CN113852043A - 短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种短路保护电路，其包括第一信号产生模块、基准电压模块、主控模块、负载电路模块、比较模块。第一信号产生模块产生第一信号，基准电压模块产生基准电压。主控模块接收第一信号，基于第一信号，主控模块输出驱动信号。负载电路模块接收驱动信号，负载电路模块输出采样电压，驱动信号控制负载电路模块电路的通断。比较模块接收基准电压和采样电压，基于基准电压和采样电压，比较模块输出控制信号。当负载电路模块发生短路时，控制信号控制主控模块输出低电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块的电路断开。当负载电路模块正常工作时，控制信号控制主控模块输出高电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块的电路导通。

Description

短路保护电路

技术领域

本发明涉及电路领域，特别涉及一种保护电路。

背景技术

在现代社会中，电池管理系统主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。电源管理系统需要进行短路保护，现有的短路保护电路需要依靠模拟前端进行设计。因为模拟前端的成本较高，所以现有的短路保护电路存在成本较高的技术问题。

故需要提供一种短路保护电路来解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种短路保护电路，有效解决了现有的短路保护电路成本较高的技术问题。

本发明提供一种短路保护电路，其包括：

第一信号产生模块，用于产生第一信号；

基准电压模块，用于产生基准电压；

主控模块，其接收所述第一信号，基于所述第一信号，输出所述驱动信号；

负载电路模块，其接收驱动信号，所述负载电路模块输出采样电压；其中，所述驱动信号控制所述负载电路模块电路的通断；

比较模块，其接收所述基准电压和所述采样电压，基于所述基准电压和所述采样电压，所述比较模块输出控制信号；

其中，当所述负载电路模块发生短路时，所述控制信号控制所述主控模块输出低电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述控制信号控制所述主控模块输出高电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路导通；所述主控模块包括锁存器和与门电路单元，所述锁存器包括第一输入引脚、输出引脚，所述与门电路单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入引脚接收所述第一信号，所述输出引脚连接单片机与所述第二输入端，用于传输所述第二信号，所述第一输入端接收所述第一信号，所述第一输出端输出所述驱动信号；

所述负载电路模块包括第一MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述第一输出端，用于接收所述驱动信号，所述第一MOS管的漏极连接负载输出所述采样电压，所述第一MOS管的源极接地；

所述比较模块包括比较器，所述锁存器包括第二输入引脚，所述比较器包括正向输入端、负向输入端、第二输出端，所述正向输入端接收所述基准电压，所述负向输入端连接所述第一MOS管的源极，所述负向输入端接收所述采样电压，所述第二输出端与所述第二输入引脚连接，用于传输所述控制信号；

当所述负载电路模块发生短路时，所述采样电压大于所述基准电压，所述比较器输出低电平的所述控制信号，基于低电平的所述控制信号，所述锁存器输出低电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和低电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管截止，从而所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述采样电压小于所述基准电压，所述比较器输出高电平的控制信号，基于高电平的所述控制信号，所述锁存器输出高电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和高电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管导通，从而所述负载电路模块的电路导通；

所述第一信号产生模块包括延时单元，所述延时单元用于对所述第一信号进行延时，所述延时单元包括第一电容和第一电阻，所述第一电阻连接于所述第一信号产生模块的输入端，所述第一电容的一端与所述第一电阻连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第一电压产生模块还包括信号整形单元，所述信号整形单元与所述延时单元连接，所述信号整形单元用于对所述第一信号进行整形；

所述基准电压模块包括滤波单元，所述滤波的单元用于将基准电压的方波信号转为直流信号，所述滤波单元包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容，所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻串联连接于所述基准电压模块的输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联连接，所述第三电容与所述第三电阻并联连接，所述第四电容与所述第四电阻并联连接；

所述基准电压模块包括电压跟随器，所述电压跟随器用于对所述第一电压进行电压跟随，所述电压跟随器包括第三输入端、第四输入端、第三输出端，所述第三输入端与所述第四电阻连接，所述第四输入端与所述第三输出端连接，用于对所述电压跟随器进行电压反馈，所述第三输出端连接所述正向输入端。

在本发明所述的短路保护电路中，短路保护电路，其包括：

第一信号产生模块，用于产生第一信号；

基准电压模块，用于产生基准电压；

主控模块，其接收所述第一信号，基于所述第一信号，输出所述驱动信号；

负载电路模块，其接收驱动信号，所述负载电路模块输出采样电压；其中，所述驱动信号控制所述负载电路模块电路的通断；

比较模块，其接收所述基准电压和所述采样电压，基于所述基准电压和所述采样电压，所述比较模块输出控制信号；

其中，当所述负载电路模块发生短路时，所述控制信号控制所述主控模块输出低电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述控制信号控制所述主控模块输出高电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路导通，用于本发明通过硬件电路搭建短路保护电路，避免短路保护电路中需要使用模拟前端，从而使得电路的成本较低。

在本发明所述的短路保护电路中，所述主控模块包括锁存器和与门电路单元，所述锁存器包括第一输入引脚、输出引脚，所述与门电路单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入引脚接收所述第一信号，所述输出引脚连接单片机与所述第二输入端，用于传输所述第二信号，所述第一输入端接收所述第一信号，所述第一输出端输出所述驱动信号。

在本发明所述的短路保护电路中，所述负载电路模块包括第一MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述第一输出端，用于接收所述驱动信号，所述第一MOS管的漏极连接负载输出所述采样电压，所述第一MOS管的源极接地。

在本发明所述的短路保护电路中，所述比较模块包括比较器，所述锁存器包括第二输入引脚，所述比较器包括正向输入端、负向输入端、第二输出端，所述正向输入端接收所述基准电压，所述负向输入端连接所述第一MOS管的源极，所述负向输入端接收所述采样电压，所述第二输出端与所述第二输入引脚连接，用于传输所述控制信号。

在本发明所述的短路保护电路中，当所述负载电路模块发生短路时，所述采样电压大于所述基准电压，所述比较器输出低电平的所述控制信号，基于低电平的所述控制信号，所述锁存器输出低电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和低电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管截止，从而所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述采样电压小于所述基准电压，所述比较器输出高电平的所述控制信号，基于高电平的所述控制信号，所述锁存器输出高电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和高电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管导通，从而所述负载电路模块的电路导通。

在本发明所述的短路保护电路中，所述第一信号产生模块包括延时单元，所述延时单元用于对所述第一信号进行延时，所述延时单元包括第一电容和第一电阻，所述第一电阻连接于所述第一信号产生模块的输入端，所述第一电容的一端与所述第一电阻连接，所述第一电容的另一端接地。

在本发明所述的短路保护电路中，所述第一电压产生模块还包括信号整形单元，所述信号整形单元与所述延时单元连接，所述信号整形单元用于对所述第一信号进行整形。

在本发明所述的短路保护电路中，所述基准电压模块包括滤波单元，所述滤波的单元用于将基准电压的方波信号转为直流信号，所述滤波单元包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容，所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻串联连接于所述基准电压模块的输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联连接，所述第三电容与所述第三电阻并联连接，所述第四电容与所述第四电阻并联连接。

在本发明所述的短路保护电路中，基准电压模块包括电压跟随器，所述电压跟随器用于对所述第一电压进行电压跟随，所述电压跟随器包括第三输入端、第四输入端、第三输出端，所述第三输入端与所述第四电阻连接，所述第四输入端与所述第三输出端连接，用于对所述电压跟随器进行电压反馈，所述第三输出端连接所述正向输入端。

在本发明所述的短路保护电路中，所述锁存器的输出引脚连接单片机，当所述负载电路模块发生短路时，所述锁存器输出所述第二信号，所述单片机接收所述第二信号，用于所述单片机通过所述第二信号识别所述负载电路模块发生短路。

本发明相较于现有技术，其有益效果为：本发明提供一种短路保护电路，该短路保护电路通过第一信号产生模块产生第一信号，该短路保护电路通过基准电压模块产生基准电压。主控模块基于第一信号输出驱动信号，驱动信号可控制负载电路模块电路的通断。负载电路模块接收驱动信号，负载电路模块输出采样电压，比较模块基于基准电压和所述采样电压输出控制信号。当负载电路模块发生短路时，控制信号控制主控模块输出低电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块的电路断开。当负载电路模块正常工作时，控制信号控制所述主控模块输出高电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块的电路导通。本发明的第一信号产生模块、基准电压模块、主控模块、负载电路模块、比较模块均通过硬件电路进行搭建，避免该短路保护电路中需要使用模拟前端，从而使得该短路保护电路的成本较低。有效解决了现有的短路保护电路成本较高的技术问题。

而且，现有技术中电源管理系统二级短路保护电路基本上是使用双模拟前端来做二级短路保护。在单片机的配置上，现有短路保护电路需要花费比较多的资源去配置第二颗模拟前端，从而使得现有短路保护电路的电子元件得到保护。本发明可以通过简单的电路和比较低的成本实现电源管理系统二级短路保护的功能，并且本发明不会占用大量的单片机资源配置。因为本发明短路保护电路脱离单片机也可以单独稳定的工作，所以本发明的灵活度也比较高。

附图说明

图1为本发明的短路保护电路一实施例的方框图。

图2为本发明的短路保护电路一实施例的电路图。

图中，10、短路保护电路；11、第一信号产生模块；111、延时单元；112、信号整形单元；12、基准电压模块；121、滤波单元；13、主控模块；131、锁存器；14、负载电路模块；15、比较模块。

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。

本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

本发明术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

请参照图1至图2，图1为本发明的短路保护电路一实施例的方框图；图2为本发明的短路保护电路一实施例的电路图。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

请参照图1和图2，本发明提供一种短路保护电路10，该短路保护电路10包括第一信号产生模块11、基准电压模块12、主控模块13、负载电路模块14、比较模块15。第一信号产生模块11可连接单片机，基于单片机输出端DSG_MOS_CTR输出的信号，第一信号产生模块11用于产生第一信号。

请参照图1和图2，第一信号产生模块11包括延时单元111，该延时单元111用于对第一信号进行延时。该延时单元111包括第一电容C4和第一电阻R7，第一电阻R7连接于第一信号产生模块11的输入端，第一电阻R7与单片机输出端DSG_MOS_CTR连接。第一电容C4的一端与第一电阻R7连接，第一电容C4的另一端接地。第一电阻R7和第一电容C4组成的延时单元111为RC延时电路，用户可通过调整第一电阻R7和第一电容C4的大小，即可调整延时单元111的延时时间。在第一信号经过延时单元11时，该延时单元111可对第一信号起到延时保护的作用。

该短路保护电路10需要短路保护延时，主要是因为电源管理系统在负载上电的时候，部分负载中有容性负载的情况存在。容性负载在导通的时候会有一个非常大的而且时间很短的冲击电流，如果没有延时而直接检测会导致误保护动作，所以此时短路保护电路10需要在MOS管刚导通的时候提供一个短暂消隐时间，来规避容性负载导通瞬间的大电流，以此达到不让电源管理系统误触发短路保护的条件。这里主要通过改变电阻和电容的大小从而改变第一电阻R7和第一电容C4的充电时间，以此达到延时的效果。

请参照图1和图2，第一电压产生模块11还包括信号整形单元112。信号整形单元112与延时单元111连接，信号整形单元112可用于对第一信号进行整形。信号整形单元112可对输入的信号的波形进行整形，以便对输入的信号进行后续的处理。信号整形单元112由两个串联的非门电路构成，两个非门电路分别为第一非门电路NOT2和第二非门电路NOT3。由于第一信号通过信号整形单元112进行整形，第一信号的波形具有良好的稳定性和一致性。

请参照图1和图2，基准电压模块12用于产生基准电压。基准电压模块12可连接单片机，基于单片机基准端SCP_VALUE_PWM输出的信号，基准电压模块12可产生基准电压。基准电压模块12包括滤波单元121，滤波单元121用于将基准电压的方波信号转为直流信号。滤波单元121包括第二电阻R11、第三电阻R12、第四电阻R13、第二电容C7、第三电容C8、第四电容C9。第二电阻R11、第三电阻R12、第四电阻R13串联连接于基准电压模块12的输入端，第二电容C7与第二电阻R11并联连接。第三电容C8与第三电阻R12并联连接，第四电容C9与第四电阻R13并联连接。滤波单元121为低通滤波器，单片机基准端SCP_VALUE_PWM输出的信号为方波信号。该方波信号为PWM信号，PWM为脉冲宽度调制。脉冲宽度调制是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。方波信号通过低通滤波器可用来模拟数模转换器，方波信号通过改变占空比，可以改变输出的直流信号。基准电压模块121将直流电压作为比较器COMP1的基准电压，即可达到控制电流保护阈值的功能。数模转换器是把数字量转变成模拟的器件，数模转换器可将并行二进制的数字量转换为直流电压或直流电流。

请参照图1和图2，基准电压模块12包括电压跟随器AMP3，电压跟随器AMP3用于对第一电压进行电压跟随。电压跟随器AMP3包括第三输入端、第四输入端、第三输出端，第三输入端与第四电阻R13连接。第四输入端与第三输出端连接，第四输入端与第三输出端之间串联连接有第七电阻R2，第四输入端与第三输出端连接可用于对电压跟随器AMP3进行电压反馈。第三输出端连接比较器COMP1的正向输入端，基准电压模块12还包括第八电阻R3，第八电阻R3串联连接于第三输出端与该正向输入端之间。电压跟随器AMP3可对电路的输入和输出进行缓冲，电压跟随器AMP3还可对前后级电路进行隔离。基准电压模块12还包括第六电容C10，该第六电容C10的一端连接比较器COMP1的正向输入端，该第六电容C10的另一端接地。

请参照图1和图2，主控模块13接收第一信号。基于第一信号，该主控模块13输出驱动信号。主控模块13包括锁存器131和与门电路单元AND2，锁存器131包括第一输入引脚、输出引脚Q，锁存器131的Q引脚悬空，与门电路单元AND2包括第一输入端、第二输入端和第一输出端。第一输入引脚接收第一信号，输出引脚Q连接第二输入端，输出引脚Q与第二输入端连接用于传输第二信号。第一输入端接收第一信号，该第一输入端与单片机输出端DSG_MOS_CTR连接，该第一输入端与单片机输出端DSG_MOS_CTR之间串联连接有第九电阻R19，第一输出端输出驱动信号。当第一输入端输入高电平的第一信号和第一输入端输入高电平的第二信号时，第一输出端输出高电平的驱动信号。当第一输入端输入高电平的第一信号和第一输入端输入低电平的第二信号时，第一输出端输出低电平的驱动信号。

请参照图1和图2，锁存器131还包括D_FF_SR2引脚，该主控模块13还包括第七电容C12、第十电阻R20、电源VD3、第十一电阻R8。该D_FF_SR2引脚与电源VDC3连接，D_FF_SR2引脚连接于第十电阻R20的一端，第十电阻R20的另一端连接于第二电阻R11、第三电阻R12之间，第七电容C12与该第十电阻R20并联连接。第十一电阻R8的一端连接比较器COMP1的第二输出端，第十一电阻的另一端连接D_FF_SR2引脚。

请参照图1和图2，锁存器131的输出引脚Q连接单片机，该主控模块还包括第六电阻R1。该输出引脚Q连接单片机中断端TO_MCU_SC_INT，该第六电阻R1连接于输出引脚Q与单片机中断端TO_MCU_SC_INT之间。当负载电路模块14发生短路时，锁存器131输出第二信号。该第二信号为低电平，单片机接收低电平的第二信号，单片机可通过低电平的第二信号识别该负载电路模块14发生短路。当负载电路模块14正常工作时，锁存器131输出第二信号。该第二信号为高电平，单片机接收高电平的第二信号，单片机可通过高电平的第二信号识别该负载电路模块14正常工作。

请参照图1和图2，负载电路模块14接收驱动信号，负载电路模块14输出采样电压。其中，驱动信号可控制负载电路模块电路14的通断。负载电路模块14包括第一MOS管MOS1，第一MOS管MOS1的栅极连接第一输出端，第一MOS管MOS1接收驱动信号，第一MOS管MOS1的漏极连接负载MOS_LOAD,第一MOS管MOS1的漏极输出采样电压，第一MOS管MOS1的源极接地。负载电路模块14还包括电流检测电阻R9，电流检测电阻R9可对负载电路模块14电路的电流进行检测。负载电路模块14还包括第五电阻R4、第五电容C11，该第五电阻R4的一端连接比较器COMP1的负向输入端，该第五电阻R4的另一端连接第一MOS管MOS1的源极。该第五电容C11的一端连接比较器COMP1的负向输入端，该第五电容C11的另一端接地。

请参照图1和图2，当负载电路模块14发生短路时，比较器COMP1输出的控制信号控制主控模块13输出低电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块14的电路断开。当负载电路模块14正常工作时，控制信号控制主控模块13输出高电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块14的电路导通。

请参照图1和图2，比较模块15接收基准电压和采样电压。基于基准电压和采样电压，比较模块15输出控制信号。比较模块15包括比较器COMP1，锁存器131包括第二输入引脚R。比较器COMP1包括正向输入端、负向输入端、第二输出端，正向输入端接收基准电压，负向输入端连接第一MOS管MOS1的源极。负向输入端接收采样电压，第二输出端与第二输入引脚R连接，第二输出端连接第二输入引脚R可用于传输控制信号。

当负载电路模块14发生短路时，采样电压大于基准电压。比较器COMP1输出低电平的控制信号，基于低电平的控制信号，锁存器131输出低电平的第二信号。基于高电平的第一信号和低电平的第二信号，与门电路单元AND2输出低电平的驱动信号。第一MOS管MOS1的栅极接收低电平的驱动信号，第一MOS管MOS1截止，从而负载电路模块14的电路断开，该短路保护电路10起到迅速保护第一MOS管MOS1的作用。当负载电路模块14正常工作时，采样电压小于基准电压，比较器COMP1输出高电平的控制信号。基于高电平的控制信号，锁存器131输出高电平的第二信号。基于高电平的第一信号和高电平的第二信号，与门电路单元AND2输出高电平的驱动信号。第一MOS管MOS1的栅极接收高电平的驱动信号，第一MOS管MOS1导通，从而负载电路模块14的电路导通。

本发明短路保护电路的工作原理为：该短路保护电路10开始工作时，第一信号产生模块11产生第一信号，该第一信号为高电平。该第一信号通过延时单元111和信号整形单元，锁存器131的第一输入引脚输入第一信号。此时基准电压模块12产生基准电压，基准电压通过滤波单元121和电压跟随器AMP3，比较器COMP1的正向输入端输入基准电压，由于负载电路模块14未导通，负载电路模块14未输出采样电压，采样电压为0伏特。所以采样电压小于基准电压，比较器COMP1输出高电平的控制信号。基于高电平的控制信号，锁存器131的输出引脚Q输出高电平的第二信号。基于高电平的第一信号和高电平的第二信号，与门电路单元AND2输出高电平的驱动信号。第一MOS管MOS1的栅极接收高电平的驱动信号，第一MOS管MOS1导通，从而负载电路模块14的电路导通，因此负载电路模块14可正常工作。

当负载电路模块14发生短路时，负载电路模块14输出采样电压，该采样电压大于基准电压。比较器COMP1输出低电平的控制信号，基于低电平的控制信号，锁存器131的输出引脚Q输出低电平的第二信号。此时，第一信号产生模块11也产生第一信号，该第一信号为高电平。与门电路单元AND2的第一输入端接收高电平的第一信号，随后，与门电路单元AND2的第二输入端接收低电平的第二信号。基于高电平的第一信号和低电平的第二信号，与门电路单元AND2输出低电平的驱动信号。第一MOS管的栅极接收低电平的驱动信号，第一MOS管MOS1截止，从而负载电路模块14的电路断开，该短路保护电路10起到迅速保护第一MOS管MOS1的作用。同时，锁存器131的输出引脚Q输出低电平的第二信号于单片机，单片机可通过高电平的第二信号识别该负载电路模块14正常工作。

当负载电路模块14的故障排除时，采样电压小于基准电压，比较器COMP1输出高电平的控制信号。基于高电平的控制信号，锁存器131的输出引脚Q输出高电平的第二信号。此时，第一信号产生模块11也产生第一信号，该第一信号为高电平。与门电路单元AND2的第一输入端接收高电平的第一信号，随后，与门电路单元AND2的第二输入端接收低电平的第二信号。基于高电平的第一信号和高电平的第二信号，与门电路单元AND2的第一输出端输出高电平的驱动信号。第一MOS管MOS1的栅极接收高电平的驱动信号，第一MOS管MOS1导通，从而负载电路模块14的电路导通，负载电路模块14恢复正常工作。同时，锁存器131的输出引脚Q输出高电平的第二信号于单片机，单片机可通过高电平的第二信号识别该负载电路模块14正常工作。

本发明提供一种短路保护电路10，该短路保护电路10通过第一信号产生模块11产生第一信号，该短路保护电路10通过基准电压模块12产生基准电压。主控模块13基于第一信号输出驱动信号，驱动信号可控制负载电路模块14电路14的通断。负载电路模块14接收驱动信号，负载电路模块14输出采样电压，比较模块15基于基准电压和采样电压输出控制信号。当负载电路模块14发生短路时，控制信号控制主控模块13输出低电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块14的电路断开。当负载电路模块14正常工作时，控制信号控制主控模块13输出高电平的驱动信号，从而驱动信号驱动负载电路模块14的电路导通。本发明的第一信号产生模块11、基准电压模块12、主控模块13、负载电路模块14、比较模块15均通过硬件电路进行搭建，避免该短路保护电路10中需要使用模拟前端，从而使得该短路保护电路10的成本较低。有效解决了现有的短路保护电路成本较高的技术问题。

而且，现有技术中电源管理系统二级短路保护电路基本上是使用双模拟前端来做二级短路保护。在单片机的配置上，现有短路保护电路需要花费比较多的资源去配置第二颗模拟前端，从而使得现有短路保护电路的电子元件得到保护。本发明可以通过简单的电路和比较低的成本实现电源管理系统二级短路保护的功能，并且本发明不会占用大量的单片机资源配置。因为本发明短路保护电路脱离单片机也可以单独稳定的工作，所以本发明的灵活度也比较高。在通过调节PWM信号占空比的情况下，该短路保护电路可以有效的调整电源管理系统的电流保护阈值。并且在发生短路的时候，该短路保护电路可以有效的保护MOS管，防止发生短路。本发明通过搭建模拟保护电路可以有效降低二次短路保护电路带来的成本，本发明硬件电路的配置也较为简易。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种短路保护电路，其特征在于，其包括：

第一信号产生模块，用于产生第一信号；

基准电压模块，用于产生基准电压；

主控模块，其接收所述第一信号，基于所述第一信号，输出所述驱动信号；

负载电路模块，其接收驱动信号，所述负载电路模块输出采样电压；其中，所述驱动信号控制所述负载电路模块电路的通断；

比较模块，其接收所述基准电压和所述采样电压，基于所述基准电压和所述采样电压，所述比较模块输出控制信号；

其中，当所述负载电路模块发生短路时，所述控制信号控制所述主控模块输出低电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述控制信号控制所述主控模块输出高电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路导通；

所述主控模块包括锁存器和与门电路单元，所述锁存器包括第一输入引脚、输出引脚，所述与门电路单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入引脚接收所述第一信号，所述输出引脚连接单片机与所述第二输入端，用于传输所述第二信号，所述第一输入端接收所述第一信号，所述第一输出端输出所述驱动信号；

所述负载电路模块包括第一MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述第一输出端，用于接收所述驱动信号，所述第一MOS管的漏极连接负载输出所述采样电压，所述第一MOS管的源极接地；

所述比较模块包括比较器，所述锁存器包括第二输入引脚，所述比较器包括正向输入端、负向输入端、第二输出端，所述正向输入端接收所述基准电压，所述负向输入端连接所述第一MOS管的源极，所述负向输入端接收所述采样电压，所述第二输出端与所述第二输入引脚连接，用于传输所述控制信号；

当所述负载电路模块发生短路时，所述采样电压大于所述基准电压，所述比较器输出低电平的所述控制信号，基于低电平的所述控制信号，所述锁存器输出低电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和低电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管截止，从而所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述采样电压小于所述基准电压，所述比较器输出高电平的控制信号，基于高电平的所述控制信号，所述锁存器输出高电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和高电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管导通，从而所述负载电路模块的电路导通；

所述第一信号产生模块包括延时单元，所述延时单元用于对所述第一信号进行延时，所述延时单元包括第一电容和第一电阻，所述第一电阻连接于所述第一信号产生模块的输入端，所述第一电容的一端与所述第一电阻连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第一电压产生模块还包括信号整形单元，所述信号整形单元与所述延时单元连接，所述信号整形单元用于对所述第一信号进行整形；

所述基准电压模块包括滤波单元，所述滤波的单元用于将基准电压的方波信号转为直流信号，所述滤波单元包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容，所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻串联连接于所述基准电压模块的输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联连接，所述第三电容与所述第三电阻并联连接，所述第四电容与所述第四电阻并联连接；

所述基准电压模块包括电压跟随器，所述电压跟随器用于对所述第一电压进行电压跟随，所述电压跟随器包括第三输入端、第四输入端、第三输出端，所述第三输入端与所述第四电阻连接，所述第四输入端与所述第三输出端连接，用于对所述电压跟随器进行电压反馈，所述第三输出端连接所述正向输入端。

2.一种短路保护电路，其特征在于，其包括：

第一信号产生模块，用于产生第一信号；

基准电压模块，用于产生基准电压；

主控模块，其接收所述第一信号，基于所述第一信号，输出所述驱动信号；

负载电路模块，其接收驱动信号，所述负载电路模块输出采样电压；其中，所述驱动信号控制所述负载电路模块电路的通断；

比较模块，其接收所述基准电压和所述采样电压，基于所述基准电压和所述采样电压，所述比较模块输出控制信号；

其中，当所述负载电路模块发生短路时，所述控制信号控制所述主控模块输出低电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述控制信号控制所述主控模块输出高电平的所述驱动信号，从而所述驱动信号驱动所述负载电路模块的电路导通。

3.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述主控模块包括锁存器和与门电路单元，所述锁存器包括第一输入引脚、输出引脚，所述与门电路单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入引脚接收所述第一信号，所述输出引脚连接单片机与所述第二输入端，用于传输所述第二信号，所述第一输入端接收所述第一信号，所述第一输出端输出所述驱动信号。

4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述负载电路模块包括第一MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述第一输出端，用于接收所述驱动信号，所述第一MOS管的漏极连接负载输出所述采样电压，所述第一MOS管的源极接地。

5.根据权利要求4所述的短路保护电路，其特征在于，所述比较模块包括比较器，所述锁存器包括第二输入引脚，所述比较器包括正向输入端、负向输入端、第二输出端，所述正向输入端接收所述基准电压，所述负向输入端连接所述第一MOS管的源极，所述负向输入端接收所述采样电压，所述第二输出端与所述第二输入引脚连接，用于传输所述控制信号。

6.根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，当所述负载电路模块发生短路时，所述采样电压大于所述基准电压，所述比较器输出低电平的所述控制信号，基于低电平的所述控制信号，所述锁存器输出低电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和低电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收低电平的所述驱动信号，所述第一MOS管截止，从而所述负载电路模块的电路断开；

当所述负载电路模块正常工作时，所述采样电压小于所述基准电压，所述比较器输出高电平的控制信号，基于高电平的所述控制信号，所述锁存器输出高电平的所述第二信号，基于高电平的所述第一信号和高电平的所述第二信号，所述与门电路单元输出高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管的栅极接收高电平的所述驱动信号，所述第一MOS管导通，从而所述负载电路模块的电路导通。

7.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一信号产生模块包括延时单元，所述延时单元用于对所述第一信号进行延时，所述延时单元包括第一电容和第一电阻，所述第一电阻连接于所述第一信号产生模块的输入端，所述第一电容的一端与所述第一电阻连接，所述第一电容的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一电压产生模块还包括信号整形单元，所述信号整形单元与所述延时单元连接，所述信号整形单元用于对所述第一信号进行整形。

9.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述基准电压模块包括滤波单元，所述滤波的单元用于将基准电压的方波信号转为直流信号，所述滤波单元包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容，所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻串联连接于所述基准电压模块的输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联连接，所述第三电容与所述第三电阻并联连接，所述第四电容与所述第四电阻并联连接。

10.根据权利要求9所述的短路保护电路，其特征在于，基准电压模块包括电压跟随器，所述电压跟随器用于对所述第一电压进行电压跟随，所述电压跟随器包括第三输入端、第四输入端、第三输出端，所述第三输入端与所述第四电阻连接，所述第四输入端与所述第三输出端连接，用于对所述电压跟随器进行电压反馈，所述第三输出端连接所述正向输入端。

Images