CN211089114U - 一种保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种保护电路及电子设备，保护电路包括开关模块、采样模块和第一自锁模块，在主电路驱动信号建立后，第一自锁模块进入自锁状态，使得第一采样端的电位维持在低电平状态。当主电路发生短路时，由于采样模块的第一采样端和第二采样端的电位均为低电平，采样模块向开关模块的控制端输出第二控制信号，使得开关模块关断，开关模块停止输出芯片使能信号，使得控制芯片停止工作，实现主电路的短路保护功能。此后第一自锁模块维持自锁模块，维持采样模块的第一采样端的电位为低电平，开关模块维持关断状态，只有当电压源的电压下降为零时，第一自锁模块才会解除自锁状态，进而恢复到初始状态，从而实现短路自锁保护功能。

Description

一种保护电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种保护电路及电子设备。

背景技术

电路的短路保护(过流保护)为防止主电路短路造成主电路电流过大而损坏电子设备。

示例性的，目前常用电子设备中的非隔离DCDC电路如BUCK、BOOST等输出短路保护都是依靠DCDC芯片自身触发过流保护，或者输出反馈引脚电压下降到规格值(此规格值为固定值)以下，DCDC芯片自身才会启动保护功能。

依靠DCDC芯片自身触发过流保护的方案，往往因为芯片过流点问题或者电路本身延时导致保护失效。通过反馈引脚电压检测短路保护的方案，因为芯片本身脚位电压是固定的，其不具有灵活性，不能根据实际电路进行调整参数。

实用新型内容

本实用新型提供了一种保护电路及电子设备，在主电路短路时，第一自锁模块维持锁定状态，维持开关模块的关断状态，使控制芯片不工作，实现主电路的短路自锁保护功能。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种保护电路，包括：开关模块、采样模块和第一自锁模块；

所述采样模块包括第一采样端、第二采样端和采样输出端，所述第一采样端与所述开关模块的输入端以及所述第一自锁模块的输入端连接，所述采样输出端与所述开关模块的控制端连接；

当所述第二采样端的采样信号为主电路驱动信号时，所述采样模块依据所述主电路驱动信号向所述开关模块的控制端输出第一控制信号，并使得所述第一自锁模块处于锁定状态，其中，所述第一控制信号用于触发所述开关模块输出芯片使能信号；

当所述第二采样端的采样信号为短路信号时，所述采样模块基于第一采样端的采样信号向所述开关模块的控制端输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号用于触发所述开关模块停止输出芯片使能信号。

可选的，所述开关模块包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的第一端作为所述开关模块的输入端，用于连接电压源，所述第一开关晶体管的第二端用于输出芯片使能信号，所述第一开关晶体管的控制端与所述采样输出端连接。

可选的，所述采样模块包括第一采样单元和第二采样单元；

所述第一采样单元的输入端与所述开关模块的输入端以及所述第一自锁模块的输入端连接；

所述第二采样单元的输入端用于采集所述主电路驱动信号；

所述第一采样单元的输出端和所述第二采样单元的输出端均与所述开关模块的控制端连接。

可选的，所述第一采样单元包括第一稳压管和第一二极管，所述第一稳压管的阴极与所述开关模块的输入端以及所述第一自锁模块的输入端连接，所述第一稳压管的阳极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述开关模块的控制端连接；

所述第二采样单元包括第二稳压管和第二二极管，所述第二二极管的阳极用于接收所述主电路驱动信号，所述第二二极管的阴极与所述第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极与所述开关模块的控制端连接。

可选的，所述第一自锁模块包括第二开关晶体管、第三开关晶体管和第一电阻；

所述第二开关晶体管的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第二开关晶体管的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端用于接入一参考电压，所述第二开关晶体管的控制端与所述第三开关晶体管的第一端以及所述采样模块的第一采样端连接；

所述第三开关晶体管的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第三开关晶体管的控制端与所述第二开关晶体管的第二端以及所述采样模块的第二采样端连接。

可选的，所述第一自锁模块还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第三二极管；

所述第二电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关晶体管的第一端连接；

所述第三电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第三开关晶体管的第一端连接；

所述第三二极管的阳极与所述采样模块的第二采样端连接，所述第三二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一电阻的第一端以及第三开关晶体管的控制端连接。

可选的，还包括第二自锁模块，所述第二自锁模块的第一输入端与所述开关模块的输入端连接，所述第二自锁模块的第二输入端与所述第一采样端连接；

在所述开关模块的输入端有输入之前，所述第二采样端的采样信号为短路信号，在所述开关模块的输入端有输入时，第二自锁模块进入自锁状态，以使所述开关模块根据第一采样端的采样信号向所述开关模块的控制端输出第二控制信号。

可选的，所述第二自锁模块包括第五电阻、第一电容和第四开关晶体管；

所述第五电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端用于接入一参考电压；

所述第四开关晶体管的第一端与所述第一采样端连接，所述第四开关晶体管的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第四开关晶体管的控制端与所述第一电容的第一端连接。

可选的，所述第二自锁模块还包括第六电阻、第七电阻和第四二极管；

所述第六电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述开关模块的输入端连接；

所述第七电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接。

可选的，所述第一自锁模块包括第八电阻、第二电容和第五开关晶体管；

所述第八电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第八电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端用于接入一参考电压；

所述第五开关晶体管的第一端与所述第一采样端连接，所述第五开关晶体管的第二端与所述第二电容的第二端连接，所述第五开关晶体管的控制端与所述第二电容的第一端连接。

可选的，所述第一自锁模块还包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第五二极管；

所述第九电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第九电阻的第二端与所述第五开关晶体管的第一端连接；

所述第五二极管的阴极与所述开关模块的输入端连接，所述第五二极管的阳极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第十一电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括如本实用新型第一方面所述保护电路。

本实用新型实施例提供的保护电路，包括开关模块、采样模块和第一自锁模块，在主电路驱动信号建立后，第一自锁模块进入自锁状态，使得第一采样端的电位维持在低电平状态。当主电路发生短路时，由于采样模块的第一采样端和第二采样端的电位均为低电平，采样模块向开关模块的控制端输出第二控制信号，使得开关模块关断，开关模块停止输出芯片使能信号，使得控制芯片停止工作，实现主电路的短路保护功能。此后第一自锁模块维持自锁模块，维持采样模块的第一采样端的电位为低电平，开关模块维持关断状态，只有当电压源的电压下降为零时，第一自锁模块才会解除自锁状态，进而恢复到初始状态，从而实现短路自锁保护功能。避免现有的保护方案中因为芯片过流点问题或者电路本身延时导致保护失效的问题，或因为芯片本身脚位电压是固定而不能灵活调整的问题。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型提供的一种保护电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种保护电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种保护电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种保护电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型实施例提供了一种保护电路，图1为本实用新型提供的一种保护电路的结构框图，如图1所示，该保护电路包括：开关模块110、采样模块120和第一自锁模块130。

开关模块110包括输入端、输出端和控制端，开关模块110的输入端用于连接电压源Vin，开关模块110的输出端与主电路的控制芯片的使能脚连接，开关模块110的输出端用于向控制芯片的使能脚输出使能信号En。

采样模块120包括第一采样端、第二采样端和采样输出端，第一采样端与开关模块110的输入端以及第一自锁模块130的输入端连接，第二采样端用于采集主电路驱动信号V0，采样输出端与开关模块110的控制端连接。

主电路驱动信号V0用于驱动主电路工作，主电路驱动信号V0可以是电压源Vin经BUCK或BOOST电路转换得到，并由控制芯片的输出端输出。BUCK电路也称降压式变换器，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。BOOST电路也称升压式变换器，是一种输出电压大于输进电压的单管不隔离直流变换器。本实用新型对BUCK和BOOST电路的具体结构在此不做限定。

具体的，该保护电路的工作原理如下：

由于主电路驱动信号V0是由电压源Vin经BUCK或BOOST电路转换得到，BUCK或BOOST的电压转换过程需要一定的时间。因此，在电压源Vin上电后，主电路驱动信号V0还没有建立起来。此阶段，第一自锁模块130不工作，采样模块120的第一采样端采集到该电压源Vin，并通过采样输出端向开关模块110输出第一控制信号，示例性的，该第一控制信号可以是一个高电平信号，开关模块110在接收到该第一控制信号后导通，进而电压源Vin经由开关模块110通过其输出端向控制芯片的使能脚输出使能信号En，控制芯片启动，示例性的，该使能信号En可以是高电平信号。

在主电路驱动信号V0建立后，主电路在控制芯片的控制下开始工作，且第一自锁模块130开始工作，进入自锁状态，使得第一采样端的电位维持在低电平状态。由于此时第二采样端有主电路驱动信号V0输入，采样模块120根据主电路驱动信号V0向开关模块110的控制端输出第一控制信号，维持开关模块110导通，进而使得控制芯片持续工作。

当主电路发生短路时，即主电路驱动信号V0下降至零电位，由于采样模块120的第一采样端和第二采样端的电位均为低电平，采样模块120向开关模块110的控制端输出第二控制信号，示例性的，该第二控制信号可以是低电平信号，使得开关模块110关断，开关模块110停止输出芯片使能信号En，使得控制芯片停止工作，实现主电路的短路保护功能。

在电压源Vin有输入的情况下，第一自锁模块130维持自锁模块，维持采样模块120的第一采样端的电位为低电平，开关模块110维持关断状态，只有当电压源Vin的电压下降为零时，第一自锁模块130才会解除自锁状态，进而恢复到初始状态，从而实现短路自锁保护功能。

本实用新型实施例提供的保护电路，包括开关模块、采样模块和第一自锁模块，在主电路驱动信号建立后，第一自锁模块进入自锁状态，使得第一采样端的电位维持在低电平状态。当主电路发生短路时，由于采样模块的第一采样端和第二采样端的电位均为低电平，采样模块向开关模块的控制端输出第二控制信号，使得开关模块关断，开关模块停止输出芯片使能信号，使得控制芯片停止工作，实现主电路的短路保护功能。此后第一自锁模块维持自锁模块，维持采样模块的第一采样端的电位为低电平，开关模块维持关断状态，只有当电压源的电压下降为零时，第一自锁模块才会解除自锁状态，进而恢复到初始状态，从而实现短路自锁保护功能。避免现有的保护方案中因为芯片过流点问题或者电路本身延时导致保护失效的问题，或因为芯片本身脚位电压是固定而不能灵活调整的问题。

图2为本实用新型实施例提供的一种保护电路的结构示意图，如图2所示，在该示例性实施例中，开关模块110包括第一开关晶体管Q1，第一开关晶体管Q1的第一端作为开关模块110的输入端，用于连接电压源Vin，第一开关晶体管Q1的第二端用于输出芯片使能信号En，第一开关晶体管Q1的控制端与采样单元120的采样输出端连接。

需要说明的是，图2所示的实施例中，以第一开关晶体管Q1为三极管为例，对本实用新型的技术方案进行示例性说明，本领域技术人员应该清楚，第一开关晶体管Q1也可以是MOS管，本实用新型实施例在此不做限定。

示例性的，为了保护第一开关晶体管Q1，避免其因过流过压损坏，在电压源Vin与第一开关晶体管Q1的第一端之间还可以设置保护电阻RX，RX的阻值大小可以根据电压源Vin和第一开关晶体管Q1的参数设定。

示例性的，如图2所示，采样模块包括第一采样单元121和第二采样单元122。第一采样单元121的输入端(即第一采样端)与开关模块110的输入端以及第一自锁模块130的输入端连接。第二采样单元122的输入端(即第二采样端)用于采集主电路驱动信号。第一采样单元121的输出端和第二采样单元122的输出端均与开关模块110的控制端连接。

示例性的，如图2所示，第一采样单元121包括第一稳压管ZD1和第一二极管D1，第一稳压管ZD1的阴极与第一开关晶体管Q1的第一端以及第一自锁模块130的输入端连接，第一稳压管ZD1的阳极与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第一开关晶体管Q1的控制端连接。

第二采样单元122包括第二稳压管ZD2和第二二极管D2，第二二极管D2的阳极用于接收主电路驱动信号V0，第二二极管D2的阴极与第二稳压管ZD2的阴极连接，第二稳压管ZD2的阳极与第一开关晶体管Q1的控制端连接。

示例性的，如图2所示，第一自锁模块130包括第二开关晶体管Q2、第三开关晶体管Q3和第一电阻R1。第二开关晶体管Q2的第一端与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第二开关晶体管Q2的第二端与第一电阻R1的第一端连接。第一电阻R1的第二端用于接入一参考电压，示例性的，该参考电压可以是稳定的低电平，具体的，第一电阻R1的第二端接地。第二开关晶体管Q2的控制端与第三开关晶体管Q3的第一端以及第一采样单元121的输入端(即第一稳压管ZD1的阴极)连接。第三开关晶体管Q3的第二端与第一电阻R1的第二端连接(即第三开关晶体管Q3的第二端接地)，第三开关晶体管Q3的控制端与第二开关晶体管Q2的第二端以及第二采样单元122的输入端(即第二三极管D2的阳极)连接(即第三开关晶体管Q3的控制端用于接收主电路驱动信号V0)。

需要说明的是，图2所示的实施例中，以第二开关晶体管Q2和第三开关晶体管Q3为三极管为例，对本实用新型的技术方案进行示例性说明，本领域技术人员应该清楚，第二开关晶体管Q2和第三开关晶体管Q3也可以是MOS管，本实用新型实施例在此不做限定。

示例性的，如图2所示，第一自锁模块130还包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第三二极管D3。

第二电阻R2的第一端与开关模块的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第二电阻R2的第二端与第二开关晶体管Q2的第一端连接。第二电阻R2作为保护电阻，避免第二开关晶体管Q2因过流过压损坏。第二电阻R2的阻值大小可以根据电压源Vin和第二开关晶体管Q2的参数设定。

第三电阻R3的第一端与开关模块130的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第三电阻R3的第二端与第三开关晶体管Q3的第一端连接。第三电阻R3作为保护电阻，避免第三开关晶体管Q3因过流过压损坏。第三电阻R3的阻值大小可以根据电压源Vin和第三开关晶体管Q3的参数设定。

第三二极管D3的阳极与采样模块120的第二采样端连接(即第三二极管D3的阳极用于接收主电路驱动信号V0)，第三二极管D3的阴极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第一电阻R1的第一端以及第三开关晶体管Q3的控制端连接。第三二极管D3起到单向导通的作用，防止电压源Vin经由第二开关二极管Q2和第四电阻R4影响第二采样单元122的输入端的电位。第四电阻R4作为保护电阻，用于保护第三开关晶体管Q3和第三二极管D3，避免电流过大造成损坏。

具体的，该保护电路的工作原理如下：

在电压源Vin上电后，电压源Vin经由第三电阻R3被第一采样单元121的输入端采集到，使得第一稳压管ZD1反向导通，第一稳压管ZD1的压降稳定在预设值，进而使得第一二极管D1正向导通，向第一开关晶体管Q1的控制端输送高电平信号，使得第一开关晶体管Q1导通，进而电压源Vin经由保护电阻RX和第一开关晶体管Q1向控制芯片的使能脚输出使能信号En，控制芯片启动。

在主电路驱动信号V0建立后，主电路在控制芯片的控制下开始工作。且在主电路驱动信号V0的驱动下，使得第三开关晶体管Q3导通，第三开关晶体管Q3的控制端接收到高电平信号，使得第三开关晶体管Q3导通，第三开关晶体管Q3的第一端电位被拉低至低电平，使得第二开关晶体管Q2导通，第二开关晶体管Q2导通后，电压源Vin经由第二电阻R2和第二开关晶体管Q2向第三开关晶体管Q3的控制端输送高电平信号，第一自锁模块130进入自锁状态，即使此时主电路驱动信号的电压为零，只要电压源Vin有输入，第一自锁模块130将维持自锁状态。在第一自锁模块130处于自锁状态内，第一采样单元121的输入端与第三开关晶体管Q3的第一端电位相同，都为零电位。由于此时第二采样单元122的输入端有主电路驱动信号V0输入，主电路驱动信号V0经由第二二极管D2使得第二稳压管ZD2反向导通，第二稳压管ZD2的压降稳定在预设值，使得第一开关晶体管Q1的控制端电位维持高电平，维持第一开关晶体管Q1的导通状态，进而使得控制芯片持续工作。

当主电路发生短路时，即主电路驱动信号V0下降至零电位，由于此时第一采样单元121的输入端和第二采样单元122的输入端的电位均为低电平，第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2均关断，使得第一开关晶体管Q1的控制端电位下降至零电位，第一开关晶体管Q1关断，第一开关晶体管Q1停止输出芯片使能信号，使得控制芯片停止工作，实现主电路的短路保护功能。

在电压源Vin有输入的情况下，第一自锁模块130维持自锁模块，维持第一采样单元121的输入端的电位为低电平，第一开关晶体管Q1维持关断状态，只有当电压源Vin的电压下降为零时，第一自锁模块130才会解除自锁状态，第二开关晶体管Q2和第三开关晶体管Q3关断，第一自锁模块130恢复到初始状态。

图3为本实用新型实施例提供的另一种保护电路的结构示意图，如图3所示，该保护电路在图2所示的实施例的基础上，增加了第二自锁模块140，第二自锁模块140的第一输入端与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第二自锁模块140的第二输入端与第一采样单元121的输入端(即第一稳压管ZD1的阴极)连接。

在主电路的实际工作过程中，可能出现在电压源Vin上电前，主电路就已经发生短路的情况。即在开关模块110的输入端有输入之前，第二采样端的采样信号为短路信号(电位为零电位)。当开关模块110的输入端有输入时(即当电压源Vin上电时)，由于主电路就已经发生短路，主电路驱动信号V0始终无法建立起来，第一自锁模块130不工作。第二自锁模块140在电压源Vin的驱动下进入自锁状态，拉低采样模块120的第一采样端的电位，采样模块120向开关模块110的控制端输出第二控制信号，使得开关模块110维持关断状态，从而对主电路实现启动前的短路保护。

在电压源Vin有输入的情况下，第二自锁模块140维持自锁模块，维持采样模块120的第一采样端的电位为低电平，开关模块维持关断状态，只有当电压源Vin的电压下降为零时，第二自锁模块140才会解除自锁状态，恢复到初始状态。

具体的，如图3所示，第二自锁模块140包括第五电阻R5、第一电容C1和第四开关晶体管Q4。第五电阻R5的第一端与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第五电阻R5的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端用于接入一参考电压，示例性的，参考电压为恒定的低电平，具体的，第一电容C1的第二端接地。第四开关晶体管Q4的第一端与第一采样单元121的输入端连接，第四开关晶体管Q4的第二端与第一电容的第二端连接(即第四开关晶体管Q4的第二端接地)，第四开关晶体管Q4的控制端与第一电容C1的第一端连接。

需要说明的是，图3所示的实施例中，以第四开关晶体管Q4为MOS管为例，对本实用新型的技术方案进行示例性说明，本领域技术人员应该清楚，第四开关晶体管Q4也可以是三极管，本实用新型实施例在此不做限定。

示例性的，如图3所示，第二自锁模块140还可以包括第六电阻R6、第七电阻R7和第四二极管D4。

第六电阻R6的第一端与第一电容C1的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第四二极管D4的阳极连接，第四二极管D4的阴极与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)。

第七电阻R7的第一端与第一电容C1的第一端连接，第七电阻R7的第二端与第一电容C1的第二端连接(即第七电阻R7的第二端接地)。第七电阻R7用于保护第一电容C1，避免第一电容C1过压被击穿损坏。第七电阻R7的阻值可以根据电压源Vin和第一电容C1的参数设定。

图3所示的保护电路，对主电路在电压源Vin上电前，主电路就已经发生短路的短路保护的工作原理如下：

由于主电路在电压源Vin上电前就已经短路，因此，电压源Vin上电后，主电路驱动信号V0始终为零电位，第一自锁模块130始终不工作。

电压源Vin上电后，电压源Vin通过第五电阻R5向第一电容C1充电，使得第一电容C1的第一端的电位逐渐上升，直至达到第四开关晶体管Q4的导通电位。在第一电容C1的第一端的电位上升的过程中，电压源Vin经由第三电阻R3被第一采样单元121的输入端采集到，使得第一稳压管ZD1反向导通，第一稳压管ZD1的压降稳定在预设值，进而使得第一二极管D1正向导通，向第一开关晶体管Q1的控制端输送高电平信号，使得第一开关晶体管Q1导通，进而电压源Vin经由保护电阻RX和第一开关晶体管Q1向控制芯片的使能脚输出使能信号En，控制芯片启动。

当第一电容C1的第一端的电位达到第四开关晶体管Q4的导通电位时，第四晶体管Q4导通，进而拉低第一采样单元121的输入端的电位(即第一稳压管ZD1的阴极电位)，第一稳压管ZD1关断，使得第一开关晶体管Q1的控制端电位下降至零电位，第一开关晶体管Q1关断，第一开关晶体管Q1停止输出芯片使能信号En，使得控制芯片停止工作，实现对电压源Vin上电前，主电路短路的短路保护功能，同时，避免电压源Vin上电后，控制芯片一直工作的情况。

在电压源Vin有输入的情况下，第二自锁模块140维持自锁模块，维持第一采样单元121的输入端的低电平(即第一稳压管ZD1的阴极电位为低电平)，第一开关晶体管Q1维持关断状态，只有当电压源Vin的电压下降为零时，第二自锁模块140才会解除自锁状态，第一电容C1通过第六电阻R6和第四二极管D4放电，使得第四开关晶体管Q4的控制端电位下降，第四开关晶体管Q4关断，第二自锁模块140恢复到初始状态。

图3所示的保护电路，对主电路在电压源Vin上电后发生短路的短路保护的工作原理与图2中所示的保护电路相同，在此不再赘述。

图4为本实用新型实施例提供的另一种保护电路的结构示意图，如图4所示，该实施例在图2所示的实施例的基础上，提供了另一中不同结构的第一自锁模块130。该实施例中，第一自锁模块130包括第八电阻R8、第二电容C2和第五开关晶体管Q5。

需要说明的是，图4所示的实施例中，以第五开关晶体管Q5为MOS管为例，对本实用新型的技术方案进行示例性说明，本领域技术人员应该清楚，第五开关晶体管Q5也可以是三极管，本实用新型实施例在此不做限定。

第八电阻R8的第一端与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)，

第八电阻R8的第二端与第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端用于接入一参考电压，示例性的，参考电压可以是低电平，具体的，第二电容C2的第二端接地。

第五开关晶体管Q5的第一端与第一采样单元121的输入端(即第一稳压管ZD1的阴极)连接，第五开关晶体管Q5的第二端与第二电容C2的第二端连接(即第五开关晶体管Q5的第二端接地)，第五开关晶体管Q5的控制端与第二电容C2的第一端连接。

示例性的，如图4所示，第一自锁模块130还可以包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第五二极管D5。

第九电阻R9的第一端与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第九电阻R9的第二端与第五开关晶体管Q5的第一端连接。第五二极管D5的阴极与开关模块110的输入端连接(即与电压源Vin连接)，第五二极管D5的阳极与第十电阻R10的第一端连接，第十电阻R10的第二端与第二电容C2的第一端连接。

第十一电阻R11的第一端与第二电容C2的第一端连接，第十一电阻R11的第二端与第二电容C2的第二端连接(即第十一电阻R11的第二端接地)。第十一电阻R11用于保护第二电容C2，避免第二电容C2过压被击穿损坏。第十一电阻R11的阻值可以根据电压源Vin和第二电容C2的参数设定。

图4所示的保护电路，对主电路在电压源Vin上电前，主电路就已经发生短路的短路保护的工作原理如下：

由于主电路在电压源Vin上电前就已经短路，因此，电压源Vin上电后，主电路驱动信号V0始终为零电位。

电压源Vin上电后，电压源Vin通过第八电阻R8向第二电容C2充电，使得第二电容C2的第一端的电位逐渐上升，直至达到第五开关晶体管Q5的导通电位。在第二电容C2的第一端的电位上升的过程中，电压源Vin经由第九电阻R9被第一采样单元121的输入端采集到，使得第一稳压管ZD1反向导通，第一稳压管ZD1的压降稳定在预设值，进而使得第一二极管D1正向导通，向第一开关晶体管Q1的控制端输送高电平信号，使得第一开关晶体管Q1导通，进而电压源Vin经由保护电阻RX和第一开关晶体管Q1向控制芯片的使能脚输出使能信号En，控制芯片启动。

当第二电容C2的第一端的电位达到第五开关晶体管Q5的导通电位时，第五晶体管Q5导通，进而拉低第一采样单元121的输入端的电位(即第一稳压管ZD1的阴极电位)，第一稳压管ZD1关断，使得第一开关晶体管Q1的控制端电位下降至零电位，第一开关晶体管Q1关断，第一开关晶体管Q1停止输出芯片使能信号En，使得控制芯片停止工作，实现对电压源Vin上电前，主电路短路的短路保护功能，同时，避免电压源Vin上电后，控制芯片一直工作的情况。

在电压源Vin有输入的情况下，第一自锁模块130维持自锁模块，维持第一采样单元121的输入端的低电平(即第一稳压管ZD1的阴极电位为低电平)，第一开关晶体管Q1维持关断状态，只有当电压源Vin的电压下降为零时，第一自锁模块130才会解除自锁状态，第二电容C2通过第九电阻R9和第五二极管D5放电，使得第五开关晶体管Q5的控制端电位下降，第五开关晶体管Q5关断，第一自锁模块130恢复到初始状态。

图4所示的保护电路，对主电路在电压源Vin上电后发生短路的短路保护的工作原理如下：

电压源Vin上电后，电压源Vin通过第八电阻R8向第二电容C2充电，使得第二电容C2的第一端的电位逐渐上升，直至达到第五开关晶体管Q5的导通电位。

在电压源Vin上电后，电压源Vin经由第九电阻R9被第一采样单元121的输入端采集到，使得第一稳压管ZD1反向导通，第一稳压管ZD1的压降稳定在预设值，进而使得第一二极管D1正向导通，向第一开关晶体管Q1的控制端输送高电平信号，使得第一开关晶体管Q1导通，进而电压源Vin经由保护电阻RX和第一开关晶体管Q1向控制芯片的使能脚输出使能信号En，控制芯片启动。

在第二电容C2的第一端的电位上升至第五开关晶体管Q5的导通电位之前，主电路驱动信号V0已经建立，主电路在控制芯片的控制下开始工作。具体的，可以通过调整第二电容C2的电容值和第八电阻R8的阻值，来调整第二电容C2的第一端的电位上升至第五开关晶体管Q5的导通电位的时间，以使主电路驱动信号V0在第二电容C2的第一端的电位上升至第五开关晶体管Q5的导通电位之前已经建立。

当第二电容C2的第一端的电位达到第五开关晶体管Q5的导通电位时，第五晶体管Q5导通，进而拉低第一采样单元121的输入端的电位(即第一稳压管ZD1的阴极电位)，第一自锁模块130进入自锁状态，使得第一稳压管ZD1的阴极电位维持低电平，第一稳压管ZD1关断。由于此时第二采样单元122的输入端有主电路驱动信号V0输入，主电路驱动信号V0经由第二二极管D2使得第二稳压管ZD2反向导通，第二稳压管ZD2的压降稳定在预设值，使得第一开关晶体管Q1的控制端电位维持高电平，维持第一开关晶体管Q1的导通状态，进而使得控制芯片持续工作。

当主电路发生短路时，即主电路驱动信号V0下降至零电位，由于此时第一采样单元121的输入端和第二采样单元122的输入端的电位均为低电平，第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2均关断，使得第一开关晶体管Q1的控制端电位下降至零电位，第一开关晶体管Q1关断，第一开关晶体管Q1停止输出芯片使能信号，使得控制芯片停止工作，实现主电路的短路保护功能。

在电压源Vin有输入的情况下，第一自锁模块130维持自锁模块，维持第一采样单元121的输入端的低电平(即第一稳压管ZD1的阴极电位为低电平)，第一开关晶体管Q1维持关断状态，只有当电压源Vin的电压下降为零时，第一自锁模块130才会解除自锁状态，第二电容C2通过第九电阻R9和第五二极管D5放电，使得第五开关晶体管Q5的控制端电位下降，第五开关晶体管Q5关断，第一自锁模块130恢复到初始状态。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述实施例提供的任意保护电路。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种保护电路，其特征在于，包括：开关模块、采样模块和第一自锁模块；

所述采样模块包括第一采样端、第二采样端和采样输出端，所述第一采样端与所述开关模块的输入端以及所述第一自锁模块的输入端连接，所述采样输出端与所述开关模块的控制端连接；

当所述第二采样端的采样信号为主电路驱动信号时，所述采样模块依据所述主电路驱动信号向所述开关模块的控制端输出第一控制信号，并使得所述第一自锁模块处于锁定状态，其中，所述第一控制信号用于触发所述开关模块输出芯片使能信号；

当所述第二采样端的采样信号为短路信号时，所述采样模块基于第一采样端的采样信号向所述开关模块的控制端输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号用于触发所述开关模块停止输出芯片使能信号。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的第一端作为所述开关模块的输入端，用于连接电压源，所述第一开关晶体管的第二端用于输出芯片使能信号，所述第一开关晶体管的控制端与所述采样输出端连接。

3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述采样模块包括第一采样单元和第二采样单元；

所述第一采样单元的输入端与所述开关模块的输入端以及所述第一自锁模块的输入端连接；

所述第二采样单元的输入端用于采集所述主电路驱动信号；

所述第一采样单元的输出端和所述第二采样单元的输出端均与所述开关模块的控制端连接。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述第一采样单元包括第一稳压管和第一二极管，所述第一稳压管的阴极与所述开关模块的输入端以及所述第一自锁模块的输入端连接，所述第一稳压管的阳极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述开关模块的控制端连接；

所述第二采样单元包括第二稳压管和第二二极管，所述第二二极管的阳极用于接收所述主电路驱动信号，所述第二二极管的阴极与所述第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极与所述开关模块的控制端连接。

5.根据权利要求2-4任一所述的保护电路，其特征在于，所述第一自锁模块包括第二开关晶体管、第三开关晶体管和第一电阻；

所述第二开关晶体管的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第二开关晶体管的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端用于接入一参考电压，所述第二开关晶体管的控制端与所述第三开关晶体管的第一端以及所述采样模块的第一采样端连接；

所述第三开关晶体管的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第三开关晶体管的控制端与所述第二开关晶体管的第二端以及所述采样模块的第二采样端连接。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述第一自锁模块还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第三二极管；

所述第二电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关晶体管的第一端连接；

所述第三电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第三开关晶体管的第一端连接；

所述第三二极管的阳极与所述采样模块的第二采样端连接，所述第三二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一电阻的第一端以及第三开关晶体管的控制端连接。

7.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，还包括第二自锁模块，所述第二自锁模块的第一输入端与所述开关模块的输入端连接，所述第二自锁模块的第二输入端与所述第一采样端连接；

在所述开关模块的输入端有输入之前，所述第二采样端的采样信号为短路信号，在所述开关模块的输入端有输入时，第二自锁模块进入自锁状态，以使所述开关模块根据第一采样端的采样信号向所述开关模块的控制端输出第二控制信号。

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述第二自锁模块包括第五电阻、第一电容和第四开关晶体管；

所述第五电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端用于接入一参考电压；

所述第四开关晶体管的第一端与所述第一采样端连接，所述第四开关晶体管的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第四开关晶体管的控制端与所述第一电容的第一端连接。

9.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，所述第二自锁模块还包括第六电阻、第七电阻和第四二极管；

所述第六电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述开关模块的输入端连接；

所述第七电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接。

10.根据权利要求2-4任一所述的保护电路，其特征在于，所述第一自锁模块包括第八电阻、第二电容和第五开关晶体管；

所述第八电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第八电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端用于接入一参考电压；

所述第五开关晶体管的第一端与所述第一采样端连接，所述第五开关晶体管的第二端与所述第二电容的第二端连接，所述第五开关晶体管的控制端与所述第二电容的第一端连接。

11.根据权利要求10所述的保护电路，其特征在于，所述第一自锁模块还包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第五二极管；

所述第九电阻的第一端与所述开关模块的输入端连接，所述第九电阻的第二端与所述第五开关晶体管的第一端连接；

所述第五二极管的阴极与所述开关模块的输入端连接，所述第五二极管的阳极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第十一电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一所述保护电路。

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