CN104810786A - 一种过流保护电路及具有该电路的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过流保护电路及具有该电路的电子设备，其中，所述过流保护电路包括：第一限流保护支路，第二限流保护支路和开关支路；所述第一限流保护支路一端与电池端相连，另一端与电源输出端相连；所述第二限流保护支路一端与电池端相连，另一端通过所述开关支路与所述电源输出端相连。本发明通过两路限流保护支路的限流保护，不但保证了电子设备的正常过流保护，还提高了电子设备的正常工作的带载能力以及正常充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种过流保护电路及具有该电路的电子设备。
背景技术
随着电力电子技术的不断发展及其生产工艺的不断提升，各类电子设备层出不穷。对于电子设备来说必不可少的标配器件包括电源及充电器。然而，电子设备进行正常工作或者充电过程中，如果发生负载过大或者充电正负极反接等操作不当，就容易造成电子设备被电流击穿损毁。然而，现有技术中通常采用限流保护进行防电流过大引起的电子设备损坏。
因此，在发明人设计电子设备过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：
当电子设备在正常工作或者充电过程中，如果电子设备需要启动较大负载或者充电电流较大时，则所述电子设备很容易发生过流，从而中断正常工作或者中断充电。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种过流保护电路，包括：第一限流保护支路，第二限流保护支路和开关支路；
所述第一限流保护支路一端与电池端相连，另一端与电源输出端相连；
所述第二限流保护支路一端与电池端相连，另一端通过所述开关支路与所述电源输出端相连。
优选地，所述第一限流保护支路为保险丝或者保险管；所述第二限流保护支路为保险丝或者保险管。
优选地，所述第一限流保护支路的保险丝或者保险管与所述第二限流保护支路的保险丝或者保险管参数配置相同。
优选地，所述开关支路包括：第一电阻，第二电阻，第一开关管，第二开关管，第三开关管和第四开关管；
所述第一电阻一端分别与所述第一开关管管脚1和所述第四开关管管脚1相连；另一端分别与所述第四开关管管脚2，第二开关管管脚3，第二限流保护支路相连；
所述第一开关管管脚2接地，所述第一开关管管脚3接使能控制端Q1_EN；
所述第四开关管管脚3分别与所述第二开关管管脚2，所述第二电阻一端，以及所述电源输出端相连；
所述第二开关管管脚1分别与所述第二电阻另一端，所述第三开关管管脚1相连；
所述第三开关管管脚2接地，所述第三开关管管脚3接使能控制端Q3_EN。
优选地，所述第一开关管和第三开关管为NPN三级管；所述第二开关管和第四开关管为PMOS管。
进一步的，所述第一开关管和第三开关管的管脚1为NPN三极管的集电极，所述第一开关管和第三开关管的管脚2为NPN三极管的发射极，所述第一开关管和第三开关管的管脚3为NPN三极管的基极；所述第二开关管和第四开关的管脚1为PMOS管的栅极，所述第二开关管和第四开关管的管脚2为PMOS管的漏极，所述第二开关管和第四开关管的管脚3为PMOS管的源极。
本发明提供了一种电子设备，包括：如上任一一项所述过流保护电路。
本发明的技术方案通过设置两路限流保护支路，由MCU控制选择采用一路限流保护支路工作还是两路限流保护支路共同工作，从而保证电子设备不但可以实现整个系统的正常过流保护，还提高了电子设备的正常工作状态下的带载能力以及正常充电效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种过流保护电路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种过流保护电路图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1为所示为本发明实施例提供的一种过流保护电路结构示意图；该包括：第一限流保护支路，第二限流保护支路和开关支路；
所述第一限流保护支路一端与电池端相连，另一端与电源输出端相连；
所述第二限流保护支路一端与电池端相连，另一端通过所述开关支路与所述电源输出端相连。
需要说明的是，所述第一限流保护支路为保险丝或者保险管；所述第二限流保护支路为保险丝或者保险管。
还需要说明的是，所述第一限流保护支路的保险丝或者保险管与所述第二限流保护支路的保险丝或者保险管参数配置相同。
基于以上实施例，如图2所示，为本发明实施例提供的一种过流保护电路图；该电路包括：第一限流保护支路，第二限流保护支路和开关支路；
所述第一限流保护支路为保险丝F1；所述第二限流保护支路为保险丝F2；
所述开关支路包括：第一电阻R1，第二电阻R2，第一开关管Q1，第二开关管Q2，第三开关管Q3和第四开关管Q4；
所述第一电阻R1一端分别与所述第一开关管Q1管脚1和所述第四开关管Q4管脚1相连；另一端分别与所述第四开关管Q4管脚2，第二开关管Q2管脚3，保险丝F2一端相连；
所述第一开关管Q1管脚2接地，所述第一开关管Q1管脚3接使能控制端Q1_EN；
所述第四开关管Q4管脚3分别与所述第二开关管Q2管脚2，所述第二电阻R2一端，以及所述电源输出端POWER_OUT/CHARGE相连；
所述第二开关管Q2管脚1分别与所述第二电阻R2另一端，所述第三开关管Q3管脚1相连；
所述第三开关管Q3管脚2接地，所述第三开关管Q3管脚3接使能控制端Q3_EN。
所述保险丝F1一端与电池端VBAT相连，另一端与电源输出端POWER_OUT/CHARGE相连；
所述保险丝F2一端与电池端VBAT相连，另一端分别与所述第一电阻R1一端，所述第四开关管管脚2，所述第二开关管Q2管脚3相连。
需要说明的是，所述第一开关管和第三开关管为NPN三级管；所述第二开关管和第四开关管为PMOS管，所述第一开关管和第三开关管的管脚1为NPN三极管的集电极，所述第一开关管和第三开关管的管脚2为NPN三极管的发射极，所述第一开关管和第三开关管的管脚3为NPN三极管的基极；所述第二开关管和第四开关的管脚1为PMOS管的栅极，所述第二开关管和第四开关管的管脚2为PMOS管的漏极，所述第二开关管和第四开关管的管脚3为PMOS管的源极。
还需要说明的是，所述保险丝F1和保险丝F2是两个参数相同的保险丝。
基于以上电路，对本发明工作原理进行详细说明；
本发明采用双保险丝，根据工作状态不同对应的功耗或者电流不同，系统MCU会根据情况分别进行不同程度的过流保护。所述电源输出端POWER_OUT/CHARGE是从电池输出电源供给系统使用；由系统控制的充电电流从该端流入到电池；
当一个电子设备系统中带有多个负载，并且其中有比较大的负载时，系统的MCU会根据负载情况选择采用双路保险丝，还是单路保险丝进行限流保护；系统初始开机后，默认使用保险丝F1，当启动大负载，即带载能力接近或者超过了保险丝F1的最大保护电流限值的时候时，系统的MCU根据负载情况，在启动大负载之前，MCU发送使能命令给Q1_EN，即Q1_EN为高电平，第一开关管Q1导通，第四开关管Q4导通，所以从电池输出的电流改为由保险丝F2和保险丝F1共同承担，然后再启动大负载。
本发明中选用导通阻抗尽量小的PMOS，这样当PMOS导通后，两个保险丝回路中的阻抗就基本相同，所以流过两个保险丝回路的电流就基本相同。因为两个保险丝是相同的，所以过流保护的限值是相同的，所以要尽量使得流过两个保险丝的电流相同。
当电子设备在充电状态时，充电电流也是由POWER_OUT/CHARGE端流出到电池中。一旦系统检测到是在充电了，则由系统控制使得Q3_EN高电平，则第三开关管Q3导通，所以第二开关管Q2导通，所以充电电流同时经过两个保险丝回路，然后充到电池中。如果充电电流比较大，即超出保险丝F1允许的最大稳定运行的电流，则系统MCU根据实际充电电流情况，发送使能信号给Q3_EN，Q3_EN高电平，则第三开关管Q3导通，所以第二开关管Q2导通，所以充电电流同时经过两个保险丝回路，然后充到电池中。如果充电的电流在F1的承受范围以内，即没有超过保险丝F1的允许通过的最大稳定运行的电流，则无需开启保险丝F2的回路，充电电流只经过保险丝F1回路即可。
在系统正常运行状态或者充电状态下，两个保险丝的熔断的电流是200mA，系统中如有三个负载A，B，C；当只有A和B启动的时，正常的启动运行需要的最大电流小于100Ma，在这种情况下，电流只流过保险丝F1就可以起到过流保护的作用，MCU不会开启保险丝F2,并且一旦电流超过了200mA，就认为是系统发生故障，则保险丝熔断，起到对系统的保护作用。
而如果负载A，B，C同时启动的时，最大电流大于200mA，且小于两个保险丝共同工作允许通过的最大稳定运行的电流，则需要保险丝F2回路也要导通，与保险丝F1回路共同承担流过的电流，并对系统进行过流保护。保险丝F2的导通需要MCU根据负载情况，选择导通。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图；该电子设备包括：如上任一所述过流保护电路。
本发明的技术方案通过设置两路限流保护支路，由MCU控制选择采用一路限流保护支路工作还是两路限流保护支路共同工作，从而保证电子设备不但可以实现整个系统的正常过流保护，还提高了电子设备的正常工作状态下的带载能力以及正常充电效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种过流保护电路，其特征在于，包括：第一限流保护支路，第二限流保护支路和开关支路；
所述第一限流保护支路一端与电池端相连，另一端与电源输出端相连；
所述第二限流保护支路一端与电池端相连，另一端通过所述开关支路与所述电源输出端相连。
2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一限流保护支路为保险丝或者保险管；所述第二限流保护支路为保险丝或者保险管。
3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一限流保护支路的保险丝或者保险管与所述第二限流保护支路的保险丝或者保险管参数配置相同。
4.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述开关支路包括：第一电阻，第二电阻，第一开关管，第二开关管，第三开关管和第四开关管；
所述第一电阻一端分别与所述第一开关管管脚1和所述第四开关管管脚1相连；另一端分别与所述第四开关管管脚2，第二开关管管脚3，第二限流保护支路相连；
所述第一开关管管脚2接地，所述第一开关管管脚3接使能控制端Q1_EN；
所述第四开关管管脚3分别与所述第二开关管管脚2，所述第二电阻一端，以及所述电源输出端相连；
所述第二开关管管脚1分别与所述第二电阻另一端，所述第三开关管管脚1相连；
所述第三开关管管脚2接地，所述第三开关管管脚3接使能控制端Q3_EN。
5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关管和第三开关管为NPN三级管；所述第二开关管和第四开关管为PMOS管。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：过流保护电路；所述过流保护电路包括：第一限流保护支路，第二限流保护支路和开关支路；
所述第一限流保护支路一端与电池端相连，另一端与电源输出端相连；
所述第二限流保护支路一端与电池端相连，另一端通过所述开关支路与所述电源输出端相连。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一限流保护支路为保险丝或者保险管；所述第二限流保护支路为保险丝或者保险管。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一限流保护支路的保险丝或者保险管与所述第二限流保护支路的保险丝或者保险管参数配置相同。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述开关支路包括：第一电阻，第二电阻，第一开关管，第二开关管，第三开关管和第四开关管；
所述第一电阻一端分别与所述第一开关管管脚1和所述第四开关管管脚1相连；另一端分别与所述第四开关管管脚2，第二开关管管脚3，第二限流保护支路相连；
所述第一开关管管脚2接地，所述第一开关管管脚3接使能控制端Q1_EN；
所述第四开关管管脚3分别与所述第二开关管管脚2，所述第二电阻一端，以及所述电源输出端相连；
所述第二开关管管脚1分别与所述第二电阻另一端，所述第三开关管管脚1相连；
所述第三开关管管脚2接地，所述第三开关管管脚3接使能控制端Q3_EN。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第一开关管和第三开关管为NPN三级管；所述第二开关管和第四开关管为PMOS管。
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