって前記出力ユニットに出力するよう制御するための前記スイッチング信号、及び、前記入力電圧を受けるスイッチングユニットと、
を含むことを特徴とする過電圧保護回路を備えるポータブル電子デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５９２４５（Ｐ２０１３−５９２４５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７９８９４（Ｐ２０１１−２７９８９４）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【出願人】（５１１２３６６５９）亞旭電子科技（江蘇）有限公司 (16)
【出願人】（５０７０２８９５２）亞旭電腦股▲ふん▼有限公司 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【出願人】（５１１２３６６５９）亞旭電子科技（江蘇）有限公司 (16)
【出願人】（５０７０２８９５２）亞旭電腦股▲ふん▼有限公司 (44)
【Ｆターム（参考）】
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