CN209029913U - 电子设备保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电子设备保护装置，涉及集成电路领域。通过将温度保护单元、电源保护单元通过同一根信号总线与主控芯片电连接，减少了很多不必要的外围电路，布局安装也简单，节省了人工成本与材料成本，并且在后期组装的时候不会对温度系数电阻造成损坏，从而不会影响保护机制，主控芯片与开关单元电连接，电源保护单元与电源芯片电连接，当温度保护单元检测到电源芯片的温度出现异常或电源保护单元检测到电源芯片输出电压/电流出现异常时，通过信号总线输出低电平至主控芯片，主控芯片检测到低电平后控制开关单元以使整个电子设备关闭，从而使得温度系数电阻与电源保护单元可以有效的结合，形成可靠性更高的电源保护。

Description

电子设备保护装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种电子设备保护装置。

背景技术

通常在电子设备的电源线路上，会使用温度系数电阻以感应温度，并对电源芯片进行温度保护，以及电源控制芯片本身具备的电源保护单元进行保护过流过压保护，温度系数电阻与电源保护单元均需要不同的信号线以及外围电路单独与处理器连接进行电平信号的传递，因此，需要的电子元件资源较多并且布局安装也很麻烦，浪费人工成本与材料成本，并且在后期组装的时候可能对温度系数电阻造成损坏，从而影响保护机制，并且温度系数电阻与电源保护单元不能有效的结合，形成可靠性更高的电源保护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电子设备保护装置，其旨在改善上述的问题。

本实用新型提供了一种电子设备保护装置，所述电子设备保护装置包括电源芯片、温度保护单元、电源保护单元、主控芯片以及开关单元，所述温度保护单元、所述电源保护单元通过同一根信号总线与所述主控芯片电连接，所述主控芯片与所述开关单元电连接，所述电源保护单元与所述电源芯片电连接；

所述温度保护单元用于检测电源芯片的温度系数，并比较温度系数与参考温度判断温度系数是否异常，并将比较结果传输至所述主控芯片；所述电源保护单元用于检测所述电源芯片输出的电压/电流，并比较检测到的电压与参考电压判断电压是否异常，或比较检测到的电流与参考电流判断电流是否异常，并将比较结果传输至所述主控芯片；所述主控芯片用于依据比较结果控制所述开关单元断开或闭合以控制电子设备的启闭。

进一步地，所述温度保护单元包括串接于第一电源与地之间的第一电阻与第二电阻、与第一电阻或第二电阻并联的热敏电阻模块、串接于第二电源与地之间的第三电阻与第一开关管、连接于所述信号总线与地之间的第二开关管，其中，所述第一开关管连接于所述第一电阻与所述热敏电阻模块之间，所述第二开关管连接于所述第三电阻与所述第一开关管之间；

当所述电源芯片的温度升高时，所述热敏电阻模块的电阻发生变化，此时所述第二电阻的分得的电压变大，使得所述第一开关管导通，此时所述第三电阻的分得的电压变大，使得所述第二开关管导通。

进一步地，所述热敏电阻模块为正温度系数电阻模块，所述正温度系数电阻模块与所述第二电阻并联。

进一步地，所述热敏电阻模块为负温度系数电阻模块，所述负温度系数电阻模块与所述第一电阻并联。

进一步地，所述热敏电阻模块包含一个热敏电阻。

进一步地，多个热敏电阻串接成所述热敏电阻模块。

进一步地，所述电源保护单元包括并联于电源芯片输出端与信号总线之间的多个电源保护电路。

进一步地，所述多个电源保护电路包括过流保护模块、过压保护模块以及欠压保护模块。

进一步地，所述过压保护模块或欠压保护模块包括第四电阻、与所述电源芯片电连接的比较器、连接于所述信号总线与地之间的第三开关管，所述第四电阻的一端与所述第一电源连接，所述第四电阻的另一端连接于所述比较器的输出端与所述第三开关管的输入端之间。

进一步地，所述过流保护模块包括第五电阻、连接于所述信号总线与地之间的第四开关管、串接于所述电源芯片与所述第四开关管之间的电路放大器与比较器，所述第五电阻的一端与所述第一电源连接，所述第五电阻的另一端连接于所述比较器的输出端与所述第四开关管的输入端之间。

本实用新型提供的电子设备保护装置的有益效果是：将温度保护单元、电源保护单元通过同一根信号总线与主控芯片电连接，减少了很多不必要的外围电路，布局安装也简单，节省了人工成本与材料成本，并且在后期组装的时候不会对温度系数电阻造成损坏，从而不会影响保护机制，主控芯片与开关单元电连接，电源保护单元与电源芯片电连接，当温度保护单元检测到电源芯片的温度出现异常或电源保护单元检测到电源芯片输出电压/电流出现异常时，通过信号总线输出低电平至主控芯片，主控芯片检测到低电平后控制开关单元以使整个电子设备关闭，从而使得温度系数电阻与电源保护单元可以有效的结合，形成可靠性更高的电源保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电子设备保护装置的电路连接框图；

图2为本实用新型实施例提供的温度保护单元(包含负温度系数电阻模块)的电路连接框图；

图3为本实用新型实施例提供的温度保护单元(包含正温度系数电阻模块)的电路连接框图；

图4为本实用新型实施例提供的电源芯片及其外围电路的电路连接框图；

图5为本实用新型实施例提供的过流保护模块的电路连接框图；

图6为本实用新型实施例提供的过压保护模块的电路连接框图；

图7为本实用新型实施例提供的欠压保护模块的电路连接框图。

图标：101-电源芯片；102-温度保护单元；103-电源保护单元；104-主控芯片；105-开关单元；106-热敏电阻模块；107-过压保护模块；108-欠压保护模块；109-过流保护模块；110-比较器；111-电路放大器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1，本实用新型提供了一种电子设备保护装置，电子设备保护装置包括电源芯片101、温度保护单元102、电源保护单元103、主控芯片104以及开关单元105。温度保护单元102、电源保护单元103通过同一根信号总线与主控芯片104电连接，主控芯片104与开关单元105电连接，电源保护单元103与电源芯片101电连接。

温度保护单元102用于检测电源芯片101的温度系数，并比较温度系数与参考温度判断温度系数是否异常，并将比较结果传输至主控芯片104，电源保护单元103用于检测电源芯片101输出的电压/电流，并比较检测到的电压与参考电压判断电压是否异常，或比较检测到的电流与参考电流判断电流是否异常，并将比较结果传输至主控芯片104，主控芯片104用于依据比较结果控制开关单元105断开或闭合以控制电子设备的启闭。本实施例中，电子设备可以为手机、平板电脑等等，在此不做限定。

该电子设备保护装置的工作原理为：将温度保护单元102、电源保护单元103通过同一根信号总线与主控芯片104电连接，减少了很多不必要的外围电路，布局安装也简单，节省了人工成本与材料成本，并且在后期组装的时候不会对温度系数电阻造成损坏，从而不会影响保护机制，主控芯片104与开关单元105电连接，电源保护单元103与电源芯片101电连接，当温度保护单元102检测到电源芯片101的温度出现异常或电源保护单元103检测到电源芯片101输出电压/电流出现异常时，通过信号总线输出低电平至主控芯片104，主控芯片104检测到低电平后控制开关单元105以使整个电子设备关闭，从而使得温度系数电阻与电源保护单元103可以有效的结合，形成可靠性更高的电源保护。

具体地，如图2、图3所示，温度保护单元102可以包括串接于第一电源VSYS与地之间的第一电阻R1与第二电阻R2、与第一电阻R1或第二电阻R2并联的热敏电阻模块106、串接于第二电源VPH_PAR与地之间的第三电阻R3与第一开关管Q1、连接于信号总线与地之间的第二开关管Q2，其中，第一开关管Q1连接于第一电阻R1与热敏电阻模块106之间，第二开关管Q2连接于第三电阻R3与第一开关管Q1之间，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3均作为分压电阻使用，第一开关管Q1、第二开关管Q2均可以采用但不限于MOS管。

需要说明的是，热敏电阻模块106可以采用正温度系数电阻模块，此时正温度系数电阻模块与第二电阻R2并联。热敏电阻模块106还可以采用负温度系数电阻模块，此时，负温度系数电阻模块与第一电阻R1并联。

温度保护单元102的工作原理为：当电源芯片101的温度升高时，热敏电阻模块106的电阻发生变化，此时第二电阻R2的分得的电压变大，从而使得第一开关管Q1导通，从而使得第三电阻R3的分得的电压变大，从而使得第二开关管Q2导通，此时，输出至主控芯片104信号由高电平切换为低电平，主控芯片104接收到低电平信号后即认为温度出现异常。

可选地，热敏电阻模块106可以包含一个热敏电阻，较佳地，由于电子设备的电源芯片101较多，以满足电子设备不同的工作状态，例如，0.6V、1.5V、3V，因此，可以将多个热敏电阻串接成热敏电阻模块106，多个热敏电阻分别布置于不同的电源芯片101的附近，当任意一个电源芯片101出现异常时，主控芯片104均会通过信号总线接收到低电平信号，从而直接控制整个电子设备关闭，进一步地形成可靠性更高的电源保护。

本实施例中，具体地，电源保护单元103包括并联于电源芯片101输出端与信号总线之间的多个电源保护电路。进一步地，多个电源保护电路包括但不限于过流保护模块109、过压保护模块107以及欠压保护模块108。如图4所示，将多个电源保护电路的输出端连接于同一根信号总线，进一步地减少了很多不必要的外围电路，布局安装也简单，更进一步地节省了人工成本与材料成本。

其中，如图6、图7所示，过压保护模块107或欠压保护模块108包括第四电阻R4、与电源芯片101电连接的比较器110、连接于信号总线与地之间的第三开关管Q3，第四电阻R4的一端与第一电源VSYS连接，第四电阻R4的另一端连接于比较器110的输出端与第三开关管Q3的输入端之间。过压保护模块107的比较器110采集电源芯片101的电压，与设定的第一参考电压进行比较，若高于第一参考电压，则认定为是超出电压，触发过压保护，此时第三开关管Q3导通，向主控芯片104输出低电平信号；欠压保护模块108的比较器110采集电源芯片101的电压，与设定的第二参考电压进行比较，若低于第二参考电压，则认定为是欠压，触发欠压保护，此时第三开关管Q3导通，向主控芯片104输出低电平信号，促使系统关机，进一步地，保障了电子设备不会被异常电压影响，进而避免了造成损坏。

另外，如图5所示，过流保护模块109包括第五电阻R5、连接于信号总线与地之间的第四开关管、串接于电源芯片101与第四开关管之间的电路放大器111与比较器110，第五电阻R5的一端与第一电源VSYS连接，第五电阻R5的另一端连接于比较器110的输出端与第四开关管的输入端之间。通过采集与电源芯片101串联的精密电阻两端放入电压，利用电路放大器111转化为电源芯片101的电流，且以电压形式呈现，再通过比较器110，与设定的第三参考电压进行比较，若超出第三参考电压，则认定为是超出电流，触发过流保护，控制第四开关管导通，从而将系统的信号直接拉低，促使系统关机，保障电子设备不会被过大的电流损坏。

综上所述，本实用新型提供的电子设备保护装置，将温度保护单元、电源保护单元通过同一根信号总线与主控芯片电连接，减少了很多不必要的外围电路，布局安装也简单，节省了人工成本与材料成本，并且在后期组装的时候不会对温度系数电阻造成损坏，从而不会影响保护机制，主控芯片与开关单元电连接，电源保护单元与电源芯片电连接，当温度保护单元检测到电源芯片的温度出现异常或电源保护单元检测到电源芯片输出电压/电流出现异常时，通过信号总线输出低电平至主控芯片，主控芯片检测到低电平后控制开关单元以使整个电子设备关闭，从而使得温度系数电阻与电源保护单元可以有效的结合，形成可靠性更高的电源保护。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子设备保护装置，其特征在于，所述电子设备保护装置包括电源芯片、温度保护单元、电源保护单元、主控芯片以及开关单元，所述温度保护单元、所述电源保护单元通过同一根信号总线与所述主控芯片电连接，所述主控芯片与所述开关单元电连接，所述电源保护单元与所述电源芯片电连接；

所述温度保护单元用于检测电源芯片的温度系数，并比较温度系数与参考温度判断温度系数是否异常，并将比较结果传输至所述主控芯片；所述电源保护单元用于检测所述电源芯片输出的电压/电流，并比较检测到的电压与参考电压判断电压是否异常，或比较检测到的电流与参考电流判断电流是否异常，并将比较结果传输至所述主控芯片；所述主控芯片用于依据比较结果控制所述开关单元断开或闭合以控制电子设备的启闭。

2.根据权利要求1所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述温度保护单元包括串接于第一电源与地之间的第一电阻与第二电阻、与第一电阻或第二电阻并联的热敏电阻模块、串接于第二电源与地之间的第三电阻与第一开关管、连接于所述信号总线与地之间的第二开关管，其中，所述第一开关管连接于所述第一电阻与所述热敏电阻模块之间，所述第二开关管连接于所述第三电阻与所述第一开关管之间；

当所述电源芯片的温度升高时，所述热敏电阻模块的电阻发生变化，此时所述第二电阻的分得的电压变大，使得所述第一开关管导通，此时所述第三电阻的分得的电压变大，使得所述第二开关管导通。

3.根据权利要求2所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述热敏电阻模块为正温度系数电阻模块，所述正温度系数电阻模块与所述第二电阻并联。

4.根据权利要求2所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述热敏电阻模块为负温度系数电阻模块，所述负温度系数电阻模块与所述第一电阻并联。

5.根据权利要求2所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述热敏电阻模块包含一个热敏电阻。

6.根据权利要求2所述的电子设备保护装置，其特征在于，多个热敏电阻串接成所述热敏电阻模块。

7.根据权利要求2所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述电源保护单元包括并联于电源芯片输出端与信号总线之间的多个电源保护电路。

8.根据权利要求7所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述多个电源保护电路包括过流保护模块、过压保护模块以及欠压保护模块。

9.根据权利要求8所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述过压保护模块或欠压保护模块包括第四电阻、与所述电源芯片电连接的比较器、连接于所述信号总线与地之间的第三开关管，所述第四电阻的一端与所述第一电源连接，所述第四电阻的另一端连接于所述比较器的输出端与所述第三开关管的输入端之间。

10.根据权利要求8所述的电子设备保护装置，其特征在于，所述过流保护模块包括第五电阻、连接于所述信号总线与地之间的第四开关管、串接于所述电源芯片与所述第四开关管之间的电路放大器与比较器，所述第五电阻的一端与所述第一电源连接，所述第五电阻的另一端连接于所述比较器的输出端与所述第四开关管的输入端之间。