CN113178932B - 短路保护电路、充电电源及电子设备 - Google Patents

短路保护电路、充电电源及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113178932B
CN113178932B CN202110733414.5A CN202110733414A CN113178932B CN 113178932 B CN113178932 B CN 113178932B CN 202110733414 A CN202110733414 A CN 202110733414A CN 113178932 B CN113178932 B CN 113178932B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
port
output
circuit
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110733414.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113178932A (zh
Inventor
陈伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Injoinic Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Injoinic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Injoinic Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Injoinic Technology Co Ltd
Priority to CN202111258799.0A priority Critical patent/CN115549229A/zh
Priority to CN202110733414.5A priority patent/CN113178932B/zh
Priority to PCT/CN2021/104673 priority patent/WO2023272752A1/zh
Publication of CN113178932A publication Critical patent/CN113178932A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113178932B publication Critical patent/CN113178932B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

本申请公开了一种短路保护电路、方法、充电电源及电子设备，该电路包括电源、控制芯片、第一电阻、第二电阻和输出端口，电源可双路输出电流，通过两个电阻（第一电阻和第二电阻）之间串联关系建立相互保护机制，对整个电路起到保护作用，在电路中出现元器件短路情况时，可通过调节电源的输出电压使其满足LPS标准的要求，以防止电源的输出电压过大造成元器件烧毁，从而引起火灾等情况，有利于保障电源使用场景的充电安全。

Description

短路保护电路、充电电源及电子设备
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种短路保护电路、充电电源及电子设备。
背景技术
随着电子产品的蓬勃发展，市场上带有快充协议的电源产品越来越多，出于对手机等充电设备的保护，协议的规范要求越来越严格，符合规范要求是电源产品的基本要求。其中，LPS（限功率电源）要求在IEC 60950 1标准中已作规定，此类要求可用于界定最高电压、电流和电容相对较低的电源。
目前，一般情况下，可在电源产品电路中可包括输出电流检测电阻，一旦出现输出电流检测电阻发生短路情况，传统电源没有针对性做出保护动作，或者电源不满足LPS认证要求，可能会触发火灾或者发生触电现象。
发明内容
本申请实施例提供一种短路保护电路、充电电源及电子设备，可通过调节电源的输出电压使其满足LPS标准的要求，以防止电源的输出电压过大造成元器件烧毁，从而引起火灾等情况，有利于保障电源使用场景的充电安全。
本申请实施例第一方面提供一种短路保护电路，
所述短路保护包括：电源、控制芯片、第一电阻、第二电阻和输出端口，其中，
所述电源的一端与所述控制芯片的第一端口连接，所述电源的另一端与所述第一电阻的输入端以及所述控制芯片的第二端口连接，所述第一电阻的输出端与所述控制芯片的第三端口以及所述输出端口的第一端口连接，所述第二电阻连接于所述电源与所述输出端口之间或连接于所述输出端口与地面之间，所述第二电阻的输入端与所述控制芯片的第四端口连接，所述第二电阻的输出端与所述控制芯片的第五端口连接，所述输出端口的第二端口接地；
所述控制芯片用于检测得到所述第一电阻两端的第一电压，以及所述第二电阻两端的第二电压；
所述控制芯片，还用于根据所述第一电压和所述第二电压，确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况，并在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，调节所述电源的输出电压。
本申请第二方面提供了一种充电电源，包括本申请实施例第一方面公开的短路保护电路。
本申请第三方面提供了一种电子设备，包括本申请实施例第二方面公开的充电电源。
在本申请实施例中，该短路保护电路包括：电源、控制芯片、第一电阻、第二电阻和输出端口，其中，电源的一端与控制芯片的第一端口连接，电源的另一端与第一电阻的输入端以及控制芯片的第二端口连接，第一电阻的输出端与控制芯片的第三端口以及输出端口的第一端口连接，第二电阻的输入端与控制芯片的第四端口以及输出端口的第二端口连接，第二电阻的输出端与控制芯片的第五端口连接；控制芯片用于检测得到第一电阻两端的第一电压，以及第二电阻两端的第二电压；控制芯片，还用于根据第一电压和第二电压，确定第一电阻和/或第二电阻的短路情况，并在第一电阻和/或第二电阻短路时，调节电源的输出电压。如此，电源可双路输出电流，通过两个电阻（第一电阻和第二电阻）之间串联关系建立相互保护机制，对整个电路起到保护作用，在电路中出现元器件短路情况时，可通过调节电源的输出电压使其满足LPS标准的要求，以防止电源的输出电压过大造成元器件烧毁，从而引起火灾等情况，有利于保障电源使用场景的充电安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所涉及到的附图作简单地介绍。
图1A是本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；
图1B是本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；
图1C是本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种控制芯片的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种第一ADC模块和/或第二ADC模块的结构示意图；
图4A是本申请实施例提供的一种第二放大模块的结构示意图；
图4B是本申请实施例提供的一种第一放大模块的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种短路保护方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是在一个可能的示例中还包括没有列出的步骤或单元，或在一个可能的示例中还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1A，为本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图，该短路保护电路可包括：电源100、控制芯片200、第一电阻R1、第二电阻R2和输出端口300，其中，
所述电源100的一端101与所述控制芯片200的第一端口201连接，所述电源100的另一端102与所述第一电阻R1的输入端以及所述控制芯片200的第二端口202连接，所述第一电阻R1的输出端与所述控制芯片200的第三端口203以及所述输出端口300的第一端口301连接，所述第二电阻R2连接于所述电源100与所述输出端口300之间或连接于所述输出端口300与地面之间，所述第二电阻R2的输入端与所述控制芯片200的第四端口204连接，所述第二电阻R2的输出端与所述控制芯片200的第五端口205连接，所述输出端口300的第二端口302接地；
所述控制芯片200用于检测得到所述第一电阻R1两端的第一电压，以及所述第二电阻R2两端的第二电压；
所述控制芯片200，还用于根据所述第一电压和所述第二电压，确定所述第一电阻R1和/或所述第二电阻R2的短路情况，并在所述第一电阻R1和/或第二电阻R2短路时，调节所述电源100的输出电压。
其中，上述电源可包括以下至少一种：AC（交流）/DC（直流）充电器电源、DC/DC电源等等，在此不作限定。
其中，本申请实施例除了适用于反激变换器，同样也适用于正激变换器、BUCK电路、BOOST电路、LLC谐振变换器等开关电源拓扑。
其中，上述控制芯片可包括以下至少一种：IP2726、IP2723T、IP2712等内置MCU类型的集成电路芯片（Integrated Circuit，IC），也可以是片上系统（System On Chip，SOC），在此不作限定。
其中，上述第一电阻R1与第二电阻R2的阻值可相同或者不同，在此不作限定；上述第一电阻R1和/或第二电阻R2为本申请短路保护电路中的输出电流检测电阻，主要用于检测电流100的输出电流。
其中，上述第二电阻R2可连接于电源100与输出端口300之间，也就是说，上述第二电阻R2可置于电源100的输出电路中，上述第二电阻R2与电源100以及输出端口300或地面之间的具体连接关系再次不作限定，如图1A所示的连接关系仅为本申请实施例中一种。
其中，第二电阻R2的输出端接地，电源100的另一端也接地。
其中，上述第一电阻R1与电源100的第一端口101连接，可用于检测该电源100的上端输出电流；同样的，第二电阻R2与电源100的第二端口102连接，可用于检测该电源100的下端输出电流。
具体实现中，可通过检测第一电阻R1两端的电压差，即第一电压，确定电源100上端的输出电流；可通过检测第二电阻R2两端的电压差，即第二电压，确定电源100下端的输出电流。
其中，上述第一电阻R1与第二电阻R2为串联关系。
其中，考虑到输出电流检测电阻（即第一电阻R1和/或第二电阻R2）会产生系统损耗，故上述第一电阻R1和/或第二电阻R2一般都选用较小阻值以减少损耗。
其中，可通过控制芯片检测得到第一电阻R1和/或第二电阻R2两端的电压，从而可得到第一电阻R1的第一电流和/或流过第二电阻R2两端的第二电流。
其中，如图1A所示的短路保护电路的工作原理如下：如图所示，在上述电路正常工作时，第一电阻R1和第二电阻R2之间的关系为串联关系，则流过第一电阻R1和第二电阻R2之间的电流是相同的，即第一电流等于第二电流，即上述电源100的第一端口101和第二端口102输出的电流是相同的；若第一电阻R1与第二电阻R2之间存在任意一个元器件短接时，均会导致控制芯片200检测得到的第一电阻R1对应的第一电流与第二电阻R2对应的第二电流不同，可能会出现较大差异，如此，控制芯片200可依据上述第一电阻R1对应的第一电流与第二电阻R2对应的第二电流确定电路中是否出现元器件短路情况，以确定是否需要进入短路保护状态，若上述第一电流与第二电流差异较大，则可进入短路保护状态，具体可通过调节电源的输出电压，以使得电源的输出电压满足LPS（限功率电源）规范要求，以达到保护整个电路的作用。
可以看出，本申请实施例所描述的短路保护电路，电源100可双路输出电流，通过两个电阻（第一电阻R1和第二电阻R2）之间串联关系建立相互保护机制，对整个电路起到保护作用，在电路中出现元器件短路情况时，可通过调节电源100的输出电压使其满足LPS标准的要求，以防止电源100的输出电压过大造成元器件烧毁，从而引起火灾等情况，有利于保障电源使用场景的充电安全。
在一个可能的示例中，所述第二电阻连接于所述输出端口与地面之间，包括：所述第二电阻R2的输入端与所述输出端口300的第二端口302连接，所述第二电阻R2的输出端与所述输出端口300的第二端口302连接，所述第二电阻R2的输出端接地。
其中，上述第二电阻R2的与上述输出端口300以及地面的连接关系如图1A所示。
在一个可能的示例中，所述第二电阻R2连接于所述电源100与所述输出端口300之间，包括：所述第二电阻R2的输入端与所述电源100的第一端口101连接，所述第二电阻R2的输出端与所述第一电阻R1的输入端连接。
其中，如图1B所示，为一种短路保护电路的结构示意图，在该图中，第二电阻R2与电源100以及输出端口300之间的连接关系不同于图1A，该第二电阻R2与第一电阻R1之间呈串联关系。
在一个可能的示例中，所述第二电阻R2连接于所述电源100与所述输出端口300之间，包括：所述第二电阻R2的输入端与所述第一电阻R1的输出端连接，所述第二电阻R2的输出端与所述输出端口300的第一端口301连接。
其中，如图1C所示，为一种短路保护电路的结构示意图，在该图中，第二电阻R2与电源100以及输出端口300之间的连接关系不同于图1A与图1B，该第二电阻R2与第一电阻R1之间呈串联关系。
在一个可能的示例中，请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种控制芯片的结构示意图，该控制芯片包括：输出控制模块210、第一ADC模块220、第二ADC模块230、第一放大模块240和第二放大模块250，其中，
所述输出控制模块210的第一端口211与所述电源连接，所述输出控制模块210的第二端口212与所述第一ADC模块220的第一端口221连接，所述第一ADC模块220的第二端口222与所述第一放大模块240的第一端口241连接，所述第一放大模块240的第二端口242与所述控制芯片200的第二端口202连接，所述第一放大模块240的第三端口243与所述控制芯片200的第三端口203连接。
其中，上述第一ADC（模拟/数字转换）模块和/或第二ADC模块的具体数目不受限定，也就是说，在本申请实施例中并不限定上述ADC模块的数量。
其中，在本申请实施例中，并不限定上述第一放大（放大采样）模块和/或第二放大模块的具体数量，该控制芯片中可包括4个、5个或者6个等等放大模块，在此不作限定。
其中，在本申请实施例中，为了提高输出电流采样精度，本申请在第一ADC模块220前一级加入第一放大模块240来放大第一电阻R1处的输出电流的采样信号；在第二ADC模块230前一级加入第二放大模块250来放大第二电阻300处的输出电流的采样信号。
在一个可能的示例中，所述输出控制模块210的第三端口213与所述第二ADC模块230的第一端口231连接，所述第二ADC模块230的第二端口232与所述第二放大模块250的第一端口251连接，所述第二放大模块250的第二端口252与所述控制芯片200的第四端口204连接，所述第二放大模块250的第三端口253与所述控制芯片200的第五端口205连接。
其中，该输出控制模块用于检测得到所述第一电阻R1两端的第一电压，以及所述第二电阻R2两端的第二电压，并调节电源100的输出电压，用于控制电路使得在第一电阻R1或第二电阻R2短路时，使得整个电路进入短路保护状态，即可调节电源100的输出电压为预设电压（例如，5V），并在预设周期内，通过计时器监控该电源100的输出状态，并保持该电源的最大输出电流为预设电流（例如，500mA）。
在一个可能的示例中，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种第一ADC模块和/或第二ADC模块的结构示意图，该第一ADC模块和/或第二ADC模块包括：比较器、采样保持电路、逐次逼近寄存器(Successive Approximation Register，SAR)和数模转换器（Digital to Analog Converter，DAC），其中，
所述采样保持电路的一端与所述比较器的一端连接，所述比较器的另一端与所述逐次逼近寄存器的一端连接，所述逐次逼近寄存器的另一端与所述数模转换器的一端连接，所述数模转换器的另一端与所述采样保持电路的另一端以及所述比较器的一端连接。
其中，上述第一ADC模块和/或第二ADC模块可采用逐次逼近寄存器(SuccessiveApproximation Register，SAR)模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)。该SAR ADC也称为二进制搜索ADC。
其中，SAR ADC是用一个高速高精度的比较器将模拟输入信号与前一次得到的模数转换结果通过DAC后的输出相比较，得到从最高有效位（Most Significant Byte，MSB）到最低有效位（Least Significant Bit，LSB）的每一位，从而将输出电流的每一采样模拟信号转化成多个bit的数字信号。
在一个可能的示例中，所述第二放大模块250与所述第一放大模块240不同。
其中，若第二电阻R2与电源100以及输出端口300之间的连接关系如图1A所示，即所述第二电阻R2的输入端与所述输出端口300的第二端口302连接，所述第二电阻R2的输出端与所述输出端口300的第二端口302连接，所述第二电阻R2的输出端接地；那么，在这种情况下，上述第二放大模块250的具体电路与第一放大模块240的具体电路不同。
在一个可能的示例中，所述第二放大模块250与所述第一放大模块240相同。
其中，若第二电阻R2与电源100以及输出端口300之间的连接关系如图1B或者图1C所示时，即：所述第二电阻R2的输入端与所述电源100的第一端口101连接，所述第二电阻R2的输出端与所述第一电阻R1的输入端连接，或者所述第二电阻R2的输入端与所述第一电阻R1的输出端连接，所述第二电阻R2的输出端与所述输出端口300的第一端口301连接。在上述情况下，上述第二放大模块250的具体电路与第一放大模块240的具体电路相同。
在一个可能的示例中，请参阅图4A，图4A是本申请实施例提供的一种第二放大模块的结构示意图，该第二放大模块250包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一放大器U1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，其中，
所述第三电阻R3的一端与所述第二电阻R2的输入端连接，所述第三电阻R3的与所述第一放大器U1的正向输入端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第二电阻R2的输出端连接，所述第四电阻R4与所述第一放大器U1的反向输入端以及所述第五电阻R5的一端连接，所述第一放大器U1的AVCC端与所述第一MOS管Q1的源极连接以及所述第二MOS管Q2的源极连接，所述第一MOS管Q1的栅极与所述第二MOS管Q2的栅极连接以及所述第三MOS管Q3的漏极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，所述比较器U1的输出端与所述第三MOS管Q3的栅极连接，所述第三MOS管Q3的源极与所述第五电阻R5的另一端连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第六电阻R6的一端以及所述第二ADC模块220的输出端222连接，所述第六电阻R6的另一端接地。
其中，上述第一MOS管和/或第二MOS管也可以是PNP类型的三极管。
其中，上述第一MOS管和第二MOS管的作用是形成镜像电流源电路，使得第五电阻R5和第六电阻R6之间的电流相等，因此，该电路中电流采样信号放大倍数为第六电阻R6的电压与第五电阻R5之前的电压比值，即R6/R5。
在一个可能的示例中，请参阅图4B，图4B是本申请实施例提供的一种第一放大模块240和/或第二放大模块250的结构示意图，所述第一放大模块240包括：第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二放大器U2、第四MOS管Q4，其中，
所述第七电阻R7的一端与所述第一电阻R1的输入端连接，所述第七电阻R7的另一端与所述第二放大器U2的正向输入端以及所述第九电阻R9的一端连接，所述第九电阻R9的另一端与所述第四MOS管Q4的漏极连接，所述第四MOS管的栅极与所述第二放大器U2的输出端连接，所述第四MOS管Q4的源极与所述第十电阻R10的一端以及所述第一ADC模块220的输出端连接，所述第十电阻R10的另一端接地。
其中，基于第二运算放大器U2的正向输入端+和反向输入端-的电压相同，所以第七电阻R7上的压差等于被采样的电压，并且七电阻R7上的电流与第九电阻R9上的电流相等，因此电流采样信号放大倍数为第九电阻R9上的电压与第七电阻R7上的电压比值，即电流采样信号放大为R9/R7。
需要说明的是，在本申请实施例中，上述第一放大模块和/或第二放大模块也可由其他元器件组成，其组织架构在此不作限定。
可选地，当上述第二电阻R2与电源100以及输出端口300之间的连接关系如图1A所示时，上述第一放大模块240的具体电路如图4B所示，上述第二放大模块250的具体电路如图4A所示，上述第二放大模块250与上述第一放大模块240不同。
可选地，当上述第二电阻R2与电源100以及输出端口300之间的连接关系如图1B或1C所示时，上述第一放大模块240和/或第二放大模块的的具体电路如图4B所示，上述第二放大模块250与上述第一放大模块240相同。
在一个可能的示例中，所述输出控制模块包括：寄存器和计时器，其中，所述计时器用于监控所述输出控制模块的状态，所述寄存器用于在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，复位所述输出控制模块的短路保护状态。
其中，当电路中出现第一电阻R1或第二电阻R2短路的情况时，可通过该计时器监控上述第一电阻R1或第二电阻R2短路情况的持续时间。
其中，上述寄存器可在发生上述第一电阻R1和/或第二电阻R2短路情况的持续时间超过N个时钟周期以后，复位整个电路的状态，也就是说，可控制电源以正常电压进行输出，解除短路保护状态，并重新开始监控第一电阻R1和/或第二电阻R2是否短路的情况。
在一个可能的示例中，电源的输出电压通过如下方式进行调节：
调节所述电源的输出电压为预设电压，并在预设周期内，通过所述计时器监控所述电源，并保持所述电源的最大输出电流为所述预设电流。
其中，上述预设电压可为用户自行设置或者系统默认，在此不作限定；该预设电压可根据LPS认证协议设定，一般来说，合格LPS认证协议的电源不会引起火灾或者触电现象，因为它们向负载输送的输出电流和电压均有限制。以下总结了被认证为固有电源输送限制型LPS的电源的规格（VA=伏特*安培，Voc=开路输出电压（空载）,小于等于30 Vdc的直流电压或小于等于30 VACrms（Root-Mean-Square，均方根(值)，即有效值）的基本正弦交流电压）：最大短路电流为8A；最大VA为100；最大标记输出功率额定值为5A * Voc；最大标记输出电流额定值为5A。在本申请实施例中，为了保证电源满足LPS认证要求。可将该预设电压设置为5V（伏），同时设置上述预设电流为500mA。
具体实现中，可通过控制芯片200控制该电源的输出电压调整为5V，并设置该电源的OCP点调节为500mA，如此，可限制电源的输出电流，使其低于500mA。
其中，上述调节OCP点是为了限电流，以实现过流保护功能，具体地，当回路中电流高于限电流点时，电源100会以设定的限电流值进行恒流输出。
其中，上述预设周期可为用户自行设定或者系统默认，在此不作限定。该预设周期可以为N个时钟周期，N为正整数，在N个时钟周期内，均保持电源100以低于500mA的输出电流输出。
在一个可能的示例中，所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况通过如下方式确定：确定所述电阻比值与所述第一系数的乘积，得到第一比较值；确定所述电阻比值与所述第二系数的乘积，得到第二比较值；若所述电压比值大于所述第一比较值，通过所述计时器确定所述电压比值大于所述第一比较值的第一持续时间，若所述第一持续时间大于或等于第一预设阈值，则确定所述第二电阻短路；若所述电压比值小于所述第二比较值，通过所述计时器确定所述电压比值小于所述第二比较值的第二持续时间，若所述第二持续时间大于或等于第二预设阈值，则确定所述第一电阻短路。
其中，上述第一系数和/或第二系数可为用户自行设置或者系统默认，在此不作限定；该第一系数的取值范围也可预设为[a,b]，第二系数的取值范围可预设为[c,d]；上述两个范围可相同也可以不同，其中，可从上述范围内分别对上述第一系数或第二系数进行取值；具体的在此不作限定；上述第一系数也可与第二系数不同，均可根据具体的采样精度进行预设，举例来说，上述第一系数可预设为120%，上述第二系数可预设为80%。
其中，上述第一预设阈值和第二预设阈值可为用户自行设定或者系统默认，例如，可以为5ms、10ms、15ms、20ms等等，具体取值可根据实际应用情况进行设置，在此不做限制。
具体实现中，确定第一电阻R1的电压为VR1，确定第二电阻R2的电压为
VR2；若VR1/VR2>R1/R2×120%，并且第一持续时间大于或等于第一预设阈值（例如，10ms），那么，可确定第二电阻R2短路；若VR1/VR2<R1/R2×80%，并且第二持续时间大于或等于第二预设阈值（例如，10ms），则确定第一电阻R1短路。
在一个可能的示例中，所述电源的输出电压通过如下方式进行调节：
若确定所述第一电阻R1短路，则调节所述电源100的输出电压；
若确定所述第二电阻R2短路，则调节所述电源100的输出电压。
其中，不管第一电阻或者第二电阻短路，均可调节电源100的输出电压为预设电压（例如，5V），并在预设周期内，通过计时器监控该电源100的输出状态，并保持该电源的最大输出电流为预设电流（例如，500mA）；如此，即进入短路保护状态。
在一种可能的示例中，所述在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，所述输出控制模块的状态通过如下方式复位：
保持所述电源的最大输出电流为所述预设电流所述预设周期以后，通过所述寄存器复位所述输出控制模块的短路保护状态。
其中，在本申请实施例中，上述预设周期可为用户自行设置或者系统默认，在此不作限定。
其中，在保持上述短路保护状态持续预设周期以后，即保持电源的最大输出电流为预设电流预设周期以后，可通过寄存器复位上述输出控制模块的短路保护状态，也就是说，可重新开始检测得到第一电阻R1两端的第一电压，以及第二电阻R2两端的第二电压，通过第一电压和第二电压，确定第一电阻和/或第二电阻的短路情况，并在第一电阻和/或第二电阻短路时，调节电源的输出电压，如此，周而复始，循环保护整个电路。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图，该短路保护电路包括：电源100、控制芯片200、第一电阻R1、第二电阻R2和输出端口300，其中，
所述电源100的一端101与所述控制芯片200的第一端口201连接，所述电源100的另一端102与所述第一电阻R1的输入端以及所述控制芯片200的第二端口202连接，所述第一电阻R1的输出端与所述控制芯片200的第三端口203以及所述输出端口300的第一端口301连接，所述第二电阻R2连接于所述电源100与所述输出端口300或地面之间，所述第二电阻R2的输入端与所述控制芯片200的第四端口204连接，所述第二电阻R2的输出端与所述控制芯片200的第五端口205连接，所述输出端口300的第二端口302接地；
所述控制芯片200用于检测得到所述第一电阻R1两端的第一电压，以及所述第二电阻R2两端的第二电压；
所述控制芯片200，还用于根据所述第一电压和所述第二电压，确定所述第一电阻R1和/或所述第二电阻R2的短路情况，并在所述第一电阻R1和/或第二电阻R2短路时，调节所述电源100的输出电压。
所述控制芯片包括输出控制模块210、第一ADC模块220、第二ADC模块230、第一放大模块240和第二放大模块250。
其中，如图5所示，第二电阻R2与电源100以及输出端口300的连接关系如图1A所示。
可以看出，本申请实施例所描述的短路保护电路中，电源100可双路输出电流，通过两个电阻（第一电阻R1和第二电阻R2）之间串联关系建立相互保护机制，对整个电路起到保护作用，在电路中出现元器件短路情况时，可通过控制芯片200中的输出控制模块210调节电源100的输出电压使其满足LPS标准的要求，以防止电源100的输出电压过大造成元器件烧毁，从而引起火灾等情况，有利于保障电源使用场景的充电安全。
请参阅图6，为本申请实施例提供的一种短路保护方法的流程示意图，如图所示，该短路保护方法应用于如图1A、图1B、图1C和图5所示的短路保护电路，所述短路保护电路包括：电源、控制芯片、第一电阻、第二电阻和输出端口，其中，所述电源的一端与所述控制芯片的第一端口连接，所述电源的另一端与所述第一电阻的输入端以及所述控制芯片的第二端口连接，所述第一电阻的输出端与所述控制芯片的第三端口以及所述输出端口连接，所述第二电阻的输入端与所述控制芯片的第四端口以及输出端口连接，所述第二电阻的输出端与所述控制芯片的第五端口连接；所述方法包括：
S601、通过所述控制芯片检测得到所述第一电阻两端的第一电压，以及所述第二电阻两端的第二电压；
S602、通过所述控制芯片根据所述第一电压和所述第二电压，确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况，并在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，调节所述电源的输出电压。
可见，在本申请实施例所描述的短路保护方法，可通过两个电阻（第一电阻和第二电阻）之间串联关系建立相互保护机制，对整个电路起到保护作用，在电路中出现元器件短路情况时，可通过控制芯片中的输出控制模块调节电源的输出电压使其满足LPS标准的要求，以防止电源的输出电压过大造成元器件烧毁，从而引起火灾等情况，有利于保障电源使用场景的充电安全。
在一个可能的示例中，所述确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况，可包括如下步骤：确定所述第一电压与所述第二电压之间的电压比值；确定所述第一电阻与第二电阻之间的电阻比值；获取第一系数和第二系数，其中，所述第一系数和/或所述第二系数用于约束所述电阻比值；根据所述电压比值、所述电阻比值、第一系数和第二系数，确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况。
在一个可能的示例中，所述控制芯片包括：输出控制模块，所述输出控制模块包括：计时器；所述根据所述电压比值、所述电阻比值、第一系数和第二系数，确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况，可包括如下步骤：确定所述电阻比值与所述第一系数的乘积，得到第一比较值；确定所述电阻比值与所述第二系数的乘积，得到第二比较值；若所述电压比值大于所述第一比较值，通过所述计时器确定所述电压比值大于所述第一比较值的第一持续时间，若所述第一持续时间大于或等于第一预设阈值，则确定所述第二电阻短路；若所述电压比值小于所述第二比较值，通过所述计时器确定所述电压比值小于所述第二比较值的第二持续时间，若所述第二持续时间大于或等于第二预设阈值，则确定所述第一电阻短路。
在一个可能的示例中，所述调节所述电源的输出电压，可包括如下步骤：若确定所述第一电阻短路，则调节所述电源的输出电压；若确定所述第二电阻短路，则调节所述电源的输出电压。
在一个可能的示例中，所述调节所述电源的输出电压，可包括如下步骤：调节所述电源的输出电压为预设电压，并在预设周期内，通过所述计时器保持所述电源的最大输出电流为预设电流。
在一个可能的示例中，所述输出控制模块还包括：寄存器；所述方法还可包括如下步骤：保持所述电源的最大输出电流为所述预设电流所述预设周期以后，通过所述寄存器复位所述输出控制模块的短路保护状态。
需要说明的是，上述步骤的实现方式与上述短路保护电路中的具体步骤相同，在此不再赘述。
本申请实施例提供一种充电电源，该充电电源包括上述任一申请实施例提供的短路保护电路。其中，充电电源中的短路保护电路与上述任一申请实施例中描述的短路保护电路相同，在此不再叙述。
本申请提供一种电子设备，包括充电电源。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (17)

1.一种短路保护电路，其特征在于，所述短路保护包括：电源、控制芯片、第一电阻、第二电阻和输出端口，其中，
所述电源的一端与所述控制芯片的第一端口连接，所述电源的另一端与所述第一电阻的输入端以及所述控制芯片的第二端口连接，所述第一电阻的输出端与所述控制芯片的第三端口以及所述输出端口的第一端口连接，所述第二电阻连接于所述电源与所述输出端口之间或连接于所述输出端口与地面之间，所述第二电阻的输入端与所述控制芯片的第四端口连接，所述第二电阻的输出端与所述控制芯片的第五端口连接，所述输出端口的第二端口接地；
所述控制芯片用于检测得到所述第一电阻两端的第一电压，以及所述第二电阻两端的第二电压；
所述控制芯片，还用于根据所述第一电压和所述第二电压，确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况，并在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，调节所述电源的输出电压；
其中，所述控制芯片包括：输出控制模块、第一ADC模块、第二ADC模块、第一放大模块和第二放大模块，其中，所述输出控制模块的第一端口与所述电源连接，所述输出控制模块的第二端口与所述第一ADC模块的第一端口连接，所述第一ADC模块的第二端口与所述第一放大模块的第一端口连接，所述第一放大模块的第二端口与所述控制芯片的第二端口连接，所述第一放大模块的第三端口与所述控制芯片的第三端口连接；
所述输出控制模块的第三端口与所述第二ADC模块的第一端口连接，所述第二ADC模块的第二端口与所述第二放大模块的第一端口连接，所述第二放大模块的第二端口与所述控制芯片的第四端口连接，所述第二放大模块的第三端口与所述控制芯片的第五端口连接。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一ADC模块和/或所述第二ADC模块包括：比较器、采样保持电路、逐次逼近寄存器和数模转换器，其中，
所述采样保持电路的一端与所述比较器的一端连接，所述比较器的另一端与所述逐次逼近寄存器的一端连接，所述逐次逼近寄存器的另一端与所述数模转换器的一端连接，所述数模转换器的另一端与所述采样保持电路的另一端以及所述比较器的一端连接。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二电阻连接于所述输出端口与地面之间，包括：
所述第二电阻的输入端与所述输出端口的第二端口连接，所述第二电阻的输出端与所述输出端口的第二端口连接，所述第二电阻的输出端接地。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二电阻连接于所述电源与所述输出端口之间，包括：
所述第二电阻的输入端与所述电源的第一端口连接，所述第二电阻的输出端与所述第一电阻的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第二电阻连接于所述电源与所述输出端口之间，包括：
所述第二电阻的输入端与所述第一电阻的输出端连接，所述第二电阻的输出端与所述输出端口的第一端口连接。
6.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二放大模块与所述第一放大模块不同。
7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二放大模块与所述第一放大模块相同。
8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第二放大模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一放大器、第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，其中，
所述第三电阻的一端与所述第二电阻的输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一放大器的正向输入端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电阻的输出端连接，所述第四电阻与所述第一放大器的反向输入端以及所述第五电阻的一端连接，所述第一放大器的AVCC端与所述第一MOS管的源极连接以及所述第二MOS管的源极连接，所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极连接以及所述第三MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，比较器的输出端与所述第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的源极与所述第五电阻的另一端连接，所述第二MOS管的漏极与所述第六电阻的一端以及所述第二ADC模块的输出端连接，所述第六电阻的另一端接地。
9.根据权利要求6或7所述的电路，其特征在于，所述第一放大模块和/或所述第二放大模块包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二放大器、第四MOS管，其中，
所述第七电阻的一端与所述第一电阻的输入端连接，所述第七电阻的另一端与所述第二放大器的正向输入端以及所述第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的栅极与所述第二放大器的输出端连接，所述第四MOS管的源极与所述第十电阻的一端以及所述第一ADC的输出端连接，所述第十电阻的另一端接地。
10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出控制模块包括：寄存器和计时器，其中，所述计时器用于监控所述输出控制模块的状态，所述寄存器用于在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，复位所述输出控制模块的短路保护状态。
11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况通过如下方式确定：
确定所述第一电压与所述第二电压之间的电压比值；
确定所述第一电阻与第二电阻之间的电阻比值；
获取第一系数和第二系数，其中，所述第一系数和/或所述第二系数用于约束所述电阻比值；
根据所述电压比值、所述电阻比值、第一系数和第二系数，确定所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况。
12.根据权利要求11所述的电路，其特征在于，所述第一电阻和/或所述第二电阻的短路情况通过如下方式确定：
确定所述电阻比值与所述第一系数的乘积，得到第一比较值；
确定所述电阻比值与所述第二系数的乘积，得到第二比较值；
若所述电压比值大于所述第一比较值，通过所述计时器确定所述电压比值大于所述第一比较值的第一持续时间，若所述第一持续时间大于或等于第一预设阈值，则确定所述第二电阻短路；
若所述电压比值小于所述第二比较值，通过所述计时器确定所述电压比值小于所述第二比较值的第二持续时间，若所述第二持续时间大于或等于第二预设阈值，则确定所述第一电阻短路。
13.根据权利要求11或12所述的电路，其特征在于，所述电源的输出电压通过如下方式进行调节：
若确定所述第一电阻短路，则调节所述电源的输出电压；
若确定所述第二电阻短路，则调节所述电源的输出电压。
14.根据权利要求13所述的电路，其特征在于，所述电源的输出电压通过如下方式进行调节：
调节所述电源的输出电压为预设电压，并在预设周期内，通过所述计时器监控所述电源，并保持所述电源的最大输出电流为预设电流。
15.根据权利要求14所述的电路，其特征在于，所述在所述第一电阻和/或第二电阻短路时，所述输出控制模块的状态通过如下方式复位：
保持所述电源的最大输出电流为所述预设电流所述预设周期以后，通过所述寄存器复位所述输出控制模块的短路保护状态。
16.一种充电电源，其特征在于，所述充电电源包括如权利要求1-15任一项所述的短路保护电路。
17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求16所述的充电电源。
CN202110733414.5A 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、充电电源及电子设备 Active CN113178932B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111258799.0A CN115549229A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、方法和相关充电电源及电子设备
CN202110733414.5A CN113178932B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、充电电源及电子设备
PCT/CN2021/104673 WO2023272752A1 (zh) 2021-06-30 2021-07-06 短路保护电路、充电电源及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110733414.5A CN113178932B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、充电电源及电子设备

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111258799.0A Division CN115549229A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、方法和相关充电电源及电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113178932A CN113178932A (zh) 2021-07-27
CN113178932B true CN113178932B (zh) 2021-10-01

Family

ID=76927963

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111258799.0A Pending CN115549229A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、方法和相关充电电源及电子设备
CN202110733414.5A Active CN113178932B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、充电电源及电子设备

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111258799.0A Pending CN115549229A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 短路保护电路、方法和相关充电电源及电子设备

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN115549229A (zh)
WO (1) WO2023272752A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008148496A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電装置
JP2009038865A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Panasonic Corp 短絡検出機能を備えた電力供給装置
CN101969188B (zh) * 2010-10-25 2013-08-21 灿芯半导体(上海)有限公司 用于开关电源的电阻短路保护装置和保护方法
CN107579508B (zh) * 2017-09-23 2019-06-11 华为技术有限公司 一种电源保护装置以及使用所述装置的终端
TWI701536B (zh) * 2018-09-26 2020-08-11 全漢企業股份有限公司 電源裝置、電流偵測電路及電流偵測方法
CN209134044U (zh) * 2018-10-26 2019-07-19 潍坊歌尔电子有限公司 一种短路保护电路及电子产品
CN111769614A (zh) * 2020-07-09 2020-10-13 昂宝电子（上海）有限公司 快充系统的检测电路及方法、快充协议电路和快充系统
CN212343388U (zh) * 2020-07-10 2021-01-12 深圳英集芯科技有限公司 一种用于充电设备接口对地短路保护电路
CN114336532B (zh) * 2020-10-10 2024-03-26 深圳英集芯科技股份有限公司 一种采样电阻短路保护方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023272752A1 (zh) 2023-01-05
CN113178932A (zh) 2021-07-27
CN115549229A (zh) 2022-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI395964B (zh) 電壓檢測電路、多電池單元之電池組保護電路及保護方法
CN101562391A (zh) 用于电源供应器的电流电平判断装置及其相关电源供应器
US8472157B2 (en) Overvoltage and overcurrent protection circuit
WO2009006067A2 (en) Programmable power limitation for power transistor system
US20180254644A1 (en) Techniques for charger control
US10659241B2 (en) Automatic power over ethernet pulse width signaling correction
CN210376502U (zh) 一种双向过压检测电路
JP2001043904A (ja) 電流モニター回路
TW200812191A (en) Charging circuit
CN112821497B (zh) 锂电池保护系统和锂电池
US8922218B2 (en) Detection circuits for batteries
CN113258538B (zh) 电源输出保护方法及电路
CN111337837B (zh) 一种电压采样电路及电压采样方法
CN201345530Y (zh) 过流保护电路
CN113178932B (zh) 短路保护电路、充电电源及电子设备
CN112670959B (zh) 锂电池保护电路
EP0897210A2 (en) Control circuit for distributed electrical equipment
JP2011101512A (ja) Ｕｓｂ接続機器に用いる入力保護回路
US9654022B2 (en) Power conversion device and control method thereof
US8929044B2 (en) System and method for controlled overvoltage detection
JPH06284594A (ja) 充電式電源装置
US20230273246A1 (en) Systems and methods for overcurrent detection of charge pumps
CN210129746U (zh) 过量充电检测装置
KR100990664B1 (ko) 휴대용 충/방전 장치
JP3622806B2 (ja) 二次電池の過電流検出回路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant