CN111257792A - 有源器件的检测和保护电路、供电电路及供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测和保护电路、供电电路和方法，包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、两二极管，第一电阻和第二电阻串联，第二电阻还接地；比较器正输入端、负输入端、供电端、接地端和输出端分别连接第三电阻、第四电阻、电源管理器件供电管脚、地以及主控制器，第三电阻另一端连接于第一电阻和第二电阻之间，第四电阻另一端连接第一电阻，第一电源连接于第四电阻和第一电阻之间；第五电阻和第六电阻串联，第六电阻还接地，第五电阻另一端连接主控制器；一二极管负极连接第四电阻和负输入端之间，正极连接供电电路；另一二极管正极连接负输入端，负极连接供电端口。本发明能够有效识别有源器件状态。

Description

有源器件的检测和保护电路、供电电路及供电方法
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种有源器件的检测和保护电路、供电电路及供电方法。
背景技术
目前，电子产品被广泛应用，随处可见，尤其是智能电子产品的出现，导致人们的生活中已经离不开电子产品的应用。目前电子类产品的电路状态无非三种：短路，短路和连接。
现在对电子产品电路状态的检测所用的器件较多，电路的连接较复杂，可靠性不高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种有源器件的检测和保护电路、供电电路及供电方法，旨在提供一种结构更简单的检验电路和检验方法。
为实现上述目的，本发明提供一种有源器件的检测和保护电路，所述有源器件的检测和保护电路包括：
比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，
所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。
可选地，所述有源器件的检测和保护电路还包括：
磁珠，所述磁珠连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间。
可选地，所述有源器件的检测和保护电路还包括：
第一电源滤波电容、第二电源滤波电容和第三电源滤波电容，所述第一电源滤波电容连接于所述电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间，所述第二电源滤波电容连接于所述第一电阻远离第二电阻的一端，所述第三电源滤波电容连接于所述第二二极管与有源器件的供电端口之间。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种有源器件的供电电路，所述有源器件的供电电路包括：电源管理器件、有源器件的检测和保护和第三二极管，
所述检测和保护包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，
所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连；
所述电源管理器件包含供电输入管脚、供电输出管脚和使能信号管脚，
所述供电输入管脚与第二电源连接，所述供电输出管脚与所述检测电路中比较器的供电端连接，所述使能信号管脚分别与主控制器和所述第三二极管的输出端连接，所述第三二极管的输入端连接于所述第五电阻和所述第六电阻之间。
可选地，检测和保护还包括：
磁珠，所述磁珠连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间。
可选地，所述检测和保护还包括：
连接于第一电源滤波电容、第二电源滤波电容和第三电源滤波电容，所述第一电源滤波电容连接于所述电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间，所述第二电源滤波电容连接于所述第一电阻远离第二电阻的一端，所述第三电源滤波电容连接于所述第二二极管与有源器件的供电端口之间。
可选地，所述电源管理器件可以为开关、低压差线性稳压器或开关电源电路。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种有源器件的供电方法，所述有源器件的供电方法应用于上所述的有源器件的供电电路，所述有源器件的供电方法包括：
所述检测电路接收第一电源输入的第一电源信号和所述电源管理器件输入的供电信号；
所述检测电路根据所述第一电源信号和所述供电信号进行处理生成对应的第一输出信号，根据所述第一电源信号获得第二输出信号、第三输出信号和第四输出信号；所述检测电路将所述第一输出信号和第三输出信号传输至主控制器，将所述第二输出信号输出至电源管理器件，将所述第四输出信号传输至有源器件；
所述电源管理器件接收第二电源输入的第二电源信号、检测电路输入的第二输出信号和主控制器根据所述第一输出信号和第三输出信号处理后输出的使能信号；所述电源管理器件根据所述第二电源信号、第二输出信号和使能信号进行处理输出对应的供电信号至所述检测电路。
可选地，所述电源管理器件接收第二电源输入的第二电源信号、检测电路输入的第二输出信号和主控制器根据所述第一输出信号和第三输出信号处理后输出的使能信号；所述电源管理器件根据所述第二电源信号、第二输出信号和使能信号进行处理输出对应的供电信号至所述检测电路的步骤包括：
在所述第四输出信号为0V时，所述主控制器根据所述第三输出信号判定系统短路，并控制所述电源管理器件断开；
在所述第四输出信号不为0V时，所述主控器根据所述第一输出信号判定有源器件电路断路或连接。
本发明有源器件的检测电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。通过上述方式，本发明只用一个比较器实现有效识别有源器件状态的效果，使用器件比较少，连接结构比较简单，通过纯电路实现，具有较好的可靠性。
附图说明
图1为本发明有源器件的检测和保护电路第一实施例的结构示意图；
图2为本发明有源器件的检测和保护电路第二实施例的结构示意图；
图3为本发明有源器件的供电电路一实施例的结构示意图；
图4为本发明有源器件的供电方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1为本发明检测电路第一实施例的结构示意图。该检验电路包括：
比较器10、第一电阻20、第二电阻30、第三电阻40、第四电阻50、第五电阻60、第六电阻70、第一二极管80和第二二极管90，
所述第一电阻20和第二电阻30串联，所述第二电阻30远离所述第一电阻10的一端接地；所述比较器10的正输入端与所述第三电阻40相连，负输入端与第四电阻50相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器10的接地端接地，所述比较器10输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。
该电路中信号包括：信号VOUT，信号VOUT1，信号SHORT_PRO，信号SHORT_N，信号PWR，信号DET_SIG。
比较器D2有5个端口，分别为IN+、IN-、V+、V-、OUTPUT。其中V+为供电端口，一般接有源器件供电电路的输出信号，其中V-为接地信号，一般连接数字地，其中IN+，IN-为2个输入端口，比较器对这两个端口的电压进行对比，如果VIN+-VIN->0，则OUTPUT管脚输出V+管脚的高电平，即信号DET_SIG则为V+管脚的高电平，相反如果VIN+-VIN-<0，则OUTPUT管脚输出V-管脚的低电平，即信号DET_SIG则为V-管脚的低电平；OUTPUT管脚输出的信号为比较器的输出信号DET_SIG。
电阻R1(3.01KΩ)、R2(100KΩ)共同对VOUT1电平进行分压，分压后的电平通过电阻R3(0Ω)接入比较器的IN+管脚；电阻R4(15Ω)一端接VOUT1供电，一端接入比较器的IN-管脚；电阻R5(24KΩ)，R6(40.2KΩ)共同对输入比较器IN-管脚的电平进行分压，分压后的电平为信号SHORT_N，该信号输入主控制器；比较器的IN-输入端信号通过一个反接的二极管VD2变为信号SHORT_PRO信号，该信号用于通知供电电路该系统发生短路现象，VD2的作用为防止SHORT_PRO信号；比较器的IN-输入端信号还通过一个二极管VD3变为信号PWR，接到有源器件的供电端口，VD3的作用为防止有源器件外接供电大于VOUT1而发生电流倒灌现象。其中R1可以为3.01KΩ，R2可以为100KΩ，R3可以为0Ω，R4可以为15Ω，R5可以为24KΩ，R6可以为40.2KΩ，具体实施中可以根据实际选择对应电阻值的各电阻。
本发明可以应用在终端有外部接口的电路模块中，其中有源器件则可以为天线模块、USB模块、电池模块或LCD模块等。
本发明有源器件的检测电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。通过上述方式，本发明只用一个比较器实现有效识别有源器件状态的效果，使用器件比较少，连接结构比较简单，通过纯电路实现，具有较好的可靠性。
进一步地，查阅图2，基于上述实施例，所述检测和保护电路还包括：
磁珠，所述磁珠连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间。
磁珠L1为滤波作用，连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间，即一端接VOUT电平，一端接VOUT1电平。
进一步地，所述检测和保护电路还包括：
第一电源滤波电容(图未示)、第二电源滤波电容(图未示)和第三电源滤波电容(图未示)，所述第一电源滤波电容连接于所述电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间，所述第二电源滤波电容连接于所述第一电阻远离第二电阻的一端，所述第三电源滤波电容连接于所述第二二极管与有源器件的供电端口之间。
本实施例中在电源的位置对应设置了电源滤波电容，分别位于电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间、第一电阻远离第二电阻的一端、第二二极管与有源器件的供电端口之间。通过电源滤波电容使得各输入或者输出电压变得平滑稳定。
参阅图3，图3为本发明有源器件的供电电路一实施例的结构示意图。
本发明还提供一种有源器件的供电电路，有源器件的供电电路包括：
电源管理器件、有源器件的检测和保护电路和第三二极管，
所述检测和保护电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，
所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连；
所述电源管理器件包含供电输入管脚、供电输出管脚和使能信号管脚，
所述供电输入管脚与第二电源连接，所述供电输出管脚与所述检测电路中比较器的供电端连接，所述使能信号管脚分别与主控制器和所述第三二极管的输出端连接，所述第三二极管的输入端连接于所述第五电阻和所述第六电阻之间。
该电路中信号包括：信号VOUT，信号VOUT1，信号SHORT_PRO，信号SHORT_N，信号PWR，信号DET_SIG。
比较器D2有5个端口，分别为IN+、IN-、V+、V-、OUTPUT。其中V+为供电端口，一般接有源器件供电电路的输出信号，其中V-为接地信号，一般连接数字地，其中IN+，IN-为2个输入端口，比较器对这两个端口的电压进行对比，如果VIN+-VIN->0，则OUTPUT管脚输出V+管脚的高电平，即信号DET_SIG则为V+管脚的高电平，相反如果VIN+-VIN-<0，则OUTPUT管脚输出V-管脚的低电平，即信号DET_SIG则为V-管脚的低电平；OUTPUT管脚输出的信号为比较器的输出信号DET_SIG。
电阻R1(3.01KΩ)、R2(100KΩ)共同对VOUT1电平进行分压，分压后的电平通过电阻R3(0Ω)接入比较器的IN+管脚；电阻R4(15Ω)一端接VOUT1供电，一端接入比较器的IN-管脚；电阻R5(24KΩ)，R6(40.2KΩ)共同对输入比较器IN-管脚的电平进行分压，分压后的电平为信号SHORT_N，该信号输入主控制器；比较器的IN-输入端信号通过一个反接的二极管VD2变为信号SHORT_PRO信号，该信号用于通知供电电路该系统发生短路现象，VD2的作用为防止SHORT_PRO信号；比较器的IN-输入端信号还通过一个二极管VD3变为信号PWR，接到有源器件的供电端口，VD3的作用为防止有源器件外接供电大于VOUT1而发生电流倒灌现象。其中R1可以为3.01KΩ，R2可以为100KΩ，R3可以为0Ω，R4可以为15Ω，R5可以为24KΩ，R6可以为40.2KΩ，具体实施中可以根据实际选择对应电阻值的各电阻。
D1是电源管理器件，为供电电路中的核心，该电源管理器件可以为开关、LDO(低压差线性稳压器)或者DC/DC(开关电源电路)等；电源管理器件至少需要包含VIN管脚，即供电输入管脚，VOUT管脚，即供电输出管脚，EN管脚，即该电源管理器件的使能信号，即可以控制该电源管理器件的打开和关断，VD1的作用为防止SHORT_PRO信号的高电平倒灌到EN信号管脚，起到保护主控制器端接EN信号的管脚作用。其中VIN为主供电部分，为电源管理器件的输入信号，在终端产品中一般为5V±0.5V；VOUT为电源管理器件的输出信号，是有源器件检测和保护电路的供电部分，一般有5V、3.6V、3.3V等；从VIN变为VOUT需通过电源管理器件，该电源管理器件可以为开关、LDO、DC/DC等器件，也不局限于这些器件；EN为从主控制器给出的使能信号，用于控制电源管理器件的打开和关断，可以为软件方式，也可以为硬件方式，即为某一路供电；SHORT_PRO为系统短路后从图3中的保护电路给出的短路保护信号，连接到本图中的电源管理器件的使能信号。
本发明可以应用在终端有外部接口的电路模块中，其中有源器件则可以为天线模块、USB模块、电池模块或LCD模块等。
本发明有源器件的检测电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。通过上述方式，本发明只用一个比较器实现有效识别有源器件状态的效果，使用器件比较少，连接结构比较简单，通过纯电路实现，具有较好的可靠性。
进一步地，所述检测和保护电路还包括：
磁珠，所述磁珠连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间。
磁珠L1为滤波作用，连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间，即一端接VOUT电平，一端接VOUT1电平。
进一步地，所述检测和保护电路还包括：
第一电源滤波电容(图未示)、第二电源滤波电容(图未示)和第三电源滤波电容(图未示)，所述第一电源滤波电容连接于所述电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间，所述第二电源滤波电容连接于所述第一电阻远离第二电阻的一端，所述第三电源滤波电容连接于所述第二二极管与有源器件的供电端口之间。
本实施例中在电源的位置对应设置了电源滤波电容(图未示)，分别位于电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间、第一电阻远离第二电阻的一端、第二二极管与有源器件的供电端口之间。通过电源滤波电容使得各输入或者输出电压变得平滑稳定。
参阅图4，图4为本发明有源器件的供电方法一实施例的流程示意图。该有源器件的供电方法包括：
步骤S10，所述检测电路接收第一电源输入的第一电源信号和所述电源管理器件输入的供电信号；
本有源器件的供电方法基于上述有源器件的供电电路实现，比较器10、第一电阻20、第二电阻30、第三电阻40、第四电阻50、第五电阻60、第六电阻70、第一二极管80和第二二极管90，
所述第一电阻20和第二电阻30串联，所述第二电阻30远离所述第一电阻10的一端接地；所述比较器10的正输入端与所述第三电阻40相连，负输入端与第四电阻50相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器10的接地端接地，所述比较器10输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。
该电路中信号包括：信号VOUT，信号VOUT1，信号SHORT_PRO，信号SHORT_N，信号PWR，信号DET_SIG。
步骤S20，所述检测电路根据所述第一电源信号和所述供电信号进行处理生成对应的第一输出信号，根据所述第一电源信号获得第二输出信号、第三输出信号和第四输出信号；所述检测电路将所述第一输出信号和第三输出信号传输至主控制器，将所述第二输出信号输出至电源管理器件，将所述第四输出信号传输至有源器件；
步骤S30，所述电源管理器件接收第二电源输入的第二电源信号、检测电路输入的第二输出信号和主控制器根据所述第一输出信号和第三输出信号处理后输出的使能信号；所述电源管理器件根据所述第二电源信号、第二输出信号和使能信号进行处理输出对应的供电信号至所述检测电路。
比较器D2有5个端口，分别为IN+、IN-、V+、V-、OUTPUT。其中V+为供电端口，一般接有源器件供电电路的输出信号，其中V-为接地信号，一般连接数字地，其中IN+，IN-为2个输入端口，比较器对这两个端口的电压进行对比，如果VIN+-VIN->0，则OUTPUT管脚输出V+管脚的高电平，即信号DET_SIG则为V+管脚的高电平，相反如果VIN+-VIN-<0，则OUTPUT管脚输出V-管脚的低电平，即信号DET_SIG则为V-管脚的低电平；OUTPUT管脚输出的信号为比较器的输出信号DET_SIG。OUTPUT管脚输出的信号为比较器的输出信号DET_SIG定义为第一输出信号。
电阻R1(3.01KΩ)、R2(100KΩ)共同对VOUT1电平进行分压，分压后的电平通过电阻R3(0Ω)接入比较器的IN+管脚；电阻R4(15Ω)一端接VOUT1供电，一端接入比较器的IN-管脚；电阻R5(24KΩ)，R6(40.2KΩ)共同对输入比较器IN-管脚的电平进行分压，分压后的电平为信号SHORT_N，定义为第三输出信号，该信号输入主控制器；比较器的IN-输入端信号通过一个反接的二极管VD2变为信号SHORT_PRO信号，定义为第二输出信号，该信号用于通知供电电路该系统发生短路现象，VD2的作用为防止SHORT_PRO信号；比较器的IN-输入端信号还通过一个二极管VD3变为信号PWR，定义为第四输出信号，接到有源器件的供电端口，VD3的作用为防止有源器件外接供电大于VOUT1而发生电流倒灌现象。其中R1可以为3.01KΩ，R2可以为100KΩ，R3可以为0Ω，R4可以为15Ω，R5可以为24KΩ，R6可以为40.2KΩ，具体实施中可以根据实际选择对应电阻值的各电阻。
D1是电源管理器件，为供电电路中的核心，该电源管理器件可以为开关、LDO(低压差线性稳压器)或者DC/DC(开关电源电路)等；电源管理器件至少需要包含VIN管脚，即供电输入管脚，VOUT管脚，即供电输出管脚，EN管脚，即该电源管理器件的使能信号，即可以控制该电源管理器件的打开和关断，VD1的作用为防止SHORT_PRO信号的高电平倒灌到EN信号管脚，起到保护主控制器端接EN信号的管脚作用。其中VIN为主供电部分，为电源管理器件的输入信号，在终端产品中一般为5V±0.5V；VOUT为电源管理器件的输出信号，是有源器件检测和保护电路的供电部分，一般有5V、3.6V、3.3V等；从VIN变为VOUT需通过电源管理器件，该电源管理器件可以为开关、LDO、DC/DC等器件，也不局限于这些器件；EN为从主控制器给出的使能信号，用于控制电源管理器件的打开和关断，可以为软件方式，也可以为硬件方式，即为某一路供电；SHORT_PRO为系统短路后从图3中的保护电路给出的短路保护信号，连接到本图中的电源管理器件的使能信号。
本发明可以应用在终端有外部接口的电路模块中，其中有源器件则可以为天线模块、USB模块、电池模块或LCD模块等。
本发明有源器件的检测电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。通过上述方式，本发明只用一个比较器实现达到有效识别有源器件状态的效果，使用器件比较少，连接结构比较简单，通过纯电路实现，具有较好的可靠性。
进一步地，基于上述实施例，步骤S30可以包括：
步骤S31，在所述第四输出信号为0V时，所述主控制器根据所述第三输出信号判定系统短路，并控制所述电源管理器件断开；
步骤S32，在所述第四输出信号不为0V时，所述主控器根据所述第一输出信号判定有源器件电路断路或连接。
有源器件正常工作，判断PWR信号，即第四输出信号是否为0V，如果PWR信号为0V，SHORT_PRO信号和SHORT_N信号电平均将为0V，D1的管脚EN被拉低，主控制器判定系统短路了，控制器件D1关断，有源电路供电被切断，系统短路，然后重复不断判断是否短路解除。
如果PWR信号非0V，电阻R4上是否有电流通过，是否有压降。
如果电阻R4上有压降，则执行步骤S112，比较器IN-管脚电压为VOUT1-R4*A，IN+管脚由于是VOUT1信号的分压，因此根据参考值为R2*VOUT1/(R1+R2)，根据比较器工作原理，计算(VIN+)-(VIN-)＝R4*A-R1*VOUT1/(R1+R2)，然后执行步骤S114；根据实际VOUT1的电压值，合理调配R1，R2，R4阻值，使得R4*A-R1*VOUT1/(R1+R2)>0；比较器OUTPUT管脚输出高电平，然后执行步骤S116；主控制得知此时该有源电路连接；
如果无压降，比较器IN-管脚电压为VOUT1，IN+管脚由于是VOUT1信号的分压，因此根据参考值为R2*VOUT1/(R1+R2)，明显比较器IN-管脚电压高于IN+管脚，比较器OUTPUT管脚输出低电平，主控制得知此时该有源电路断路；
实施例：
假设R4＝15Ω，R1＝3.01KΩ，R2＝100kΩ，A＝27mA，VOUT1＝5V，则正常工作中，电阻R4上流过的电流为27mA。
如果此时系统是短路状态，那么此时信号PWR，SHORT_PRO，SHORT_N均为0V，因此器件D1的使能被拉低，因此D1关断，主控制器知道此时短路。
如果此时系统是断路状态，那么此时比较器管脚的电压(VIN+)＝4.85V。(VIN-)＝5V，判断此时(VIN+)<(VIN-)，因此比较器输出低电平信号；
如果此时系统是连接状态，那么此时比较器管脚的电压(VIN+)＝4.85V。(VIN-)＝4.595V，判断此时(VIN+)>(VIN-),因此比较器输出高电平信号；
从流程图和实施例可以看出，主控制器通过信号SHORT_N和DET_SIG可以得知此时该有源器件的状态如下表所示：
SHORT_N DET_SIG 有源器件系统状态
低 X 短路
高 低 断路
高 高 连接
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种有源器件的检测和保护电路，其特征在于，所述检测和保护电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，
所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连。
2.如权利要求1所述的检测和保护电路，其特征在于，所述检测和保护电路还包括：
磁珠，所述磁珠连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间。
3.如权利要求1所述的所述的检测和保护电路，其特征在于，所述检测和保护电路还包括：
第一电源滤波电容、第二电源滤波电容和第三电源滤波电容，所述第一电源滤波电容连接于所述电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间，所述第二电源滤波电容连接于所述第一电阻远离第二电阻的一端，所述第三电源滤波电容连接于所述第二二极管与有源器件的供电端口之间。
4.一种有源器件的供电电路，其特征在于，所述有源器件的供电电路包括：
电源管理器件、有源器件的检测和保护电路和第三二极管，
所述检测和保护电路包括：比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管和第二二极管，
所述第一电阻和第二电阻串联，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端接地；所述比较器的正输入端与所述第三电阻相连，负输入端与第四电阻相连，供电端与电源管理器件的供电输出管脚相连，所述比较器的接地端接地，所述比较器输出端与主控制器相连，所述第三电阻远离所述正输入端的一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，所述第四电阻远离所述负输入端的一端与所述第一电阻连接，所述第四电阻和所述第一电阻连接的一端还分别与第一电源相连；所述第五电阻和第六电阻串联，所述第六电阻远离所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻靠近第六电阻的一端还与所述主控制器相连；所述第一二极管的负极连接于所述第四电阻和所述负输入端之间，正极与供电电路相连；所述第二二极管的正极与所述负输入端相连，负极与所述有源器件的供电端口相连；
所述电源管理器件包含供电输入管脚、供电输出管脚和使能信号管脚，
所述供电输入管脚与第二电源连接，所述供电输出管脚与所述检测和保护电路中比较器的供电端连接，所述使能信号管脚分别与主控制器和所述第三二极管的输出端连接，所述第三二极管的输入端连接于所述第五电阻和所述第六电阻之间。
5.如权利要求4所述的有源器件的供电电路，其特征在于，所述检测和保护电路还包括：
磁珠，所述磁珠连接于所述比较器供电端和电源管理器件的供电输出管脚之间。
6.如权利要求4所述的有源器件的供电电路，其特征在于，所述检测和保护电路还包括：
第一电源滤波电容、第二电源滤波电容和第三电源滤波电容，所述第一电源滤波电容连接于所述电源管理器件的供电输出管脚与比较器的供电端之间，所述第二电源滤波电容连接于所述第一电阻远离第二电阻的一端，所述第三电源滤波电容连接于所述第二二极管与有源器件的供电端口之间。
7.如权利要求4所述的有源器件的供电电路，其特征在于，所述电源管理器件为开关、低压差线性稳压器或开关电源电路。
8.一种有源器件的供电方法，其特征在于，所述有源器件的供电方法应用于权利要求4-6中任一项所述的有源器件的供电电路，所述有源器件的供电方法包括：
所述检测电路接收第一电源输入的第一电源信号和所述电源管理器件输入的供电信号；
所述检测电路根据所述第一电源信号和所述供电信号进行处理生成对应的第一输出信号，根据所述第一电源信号获得第二输出信号、第三输出信号和第四输出信号；所述检测电路将所述第一输出信号和第三输出信号传输至主控制器，将所述第二输出信号输出至电源管理器件，将所述第四输出信号传输至有源器件；
所述电源管理器件接收第二电源输入的第二电源信号、检测电路输入的第二输出信号和主控制器根据所述第一输出信号和第三输出信号处理后输出的使能信号；所述电源管理器件根据所述第二电源信号、第二输出信号和使能信号进行处理输出对应的供电信号至所述检测电路。
9.如权利要求8所述的有源器件的供电方法，其特征在于，所述电源管理器件接收第二电源输入的第二电源信号、检测电路输入的第二输出信号和主控制器根据所述第一输出信号和第三输出信号处理后输出的使能信号；所述电源管理器件根据所述第二电源信号、第二输出信号和使能信号进行处理输出对应的供电信号至所述检测电路的步骤包括：
在所述第四输出信号为0V时，所述主控制器根据所述第三输出信号判定系统短路，并控制所述电源管理器件断开；
在所述第四输出信号不为0V时，所述主控器根据所述第一输出信号判定有源器件电路断路或连接。
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