CN117543747A - 一种供电保护电路、保护方法及保护系统 - Google Patents

一种供电保护电路、保护方法及保护系统 Download PDF

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CN117543747A
CN117543747A CN202311303997.3A CN202311303997A CN117543747A CN 117543747 A CN117543747 A CN 117543747A CN 202311303997 A CN202311303997 A CN 202311303997A CN 117543747 A CN117543747 A CN 117543747A
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龙小翠
卢良飞
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Abstract

本申请公开了一种供电保护电路、保护方法及保护系统。本申请的供电保护电路连接于供电模块与运行模块之间，用于对供电模块输出的电压进行检测，从而控制供电模块和运行模块之间的供电电路的开启和关闭。保护电路包括采样电阻，电流检测单元、控制单元和开关单元，电流检测单元检测流过采样电阻的采样电流，控制单元接收采样电流和供电模块的输入电压，基于采样电流和输入电压，对供电电路中阻抗进行表达。本申请的保护电路利用采样电流和输入电压，对供电电路中阻抗进行表达，以代替阻抗在对供电模块的电压进行计算，消除了供电电路中阻抗对控制单元检测电压的影响，能准确检测出供电模块的实时电压，提高本申请保护电路的准确性。

Description

一种供电保护电路、保护方法及保护系统
技术领域
本申请涉及电路保护技术领域，特别是涉及一种供电保护电路、保护方法及保护系统。
背景技术
使用可充电电池供电的运行模块，在电池电压较低时，需将运行模块进行关机以防止电池过放。
现有技术中，对电池过放的检测方法是：在主机电路的供电输入端设置一个电压检测点，当检测到的电压低于设定的低压门限值时，便控制电路关闭，电池停止向运行模块供电，防止电池过度放电。而这种检测方法忽略了电池的电芯输出端到电压检测点之间也有阻抗，且该阻抗随着温度的不同、电池极片的接触电阻不同而不同，因此，检测到的电压与实际电压存在误差，很容易导致高温是检测到电压低，电路提前关闭，部分电池电量没有充分利用。
因此，如何消除电池供电回路阻抗的影响，准确评估出电池端的实时电压，对进行可靠的过放电关机设计，有重要意义。
发明内容
本申请提供一种供电保护电路，以解决上述技术问题。所述供电保护电路连接于供电模块与运行模块之间，用于对所述供电模块的电压进行检测，包括：
采样电阻，所述采样电阻的第一端连接所述供电模块，所述采样电阻的第二端连接所述运行模块；
电流检测单元，分别与所述采样电阻的第一端和第二端连接，用于采集流经所述采样电阻的采样电流；
控制单元，分别与所述采样电阻的第一端和第二端连接，用于采集所述采样电阻的输入电压；
开关单元，分别与所述控制单元和所述采样电阻的第二端连接，以控制所述供电模块和所述运行模块之间的供电电路的开启和关闭；
其中，所述电流检测单元与所述控制单元连接，所述控制单元接收所述电流检测单元传输的所述采样电流；并基于所述输入电压和所述采样电流，获得所述供电模块的电压；所述控制单元基于所述供电模块的电压控制所述开关单元的开启和关闭。
其中，所述控制单元与所述电流检测单元并联，所述电流检测单元用于将所述采样电阻的所述采样电流转换为所电流检测单元的输出电压，所述控制单元基于所述输出电压和所述输入电压，得到所述供电模块的电压。
其中，所述电流检测单元包括放大器，所述放大器的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述放大器的第二输入端通过第一电阻与所述采样电阻的第二端连接，所述放大器的输出端通过第二电阻与所述放大器的第二输入端连接，以将所述采样电阻的所述采样电流转换为所述电流检测单元的输出电压。
其中，所述控制单元的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述控制单元的第二输入端与所述电流检测单元连接，用于接收所述输入电压和所述输出电压，以对供电模块的电压进行检测。
其中，所述控制单元的输出端与所述开关单元连接，以控制所述开关单元的开启和关闭；
其中，所述开关单元包括第一开关管、第二开关管和第三电阻；
所述第一开关管的第二输入端连接于所述采样电阻的第二端，所述第一开关管的输出端与所述运行模块连接，用于控制所述供电电路的开启和关闭；
所述第二开关管的第一输入端与所述控制单元的输出端连接，所述第二开关管的第二输入端与所述第一开关管的第一输入端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的第二输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一开关管的第一输入端连接；所述第二开关管基于所述控制单元输出端的输出控制所述第一开关管的导通和截止。
为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种供电保护方法，应用于如上所述的保护电路，包括：
接收用户传输的开启指令；
采集所述采样电阻的所述输入电压和所述电流检测单元的输出电压，基于所述输入电压和所述输出电压，获取所述供电模块的电压；
判断所述供电模块的电压是否小于预设阈值；
响应于所述供电模块的电压小于所述预设阈值，则控制所述供电电路关闭。
其中，所述采集所述采样电阻的所述输入电压和所述电流检测单元的输出电压，基于所述输入电压和所述输出电压，获取所述供电模块的电压的步骤包括：
在第一时刻，采集所述采样电阻的第一输入电压和所述电流检测单元的第一输出电压；
在第二时刻，采集所述采样电阻的第二输入电压和所述电流检测单元的第二输出电压；其中，所述第二时刻在所述第一时刻之后；
基于所述第一输入电压、所述第一输出电压、所述第二输入电压和所述第二输出电压，获取所述供电模块的电压。
其中，所述第一时刻为初始时刻或历史时刻，所述第二时刻为当前时刻。
其中，所述方法还包括：响应于所述第一输出电压和所述第二输出电压相等，则更新所述第一时刻和/或所述第二时刻，从而获取更新时刻后的所述采样电阻的所述输入电压和所述电流检测单元的输出电压。
其中，所述响应于所述供电模块的电压小于所述预设阈值，控制所述供电电路关闭的步骤还包括：
响应于所述供电模块的电压小于预设阈值，则停止输出电压至第二开关管，第二开关管截止，第一开关管截止，供电电路截止，所述供电模块停止为所述运行模块供电。
为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种供电保护系统，所述系统包括所述供电装置、所述运行模块和如上所述的保护电路，所述控制单元获取所述供电装置的电压，并与预设阈值比较，从而控制所述供电电路的开启和关闭。
本申请的有益效果：区别于现有技术，本申请的供电保护电路连接于供电模块与运行模块之间，用于对供电模块的电压进行检测，从而控制供电模块和运行模块之间的供电电路的开启和关闭。保护电路包括采样电压，电流检测单元、控制单元和开关单元，电流检测单元检测流过采样电阻的采样电流，控制单元接收采样电流和供电模块的输入电压，基于采样电流和输入电压，对供电电路中的阻抗进行表达。本申请的保护电路利用采样电流和输入电压，对供电电路中阻抗进行表达，以代替阻抗在对供电模块的电压进行计算，消除了供电电路中阻抗对控制单元检测电压的影响，能准确检测出供电模块的实时电压，提高本申请保护电路的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1是本申请保护电路第一实施例的结构示意图；
图2是本申请保护电路第二实施例的结构示意图；
图3是本申请提供的方法第一实施例的流程示意图；
图4是本申请提供的方法第二实施例的流程示意图。
附图标号：保护电路1；采样电阻11；电流检测单元12；放大器121；控制单元13；开关单元14；第一开关管141；第二开关管142；供电模块2；运行模块3。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
在本申请中提及“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。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。另外，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
请参阅图1，图1是本申请保护电路第一实施例的结构示意图。本申请提供的保护电路1连接于供电模块2与运行模块3之间，用于对供电模块2的电压进行检测，在供电模块2的电压过低时，切断供电模块2与运行模块3之间的供电电路，避免供电模块2的过放电。
其中，供电模块2可以为可充电的电池，运行模块3可以为对讲机、手机等带电池的运行模块，或者是用于对源端电压进行检测的运行模块。
在一实施例中，本申请的保护电路1包括采样电阻11、电流检测单元12、控制单元13和开关单元14。
其中，采样电阻11的第一端连接供电模块2，采样电阻11的第二端连接运行模块3，也即是，采样电阻11位于供电模块2和运行模块3之间的供电电路中。电流检测单元12分别与采样电阻11的第一端和第二端连接，用于采集流经采样电阻11的采样电流。控制单元13分别与采样电阻11的第一端和第二端连接，用于采集采样电阻11的输入电压。
进一步的，电流检测单元12与控制单元13连接，控制单元13接收到电流检测单元12传输的采样电流后，可以基于采样电流和输入电压表达出供电电路中阻抗RL(可以理解的是，实际应用中的供电电路并非是单线电路，因此下文所提到的供电电路为本实施例简化后的等效电路，以及供电电路的阻抗RL也并非为实际存在的实体阻抗元器件，而为本实施例简化后的等效电阻)的实时大小，并计算出供电模块2的电压。也即是，在对供电模块2的电压计算过程中，控制单元13无需准确地计算出阻抗RL的准确值，而是使用了采样电流和输入电压对阻抗RL进行表达，消除供电电路1中阻抗RL对检测出的电压的影响，提高了保护电路1对供电模块2的电压测量的准确度。
在本申请的一实施例中，控制单元13可以包括具有单一计算功能的芯片，例如ADC芯片；也可以是包括具有ADC计算功能的处理器，比如MCU(微控制单元)。本申请在实现控制单元13的计算功能的基础上，对控制单元13的具体结构不作限制。
其中，开关单元14分别与控制单元13和采样电阻11的第二端连接，也即是，开关单元14设置于供电电路中靠近运行模块3的一端，能控制供电模块2和运行模块3之间的供电电路的开启和关闭。
基于上述电路设计，控制单元13接收采样电阻11的输入电压(也即是供电模块2的经供电电路阻抗RL分压后的输入电压)；电流检测单元12采集流经采样电阻11的采样电流，并传输给控制单元13。
在一实施例中，由串联电路中电压的关系，供电模块2的电压为供电电路中阻抗RL的电压和控制单元13在采样电阻11第一端采集的输入电压的和。而供电电路中阻抗RL的电压可由供电电路中的阻抗RL与供电电路中的电流(流经供电电路中阻抗RL的电流，应该理解的是，此处的流经阻抗RL的电流为等效电流)的乘积得到。
基于消除供电电路中阻抗RL对控制单元13检测出的供电模块2电压影响的想法，本实施例中，可在两个间隔的时刻分别检测出流过供电电路中阻抗RL的电流以及电压(此处电压也即是采样电阻11的输入电压)，在第一时刻检测出第一电流和第一输入电压，第二时刻检测出第二电流和第二输入电压，供电电路中阻抗RL也即为第一输入电压与第二输入电压的差值与第二电流与第一电流的差值之比。
其中，第一时刻可以为初始时刻或历史时刻，第二时刻为当前时刻。也即是，第一时刻可以是，供电电路开启，控制单元13接收到的第一组输入电压值和电流值。或者是在控制单元13接收到当前时刻的输入电压值和电流值之前的任一历史时刻。
进一步的，两个间隔的时刻可以为，供电电路开启时的第一时刻，以及与第一时刻连接的第二时刻；或者是，供电电路开启时的第一时刻，以及供电电路工作一段时间后的第二时刻；此时第一时刻为初始时刻，第二时刻为当前时刻。或者是，供电电路工作一段时间后的第一时刻，以及与第一时刻连接的第二时刻；供电电路工作一段时间后的第一时刻，以及与第一时刻相隔一段时间的第二时刻；此时第一时刻为历史时刻，第二时刻为当前时刻。本申请在保证选取的两个时刻不为同一时刻的基础上，对选取的两个时刻在供电电路工作中的具体时间段不做限制。
而由于采样电阻11的阻值Rens为确定阻值，采样电阻11与供电电路中阻抗RL串联，则流经采样电阻11的采样电流与流经阻抗RL的电流相等。因此，电流检测单元12可以在第一时刻和第二时刻分别采集流经采样电阻11的第一采样电流和第二采样电流，也即是上述的第一电流和第二电流。由于供电电路中阻抗RL随温度等参数变化而用户无法准确计算阻抗RL的值，而通过第一输入电压、第二输入电压、第一电流和第二电流代替计算过程中的阻抗RL，相较于不可准确计算的阻抗RL的值，第一输入电压、第二输入电压、第一电流和第二电流为控制单元13能较轻易获得的准确值，从而在本申请实施例对供电模块2的电压进行检测的过程中，能消除阻抗RL对供电模块2的电压检测的影响，提高对供电模块2的电压检测的准确性。
进一步的，为了提高控制单元13对供电模块2的电压的计算效率，控制单元13与电流检测单元12并联，电流检测单元12用于将采样电流转化为输出电压，控制单元13基于输出电压和输入电压，得到供电模块2的电压。将所有输入控制单元13的电路数据转化为统一的电压数据，方便控制单元13对电压数据进行分析计算，获得供电模块2的电压。
其中，电流检测单元12中包括具有增益效果的器件，增益系数为K；也即是在电流检测单元12输出的输出电压，为采样电阻11的输出电压的K倍。因此，电流检测单元12的输出电压为采样电阻11的阻值Rens与采样电流以及增益系数K的乘积。
基于上述在不同时刻对电路数据进行检测的想法，对电流检测单元12在第一时刻和第二时刻的第一输出电压和第二输出电压进行检测，则第一电流为第一输出电压与电流增益K和采样电阻11的阻值Rens的乘积的比值，第二电流为第二输出电压与电流增益K和采样电阻11的阻值Rens的乘积的比值。
综上，供电模块2的电压为供电电路中阻抗RL和流经阻抗RL的电流的乘积与控制单元13在采样电阻11第一端采集的输入电压的和。供电电路中的阻抗RL可由第一输入电压与第二输入电压的差值与第二电流与第一电流的差值之比表示；第一电流可由第一输出电压与电流增益K和采样电阻11的阻值Rens的乘积的比值表示，第二电流可由第二输出电压与电流增益K和采样电阻11的阻值Rens的乘积的比值表示。
因此，供电模块2的电压可表示为第一输入电压和第二输入电压的差值与第二输出电压的乘积，与第二输出电压和第一输出电压的差值之比，与第二输入电压的和。在计算过程中消除了阻抗RL这个参数，从而消除了阻抗RL对供电模块2的电压计算的影响，保证了保护电路1对供电模块2的电压计算的准确性。
其中，电流检测单元12将采样电流转化为输入电压，并将输入电压传输至控制单元13，控制单元13无需进行接收采样电流并转换为输入电压后，再基于输入电压对供电模块2的电压进行计算的步骤，而是直接接收输入电压，基于输入电压和输出电压对供电模块2的电压进行计算，提高了控制单元13对供电模块2的电压的计算效率，也即是提高本申请提供的保护电路1的反应速度，提高用户对本申请的保护电路1的使用体验。
可选地，请参阅图2，图2是本申请保护电路第二实施例的结构示意图。阻值RL为供电电路中的等效电阻，电流检测单元12包括放大器121。其中，放大器的放大系数，也即是电流检测单元12的增益系数K。
其中，放大器121的第一输入端U1与采样电阻11的第一端连接，放大器的第二输入端U2通过第一电阻R1与采样电阻11的第二端连接，放大器121的输出端U3通过第二电阻R2与放大器121的第二输入端U2连接，从而将从第二输入端U2接收到的采样电阻11第二端的采样电流进行转换，并从输出端U3输出电流检测单元12的输出电压。
可选地，控制单元13的第一输入端ADC1与采样电阻11的第一端连接，从而采集采样电阻11的输入电压；控制单元13的第二输入端ADC2与电流检测单元12连接，在本实施例中，控制单元13的第二输入端ADC2与放大器121的输出端U3连接，用于接收从放大器121传输来的输出电压。从而控制单元13基于接收到的输入电压和输出电压，对供电模块2的电压进行检测。
可选地，控制单元13的输出端GPIO与开关单元14连接，以控制开关单元14的开启和关闭，从而控制供电电路的开启和关闭。
在本申请的一实施例中，开关单元14包括第一开关管141、第二开关管142和第三电阻R3。
其中，第一开关管141的第二输入端连接于采样电阻11的第二端，第一开关管141的输出端与运行模块3连接，用于控制供电电路的开启和关闭。第二开关管142的第一输入端与控制单元13的输出端GPIO连接，第二开关管142的第二输入端与第一开关管141的第一输入端连接；第三电阻R3的第一端与第一开关管141的第二输入端连接，第三电阻R3的第二端与第一开关管141的第一输入端连接，第二开关管142基于控制单元13输出端的输出控制第一开关管141的导通和截止。
在本申请一实施例中，第一开关管141可以为P沟道MOS管，第二开关管142可以为N沟道MOS管。P沟道MOS管在第一输入端接收到负向电压时即导通，电流从第二输入端流经输出端；而N沟道MOS管在第一输入端接收到正向电压时即导通，电流能从第二输入端流经输出端。应理解的是，此处所说的正向或负向，为相对于第一输入端方向而言，若方向指向第一输入端，则为正向，方向远离第一输入端，则为负向。
控制单元13在计算出供电模块2的电压后，可对计算出的电压进行大小判断，在判断到供电模块2的电压正常，也即是此时供电模块2能正常为运行模块3进行供电，无需将供电电路关闭。控制单元13通过输出端GPIO向第二开关管142输出一正向电压，第二开关管142导通，从而采样电阻11、第三电阻R3和第二开关管142的电路导通，第三电阻R3的输出电压流向第二开关管142，第一开关管141的第一输入接收到负向电压，第一开关管141导通，则供电模块2、采样电阻11、第一开关管141和运行模块3的电路导通，供电电路保持开启。
在另外一实施例中，控制单元13判断到供电模块2的电压过小，也即是此时供电模块2无法正常为运行模块3进行供电，需将供电电路关闭。控制单元13的输出端GPIO停止向第二开关管142输出正向电压，第二开关管142截止，采样电阻11、第三电阻R3和第二开关管142的电路截止，第三电阻R3输出电压到达第一开关管141的第一输入端，第一开关管141的第一输入端接收到正向电压，第一开关管141截止，则供电模块2、采样电阻11、第一开关管141和运行模块3的电路截止，供电电路关闭。
进一步的，控制单元13可在判断到供电模块2的电压过小时，直接控制供电模块2关闭，避免供电模块2在保护电路1中有电量损耗。
综上所述，本申请提供的保护电路1包括采样电阻11、电流检测单元12、控制单元13和开关单元14，电流检测单元12采集流经采样电阻11的采样电流，并转换为电流检测单元12的输出电压；控制单元13接收两个不同时刻的采样电阻11第一端的输入电压和电流检测单元12的输出电压，从而对供电模块2的电压进行检测，且在对供电模块2的电压进行计算的过程中，消除了供电电路的阻抗RL对计算出的电压结果造成影响，提高保护电路1对供电模块2电压的检测准确度。提高对供电模块2中剩余电量的检测的准确性，减少供电模块2过度放电或剩余电量过多浪费的情况发生。提高用户对本申请的保护电路1的使用体验。
同时，在供电模块2与运行模块3之间的供电电路设置有开关单元14，控制单元13对供电模块2的电压进行检测，根据检测到的供电模块2的电压，控制开关单元14开启或关闭供电电路，响应速度快，能及时对电压低的供电模块2进行关闭，提高供电模块2的安全性。
本申请还提供了一种供电保护方法，应用于如上所述的保护电路1，请参阅图3，图3是本申请提供的方法第一实施例的流程示意图。本申请的供电保护方法包括如下步骤：
S1：接收用户传输的开启指令，采集输入电压和输出电压。
其中，控制单元13与采样电阻11和电流检测单元12连接，当控制单元13接收到用户传输的开启指令后，也即是用户需获取到供电模块2的电压时，控制单元13开启采集采样电阻11的输入电压以及电流检测单元12输出的输出电压。在另外的实施例中，用户也可设置控制单元13周期性对输入电压和输出电压进行采集并记录，以持续获得供电模块2的电压。
S2：基于输出电压和输入电压获取供电模块2的电压。
基于消除阻值RL对供电模块2的电压检测的影响的想法，本申请实施例中，提出在两个不同时刻对电压数据进行检测，在第一时刻，控制单元13检测采样电阻11的第一输入电压Vb1和电流检测单元12的第一输出电压Va1；在第二时刻，控制单元13检测采样电阻11的第二输入电压Vb2和电流检测单元12的第二输出电压Va2。其中，第二时刻在第一时刻之后。第一时刻可以为初始时刻或历史时刻，第二时刻为当前时刻，
其中，在第一时刻，供电模块2的电压满足公式：
VE ＝ I1*RL+Vb1 (1)
在第二时刻，供电模块2的电压满足公式：
VE ＝ I2*RL+Vb2 (2)
其中，VE为供电模块2的电压，I1为第一时刻流过阻抗RL的电流，I2为第二时刻流过阻抗RL的电流，阻抗RL为供电电路中的等效阻抗，Vb1为第一时刻采样电阻11的第一输入电压，Vb2为第二时刻采样电阻11的第二输入电压。
由公式(1)和公式(2)可得阻抗RL满足公式：
而，在第一时刻，电流检测单元12的第一输出电压Va1满足公式：
Va1 ＝ I1*Rens*K (4)
在第二时刻，电流检测单元12的第二输出电压Va2满足公式：
Va2 ＝ I2*Rens*K (5)
其中，Va1为第一时刻电流检测单元12的第一输出电压，Va2为第二时刻电流检测单元12的第二输出电压，I1为第一时刻采样电阻11的采样电流，I2为第二时刻采样电阻11的采样电流，Rens为采样电阻11的阻值，K为电流检测单元12的增益系数。
本实施例中，由于采样电阻11与电流检测单元12和控制单元13并联，而考虑到电流检测单元12和控制单元13的阻抗较大，因此忽略电流检测单元12和控制单元13的分流影响，认为流经阻抗RL的电流与流经采样电阻11的采样电流相等，以此进行理论计算推导，故在第一时刻流过阻抗RL的电流和流经采样电阻11的采样电流都使用I1表示，在第二时刻流过阻抗RL的电流和流经采样电阻11的采样电流都用I2表示。
由公式(4)和公式(5)，可得第一电流I1满足公式：
第二电流I2满足公式：
在本申请一实施例中，将公式(3)和公式(6)代入公式(1)中，可得供电模块2的电压VE满足公式：
也即是供电模块2的电压VE与第一输入电压Vb1和第二输入电压Vb2的差值成正比，与第二输出电压Va2和第一输出电压Va1的差值成反比。由公式(8)可在检测到第一输入电压Vb1、第一输出电压Va1、第二输入电压Vb2和第二输出电压Va2，控制单元13直接得到供电模块2的电压VE，在电压VE的计算公式中，消除了阻抗RL这个参数，也即是，消除了阻抗RL对供电模块2的电压VE检测的影响，提高对供电模块2的电压VE计算的准确性。
在另一实施例中，也可使用公式(3)和公式(7)代入公式(2)中，得到供电模块2的电压VE满足公式：
也即是，控制单元13可使用公式(8)或公式(9)对供电模块2的电压进行计算，本申请对使用公式(8)或公式(9)进行计算不做限定。
综上，可以理解的是，控制单元13可以利用第一时刻和第二时刻的输入电压和输出电压；或者是第一时刻和第三时刻的输入电压和输出电压；或者是第二时刻的输入电压和输出电压对供电模块2的电压进行计算。在一实施例中，可以为第一时刻为供电电路启动的初始时刻，而第三时刻为供电电路工作一段时间后的时刻，第二时刻为第一时刻和第三时刻之间的时刻，可以为与第一时刻连续的时刻，也可以是与第三时刻连续的时刻，也可以为不与第一时刻连续，也不与第三时刻连续的时刻。
具体的，控制单元13可以采集两个连续时刻(包括初始时刻的连续时刻，或工作过程中某一时间段的两个连续时刻)的电压值对供电模块2的电压进行计算，也可以采集初始时刻的电压值和后续某一时刻的电压值对供电模块2的电压值进行计算。其中，控制单元13可以采集初始时刻的电压值和后续某一时刻的电压值对供电模块2的电压值进行计算，也即是，控制单元13可以将采集到的初始时刻的电压值进行保存(可以存储与控制单元13内部)，并对采样电阻11的输入电压和电流检测单元12的输出电压进行检测，将实时检测的电压值与初始时刻的电压值进行计算，控制单元13可以实时获取供电模块2的电压。
S3：判断供电模块2的电压VE是否小于预设阈值。
通过步骤S2的公式(8)计算出供电模块2的电压VE后，控制单元13进一步将电压VE大小与预设阈值进行比较，从而获得供电模块2剩余电量。其中，预设阈值可以为供电模块2电量充足时为运行模块3供电的电压大小。也可为用户自行设置的其他电压数值。若电压VE大于或等于预设阈值，则说明此时供电模块2的剩余电量充足，供电模块2能正常为运行模块3供电，控制单元13输出正向电压，供电电路继续开启。若电压VE小于预设阈值时，则说明此时供电模块2的剩余电量不足以为运行模块3供电，若继续供电，会导致供电模块2过放电，则进入步骤S4。
S4：控制供电电路关闭。
响应于供电模块2的电压VE小于预设阈值，则控制单元13控制开关单元14将供电电路关闭。
在一实施例中，控制单元13控制开关单元14将供电电路关闭可通过：
控制单元13停止向第二开关管142输出正向电压，第二开关管142截止；此时第三电阻R3的输出电压到达第一开关管141，第一开关管141的第一输入端接收到正向电压，第一开关管141截止，从而电流无法从第一开关管141的第二输入端流向输出端，供电电路关闭。
在其他实施例中，控制单元13也可通过其他方式控制开关单元14关闭供电电路。
进一步的，步骤S2公开了公式(3)，也即是，本申请的保护电路1还可对供电电路中的阻抗RL进行计算，在一实施例中，控制单元13还可对阻抗RL进行计算，用户可在控制单元13中设置第二预设阈值，控制单元13将阻抗RL大小与第二预设阈值进行比较。其中，第二预设阈值可以为供电模块2异常临界的阻值大小。在控制单元13判断到阻抗RL大于第二预设阈值时，说明阻抗RL过大，可能有供电电路中线路老化、连接器触点腐化、大电流导致极片附近外壳材料热熔等隐患的发生，控制单元13能控制供电电路的关闭。从而用户能对供电电路进行更换，提高供电电路的安全性。
其中，请参阅图4，图4是本申请提供的方法第二实施例的流程示意图。控制单元13在步骤S2获取采样电阻11的输入电压以及电流检测单元12的输出电压具体包括以下步骤：
S21：在第一时刻，采集第一输入电压和第一输出电压；在第二时刻，采集第二输入电压和第二输出电压。
控制单元13在第一时刻采集采样电阻11的第一输入电压和电流检测单元12的第一输出电压，并在第二时刻采集采样电阻11的第二输入电压和电流检测单元12的第二输出电压。
其中，第二时刻在第一时刻之后。进一步的，控制单元13可利用公式：
或/>
对供电模块2的电压进行计算。
其中，由上述公式可得，第一输出电压与第二输出电压相等时，公式无意义，因此，在控制单元13获取到第一输出电压和第二输出电压后，需对第一输出电压和第二输出电压的值进行比较，进入步骤S22。
S22：判断第一输出电压与第二输出电压是否相等。
控制单元13获取到第一输出电压和第二输出电压后，首先对第一输出电压和第二输出电压的值进行比较。
当响应于第一输出电压和第二输出电压相等时，也即是，第一输出电压和第二输出电压的差值为0，此时步骤S21中的计算公式无意义，进入步骤S24-S25。
当响应于第一输出电压和第二输出电压不相等时，也即是，第一输出电压和第二输出电压的差值不为0，步骤S21中的计算公式有意义，进入步骤S23。
S23：基于第一输入电压、第一输出电压、第二输入电压和第二输出电压获取供电模块2的电压。
响应于第一输出电压和第二输出电压不相等，也即是，控制单元13可以直接利用步骤S21中的计算公式对供电模块2的电压进行计算。因此，控制单元13基于第一输入电压、第一输出电压、第二输入电压和第二输出电压对供电模块2的电压进行计算。
S24：更新第一时刻和/或第二时刻，获取更新后的输入电压和输出电压。
响应于第一输出电压和第二输出电压相等，也即是，控制单元13不可以利用步骤S21中的计算公式对供电模块2的电压进行计算。控制单元13随即更新第一时刻和/或第二时刻。
在一实施例中，控制单元13判断到第一输出电压和第二输出电压相等时，可随即更新第一时刻，例如，原先第一时刻为初始时刻，将第一时刻更新为第二时刻前的任一历史时刻，并在更新完第一时刻后，控制单元13重新获取新的第一输入电压和第一输出电压。
在另一实施例中，当控制单元13判断到第一输出电压和第二输出电压相等时，可随即更新第二时刻，将第二时刻更新为最新的当前时刻，并在更新完第二时刻后，控制单元13重新获取新的第二输入电压和第二输出电压。
在其他实施例中，控制单元13也可同时更新第一时刻和第二时刻，获取新的第一输入电压、第一输出电压、第二输入电压和第二输出电压。在控制单元13获取到新的输入电压和输出电压后，可先对新的第一输出电压和第二输出电压进行比较，当判断到新的第一输出电压和第二输出电压不相等时，进入步骤S25。
S25：基于第一输入电压、第一输出电压、第二输入电压和第二输出电压，获取供电模块2的电压。
获取到不相等的第一输出电压和第二输出电压后，控制单元13可以直接利用步骤S21中的计算公式对供电模块2的电压进行计算。因此，控制单元13基于第一输入电压、第一输出电压、第二输入电压和第二输出电压对供电模块2的电压进行计算。
在另外的实施例中，当步骤S22中，控制单元13判断到第一输出电压与第二输出电压相等，也即是，在该采集周期内，供电模块2稳定地向运行模块3输送电压，控制单元13可直接控制在该采集周期内，停止继续采集采样电阻11的输入电压和电流检测单元12的输出电压，减少保护电路1的能量损耗。并在下一采集周期控制单元13重新采集输入电压和输出电压，获得供电模块2的电压。
综上，本申请提供的供电保护方法，应用于保护电路1，通过控制单元13获取第一输入电压Vb1、第一输出电压Va1、第二输入电压Vb2和第二输出电压Va2，对供电模块2的电压VE进行计算，消除阻抗RL对电压VE计算的影响，提高电压VE计算的准确性。同时还可计算出阻抗RL的阻值，对供电电路的安全性进行判断。控制单元13通过控制开关单元14将供电电路开启和关闭，反应速度快，能有效提高用户对本申请提供的保护方法的使用体验。
本申请还提供了一种供电保护系统，请继续参阅图1，系统A包括供电模块2、运行模块3和保护电路1，保护电路1中的控制单元13获取供电模块2的电压，并与预设阈值比较，在判断到供电模块2的电压比预设阈值小时，控制单元13控制开关单元14将供电电路关闭。在判断到供电模块2的电压大于或等于预设阈值时，开关单元14保持开启，供电模块2通过供电电路持续向运行模块3供电。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种供电保护电路，其特征在于，连接于供电模块与运行模块之间，用于对所述供电模块输出的电压进行检测，包括：
采样电阻，所述采样电阻的第一端连接所述供电模块，所述采样电阻的第二端连接所述运行模块；
电流检测单元，分别与所述采样电阻的第一端和第二端连接，用于采集流经所述采样电阻的采样电流；
控制单元，分别与所述采样电阻的第一端和第二端连接，用于采集所述采样电阻的输入电压；
开关单元，分别与所述控制单元和所述采样电阻的第二端连接，以控制所述供电模块和所述运行模块之间的供电电路的开启和关闭；
其中，所述电流检测单元与所述控制单元连接，所述控制单元接收所述电流检测单元传输的所述采样电流；并基于所述输入电压和所述采样电流，获得所述供电模块的电压；所述控制单元基于所述供电模块的电压控制所述开关单元的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，
所述控制单元与所述电流检测单元并联，所述电流检测单元用于将所述采样电阻的所述采样电流转换为所述电流检测单元的输出电压，所述控制单元基于所述输出电压和所述输入电压，得到所述供电模块的电压。
3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述电流检测单元包括放大器，所述放大器的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述放大器的第二输入端通过第一电阻与所述采样电阻的第二端连接，所述放大器的输出端通过第二电阻与所述放大器的第二输入端连接，以将所述采样电阻的所述采样电流转换为所述电流检测单元的输出电压。
4.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述控制单元的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述控制单元的第二输入端与所述电流检测单元连接，用于接收所述输入电压和所述输出电压，以对所述供电模块的电压进行检测。
5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述控制单元的输出端与所述开关单元连接，以控制所述开关单元的开启和关闭；
其中，所述开关单元包括第一开关管、第二开关管和第三电阻；
所述第一开关管的第二输入端连接于所述采样电阻的第二端，所述第一开关管的输出端与所述运行模块连接，用于控制所述供电电路的开启和关闭；
所述第二开关管的第一输入端与所述控制单元的输出端连接，所述第二开关管的第二输入端与所述第一开关管的第一输入端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一开关管的第二输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一开关管的第一输入端连接；所述第二开关管基于所述控制单元输出端的输出控制所述第一开关管的导通和截止。
6.一种供电保护方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的保护电路，包括：
接收用户传输的开启指令；
采集所述采样电阻的所述输入电压和所述电流检测单元的输出电压，基于所述输入电压和所述输出电压，获取所述供电模块的电压；
判断所述供电模块的电压是否小于预设阈值；
响应于所述供电模块的电压小于所述预设阈值，则控制所述供电电路关闭。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采集所述采样电阻的所述输入电压和所述电流检测单元的输出电压，基于所述输入电压和所述输出电压，获取所述供电模块的电压的步骤包括：
在第一时刻，采集所述采样电阻的第一输入电压和所述电流检测单元的第一输出电压；
在第二时刻，采集所述采样电阻的第二输入电压和所述电流检测单元的第二输出电压；其中，所述第二时刻在所述第一时刻之后；
基于所述第一输入电压、所述第一输出电压、所述第二输入电压和所述第二输出电压，获取所述供电模块的电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一时刻为初始时刻或历史时刻，所述第二时刻为当前时刻。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述第一输出电压和所述第二输出电压相等，则更新所述第一时刻和/或所述第二时刻，从而获取更新时刻后的所述采样电阻的所述输入电压和所述电流检测单元的输出电压。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述响应于所述供电模块的电压小于所述预设阈值，控制所述供电电路关闭的步骤还包括：
响应于所述供电模块的电压小于预设阈值，则停止输出电压至第二开关管，第二开关管截止，第一开关管截止，供电电路截止，所述供电模块停止为所述运行模块供电。
11.一种供电保护系统，其特征在于，所述系统包括所述供电模块、所述运行模块和如权利要求1-5任一项所述的保护电路，所述控制单元获取所述供电模块的电压，并与预设阈值比较，从而控制所述供电电路的开启和关闭。
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