专利名称：短路保护电路及短路保护方法
技术领域：
本发明涉及通信领域。更为具体地，本发明涉及一种短路保护电路及短路保护方 法。
背景技术：
目前，低压直流电路的短路保护电路存在多种具体实现方法，针对不同应用场合， 所采用的短路保护电路不尽相同。短路保护电路一般基于二种检测原理一种是检测短路 时大电流；另一种是检测短路时的电压。相关技术中，最为简单的基于电压检测的短路保护电路如图1所示，图1所示的11 端为电源输入端，15端为电源输出端，10端为保护电路。正常情况下必须确保R2大于Rl， 这样才能保证开关器件Ql比Q2先导通。该发明从原理上来说Rl和R2均不可缺少，才可 以确保电路能够正常工作。但是在实际应用中，在考虑负载的情况下，确定Rl和R2阻值比较困难，需要经过 复杂的计算和反复的调试。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种短路保护电路及短路保护方法，以解决上述问题 至少之一。根据本发明的一个方面，提供了 一种短路保护电路。根据本发明的短路保护电路包括检测装置和保护装置；其中，所述检测装置，其 一端与电源输出端相连接，其另一端与所述保护装置的第一端相连接，用于在检测到所述 电源输出端的电压低于预定阈值时，执行截止操作；所述保护装置，其第二端与电源输入端 相连接，其第三端与所述电源输出端相连接，用于在获取所述检测装置已经截止的指示信 息时，执行截止操作以切断电源输出。根据本发明的另一方面，提供了 一种短路保护方法。根据本发明的短路保护方法应用于短路保护电路，该短路保护电路包括检测装 置和保护装置，所述检测装置的一端与电源输出端相连接，所述检测装置的另一端与所述 保护装置的第一端相连接，所述保护装置的第二端与电源输入端相连接，所述保护装置的 第三端与所述电源输出端相连接，上述短路保护方法包括所述检测装置检测所述电源输 出端的电压；在检测到所述电压低于预定阈值时，所述检测装置执行截止操作；所述保护 装置在获取所述检测装置已经截止的指示信息时，执行截止操作以切断电源输出。通过本发明，短路保护电路中的检测装置在检测到短路的情况下，短路保护电路 中的保护装置切断电源输出。解决了相关技术中短路保护电路的电阻阻值难以确定的问 题，进而可以在节省电阻器件的情况下，较容易地实现低压直流电路的短路保护。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的使用二个P沟道MOS管的短路保护电路的电路原理图；图2是根据本发明实施例的短路保护电路的结构示意图；图3是根据本发明优选实施例一的短路保护电路的结构示意图；图4是根据本发明优选实施例二的短路保护电路的结构示意图；图5是根据本发明实施例的短路保护方法的流程图；图6是根据本发明优选实施例的短路保护方法的流程图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图2是根据本发明实施例的短路保护电路的结构示意图。如图2所示，根据本发 明实施例的短路保护电路包括保护装置2和检测装置4。检测装置4，其一端与电源输出端相连接，其另一端与保护装置的第一端相连接， 用于在检测到电源输出端的电压低于预定阈值时，执行截止操作；保护装置2，其第二端与电源输入端相连接，其第三端与电源输出端相连接，用于 在感知到检测装置已经截止的情况下，执行截止操作以切断电源输出。采用上述装置，解决了相关技术中短路保护电路的电阻阻值难以确定的问题，进 而可以在节省电阻器件的情况下，较容易地实现低压直流电路的短路保护。优选地，上述保护装置包括P沟道增强型MOS管。优选地，上述检测装置可以包括但不限于:N沟道增强型MOS管。其中，检测装置接地。在实际工作中，正常状态下(非短路情况)，由于检测装置4阻抗很大，导致上电后 检测装置4充电快于保护装置2先导通，只有检测装置4导通后，保护装置2才会导通，否 则保护装置2趋于截止。检测装置4的41和43端电压差大于保护装置2的开启电压后， 检测装置4打开，则保护装置2的21端为低电平。此时，23端电压与21端电压之差大于保护装置2的开启电压，保护装置2导通，22 端的输出达到与23端相同的值，电源输入端11端与电源输出端12端输出电压相同。短路状况时，12输出端电压迅速下降(短路时趋于地电压)，导致43端电压与41 端电压差减小，该电压差大于检测装置4的导通电压时，检测装置4导通，42端电压为高，此 时23端与21端之间的电压差为低电压。当23端电压与21端电压之差小于开启电压时，保护装置2截止，切断输出电源。需要注意的是，本发明的短路保护电路要求输入电源电压(Vin)大于保护装置2 和检测装置4的开启电压，否则电路无效。所选保护装置2和检测装置4，其所能承受的最 大Vgs电压应大于输入电源电压，否则不保证电路无损。即在实际中，电源输入端的输入电 压(Vin)应该大于短路保护电路中各个MOS管的开启电压并小于短路保护电路中各个MOS 管的击穿电压阈值。由图2可知，如果电源输入端的输入电压(Vin)小于短路保护电路中各个MOS管的开启电压，则保护装置和检测装置不会被打开，不会执行后续相应的操作。如果电源输入 端的输入电压(Vin)小于短路保护电路中各个MOS管的击穿电压阈值，则会将短路保护电 路中的MOS管击穿，导致该保护电路无法实现保护的功能。以下结合图3描述上述优选实施方式。图3是根据本发明优选实施例二的短路保护电路的结构示意图；如图3所示，该 短路保护电路中保护装置为P沟道增强型MOS管(VTl)，检测装置为N沟道增强型MOS管 (VT2)。图3所示的短路保护电路，适用于输入电压(Vin)较小，负载也较小电路。优选地，检测装置4除了包括N沟道增强型MOS管之外，还可以包括电阻R2，与N 沟道增强型MOS管串联连接，并位于N沟道增强型MOS管与电源输出端之间。其中，R2电阻值仅会影响上电充电时间(us级到ms级)，但不会影响电路正常工 作，因为选择性更强。经实践确定，相关技术中的短路保护电路与本发明电路的短路保护电 路的响应速度相近，本发明短路保护响应速率不受R2电阻值的影响，响应时间为us级。实际上，电阻R2的阻值大小与短路后重新上电时，电源输出端(Vout)的电压爬升 时间具有函数关系。在具体实施过程中，R2的阻值影响短路后重新上电时的电压爬升时间，R2阻值越 小，上电时的电压爬升时间越多；R2阻值越大，上电爬升时间越短。因此，可以根据实际情 况灵活选取电阻R2。以下结合图4描述上述优选实施方式。图4是根据本发明优选实施例四的短路保护电路的结构示意图；该短路保护电路 中保护装置包括P沟道增强型MOS管(VTl)；，检测装置包括N沟道增强型MOS管(VT2) 和电阻R2。图5是根据本发明实施例的短路保护方法的流程图。该短路保护方法，应用于如 图2的短路保护电路，其中，该短路保护电路包括检测装置和保护装置，检测装置的一端 与电源输出端相连接，检测装置的另一端与保护装置的第一端相连接，保护装置的第二端 与电源输入端相连接，保护装置的第三端与电源输出端相连接。如图5所示，该短路保护方 法可以进一步包括以下处理步骤S502 检测装置检测电源输出端的电压；步骤S504 在检测到电压低于预定阈值时，检测装置执行截止操作；步骤S506 保护装置在获取检测装置已经截止的指示信息时，执行截止操作以切 断电源输出。优选地，保护装置可以包括P沟道增强型MOS管。优选地，检测装置可以包括N沟道增强型MOS管。优选地，检测装置除了包括N沟道增强型MOS管之外，还可以包括电阻R2，其 中，电阻R2与N沟道增强型MOS管串联连接，并位于N沟道增强型MOS管与电源输出端之 间。在具体实施过程中，R2的阻值影响短路后重新上电时的电压爬升时间，R2阻值越 小，上电时的电压爬升时间越多；R2阻值越大，上电爬升时间越短。因此，可以根据实际情 况灵活选取电阻R2。
上述短路保护电路的优选实施方式具体可以参见图3和图4，此处不再赘述。需要注意的是，本发明的短路保护电路要求输入电源电压(Vin)大于保护装置和 检测装置的开启电压，否则电路无效。所选保护装置和检测装置，其所能承受的最大Vgs电 压应大于输入电源电压，否则不保证电路无损。以下结合图6描述上述短路保护电路的优选工作过程。图6是根据本发明优选实施例的短路保护电路的详细工作流程图。如图6所示， 以下就负载(例如，低压直流电路)短路和不短路的两种情况分别进行描述。在负载短路时，结合图2所示的短路保护电路，其工作流程主要包括以下处理(步 骤 S6Ol-步骤 S6O7)步骤S601 检测装置4的41端下拉到低电平，41端与42端的电压差小于开启电 压，检测装置4截止。步骤S603 检测装置4截止后，42端为高电平。步骤S605 21端与42端相连接，21端也为高电平，23端与21端电压差小于保护 装置2的开启电压，则保护装置2截止。步骤S607 22端的输出电压趋于0，即关闭输出电源，对负载电路进行保护。在负载不短路(正常工作状态下)时，短路保护电路的工作流程主要包括以下处 理(步骤S8。2-步骤S8O8)步骤S602:检测装置4的栅极(41端)所接阻抗较小，先充电到开启电压，导通； 其中，保护装置2在检测装置4导通前始终保持截止。步骤S604 :42端电压与43端电压相同，为低电平。步骤S606 21端也为低电平，当23端与21端电压差大于保护装置2的开启电压 时，保护装置2导通。步骤S608 22端输出电压与输入电压相近，即电源输出正常，电路处于正常工作 状态。综上所述，借助本发明提供的上述实施例，与相关技术中的短路保护电路相比，使 用了 N沟增强型MOS管作为检测装置；节省了电阻的使用数量(例如，不需要图1所示的Rl 电阻)；R2电阻值仅会影响上电充电时间(us级到ms级)，但不会影响电路正常工作，可选 择性更强。经实践确定，相关技术中的短路保护电路与本发明电路的短路保护电路的响应 速度相近，本发明短路保护响应速率不受R2电阻值的影响，响应时间为us级。并且本发明 提供的短路保护电路制造成本更为低廉，可实施性也较强。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种短路保护电路，其特征在于，包括检测装置和保护装置；所述检测装置，其一端与电源输出端相连接，其另一端与所述保护装置的第一端相连接，用于在检测到所述电源输出端的电压低于预定阈值时，执行截止操作；所述保护装置，其第二端与电源输入端相连接，其第三端与所述电源输出端相连接，用于在获取所述检测装置已经截止的指示信息时，执行截止操作以切断电源输出。
2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于， 所述保护装置包括P沟道增强型MOS管。
3.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于， 所述检测装置包括N沟道增强型MOS管。
4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述检测装置还包括电阻，与 所述N沟道增强型MOS管串联连接，并位于所述N沟道增强型MOS管与所述电源输出端之 间。
5.根据权利要求4所述的短路保护电路，其特征在于，所述电阻的阻值大小与短路后 重新上电时所述电源输出端的电压爬升时间具有函数关系。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的短路保护电路，其特征在于，所述电源输入端的 输入电压大于所述短路保护电路中各个MOS管的开启电压并小于所述短路保护电路中各 个MOS管的击穿电压阈值。
7.一种短路保护方法，应用于短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路包括检 测装置和保护装置，所述检测装置的一端与电源输出端相连接，所述检测装置的另一端与 所述保护装置的第一端相连接，所述保护装置的第二端与电源输入端相连接，所述保护装 置的第三端与所述电源输出端相连接，所述方法包括所述检测装置检测所述电源输出端的电压； 在检测到所述电压低于预定阈值时，所述检测装置执行截止操作； 所述保护装置在获取所述检测装置已经截止的指示信息时，执行截止操作以切断电源 输出。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 所述保护装置包括P沟道增强型MOS管。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 所述检测装置包括N沟道增强型MOS管。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测装置还包括电阻，与所述N沟 道增强型MOS管串联连接，并位于所述N沟道增强型MOS管与所述电源输出端之间。
全文摘要
本发明公开了一种短路保护电路及短路保护方法，该电路包括检测装置和保护装置；其中，检测装置，其一端与电源输出端相连接，其另一端与保护装置的第一端相连接，用于在检测到电源输出端的电压低于预定阈值时，执行截止操作；保护装置，其第二端与电源输入端相连接，其第三端与电源输出端相连接，用于在获取检测装置已经截止的指示信息时，执行截止操作以切断电源输出。根据本发明提供的技术方案，可以在节省电阻器件的情况下，较容易地实现低压直流电路的短路保护。
文档编号H02H3/26GK101986492SQ201010536619
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者黄毅 申请人:中兴通讯股份有限公司