用于供电装置的输入过压保护电路

技术领域

本发明涉及用于供电装置的输入过压保护电路。

背景技术

本部分提供与本发明相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

供电装置包括从输入电源接收电力的电力电路。有时，供电装置包括联接在电源和电力电路之间的用于提供输入过压保护和/或涌流保护的电路。例如，供电装置可以包括联接在电源和电力电路之间的一个或多个机电开关器件，以在过压状态期间切断电力电路。在其它示例中，电阻器可以联接在机电开关器件两端，以限制来自电源的输入涌流。

发明内容

本部分提供了本发明的概括性总结，且不是本发明的全部范围或本发明的所有特征的全面公开。

根据本发明的一个方面，一种供电装置包括电源转换器、保护电路和控制电路，所述保护电路包括联接到电源以用于接收输入电压的输入端、联接到所述电源转换器以用于向所述电源转换器提供输出电压的输出端、联接在所述输入端和所述输出端之间的电流路径中的第一开关器件以及联接在所述第一开关器件两端的第二开关器件，所述第一开关器件在所述电源转换器的启动期间能够被控制为接通。所述控制电路与所述第一开关器件和所述第二开关器件通信。所述控制电路被配置为感测所述输入电压和所述输出电压、响应于所述输出电压超过第一定义阈值而断开所述第一开关器件且接通所述第二开关器件以向所述电源转换器供电以及响应于所述输入电压超过第二定义阈值而断开所述第二开关器件以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

根据本发明的另一方面，公开了一种用于联接在电源和电源转换器之间以为所述电源转换器提供输入过压保护的保护电路。所述保护电路包括被配置为联接到所述电源以用于接收输入电压的输入端、被配置为联接到所述电源转换器以用于向所述电源转换器提供输出电压的输出端、联接在所述输入端和所述输出端之间的电流路径中的第一开关器件、联接在所述第一开关器件两端的第二开关器件、以及控制电路。所述第一开关器件在所述电源转换器的启动期间能够被控制为接通。所述控制电路与所述第一开关器件和所述第二开关器件通信。所述控制电路被配置为感测所述输入电压和所述输出电压、响应于所述输出电压超过第一定义阈值而断开所述第一开关器件且接通所述第二开关器件以向所述电源转换器供电以及响应于所述输入电压超过第二定义阈值而断开所述第二开关器件以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念1：一种供电装置，包括：

电源转换器；

保护电路，所述保护电路包括联接到电源以用于接收输入电压的输入端、联接到所述电源转换器以用于向所述电源转换器提供输出电压的输出端、联接在所述输入端和所述输出端之间的电流路径中的第一晶体管、联接在所述第一晶体管两端的继电器、以及联接到所述第一晶体管且被配置为限制流过所述第一晶体管的电流的第二晶体管，所述第一晶体管在所述电源转换器的启动期间能够被控制为接通；以及

控制电路，所述控制电路与所述第一晶体管和所述继电器通信，所述控制电路被配置为感测所述输入电压和所述输出电压、响应于所述输出电压超过第一定义阈值而控制所述第一晶体管断开且控制所述继电器接通以向所述电源转换器供电以及响应于所述输入电压超过第二定义阈值而控制所述继电器断开以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念2：根据概念1所述的供电装置，其中，所述第一晶体管是被配置为响应于所述输入电压而接通的自偏置MOSFET。

概念3：根据概念1或2所述的供电装置，其中，所述输入电压为AC输入电压，所述第一定义阈值为所述AC输入电压的额定峰值电压，并且，所述第二定义阈值为所述AC输入电压的额定峰值电压的至少120％的电压。

概念4：根据概念1-3中任一项所述的供电装置，其中，所述控制电路被配置为响应于所述输入电压超过所述第二定义阈值达定义的时间段而断开所述继电器以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念5：根据概念1-4中任一项所述的供电装置，其中，所述定义的时间段基于所述第二定义阈值。

概念6：根据概念1-5中任一项所述的供电装置，其中，所述控制电路被配置为在所述电源转换器的启动期间控制所述第一晶体管接通。

概念7：一种供电装置，包括：

电源转换器；

保护电路，所述保护电路包括联接到电源以用于接收输入电压的输入端、联接到所述电源转换器以用于向所述电源转换器提供输出电压的输出端、联接在所述输入端和所述输出端之间的电流路径中的第一开关器件以及联接在所述第一开关器件两端的第二开关器件，所述第一开关器件在所述电源转换器的启动期间能够被控制为接通；以及

控制电路，所述控制电路与所述第一开关器件和所述第二开关器件通信，所述控制电路被配置为感测所述输入电压和所述输出电压、响应于所述输出电压超过第一定义阈值而断开所述第一开关器件且接通所述第二开关器件以向所述电源转换器供电以及响应于所述输入电压超过第二定义阈值而断开所述第二开关器件以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念8：根据概念7所述的供电装置，其中，所述第一开关器件是被配置为响应于所述输入电压而接通的自偏置开关器件。

概念9：根据概念7或8所述的供电装置，其中，所述控制电路被配置为在所述电源转换器的启动期间接通所述第一开关器件。

概念10：根据概念7-9中任一项所述的供电装置，其中，所述第一开关器件为MOSFET，并且，所述第二开关器件为继电器。

概念11：根据概念7-10中任一项所述的供电装置，其中，所述输入电压为AC输入电压，所述第一定义阈值为所述AC输入电压的额定峰值电压，并且，所述第二定义阈值为所述AC输入电压的额定峰值电压的至少120％的电压。

概念12：根据概念7-11中任一项所述的供电装置，其中，所述控制电路被配置为响应于所述输入电压超过所述第二定义阈值达定义的时间段而断开所述第二开关器件以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念13：根据概念7-12中任一项所述的供电装置，还包括联接到所述第一开关器件的电阻和第三开关器件中的至少一者以限制流过所述第一开关器件的电流。

概念14：根据概念7-13中任一项所述的供电装置，其中，所述电源转换器包括PFC电路。

概念15：一种保护电路，所述保护电路用于联接在电源和电源转换器之间以为所述电源转换器提供输入过压保护，所述保护电路包括被配置为联接到所述电源以用于接收输入电压的输入端、被配置为联接到所述电源转换器以用于向所述电源转换器提供输出电压的输出端、联接在所述输入端和所述输出端之间的电流路径中的第一开关器件、联接在所述第一开关器件两端的第二开关器件、以及与所述第一开关器件和所述第二开关器件通信的控制电路，所述第一开关器件在所述电源转换器的启动期间能够被控制为接通，所述控制电路被配置为感测所述输入电压和所述输出电压、响应于所述输出电压超过第一定义阈值而断开所述第一开关器件且接通所述第二开关器件以向所述电源转换器供电以及响应于所述输入电压超过第二定义阈值而断开所述第二开关器件以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念16：根据概念15所述的保护电路，其中，所述第一开关器件是被配置为响应于所述输入电压而接通的自偏置开关器件。

概念17：根据概念15或16所述的保护电路，其中，所述第一开关器件为MOSFET，并且，所述第二开关器件为继电器。

概念18：根据概念15-17中任一项所述的保护电路，其中，所述输入电压为AC输入电压，所述第一定义阈值为所述AC输入电压的额定峰值电压，并且，所述第二定义阈值为所述AC输入电压的额定峰值电压的至少120％的电压。

概念19：根据概念15-18中任一项所述的保护电路，其中，所述控制电路被配置为响应于所述输入电压超过所述第二定义阈值达定义的时间段而断开所述第二开关器件以切断所述电源与所述电源转换器的连接。

概念20：根据概念15-19中任一项所述的保护电路，还包括联接到所述第一开关器件的电阻和第三开关器件中的至少一者以限制流过所述第一开关器件的电流。

从本文提供的描述中，应用的其它方面和领域将变得明显。应当理解，本发明的各个方面可以单独实施或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文的描述和具体示例仅仅用于说明性目的，并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅用于所选实施方式而非所有可能的实现方式的说明性目的，且不意图限制本发明的范围。

图1为根据本发明的一个示例性实施方式的包括用于切断电源与电源转换器的连接的两个开关器件的保护电路的框图。

图2为根据另一示例性实施方式的供电装置的示意图，该供电装置包括电源、电源转换器和具有MOSFET、继电器的保护电路以及用于控制MOSFET和继电器以切断电源与电源转换器的连接的控制电路。

图3为图2的控制电路的一部分的框图。

图4为包括来自图2的供电装置的不同参数的波形的时序图。

图5为根据另一示例性实施方式的包括保护电路的供电装置的示意图，该保护电路具有限制输入涌流的开关器件。

图6为根据又一示例性实施方式的包括保护电路的供电装置的示意图，该保护电路具有限制输入涌流的电阻器。

图7为根据另一示例性实施方式的包括保护电路的供电装置的示意图，该保护电路具有利用辅助供应源控制的开关器件。

图8为根据又一示例性实施方式的供电装置的示意图，该供电装置包括电源、电源转换器以及联接在电源和电源转换器之间的低侧轨中的保护电路。

图9为根据另一示例性实施方式的供电装置的示意图，该供电装置包括DC电源、DC/DC电源转换器以及用于切断DC电源与DC/DC电源转换器的连接的保护电路。

贯穿附图中的多个视图，对应的附图标记指示对应(但不一定相同)的部件和/或特征。

具体实施方式

提供示例性实施方式，使得本发明将是透彻的且将向本领域的技术人员全面传达范围。提出多个具体细节，诸如具体部件、设备和方法的示例，以提供对本发明的实施方式的透彻理解。对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，不需要采用具体细节，示例性实施方式可以以许多不同形式来体现，以及具体细节和示例性实施方式二者均不应当被理解为限制本发明的范围。在一些示例性实施方式中，没有详细地描述公知的过程、公知的设备结构、和公知的技术。

本文中所使用的术语仅出于描述特定示例性实施方式的目的且不意图进行限制。如本文中所使用，单数形式“一”和“该”也可以意图包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的且因此指所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被理解为必须要求它们以所讨论或所示出的特定次序来执行，除非具体被认定为执行次序。也将理解，可以采用附加或替选步骤。

尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语在本文中使用时不暗示顺序或次序，除非上下文有明确指示。因此，下文讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分，而不脱离示例性实施方式的教导。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，来描述如图中所示的一个元件或特征与其它的一个或多个元件或特征的关系。除了图中示出的取向之外，空间相对术语可以意图涵盖设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被取向为在该其它元件或特征的“上方”。因而，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两种取向。该设备可以被另外地取向(旋转90度或以其它取向旋转)且本文中所使用的空间相对描述符被相应地理解。

现在将参照附图更全面地描述示例性实施方式。

根据本发明的一个示例性实施方式的用于联接在电源和电源转换器之间以为电源转换器提供输入过压保护的保护电路在图1中示出，且总体上用附图标记100表示。如图1所示，保护电路100包括输入端102、输出端104、两个开关器件106、108以及与两个开关器件106、108通信的控制电路110，其中，输入端102用于联接至电源(未示出)以接收输入电压Vin，输出端104用于联接至电源转换器(未示出)以向电源转换器提供输出电压Vout。开关器件106联接在输入端102和输出端104之间的电流路径中，并且可以控制为在电源转换器启动期间接通。开关器件108联接在开关器件106两端。控制电路110被配置为感测输入电压Vin和输出电压Vout，响应于输出电压Vout超过定义的输出电压阈值而断开开关器件106并接通开关器件108以向电源转换器供电，以及响应于输入电压Vin超过定义的输入电压阈值而断开开关器件108以切断电源与电源转换器的连接。

因此，通过采用保护电路100和/或本文公开的任何其它保护电路来切断电源与电源转换器的连接，为电源转换器提供了防止过量输入电压的过压保护。这在需要过量过压保护(诸如至少为额定输入电压的150％)的应用(例如，户外应用等)中特别有用。

如上所述，在电源转换器启动期间，开关器件106接通(例如，处于闭合位置)。在这段时间期间，开关器件108最初被断开(例如，处于断开位置)。因此，来自输入电源的电流可以经由开关器件106流到电源转换器，以例如对电源转换器的有效电容充电。在有效电容被充分充电之后，控制电路110断开开关器件106并接通开关器件108。

当输出电压Vout达到定义的输出电压阈值时，电源转换器的电容可以被充分充电。例如，且如图1所示，保护电路包括联接在输出端104两端的输出传感器114(诸如电阻式电压传感器等)。控制电路110从输出传感器114接收表示输出电压Vout的信号。响应于控制电路110确定输出电压Vout已经达到定义的输出电压阈值，控制电路110可以向开关器件106发送断开开关器件106的控制信号，并且向开关器件108发送闭合开关器件108的控制信号。此时，电力经由闭合的开关器件108从电源供应到电源转换器。

在这种示例中，定义的输出电压阈值可以等于输入电压Vin的额定峰值电压。因此，如果输入电压Vin为AC输入电压，则定义的输出电压阈值可以等于该AC输入电压的额定峰值电压。在这种示例中，定义的输出电压阈值可以为85V、120V、220V、250V、275V、300V等。

如果输入电压Vin超过定义的输入电压阈值，则断开开关器件108。例如，且如图1所示，保护电路包括联接在输入端102两端的输入传感器112(诸如电阻式电压传感器等)。在这种示例中，控制电路110从传感器112接收表示输入电压Vin的信号。响应于控制电路110确定输入电压Vin已经达到定义的输入电压阈值，控制电路110可以向开关器件108发送控制信号以断开开关器件108。此时，开关器件108和开关器件106都是断开的，从而切断电源转换器与提供过量输入电压的电源的连接。

定义的输入电压阈值可以是高于输入电压Vin的额定峰值电压的任何合适的值。例如，定义的输入电压阈值可以是高于电源的额定峰值电压的设定值。例如，如果输入电压Vin为AC输入电压，则定义的输入电压阈值可以等于如下电压，该电压是所述AC输入电压的额定峰值电压的至少120％。在这种示例中，如果AC输入电压的额定峰值电压为275V，则输入电压阈值可以设置为330V(例如，275V×1.2)。在其它示例中，定义的输入电压阈值可以等于如下电压，该电压是所述AC输入电压的额定峰值电压的至少150％、至少173％等。

在其它示例中，当输入电压Vin超过定义的输入电压阈值达定义的时间段时，可以断开开关器件108。当电源转换器能够承受输入电压中的瞬时尖峰时，这可能是有用的。在这种示例中，定义的时间段可以基于定义的输入电压阈值。例如，如果将输入电压阈值设置为较高的值(例如，输入电压的额定峰值电压的173％)，则可以将定义的时间段设置为较短的时间段(例如，200毫秒等)。相反，如果将输入电压阈值设置为较低的值(例如，输入电压的额定峰值电压的150％)，则可以将定义的时间段设置为较长的时间段(例如，5秒等)。

此外，可以基于电容两端的体输出电压(bulk output voltage)来断开开关器件108。例如，如果AC输入电压的额定峰值电压为275V，则在正常操作期间，电容两端的体输出电压可以达到396V。在这种示例中，如果体输出电压超过560V达1毫秒、超过540V达50毫秒、超过500V达5秒等，则可以断开开关器件108。

在一些示例中，控制电路110可以在电源转换器的启动期间控制开关器件106接通。例如，并且如上所述，当启用电源转换器时(例如，在电源转换器的启动期间等)，控制电路110可以向开关器件106发送控制信号以闭合该开关器件。在其它示例中，并且如下面进一步解释的，可以基于辅助供应源、输入电压等来接通开关器件106。

例如，图2示出了包括具有自偏置开关器件的保护电路202的供电装置200。具体地，供电装置200包括具有自偏置MOSFET Q1和继电器K1的保护电路202、经由保护电路202从AC电源216接收电力的电力电路218、输入电压传感器212、输出电压传感器214以及控制电路210。如图所示，电源转换器218包括AC/DC功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路220以及联接在PFC电路220和负载之间的DC/DC电源转换电路222。

保护电路202的MOSFET Q1和继电器K1可以类似于图1的开关器件106、开关器件108。例如，且如图2所示，MOSFET Q1联接在保护电路202的输入端(例如，电源216)和保护电路202的输出端(例如，电源转换器218)之间的电流路径中，并且继电器K1联接在MOSFET Q1两端。

如上所述，保护电路202的MOSFET Q1是自偏置的。例如，图2的MOSFET Q1可以响应于来自电源216的输入电压而自偏置。具体地，且如图2所示，保护电路202包括联接在MOSFET Q1的漏级端子和栅极端子之间的电阻器R1、以及联接在MOSFET Q1的栅极端子和源极端子之间的电阻器R2。电阻器R1、电阻器R2形成分压器电路。因此，当电源216将其输入电压提供给保护电路202时，将足够的电压经由分压器电路施加到MOSFET Q1的栅极端子以偏置MOSFET Q1，从而使MOSFET Q1接通。

在图2的特定示例中，电阻器R1可以具有较大的电阻值，并且电阻器R2与R1相比可以具有较小的电阻值。例如，电阻器R1的值可以为大约100千欧姆，而电阻器R2的值可以为大约15千欧姆。在其它示例中，电阻器R1、电阻器R2可以具有其它合适的电阻值(诸如大于或小于100千欧姆、大于或小于15千欧姆等)。

如图2所示，控制电路210包括控制器224和光电耦合器U1。控制器224可以包括用于基于从电压传感器212感测到的输入电压以及从电压传感器214感测到的输出电压来控制MOSFET Q1和继电器K1的各种部件。图3示出了图2的控制器224的一个示例。

例如，且如图3所示，控制器224包括微控制器(MCU)326和驱动器328、驱动器330。MCU 326包括比较器332、比较器334以及逻辑部件336。在操作期间，控制器224从电压传感器212接收感测到的输入电压以及从电压传感器214接收感测到的输出电压。在一些示例中，MCU 326和/或传感器212、传感器214可以包括一个或多个模数转换器(未示出)，以将感测到输入电压和/或感测到的输出电压转换成数字信号。比较器332将感测到的输入电压与定义的阈值Vth1进行比较，比较器334将感测到的输出电压与定义的阈值Vth2进行比较。逻辑部件336从比较器332、比较器334接收比较结果，并生成用于驱动器328、驱动器330的用来驱动MOSFET Q1(经由光电耦合器U1)和继电器K1的信号。图3的定义阈值Vth1、Vth2的值可以类似于图1的定义阈值的值。

在其它示例中，控制电路210可以包括用于控制MOSFET Q1和继电器K1的其它合适的部件。例如，光电耦合器U1可以用磁耦合开关器件(诸如继电器)代替。

在图2和图3的示例中，控制电路210由供应电压供电。该供应电压可以由输入电源和/或由辅助供应源提供。在这种示例中，如果需要，供应电压还可以提供用于驱动继电器K1的电力。

控制电路210可以以与图1的控制电路110类似的方式起作用。例如，图4示出了时序图400，该时序图400包括来自图2的供电装置200的不同参数的波形。具体地，波形402表示提供给保护电路202的整流输入电压Vr，波形404表示保护电路202的输出电压Vo，波形406表示PFC电路220和DC/DC电源转换电路222之间的体电压Vb，波形408表示继电器K1的状态，波形410表示MOSFET Q1的状态，波形412表示用于接通/断开PFC电路的信号PFC，以及波形414表示用于接通/断开DC/DC电源转换电路的信号CONV。

在启动时，输入电压Vr处于额定峰值电压，如波形402所示，由于输入电压向MOSFET的栅极端子提供偏置电压，因此MOSFET Q1闭合(如上所述)，继电器K1断开，并且控制电路210的光电耦合器U1被去激活(例如，断开)。如图4所示，信号PFC和信号CONV为高电平，指示PFC电路和DC/DC电源转换电路断开。在这种示例中，电流经由MOSFET Q1流过保护电路202，从而随着电容器C(例如，表示电源转换器218的有效电容)充电而使输出电压Vo上升。在此期间，MOSFET Q1可以在PWM模式下以100Hz-120Hz的开关频率操作。在一些示例中，MOSFET Q1可以在其有源模式下操作以对电容器C充电。

在时间段t1之后，感测到的电压(与输出电压Vo成比例)达到定义的阈值Vth2。作为响应，控制电路210生成控制信号以接通(例如，闭合)继电器K1，如转换到高电平状态的波形408所示。这为流过保护电路202到达电源转换器218的电流提供了最小的串联阻抗路径。在一些示例中，时间段t1可以为大约6秒。

在继电器K1闭合之后，控制电路210激活光电耦合器U1以断开(例如，关断)MOSFETQ1，如转换到低电平状态的波形410所示。例如，当光电耦合器U1接通时，电流从MOSFET Q1的栅极端子拉出，导致MOSFET Q1断开。在此期间，当MOSFET Q1断开时，电阻器R1、电阻器R2设置最小的充电电流。

如图4所示，在闭合继电器K1和断开MOSFET Q1之间可以发生延迟(例如，时间段t2)。在一些示例中，延迟可以为大约50毫秒。

在MOSFET Q1断开之后，控制电路210可以在PWM模式下控制继电器K1，如在高电平状态和低电平状态之间反复转换的波形408所示。这确保了输出电压Vo保持在恒定电平。如图4所示，在断开MOSFET Q1和进入PWM模式之间可以发生延迟(例如，时间段t3)。该延迟可以为大约450毫秒。

当继电器K1在其PWM模式下操作时，信号PFC转换到低电平状态以接通PFC电路。这可以发生在继电器K1在其PWM模式下操作之后的时间段t4(例如，500毫秒)。一旦启动PFC电路，就将PFC输出电压Vb调节为例如高于峰值AC输入的电平。这在波形406中的时间段t4结束处示出。

在启动PFC电路之后，信号CONV转换到低电平状态以接通DC/DC电源转换电路。在一些示例中，在启动PFC电路和启动DC/DC电源转换电路之间可以发生延迟(例如，时间段t5)。这确保了PFC电路的输出对于DC/DC电源转换电路是足够的。在一些示例中，该延迟可以为大约2秒。此时，电源转换器218可以处于稳定状态以向负载提供输出电压(例如，调节后的输出电压)。

在某一时刻，在时间段t8期间，输入电压Vr可能会增大，从而导致如图4所示的过压状态OV PLD。这可能会导致输出电压Vo和PFC输出电压Vb到达尖峰，如波形404、波形406所示，并且导致信号PFC转换到高电平状态而禁用PFC电路。随后，信号CONV转换到高电平状态(例如，在PFC电路的输出衰减之后)，以禁用DC/DC电源转换电路。这启动了过压恢复条件，如时间段t9所示。

在时间段t8的开始，控制电路210确定感测到的输入电压已经超过定义的阈值Vth1。作为响应，控制电路210断开(例如，关断)继电器K1，如转换到低电平状态的波形408所示。此时，电阻器R1、电阻器R2提供电源216和电源转换器218之间的唯一电流路径。然而，如上所述，由于电阻器R1具有高电阻，因此通过该路径的电流的量微不足道。因此，在断开继电器K1之后，有效地切断了电源转换器218与电源216的连接。在切断电源转换器218之后，电容器C放电，使得输出电压Vo(波形404)和PFC输出电压Vb(波形406)减小。

一旦输入电压Vr减小，供电装置200就可以进入接通延迟时段TON DELAY，如图4所示。在此期间，电源转换器218经由MOSFET Q1重新连接到电源216。例如，响应于输入电压下降到定义的阈值Vth1以下，控制电路210可以断开光电耦合器U1。因此，如上所述，由于来自输入电压的偏置电压而使MOSFET Q1重新接通，从而对电容器C进行充电(或再充电)。在此之后，可以重复前述步骤，以使电源转换器218回到其如上所述的稳定状态。

在一些示例中，本文公开的保护电路可以包括电流限制功能。在这种示例中，保护电路可以包括用于限制来自输入电源的涌流的电路。例如，图5示出了基本上类似于供电装置200的供电装置500，但是供电装置500包括涌流限制电路540。图5的供电装置500包括具有联接到MOSFET Q1的涌流限制电路540的保护电路502。具体地，且如图5所示，涌流限制电路540联接在MOSFET Q1和电源转换器218之间。因此，当存在输入电压时，涌流限制电路540可以限制输入电流，以确保受控制的电流量流过MOSFET Q1到达电源转换器218。

如图5所示，涌流限制电路540包括电阻器R3和晶体管Q2。电阻器R3联接在MOSFETQ1和晶体管Q2之间。具体地，电阻器R3的一端联接到MOSFET Q1的源极端子和晶体管Q2的基极端子(经由电阻器R4)，电阻器R3的另一端联接到晶体管Q2的发射极端子。晶体管Q2的集电极端子联接到MOSFET Q1的栅极端子。

当操作时，涌流限制电路540控制流过保护电路502的电流量。例如，如果输入电流增大，则电阻器R3两端的压降就增大。一旦电阻器R3两端的压降达到晶体管Q2的基极-发射极电压Vbe，晶体管Q2就会接通(并在其有源模式下操作)。因此，施加到MOSFET Q1的栅极端子的一些电流流过晶体管Q2。这导致MOSFET Q1的栅极-源极电压Vgs降低，从而降低了MOSFET Q1的电导率并限制了流过MOSFET Q1的电流。因此，流过MOSFET Q1(并提供给电源转换器218)的输入电流可以被限制为由电阻器R3和晶体管Q2确定的固定值。

电阻器R3可以是用于产生压降以限制流过MOSFET Q1的电流的任何合适的值。在一些示例中，电阻器R3的值可以很低(诸如小于约5欧姆)。在其它示例中，如果需要，该值可以更高。

如图5所示，保护电路502还包括联接到晶体管Q2的电阻器R4。具体地，电阻器R4的一端联接到晶体管Q2的基极端子，而电阻器R4的另一端联接到电阻器R3和MOSFET Q1的源极端子。在操作期间，电阻器R4限制了晶体管Q2上的基极电压，因此该基极电压不会超过设置的基极-发射极电压Vbe的额定值。

在其它示例中，保护电路可以具有另一合适的涌流限制电路。例如，图6示出了基本上类似于供电装置500的供电装置600，但是供电装置600包括不同的涌流限制电路。在图6的示例中，供电装置600包括具有联接在MOSFET Q1上的涌流限制电路640的保护电路602。具体地，涌流限制电路640包括联接在MOSFET Q1和电源转换器218之间的电阻器R5，用于限制输入电流以确保受控制的电流量流过MOSFET Q1。

在图6的特定示例中，MOSFET Q1可以在开关模式下操作。因此，如果输入电流增大，则电阻器R5两端的压降就增大。如上所述，该压降可以降低MOSFET Q1的栅极-源极电压Vgs，从而限制流过MOSFET Q1的电流。

图7示出了基本上类似于供电装置600的供电装置700，但是供电装置700中基于辅助供应源来控制MOSFET Q1接通。具体地，且如图7所示，供电装置700包括具有辅助供应源AS的保护电路702，辅助供应源AS联接到MOSFET Q1的栅极端子以用于向MOSFET Q1提供偏置电压。更具体地，辅助供应源AS联接在电阻器R1和光电耦合器U1之间。

在操作期间，MOSFET Q1可以基于由辅助供应源AS施加的偏置电压而接通。例如，一旦感测到输入电压，控制电路210就可以激活光电耦合器U1。因此，辅助供应源AS经由如上所述的分压器(由电阻器R1、电阻器R2形成)将偏置电压提供给MOSFET Q1的栅极端子。

如图1、图2以及图5-图7的示例所示，保护电路100、保护电路202、保护电路502、保护电路602、保护电路702联接在电源和电源转换器之间的高侧轨(例如，正轨、供电轨等)中。在其它示例中，本文公开的任一保护电路都可以联接在低侧轨(例如，参考轨、返回轨等)中。例如，图8示出了基本上类似于供电装置700的供电装置800，但是供电装置800具有联接在电源216和电源转换器218之间的低侧轨中的保护电路802。

在一些示例中，本文公开的保护电路可以包括附加的可选电路。例如，且如图5-图8所示，保护电路502、保护电路602、保护电路702、保护电路802均包括电压调节电路以保护MOSFET Q1。具体地，且如图5-图8所示，保护电路502、保护电路602、保护电路702、保护电路802均包括二极管(例如，齐纳二极管)D5和与二极管D5并联联接的电容器C2。二极管D5和电容器C2联接在MOSFET Q1的栅极端子和源极端子之间。在操作中，二极管D5和电容器C2的组合限制(例如，箝位)了MOSFET Q1的栅极-源极电压Vgs。

此外，本文公开的供电装置可以包括附加的可选电路。例如，且如图2和图5-图8所示，供电装置200、供电装置500、供电装置600、供电装置700、供电装置800均包括联接在AC电源216和保护电路202、保护电路502、保护电路602、保护电路702、保护电路802之间的电磁干扰(EMI)滤波器以及整流电路。在如图2和图5-图8的特定示例中，整流电路被示为二极管桥。在其它示例中，如果需要，可以采用另一合适的整流电路。此外，尽管供电装置200、供电装置500、供电装置600、供电装置700、供电装置800包括EMI滤波器和整流电路，但对于本领域技术人员来说显而易见的是，EMI滤波器和整流电路中的任一部件都可以被移除，被移到另一合适的位置(诸如保护电路的输出侧上等)。

本文公开的传感器可以为任何合适的感测装置。例如，传感器可以是利用图2和图5-图8所示的分压器形成的电阻式电压传感器。在其它示例中，可以采用另一合适的电压感测装置。附加地和/或可替选地，传感器可以感测除输入电压和/或输出电压之外的参数。在这种示例中，该参数可以用于确定(例如，计算、估计等)输入电压和/或输出电压。

此外，如图2和图5-图8所示，输入电压传感器被联接以感测AC输入电压。在其它示例中，图2和图5-图8的输入电压传感器可以联接在另一合适的位置以感测输入电压。例如，如果需要，输入电压传感器可以联接在整流电路的输出侧上，以感测经整流的AC输入电压。

本文公开的开关器件可以包括任何合适的有源开关器件。例如，在图2和图5-图8的特定示例中，保护电路包括联接在其输入端和输出端之间的电流路径中的MOSFET Q1以及联接在MOSFET Q1两端的继电器K1。在这种示例中，MOSFET Q1可以为N沟道FET，继电器K1可以为常开继电器。在其它示例中，如果需要，MOSFET Q1可以用另一合适的晶体管(诸如绝缘栅双极晶体管(Insulated-Gate Bipolar Transistor，IGBT))代替，和/或，继电器K1可以用另一合适的开关器件代替。在一些示例中，可以基于安全操作区域(Safe OperatingArea，SOA)性能来选择开关器件，以确保可以安全地操作开关器件。

本文公开的电源可以包括任何合适的电源。例如，电源可以包括如图2和图5-图8所示的AC电源。在这种示例中，AC电源可以包括电力网、发电机等。在其它示例中，电源可以包括DC电源(诸如一个或多个电池(例如可再充电电池)等)。

本文公开的电源转换器可以包括任何合适的电源转换电路。例如，如图2和图5-图8所示，电源转换器可以包括AC/DC电源转换器(诸如AC/DC PFC电路)和DC/DC电源转换电路。在其它示例中，电源转换器可以包括DC/DC电源转换器。例如，图9示出了基本上类似于供电装置200的供电装置900，但是供电装置900具有联接在DC电源916和DC/DC电源转换器918之间的保护电路902。在这种示例中，保护电路902包括联接在MOSFET Q1和DC电源916之间的二极管D以提供反向电流保护。如图所示，DC/DC电源转换器918可以包括升压转换器和DC/DC电源转换电路。

图9的保护电路902可以包括在本文所述的可选特征中的任何一者或多者。例如，尽管未示出，但是保护电路902可以包括用于限制涌流的电路(诸如图5和图6所示的示例性电路)。此外，MOSFET Q1可以响应于来自电源916(如图9所示)的输入电压而自偏置，和/或基于如图7所示的辅助供应源而被控制为接通。此外，保护电路902可以联接在高侧轨中(如图9所示)、或如本文所述的低侧轨中。

此外，电源转换器可以包括具有一个或多个电源开关器件的任何合适的电源转换拓扑。例如，电源转换器可以包括降压拓扑、升压拓扑、降压-升压拓扑、正向拓扑、反激拓扑、半桥拓扑、全桥拓扑和/或其谐振对应物中的一者或多者。

本文公开的控制电路可以包括模拟控制电路、数字控制电路或混合控制电路(例如，数字控制单元和模拟电路)。数字控制电路可以利用一种或多种类型的数字控制电路来实现。例如，数字控制电路分别可以包括数字信号控制器(Digital Signal Controller，DSC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、MCU、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(Application-Specific IC，ASIC)等。在一些示例中，控制电路可以用于控制保护电路的开关器件以及联接到保护电路的电源转换器的至少一部分。例如，在图4的特定示例中，控制电路210包括用于控制MOSFET Q1和继电器K1的MCU 326。在一些示例中，如果需要，MCU 326还可以控制PFC电路部分。

如果例如控制电路为数字控制电路，则控制电路可以利用一个或多个硬件部件和/或软件来实现。例如，用于执行本文公开的任何一个或多个特征的指令可以存储在非暂时性计算机可读介质等中和/或从非暂时性计算机可读介质等中被转移到一个或多个现有的数字控制电路、新的数字控制电路等中。在这种示例中，一个或多个指令可以存储在易失性存储器、非易失性存储器、ROM、RAM、一个或多个硬盘、磁盘驱动器、光盘驱动器、可移除存储器、不可移除存储器、磁带盒、闪存卡、CD-ROM、DVD、云存储等中。

本文公开的供电装置可以在任何各种应用中使用。例如，该供电装置可以用在需要过量过压保护(诸如至少额定输入电压的150％)的室外供电装置应用、高效供电装置应用、包括高密度传导冷却系统的供电装置应用等中。在一些示例中，供电装置可以接收介于85VAC和275VAC之间的AC输入电压。

本文公开的保护电路提供了具有精确时序控制的紧凑且有效的方法，以保护电源转换器中的部件(例如，MOSFET、二极管、电容器等)。例如，且如本文所述，保护电路在输入过压状态期间可以通过切断电源转换器与输入电源的连接来提供保护，在过量输入电流状态期间可以通过精确控制输入涌流来限制流到电源转换器的电流量来提供保护，等等。此外，与传统方法相比，保护电路可以提供具有显著降低的损耗和提高的效率的过压/或涌流保护。此外，与包括多个继电器的传统方法相比，保护电路可以在高密度供电装置应用中相对容易地实现、需要的电路板空间更少且需要的热管理解决方案的复杂度更低。

出于说明和描述的目的，已经提供了实施方式的前述描述。这并不旨在穷举或限制本发明。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在可适用时，可以互换并且可以在所选定的实施方式中使用，即使没有具体示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征也可以以多种方式变化。这些变化不应当视为背离本发明，并且所有这些修改旨在包括在本发明的范围内。