專利名稱：短路保護電路及短路保護方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域。更為具體地，本發(fā)明涉及一種短路保護電路及短路保護方 法。
背景技術：
目前，低壓直流電路的短路保護電路存在多種具體實現(xiàn)方法，針對不同應用場合， 所采用的短路保護電路不盡相同。短路保護電路一般基于二種檢測原理一種是檢測短路 時大電流；另一種是檢測短路時的電壓。相關技術中，最為簡單的基于電壓檢測的短路保護電路如圖1所示，圖1所示的11 端為電源輸入端，15端為電源輸出端，10端為保護電路。正常情況下必須確保R2大于Rl， 這樣才能保證開關器件Ql比Q2先導通。該發(fā)明從原理上來說Rl和R2均不可缺少，才可 以確保電路能夠正常工作。但是在實際應用中，在考慮負載的情況下，確定Rl和R2阻值比較困難，需要經(jīng)過 復雜的計算和反復的調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種短路保護電路及短路保護方法，以解決上述問題 至少之一。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種短路保護電路。根據(jù)本發(fā)明的短路保護電路包括檢測裝置和保護裝置；其中，所述檢測裝置，其 一端與電源輸出端相連接，其另一端與所述保護裝置的第一端相連接，用于在檢測到所述 電源輸出端的電壓低于預定閾值時，執(zhí)行截止操作；所述保護裝置，其第二端與電源輸入端 相連接，其第三端與所述電源輸出端相連接，用于在獲取所述檢測裝置已經(jīng)截止的指示信 息時，執(zhí)行截止操作以切斷電源輸出。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了 一種短路保護方法。根據(jù)本發(fā)明的短路保護方法應用于短路保護電路，該短路保護電路包括檢測裝 置和保護裝置，所述檢測裝置的一端與電源輸出端相連接，所述檢測裝置的另一端與所述 保護裝置的第一端相連接，所述保護裝置的第二端與電源輸入端相連接，所述保護裝置的 第三端與所述電源輸出端相連接，上述短路保護方法包括所述檢測裝置檢測所述電源輸 出端的電壓；在檢測到所述電壓低于預定閾值時，所述檢測裝置執(zhí)行截止操作；所述保護 裝置在獲取所述檢測裝置已經(jīng)截止的指示信息時，執(zhí)行截止操作以切斷電源輸出。通過本發(fā)明，短路保護電路中的檢測裝置在檢測到短路的情況下，短路保護電路 中的保護裝置切斷電源輸出。解決了相關技術中短路保護電路的電阻阻值難以確定的問 題，進而可以在節(jié)省電阻器件的情況下，較容易地實現(xiàn)低壓直流電路的短路保護。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)相關技術的使用二個P溝道MOS管的短路保護電路的電路原理圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的短路保護電路的結構示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例一的短路保護電路的結構示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例二的短路保護電路的結構示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的短路保護方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的短路保護方法的流程圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的 情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的短路保護電路的結構示意圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā) 明實施例的短路保護電路包括保護裝置2和檢測裝置4。檢測裝置4，其一端與電源輸出端相連接，其另一端與保護裝置的第一端相連接， 用于在檢測到電源輸出端的電壓低于預定閾值時，執(zhí)行截止操作；保護裝置2，其第二端與電源輸入端相連接，其第三端與電源輸出端相連接，用于 在感知到檢測裝置已經(jīng)截止的情況下，執(zhí)行截止操作以切斷電源輸出。采用上述裝置，解決了相關技術中短路保護電路的電阻阻值難以確定的問題，進 而可以在節(jié)省電阻器件的情況下，較容易地實現(xiàn)低壓直流電路的短路保護。優(yōu)選地，上述保護裝置包括P溝道增強型MOS管。優(yōu)選地，上述檢測裝置可以包括但不限于:N溝道增強型MOS管。其中，檢測裝置接地。在實際工作中，正常狀態(tài)下(非短路情況)，由于檢測裝置4阻抗很大，導致上電后 檢測裝置4充電快于保護裝置2先導通，只有檢測裝置4導通后，保護裝置2才會導通，否 則保護裝置2趨于截止。檢測裝置4的41和43端電壓差大于保護裝置2的開啟電壓后， 檢測裝置4打開，則保護裝置2的21端為低電平。此時，23端電壓與21端電壓之差大于保護裝置2的開啟電壓，保護裝置2導通，22 端的輸出達到與23端相同的值，電源輸入端11端與電源輸出端12端輸出電壓相同。短路狀況時，12輸出端電壓迅速下降(短路時趨于地電壓)，導致43端電壓與41 端電壓差減小，該電壓差大于檢測裝置4的導通電壓時，檢測裝置4導通，42端電壓為高，此 時23端與21端之間的電壓差為低電壓。當23端電壓與21端電壓之差小于開啟電壓時，保護裝置2截止，切斷輸出電源。需要注意的是，本發(fā)明的短路保護電路要求輸入電源電壓(Vin)大于保護裝置2 和檢測裝置4的開啟電壓，否則電路無效。所選保護裝置2和檢測裝置4，其所能承受的最 大Vgs電壓應大于輸入電源電壓，否則不保證電路無損。即在實際中，電源輸入端的輸入電 壓(Vin)應該大于短路保護電路中各個MOS管的開啟電壓并小于短路保護電路中各個MOS 管的擊穿電壓閾值。由圖2可知，如果電源輸入端的輸入電壓(Vin)小于短路保護電路中各個MOS管的開啟電壓，則保護裝置和檢測裝置不會被打開，不會執(zhí)行后續(xù)相應的操作。如果電源輸入 端的輸入電壓(Vin)小于短路保護電路中各個MOS管的擊穿電壓閾值，則會將短路保護電 路中的MOS管擊穿，導致該保護電路無法實現(xiàn)保護的功能。以下結合圖3描述上述優(yōu)選實施方式。圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例二的短路保護電路的結構示意圖；如圖3所示，該 短路保護電路中保護裝置為P溝道增強型MOS管(VTl)，檢測裝置為N溝道增強型MOS管 (VT2)。圖3所示的短路保護電路，適用于輸入電壓(Vin)較小，負載也較小電路。優(yōu)選地，檢測裝置4除了包括N溝道增強型MOS管之外，還可以包括電阻R2，與N 溝道增強型MOS管串聯(lián)連接，并位于N溝道增強型MOS管與電源輸出端之間。其中，R2電阻值僅會影響上電充電時間(us級到ms級)，但不會影響電路正常工 作，因為選擇性更強。經(jīng)實踐確定，相關技術中的短路保護電路與本發(fā)明電路的短路保護電 路的響應速度相近，本發(fā)明短路保護響應速率不受R2電阻值的影響，響應時間為us級。實際上，電阻R2的阻值大小與短路后重新上電時，電源輸出端(Vout)的電壓爬升 時間具有函數(shù)關系。在具體實施過程中，R2的阻值影響短路后重新上電時的電壓爬升時間，R2阻值越 小，上電時的電壓爬升時間越多；R2阻值越大，上電爬升時間越短。因此，可以根據(jù)實際情 況靈活選取電阻R2。以下結合圖4描述上述優(yōu)選實施方式。圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例四的短路保護電路的結構示意圖；該短路保護電路 中保護裝置包括P溝道增強型MOS管(VTl)；，檢測裝置包括N溝道增強型MOS管(VT2) 和電阻R2。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的短路保護方法的流程圖。該短路保護方法，應用于如 圖2的短路保護電路，其中，該短路保護電路包括檢測裝置和保護裝置，檢測裝置的一端 與電源輸出端相連接，檢測裝置的另一端與保護裝置的第一端相連接，保護裝置的第二端 與電源輸入端相連接，保護裝置的第三端與電源輸出端相連接。如圖5所示，該短路保護方 法可以進一步包括以下處理步驟S502 檢測裝置檢測電源輸出端的電壓；步驟S504 在檢測到電壓低于預定閾值時，檢測裝置執(zhí)行截止操作；步驟S506 保護裝置在獲取檢測裝置已經(jīng)截止的指示信息時，執(zhí)行截止操作以切 斷電源輸出。優(yōu)選地，保護裝置可以包括P溝道增強型MOS管。優(yōu)選地，檢測裝置可以包括N溝道增強型MOS管。優(yōu)選地，檢測裝置除了包括N溝道增強型MOS管之外，還可以包括電阻R2，其 中，電阻R2與N溝道增強型MOS管串聯(lián)連接，并位于N溝道增強型MOS管與電源輸出端之 間。在具體實施過程中，R2的阻值影響短路后重新上電時的電壓爬升時間，R2阻值越 小，上電時的電壓爬升時間越多；R2阻值越大，上電爬升時間越短。因此，可以根據(jù)實際情 況靈活選取電阻R2。
上述短路保護電路的優(yōu)選實施方式具體可以參見圖3和圖4，此處不再贅述。需要注意的是，本發(fā)明的短路保護電路要求輸入電源電壓(Vin)大于保護裝置和 檢測裝置的開啟電壓，否則電路無效。所選保護裝置和檢測裝置，其所能承受的最大Vgs電 壓應大于輸入電源電壓，否則不保證電路無損。以下結合圖6描述上述短路保護電路的優(yōu)選工作過程。圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的短路保護電路的詳細工作流程圖。如圖6所示， 以下就負載(例如，低壓直流電路)短路和不短路的兩種情況分別進行描述。在負載短路時，結合圖2所示的短路保護電路，其工作流程主要包括以下處理(步 驟 S6Ol-步驟 S6O7)步驟S601 檢測裝置4的41端下拉到低電平，41端與42端的電壓差小于開啟電 壓，檢測裝置4截止。步驟S603 檢測裝置4截止后，42端為高電平。步驟S605 21端與42端相連接，21端也為高電平，23端與21端電壓差小于保護 裝置2的開啟電壓，則保護裝置2截止。步驟S607 22端的輸出電壓趨于0，即關閉輸出電源，對負載電路進行保護。在負載不短路(正常工作狀態(tài)下)時，短路保護電路的工作流程主要包括以下處 理(步驟S8。2-步驟S8O8)步驟S602:檢測裝置4的柵極(41端)所接阻抗較小，先充電到開啟電壓，導通； 其中，保護裝置2在檢測裝置4導通前始終保持截止。步驟S604 :42端電壓與43端電壓相同，為低電平。步驟S606 21端也為低電平，當23端與21端電壓差大于保護裝置2的開啟電壓 時，保護裝置2導通。步驟S608 22端輸出電壓與輸入電壓相近，即電源輸出正常，電路處于正常工作 狀態(tài)。綜上所述，借助本發(fā)明提供的上述實施例，與相關技術中的短路保護電路相比，使 用了 N溝增強型MOS管作為檢測裝置；節(jié)省了電阻的使用數(shù)量(例如，不需要圖1所示的Rl 電阻)；R2電阻值僅會影響上電充電時間(us級到ms級)，但不會影響電路正常工作，可選 擇性更強。經(jīng)實踐確定，相關技術中的短路保護電路與本發(fā)明電路的短路保護電路的響應 速度相近，本發(fā)明短路保護響應速率不受R2電阻值的影響，響應時間為us級。并且本發(fā)明 提供的短路保護電路制造成本更為低廉，可實施性也較強。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成 的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲 在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示 出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或 步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種短路保護電路，其特征在于，包括檢測裝置和保護裝置；所述檢測裝置，其一端與電源輸出端相連接，其另一端與所述保護裝置的第一端相連接，用于在檢測到所述電源輸出端的電壓低于預定閾值時，執(zhí)行截止操作；所述保護裝置，其第二端與電源輸入端相連接，其第三端與所述電源輸出端相連接，用于在獲取所述檢測裝置已經(jīng)截止的指示信息時，執(zhí)行截止操作以切斷電源輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的短路保護電路，其特征在于， 所述保護裝置包括P溝道增強型MOS管。
3.根據(jù)權利要求1所述的短路保護電路，其特征在于， 所述檢測裝置包括N溝道增強型MOS管。
4.根據(jù)權利要求3所述的短路保護電路，其特征在于，所述檢測裝置還包括電阻，與 所述N溝道增強型MOS管串聯(lián)連接，并位于所述N溝道增強型MOS管與所述電源輸出端之 間。
5.根據(jù)權利要求4所述的短路保護電路，其特征在于，所述電阻的阻值大小與短路后 重新上電時所述電源輸出端的電壓爬升時間具有函數(shù)關系。
6.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的短路保護電路，其特征在于，所述電源輸入端的 輸入電壓大于所述短路保護電路中各個MOS管的開啟電壓并小于所述短路保護電路中各 個MOS管的擊穿電壓閾值。
7.一種短路保護方法，應用于短路保護電路，其特征在于，所述短路保護電路包括檢 測裝置和保護裝置，所述檢測裝置的一端與電源輸出端相連接，所述檢測裝置的另一端與 所述保護裝置的第一端相連接，所述保護裝置的第二端與電源輸入端相連接，所述保護裝 置的第三端與所述電源輸出端相連接，所述方法包括所述檢測裝置檢測所述電源輸出端的電壓； 在檢測到所述電壓低于預定閾值時，所述檢測裝置執(zhí)行截止操作； 所述保護裝置在獲取所述檢測裝置已經(jīng)截止的指示信息時，執(zhí)行截止操作以切斷電源 輸出。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于， 所述保護裝置包括P溝道增強型MOS管。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于， 所述檢測裝置包括N溝道增強型MOS管。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述檢測裝置還包括電阻，與所述N溝 道增強型MOS管串聯(lián)連接，并位于所述N溝道增強型MOS管與所述電源輸出端之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種短路保護電路及短路保護方法，該電路包括檢測裝置和保護裝置；其中，檢測裝置，其一端與電源輸出端相連接，其另一端與保護裝置的第一端相連接，用于在檢測到電源輸出端的電壓低于預定閾值時，執(zhí)行截止操作；保護裝置，其第二端與電源輸入端相連接，其第三端與電源輸出端相連接，用于在獲取檢測裝置已經(jīng)截止的指示信息時，執(zhí)行截止操作以切斷電源輸出。根據(jù)本發(fā)明提供的技術方案，可以在節(jié)省電阻器件的情況下，較容易地實現(xiàn)低壓直流電路的短路保護。
文檔編號H02H3/26GK101986492SQ201010536619
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權日2010年11月8日
發(fā)明者黃毅 申請人:中興通訊股份有限公司