CN105305367B - 一种过流保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种过流保护方法及系统。所述过流保护系统，包括：检测模块，用于检测终端的工作电流；控制模块，当所述终端的工作电流大于预设阈值时，用于根据预设保护方案来控制所述终端。对终端的工作电流进行检测，可实时监控终端的工作电流，以便及时发现终端内的电路是否存在异常电流，当检测到终端内的电路的电流大于预设阈值时，也就是终端内的电路存在异常电流，根据异常电流的电流值的大小而启用对应的保护方案，以保护终端。

Description

一种过流保护方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种过流保护方法及系统。

背景技术

现有的手机的电池普遍为可充电的锂电池，其内部的聚合物锂离子的化学反应产生的电流对手机的系统进行供电。

手机电池内部具有保护电路，对在供电或充电过程中电池的过流、过放、过压等情况时对电路进行保护，避免电池和电池外接的负载造成损坏。

现有的手机电池的保护电路存在响应延时的缺陷，其响应延时在9.6ms-14.6ms，短路保护响应延迟在500us左右，当手机在9.6ms内产生较大的瞬间电流时，电池的保护电路已失去过流保护功能，会造成手机的损坏。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种过流保护方法及系统，通过实时监控终端的工作电流情况，并根据检测到的电流大小而采用对应的保护方案以保护终端，旨在解决现有的手机电池保护电路存在响应延时，手机系统内电路会因在响应时间内产生的过流而导致损坏的问题。

本发明提出的技术方案是：

一种过流保护系统，包括：

检测模块，用于检测终端的工作电流；

控制模块，当所述终端的工作电流大于预设阈值时，用于根据预设保护方案来控制所述终端，其中所述保护方案包括方案一或/和方案二，所述方案一是当所述终端的工作电流大小属于第一范围电流时，所述终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机，所述方案二是当所述终端的工作电流大小属于第二范围电流时，所述终端内的电路与所述终端的电源断开电连接，所述第二范围电流的最小值大于所述第一范围电流的最大值。

进一步地，所述工作电流包括对所述终端进行充电的充电电流及/或所述终端工作时其电源的放电电流。

进一步地，所述检测模块包括两种检测方式；

第一种检测方式，当所述工作电流为所述终端工作时其电源的放电电流时，所述检测模块包括：

第一采样电阻，设于在所述终端的电源与所述终端内的电路之间；

第一模数转换器，用于监控经过所述第一采样电阻的电流；

第二种检测方式，当所述工作电流为对所述终端进行充电的充电电流时，所述检测模块包括：

第二采样电阻，设于在对所述终端进行充电的外接电源与所述终端内的电路之间；

第二模数转换器，用于监控经过所述第二采样电阻的电流。

进一步地，所述第一模数转换器或第二模数转换器的采样率为1MHz。

进一步地，所述预设阈值为3A。

本发明还提供一种过流保护方法，包括：

检测终端的工作电流；

当所述终端的工作电流大于预设阈值时，根据预设保护方案来控制所述终端，其中所述保护方案包括方案一或/和方案二，所述方案一是当所述终端的工作电流大小属于第一范围电流时，所述终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机，所述方案二是当所述终端的工作电流大小属于第二范围电流时，所述终端内的电路与所述终端的电源断开电连接，所述第二范围电流的最小值大于所述第一范围电流的最大值。

进一步地，所述工作电流包括对所述终端进行充电的充电电流及/或所述终端工作时其电源的放电电流。

进一步地，所述终端的工作电流包括两种检测方式；

第一种检测方式，当所述工作电流为所述终端工作时其电源的放电电流时，所述检测终端的工作电流包括：

将第一采样电阻设于在所述终端的电源与所述终端内的电路之间；

采用第一模数转换器监控经过所述第一采样电阻的电流；

第二种检测方式，当所述工作电流为对所述终端进行充电的充电电流时，所述检测终端的工作电流包括：

将第二采样电阻设于在对所述终端进行充电的外接电源与所述终端内的电路之间；

采用第二模数转换器监控经过所述第二采样电阻的电流。

进一步地，所述第一模数转换器或第二模数转换器的采样率为1MHz。

进一步地，所述预设阈值为3A。

根据上述的技术方案，本发明一种过流保护方法及系统的有益效果：对终端的工作电流进行检测，可实时监控终端的工作电流，以便及时发现终端内的电路是否存在异常电流，当检测到终端内的电路的电流大于预设阈值时，也就是终端内的电路存在异常电流，根据异常电流的电流值的大小而启用对应的保护方案，以保护终端。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种过流保护系统的功能模块框图；

图2是本发明实施例提供的一种过流保护方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种过流保护系统，包括检测模块11和控制模块12。

在检测模块11进行检测之前，要预设相应的过流保护的保护方案。

所述过流保护系统包括预设模块，用于配置保护终端的保护方案。

在终端内预先配置好保护方案，根据所需的条件触发对应的保护方案。

本实施例中，在预设模块中可以预先配置一个或一个以上的保护方案以保护终端，保护方案的触发主要是根据终端的工作电流的大小，避免异常电流造成终端内电路上的电子元器件的损坏。

本实施例中，保护方案包括方案一。

方案一，当终端的工作电流大小属于第一范围电流时，终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机。

本实施例中，第一范围电流为(3A，7A)，以及终端的电源为电池。

在手机行业中，手机内的电路板的安全电流为2.5A，电池为可充放的锂电池，其内部设有保护电路，以及安全电流阈值为(3A，7A)，但是在电池的安全电流阈值内的某些电流值的电流对于终端的电路而言，其是属于异常电流。

如，手机电池产生4A的电流，4A的电流对于电池的内部保护电路而言是安全电流，但是4A的电流对于终端内的电路而言是属于异常电流，虽然4A的电流并不会马上对终端内的电子元器件造成损坏，但是持续在终端内的电路使用4A的电流会使终端的温度升高，最终会导致终端内的电路上的电子元器件损坏。

本实施例中，当终端内的电路的电流值属于第一范围时，说明该电流值并不会触发电源内部的保护电路对电源进行保护，相对于电源而言是安全电流，另一方面，该电流值相对于终端内的电路而言是异常电流，并不会马上损坏终端内的电路上的电子元器件，却会导致终端的电路温度升高，在持续一定时间后也会对终端内的电路中的电子元器件造成损坏。

当终端内的电路的电流值属于第一范围时，终端会关闭正在运行的应用程序或者自动关机，从而避免终端内的电路上的电子元器件损坏。

本实施例中，保护方案包括方案二。

方案二，当终端的工作电流大小属于第二范围电流时，终端内的电路与终端的电源断开电连接。

本实施例中，第二范围电流为[7A，+∞)，以及终端的电源为电池。

在手机行业中，手机内的电路板的安全电流为2.5A，电池为可充放的锂电池，其内部设有保护电路，以及安全电流阈值为(3A，7A)，响应延时在9.6-14.6ms左右，短路保护响应延迟在500us左右，电池内部保护电路中的保险丝在6A的电流可以持续工作4h以上，以及在15A的电流响应时间在5s内熔断，当电池内电路的瞬间电流在9.6ms内大于7A，此时电池内的保护电路已失去过流保护功能，而电池放电或充电电流又不足以熔断保险丝，最终会导致手机内的电路板烧毁以及电池内的电路板也会烧毁，甚于可能会引起电芯烧毁，出现安全事故。

本实施例中，当终端内的电路的电流值属于第二范围时，说明该电流值对电源和终端内的电路而言都是异常电流，但由于该电流为瞬间电流，在电源的响应延时内的电流值大于电源的安全电流阈值，使电源的保护电路失去过流保护，又不足以熔断保险比，会马上损坏终端内的电路上的电子元器件。

当终端的工作电流值属于第二范围电流时，终端内的电路与终端的电源断开电连接，从而避免终端内的电路上的电子元器件损坏。

保护方案还可以是同时采用方案一和方案二，其中，第二范围电流的最小值大于第一范围电流的最大值。

当终端内的电路的电流值属于第一范围时，采用方案一。

当终端内的电路的电流值属于第二范围时，采用方案二。

检测模块11，用于检测终端的工作电流。

本实施例中，采用检测模块11对终端的工作电流进行实时监控。

本发明中，所述工作电流包括对终端进行充电的充电电流及/或终端工作时其电源的放电电流。

检测模块11是用于检测终端的工作电流，由于工作电流可以是充电电流，还可以是放电电流，为此，检测模块11放置在终端内电路的位置也不同。

检测模块11包括两种检测方式；

第一种检测方式，当工作电流为终端工作时其电源的放电电流时，检测模块包括：

第一采样电阻，设于在终端的电源与终端内的电路之间；

第一模数转换器，用于监控经过第一采样电阻的电流。

终端内的电路设有电源管理模块，用于与电源进行连接并分配电源的电流。

本实施例中，在电源管理模块与电源之间的电路设有一个第一采样电阻，从而在终端内的电路正常工作时，电源的放电回路都要经过第一采样电阻。第一模数转换器的输入端连接到第一采样电阻的两端，实时监控通过第一采样电阻的电流，具体地，在第一采样电阻的电阻值已知的情况下，通过第一采样电阻两端的电压，计算出实时的电流，计算公式依据欧姆定律：I＝△V/R。

第二种检测方式，当工作电流为对终端进行充电的充电电流时，检测模块11包括：

第二采样电阻，设于在对终端进行充电的外接电源与终端内的电路之间；

第二模数转换器，用于监控经过第二采样电阻的电流。

本实施例中，在终端电路与外接电源之间设有一个第二采样电阻，从而在终端内的电路正常工作时，电源的充电回路都要经过第二采样电阻。第二模数转换器的输入端连接到第二采样电阻的两端，实时监控通过第二采样电阻的电流，具体地，在第二采样电阻的电阻值已知的情况下，通过第二采样电阻两端的电压，计算出实时的电流，计算公式依据欧姆定律：I＝△V/R。

本实施例中，第一模数转换器或第二模数转换器的采样率为1MHz，也就是说在1ms内采样1000次，当然，也可以采用其它较高的采样率，采用率越高对电流的采样实时性越强，更能有效地避免异常电流损坏终端内的电路上的电子元器件。

本实施例中，为了避免第一、第二采样电阻两端电压受到干扰引起波动，第一、第二模数转换器算法采用多次采样取平均的算法。

控制模块12，当终端的工作电流大于预设阈值时，用于根据预设保护方案来控制终端，其中保护方案包括方案一或/和方案二，方案一是当终端的工作电流大小属于第一范围电流时，终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机，方案二是当终端的工作电流大小属于第二范围电流时，终端内的电路与终端的电源断开电连接，第二范围电流的最小值大于第一范围电流的最大值。

检测模块11检测到终端的工作电流值，将其与预设阈值进行比较，预设阈值为终端内的电路安全电流值或者略大于终端内的电路安全电流值，在本实施例中，预设阈值为3A，当检测模块11检测到终端的工作电流值大于3A时，再根据该电流值所属的范围而选择启用方案一或方案二。

如，当检测模块11检测到终端的工作电流值为4A，由于4A的电流属于第一范围，从而检测模块11控制终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机。当检测模块11检测到终端的工作电流值为7A，由于7A的电流属于第二范围，从而检测模块11控制终端内的电路与终端的电源断开电连接。

根据上述的一种过流保护系统，如图2所示，本发明实施例还提供的一种过流保护方法，包括以下步骤：

步骤S101、检测终端的工作电流。

在步骤S101之前，所述方法还包括：

配置保护终端的保护方案。

在终端内预先配置好保护方案，根据所需的条件触发对应的保护方案。

本实施例中，可以预先配置一个或一个以上的保护方案以保护终端，保护方案的触发主要是根据终端的工作电流的大小，避免异常电流造成终端内电路上的电子元器件的损坏。

本实施例中，保护方案包括方案一。

方案一，当终端的工作电流大小属于第一范围电流时，终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机。

本实施例中，第一范围电流为(3A，7A)，以及终端的电源为电池。

在手机行业中，手机内的电路板的安全电流为2.5A，电池为可充放的锂电池，其内部设有保护电路，以及安全电流阈值为(3A，7A)，但是在电池的安全电流阈值内的某些电流值的电流对于终端的电路而言，其是属于异常电流。

如，手机电池产生4A的电流，4A的电流对于电池的内部保护电路而言是安全电流，但是4A的电流对于终端内的电路而言是属于异常电流，虽然4A的电流并不会马上对终端内的电子元器件造成损坏，但是持续在终端内的电路使用4A的电流会使终端的温度升高，最终会导致终端内的电路上的电子元器件损坏。

本实施例中，当终端内的电路的电流值属于第一范围时，说明该电流值并不会触发电源内部的保护电路对电源进行保护，相对于电源而言是安全电流，另一方面，该电流值相对于终端内的电路而言是异常电流，并不会马上损坏终端内的电路上的电子元器件，却会导致终端的电路温度升高，在持续一定时间后也会对终端内的电路中的电子元器件造成损坏。

当终端内的电路的电流值属于第一范围时，终端会关闭正在运行的应用程序或者自动关机，从而避免终端内的电路上的电子元器件损坏。

本实施例中，保护方案包括方案二。

方案二，当终端的工作电流大小属于第二范围电流时，终端内的电路与终端的电源断开电连接。

本实施例中，第二范围电流为[7A，+∞)，以及终端的电源为电池。

在手机行业中，手机内的电路板的安全电流为2.5A，电池为可充放的锂电池，其内部设有保护电路，以及安全电流阈值为(3A，7A)，响应延时在9.6-14.6ms左右，短路保护响应延迟在500us左右，电池内部保护电路中的保险丝在6A的电流可以持续工作4h以上，以及在15A的电流响应时间在5s内熔断，当电池内电路的瞬间电流在9.6ms内大于7A，此时电池内的保护电路已失去过流保护功能，而电池放电或充电电流又不足以熔断保险丝，最终会导致手机内的电路板烧毁以及电池内的电路板也会烧毁，甚于可能会引起电芯烧毁，出现安全事故。

本实施例中，当终端内的电路的电流值属于第二范围时，说明该电流值对电源和终端内的电路而言都是异常电流，但由于该电流为瞬间电流，在电源的响应延时内的电流值大于电源的安全电流阈值，使电源的保护电路失去过流保护，又不足以熔断保险比，会马上损坏终端内的电路上的电子元器件。

当终端的工作电流值属于第二范围电流时，终端内的电路与终端的电源断开电连接，从而避免终端内的电路上的电子元器件损坏。

保护方案还可以是同时采用方案一和方案二，其中，第二范围电流的最小值大于第一范围电流的最大值。

当终端内的电路的电流值属于第一范围时，采用方案一。

当终端内的电路的电流值属于第二范围时，采用方案二。

本实施例中，通过步骤S101对终端的工作电流进行实时监控。

本发明中，所述工作电流包括对终端进行充电的充电电流及/或终端工作时其电源的放电电流。

由于工作电流可以是充电电流，还可以是放电电流，为此，检测终端的工作电流包括两种检测方式：

第一种检测方式，当工作电流为终端工作时其电源的放电电流时，检测终端的工作电流包括：

将第一采样电阻设于在终端的电源与终端内的电路之间；

采用第一模数转换器监控经过第一采样电阻的电流。

终端内的电路设有电源管理模块，用于与电源进行连接并分配电源的电流。

本实施例中，在电源管理模块与电源之间的电路设有一个第一采样电阻，从而在终端内的电路正常工作时，电源的放电回路都要经过第一采样电阻。第一模数转换器的输入端连接到第一采样电阻的两端，实时监控通过第一采样电阻的电流，具体地，在第一采样电阻的电阻值已知的情况下，通过第一采样电阻两端的电压，计算出实时的电流，计算公式依据欧姆定律：I＝△V/R。

第二种检测方式，当工作电流为对终端进行充电的充电电流时，检测终端的工作电流包括：

将第二采样电阻设于在对终端进行充电的外接电源与终端内的电路之间；

采用第二模数转换器监控经过第二采样电阻的电流。

本实施例中，在终端电路与外接电源之间设有一个第二采样电阻，从而在终端内的电路正常工作时，电源的充电回路都要经过第二采样电阻。第二模数转换器的输入端连接到第二采样电阻的两端，实时监控通过第二采样电阻的电流，具体地，在第二采样电阻的电阻值已知的情况下，通过第二采样电阻两端的电压，计算出实时的电流，计算公式依据欧姆定律：I＝△V/R。

本实施例中，第一模数转换器或第二模数转换器的采样率为1MHz，也就是说在1ms内采样1000次，当然，也可以采用其它较高的采样率，采用率越高对电流的采样实时性越强，更能有效地避免异常电流损坏终端内的电路上的电子元器件。

本实施例中，为了避免第一、第二采样电阻两端电压受到干扰引起波动，第一、第二模数转换器算法采用多次采样取平均的算法。

步骤S102、当终端的工作电流大于预设阈值时，根据预设保护方案来控制终端，其中保护方案包括方案一或/和方案二，方案一是当终端的工作电流大小属于第一范围电流时，终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机，方案二是当终端的工作电流大小属于第二范围电流时，终端内的电路与终端的电源断开电连接，第二范围电流的最小值大于第一范围电流的最大值。

在步骤S102中，检测到终端的工作电流值，将其与预设阈值进行比较，预设阈值为终端内的电路安全电流值或者略大于终端内的电路安全电流值，在本实施例中，预设阈值为3A，当检测到终端的工作电流值大于3A时，再根据该电流值所属的范围而选择启用方案一或方案二。

如，当检测到终端的工作电流值为4A，由于4A的电流属于第一范围，从而控制终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机。当检测到终端的工作电流值为7A，由于7A的电流属于第二范围，从而控制终端内的电路与终端的电源断开电连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过流保护系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测终端的工作电流；

控制模块，当所述终端的工作电流大于预设阈值时，用于根据预设保护方案来控制所述终端，其中所述保护方案包括方案一和方案二，所述方案一是当所述终端的工作电流大小属于第一范围电流时，所述终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机，所述方案二是当所述终端的工作电流大小属于第二范围电流时，所述终端内的电路与所述终端的电源断开电连接，所述第二范围电流的最小值大于所述第一范围电流的最大值。

2.如权利要求1所述的一种过流保护系统，其特征在于，所述工作电流包括对所述终端进行充电的充电电流及/或所述终端工作时其电源的放电电流。

3.如权利要求2所述的一种过流保护系统，其特征在于，所述检测模块包括两种检测方式；

第一种检测方式，当所述工作电流为所述终端工作时其电源的放电电流时，所述检测模块包括：

第一采样电阻，设于在所述终端的电源与所述终端内的电路之间；

第一模数转换器，用于监控经过所述第一采样电阻的电流；

第二种检测方式，当所述工作电流为对所述终端进行充电的充电电流时，所述检测模块包括：

第二采样电阻，设于在对所述终端进行充电的外接电源与所述终端内的电路之间；

第二模数转换器，用于监控经过所述第二采样电阻的电流。

4.如权利要求3所述的一种过流保护系统，其特征在于，所述第一模数转换器或第二模数转换器的采样率为1MHz。

5.如权利要求1所述的一种过流保护系统，其特征在于，所述预设阈值为3A。

6.一种过流保护方法，其特征在于，包括：

检测终端的工作电流；

当所述终端的工作电流大于预设阈值时，根据预设保护方案来控制所述终端，其中所述保护方案包括方案一和方案二，所述方案一是当所述终端的工作电流大小属于第一范围电流时，所述终端关闭其正在运行的应用程序或自动关机，所述方案二是当所述终端的工作电流大小属于第二范围电流时，所述终端内的电路与所述终端的电源断开电连接，所述第二范围电流的最小值大于所述第一范围电流的最大值。

7.如权利要求6所述的一种过流保护方法，其特征在于，所述工作电流包括对所述终端进行充电的充电电流及/或所述终端工作时其电源的放电电流。

8.如权利要求7所述的一种过流保护方法，其特征在于，所述检测终端的工作电流包括两种检测方式；

第一种检测方式，当所述工作电流为所述终端工作时其电源的放电电流时，所述检测终端的工作电流包括：

将第一采样电阻设于在所述终端的电源与所述终端内的电路之间；

采用第一模数转换器监控经过所述第一采样电阻的电流；

第二种检测方式，当所述工作电流为对所述终端进行充电的充电电流时，所述检测终端的工作电流包括：

将第二采样电阻设于在对所述终端进行充电的外接电源与所述终端内的电路之间；

采用第二模数转换器监控经过所述第二采样电阻的电流。

9.如权利要求8所述的一种过流保护方法，其特征在于，所述第一模数转换器或第二模数转换器的采样率为1MHz。

10.如权利要求6所述的一种过流保护方法，其特征在于，所述预设阈值为3A。