CN112103921A - 过压保护电路及电源芯片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过压保护电路及电源芯片，所述过压保护电路包括：电流基准模块、过压检测模块、比较器模块、滤除模块以及输出模块。所述过压保护电路不仅可以提高过压触发点的一致性，而且具有宽检测电压、滞回功能、能鉴别高压毛刺信号而避免电路误动作、以及可精确检测芯片输出过压的过压保护的功能，从而能够应用于输出高电压的升压芯片中。本发明的所述过压保护电路具有结构简单，生产成本低，噪声低的优点，可以提高电源芯片的稳定性。

Description

过压保护电路及电源芯片

技术领域

本发明涉及电源芯片技术领域，具体涉及一种过压保护电路及电源芯片。

背景技术

如图1所示，对应用于升压型拓扑结构的开关电源芯片来说，其电路连接方式为：芯片内部的NMOS（N型金属-氧化物-半导体）功率管的漏极连接电感和整流二极管的阳极，NMOS功率管的源极连接地，开关电源芯片根据反馈端采样到的电压实时调整，实现升压，并稳定输出的功能；在实际应用过程中，若出现上分压电阻开路，开关电源芯片反馈引脚接地，造成开关电源芯片无法有效检测输出端电压状态，或者肖特基二极管开路造成储能电感没有放电回路，输出端电压没有达到预定值，开关电源芯片反馈端采样的信号低于预定值，导致芯片工作在最大占空比状态；若开关电源芯片没有内置过压保护功能，或者过压保护功能性能较差，则会造成输出端电压不断升高，导致开关电源芯片损坏。为了保护开关电源芯片，防止因异常状态造成开关电源芯片的输出电压不断升高，进而导致芯片损坏的情况，需要一套稳定可靠、精度高的过压保护电路。

在开关电源芯片中，尤其是在升压型的开关电源芯片工作时，为了将输出电压限制在一定的安全范围内，避免开关电源芯片输出过高电压对电路及负载造成损坏，因此需要在开关电源芯片内部集成输出过压保护电路，实现当开关电源芯片输出过压时及时将输出电压限制在安全范围内的功能。

然而在现有的过压保护电路中，该电路的过压触发点的一致性较差。而为了能够保证量产的芯片均可使用，需要把过压触发点设置较高，这样设置需要使用更高耐压的NMOS功率管，于是造成性能差、成本高的问题。

有鉴于此，需要提供一种过压保护电路，使其具有电路结构简单，生产成本低，噪声低的优点。

发明内容

本发明实施例提供了一种过压保护电路，可以提高过压触发点的一致性，具有宽检测电压、滞回功能、能鉴别高压毛刺信号而避免电路误动作、以及可精确检测芯片输出过压的过压保护的功能，从而能够应用于输出高电压的升压芯片中，以进一步提高电源芯片的稳定性。

根据本发明的一方面提供一种过压保护电路，适用于一电源芯片，所述过压保护电路包括：电流基准模块，用以为所述过压保护电路提供基准电流；过压检测模块，产生第一输出电压；比较器模块，连接所述过压检测模块，所述比较器模块用以接收作为第一输入电压的第一输出电压以及第二输入电压，比较所述第一输入电压以及第二输入电压，并根据比较结果产生作为第二输出电压的第一信号；滤除模块，连接所述比较器模块，用以接收所述第一信号，并判断第一信号是否包含毛刺信号，若是，则所述第一信号在对应所述毛刺信号处被传送至接地端，若否，则根据所述第二输出电压产生相应的第三输出电压；输出模块，连接所述滤除模块，用以接收所述第三输出电压，并根据所述第三输出电压产生一第二信号，以通过所述第二信号触发保护所述电源芯片；所述电流基准模块包括：第一三极管，所述第一三极管的基极连接所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极连接所述过压保护电路的供电端；第二三极管，所述第二三极管的基极连接所述过压保护电路的第一输入端，所述第二三极管的集电极连接所述第一三极管的集电极；以及第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述第二三极管的发射极，所述第一电阻的第二端接地；进一步地，所述滤除模块包括：脉冲信号触发单元，用以接收所述第一信号并同步产生脉冲信号后执行计时操作；判断单元，用以判断所述第一信号是否为有效；以及滤除单元，用以当判断出所述第一信号为无效时，则将所述第一信号输送至接地端。

进一步地，所述过压检测模块包括：第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述过压保护电路的第二输入端，所述第二电阻的第二端连接所述过压检测模块的输出端，其中所述第二输入端用以连接所述电压芯片的输出端；以及第三电阻，所述第三电阻的第一端分别连接所述第二电阻的第二端以及所述过压检测模块的输出端，所述第三电阻的第二端接地，其中所述第一输出电压为所述第三电阻的电压值。

进一步地，所述比较器模块包括：正向输入端以及反向输入端；所述正向输入端用以接收第一输出电压，并作为所述第一输入电压；所述反向输入端用以接收一分压单元的输出电压，并作为所述第二输入电压；其中，所述分压单元的第一输入端连接所述过压保护电路的第一输入端，所述分压单元的第二输入端连接第一输出端。

进一步地，当所述第一输入电压大于第二输入电压时，所述比较器模块的输出端的第二输出电压为高电平；当所述第一输入电压小于第二输入电压时，所述比较器模块的输出端的第二输出电压电平为低电平。

进一步地，所述输出模块的输出端连接所述比较器模块；所述分压单元用以接收所述输出模块所输出的所述第二信号，并通过控制所述分压单元中的三极管的导通或截止状态以调节所述分压单元所对应的等效电阻进而控制所述分压单元所输出的第二输入电压。

进一步地，所述判断单元还用以判断第二输出电压的持续时间是否小于所述脉冲信号的时长，若是，则判定所述第一信号为无效，所述第三输出电压保持低电平；若否，则判定所述第一信号为有效，所述第三输出电压为高电平，并输出所述第一信号。

进一步地，所述输出模块包括：信号放大单元，用以接收所述第三输出电压，并放大产生所述第二信号，以及通过所述过压保护电路的第一输出端输出所述第二信号。

本发明的另一方面提供了一种电源芯片，所述电源芯片包括所述的过压保护电路。

本发明的有益效果：本发明提供了一种过压保护电路及电源芯片，其可以提高过压触发点的一致性，具有宽检测电压、滞回功能、能鉴别高压毛刺信号而避免电路误动作、以及可精确检测芯片输出过压的过压保护的功能，从而能够应用于输出高电压的升压芯片中。本发明的所述过压保护电路具有结构简单，生产成本低，噪声低的优点，可以提高电源芯片的稳定性。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为现有技术中的一种电源芯片的连接示意图。

图2为本发明一实施例中的一种过压保护电路的连接示意图。

图3为本发明所述实施例中的过压保护点的波形示意图。

图4为本发明所述实施例中的过压保护点滞回窗口的波形示意图。

图5为本发明所述实施例中的过压保护点的波形示意图。

图6为本发明一实施例中的一种电源芯片的示意图。

具体实施方式

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，本领域技术人员在没有做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。

具体的，请参阅图2所示，本发明提供一种过压保护电路，适用于一电源芯片。

所述过压保护电路包括：电流基准模块110、过压检测模块120、比较器模块130、滤除模块140以及输出模块150。

所述电流基准模块110用以为所述过压保护电路提供基准电流。

所述过压检测模块120连接所述过压保护电路的第二输入端SW，用以产生第一输出电压。

所述比较器模块130连接所述过压检测模块120，所述比较器模块130用以接收作为第一输入电压的第一输出电压以及第二输入电压，比较所述第一输入电压以及第二输入电压，并根据比较结果产生作为第二输出电压的第一信号。

所述滤除模块140连接所述比较器模块130，用以接收所述第一信号，并判断第一信号是否包含毛刺信号，若是，则所述第一信号在对应所述毛刺信号处被被传送至接地端，若否，则根据所述第二输出电压产生相应的第三输出电压。

具体地，所述第一信号在对应所述毛刺信号处，对应关系需以时间为基准，即对应在所述毛刺信号的持续产生的时间内。

所述输出模块150连接所述滤除模块140，用以接收所述第三输出电压，并根据所述第三输出电压产生一第二信号，以通过所述第二信号触发保护所述电源芯片。

以下将具体说明各个模块的结构和功能。

所述电流基准模块110包括：第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第一电阻R1。

所述第一三极管Q1的基极连接所述第一三极管Q1的集电极，所述第一三极管Q1的发射极连接所述过压保护电路的供电端VIN。

所述第二三极管Q2的基极连接所述过压保护电路的第一输入端VREF，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第一三极管Q1的集电极。

所述第一电阻R1的第一端连接所述第二三极管Q2的发射极，所述第一电阻R1的第二端接地。

所述电流基准模块110为整个电路提供基准电流I1，I1由VREF电压减去所述第二三极管Q2的基极发射极电压Vbe后除以R1得到，I1=（VREF-Vbe）/R1。

所述过压检测模块120包括：第二电阻R2以及第三电阻R3。

所述第二电阻R2的第一端连接所述过压保护电路的第二输入端SW，所述第二电阻R2的第二端连接所述过压检测模块120的输出端VP，其中所述第二输入端SW用以连接所述电压芯片的输出端。

所述第三电阻R3的第一端分别连接所述第二电阻R2的第二端以及所述过压检测模块120的输出端，所述第三电阻R3的第二端接地，其中所述第二输出电压（VP的电压值）为所述第三电阻R3的电压值。

在所述过压检测模块120中，第二电阻R2、第三电阻R3串接在第二输入端SW与接地GND之间，第三电阻R3采样SW电压，并作为所述比较器模块130的正向输入端电压VP，VP=SW*R3/(R2+R3)。

所述比较器模块130包括：正向输入端、反向输入端以及分压单元。

所述正向输入端用以接收第一输出电压，并作为所述第一输入电压。所述反向输入端用以接收一分压单元的输出电压，并作为所述第二输入电压。所述分压单元的输入端连接所述过压保护电路的第一输入端VREF。

具体地，所述比较器模块130包括：第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9、第十三极管Q10、第十一三极管Q11、第十二三极管Q12、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6。

所述第三三极管Q3的发射极连接所述供电端VIN。所述第三三极管Q3的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。

所述第四三极管Q4的发射极连接所述第三三极管Q3的集电极。所述第四三极管Q4的基极连接所述第四三极管Q4的集电极。

所述第五三极管Q5的发射极分别连接所述第四三极管Q4的基极以及所述第四三极管Q4的集电极。所述第五三极管Q5的基极连接所述过压检测模块120的输出端VP。所述第五三极管Q5的集电极接地。

所述第六三极管Q6的基极分别连接所述第四三极管Q4的基极、所述第四三极管Q4的集电极以及所述第五三极管Q5的发射极。所述第六三极管Q6的发射极连接分别所述第三三极管Q3的集电极以及所述第四三极管Q4的发射极。

所述第七三极管Q7的集电极分别连接所述第六三极管Q6的集电极以及所述第七三极管Q7的基极。所述第七三极管Q7的发射极接地。

所述第八三极管Q8的发射极分别连接所述第六三极管Q6的发射极、第三三极管Q3的集电极以及所述第四三极管Q4的发射极。所述第八三极管Q8的集电极连接所述比较器模块130的输出端VO。

所述第九三极管Q9的基极分别连接所述第七三极管Q7的集电极以及所述第七三极管Q7的基极。所述第九三极管Q9的集电极分别连接所述第八三极管Q8的集电极以及所述比较器模块130的输出端VO。所述第九三极管Q9的发射极接地。

所述第十三极管Q10的基极分别连接所述第八三极管Q8的基极以及所述第十三极管Q10的集电极。所述第十三极管Q10的发射极分别连接所述第八三极管Q8的发射极、所述第六三极管Q6的发射极、第三三极管Q3的集电极以及所述第四三极管Q4的发射极。

所述第十一三极管Q11的发射极连接所述第十三极管Q10的集电极。所述第十一三极管Q11的基极连接所述分压单元的输出端VN；第十一三极管Q11的集电极接地。

所述分压单元包括串联的第四电阻R4、所述第五电阻R5以及所述第六电阻R6。所述第四电阻R4的第一端连接所述第一输入端VREF，所述第四电阻R4的第二端连接所述分压单元的输出端VN。所述第五电阻R5的第一端分别连接所述第四电阻R4的第二端以及所述分压单元的输出端VN。所述第六电阻R6的第一端分别连接所述第五电阻R5的第二端以及所述第十二三极管Q12的集电极，所述第六电阻R6的第二端接地。所述第十二三极管Q12的发射极接地。

当所述第一输入电压（VP端的电压）大于第二输入电压（VN端的电压）时，所述比较器模块130的输出端的第二输出电压为高电平。当所述第一输入电压小于第二输入电压时，所述比较器模块130的输出端的第二输出电压电平为低电平。

在一实施例中，所述输出模块150的输出端连接所述比较器模块130。

所述分压单元用以接收所述输出模块150所输出的所述第二信号，并通过控制所述分压单元中的三极管（此处为第十二三极管Q12）的导通或截止状态以调节所述分压单元所对应的等效电阻，进而控制所述分压单元所输出的第二输入电压。

另外，仅当所述电源芯片电压（第二输入端SW的电压）低于第二预设电压V_OVPL时，所述分压单元才能停止接收第二信号。

在触发过压保护信号有效前，所述第一输入电压VP=SW*R3/(R2+R3)，所述第二输入电压VN=VREF*（R5+R6）/(R4+R5+R6)。当过压保护信号为有效时，第二信号为高电平，第十二三极管Q12导通，第六电阻R6短接，反向输入端的电压降低，并记作为VN’，VN’=VREF*R5/(R4+R5)；当第一输入电压VP>第二输入电压VN，即产生触发过压保护信号（为所述第一信号）时，比较器模块130的输出端VO由低电平翻转成高电平。当判定过压保护信号为有效之后，且第一输入电压VP<调整后的第二输入电压VN’时，比较器模块130的输出端VO由高电平翻转成低电平，停止输出所述过压保护信号。

所述滤除模块140包括：脉冲信号触发单元141（包括Q17~Q21、电容C1以及电阻R7）、判断单元以及滤除单元。

所述脉冲信号触发单元141用以接收所述第一信号并同步产生脉冲信号后执行计时操作。所述判断单元用以判断所述第一信号是否为有效。所述滤除单元用以当判断出所述第一信号为无效时，则所述第一信号在对应所述毛刺信号处被输送至接地端。所述第一信号为过压保护信号。

所述判断单元还用以判断第二输出电压的持续时间是否小于所述脉冲信号的时长，若是，则判定所述第一信号为无效，所述第三输出电压保持低电平；若否，则判定所述第一信号为有效，所述第三输出电压为高电平，并输出所述第一信号。

具体地，所述滤除模块140包括：第十三三极管Q13、第十四三极管Q14、第十五三极管Q15、第十六三极管Q16、第十七三极管Q17、第十八三极管Q18、第十九三极管Q19、第二十三极管Q20、第二十一三极管Q21、第二十二三极管Q22、电容C1以及第七电阻R7。

所述第十三三极管Q13的发射极连接所述过压保护电路的供电端VIN。所述第十三三极管Q13的基极连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。所述第十三三极管Q13的集电极连接脉冲信号触发单元141的输入端VOB。

所述第十四三极管Q14的基极连接所述比较器模块130的输出端VO。所述第十四三极管Q14的集电极分别连接脉冲信号触发单元141的输入端VOB以及所述第十三三极管Q13的集电极。所述第十四三极管Q14的发射极接地。

所述第十五三极管Q15的发射极连接所述过压保护电路的供电端VIN。所述第十五三极管Q15的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。所述第十五三极管Q15的集电极连接所述滤除模块140的输出端VOO。

所述第十六三极管Q16的基极连接脉冲信号触发单元141的输入端VOB。所述第十六三极管Q16的发射极接地。所述第十六三极管Q16的集电极分别连接所述滤除模块140的输出端VOO以及所述第十五三极管Q15的集电极。

所述第十七三极管Q17的发射极所述过压保护电路的供电端VIN。所述第十七三极管Q17的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。所述第十七三极管Q17的集电极连接所述电容C1的第一端。

所述第十八三极管Q18的发射极分别连接所述第十七三极管Q17的集电极以及所述电容C1的第一端。所述第十八三极管Q18的基极连接脉冲信号触发单元141的输入端VOB。所述第十八三极管Q18的集电极接地。

所述第十九三极管Q19的发射极所述过压保护电路的供电端VIN。所述第十九三极管Q19的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。所述第十九三极管Q19的集电极分别连接所述电容C1的第二端以及所述第七电阻R7的第一端。所述第七电阻R7的第一端连接所述电容C1的第二端。

所述第二十三极管Q20的发射极所述过压保护电路的供电端VIN。所述第二十三极管Q20的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。所述第二十三极管Q20的集电极连接脉冲信号触发单元141的输出端VT。

所述第二十一三极管Q21的基极连接第七电阻R7的第二端。所述第二十一三极管Q21的发射极接地。所述第二十一三极管Q21的集电极分别连接脉冲信号触发单元141的输出端VT以及所述第二十三极管Q20的集电极。

所述第二十二三极管Q22的基极连接脉冲信号触发单元141的输出端VT；所述第二十二三极管Q22的发射极接地；所述第二十二三极管Q22的集电极连接所述滤除模块140的输出端VOO。

在所述滤除模块140中，未触发过压保护信号时，所述比较器模块130的输出端VO为低电平、脉冲信号触发单元141的输入端VOB为高电平，此时第十六三极管Q16导通，所述滤除模块140的输出端VOO为低电平，所述第十八三极管Q18关断，所述电容C1的第一极板电压为VIN，所述电容C1的第二极板电压为Vbe。

在触发过压保护信号时，所述比较器模块130的输出端VO为高电平，Q18导通，所述电容C1的第一极板电压由VIN变为Vbe，电容电压不会突变，则所述电容C1的第二极板电压变为2Vbe-VIN<0，第二十一三极管Q21关断，同时电流I2对C1充电，并开始计时，直到所述电容C1的第二极板电压变为Vbe，所述第二十一三极管Q21导通。在此期间所述第二十一三极管Q21集电极处输出一个脉冲信号“T”Pulse。该脉冲信号持续时间等于电容C1的充电时间T。电容C1的充电时间T是由C1大小和充电电流I2确定的，充电时间T内电容C1的两端电压变化量为Vbe-（2Vbe-VIN）的容值，充电电流为I2，则充电时间T*充电电流I2=(Vbe-（2Vbe-VIN）)*C1。由上可以得到T=(Vbe-（2Vbe-VIN）)*C1/I2=(VIN-Vbe)*C1/I2，I2由I1按比例镜像得出。在充电时间T内，所述第二十二三极管Q22一直导通，将所述滤除模块140的输出端VOO短接至地；若所述比较器模块130的输出端VO的输出的第一信号持续时间小于等于充电时间T，在此期间第二十二三极管Q22一直将所述滤除模块140的输出端VOO接地，即所述滤除模块140的输出端VOO为低电平，则判定第一信号为无效，若第一信号持续时间大于充电时间T，则在充电时间T之后，所述滤除模块140的输出端VOO输出为高电平，则判定第一信号为有效。

进一步地，如下解释所述滤除模块140如何产生个脉冲信号“T”Pulse。当第十八三极管Q18未导通之前，电容C1的第一极板电压为VIN，第二极板电压为第二十一三极管Q21的基极集电极结压降Vbe，电容C1的两端电压为VIN-Vbe。当第十八三极管Q18导通之后，电容C1的第一极板电压变为第十八三极管Q18的基极集电极结压降Vbe。由于电容C1的两端电压不能突变，因此，电容C1的第二极板电压变为Vbe-(VIN-Vbe)=2Vbe-VIN<0，电容C1的第二极板电压为负，进而使得第二十一三极管Q21关断，且电流I2对电容C1充电。当电容C1的第二极板电压小于Vbe时，即第二十一三极管Q21导通前，第二十一三极管Q21的集电极产生一个脉冲信号“T”Pulse。

所述输出模块150包括：信号放大单元。

所述信号放大单元用以接收所述第三输出电压，并放大产生所述第二信号，以及通过所述过压保护电路的第一输出端输出所述第二信号。

所述第二信号也会被发送至分压单元，具体作用在所述分压单元中已经阐述，这里不再做过多解释。

具体地，所述输出模块150包括：第二十三三极管Q23、第二十四三极管Q24、第二十五三极管Q25以及第二十六三极管Q26。

所述第二十三三极管Q23的发射极连接所述供电端VIN；所述第二十三三极管Q23的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。

所述第二十四三极管Q24的基极连接所述滤除模块140的输出端VOO。所述第二十四三极管Q24的发射极接地。所述第二十四三极管Q24的集电极连接所述第二十三三极管Q23的集电极。

所述第二十五三极管Q25的发射极连接所述供电端VIN。所述第二十五三极管Q25的基极分别连接所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的集电极以及所述第一三极管Q1的集电极。所述第二十五三极管Q25的集电极分别连接所述输出模块150的输出端OVP以及所述第十二三极管Q12的基极。

所述第二十六三极管Q26的基极分别连接所述第二十三三极管Q23的集电极以及所述第二十四三极管Q24的集电极。所述第二十六三极管Q26的发射极接地。所述第二十六三极管Q26的集电极分别连接所述第二十五三极管Q25的集电极以及所述输出模块150的输出端OVP。

在所述输出模块150中，所述输出模块150的输出端OVP的信号电平与所述滤除模块140的输出端VOO信号电平一致，只是驱动能力增强。当所述输出模块150的输出端OVP输出高电平，判断过压保护信号为有效，并将第十二三极管Q12开启，通过调整比较器模块130的所述分压单元的输出端VN电压值，实现比较器滞回功能，即可以实现过压保护信号的触发值的滞回功能。

同时参照图3~5所示，本发明提供了一种过压保护电路，在该过压保护电路中，比较器模块130的正向输入端接收第一输入电压，反向输入端接收第二输入电压。当电源芯片第二输入端SW的电压高于第二预设电压V_OVPL时（相当于第一输入电压大于第二输入电压），触发比较器模块130的输出端VO的电平翻转。比较器模块130输出端VO的电平翻转后，滤除模块140同步产生一个脉冲信号“T”Pulse，并开始计时，若过压保护信号（即第一信号）是由第二输入端SW处的短脉冲的毛刺信号触发产生，则第二输入端SW处的过压保护信号的持续时间会小于一个脉冲信号“T” Pulse的时长，则判定过压保护信号为无效，所述输出模块150的输出端OVP维持低电平；若第二输入端SW处的过压保护信号的持续时间大于一个脉冲信号“T” Pulse的时长，则判定过压保护信号为有效，所述输出模块150的输出端OVP转为高电平，输出一个信号增强后的过压保护信号（即第二信号）。当所述输出模块150的输出端OVP转为高电平后，可以将比较器模块130的反向输入端的电压变低。仅当第二输入端SW的电压低于第二预设电压V_OVPL时，过压保护才能撤销（即停止输出过压保护信号）。

如此构成一个能有效判定芯片输出是否真正过压、滤除干扰毛刺信号、且能够精确检测、同时具有滞回功能的过压保护电路。

在图5中，从上到下信号依次对应：供电端VIN、第一输入端VREF、第二输入端SW、脉冲信号触发单元141的输出端VT、所述输出模块150的输出端OVP。当第二输入端SW存在毛刺信号，且毛刺信号的电压大于第二预设电压V_OVPL时，产生高电平的“T”Pulse信号。由于第二输入端SW的毛刺信号的脉宽小于“T”Pulse信号的高电平脉宽，因此，可以判断出过压保护信号为无效，此时所述输出模块150的输出端OVP为低电平。若第二输入端SW的毛刺信号消失，但是第二输入端SW的电压仍然高于第一预设电压V_OVP，此时判断出过压保护信号为有效，所述输出模块150的输出端OVP为高电平。

本发明涉及到的主要计算公式如下：

公式一：电路的基准电流I1=(VREF-Vbe)/R1。

公式二：比较器模块130的正向输入端的电压，即第一输入电压，端口电压VP =SW*R3/（R2+R3）。

公式三：触发过压保护信号时，比较器模块130反向输入端的电压，即端口电压VN=VREF*（R5+R6）/（R4+R5+R6）。

公式四：过压保护信号有效后，比较器模块130的反向输入端的电压，即端口电压VN’ = VREF*R5/（R4+R5）。

公式五：触发过压保护信号时，第一预设电压V_OVP=VREF*（R5+R6）*（R2+R3）/(（R4+R5+R6）*R3)。

公式六：过压保护信号撤销时，第二预设电压V_OVPL= VREF*R5*（R2+R3）/(（R4+R5）*R3)。

公式七：脉冲信号“T”Pulse持续的时间公式如下：

T=( Vbe-（2Vbe-VIN）)*C1/I2=(VIN-Vbe)*C1/I2。其中，电流I2由电流I1镜像得到，设置Q1：Q19=1：N，则I2=N*I1。

如图6所示，本发明还提供一种电源芯片200，所述电源芯片200包括所述的过压保护电路100。其中，该电源芯片为升压型电源芯片，但不限于此。

本发明的电源芯片的工作原理是：所述过压保护电路100的第二输入端SW连接电源芯片的输出端，并根据电源芯片200需求定义芯片的第一预设电压V_OVP比较器模块130的正向输入端接收第一输入电压，反向输入端接收第二输入电压；当即电源芯片第二输入端SW的电压高于第一预设电压V_OVP时，也即是第一输入电压大于第二输入电压，比较器模块130输出端VO由低电平翻转为高电平，此时第十四三极管Q14导通、脉冲信号触发单元141的输入端VOB的电压为0、第十六三极管Q16关断，PNP型的第十八三极管Q18导通，并产生一个脉宽为T的高电平脉冲“T”Pulse，该信号持续时间为T。在脉冲信号持续的T时间内，第二十二三极管Q22导通。在此时间内，所述滤除模块140的输出端VOO的信号被第二十二三极管Q22短接至地，所述滤除模块140的输出端VOO信号被拉低为低电平。若第二输入端SW的过压保护信号持续时间小于T，由于在T时间内滤除模块140的输出端VOO电压一直被第二十二三极管Q22拉低，滤除模块140的输出端VOO的电压为低电平，则判断出过压保护信号为无效，即实现滤除过压毛刺信号功能。若第二输入端SW的过压保护信号持续时间大于T，在T时刻之后，“T”Pulse脉冲信号消失，第二十二三极管Q22关闭，滤除模块140的输出端VOO的电压翻转为高电平，输出模块150的输出端OVP的电平状态与滤除模块140的输出端VOO的电平状态相同（输出模块150的输出端OVP的电压信号驱动能力大于滤除模块140的输出端VOO的电压信号）。在输出模块150的输出端OVP输出高电平后，判断出放大后的过压保护信号为有效，在输出模块150的输出端OVP信号为高电平时，第十二三极管Q12导通，第六电阻R6被短接，并降低比较器模块130反向输入端VN的电压。当过压检测模块120的输出端VP的电压小于比较器模块130反向输入端VN的电压VN’时，比较器模块130的输出端VO的电压才会由高电平翻转为低电平。当比较器模块130的输出端VO的电压信号由低电平反转为高电平时过压检测模块120的输出端VP的电压值，与比较器模块130的输出端VO的电压信号从高电平再次翻转为低电平时过压检测模块120的输出端VP的电压值不同。

本发明的电源芯片的比较器模块130具有滞回功能，对应的是第二输入端SW的电压小于第二预设电压V_OVPL时，过压保护信号才能撤销，因第二输入端SW的过压触发电压与过压撤销电压之间存在压差，这样就产生了滞回功能。其中，过压触发电压为第一预设电压V_OVP，过压撤销电压为第二预设电压V_OVPL。

以上对本发明实施例所提供的一种过压保护电路及电源芯片进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用以帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种过压保护电路，适用于一电源芯片，其特征在于，

所述过压保护电路包括：

电流基准模块，用以为所述过压保护电路提供基准电流；

过压检测模块，用以产生第一输出电压；

比较器模块，连接所述过压检测模块，所述比较器模块用以接收作为第一输入电压的第一输出电压以及第二输入电压，比较所述第一输入电压以及第二输入电压，并根据比较结果产生作为第二输出电压的第一信号；

滤除模块，连接所述比较器模块，用以接收所述第一信号，并判断第一信号是否包含毛刺信号，若是，则所述第一信号在对应所述毛刺信号处被被传送至接地端，若否，则根据所述第二输出电压产生相应的第三输出电压；

输出模块，连接所述滤除模块，用以接收所述第三输出电压，并根据所述第三输出电压产生一第二信号，以通过所述第二信号触发保护所述电源芯片；

其中，所述电流基准模块包括：

第一三极管，所述第一三极管的基极连接所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极连接所述过压保护电路的供电端；

第二三极管，所述第二三极管的基极连接所述过压保护电路的第一输入端，所述第二三极管的集电极连接所述第一三极管的集电极；以及

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述第二三极管的发射极，所述第一电阻的第二端接地；

所述滤除模块包括：

脉冲信号触发单元，用以接收所述第一信号并同步产生脉冲信号后执行计时操作；

判断单元，用以判断所述第一信号是否为有效；以及

滤除单元，用以当判断出所述第一信号为无效时，则将第一信号输送至接地端。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，

所述过压检测模块包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述过压保护电路的第二输入端，所述第二电阻的第二端连接所述过压检测模块的输出端，其中所述第二输入端用以连接所述电压芯片的输出端；以及

第三电阻，所述第三电阻的第一端分别连接所述第二电阻的第二端以及所述过压检测模块的输出端，所述第三电阻的第二端接地，其中所述第一输出电压为所述第三电阻的电压值。

3.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，

所述比较器模块包括：

正向输入端，所述正向输入端用以接收第一输出电压，并作为所述第一输入电压；以及

反向输入端，所述反向输入端用以接收一分压单元的输出电压，并作为所述第二输入电压；

其中，所述分压单元的第一输入端连接所述过压保护电路的第一输入端，所述分压单元的第二输入端连接第一输出端。

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，

当所述第一输入电压大于第二输入电压时，所述比较器模块的输出端的第二输出电压为高电平；

当所述第一输入电压小于第二输入电压时，所述比较器模块的输出端的第二输出电压电平为低电平。

5.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，

所述输出模块的输出端连接所述比较器模块；

所述分压单元用以接收所述输出模块所输出的所述第二信号，并通过控制所述分压单元中的三极管的导通或截止状态以调节所述分压单元所对应的等效电阻进而控制所述分压单元所输出的第二输入电压。

6.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，

所述判断单元还用以判断第二输出电压的持续时间是否小于所述脉冲信号的时长，若是，则判定所述第一信号为无效，所述第三输出电压保持低电平；若否，则判定所述第一信号为有效，所述第三输出电压为高电平，并输出所述第一信号。

7.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，

所述输出模块包括：

信号放大单元，用以接收所述第三输出电压，并放大产生所述第二信号，以及通过所述过压保护电路的第一输出端输出所述第二信号。

8.一种电源芯片，其特征在于，所述电源芯片包括权利要求1至权利要求7任一项所述的过压保护电路。

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