CN112600169B - 一种保护装置、Buck电路和Buck电路的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种保护装置、Buck电路和Buck电路的控制方法，用于在电路发生故障时，快速开断Buck电路的连接，保证Buck电路以及与Buck电路连接的器件的安全，该保护装置包括：过流保护电路分别与PWM控制器和第二开关管两端连接，用于根据第二开关管两端的电压生成控制信号，并将控制信号发送给PWM控制器，控制信号用于指示PWM控制器控制第一开关管和第二开关管的状态；短路保护电路分别与第一开关管的控制端、第二开关管的控制端以及第二开关管的两端连接，用于根据第二开关管两端的电压控制第一开关管和第二开关管的状态。

Description

一种保护装置、Buck电路和Buck电路的控制方法

技术领域

本申请涉及数据中心领域，尤其涉及一种保护装置、Buck电路和Buck电路的控制方法。

背景技术

目前服务器中与电源连接的Buck电路如图一所示，主要由两个开关管Q1、Q2、脉冲宽度调整（pulse width modulation，PWM）控制器、一个续流电感L和一个电容组成，在Buck电路运行过程中需要检测是否出现过流现象，并在出现过流现象时断开Q1和Q2的连接，保证后端连接的器件的安全。目前，过电流保护主要通过以下两种方式实现：一种是保护芯片采样Q2两端的电压，并在Q2两端的电压超过设置的阈值时，通过PWM控制器断开Q1和Q2的连接；第二种是通过采样L两端的电压，并在L两端的电压超过设置的阈值时，通过PWM控制器断开Q1和Q2的连接。

实际使用时，这种从采样Q2两端的电压或者L两端的电压到Q1和Q2的断开需要经过多个器件以及多个逻辑判断，当电路发生短路等故障时，在PWM控制器断开Q1和Q2之前，可能已经造成部分器件损坏，危害性很大。

因此，现在亟需一种保护装置，用于快速的检测出电路是否发生故障并及时进行保护，保证器件的安全。

发明内容

本发明实施例提供一种保护装置、Buck电路和Buck电路的控制方法，能够在电路发生故障时，快速进行保护，保证器件的安全。

第一方面，本发明实施例提供一种保护装置，该保护装置可以用于与Buck电路中，该Buck电路至少包括：第一开关管、第二开关管、续流电感和PWM控制器。该保护装置包括：过流保护电路和短路保护电路。

具体地，过流保护电路分别与PWM控制器和第二开关管两端连接，用于根据第二开关管两端的电压生成控制信号，并将控制信号发送给PWM控制器，控制信号用于指示PWM控制器控制第一开关管和第二开关管的状态；短路保护电路分别与第一开关管的控制端、第二开关管的控制端以及第二开关管的两端连接，用于根据第二开关管两端的电压控制第一开关管和第二开关管的状态。

采用上述保护装置的架构，在Buck电路出现过流现象时，过流保护电路控制PWM控制器实现断开第一开关管和第二开关管的连接，实现保护Buck电路以及与Buck电路连接的器件的安全；当Buck电路出现短路现象时，短路保护电路直接断开第一开关管和第二开关管的连接，无需经过PWM控制器，提高了第一开关管和第二开关管的断开速度，保证了Buck电路以及与Buck电路连接的器件的安全。

在一种可能的设计中，过流保护电路包括：转换单元和比较单元；

转换单元与第二开关管两端连接，用于接收第二开关管两端的电压，并将第二开关管两端的电压转换为目标电流；

比较单元与转换单元连接，用于将目标电流转换为第一电压，并将第一电压与第一阈值进行比较，在第一电压超出第一阈值时，向PWM控制器发送控制信号。

采用上述保护装置的架构，可以先将第二开关管两端的电压转换电流形式，再传输至比较单元进行比较，相比于现有技术中将电压直接传输至比较单元而言，电流在传输过程中受干扰的影响更小，更能保证检测结果的准确度。

在一种可能的设计中，转换单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一比较器和第三开关管。

具体地，第一电阻的第一端分别与第二开关管的第一端和第二电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第三电阻的第一端以及第一比较器的第一输入端连接；第三电阻的第二端与第二开关管的第二端连接；第一比较器的第二输入端与第二电阻的第二端连接，第一比较器的输出端与第三开关管的控制端连接；第三开关管的第二端与比较单元连接。

在一种可能的设计中，比较单元包括：第四电阻和第二比较器。

具体地，第四电阻的第一端分别与转换单元和第二比较器的第一输入端连接，第四电阻的第二端与地连接；第二比较器的第二输入端用于接收第一阈值，第二比较器的输出端与PWM控制器连接，用于输出控制信号。

在一种可能的设计中，短路保护电路包括：第三比较器、第四开关管和第五开关管。

其中，第三比较器的第一输入端与第二开关管的第一端连接，第三比较器的第二端用于接收第二阈值，第三比较器的输出端与第四开关管和第五开关管的控制端连接；第四开关管的第一端与第一开关管的控制端连接，第四开关管的第二端与第二开关管的第二端连接；第五开关管的第一端与第二开关管的控制端连接，第五开关管的第二端与第二开关管的第二端连接。

在一种可能的设计中，保护装置还包括：检测电路。

具体地，检测电路设置于第二开关管两端和过流保护电路之间，和/或第二开关管两端和短路保护电路之间。

采用上述保护装置的架构，在实际应用中，由于连接端口或者Buck电路所处应用场景的问题，短路保护电路以及过电流保护电路接收的第二开关管两端的电压可能是负电压形式，为了便于后期计算，可以在第二开关管两端和过流保护电路之间，和/或第二开关管两端和短路保护电路之间设置检测电路，将第二开关管两端的电压转换正电压形式之后再输出给过电流保护电路以及短路保护电路中。

在一种可能的设计中，检测电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻和反相器。

具体地，第五电阻的第一端与第二开关管的第一端连接，第五电阻的第二端分别与第七电阻的第一端和反相器的第一输入端连接；第六电阻的第一端与第二开关管的第二端连接，第六电阻的第二端与反相器的第二输入端连接；反相器的输出端与过流保护电路和/或短路保护电路连接；第七电阻的第二端与反相器的输出端连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种Buck电路，该Buck电路包括：第一开关管、第二开关管、续流电感、PWM控制器以及第一方面及其任一可能的设计中提供的保护装置。

具体地，第一开关管的第一端用于与电源连接，第一开关管的第二端与续流电感的第一端和第二开关管的第一端连接，第一开关管的控制端与PWM控制器连接；第二开关管的第二端与地连接，第二开关管的控制端与PWM控制器连接；续流二极管的第二端与负载连接；保护装置分别与第一开关管的控制端，第二开关管的控制端以及第二开关管的两端连接。

采用上述Buck电路的架构，可以利用保护装置对Buck电路以及与Buck电路连接的其它器件的安全。

第三方面，本申请实施例提供了一种Buck电路的控制方法，该控制方法应用在Buck电路中。其中，该Buck电路中包括：第一开关管、第二开关管、续流电感、脉冲宽度调制PWM控制器和电容。

具体地，包括以下步骤：检测第二开关管两端的第一电压；在确定第一电压超出第一预设阈值时，向PWM控制器发送控制信号，控制信号用于控制PWM控制器断开第一开关管和第二开关管；在确定第一电压超过第二预设阈值时，直接断开第一开关管和第二开关管。其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

采用上述方案，在确定第二开关管两端的电压数值超出第二预设阈值时，确定电路发生短路故障，此时无需经过PWM控制器，直接断开Buck电路中第一开关管和第二开关管，加速了电路发生短路故障时，Buck电路的断开速度，保证了Buck电路以及与Buck电路连接的其它器件的安全。

附图说明

图1为现有技术中Buck电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的保护装置的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的过电流保护电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的短路保护单元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的检测电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种保护装置的结构示意图二；

图7为本发明实施例提供的一种Buck电路的控制方法的流程示意图。

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，本领域普通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。

实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是，多个是指两个或两个以上。鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。“连接”描述关联对应对象的连接方式，表示可以存在两种连接方式，例如，A和B连接，可以表示，A和B直接连接，以及A和B通过C连接这两种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。

Buck电路多于电源连接，用于将电源输出的电压转换为负载的供电电压，实现为负载供电。图1示例性示出了一种常见的Buck电路的应用场景。如图1所示，该Buck电路主要包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、脉冲宽度调整（pulse width modulation，PWM）控制器、续流二极管L以及电容C。其中，Q1的第一端与电源连接，Q1的第二端分别与Q2的第一端和L的第一端连接；Q2的第二端与地连接；L的第二端与C的第一端以及负载连接；C的第二端与地连接。其中，PWM控制器分别与Q1和Q2的控制端连接，通过调整Q1和Q2的驱动信号实现控制C和L的充放电时间，从而实现调整输出给负载的电压数值，保证负载正常工作。

上述Buck电路在工作过程中，需要检测电路中是否出现过电流现象，当电路出现过电流时，则Buck电路中可能出现电源突变以及其它故障，需要通过断开Q1和Q2实现通过Buck电路断开电源与负载的连接，从而保证Buck电路以及负载的安全。其中，过电流检测装置分别与PWM控制器以及Q2两端连接。由于Q2在导通以及断开时的电阻固定，若发生过电流则Q2两端的电压数值增大，因此，当检测Q2两端的电压超出设置阈值时，则确定电路中发生过电流，通过连接的PWM控制器控制断开Q1和Q2，从而断开Buck电路的连接，实现保护Buck电路和负载的安全。

实际使用时，若电路发生短路故障时，需要分别经过过电流检测装置和PWM控制器才能实现断开Q1和Q2的连接，但是当电路发生短路故障时，电流突增，在PWM控制器控制断开Q1和Q2之前，可能部分精密器件已经损坏。因此，目前的过电流检测方式在电路发生故障时，无法快速断开电路的连接进行保护，器件的安全系数低的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供一种保护装置、Buck电路和Buck电路的控制方法，用于在检测到Buck电路出现故障时，及时断开Buck电路的连接，实现保护Buck电路和负载的安全。该保护装置可以应用于Buck电路中。其中，Buck电路可以是本申请上述实施例提供的Buck电路结构，也可以是其它Buck电路结构，本申请实施例对此不作限定。

参见图2所示，为本申请提供的一种保护装置的结构示意图，该保护装置200可以包括：过流保护电路201和短路保护电路202。

具体地，过流保护电路201分别与PWM控制器和第二开关管两端连接；短路保护电路202分别与第一开关管的控制端、第二开关管的控制端以及第二开关管的两端连接。

其中，过电流保护电路201可以用于根据第二开关管两端的电压生成控制信号，并将控制信号发送给PWM控制器；短路保护电路202可以用于根据第二开关管两端的电压控制第一开关管和第二开关管的状态。其中，控制信号用于指示PWM控制器控制第一开关管和第二开关管的状态。其中，开关管的状态包括导通和断开。

应理解，过电流保护电路201通过第二开关管两端的电压数值进行过电流检测，并在确定Buck电路中出现过电流时，向PWM控制器发送控制信号，控制PWM控制器断开第一开关管和第二开关管的连接；短路保护电路202通过第二开关管两端的电压数值进行短路故障检测，短路保护电路202在确定Buck电路出现短路故障时，不经过PWM控制器，通过第一开关管的控制端和第二开关管的控制端直接断开第一开关管和第二开关管的连接。因此，在Buck电路发生短路故障时，加快了第一开关管和第二开关管的断开速度，保护了Buck电路以及负载的安全。

进一步的，与Buck电路连接的电源可以为本申请实施例中的过电流保护电路201和短路保护电路202供电。当然，过电流保护电路201和短路保护电路202可以采用其它电源进行供电。

实际应用中，保护装置200可以固定在Buck电路上，保护装置200可以通过Buck电路上的固定接口连接。在另一种实现方式中，保护装置200也可以设置成灵活可拆卸的形式，Buck电路上设有固定接口，以实现保护装置200与Buck电路的连接，在这种情况下，保护装置200可以视为独立于Buck电路的装置。

实际使用时，由于Buck电路连接电源的极性以及保护装置与第二开关管连接的端点问题，过电流保护电路201和短路保护电路202接收的第二开关管两端的电压数值可能是负电压，为了便于后续检测是否发生短路故障和过电流，本申请实施例提供的保护装置200还可以保护检测电路203（未示出），该检测电路203可以设置第二开关管两端和过流保护电路201之间，和/或第二开关管两端和短路保护电路202之间，用于将第二开关管两端的电压转换为正电压后，输出给过电流保护电路201和/或短路保护电路202。

下面，对保护装置200中的过电流保护电路201、短路保护电路202和检测电路203的具体结构进行介绍。

一、过电流保护电路201

过电流保护电路201分别与PWM控制器和第二开关管两端连接，用于根据第二开关管两端的电压生成控制信号，并将控制信号发送给PWM控制器。

过电流保护电路201可以包括：转换单元和比较单元。

具体地，转换单元与第二开关管两端连接，用于接收第二开关管两端的电压，并将第二开关管两端的电压转换为目标电流；比较单元与转换单元连接，用于将目标电流转换为第一电压，并将第一电压与第一阈值进行比较，在第一电压超出第一阈值时，向PWM控制器发送控制信号。

下面给出转换单元和比较单元的具体结构。

具体地，转换单元可以包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一比较器和第三开关管；比较单元可以包括第四电阻和第二比较器。

其中，第一电阻的第一端分别与第二开关管的第一端和第二电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第三电阻的第一端以及第一比较器的第一输入端连接；第三电阻的第二端与第二开关管的第二端连接；第一比较器的第二输入端与第二电阻的第二端连接，第一比较器的输出端与第三开关管的控制端连接；第三开关管的第二端与比较单元连接；第四电阻的第一端分别与转换单元和第二比较器的第一输入端连接，第四电阻的第二端与地连接；第二比较器的第二输入端用于接收第一阈值，第二比较器的输出端与PWM控制器连接，用于输出控制信号。

在一示例中，第二比较器的第二输出端与外部电源连接。其中，外部电源的输出的电压为第一阈值。

为了便于理解，下面分别给出过电流保护电路201结构的具体示例。

参见图3为本申请实施例提供的一种过电流保护电路201的结构示意图。在图3中，R1构成第一电阻，R2构成第二电阻，R3构成第三电阻，R4构成第四电阻，U1构成第一比较器，U2构成第二比较器，Q3构成第三开关管。其中，R1、R2、R3、U1和Q1构成转换单元，R4和U2构成比较单元。

需要说明的是，第二开关管的第二端接地，R3的第二端接地，因此，相当于R3的第二端与第二开关管的第二端连接。

通过图3所示的过电流保护电路检测Buck电路是否出现过电流时，R1、R2和R3构成简单的分压支路，将第二开关管两端的电压转换为目标电流，R4将目标电流转换为电压，并与U2的参考电压（第一阈值）进行比较，当Buck电路发生过电流时，目标电流增大，当目标电流与R4转换的电压数值大于第一阈值时，确定Buck电路出现过电流，向PWM控制器发生控制信号，控制PWM控制器断开第一开关管和第二开关管的连接，实现保护Buck电路以及负载的安全。

当然，以上对过电流保护电路结构的介绍仅为示例，实际应用中，过电流保护电路也可以采用其他结构，例如过电流保护电路中的转换单元可以只包括第一电阻、第二电阻和第三电阻。

二、短路保护电路202

短路保护电路202分别与第一开关管的控制端、第二开关管的控制端以及第二开关管的两端连接，用于根据第二开关管两端的电压控制第一开关管和第二开关管的状态。

下面给出短路保护电路202的具体结构。

具体地，短路保护电路202可以包括第三比较器、第四开关管和第五开关管。

具体地，第三比较器的第一输入端与第二开关管的第一端连接，第三比较器的第二端用于接收第二阈值，第三比较器的输出端与第四开关管和第五开关管的控制端连接；第四开关管的第一端与第一开关管的控制端连接，第四开关管的第二端与第二开关管的第二端连接；第五开关管的第一端与第二开关管的控制端连接，第五开关管的第二端与第二开关管的第二端连接。

为了便于理解，下面分别给出短路保护电路202结构的具体示例。

参见图4为本申请实施例提供的一种过电流保护电路的结构示意图。在图4中，U3构成第三比较器，Q4构成第四开关管，Q5构成第五开关管。

需要说明的是，第二开关管的第二端接地，Q4的第二端和Q5的第二端均接地，因此，相当于Q4的第二端与第二开关管的第二端连接，Q5的第二端与第二开关管的第二端连接。

通过图4所示的短路保护电路检测Buck电路是否出现过电流时，U3将第二开关管两端的电压与第二阈值进行比较，当第二开关管两端的电压数值大于第二阈值时，确定Buck电路出现短路，Q4和Q5导通，导致第一开关管的控制端接地，以及第二开关管的控制端接地，断开了第一开关管和第二开关管的连接，实现保护Buck电路以及负载的安全。

当然，以上对短路保护电路结构的介绍仅为示例，实际应用中，过电流保护电路也可以采用其他结构。

三、检测电路203

检测电路203设置于第二开关管两端和过流保护电路201之间，和/或第二开关管两端和短路保护电路202之间，用于对第二开关管两端的电压转换为正电压后，输出给过电流保护电路201和/或短路保护电路202中。

下面给出检测电路203的具体结构。

具体地，检测电路203可以包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻和反相器。

具体实现时，第五电阻的第一端与第二开关管的第一端连接，第五电阻的第二端分别与第七电阻的第一端和反相器的第一输入端连接；第六电阻的第一端与第二开关管的第二端连接，第六电阻的第二端与反相器的第二输入端连接；反相器的输出端与过流保护电路和/或短路保护电路连接；第七电阻的第二端与反相器的输出端连接。

可以看出，反相器以及与反相器连接的电阻构成了一个反向电路，也就是说，第二开关管两端的电压先经过反相器进行反向处理，在输出给过电流保护电路201和/或短路保护电路202中。

为了便于理解，下面分别给出检测电路203结构的具体示例。

参见图5为本申请实施例提供的一种检测电路的结构示意图。在图5中，R5构成第五电阻，R6构成第六电阻，R7个构成第七电阻，U4构成反相器。

需要说明的是，第二开关管的第二端接地，R6的第一端接地，因此，相当于R6的第一端与第二开关管的第二端连接。

通过图5所示的检测电路将第二开关管两端的反向电压转换为正向电压时，R5、R6、R7和U4构成反向电路，将第二开关管两端的反向电压转换为正向电压后输出给过电流保护电路201和/或短路保护电路202中。

当然，以上对检测电路结构的介绍仅为示例，实际应用中，过电流保护电路也可以采用其他结构。

结合以上描述，示例地，本申请实施例提供的一种保护装置，可以如图6所示。

在检测电路中，包括电阻R5、R6和R7，反相器U4。其中，R5的第一端与第二开关管Q2的第一端连接，R5的第二端与R7的第一端以及U4的第一输入端连接；R6的第一端与Q2的第二端连接，R6的第二端与U4的第二输入端连接；U4的输出端分别与R7的第二端、过电流保护电路的R1的第一端以及短路保护电路中U3的第一输入端连接。

在过流保护电路中，包括电阻R1、R2、R3和R4，比较器U1和U2以及开关管Q3。R1、R2、R3、U1和Q3构成转换单元，R4和U2构成比较单元。其中，R1的第一端与U4的输出端连接，R1的第二端与R3的第一端以及U1的第一输入端连接；R3的第二端接地；R2的第二端与Q3的第一端以及U1的第二端连接；U1的输出端与Q3的控制端连接；Q3的第二端与R4的第一端以及U2的第一输入端连接；R4的第二端接地；U2的第二输入端用于接收第一阈值，U2的输出端与PWM控制器连接。其中，外部电源V1提供第一阈值。

短路保护电路中，包括比较器U3以及开关管Q4和Q5。其中，U3的第一输入端与U4的输出端连接，U3的第二端用于接收第二阈值，U3的输出端与Q4的控制端以及Q5的控制端连接；Q4的第一端与第一开关管Q1的控制端连接，Q4的第二端接地；Q5的第一端与Q2的控制端连接，Q5的第二端与地连接。其中，外部电源V2提供第二阈值。

采用图6所示的保护装置保护Buck电路以及负载的安全时，U3将第二开关管Q2两端的电压与V2的输出电压进行比较，在Q2第一端的电压高于V2两端的电压时，确定Buck电路中出现短路故障，Q4和Q5导通，将Q1和Q2的控制端接地，Q1和Q2断开，从而实现断开电源与负载的连接，保护Bcuk电路和负载的安全。

实际使用时，为了在Buck电路出现短路故障时保护装置及时进行保护，检测电路和短路保护电路需要设置在Buck电路中的开关管Q1和Q2附近，若PWM控制器与Buck电路的物理较远，可以将U2和R4设置PWM控制器附近，将过流保护电路中的R1、R2、R3、U1和Q3设置在短路保护电路附近，R1、R2、R3、U1和Q3将Q2两端的电压转换为电流后通过数据传输线传输给U2和R4进行过电流检测。

采用图6所示的保护装置保护Buck电路以及负载的安全时，R1、R2和R3将第二开关管两端的电压转换为目标电流，并将目标电流传输给R4和U2，R4将目标电压进行放大转换为第一电压，U2将第一电压与V2的输出电压进行比较，在确定第一电压大于V2的输出电压时，确定Buck电路出现过电流，U2向PWM控制器发送高电平信号，PWM控制器在接收到U2输出的高电平信号之后，通过向Q1和Q2发送低电平信号，控制Q1和Q2断开，从而实现断开电源与负载的连接，保护Bcuk电路和负载的安全。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种Buck电路，包括上述保护装置200、第一开关管、第二开关管、续流电感和电容。

基于同一发明思路，本申请还提供了一种Buck电路的控制方法，该Buck电路的控制方法可以用于与本申请实施例图1提供的Buck电路中，用于在检测到Buck电路出现故障时，及时断开Buck电路的连接，实现保护Buck电路和负载的安全。其中，该Buck电路的控制方法的执行主体可以是前述实施例提供的保护装置200，也可以是与Buck电路通信的处理器。

图7示例性地示出了本发明实施例提供的一种Buck电路的控制方法，包括：

步骤701：检测第二开关管两端的第一电压。

实际使用时，由于第二开关管处于断开或导通时，第二开关管的阻值固定，因此，当Buck电路或者与Buck电路连接的装置发生短路或者过电流时，流过Buck电路中第二开关管两端的电流变大，导致第二开关管两端的电压发生变化。

具体地，可以使用本申请实施例提供的电压检测器检测第一电压，也可以采用本申请前述实施例提供的保护装置200检测第一电压，本申请这里不做具体限定。

步骤702：在确定第一电压超出第一预设阈值时，向PWM控制器发送控制信号，控制信号用于控制PWM控制器断开第一开关管和第二开关管。

具体实现时，在第一电压超过第一预设阈值时，确定电路出线过电流，可以向用于发送第一开关管和第二开关管驱动信号的PWM控制器发送控制信号，PWM控制器接收到该控制信号后，向第一开关管和第二开关管发送对应的驱动信号，实现断开第一开关管和第二开关管。

步骤703：在确定第一电压超过第二预设阈值时，直接断开第一开关管和第二开关管。其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

具体实现时，在第一电压超过第二预设阈值时，确定电路发生短路故障，可以直接向第一开关管的控制端和第二开关管的控制端发送低电平信号，控制第一开关管和第二开关管断开。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种保护装置，应用于Buck电路中，所述Buck电路包括第一开关管、第二开关管、续流电感、脉冲宽度调制PWM控制器和电容，其特征在于，所述保护装置包括：过流保护电路和短路保护电路；

所述过流保护电路分别与所述PWM控制器和所述第二开关管两端连接，用于根据所述第二开关管两端的电压生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述PWM控制器，所述控制信号用于指示所述PWM控制器控制所述第一开关管和所述第二开关管的状态；

所述短路保护电路分别与所述第一开关管的控制端、所述第二开关管的控制端以及所述第二开关管的两端连接，用于根据所述第二开关管两端的电压控制所述第一开关管和所述第二开关管的状态；

所述短路保护电路包括：第三比较器、第四开关管和第五开关管；

所述第三比较器的第一输入端与所述第二开关管的第一端连接，所述第三比较器的第二端用于接收第二阈值，所述第三比较器的输出端与所述第四开关管和所述第五开关管的控制端连接；

所述第四开关管的第一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第四开关管的第二端与所述第二开关管的第二端连接；

所述第五开关管的第一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第五开关管的第二端与所述第二开关管的第二端连接。

2.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述过流保护电路包括：转换单元和比较单元；

所述转换单元与所述第二开关管两端连接，用于接收所述第二开关管两端的电压，并将所述第二开关管两端的电压转换为目标电流；

所述比较单元与所述转换单元连接，用于将所述目标电流转换为第一电压，并将所述第一电压与第一阈值进行比较，在所述第一电压超出所述第一阈值时，向所述PWM控制器发送所述控制信号。

3.如权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述转换单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一比较器和第三开关管；

所述第一电阻的第一端分别与所述第二开关管的第一端和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第三电阻的第一端以及所述第一比较器的第一输入端连接；

所述第三电阻的第二端与所述第二开关管的第二端连接；

所述第一比较器的第二输入端与所述第二电阻的第二端连接，所述第一比较器的输出端与所述第三开关管的控制端连接；

所述第三开关管的第二端与所述比较单元连接。

4.如权利要求2或3所述的保护装置，其特征在于，所述比较单元包括：第四电阻和第二比较器；

所述第四电阻的第一端分别与所述转换单元和所述第二比较器的第一输入端连接，所述第四电阻的第二端与地连接；

所述第二比较器的第二输入端用于接收所述第一阈值，所述第二比较器的输出端与所述PWM控制器连接，用于输出所述控制信号。

5.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括：检测电路；

所述检测电路设置于所述第二开关管两端和所述过流保护电路之间，和/或所述第二开关管两端和所述短路保护电路之间。

6.如权利要求5所述的保护装置，其特征在于，所述检测电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻和反相器；

所述第五电阻的第一端与所述第二开关管的第一端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第七电阻的第一端和所述反相器的第一输入端连接；

所述第六电阻的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第六电阻的第二端与所述反相器的第二输入端连接；

所述反相器的输出端与所述过流保护电路和/或所述短路保护电路连接；

所述第七电阻的第二端与所述反相器的输出端连接。

7.一种Buck电路，其特征在于，包括：第一开关管、第二开关管、续流电感、PWM控制器以及如权利要求1-6中任一项所述的保护装置；

所述第一开关管的第一端用于与电源连接，所述第一开关管的第二端与所述续流电感的第一端和所述第二开关管的第一端连接，所述第一开关管的控制端与所述PWM控制器连接；

所述第二开关管的第二端与地连接，所述第二开关管的控制端与所述PWM控制器连接；

所述续流电感的第二端与负载连接；

所述保护装置分别与所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的控制端以及所述第二开关管的两端连接。

8.一种Buck电路的控制方法，应用于如权利要求7所述的Buck电路中，其特征在于，包括：

检测所述第二开关管两端的第一电压；

在确定所述第一电压超出第一预设阈值时，向所述PWM控制器发送控制信号，所述控制信号用于控制所述PWM控制器断开所述第一开关管和所述第二开关管；

在确定所述第一电压超过第二预设阈值时，直接断开所述第一开关管和所述第二开关管。