放电保护装置的制作方法

1.本案涉及一种电子装置。详细而言，本案涉及一种放电保护装置。


背景技术：

2.现有电脑或笔电的主机板于移除直流电源供电后，主机板上电容残余的能量导致电压下降过慢，且主机板的电源输入端并无其他路径可供电压放电，而电源输入端至主机板之间所残余的电荷，如无法被快速放电，将可能导致电脑或笔电开机时产生损坏及连接电脑或笔电的周边设备产生错误。
3.因此，上述技术尚存诸多缺陷，而有待本领域从业人员研发出其余适合且快速放电的放电保护装置。


技术实现要素：

4.本案的一面向涉及一种放电保护装置。放电保护装置包含负载、电子保险晶片以及放电电路。电子保险晶片用以侦测外部电源的输入电压。若输入电压低于第一预设电压，则电子保险晶片用以产生控制信号。放电电路耦接于电子保险晶片及负载，并用以接受控制信号，借以根据控制信号以将外部电源的输入电压引导至接地端。
5.在一些实施例中，电子保险晶片包含电压输入引脚、电压输出引脚以及信号输出引脚。电压输入引脚用以接收外部电源的输入电压。电压输出引脚耦接于负载，并用以根据输入电压产生输出电压至负载。信号输出引脚耦接于放电电路，并用以根据输入电压产生控制信号。
6.在一些实施例中，若输入电压高于第二预设电压，则电子保险晶片关闭，以于外部电源及负载之间形成第一断路。
7.在一些实施例中，放电电路包含第一节点、第二节点以及第一晶体管。第一节点耦接于电子保险晶片的信号输出引脚。第一晶体管包含第一端、第二端以及控制端。第一晶体管的第一端耦接于第二节点。第一晶体管的第二端耦接于接地端。第一晶体管的控制端耦接于第一节点，并用以响应第一节点的控制信号的第一准位导通。
8.在一些实施例中，放电电路还包含第二晶体管。第二晶体管包含第一端、第二端以及控制端。第二晶体管的第一端耦接于电子保险晶片及负载。第二晶体管的第二端耦接于接地端。第二晶体管的控制端耦接于第二节点，并用以响应第二节点的第二准位导通。
9.在一些实施例中，放电电路还包含第一分压电路。第一分压电路耦接于第一节点及第一晶体管的控制端，并用以接收输入电压，以根据控制信号的第一准位以调整输入电压。
10.在一些实施例中，放电电路还包含第二分压电路。第二分压电路耦接于第二节点、第一晶体管的第一端及第二晶体管的控制端，并用以接收输入电压，以根据第二节点的第二准位以调整输入电压。
11.在一些实施例中，放电电路还包含限流电路。限流电路耦接于电子保险晶片、负载
及第二晶体管的第一端，并用以侦测输出电压。若输出电压于电子保险晶片及负载之间形成电流超过预设电流时，则限流电路用以断开以形成第二断路。
12.在一些实施例中，若输入电压未低于第一预设电压，则电子保险晶片用以将控制信号调整至第一准位，并传输控制信号至第一节点，以使第一晶体管导通，进而使第二晶体管关闭。
13.在一些实施例中，若输入电压低于第一预设电压，则电子保险晶片用以将控制信号调整至第三准位，并传输控制信号至第一节点，以使第一晶体管关闭，进而使第二晶体管导通，借以将外部电源的输入电压通过限流电路及第二晶体管引导至接地端。
14.有鉴于前述的现有技术的缺点及不足，本案提供一种放电保护装置，通过放电保护装置的内部电路设计，以监控或侦测外部电源输入的电压及电流，借以保持负载(例如:主机板)稳定，并于外部电源复电时，使放电保护装置的负载(例如:主机板)能正常运作。
附图说明
15.参照后续段落中的实施方式以及下列附图，当可更佳地理解本案的内容：
16.图1为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置的电路方块示意图；
17.图2为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置的放电电路及电子保险晶片示意图；
18.图3为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置的输入电压及控制信号的时序示意图；
19.图4为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置的放电电路的电路状态示意图；
20.图5为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置的放电电路的电路状态示意图；以及
21.图6为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置的输入电压及控制信号的时序示意图。
22.【符号说明】
23.100：放电保护装置
24.110：负载
25.120：放电电路
26.121：第一分压电路
27.122：第二分压电路
28.123：限流电路
29.130：电子保险晶片
30.r1～r6：电阻
31.t1～t2：晶体管
32.in：电压输入引脚
33.out：电压输出引脚
34.pd：信号输出引脚
35.900：外部电源
36.vin：输入电压
37.vout：输出电压
38.cs：控制信号
39.g：栅极端
40.d：漏极端
41.s：源极端
42.i1～i3：阶段
43.p1：时间点
具体实施方式
44.以下将以附图及详细叙述清楚说明本案的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。
45.本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。
46.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
47.关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案的描述上额外的引导。
48.图1为根据本案一些实施例绘示的放电保护装置100的电路方块示意图。在一些实施例中，请参阅图1，放电保护装置100包含负载110、放电电路120以及电子保险晶片130。在一些实施例中，放电保护装置100为电脑或笔电。在一些实施例中，负载110为电脑内部的主机板或笔电内部的主机板。放电电路120耦接于负载110及电子保险晶片130。电子保险晶片130耦接于外部电源900。
49.在一些实施例中，电子保险晶片130用以侦测外部电源900的输入电压(图中未示)。若输入电压(图中未示)低于第一预设电压，则电子保险晶片130用以产生控制信号(图中未示)。放电电路120用以接受控制信号(图中未示)，借以根据控制信号(图中未示)以将外部电源900的输入电压(图中未示)引导至接地端。
50.在一些实施例中，接地端包含电脑的外壳或笔电的外壳。
51.图2为根据本案一些实施例绘示的图1的放电保护装置100的放电电路120及电子保险晶片130示意图。在一些实施例中，放电电路120包含第一节点n1、第二节点n2、第一晶体管t1、第二晶体管t2、第一分压电路121、第二分压电路122及限流电路123。
52.在一些实施例中，请参阅图2，并请以图示中元件的上方及右方起算为第一端。第一晶体管t1包含第一端、第二端及控制端(即第一晶体管t1的栅极端g)。第一晶体管t1的第一端耦接于第二节点n2。第一晶体管t1的第二端耦接于接地端。第一晶体管t1的控制端耦接于第一节点n1，并用以响应第一节点n1的控制信号cs的第一准位导通。
53.在一些实施例中，第二晶体管t2包含第一端、第二端及控制端(即第二晶体管t2的栅极端g)。第二晶体管t2的第一端耦接于负载110及电子保险晶片130。第二晶体管t2的第二端耦接于接地端。第二晶体管t2的控制端耦接于第二节点n2，并用以响应第二节点n2的
第二准位导通。
54.在一些实施例中，第一分压电路121耦接于第一节点n1及第一晶体管t1的控制端。第一分压电路121用以接收输入电压vin，以根据控制信号cs的第一准位以调整输入电压vin，借以使第一晶体管t1导通或关闭。
55.在一些实施例中，请参阅图2，第一分压电路121包含电阻r1及电阻r2。电阻r1包含第一端及第二端。电阻r1的第一端用以接收输入电压vin。电阻r1的第二端耦接于第一节点n1。电阻r2包含第一端及第二端。电阻r2的第一端耦接于第一节点n1。电阻r2的第二端耦接于接地端。电阻r1及电阻r2的电阻值可依据实际需求设计，并不以本案实施例为限。电阻r1及电阻r2为串联。
56.在一些实施例中，第二分压电路122耦接于该第二节点n2、第一晶体管t1的第一端及第二晶体管t2的控制端，并用以接收输入电压vin，以根据第二节点n2的第二准位以调整输入电压vin。
57.在一些实施例中，第二分压电路122包含电阻r3及电阻r4。电阻r3包含第一端及第二端。电阻r3的第一端用以接收输入电压vin。电阻r1的第二端耦接于第二节点n2。电阻r4包含第一端及第二端。电阻r4的第一端耦接于第二节点n2。电阻r2的第二端耦接于接地端。电阻r3及电阻r4的电阻值可依据实际需求设计，并不以本案实施例为限。电阻r3及电阻r4为串联。
58.在一些实施例中，限流电路123耦接于负载110、电子保险晶片130及第二晶体管t2的第一端，并用以侦测输出电压vout。若输出电压vout于负载110及电子保险晶片130之间形成电流超过预设电流时，则限流电路123用以断开以形成断路。
59.在一些实施例中，请参阅图2，限流电路123包含电阻r5及电阻r6。电阻r5包含第一端及第二端。电阻r6包含第一端及第二端。电阻r5的第一端及电阻r6的第一端皆耦接于负载110及电子保险晶片130。电阻r5的第二端及电阻r6的第二端皆耦接于第二晶体管t2的第一端。
60.在一些实施例中，电子保险晶片130包含电压输入引脚in、电压输出引脚out及信号输出引脚pd。电压输入引脚in耦接于外部电源900，并用以接收输入电压vin。电压输出引脚out耦接于负载110，并用以根据输入电压vin产生输出电压vout至负载110。信号输出引脚pd耦接于放电电路120，并用以根据输入电压vin产生控制信号cs。在一些实施例中，电子保险晶片130包含电子保险丝(electronic fuse,e-fuse)。在一些实施例中，电子保险晶片130包含多种引脚(图中未示)，引脚的数量并不以附图实施例为限。
61.在一些实施例中，若输入电压vin高于第二预设电压，电子保险晶片130关闭，以于外部电源900及负载110之间形成断路。
62.为使本案放电保护装置100的放电电路120及电子保险晶片130的操作易于理解，请一并参阅图3至图4。图3为根据本案一些实施例绘示的图2的放电保护装置100的输入电压vin及控制信号cs的时序示意图。图4为根据本案一些实施例绘示的图2的放电保护装置100的放电电路120的电路状态示意图。图5为根据本案一些实施例绘示的图2的放电保护装置100的放电电路120的电路状态示意图。在一些实施例中，图3的纵轴单位为伏特(v)，横轴单位为毫秒(ms)。
63.在一些实施例中，请参阅图3及图4，于第一阶段i1中，外部电源900持续提供输入
电压vin，放电保护装置100用以接收输入电压vin。若输入电压vin未低于第一预设电压，则电子保险晶片130用以将控制信号cs调整至第一准位，并传输该控制信号cs至n1第一节点，以使第一晶体管t1导通，进而使第二晶体管t2关闭。
64.举例而言，输入电压vin为24v。若输入电压vin低于第一预设电压(例如：19v)，则电子保险晶片130用以将控制信号cs的电压准位调整至第一准位(例如：接近-12v)，以超过第一晶体管t1的第二端(即源极端s)及控制端(即栅极端g)之间的阈值电压(例如：0.7v)。此时，第一晶体管t1导通，使第一分压电路121及第二分压电路122所接收的输入电压vin引导至第一晶体管t1的第二端所连接的接地端，进而使第二节点n2接地，导致第二晶体管t2关闭。
65.在一些实施例中，请参阅图3及图5，于时间点p1，外部电源900停止提供输入电压vin，放电保护装置100用以侦测输入电压vin的电压变化。若输入电压vin低于第一预设电压(例如：19v)，则电子保险晶片130用以将控制信号cs调整至第三准位，并传输控制信号cs至第一节点n1，以使第一晶体管t1关闭，进而使第二晶体管t2导通，借以将外部电源900的输入电压vin通过限流电路123及第二晶体管t2引导至接地端。
66.举例而言，于时间点p1，输入电压vin自24v下降至19v时，电子保险晶片130用以将控制信号cs调整至第三准位(例如：接近0v)，并传输控制信号cs至第一节点n1，以使第一晶体管t1的控制端响应第一节点n1的电压准位而关闭。此时，第二分压电路122将接收的输入电压vin(例如：24v)分压。假设电阻r3与电阻r4的电阻值均相同的情况下，第二节点n2为12v，第二晶体管t2的控制端响应第二节点n2的第二准位(例如：12v)而导通，借以将外部电源900的输入电压vin通过限流电路123及第二晶体管t2引导至接地端，以使外部电源900及负载110之间的电压迅速放电至接地(即0v)。
67.在一些实施例中，请参阅图3至图4，于第二阶段i2中，放电保护装置100已无接收输入电压vin。
68.须说明的是，此时放电电路120亦用以将负载110上电容(图中未示)所残存的电荷一并引导至第二晶体管t2的第二端所连接的接地端。进一步说明的是，由于限流电路123的电阻r5及电阻r6、第二晶体管t2的等效电阻远低于负载110，可于1ms内使19v放电至0v。
69.图6为根据本案一些实施例绘示的图2的放电保护装置100的输入电压vin及控制信号cs的时序示意图。在一些实施例中，图3的纵轴单位为伏特(v)，横轴单位为毫秒(ms)。在一些实施例中，请参阅图2及图6，放电保护装置100于第一阶段i1持续接收输入电压vin，以维持正常运作。
70.接着，于第二阶段i2时，外部电源900断电，放电保护装置100响应输入电压vin变化，将外部电源900及负载110间的电压及负载110上电容(图中未示)所残存的电荷快速放电至接电端。
71.再者，于第三阶段i3时，外部电源900复电，放电保护装置100响应输入电压vin变化，以根据输入电压vin开机并恢复运作。
72.须说明的是，上述电压准位均为信号的最低准位到最高准位的变化量。进一步说明的是，上述第一预设电压、第二预设电压及预设电流的数值均可依据实际需求设计，并不以本案实施例为限。
73.依据前述实施例，本案提供一种放电保护装置，借以通过放电保护装置的电子保
险晶片，以监控或侦测外部电源输入的电压及电流，借以保持负载(例如:主机板)稳定，并通过放电保护装置的放电电路，以将外部电源及负载间的电压及负载上电容残余电荷迅速放电。此外，于外部电源复电时，使放电保护装置的负载(例如:主机板)能正常运作。依据前述实施例，本案放电保护装置实作上已可使外部电源及负载(例如:主机板)于断电时，在1ms内从高电压(例如:19v)完成放电至0v。由此可知，本案放电技术的速度超快速并远超过现有规范标准。
74.虽然本案以详细的实施例揭露如上，然而本案并不排除其他可行的实施态样。因此，本案的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准，而非受于前述实施例的限制。
75.对本领域技术人员而言，在不脱离本案的精神和范围内，当可对本案作各种的更动与润饰。基于前述实施例，所有对本案所作的更动与润饰，亦涵盖于本案的保护范围内。

技术特征：
1.一种放电保护装置，其特征在于，包含：一负载；一电子保险晶片，用以侦测一外部电源的一输入电压，其中若该输入电压低于一第一预设电压，则该电子保险晶片用以产生一控制信号；以及一放电电路，耦接于该电子保险晶片及该负载，并用以接受该控制信号，借以根据该控制信号以将该外部电源的该输入电压引导至一接地端。2.如权利要求1所述的放电保护装置，其特征在于，该电子保险晶片包含：一电压输入引脚，用以接收该外部电源的该输入电压；一电压输出引脚，耦接于该负载，并用以根据该输入电压产生一输出电压至该负载；以及一信号输出引脚，耦接于该放电电路，并用以根据该输入电压产生该控制信号。3.如权利要求2所述的放电保护装置，其特征在于，若该输入电压高于一第二预设电压，则该电子保险晶片关闭，以于该外部电源及该负载之间形成一第一断路。4.如权利要求2所述的放电保护装置，其特征在于，该放电电路包含：一第一节点，耦接于该电子保险晶片的该信号输出引脚；一第二节点；以及一第一晶体管，包含：一第一端，耦接于该第二节点；一第二端，耦接于该接地端；以及一控制端，耦接于该第一节点，并用以响应该第一节点的该控制信号的一第一准位导通。5.如权利要求4所述的放电保护装置，其特征在于，该放电电路还包含：一第二晶体管，包含：一第一端，耦接于该电子保险晶片及该负载；一第二端，耦接于该接地端；以及一控制端，耦接于该第二节点，并用以响应该第二节点的一第二准位导通。6.如权利要求5所述的放电保护装置，其特征在于，该放电电路还包含：一第一分压电路，耦接于该第一节点及该第一晶体管的该控制端，并用以接收该输入电压，以根据该控制信号的该第一准位以调整该输入电压。7.如权利要求6所述的放电保护装置，其特征在于，该放电电路还包含：一第二分压电路，耦接于该第二节点、该第一晶体管的该第一端及该第二晶体管的该控制端，并用以接收该输入电压，以根据该第二节点的该第二准位以调整该输入电压。8.如权利要求7所述的放电保护装置，其特征在于，该放电电路还包含：一限流电路，耦接于该电子保险晶片、该负载及该第二晶体管的该第一端，并用以侦测该输出电压，其中若该输出电压于该电子保险晶片及该负载之间形成一电流超过一预设电流时，则该限流电路用以断开以形成一第二断路。9.如权利要求8所述的放电保护装置，其特征在于，若该输入电压未低于该第一预设电压，则该电子保险晶片用以将该控制信号调整至该第一准位，并传输该控制信号至该第一节点，以使该第一晶体管导通，进而使该第二晶体管关闭。
10.如权利要求9所述的放电保护装置，其特征在于，若该输入电压低于该第一预设电压，则该电子保险晶片用以将该控制信号调整至一第三准位，并传输该控制信号至该第一节点，以使该第一晶体管关闭，进而使该第二晶体管导通，借以将该外部电源的该输入电压通过该限流电路及该第二晶体管引导至该接地端。

技术总结
一种放电保护装置包含负载、电子保险晶片以及放电电路。电子保险晶片用以侦测外部电源的输入电压。若输入电压低于第一预设电压，则电子保险晶片用以产生控制信号。放电电路耦接于电子保险晶片及负载，并用以接受控制信号，借以根据控制信号以将外部电源的输入电压引导至接地端。本案提供一种放电保护装置，借以通过放电保护装置的电子保险晶片，以监控或侦测外部电源输入的电压及电流，借以保持负载(例如:主机板)稳定，并通过放电保护装置的放电电路，以将外部电源及负载间的电压及负载上电容残余电荷迅速放电。此外，于外部电源复电时，使放电保护装置的负载(例如:主机板)能正常运作。常运作。常运作。


技术研发人员：刘沂麾 林建忠 许维呈
受保护的技术使用者：宸展光电（厦门）股份有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/17