CN206595696U - 一种短路保护电路、电源适配器及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种短路保护电路、电源适配器及移动终端，该短路保护电路包括开关器件、控制电路、采集电路、基准电路以及电流互感器，其中：开关器件的第一端连接电源适配器的高压参考地端，开关器件的第二端连接电流互感器的输入端，电流互感器的输出端连接电源适配器的第一电容的第一端，第一电容的第二端连接电源适配器的低压参考地端，开关器件的第三端连接控制电路的控制端，控制电路的第一检测端连接采集电路的输出端，控制电路的第二检测端连接基准电路的输出端，采集电路的输入端连接电流互感器的检测端。本实用新型实施例可以在电源适配器对移动终端充电时，防止出现触电危险。

Description

一种短路保护电路、电源适配器及移动终端

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种短路保护电路、电源适配器及移动终端。

背景技术

智能手机等移动终端的应用越来越广泛，现代生活人们基本上已是人手一台手机。目前，许多手机都可以通过电源适配器进行充电。目前多数手机的外壳为金属外壳，而且金属外壳一般与手机参考地相接，电源适配器对手机充电时，电源适配器内部的低电压侧的参考地与手机参考地连接，也即电源适配器内部的低电压侧与手机金属外壳连接，而电源适配器内部的低电压侧的参考地与大地之间存在较高的电位差，当用户站在地上接触手机金属外壳时，大地电压就会通过人体传到充电器低电压参考地。然而，一旦电源适配器内部的低压参考地与电源适配器内部的高电压参考地之间存在电流，该电流就会通过人体导电，导致触电危险。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种短路保护电路、电源适配器及移动终端，可以在电源适配器对移动终端充电时，防止出现触电危险。

本实用新型实施例第一方面公开一种短路保护电路，应用于电源适配器，所述短路保护电路包括开关器件、控制电路、采集电路、基准电路以及电流互感器，其中：

所述开关器件的第一端连接所述电源适配器的高压参考地端，所述开关器件的第二端连接所述电流互感器的输入端，所述电流互感器的输出端连接所述电源适配器的第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接所述电源适配器的低压参考地端，所述开关器件的第三端连接所述控制电路的控制端，所述控制电路的第一检测端连接所述采集电路的输出端，所述控制电路的第二检测端连接所述基准电路的输出端，所述采集电路的输入端连接所述电流互感器的检测端；

所述控制电路用于比较所述采集电路采集的所述电流互感器的工作电流与所述基准电路的工作电流，并在所述电流互感器的工作电流大于所述基准电路的工作电流时输出关断信号至所述开关器件，以使所述开关器件断开。

本实用新型实施例第二方面公开一种电源适配器，所述电源适配器用于给移动终端充电，所述电源适配器包括整流电路、高压电路、变压器、低压电路以及本实用新型实施例第一方面所描述的短路保护电路，其中：

所述整流电路用于将输入的交流电转换为直流电输出给所述高压电路，所述高压电路用于将所述整流电路输出的直流电进行处理并控制所述变压器的输入高电压，

所述变压器将所述输入高电压转换为输出低电压输出给所述低压电路进行稳压处理与整流处理后输出给所述移动终端。

本实用新型实施例第三方面公开一种移动终端，包括充电芯片、电池以及主板，其特征在于，当采用电源适配器对所述移动终端充电时，所述充电芯片用于接收所述电源适配器输入的电压并为所述电池充电。

本实用新型实施例中的短路保护电路包括开关器件、控制电路、采集电路、基准电路以及电流互感器，控制电路用于比较采集电路采集的电流互感器的工作电流与基准电路的工作电流，并在电流互感器的工作电流大于基准电路的工作电流时输出关断信号至开关器件，以使开关器件断开。为了在电源适配器对移动终端充电时，防止出现触电危险，本实用新型实施例在电源适配器内部设置短路保护电路，该短路保护电路用于检测电流互感器的工作电流，当检测到电流互感器的工作电流大于预设电流值时，电源适配器停止向移动终端充电，可以在检测到电源适配器内部发生短路时，及时停止向移动终端充电，避免移动终端出现触电危险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型实施例公开的一种短路保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的另一种短路保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例公开的一种电源适配器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例公开的一种移动终端的结构示意图；

图5是本实用新型实施公开的又一种移动终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型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，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地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实用新型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。

本实用新型实施例所涉及到的移动终端可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，UE)，移动台(Mobile Station，MS)，终端设备(terminal device)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为移动终端。

下面对本实用新型实施例进行详细介绍。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例公开的一种短路保护电路的结构示意图，如图1所示，该短路保护电路10包括开关器件11、控制电路12、采集电路13、基准电路14以及电流互感器15，其中：

开关器件11的第一端111连接电源适配器的高压参考地端，开关器件11的第二端112连接电流互感器15的输入端151，电流互感器15的输出端152连接电源适配器的第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接电源适配器的低压参考地端，开关器件11的第三端113连接控制电路12的控制端123，控制电路12的第一检测端121连接采集电路13的输出端132，控制电路12的第二检测端122连接基准电路14的输出端141，采集电路13的输入端131连接电流互感器15的检测端153；

控制电路12用于比较采集电路13采集的电流互感器15的工作电流与基准电路14的工作电流，并在电流互感器15的工作电流大于基准电路14的工作电流时输出关断信号至开关器件11，以使开关器件11断开。

本实用新型实施例中的短路保护电路10用于检测电源适配器的高压参考地端与低压参考地端之间的电流。一般而言，电源适配器的高压参考地端与低压参考地端之间会串联Y电容(即图1中的第一电容C1)，Y电容也称为安规电容，用于抑制共模干扰。如果第一电容C1存在问题，例如在C1被击穿的情况下，使用电源适配器对移动终端(例如手机)充电时，电源适配器的高压参考地端与低压参考地端之间会出现短接，电源适配器内部的低压参考地与电源适配器内部的高电压参考地之间存在高电流，由于电源适配器内部的低电压侧与移动终端的金属外壳连接，此时电源适配器内部的低电压侧的参考地与大地之间存在较高的电位差，当用户站在地上接触手机金属外壳时，该高电流会通过人体导电，导致触电危险。

本实用新型实施例通过在电源适配器的高压参考地端与低压参考地端之间设置短路保护电路10，用于检测电源适配器内部的低压参考地与电源适配器内部的高电压参考地之间的电流(即电流互感器15的工作电流)，当检测到流互感器15的工作电流大于预设电流值时，电源适配器停止向移动终端充电，可以在检测到电源适配器内部发生短路时，及时停止向移动终端充电，避免移动终端出现触电危险。可以在使用电源适配器对移动终端进行充电时，检测到电源适配器内部出现大电流时，及时断开电源，避免出现触电危险，保护用户人身安全。

如图2所示，图2是本实用新型实施例公开的另一种短路保护电路的结构示意图，如图2所示，该短路保护电路10包括开关器件11、控制电路12、采集电路13、基准电路14以及电流互感器15。

开关器件11的第一端111连接电源适配器的高压参考地端，开关器件11的第二端112连接电流互感器15的输入端151，电流互感器15的输出端152连接电源适配器的第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接电源适配器的低压参考地端，开关器件11的第三端113连接控制电路12的控制端123，控制电路12的第一检测端121连接采集电路13的输出端132，控制电路12的第二检测端122连接基准电路14的输出端141，采集电路13的输入端131连接电流互感器15的检测端153；

控制电路12用于比较采集电路13采集的电流互感器15的工作电流与基准电路14的工作电流，并在电流互感器15的工作电流大于基准电路14的工作电流时输出关断信号至开关器件11，以使开关器件11断开。

其中，控制电路12包括电压比较器U1，电压比较器U1的同相输入端连接采集电路13的输出端132，电压比较器U1的反相输入端连接基准电路14的输出端141，电压比较器U1的输出端123连接开关器件11的第三端113。

可选的，如图2所示，开关器件11包括MOS管，MOS管的栅极连接电压比较器的输出端，MOS管的第一端连接电源适配器的高压参考地端，MOS管的第二端连接电流互感器的输入端。

可选的，如图2所示，MOS管为PMOS管。

可选的，如图2所示，采集电路13包括采样电阻R1，采样电阻R1的第一端132连接电流互感器15的输出端152，采样电阻的第二端131连接电压比较器U1的同相输入端和第一电容的第一端。可以设置采样电阻R1的大小，例如，正常情况下，电流互感器15的工作电流一般小于0.5mA，基准电路14的电压为1V，则，可以设置电阻R1为2000Ω。当电流互感器15的工作电流大于0.5mA时，电压比较器U1控制开关器件11断开，防止出现触电现象。

当电源适配器内部的低压参考地与电源适配器内部的高电压参考地之间短路时，电压比较器U1比较采样电阻R1两端的电压会远大于基准电路14的电压，电压比较器U1输出高电平到开关器件(PMOS管)11，以使开关器件11断开(即PMOS管截止)，即可以断开电源适配器与移动终端的连接，防止出现触电现象。

图2仅以控制电路12包括电压比较器的情况为例，在其他的实施方式中，控制电路也可以包括电流比较器，电流比较器用于比较采样电阻R1上的电流与基准电路14(例如，基准电流源)的电流大小。

在一种可行的实施方式中，该MOS管也可以为NMOS管。此时，连接关系，如下：控制电路12包括电压比较器U1，电压比较器U1的反相输入端121连接采集电路13的输出端132，电压比较器U1的同相输入端122连接基准电路14的输出端141，电压比较器U1的输出端123连接开关器件11的第三端113。开关器件11包括MOS管，MOS管的栅极连接电压比较器的输出端123，MOS管的第一端连接电源适配器的高压参考地端，MOS管的第二端连接电流互感器的输入端。

可选的，如图2所示，电流互感器15包括铁芯53、第一绕组51和第二绕组52，第一绕组51和第二绕组52分别缠绕在铁芯53上，第二绕组52连接电源适配器的高压参考地端，第二绕组52连接第一电容C1的第一端。

可选的，如图2所示，基准电路14包括基准电压源，当然，在其他可行的实施方式中，基准电路14可以包括基准电流源与基准电阻R2。

在图2所示的短路保护电路10中，当采集电路13检测到电流互感器15的工作电流超过一定值时，电压比较器U1的同相输入端122输入的电压大于反相输入端121输入的电压，电压比较器U1的输出端123输出高电平到PMOS管113的栅极，以使PMOS管截止，电源适配器停止向移动终端充电，起到防止触电的作用。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例公开的一种电源适配器的结构示意图，如图3所示，电源适配器100用于给移动终端200充电，电源适配器100包括整流电路20、高压电路30、变压器40、低压电路50以及图2所示的短路保护电路10，其中：

整流电路20用于将输入的交流电转换为直流电输出给高压电路30，高压电路30用于将整流电路20输出的直流电进行处理并控制变压器40的输入高电压，

变压器40将输入高电压转换为输出低电压输出给低压电路50进行稳压处理与整流处理后输出给移动终端200。

其中，高压电路30包括电感滤波器、电容、电源芯片以及开关管，高压电路用于控制变压器40的输入高电压。

变压器40，用于把电压由高压转换成低电压输出的多绕组器件，同时向短路保护电路10提供电源。

低压电路50可以包括电容，整流等器件。

本实用新型实施例中，使用电源适配器100对移动终端200充电时，当短路保护电路10检测到短路现象时，短路保护电路10断开，电源适配器100停止为移动终端200供电，起到防止触电的作用。

请参阅图4，图4是本实用新型实施例公开的一种移动终端的结构示意图，如图4所示，该移动终端200包括充电芯片21、电池22以及主板23，其特征在于，当采用电源适配器100对移动终端200充电时，充电芯片21用于接收电源适配器100输入的电压并为电池22充电。

本实用新型实施例中，使用电源适配器100对移动终端200充电时，当电源适配器100检测到短路现象时，电源适配器100与移动终端200断开连接，电源适配器100停止为移动终端200供电，起到防止触电的作用。

本实用新型实施例还提供了另一种移动终端，如图5所示，图5是本实用新型实施公开的又一种移动终端的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。该移动终端可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等任意终端设备，以移动终端为手机为例：

图5示出的是与本实用新型实施例提供的移动终端相关的手机的部分结构的框图。参考图5，手机包括：射频(Radio Frequency，RF)电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960、无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)模块970、处理器980、以及电源990等部件。本领域技术人员可以理解，图5中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图5对手机的各个构成部件进行具体的介绍：

RF电路910可用于信息的接收和发送。通常，RF电路910包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路910还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System of Mobilecommunication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service，SMS)等。

存储器920可用于存储软件程序以及模块，处理器980通过运行存储在存储器920的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器920可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器920可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元930可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元930可包括指纹识别模组931以及其他输入设备932。指纹识别模组931，可采集用户在其上的指纹数据。除了指纹识别模组931，输入单元930还可以包括其他输入设备932。具体地，其他输入设备932可以包括但不限于触控屏、物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元940可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元940可包括显示屏941，可选的，可以采用液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示屏941。虽然在图5中，指纹识别模组931与显示屏941是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将指纹识别模组931与显示屏941集成而实现手机的输入和播放功能。

手机还可包括至少一种传感器950，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏941的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示屏941和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

音频电路960、扬声器961，传声器962可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路960可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器961，由扬声器961转换为声音信号播放；另一方面，传声器962将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路960接收后转换为音频数据，再将音频数据播放处理器980处理后，经RF电路910以发送给比如另一手机，或者将音频数据播放至存储器920以便进一步处理。

WiFi属于短距离无线传输技术，手机通过WiFi模块970可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图5示出了WiFi模块970，但是可以理解的是，其并不属于手机的必须构成，完全可以根据需要在不改变实用新型的本质的范围内而省略。

处理器980是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器920内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器920内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器980可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器980可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器980中。

手机还包括给各个部件供电的电源990(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器980逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，手机还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种短路保护电路，应用于电源适配器，其特征在于，所述短路保护电路包括开关器件、控制电路、采集电路、基准电路以及电流互感器，其中：

所述开关器件的第一端连接所述电源适配器的高压参考地端，所述开关器件的第二端连接所述电流互感器的输入端，所述电流互感器的输出端连接所述电源适配器的第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接所述电源适配器的低压参考地端，所述开关器件的第三端连接所述控制电路的控制端，所述控制电路的第一检测端连接所述采集电路的输出端，所述控制电路的第二检测端连接所述基准电路的输出端，所述采集电路的输入端连接所述电流互感器的检测端；

所述控制电路用于比较所述采集电路采集的所述电流互感器的工作电流与所述基准电路的工作电流，并在所述电流互感器的工作电流大于所述基准电路的工作电流时输出关断信号至所述开关器件，以使所述开关器件断开。

2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述控制电路包括电压比较器，所述电压比较器的同相输入端连接所述采集电路的输出端，所述电压比较器的反相输入端连接所述基准电路的输出端，所述电压比较器的输出端连接所述开关器件的第三端。

3.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述开关器件包括MOS管，所述MOS管的栅极连接所述电压比较器的输出端，所述MOS管的第一端连接所述电源适配器的高压参考地端，所述MOS管的第二端连接所述电流互感器的输入端。

4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述MOS管为PMOS管。

5.根据权利要求2-4任一项所述的短路保护电路，其特征在于，所述电流互感器包括铁芯、第一绕组和第二绕组，所述第一绕组和所述第二绕组分别缠绕在所述铁芯上，所述第二绕组连接所述电源适配器的高压参考地端，所述第 二绕组连接所述第一电容的第一端。

6.根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述采集电路包括采样电阻，所述采样电阻的第一端连接所述电流互感器的输出端，所述采样电阻的第二端连接所述电压比较器的同相输入端和所述第一电容的第一端。

7.根据权利要求2、3、4、6中任一项所述的短路保护电路，其特征在于，所述基准电路包括基准电压源或者基准电流源与基准电阻。

8.一种电源适配器，其特征在于，所述电源适配器用于给移动终端充电，所述电源适配器包括整流电路、高压电路、变压器、低压电路以及如权利要求1-7任一项所述的短路保护电路，其中：

所述整流电路用于将输入的交流电转换为直流电输出给所述高压电路，所述高压电路用于将所述整流电路输出的直流电进行处理并控制所述变压器的输入高电压，

所述变压器将所述输入高电压转换为输出低电压输出给所述低压电路进行稳压处理与整流处理后输出给所述移动终端。

9.根据权利要求8所述的电源适配器，其特征在于，所述高压电路包括电感滤波器、电容、电源芯片以及开关管，所述高压电路用于控制所述变压器的输入高电压。

10.一种移动终端，其特征在于，包括充电芯片、电池以及主板，其特征在于，当采用电源适配器对所述移动终端充电时，所述充电芯片用于接收所述电源适配器输入的电压并为所述电池充电。