CN213846222U - 电子设备的过流保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子设备的过流保护电路，包括控制模块、第一开关模块、第二开关模块、第一电阻、三极管及第二电阻；控制模块的控制引脚连接第一开关模块的第一端，第一开关模块的第二端接地，第一开关模块的第三端连接第二开关模块的第一端，第二开关模块的第二端连接第一电阻的第一端；三极管的基极连接第一电阻的第一端，三极管的发射极连接第一电阻的第二端，三极管的集电极连接第二开关模块的第一端；第二电阻的第一端连接第二开关模块的第一端，第二电阻的第二端连接第二开关模块的第二端。本实用新型还提供一种电子设备。本实用新型提供的电子设备的过流保护电路及电子设备，无需使用多款不同电流值的负载开关，电路的通用性强。

Description

电子设备的过流保护电路及电子设备

【技术领域】

本实用新型涉及过流保护技术领域，尤其涉及一种电子设备的过流保护电路及电子设备。

【背景技术】

目前，电子设备的设计中，会为其内的每个电路模块单独供电，以实现在不使用某个的电路模块的功能时，关闭对应的电源。大部分的电路模块的供电会独立使用一个电源供电，也有一些电路模块因使用电压相同，进而选择同一路电源供电，同时，为了每个支路都可关闭，会在每个支路中间连接可断开的开关电路，通常使用负载开关(Load Switch)作为开关电路。然而，由于每个支路的断开电流不同，负载开关需要根据需求选择对应的电流，通常的做法有如下两种：根据对应的电流不同，选择不同的负载开关型号，或者选择可设置电流的负载开关，可设置电流的负载开关的外围电路较为复杂。因此，现有的电路中，同一个电子设备中需要选择多款不同电流值的负载开关，电路的通用性差，且电路复杂。

鉴于此，实有必要提供一种新型的电子设备的过流保护电路及电子设备以克服上述缺陷。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种电子设备的过流保护电路及电子设备，无需使用多款不同电流值的负载开关，电路的通用性强，电路简单，易于实现。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种电子设备的过流保护电路，包括控制模块、第一开关模块、第二开关模块、第一电阻、三极管及第二电阻；所述控制模块的控制引脚连接所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端接地，所述第一开关模块的第三端连接所述第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端引出电压输入端，且所述电压输入端连接电子设备的供电模块，所述第二开关模块的第三端引出电压输出端，且所述电压输出端连接所述电子设备的用电模块；所述三极管的基极连接所述第一电阻的第一端，所述三极管的发射极连接所述第一电阻的第二端，所述三极管的集电极连接所述第二开关模块的第一端；所述第二电阻的第一端连接所述第二开关模块的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二开关模块的第二端；当所述控制引脚输出导通信号时，所述第一开关模块导通，所述第二开关模块导通，所述供电模块通过所述第一电阻及所述第二开关模块为所述用电模块供电；当流过所述第一电阻的电流大于或等于预设的电流阈值时，所述第一电阻两端的电压大于或等于所述三极管的导通电压，所述三极管导通，所述第二电阻短路，所述第二开关模块断开，进而关断所述电压输出端的电压输出。

在一个优选实施方式中，所述控制模块还包括第一检测引脚及第二检测引脚；所述第一检测引脚连接第一热敏电阻后接地，所述第一热敏电阻设置于靠近所述第一电阻及/或所述三极管的位置，所述第一热敏电阻用于感测所述第一电阻及/或所述三极管的温度；所述第二检测引脚连接第二热敏电阻后接地，所述第二热敏电阻用于感测环境温度；当所述第一检测引脚感测的温度值与所述第二检测引脚感测的环境温度值的差值大于或等于预设值时，所述控制引脚输出关断信号，所述第一开关模块断开，所述第二开关模块断开，进而关断所述电压输出端的电压输出。

在一个优选实施方式中，所述第一开关模块为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为所述第一开关模块的第一端，所述N型MOS管的源极为所述第一开关模块的第二端，所述N型MOS管的漏极为所述第一开关模块的第三端；所述第二开关模块为P型MOS管，所述P型MOS管的栅极为所述第二开关模块的第一端，所述P型MOS管的源极为所述第二开关模块的第二端，所述P型MOS管的漏极为所述第二开关模块的第三端；所述三极管为PNP型三极管。

在一个优选实施方式中，所述P型MOS管的栅极还连接第三MOS管，所述P型MOS管的栅极连接所述第三MOS管的栅极，所述第三MOS管的源极接地，所述第三MOS管的漏极通过第三电阻连接所述P型MOS管的漏极。

在一个优选实施方式中，所述N型MOS管的漏极与所述P型MOS管的栅极之间还连接有第四电阻。

在一个优选实施方式中，所述N型MOS管的栅极与所述控制引脚之间连接有第五电阻，所述N型MOS管的栅极还通过第六电阻接地。

在一个优选实施方式中，所述电压输入端还连接第一电容后接地，所述电压输出端还连接第二电容后接地。

在一个优选实施方式中，所述第一热敏电阻及所述第二热敏电阻为NTC热敏电阻。

在一个优选实施方式中，所述控制模块为CPU。

第二方面，本实用新型还提供一种电子设备，包括上述任意一项实施方式所述的电子设备的过流保护电路。

相比于现有技术，本实用新型提供的电子设备的过流保护电路及电子设备，通过增加三极管，三极管的基极连接第一电阻的第一端，三极管的发射极连接第一电阻的第二端，三极管的集电极连接第二开关模块的第一端，且第二开关模块的第一端与第二端之间连接第二电阻，当流过第一电阻的电流大于或等于预设的电流阈值时，三极管导通，导致第二电阻短路，第二开关模块断开，进而关断电压输出端的电压输出，实现过流保护功能。并且，通过调整第一电阻的阻值的大小即可调整电流阈值，以适应不同电流需求值的用电模块，无需使用多款不同电流值的负载开关，电路的通用性强，电路简单，易于实现。同时，电路具有过温保护功能，提高了安全性能。

为使实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【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为本实用新型提供的电子设备的过流保护电路的原理框图；

图2为本实用新型提供的电子设备的过流保护电路的电路图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中附图，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。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。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1，本实用新型提供一种电子设备的过流保护电路100，包括控制模块10、第一开关模块20、第二开关模块30、第一电阻R1、三极管Q及第二电阻R2。

控制模块10的控制引脚GPIO连接第一开关模块20的第一端，第一开关模块20的第二端接地，第一开关模块20的第三端连接第二开关模块30的第一端，第二开关模块30的第二端连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端引出电压输入端VSYS，且电压输入端VSYS连接电子设备的供电模块101，第二开关模块30的第三端引出电压输出端VOUT，且电压输出端VOUT连接电子设备的用电模块102。三极管Q的基极连接第一电阻R1的第一端，三极管Q的发射极连接第一电阻R1的第二端，三极管Q的集电极连接第二开关模块30的第一端。第二电阻R2的第一端连接第二开关模块30的第一端，第二电阻R2的第二端连接第二开关模块30的第二端。具体的，控制模块10为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)。

当控制引脚GPIO输出导通信号时，第一开关模块20导通，第二开关模块30导通，供电模块101通过第一电阻R1及第二开关模块30为用电模块102供电；当流过第一电阻R1的电流大于或等于预设的电流阈值(即电路允许流过的最大电流值)时，第一电阻R1两端的电压大于或等于三极管Q的导通电压，则三极管Q导通，第二电阻R2短路，导致第二开关模块30断开，进而关断电压输出端VOUT的电压输出，即当流过第一电阻R1的电流大于或等于预设的电流阈值时，关断电压输出端VOUT的电压输出，实现过流保护功能。

假设，预设的电流阈值为Imax，三极管Q的导通电压的大小为U，第一电阻R1的阻值为r1，则Imax＝U/r1，即通过调整第一电阻R1的阻值r1的大小即可调整电流阈值，以适应不同电流需求值的用电模块102，电路的通用性强。可以理解，当三极管Q为硅管时，三极管Q的导通电压的大小为0.6V，即U＝0.6V；当三极管Q为锗管时，三极管Q的导通电压的大小为0.2V，即U＝0.2V。

因此，本实用新型提供的电子设备的过流保护电路100，通过增加三极管Q，三极管Q的基极连接第一电阻R1的第一端，三极管Q的发射极连接第一电阻R1的第二端，三极管Q的集电极连接第二开关模块30的第一端，且第二开关模块30的第一端与第二端之间连接第二电阻R2，当流过第一电阻R1的电流大于或等于预设的电流阈值时，三极管Q导通，导致第二电阻R2短路，第二开关模块30断开，进而关断电压输出端VOUT的电压输出，实现过流保护功能。并且，通过调整第一电阻R1的阻值r1的大小即可调整电流阈值，以适应不同电流需求值的用电模块102，无需使用多款不同电流值的负载开关，电路的通用性强，电路简单，易于实现。

进一步地，控制模块10还包括第一检测引脚ADC1及第二检测引脚ADC2。第一检测引脚ADC1连接第一热敏电阻RT1后接地，第一热敏电阻RT1设置于靠近第一电阻R1及/或三极管Q的位置，第一热敏电阻RT1用于感测第一电阻R1及/或三极管Q的温度。第二检测引脚ADC2连接第二热敏电阻RT2后接地，第二热敏电阻RT2用于感测环境温度。本实施方式中，第一热敏电阻RT1及第二热敏电阻RT2为NTC(负温度系数)热敏电阻。

具体的，当第一检测引脚ADC1感测的温度值与第二检测引脚ADC2感测的环境温度值的差值大于或等于预设值时，控制引脚GPIO输出关断信号时，第一开关模块20断开，第二开关模块20断开，进而关断电压输出端VOUT的电压输出。可以理解，当流过第一电阻R1及/或三极管Q的电流长期达到预设的电流阈值时，第一电阻R1及/或三极管Q的温度会变高，第一热敏电阻RT1的阻值发生变化，控制模块10根据热敏电阻的阻值和温度对应表查询出对应的温度变化，进而计算出第一检测引脚ADC1感测的温度值与第二检测引脚ADC2感测的环境温度值的差值，当该差值大于或等于预设值时，控制引脚GPIO输出关断信号，进而关断所述电压输出端的电压输出，实现了电路的过温保护功能，提高了电路的安全性。

请一并参阅图2，第一开关模块20为N型MOS管Q1，N型MOS管Q1的栅极为第一开关模块20的第一端，N型MOS管Q1的源极为第一开关模块20的第二端，N型MOS管Q1的漏极为第一开关模块20的第三端。第二开关模块30为P型MOS管Q2，P型MOS管Q2的栅极为第二开关模块30的第一端，P型MOS管Q2的源极为第二开关模块30的第二端，P型MOS管Q2的漏极为第二开关模块30的第三端。具体的，三极管Q为PNP型三极管。

图2所示的电子设备的过流保护电路100的原理如下：当控制引脚GPIO输出导通信号时，本实施方式中，导通信号为高电平信号，N型MOS管Q1导通，P型MOS管Q2导通，供电模块101通过第一电阻R1及P型MOS管Q2为用电模块102供电；当流过第一电阻R1的电流大于或等于预设的电流阈值(即电路允许流过的最大电流值)时，第一电阻R1两端的电压大于或等于三极管Q的导通电压，则三极管Q导通，第二电阻R2短路，导致P型MOS管Q2断开，进而关断电压输出端VOUT的电压输出，即当流过第一电阻R1的电流大于或等于预设的电流阈值时，关断电压输出端VOUT的电压输出，实现过流保护功能。可以理解，通过调整第一电阻R1阻值的大小即可调整电路的电流阈值，以适应不同电流需求值的用电模块102，电路的通用性强。本实施方式中，第二电阻R2的大小为330KΩ。

进一步地，P型MOS管Q2的栅极还连接第三MOS管Q3，P型MOS管Q2的栅极连接第三MOS管Q3的栅极，第三MOS管Q3的源极接地，第三MOS管Q3的漏极通过第三电阻R3连接P型MOS管Q2的漏极。具体的，第三MOS管Q3为N型场效应管，第三电阻R3的大小为470Ω。

进一步地，N型MOS管Q1的漏极与P型MOS管Q2的栅极之间还连接有第四电阻R4，第四电阻R4用于分压，具体的，第四电阻R4的大小与1KΩ。N型MOS管Q2的栅极与控制引脚GPIO之间连接有第五电阻R5，N型MOS管Q2的栅极还通过第六电阻R6接地，第五电阻R5及第六电阻R6用于分压，具体的，第五电阻R5的大小与1KΩ，第六电阻R6的大小与1MΩ。

本实施方式中，电压输入端VSYS通过第一电容C1接地，电压输出端VOUT通过第二电容C2接地，可以理解，第一电容C1、第二电容C2为稳压电容，用于滤除电路的噪声，稳定电压输入端VSYS及电压输出端VOUT的电压。

本实用新型还提供一种电子设备，包括上述任意一项所述的电子设备的过流保护电路100。可以理解，电子设备可以为，但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑等终端。本实用新型提供的电子设备的过流保护电路100的所有实施例均适用于本实用新型提供的电子设备，且均能够达到相同或相似的有益效果。

综上，本实用新型提供的电子设备的过流保护电路100及电子设备，通过增加三极管Q，三极管Q的基极连接第一电阻R1的第一端，三极管Q的发射极连接第一电阻R1的第二端，三极管Q的集电极连接第二开关模块30的第一端，且第二开关模块30的第一端与第二端之间连接第二电阻R2，当流过第一电阻R1的电流大于或等于预设的电流阈值时，三极管Q导通，导致第二电阻R2短路，第二开关模块30断开，进而关断电压输出端VOUT的电压输出，实现过流保护功能。并且，通过调整第一电阻R1的阻值r1的大小即可调整电流阈值，以适应不同电流需求值的用电模块102，无需使用多款不同电流值的负载开关，电路的通用性强，电路简单，易于实现。同时，电路具有过温保护功能，提高了安全性能。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子设备的过流保护电路，其特征在于，包括控制模块、第一开关模块、第二开关模块、第一电阻、三极管及第二电阻；所述控制模块的控制引脚连接所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端接地，所述第一开关模块的第三端连接所述第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端引出电压输入端，且所述电压输入端连接电子设备的供电模块，所述第二开关模块的第三端引出电压输出端，且所述电压输出端连接所述电子设备的用电模块；所述三极管的基极连接所述第一电阻的第一端，所述三极管的发射极连接所述第一电阻的第二端，所述三极管的集电极连接所述第二开关模块的第一端；所述第二电阻的第一端连接所述第二开关模块的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二开关模块的第二端；

当所述控制引脚输出导通信号时，所述第一开关模块导通，所述第二开关模块导通，所述供电模块通过所述第一电阻及所述第二开关模块为所述用电模块供电；当流过所述第一电阻的电流大于或等于预设的电流阈值时，所述第一电阻两端的电压大于或等于所述三极管的导通电压，所述三极管导通，所述第二电阻短路，所述第二开关模块断开，进而关断所述电压输出端的电压输出。

2.如权利要求1所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括第一检测引脚及第二检测引脚；所述第一检测引脚连接第一热敏电阻后接地，所述第一热敏电阻设置于靠近所述第一电阻及/或所述三极管的位置，所述第一热敏电阻用于感测所述第一电阻及/或所述三极管的温度；所述第二检测引脚连接第二热敏电阻后接地，所述第二热敏电阻用于感测环境温度；

当所述第一检测引脚感测的温度值与所述第二检测引脚感测的环境温度值的差值大于或等于预设值时，所述控制引脚输出关断信号，所述第一开关模块断开，所述第二开关模块断开，进而关断所述电压输出端的电压输出。

3.如权利要求1所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关模块为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为所述第一开关模块的第一端，所述N型MOS管的源极为所述第一开关模块的第二端，所述N型MOS管的漏极为所述第一开关模块的第三端；所述第二开关模块为P型MOS管，所述P型MOS管的栅极为所述第二开关模块的第一端，所述P型MOS管的源极为所述第二开关模块的第二端，所述P型MOS管的漏极为所述第二开关模块的第三端；所述三极管为PNP型三极管。

4.如权利要求3所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述P型MOS管的栅极还连接第三MOS管，所述P型MOS管的栅极连接所述第三MOS管的栅极，所述第三MOS管的源极接地，所述第三MOS管的漏极通过第三电阻连接所述P型MOS管的漏极。

5.如权利要求3所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述N型MOS管的漏极与所述P型MOS管的栅极之间还连接有第四电阻。

6.如权利要求3所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述N型MOS管的栅极与所述控制引脚之间连接有第五电阻，所述N型MOS管的栅极还通过第六电阻接地。

7.如权利要求3所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述电压输入端还连接第一电容后接地，所述电压输出端还连接第二电容后接地。

8.如权利要求2所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述第一热敏电阻及所述第二热敏电阻为NTC热敏电阻。

9.如权利要求1所述的电子设备的过流保护电路，其特征在于，所述控制模块为CPU。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电子设备的过流保护电路。

Images