一种电路过流保护装置和方法

摘要

本发明公开了一种电路过流保护装置和方法。涉及电路熔断保护技术，解决了固定熔断电流值造成安全除患的问题。装置，包括电子熔丝保护电路电流设定电阻、电压分压电路、一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路。本发明提供的技术方案适用于电子设备电路保护，实现了适应电压变化场景的熔断保护方案。

权利要求

1.一种电路过流保护装置，其特征在于，包括电子熔丝保护电路电流设定电阻、电压分压电路、一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路；

所述电子熔丝保护电路电流设定电阻上加载有熔丝保护开关的过流保护设置引脚Shtdwn引脚输出的电压；

所述电压分压电路包括串联的第一电容和第二电容，第一电容侧接入所述熔丝保护开关的输出电压；

所述一阶过流保护电阻调节电路包含第一调节电阻，所述一阶过流保护电阻调节电路根据所述第一电容与所述第二电容中间点输出电压值控制所述第一调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联或断开；

所述二阶过流保护电阻调节电路包含第二调节电阻，所述二阶过流保护电阻调节电路根据所述熔丝保护开关的输出电压控制所述第二调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联或断开。

2.根据权利要求1所述的电路过流保护装置，其特征在于，所述一阶过流保护电阻调节电路还包括：

串联的第一电阻、第二电阻，

第一比较器及与所述第一比较器输出端连接的第一导通开关；

在所述第一电阻和第二电阻的串联电路上加载有输入电压，自所述第一电阻和所述第二电阻的中间点引出一路输出电压作为所述第一比较器的负端输入，自所述第一电容和第二电容的中间点引出一路输出电压作为所述第一比较器的正端输入；

在所述第一比较器正端输入高于负端输入时，所述第一比较器触发所述第一导通开关导通，所述第一调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联；

其中，所述第一导通开关为N沟道增强型金属-氧化物半导体场效应晶体管。

3.根据权利要求1所述的电路过流保护装置，其特征在于，所述二阶过流保护电阻调节电路还包括：

串联的第三电阻、第四电阻，

第二比较器及与所述第二比较器输出端连接的第二导通开关；

在所述第三电阻和第四电阻的串联电路上加载有输入电压，自所述第三电阻和所述第四电阻的中间点引出一路输出电压作为所述第二比较器的负端输入，以所述熔丝保护开关的输出电压作为所述第二比较器的正端输入；

在所述第二比较器正端输入高于负端输入时，所述第二比较器触发所述第二导通开关导通，所述第二调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联。

4.根据权利要求3所述的电路过流保护装置，其特征在于，所述第二导通开关为N沟道增强型金属-氧化物半导体场效应晶体管。

5.一种使用如权利要求1－4中任意一项所述的电路过流保护装置的电路过流保护方法，其特征在于，包括：在熔丝保护开关的输出电压高于第一保护阈值时，触发一阶过流保护电阻调节电路；

将第一调节电阻与电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流。

6.根据权利要求5所述的电路过流保护方法，其特征在于，将第一调节电阻与电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流的步骤之后，还包括：在熔丝保护开关的输出电压继续升高超过第二保护阈值时，触发二阶过流保护电阻调节电路；

将第二调节电阻、所述第一调节电阻及所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流。

说明书

一种电路过流保护装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电路熔断保护技术，尤指一种电路过流保护装置和方法。

背景技术

[0002] 现有的电子熔丝保护电路依靠对应引脚外接电阻来设定电路工作时的过流保护电流，一旦选定对应电阻后，就固定了保护电流值，但是由于电路在刚开始工作时，输出电压低但是对输出端电容充电带来的浪涌电流比较大，为了防止误触发只能设置比较大的过流保护值，但是正常工作后，输出电压达到预设值，但是电流值又远远小于过流保护设定值，导致过流保护点过高，在出现异常时，无法及时保护，对系统可靠性及稳定性带来了巨大隐患。

发明内容

[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电路过流保护装置和方法。通过在电子熔丝保护电路电流设定电阻上并联不同阻值的电阻，依电压情况对该电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流保护，解决了固定熔断电流值造成安全除患的问题。

[0004] 为了达到本发明目的，本发明提供了一种电路过流保护装置，包括电子熔丝保护电路电流设定电阻、电压分压电路、一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路；

[0005] 所述电子熔丝保护电路电流设定电阻上加载有熔丝保护开关的过流保护设置引脚Shtdwn引脚输出的电压；

[0006] 所述电压分压电路包括串联的第一电容和第二电容，第一电容侧接入所述熔丝保护开关的输出电压；

[0007] 所述一阶过流保护电阻调节电路包含第一调节电阻，所述一阶过流保护电阻调节电路根据所述第一电容与所述第二电容中间点输出电压值控制所述第一调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联或断开；

[0008] 所述二阶过流保护电阻调节电路包含第二调节电阻，所述二阶过流保护电阻调节电路根据所述熔丝保护开关的输出电压控制所述第二调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联或断开。

[0009] 优选的，所述一阶过流保护电阻调节电路还包括：

[0010] 串联的第一电阻、第二电阻，

[0011] 第一比较器及与所述第一比较器输出端连接的第一导通开关；

[0012] 在所述第一电阻和第二电阻的串联电路上加载有输入电压，自所述第一电阻和所述第二电阻的中间点引出一路输出电压作为所述第一比较器的负端输入，自所述第一电容和第二电容的中间点引出一路输出电压作为所述第一比较器的正端输入；

[0013] 在所述第一比较器正端输入高于负端输入时，所述第一比较器触发所述第一导通开关导通，所述第一调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联。

[0014] 优选的，所述二阶过流保护电阻调节电路还包括：

[0015] 串联的第三电阻、第四电阻，

[0016] 第二比较器及与所述第二比较器输出端连接的第二导通开关；

[0017] 在所述第三电阻和第四电阻的串联电路上加载有输入电压，自所述第三电阻和所述第四电阻的中间点引出一路输出电压作为所述第二比较器的负端输入，以所述熔丝保护开关的输出电压作为所述第二比较器的正端输入；

[0018] 在所述第二比较器正端输入高于负端输入时，所述第二比较器触发所述第二导通开关导通，所述第二调节电阻与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联。

[0019] 优选的，所述第一导通开关及所述第二导通开关均为N沟道增强型金属-氧化物半导体场效应晶体管。

[0020] 本发明还提供了一种使用上述电路过流保护装置的电路过流保护方法，包括：

[0021] 在输出电压高于第一保护阈值时，触发一阶过流保护电阻调节电路；

[0022] 将第一调节电阻与电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流。

[0023] 优选的，将第一调节电阻与电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流的步骤之后，还包括：

[0024] 在输出电压继续升高超过第二保护阈值时，触发一阶过流保护电阻调节电路；

[0025] 将第二调节电阻、所述第一调节电阻及所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流。

[0026] 本发明提供了一种电路过流保护装置和方法，添加电压分压电路、一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路，通过所述电压分压电路中串联的第一电容和第二电容分阶段启动所述一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行并联分流。解决了固定熔断电流值造成安全除患的问题，实现了适应电压变化场景的熔断保护方案。

[0027] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0028] 附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

[0029] 图1为现有的固定电流方式原理示意图；

[0030] 图2为本发明的一实施例提供的一种电路过流保护装置的结构示意图；

[0031] 图3为本发明的一实施例提供的一种电路过流保护装置的电路图；

[0032] 图4为本发明的一实施例提供的一种电路过流保护方法的流程示意图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

[0034] 在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0035] 现有的技术都是固定过流保护电流来对应所有输出环境，如图1所示，无法根据不同情况采用对应的保护设置，对系统可靠性及稳定性带来了巨大隐患。

[0036] 为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种电路过流保护装置和方法。通过在电子熔丝保护电路电流设定电阻上并联不同阻值的电阻，依电压情况对该电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流保护，解决了固定熔断电流值造成安全除患的问题。

[0037] 本发明的一实施例提供了一种电路过流保护装置，其结构如图2所示。

[0038] 详细电路如图3所示，包括电子熔丝保护电路电流设定电阻R7、电压分压电路、一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路；

[0039] 所述电子熔丝保护电路电流设定电阻上加载有熔丝保护开关的过流保护设置引脚Shtdwn引脚输出的电压；

[0040] 所述电压分压电路包括串联的第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1侧接入所述熔丝保护开关的输出电压V_out；

[0041] 所述一阶过流保护电阻调节电路包含第一调节电阻R5，所述一阶过流保护电阻调节电路根据所述第一电容C1与所述第二电容C2中间点输出电压值控制所述第一调节电阻R5与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联或断开；

[0042] 所述二阶过流保护电阻调节电路包含第二调节电阻R6，所述二阶过流保护电阻调节电路根据所述熔丝保护开关的输出电压控制所述第二调节电阻R6与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻R7并联或断开。

[0043] 优选的，所述一阶过流保护电阻调节电路还包括：

[0044] 串联的第一电阻R1、第二电阻R2，

[0045] 第一比较器M1及与所述第一比较器M1输出端连接的第一导通开关Q1；

[0046] 在所述第一电阻R1和第二电阻R2的串联电路上加载有输入电压Vin，自所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的中间点引出一路输出电压作为所述第一比较器M1的负端输入，自所述第一电容C1和第二电容C2的中间点引出一路输出电压作为所述第一比较器M1的正端输入；

[0047] 在所述第一比较器M1正端输入高于负端输入时，所述第一比较器M1触发所述第一导通开关Q1导通，所述第一调节电阻R5与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻R7并联。

[0048] 优选的，所述二阶过流保护电阻调节电路还包括：

[0049] 串联的第三电阻R3、第四电阻R4，

[0050] 第二比较器M2及与所述第二比较器M2输出端连接的第二导通开关Q2；

[0051] 在所述第三电阻R3和第四电阻R4的串联电路上加载有输入电压Vin，自所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的中间点引出一路输出电压作为所述第二比较器M2的负端输入，以所述熔丝保护开关的输出电压作为所述第二比较器M2的正端输入；

[0052] 在所述第二比较器M2正端输入高于负端输入时，所述第二比较器M2触发所述第二导通开关Q2导通，所述第二调节电阻R6与所述电子熔丝保护电路电流设定电阻R7并联。

[0053] 优选的，所述第一导通开关及所述第二导通开关均为N沟道增强型金属-氧化物半导体场效应晶体管。

[0054] 本发明的一实施例还提供了一种电路过流保护装置，仍以图3为例进行说明，该装置包括：

[0055] 1、电压分压电路，通过电容C1和C2分压设定需要的输出电压阈值，分别给一阶和二阶过流保护电阻调节电路作为参考，使得一阶和二阶电路可以分阶段触发。

[0056] 2、一阶过流保护电阻调节电路，由比较器M1，N-mosfet Q1，电阻R1&R2，电阻R5组成，通过M1控制Q1的导通与截止调节R5是否与R7并联，调节电子熔丝电路过流保护电阻阻值，达到调节过流保护电流值的目的。通过比较器M1对比正向端采样到的输出电压值，与输入电压通过电阻R1&R2的分压设定阈值，当正向端的电压大于设定值时，比较器输出高电压，使N-Mosfet Q1导通，电阻R5与电子熔丝保护电路电流设定电阻R7并联，使得等效设定电阻变低，降低保护电流设定值，由于采样电压被电容C1和C2分压，所以一阶调节电路会比二阶调节电路先触发。

[0057] 3、二阶过流保护电阻调节电路，由比较器M2，N-mosfet Q2，电阻R3&R4，电阻R6组成，通过M2控制Q2的导通与截止调节R6是否与R7并联，调节电子熔丝电路过流保护电阻阻值，达到调节过流保护电流值的目的。通过比较器M2对比正向端采样到的输出电压值，与输入电压通过电阻R3&R4的分压设定阈值，当正向端的电压大于设定值时，比较器输出高电压，使N-Mosfet Q2导通，电阻R6与电子熔丝保护电路电流设定电阻R7并联，使得等效设定电阻变低，降低保护电流设定值，由于采样电压被电容C1和C2分压，所以一阶调节电路会比二阶调节电路先触发。

[0058] 本发明的一实施例还提供了一种电路过流保护方法，使用本发明的实施例提供的电路过流保护装置，流程如图4所示，包括：

[0059] 步骤401、在输出电压高于第一保护阈值时，触发一阶过流保护电阻调节电路。

[0060] 本发明实施例中，根据实际应用需要，配置电子熔丝保护电路电流设定电阻及一阶过流保护电阻调节电路中各电阻的阻值。并设置第一保护阈值，以在适当时机启动该一阶过流保护电阻调节电路对电子熔丝保护电路电流设定电阻分流。

[0061] 步骤402、将第一调节电阻与电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流。

[0062] 步骤403、在输出电压继续升高超过第二保护阈值时，触发二阶过流保护电阻调节电路。

[0063] 本发明实施例中，根据实际应用需要，配置二阶过流保护电阻调节电路中各电阻的阻值。并设置第二保护阈值，以在适当时机启动该二阶过流保护电阻调节电路对电子熔丝保护电路电流设定电阻分流。

[0064] 步骤404、将第二调节电阻、所述第一调节电阻及所述电子熔丝保护电路电流设定电阻并联，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行分流。

[0065] 本发明的实施例提供了一种电路过流保护装置和方法，添加电压分压电路、一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路，通过所述电压分压电路中串联的第一电容和第二电容分阶段启动所述一阶过流保护电阻调节电路和二阶过流保护电阻调节电路，对所述电子熔丝保护电路电流设定电阻进行并联分流。解决了固定熔断电流值造成安全除患的问题，实现了适应电压变化场景的熔断保护方案。

[0066] 通过对输出电压的侦测接分压控制，及时通过一阶和二阶过流保护电阻调节电路调节电路调节电路设置电阻的电阻值，达到了根据输出环境及时调节过流保护电流值的目的。本发明的实施例提供的技术方案结构简单，能够自动侦测，可靠性高，能根据输出状态自动调节过流保护电流值，可随意调节。可用于各种需要使用电子熔丝保护电路的电子设备。

[0067] 本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。