CN218976325U - 一种过流保护电路、供电电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种过流保护电路、供电电路及电子设备，涉及电路技术领域。该过流保护电路包括：驱动控制单元、第一驱动单元、第二驱动单元、采样单元和判断单元；驱动控制单元连接第一驱动单元的控制端和第二驱动单元的控制端，供电电源通过第一驱动单元连接负载，其连接点连接判断单元的第一输入端，供电电源还通过第二驱动单元连接采样单元，其连接点连接判断单元的第二输入端，判断单元的输出端连接驱动控制单元的控制端；其中，采样单元包括：串联连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻的温度互补。本申请可以保证驱动单元的可靠性。

Description

一种过流保护电路、供电电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电路技术领域，特别是涉及一种过流保护电路、供电电路及电子设备。

背景技术

电源系统经常用到开关供电电路，即给外部负载供电的电路。

开关供电电路的驱动单元在流过的电流很大时，若等不及时关断驱动单元，会对驱动单元造成永久性损坏，因此，需要配合过流保护电路来保护驱动单元，同时过流保护响应速度也要尽可能地快，防止驱动单元可靠性降低。

相关技术中，开关电源的过流保护电路中，受温度的影响，过流保护电路的可靠性降低。

实用新型内容

本申请为了克服现有技术的缺陷，提出了一种过流保护电路、供电电路及电子设备。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种过流保护电路，所述过流保护电路包括：驱动控制单元、第一驱动单元、第二驱动单元、采样单元和判断单元；

所述驱动控制单元连接所述第一驱动单元的控制端和所述第二驱动单元的控制端，供电电源通过所述第一驱动单元连接负载，其连接点连接所述判断单元的第一输入端，所述供电电源还通过所述第二驱动单元连接所述采样单元，其连接点连接所述判断单元的第二输入端，所述判断单元的输出端连接所述驱动控制单元的控制端；

其中，所述采样单元包括：串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的温度互补。

在一种可能的实现方式中，所述第一电阻为正温度系数电阻，所述第二电阻为负温度系数电阻。

在一种可能的实现方式中，所述第一电阻为负温度系数电阻，所述第二电阻为正温度系数电阻。

在一种可能的实现方式中，所述第一驱动单元包括：第一开关单元，所述第一开关单元的第一端作为所述第一驱动单元的控制端，所述第一开关单元的第二端连接所述供电电源，所述第一开关单元的第三端用于连接所述负载。

在一种可能的实现方式中，所述第二驱动单元包括：第二开关单元，所述第二开关单元的第一端作为所述第二驱动单元的控制端，所述第二开关单元的第二端连接所述供电电源，所述第二开关单元的第三端连接所述采样单元。

在一种可能的实现方式中，所述第一开关单元为第一晶体管，所述第一晶体管的栅极为所述第一开关单元的第一端，所述第一晶体管的漏极为所述第一开关单元的第二端，所述第一晶体管的源极为所述第一开关单元的第三端。

在一种可能的实现方式中，所述第二开关单元为第二晶体管，所述第二晶体管的栅极为所述第二开关单元的第一端，所述第二晶体管的漏极为所述第二开关单元的第二端，所述第二晶体管的源极为所述第二开关单元的第三端。

在一种可能的实现方式中，所述判断单元为差动比较器，所述差动比较器的负输入端作为所述判断单元的第一输入端，所述差动比较器的正输入端作为所述判断单元的第二输入端，所述差动比较器的输出端作为所述判断单元的输出端。

第二方面，本申请实施例还提供一种供电电路，所述供电电路包括如第一方面任一项所述的过流保护电路和供电电源，所述供电电源通过所述过流保护电路连接负载，为所述负载供电。

第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面任一项所述的过流保护电路和负载，所述过流保护电路连接所述负载。

本申请提供的过流保护电路、供电电路及电子设备的优点如下：

本申请提供一种过流保护电路、供电电路及电子设备，该过流保护电路包括：驱动控制单元、第一驱动单元、第二驱动单元、采样单元和判断单元；驱动控制单元连接第一驱动单元的控制端和第二驱动单元的控制端，供电电源通过第一驱动单元连接负载，其连接点连接判断单元的第一输入端，供电电源还通过第二驱动单元连接采样单元，其连接点连接判断单元的第二输入端，判断单元的输出端连接驱动控制单元的控制端；其中，采样单元包括：串联连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻的温度互补。本申请通过对流经第一驱动单元的电流进行采样，并与流经采样单元的采样电流进行比较，以在流经第一驱动单元的电流大于采样电流的设定倍数时通过判断单元向驱动控制单元输出过流信号，使驱动控制单元控制第一驱动单元关断，以避免因过流造成第一驱动单元损坏，保护第一驱动单元的可靠性；同时，采用温度补偿的第一电阻和第二电阻作为采样单元，避免采样单元因温度升高引起的阻值升高导致无法对第一驱动单元进行过流保护，通过提供准确的基准电压实现精准的过流保护，保护第一驱动单元的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的过流保护电路的原理框图一；

图2为本申请实施例提供的过流保护电路的原理框图二；

图3为本申请实施例提供的过流保护电路的电路原理图；

图4为本申请实施例提供的供电电路的原理框图；

图5为本申请实施例提供的电子设备的原理框图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现对照附图详细说明本申请的具体实施方式。

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，还需要说明的是，在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作 之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排 除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参考图1，为本申请实施例提供的过流保护电路的原理框图一，如图1所示，过流保护电路包括：驱动控制单元10、第一驱动单元20、第二驱动单元30、采样单元40和判断单元50。

驱动控制单元10连接第一驱动单元20的控制端和第二驱动单元30的控制端，供电电源VB通过第一驱动单元20连接负载，其连接点连接判断单元50的第一输入端，供电电源VB还通过第二驱动单元30连接采样单元40，其连接点连接判断单元50的第二输入端，判断单元50的输出端连接驱动控制单元10的控制端；其中，采样单元40包括：串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2的温度互补。

本实施例中，驱动控制单元10的输入端用于输入驱动控制信号，驱动控制单元10的输出端连接第一驱动单元20的控制端，驱动控制单元10根据驱动控制信号控制第一驱动单元20导通，供电电源VB通过第一驱动单元20连接负载，以在第一驱动单元20导通时，由供电电源VB为负载提供负载电流Iout。

第一驱动单元20与负载的连接点作为第一驱动单元20的参考点，用于连接判断单元50的第一输入端，以向判断单元50输入负载电压Vout。

驱动控制单元10的输出端还连接第二驱动单元30的控制端，驱动控制单元10根据驱动控制信号控制第二驱动单元30导通，供电电源VB通过第二驱动单元30为采样单元40提供采样电流Iref。

第二驱动单元30和采样单元40的连接点作为第二驱动单元30的参考点，用于连接判断单元50的第二输入单，以向判断单元输入采样电压Vref。

判断单元50根据负载电压Vout和采样电压Vref，判断负载是否发生过流，当负载电压Vout小于或等于采样电压Vref时，确定负载未发生过流，当负载电压Vout大于采样电压Vref，确定负载发生过流。

当判断单元50确定负载发生过流时，即确定流经第一驱动单元20的电流过大，为保护第一驱动单元20不会因为过流造成损坏，判断单元50向驱动控制单元10输出过流信号，驱动控制单元10根据过流信号控制第一驱动单元20断开，以减小流经第一驱动单元20的电流，保护第一驱动单元20。

一般地，为了对电流进行采样，采样单元40通常采用采样电阻，但是，一般电阻会随着温度的升高使电阻的阻值升高，导致对流经电阻的电流进行采样得到的采样电压Vref升高，使得电阻温度过高时得到的采样电流过大，即使负载电流Iout已经达到第一驱动单元的极限，判断单元50也无法判断发生过流，无法实现对第一驱动单元的过流保护。

为此，本实施例的采样单元40采用第一电阻R1和第二电阻R2串联的结构，第一电阻R1和第二电阻R2的温度互补，以保证采样单元40的温度不会发生变化，采样单元的阻值也不会改变，即对流经采样单元40的电流进行采样得到的采样电压Vref不会发生改变，采样电流Iref不变，保证第一驱动单元20的负载电流Iout达到第一驱动单元的极限时，实现对第一驱动单元的过流保护。

上述实施例提供的过流保护电路，通过对流经第一驱动单元的电流进行采样，并与流经采样单元的采样电流进行比较，以在流经第一驱动单元的电流大于采样电流的设定倍数时通过判断单元向驱动控制单元输出过流信号，使驱动控制单元控制第一驱动单元关断，以避免因过流造成第一驱动单元损坏，保护第一驱动单元的可靠性；同时，采用温度补偿的第一电阻和第二电阻作为采样单元，避免采样单元因温度升高引起的阻值升高导致无法对第一驱动单元进行过流保护，通过提供准确的基准电压实现精准的过流保护，保护第一驱动单元的安全性。

在一种可能的实现方式中，第一电阻R1为正温度系数电阻，第二电阻R2为负温度系数电阻。

本实施例中，第一电阻R1采用正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)的热敏电阻，正温度系数的热敏电阻的阻值随着温度的升高而升高，第二电阻R2采用负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)的热敏电阻，负温度系数的热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，通过第一电阻R1随着温度升高而上升的阻值与第二电阻R2随着温度升高而降低的阻值进行互补，保证采样单元40的阻值不会随着温度发生改变，从而保证采样电压和采样电流不会随着温度发生改变，保证对第一驱动单元20的过流保护。

上述实施例提供的过流保护电路，第一电阻采用正温度系数电阻，第二电阻采用负温度系数电阻，避免采样单元因温度升高引起的阻值升高导致无法对第一驱动单元进行过流保护，通过提供准确的基准电压实现精准的过流保护，保护第一驱动单元的安全性。

在另一种可能的实现方式中，第一电阻R1为负温度系数电阻，第二电阻R2为正温度系数电阻。

本实施例中，第一电阻R1采用负温度系数的热敏电阻，第二电阻R2采用正温度系数的热敏电阻，通过第一电阻R1随着温度升高而降低的阻值与第二电阻R2随着温度升高而升高的阻值进行互补，保证采样单元40的阻值不会随着温度发生改变，从而保证采样电压和采样电流不会随着温度发生改变，保证对第一驱动单元20的过流保护。

上述实施例提供的过流保护电路，第一电阻采用负温度系数电阻，第二电阻采用正温度系数电阻，避免采样单元因温度升高引起的阻值升高导致无法对第一驱动单元进行过流保护，通过提供准确的基准电压实现精准的过流保护，保护第一驱动单元的安全性。

请参考图2，为本申请实施例提供的过流保护电路的原理框图二，如图2所示，第一驱动单元20包括第一开关单元21，第一开关单元21的第一端作为第一驱动单元20的控制端，第一开关单元21的第二端连接供电电源VB，第一开关单元21的第三端用于连接负载。

本实施例中，采用第一开关单元21作为第一驱动单元20，驱动控制单元10连接第一开关单元21的控制端，用于根据驱动控制信号控制第一开关单元21导通，以使得供电电源VB通过第一开关单元21为负载供电。

同样地，如图2所示，第二驱动单元30包括第二开关单元31，第二开关单元31的第一端作为第二驱动单元30的控制端，第二开关单元31的第二端连接供电电源VB，第二开关单元31的第三端用于连接负载。

本实施例中，采用第二开关单元31作为第二驱动单元30，驱动控制单元10连接第二开关单元31的控制端，用于根据驱动控制信号控制第二开关单元31导通，以使得供电电源VB通过第二开关单元31为采样单元40提供负载电流Iout。

当判断单元50判断负载电压Vout大于采样电压Vref时，确定负载电流Iout大于采样电流Iref的设定倍数，判断单元50向驱动控制单元10输出过流信号，以使得驱动控制单元10根据过流信号控制第一开关单元21断开，以减小流经第一开关单元21的电流，保护第一开关单元21。

上述实施例提供的过流保护电路，通过对流经第一开关单元的电流进行采样，并与流经采样单元的采样电流进行比较，以在流经第一开关单元的电流大于采样电流的设定倍数时通过判断单元向驱动控制单元输出过流信号，使驱动控制单元控制第一开关单元关断，以避免因过流造成第一开关单元损坏，保护第一开关单元的可靠性；同时，采用温度补偿的第一电阻和第二电阻作为采样单元，避免采样单元因温度升高引起的阻值升高导致无法对第一开关单元进行过流保护，通过提供准确的基准电压实现精准的过流保护，保护第一开关单元的安全性。

请参考图3，为本申请实施例提供的过流保护电路的电路原理图，如图3所示，第一开关单元21为第一晶体管MOS1，第一晶体管MOS1的栅极为第一开关单元21的第一端，第一晶体管MOS1的漏极为第一开关单元21的第二端，第一晶体管MOS1的源极为第一开关单元21的第三端。

本实施例中，驱动控制单元10连接第一晶体管MOS1的栅极，供电电源连接第一晶体管MOS1的漏极，第一晶体管MOS1的源极连接负载，驱动控制单元10根据驱动控制信号控制第一晶体管MOS1导通，使供电电源VB通过第一晶体管MOS1向负载供电。

第二开关单元31为第二晶体管MOS2，第二晶体管MOS2的栅极为第二开关单元31的第一端，第二晶体管MOS2的漏极为第二开关单元31的第二端，第二晶体管MOS2的源极为第二开关单元31的第三端。

本实施例中，驱动控制单元10还连接第二晶体管MOS2的栅极，供电电源连接第二晶体管MOS2的漏极，第二晶体管MOS2的源极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地，驱动控制单元10根据驱动控制信号控制第二晶体管MOS2导通，使供电电源VB通过第二晶体管MOS2向采样单元40提供采样电流。

判断单元50为差动比较器，差动比较器的负输入端作为判断单元50的第一输入端，差动比较器的正输入端作为判断单元50的第二输入端，差动比较器的输出端作为判断单元50的输出端。

本实施例中，差动比较器的供电端连接供电电源VB，差动比较器的正输入端用于输入采样电压Vref，差动比较器的负输入端用于输入负载电源Vout，差动比较器的输出端连接驱动控制单元10的控制端，差动比较器的接地端接地，差动比较器根据负载电压Vout和采样电压Vref，判断负载是否发生过流，当负载电压Vout小于或等于采样电压Vref时，确定负载未发生过流，差动比较器输出正信号；当负载电压Vout大于采样电压Vref，确定负载发生过流，差动比较器输出负信号。

当差动比较器确定负载发生过流时，即确定流经第一驱动单元20的电流过大，为保护第一驱动单元20不会因为过流造成损坏，差动比较器向驱动控制单元10输出负信号作为过流信号，驱动控制单元10根据过流信号控制第一晶体管MOS1断开，以减小流经第一晶体管MOS1的电流，保护第一晶体管MOS1。

在一种可能的实现方式中，第一晶体管MOS1和第二晶体管MOS2可以为NMOS管。

上述实施例提供的过流保护电路，通过对流经第一晶体管的电流进行采样，并与流经采样单元的采样电流进行比较，以在流经第一晶体管的电流大于采样电流的设定倍数时通过差动比较器向驱动控制单元输出过流信号，使驱动控制单元控制第一晶体管关断，以避免因过流造成第一晶体管损坏，保护第一晶体管的可靠性；同时，采用温度补偿的第一电阻和第二电阻作为采样单元，避免采样单元因温度升高引起的阻值升高导致无法对第一晶体管进行过流保护，通过提供准确的基准电压实现精准的过流保护，保护第一晶体管的安全性。

请参考图4，为本申请实施例提供的供电电路的原理框图，如图4所示，供电电路包括：供电电源VB和过流保护电路100，供电电源VB通过过流保护电路100连接负载。

本实施例中，供电电源VB通过过流保护电路100为负载供电，当负载电流Iout大于采样电流Iref的设定倍数时，过流保护电路100断开，以停止为负载供电，避免过流保护电路100中的第一驱动单元20因发生过流而损坏，保证整个供电电路的安全。

请参考图5，为本申请实施例提供的电子设备的原理框图，如图5所示，该电子设备包括：过流保护电路100和负载200，过流保护电路100连接负载200，以使得供电电源通过过流保护电路为负载200供电，负载200作为用电设备，当流经负载200的电流过大时，过流保护电路100断开，一方面可以保证过流保护电路100中第一驱动单元20的可靠性，另一方面可以保证用电设备即负载的安全性。

本申请是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本申请范围的情况下，还可以对本申请进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本申请做各种修改，而不脱离本申请的范围。因此，本申请不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本申请权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路包括：驱动控制单元、第一驱动单元、第二驱动单元、采样单元和判断单元；

所述驱动控制单元连接所述第一驱动单元的控制端和所述第二驱动单元的控制端，供电电源通过所述第一驱动单元连接负载，其连接点连接所述判断单元的第一输入端，所述供电电源还通过所述第二驱动单元连接所述采样单元，其连接点连接所述判断单元的第二输入端，所述判断单元的输出端连接所述驱动控制单元的控制端；

其中，所述采样单元包括：串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的温度互补。

2.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一电阻为正温度系数电阻，所述第二电阻为负温度系数电阻。

3.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一电阻为负温度系数电阻，所述第二电阻为正温度系数电阻。

4.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一驱动单元包括：第一开关单元，所述第一开关单元的第一端作为所述第一驱动单元的控制端，所述第一开关单元的第二端连接所述供电电源，所述第一开关单元的第三端用于连接所述负载。

5.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第二驱动单元包括：第二开关单元，所述第二开关单元的第一端作为所述第二驱动单元的控制端，所述第二开关单元的第二端连接所述供电电源，所述第二开关单元的第三端连接所述采样单元。

6.如权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关单元为第一晶体管，所述第一晶体管的栅极为所述第一开关单元的第一端，所述第一晶体管的漏极为所述第一开关单元的第二端，所述第一晶体管的源极为所述第一开关单元的第三端。

7.如权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述第二开关单元为第二晶体管，所述第二晶体管的栅极为所述第二开关单元的第一端，所述第二晶体管的漏极为所述第二开关单元的第二端，所述第二晶体管的源极为所述第二开关单元的第三端。

8.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述判断单元为差动比较器，所述差动比较器的负输入端作为所述判断单元的第一输入端，所述差动比较器的正输入端作为所述判断单元的第二输入端，所述差动比较器的输出端作为所述判断单元的输出端。

9.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括如权利要求1-8任一项所述的过流保护电路和供电电源，所述供电电源通过所述过流保护电路连接负载，为所述负载供电。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-8任一项所述的过流保护电路和负载，所述过流保护电路连接所述负载。

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