[发明专利]两级限流电源系统

说明书

本申请要求2006年2月2日向美国专利商标局提交的临时申请No.60/764581的优先权和所有权益。

技术领域

本发明总体上涉及电源系统，更具体地，涉及一种能够在过载状况下减小热应力的两级限流电源系统。

背景技术

单级限流电源在过载状况下会耗散过多的功率。从以下示例可以理解功率耗散的概念。假设电源元件(例如，稳压器等)典型地在正常工作模式下具有2伏特的电压降。在该示例中，如果流经元件的电流是500毫安，元件必然耗散1瓦特的功率(即，2伏特×500毫安)。例如对于短接的电源输出，可能发生更严重的状况。在该示例中，假设在电源输出短接时，电源元件(例如，稳压器等)具有20伏特的电压降。此时，如果流经元件的电流是500毫安，则元件必然耗散10瓦特的功率(即，20伏特×500毫安)。在前述示例中，由于功率耗散，电源的元件受到热应力损坏的风险可能增大。

针对过多功率耗散的相关潜在问题的一种方法是简单地构造具有更高电流处理能力的电源系统。但是，提高电源系统的电流处理能力带来了成本提高的问题，这可能是无法接受的，特别是对于成本比较敏感的应用。因此，希望构造一种电源系统，其能够在过载状况下减小热应力，但不会显著增加设计成本。

发明内容

根据本发明一方面，公开了一种用于保护电源的设备。根据典型实施例，该设备包括：第一装置，用于测量提供至负载的电流；以及第二装置，如果所述电流超过第一阈值达第一测试时段，第二装置在第一禁用时段内禁用至所述负载的所述电流，如果所述电流超过第二阈值达第二测试时段，第二装置在第二禁用时段内禁用至所述负载的所述电流。

根据本发明另一方面，公开了一种用于保护电源的方法。根据典型实施例，该方法包括步骤：测量提供至负载的电流；如果所述电流超过第一阈值达第一测试时段，在第一禁用时段内禁用至所述负载的所述电流；以及如果所述电流超过第二阈值达第二测试时段，在第二禁用时段内禁用至所述负载的所述电流。

根据本发明又一方面，公开了一种电源保护设备。根据典型实施例，该电源保护设备包括：测量装置，用于测量提供至负载的电流；以及处理器，如果所述电流超过第一阈值达第一测试时段，处理器在第一禁用时段内禁用至所述负载的所述电流，如果所述电流超过第二阈值达第二测试时段，处理器在第二禁用时段内禁用至所述负载的所述电流。

附图说明

参照如下结合附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和其他特征、优点和实现方法显而易见，并且能够更好地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明典型实施例的电源系统的示图；

图2是示出了根据本发明典型实施例的图1中电流控制电路的进一步细节的示图；

图3示出了根据本发明典型实施例的时序图；以及

图4是示出了根据本发明典型实施例的电源保护步骤的流程图。

这里描述的示例用于说明本发明的优选实施例，这些示例不应视为对本发明的保护范围有任何限制。

具体实施方式

现在参照附图，具体参照附图1，其中示出了根据本发明典型实施例的电源系统100。如图1所示，电源系统100包括升压电源10、稳压器20和电流控制电路30。稳压器20包括电压源V1、电阻器R1到R5、晶体管Q1和Q2以及运算放大器12。电压源V1的示例值是5伏特。电阻器R1到R5的示例值分别是10千欧姆、1千欧姆、10千欧姆、10千欧姆和10千欧姆。根据设计选择，也可以使用前述示例值之外的其他值。

根据典型实施例，电源系统100用在卫星接收机中。根据该典型实施例，电源系统100可以具体实现于诸如机顶盒的电子设备的内部，图1中示出的负载可以表示卫星接收机的低噪声模块(LNB)。当然，本领域技术人员会认识到电源系统100也可以用在其他应用中。

对于图1的电源系统，由于在特定状况下的功率耗散，稳压器20的元件可能受到热应力损坏。例如，假设在正常工作模式下，稳压器20的晶体管Q1上的电压降典型是2伏特，如图1所示。在这种情况下，如果流经稳压器20的电流是500毫安，则稳压器20必然耗散1瓦特的功率(即，2伏特×500毫安)。这可以看作是软故障状况。对于例如稳压器20的负载更重的情况，可能发生更加严重的硬故障状况。例如，假设稳压器20的晶体管Q1上的电压降典型是2伏特，并且流经稳压器20的电流是700毫安。稳压器20必然耗散1.4瓦特的功率(即，2伏特×700毫安)。如下将描述的，本发明能够处理这些类型的故障状况，从而减小稳压器20的元件受到热应力损坏的风险。