保护电路及其保护方法

专利名称：保护电路及其保护方法
技术领域：
本发明是关于保护电路，特别是关于短路保护电路或过电流保护电路。
背景技术：
短路保护电路或过电流保护电路一般分成两种型态，一种使用限流电路来进行保护，另一种检测元件的温度以对电路采取保护的措施。检测元件的温度以对电路采取保护的措施有缺点，当温度上升很快的时候则保护措施来不及反应而容易使元件烧毁，无法达到保护的功效。传统使用限流电路来保护则会对正常的电流脉冲采取限流，造成电路误动作的情况发生。请参阅图1(a)，其为已知的单位增益放大电路的示意图。该已知的单位增益放大电路10包括单位增益放大器11、信号源12和负载电路13。该信号源12产生电压Vinl，且电压Vinl输入该单位增益放大器11的正输入端inl+，该单位增益放大器11的输出端outl 与该单位增益放大器11的负输入端inl_连接，该负载电路13与该输出端outl连接。请参阅图1 (b)，其为已知的单位增益放大电路10的波形的示意图。在输出端outl 的输出电压Vouti及电流Ioutl分别产生向上脉冲PLl与向下脉冲PL2的变化，且分别维持期间Tl与期间T2，或者分别产生向下脉冲PL3与向上脉冲PL4的变化，且分别维持期间 T3与期间T4。如果期间Tl、期间T2、期间T3及期间T4都很短的时候，并不会烧毁已知的单位增益放大电路10或该负载电路13中的元件，但是如果使用限流电路作限流则会造成已知的单位增益放大电路10的误动作。请参阅图1(c)，其为已知的切换式电源电路20的示意图。该切换式电源电路20 包括信号源21、PWM控制器23、电感Li、晶体管XI、二极管Dl及负载电路22。在图1(c)中， 二极管Dl与负载电路22连接处的电压Vout2也可能会有如同电压Voutl的脉冲出现，当二极管Dl导通(顺偏)时，从二极管Dl流出的电流也可能会有如同电流Ioutl的脉冲出现，但是如果脉冲所维持的时间很短，并不会烧毁已知的切换式电源电路20或负载电路22 中的元件。请参阅图1(d)，其为已知的输出级电路与负载电路30的示意图。已知的输出级电路与负载电路30包括输出级电路31及负载电路30。输出级电路31输出电流Iout3及电压Vout3，且与负载电路32连接。输出级电路31包含在图1(a)中的电压源12、单位增益放大器11，或是包含在图1 (c)中的电压源21、PWM控制器23、电感Ll、晶体管Xl、二极管 Dl0当输出电流Iout3或电压Vout3的脉冲维持的期间过久，则可能会烧毁输出级电路与负载电路30中的某些元件，但是如果脉冲持续的时间很短，用传统的限流电路又会造成输出级电路与负载电路30的误动作，因此必须有一种保护电路以及保护电路的方法，使得在电路正常状态下不会有误动作，且在电路异常时能即时限流或关断电流以免元件烧毁而达到保护电路的功效。

发明内容
有鉴于上述现有技术的缺点，提出一种保护电路，所述保护电路包括输出级电路及反馈单元。所述输出级电路产生第一电流。所述反馈单元在所述第一电流大于或等于额定电流的第一状态中且所述第一状态维持第一期间的情况下，所述反馈单元控制所述输出级电路以限制所述第一电流，而在所述第一电流大于或等于限制电流的第二状态中且所述第二状态维持第二期间的情况下，所述反馈单元控制所述输出级电路以关断所述第一电流。根据上述构想，提出一种保护电路，所述保护电路包括控制单元，控制单元根据所述保护电路的电性参数的第一情况与第二情况分别对所述电性参数施以第一控制及第二控制。根据上述构想，提出一种保护电路的操作方法，包括下列步骤根据第一电压而输出第二电压，所述第一电压控制第一电流；当所述第二电压大于参考电压时输出第一信号， 其中所述第一信号具有工作期间；当所述工作期间大于或等于第一期间时，输出第二信号， 以限制所述第一电流；当所述工作期间大于或等于第二期间时，输出第三信号，以关断所述第一电流。根据上述构想，提出一种保护电路的方法，包括检测所述电路的电性参数，其中所述电性参数具有第一情况与第二情况；检测所述电性参数处于哪种情况；当所述电性参数处于所述第一情况，对所述电性参数施以第一限制，当所述电性参数处于所述第二情况， 对所述电性参数施以第二限制。根据本发明所提的保护电路以及保护电路的方法，可使电路在正常状态下不会有误动作，且在电路异常时能即时限流或关断电流以免元件烧毁而达到保护电路的功效。


图1(a)为已知的单位增益放大电路的示意图；图1(b)为已知的单位增益放大电路的波形的示意图；图1(c)为已知的切换式电源电路的示意图；图1(d)为已知的输出级电路与负载电路的示意图；图2(a)为本发明第一较佳实施例的保护电路的示意图；图2(b)为本发明第一较佳实施例的波形图；图3(a)为本发明第二较佳实施例的保护电路的示意图；图3(b)为本发明第二较佳实施例的波形图；图3(c)为本发明的第一计时单元或该第二计时单元的电路图；图3(d)为本发明的第一计时单元或该第二计时单元的波形图；图4(a)为本发明第三较佳实施例的保护电路的示意图；图4(b)为本发明第三较佳实施例的波形图；图5(a)为本发明的保护电路的操作方法的流程图；以及图5(b)为本发明的保护电路的方法的流程图。主要元件符号说明40，50，60 保护电路41，51，61 输出级电路
42，52:反馈单元43，53，63 输入级电路Ml, Q2 第一 P型晶体管M2，Ql 第一 N型晶体管421，521，621 电流感测单元M3:第二 N型晶体管Rl, R2 电阻器422，522 运算放大单元423，523 第一计时单元425，525 第二计时单元424，524，623 限流单元似6，5 ，624 断流单元4241，5M1:放大器M4:第三N型晶体管M5 第四N型晶体管M6 第五N型晶体管Q3 第二 P型晶体管Q4 第三P型晶体管Q5 第四P型晶体管D-FFl 第一 D型正反器D-FF2 第二 D型正反器D-FFn 第nD型正反器Divider:分频器NANDl 与非门AND1，AND2:与门INVl 第一反相器INV2 第二反相器INV3 反相器62 控制单元622 或门XI:晶体管
具体实施例方式请参照本发明的附图来阅读下面的详细说明，其中本发明的附图是以举例说明的方式，来介绍本发明各种不同的实施例，并供了解如何实现本发明。本发明实施例提供了充足的内容，以供本领域的技术人员来实施本发明所揭示的实施例，或实施依本发明所揭示的内容所衍生的实施例。须注意的是，这些实施例彼此间并不互斥，且部分实施例可与其他一个或多个实施例作适当结合，以形成新的实施例，也就是本发明的实施并不局限于以下所揭示的实施例。请参阅图2(a)，其为本发明第一较佳实施例的保护电路40的示意图。该保护电路 40包括输出级电路41和反馈单元42。请参阅图2(b)，其为本发明第一较佳实施例的波形图。在图2(b)中，横坐标代表时间，单位为微秒，第一电流Il的纵坐标以安培为单位，其余的纵坐标代表电压，以伏特为单位。请同时参考图2 (a)与图2(b)，该输出级电路41产生第一电流11，该反馈单元42在该第一电流11大于或等于额定电流Ir的第一状态中且该第一状态维持第一期间Tdl的情况下，该反馈单元42控制该输出级电路41以限制该第一电流 II。而在该第一电流Il大于或等于限制电流It的第二状态中且该第二状态维持第二期间 Td2的情况下，该反馈单元42控制该输出级电路41以关断该第一电流II。从图2(b)中可知该第二期间Td2大于该第一期间Tdl，而该限制电流It小于该额定电流Ir。以本发明第一较佳实施例而言，该额定电流Ir较佳地为10安培，该限制电流It较佳地为1安培，该第一期间Tdl较佳地为100微秒，该第二期间Td2较佳地为3毫秒。在图2 (a)中，该输出级电路41包括第一 N型晶体管M2及第一 P型晶体管M1，该第一 N型晶体管M2的漏极与该第一 P型晶体管Ml的漏极连接，该第一 N型晶体管M2的栅极接收第一电压Vl以调整从其漏极输出的该第一电流II。在图2 (a)中，该反馈单元42包括电流感测单元421、运算放大单元422、第一计时单元423、限流单元424、第二计时单元425及断流单元426。该电流感测单元421包括第二 N型晶体管M3及电阻器R1，该第二 N型晶体管M3的漏极与该第一 N型晶体管M2的漏极连接，该第二 N型晶体管M3的栅极接收该第一电压VI，该电流感测单元421响应该第一电压 Vl而输出第二电压V2。该运算放大单元422具有第一输入端in2+、第二输入端in2_及第一输出端out2，该第一输入端in2+及该第二输入端in2-分别接收该第二电压V2与该第一参考电压Vrefl，该运算放大单元422响应该第二电压V2与该第一参考电压Vrefl从该第一输出端out2输出第一信号Si，其中该第一信号Sl包括该第二电压V2减去该第一参考电压Vrefl所形成的差值信号，且当其差值信号为正时，运算放大单元422所输出的第一信号 Sl为正饱和信号，当其差值信号为负时，运算放大单元422所输出的第一信号Sl为负饱和信号。该反馈单元42包括检测单元42A,该检测单元42A包含电流感测单元421及运算放大单元422。在图2 (a)中，也可针对电压Vout4做限制或关断，只需将第二 N型晶体管M3及该电阻器Rl省略，而将第一 N型晶体管M2的漏极与该第一输入端in2+连接。请同时参阅图2 (a)与图2 (b)，该第一计时单元423接收该第一信号Si,该第一信号Sl具有工作期间Td3，当该工作期间Td3大于或等于该第一期间Tdl时，该第一计时单元 423输出第二信号S2。该限流单元似4包括放大器4241、第三N型晶体管M4及第四N型晶体管M5，该限流单元424响应该第二信号S2，以拉低该第一电压Vl而限制该第一电流II。该第二计时单元425接收该第一信号Si，当该工作期间Td3大于或等于第二期间 Td2时，该第二计时单元425输出第三信号S3。该断流单元似6包括第五N型晶体管M6，该第五N型晶体管M6的栅极与该第二计时单元425的输出端连接以接收该第三信号S3，该断流单元似6响应该第三信号S3，以拉低该第一电压Vl而关断该第一电流II，以保护该第一 N型晶体管M2。在图2(a)中，该电阻器Rl具有第一端点Pl及第二端点P2，该第二端点P2接地， 该第一端点Pl与该第二 N型晶体管M3的漏极连接，从该第二 N型晶体管M3的源极输出的第二电流12流经该电阻器Rl以使该电阻器Rl具有该第二电压V2的电压降。该放大器4241具有正输入端in3+、负输入端in3_及第二输出端out3，该正输入端in3+与该第三N型晶体管M4的漏极连接，该负输入端in3-接收第二参考电压Vref2，该第二输出端out3与该第三N型晶体管M4的栅极连接。该保护电路40还包括输入级电路43，其具有第三输出端out4及第四输出端 out5,该输入级电路43分别接收电压Vinl+及电压Vinl-，其中该第三输出端out4与该第一 P型晶体管Ml的栅极连接，该第四输出端out5与该第五N型晶体管M6的漏极、该正输入端in3+、该第三N型晶体管M4的漏极及该第一 N型晶体管M2的栅极连接。在限流电路424中，该第三N型晶体管M4的源极与该第四N型晶体管M5的漏极连接，该第四N型晶体管M5的栅极与该第一计时单元423的输出端连接以接收该第二信号 S20当该第四N型晶体管M5未导通时，该放大器4241及第三N型晶体管M4不会产生钳位该第一电压Vl的功能，当该第四N型晶体管M5导通且该第一电压Vl大于该第二参考电压Vref2时该第三N型晶体管M4会导通，而使该第一电压Vl被拉降至接近该第二参考电压Vre2时不再降低，该第三N型晶体管M4则维持微弱导通的状态，因此该限流单元424能够拉低该第一电压Vl而限制该第一电流II。请参阅图3(a)，其为本发明第二较佳实施例的保护电路50的示意图。该保护电路 50包括输出级电路51和反馈单元52。请参阅图3(b)，其为本发明第二较佳实施例的波形图。横坐标代表时间，单位为微秒，第一电流13的纵坐标以安培为单位，其余的纵坐标代表电压，以伏特为单位。请同时参考图3(a)与图3(b)，该输出级电路51产生第一电流13，该反馈单元52在该第一电流13大于或等于额定电流Ir的第一状态中且该第一状态维持第一期间Td4的情况下，该反馈单元52控制该输出级电路51以限制该第一电流13。而在该第一电流13大于或等于限制电流It的第二状态中且该第二状态维持第二期间Td5的情况下，该反馈单元52控制该输出级电路51以关断该第一电流13。从图3(b)中可知该第二期间Td5大于该第一期间Td4，而该限制电流It小于该额定电流Ir。以本发明第二较佳实施例而言，该额定电流Ir较佳地为10安培，该限制电流It较佳地为1安培，该第一期间Tdl 较佳地为100微秒，该第二期间Td2较佳地为3毫秒。在图3(a)中，该输出级电路51包括第一 N型晶体管Ql及第一 P型晶体管Q2，该第一 N型晶体管Ql的漏极与该第一 P型晶体管Q2的漏极连接，该第一 P型晶体管Q2的栅极接收第一电压V3以调整从其漏极输出的第一电流13。在图3 (a)中，该反馈单元52包括电流感测单元521、运算放大单元522、第一计时单元523、限流单元524、第二计时单元525、断流单元526、第一反相器INVl及第二反相器 INV2。该电流感测单元521包括第二 P型晶体管Q3及电阻器R2，该第二 P型晶体管Q3的漏极与该第一 P型晶体管Q2的漏极连接，该第二 P型晶体管Q3的栅极接收该第一电压V3， 该电流感测单元521响应该第一电压V3而输出第二电压V4。该运算放大单元522具有第一输入端in4+、第二输入端in4-及第一输出端out6，该第一输入端in4+及该第二输入端 in4-分别接收该第二电压V4与第一参考电压Vref 3，该运算放大单元522响应该第二电压 V4与该第一参考电压Vref3从该第一输出端out6输出第一信号S4，其中该第一信号S4包括该第一参考电压Vref3减去该第二电压V4所形成的差值信号，且当其差值信号为正时， 运算放大单元522所输出的第一信号S4为正饱和信号，当其差值信号为负时，运算放大单元522所输出的第一信号S4为负饱和信号。该反馈单元52还包括检测单元52A，该检测单元52A包含该电流感测单元521及该运算放大单元522。在图3 (a)中，也可针对电压Vout5做限制或关断，只需将第二 P型晶体管Q3及该电阻器R2省略，而将第一 P型晶体管Q2的漏极与该第二输入端in4-连接。 请同时参阅图3 (a)与图3 (b)，该第一计时单元523接收该第一信号S4,该第一信号S4具有工作期间Td6，当该工作期间Td6大于或等于该第一期间Td4时，该第一计时单元 523输出第二信号S5。该第一反相器INVl响应该第二信号S5而产生该第二信号的反相信号石。该限流单元5M包括放大器5241、第三P型晶体管Q4及第四P型晶体管Q5，该限流单元524响应该第二信号的反相信号召，以拉高该第一电压V3而限制该第一电流13。
该第二计时单元525接收该第一信号S4,当该工作期间Td6大于或等于第二期间 Td5时，该第二计时单元525输出第三信号S6。该第二反相器INV2响应该第三信号S6而产生该第三信号的反相信号品。该断流单元5 包括第五P型晶体管Q6，该断流单元5 响应该第三信号的反相信号玩，以拉高该第一电压V3而关断该第一电流13，以使该第一 P型晶体管Q2受到保护。
在图3 (a)中，该电阻器R2具有第一端点P3及第二端点P4，该第二端点P4接电源，该第一端点P3与该第二 P型晶体管Q3的源极连接，第二电流流经该电阻器R2，以使该第二电压V4等于该电源的电压VDD减去该电阻器R2的电压降。该放大器5241具有正输入端in5+、负输入端in5_及第二输出端out7，该负输入端in5-与该第三P型晶体管Q4的漏极连接，该正输入端in5+接收第二参考电压Vref4，该第二输出端out7与该第三P型晶体管Q4的栅极连接。该保护电路50还包括输入级电路53，其具有第三输出端ο肚8及第四输出端 out9，该输入级电路53分别接收电压Vin2+及电压Vin2_，其中该第三输出端ο肚8与该第一 N型晶体Ql管的栅极连接，该第四输出端out9与该第五P型晶体管Q6的漏极、该负输入端in5-、该第三P型晶体管Q4的漏极及该第一 P型晶体管Q2的栅极连接。在限流电路524中，该第三N型晶体管Q4的源极与该第四N型晶体管Q5的漏极连接，该第四N型晶体管Q5的栅极与该第一反相器INVl的输出端连接以接收该第二信号的反相信号召。当该第四N型晶体管Q5未导通时，该放大器5241及第三N型晶体管Q4不会产生钳位该第一电压V3的功能，当该第四N型晶体管Q5导通且该第一电压V3小于该第二参考电压Vref4时该第三N型晶体管Q4会导通，而使该第一电压V3被拉升至接近该第二参考电压Vre4时不再升高，该第三N型晶体管Q4则维持微弱导通的状态，因此该限流单元524能够拉高该第一电压V3而限制该第一电流13。请参阅图3 (c)，其为本发明的第一计时单元423，523或该第二计时单元425， 525的电路图。本发明的第一计时单元423，523或该第二计时单元425，525包括分频器Divider、与非门NAND1、与门AND1、与门AND2以及反相器INV3。在图3(c)中，分频器
Divider包括第一 D型正反器D-FFl、第二 D型正反器D-FF2.....及第nD型正反器D-FFn
共η个D型正反器，其中每一个D型正反器的输出端。与输入端D连接，且输出端。与脉冲输入端两两互相串接形成该分频器Divider，每一个D型正反器的重设端与该与非门NANDl 的输出端连接，该分频器Divider的输出端outlO与该与非门NANDl的输入端in6连接，该与非门NANDl的输入端in7与该反相器INV3的输出端连接，该与门ANDl的输入端in8和与门AND2的输出端连接，与门AND2的输入端inlO和与非门NANDl的输入端in6连接，与门AND2的输入端inll与该反相器INV3的输入端连接，与门AND2的输入端inll与反相器 INV3接收输入信号input，该输入信号input包括第一信号S1，S4。该与门ANDl的输入端 in9接收时脉信号CLK。请参阅图3(d)，其为本发明的第一计时单元423，523或该第二计时单元425，525 的波形图。在图3(d)中，输入信号input、输出信号output、以及时脉信号CLK的横轴代表时间，纵轴代表电压。在图3(c)中的电路主要为了示范当输入信号input为逻辑1的期间维持大于或等于2"-1个时脉周期时，该输出信号output转变成逻辑1以作用于该限流单元424，524或断流单元426，526。当输入信号input为逻辑0且输出信号output为逻辑0 时，分频器Divider中的每一个D型正反器都被重设为逻辑0。当输入信号input从逻辑0 转成逻辑1且输出信号output仍为逻辑0时，则该分频器Divider开始运作。如果该输出信号output尚未转成逻辑1且该输入信号input从逻辑1转成逻辑0，则分频器Divider 中的每个D型正反器都会被重设为逻辑0。如果该输入信号input为逻辑1且维持大于或等于2"-1个时脉周期时，该输出信号output则会从逻辑0转成逻辑1，以作用于该限流单元4 ，5 或断流单元426，526。由此可防止保护电路40，50的误动作的发生。在图2(a)及图3(a)中，在设计上第一计时单元423，523中的D型正反器的个数设计少于第二计时单元425，525中的D型正反器的个数，以使第一计时单元423，523在接收第一信号Si，S4经过第一周期Tdl，Td4后输出逻辑1的第二信号S2，S5，且使第二计时单元425，525在接收第一信号Si，S4经过第二周期Td2，Td5后输出逻辑1的第三信号S3， S6，其中该第一周期Tdl，Td4小于该第二周期Td2，Td5。请参阅图4 (a)，其为本发明第三较佳实施例的保护电路的示意图。在本发明的第一较佳实施例及第二较佳实施例中，分别对输出级的第二 N型晶体管M2及第二 P型晶体管 Q2的栅极电压作控制，以分别防止第一电流Il及第一电流13烧毁保护电路中的元件。在本发明的第三较佳实施例中可将第一较佳实施例及第二较佳实施例中的元件作组合，其可同时防止第一电流Il及第一电流13烧毁保护电路中的元件。该保护电路60包括控制单元62，其根据该保护电路60的电性参数的第一情况与第二情况分别对该电性参数施以第一控制及第二控制。请参阅图4 (b)，其为本发明第三较佳实施例的波形图。横坐标代表时间，单位为微秒，第一电流15，16的纵坐标以安培为单位，其余的纵坐标代表电压，以伏特为单位。在图 4 (b)中，如果将该第二 N型晶体管M3及该电阻器Rl省略，直接将该第一 N型晶体管M2的漏极与该第一输入端in2+连接，则可针对电压Voute做限制与关断。该电性参数为电压Vout6或第一电流II，13，15，16。该第一控制为限制，该第二控制为关断。该第一情况为该第一电流II，13，15，16大于或等于额定电流Ir的第一状态且该第一状态维持第一期间Tdl，Td4，Td7的情况。该第二情况为该第一电流II，13，15， 16大于或等于限制电流It的第二状态且该第二状态维持第二期间Td2，Td5，TdS的情况， 其中该第二期间Td2，Td5，Td8大于该第一期间Tdl，Td4，Td7，该限制电流It小于该额定电流Ir。在图4(a)中，该保护电路60还包括输出级电路61，该输出级电路61包括第一 N 型晶体管M2及第一 P型晶体管Q2，该第一 N型晶体管M2的漏极与该第一 P型晶体管Q2的漏极连接，该第一 N型晶体管M2的栅极接收第一电压V5以调整从其漏极输出的该第一电流15，该第一 P型晶体管Q2的栅极接收第二电压V7以调整从其漏极输出的该第二电流16。该控制单元62包括电流感测单元621、第一运算放大单元422、第二运算放大单元 522、或门622、第一计时单元423、限流单元623、第二计时单元425及断流单元624。该电流感测单元621包括第二 N型晶体管M3、第二 P型晶体管Q3、第一电阻器Rl及第二电阻器 R2，该第二 N型晶体管M3的漏极与该第一 N型晶体管M2的漏极连接，该第二 N型晶体管M2 的栅极接收该第一电压V5，该电流感测单元621响应该第一电压V5而输出第三电压V6，该第二 P型晶体管Q3的漏极与该第一 P型晶体管Q2的漏极连接，该第二 P型晶体管Q3的栅极接收该第二电压V7，该电流感测单元621响应该第二电压V7而输出第四电压V8。该第一运算放大单元422具有第一输入端in2+、第二输入端in2_及第一输出端 out2，该第一输入端in2+及该第二输入端in2-分别接收该第三电压V6与第一参考电压 Vrefl，该第一运算放大单元422响应该第三电压V6与第一参考电压Vrefl从该第一输出端out2输出第一信号S7，其中该第一信号S7包含该第三电压V6减去该第一参考电压 Vref 1所形成的第一差值信号，且当第一差值信号为正时，运算放大单元422所输出的第一信号S7为正饱和信号，当第一差值信号为负时，运算放大单元422所输出的第一信号S7为负饱和信号。该第二运算放大单元522，具有第三输入端in4_、第四输入端in4+及第二输出端 out6,该第三输入端in4-及该第四输入端in4+分别接收该第四电压V8与第二参考电压 Vref3，该第二运算放大单元522响应该第四电压V8与该第二参考电压Vref3从该第二输出端out6输出第二信号S8，其中该第二信号S8包括该第二参考电压Vref3减去该第四电压V8所形成的第二差值信号，且当第二差值信号为正时，运算放大单元522所输出的第二信号S8为正饱和信号，当第二差值信号为负时，运算放大单元522所输出的第二信号S8为负饱和信号。该或门622响应该第一信号S7与该第二信号S8而输出第三信号S9。请同时参阅图4(a)与图4(b)。该第一计时单元423接收该第三信号S9，该第三信号S9具有工作期间Td9，当该工作期间Td9大于或等于该第一期间Td7时，该第一计时单元423输出第四信号S10。该限流单元623包括该限流单元似4及该限流单元524。该限流单元623包括第一放大器4241、第二放大器5241、第三N型晶体管M4、第三P型晶体管Q4、第四N型晶体管M5、第四P型晶体管Q5及第一反相器INV1，该限流单元623响应该第四信号S10，以拉低(pull low)该第一电压V5而限制该第一电流15，该限流单元623响应该第四信号的反相信号—以拉高(pull high)该第二电压V7而限制该第二电流16。该第二计时单元425 接收该第三信号S9，当该工作期间Td9大于或等于第二期间Td8，该第二计时单元425输出第五信号S11。该断流单元6 包括第五N型晶体管M6、第五P型晶体管Q6及第二反相器INV2， 该第五N型晶体管M6的栅极与第二计时单元425的输出端连接以接收该第五信号S11，该断流单元624响应该第五信号Sl 1，以拉低该第一电压V5而关断该第一电流15，以使该第一 N型晶体管M2受到保护，该断流单元6M响应该第五信号的反相信号,以拉高该第二电压V7而关断该第二电流16，以使该第一 P型晶管体Q2受到保护。该第一电阻器Rl具有第一端点Pl及第二端点P2，该第二端点P2接地，该第一端点Pl与该第二 N型晶体管M3的漏极连接，从该第二 N型晶体管M3的源极输出的第三电流 17流经该第一电阻器Rl以使该第一电阻器Rl具有该第三电压V6的电压降。该第二电阻器R2具有第三端点P3及该第四端点P4，该第四端点P4接电源，该第三端点P3与该第二 P型晶体管Q3的源极连接，该第四电流18流经该第二电阻器R2，以使该第四电压V8等于该电源的电压VDD减去该第二电阻器R2的电压降。该第一放大器4241具有第一正输入端in3+、第一负输入端in3_及第一输出端 out3，该第一正输入端in3+与该第三N型晶体管M4的漏极连接，该第一负输入端in3_接收第三参考电压Vref2，该第一输出端out3与该第三N型晶体管M4的栅极连接。该第二放大器5241具有第二正输入端in5+、第二负输入端in5_及第二输出端 out7,该第二负输入端in5-与该第三P型晶体管M4的漏极连接，该第二正输入端in5+接收第四参考电压Vref4，该第二输出端out7与该第三P型晶体管Q4的栅极连接。该第三N型晶体管M4的源极与该第四N型晶体管M5的漏极连接。该第三P型晶体管Q4的源极与该第四P型晶体管Q5的漏极连接。该第四N型晶体管M5的栅极与该第一计时单元423的输出端连接以接收该第四信号S10。该第四P型晶体管的栅极与该第一反相器INVl的输出端连接以接收该第四信号的反相信号@。该第五N型晶体管M6的栅极与该第二计时单元的输出端连接以接收该第五信号S11。该第五P型晶体管M6的栅极与该第二反相器INV2的输出端连接以接收该第五信号的反相信号五 。请参阅图5 (a)，其为本发明的保护电路的操作方法的流程图，包括步骤S501，根据第一电压而输出第二电压，该第一电压控制第一电流。步骤S502，当该第二电压大于参考电压时输出第一信号，其中该第一信号具有工作期间。步骤S503，当该工作期间大于或等于第一期间时，输出第二信号，以限制该第一电流。步骤S504，当工作期间大于或等于第二期间时，输出第三信号，以关断该第一电流。请参阅图5(b)，其为本发明的保护电路的方法的流程图，包括步骤S601，检测该电路的电性参数，其中该电性参数具有第一情况与第二情况。步骤S602，检测该电性参数处于何种情况。步骤S603，当该电性参数处于该第一情况，对该电性参数施以第一限制，当该电性参数处于该第二情况，对该电性参数施以第二限制。在本发明的任一实施例中，提出一种保护电路，该保护电路包括输出级电路和反馈单元。该输出级电路，产生第一电流。该反馈单元在该第一电流大于或等于额定电流的第一状态中且该第一状态维持第一期间的情况下，该反馈单元控制该输出级电路以限制该第一电流，而在该第一电流大于或等于限制电流的第二状态中且该第二状态持续第二期间的情况下，该反馈单元控制该输出级电路以关断该第一电流。根据本发明的实施例中的任一实施例，其中该第二期间大于第一期间，而该限制电流小于该额定电流。该输出级电路包括第一N型晶体管及第一 P型晶体管，该第一N型晶体管的漏极与该第一 P型晶体管的漏极连接，该第一 N型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的该第一电流。该反馈单元包括电流感测单元、运算放大单元、第一计时单元、限流单元、第二计时单元及断流单元。该电流感测单元包括第二 N型晶体管及电阻器， 该第二 N型晶体管的漏极与该第一 N型晶体管的漏极连接，该第二 N型晶体管的栅极接收该第一电压，该电流感测单元响应该第一电压而输出第二电压。该运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，该第一输入端及该第二输入端分别接收该第二电压与第一参考电压，该运算放大单元响应该第二电压与该第一参考电压从该第一输出端输出第一信号，其中该第一信号包括该第二电压减去该第一参考电压所形成的差值信号，且当其差值信号为正时，运算放大单元所输出的第一信号为正饱和信号，当其差值信号为负时，运算放大单元所输出的第一信号为负饱和信号。该第一计时单元接收该第一信号，该第一信号具有工作期间，当该工作期间大于或等于第一期间时，该第一计时单元输出第二信号。该限流单元包括放大器、第三N型晶体管及第四N型晶体管，该限流单元响应该第二信号，以拉低该第一电压而限制该第一电流。该第二计时单元接收该第一信号，当该工作期间大于或等于第二期间时，该第二计时单元输出第三信号。该断流单元包括第五N型晶体管，该第五N型晶体管的栅极与该第二计时单元的输出端连接以接收第三信号，该断流单元响应该第三信号，以拉低该第一电压而关断该第一电流，以保护该第一 N型晶体管。该反馈单元还包括检测单元，该检测单元包括该电流感测单元及该运算放大单元。该电阻器具有第一端点及第二端点，该第二端点接地，该第一端点与该第二 N型晶体管的漏极连接，从该第二 N 型晶体管的源极输出的第二电流流经电阻器以使该电阻器具有该第二电压的电压降。该放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，该正输入端与该第三N型晶体管的漏极连接，该负输入端接收第二参考电压，该第二输出端与该第三N型晶体管的栅极连接。该第三N型晶体管的源极与该第四N型晶体管的漏极连接。该第四N型晶体管的栅极与该第一计时单元的输出端连接以接收该第二信号。该保护电路还包括输入级电路，其具有第三输出端及第四输出端，其中该第三输出端与该第一 P型晶体管的栅极连接，该第四输出端与该第五N 型晶体管的漏极、该正输入端、该第三N型晶体管的漏极及该第一 N型晶体管的栅极连接。根据本发明的实施例中的任一实施例，其中该输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，该第一 N型晶体管的漏极与该第一 P型晶体管的漏极连接，该第一 P型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的第一电流；该输出级电路还包括切换式电源的输出级电路或运算放大器的输出级电路。该反馈单元包括电流感测单元、运算放大单元、第一计时单元、限流单元、第二计时单元及断流单元。该电流感测单元包括第二 P型晶体管及电阻器，该第二 P型晶体管的漏极与该第一 P型晶体管的漏极连接，该第二 P型晶体管的栅极接收第一电压，该电流感测单元响应该第一电压而输出第二电压。该运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，该第一输入端及该第二输入端分别接收该第二电压与第一参考电压，该运算放大单元响应该第二电压与第一参考电压从该第一输出端输出第一信号，其中该第一信号包含该第一参考电压减去该第二电压所形成的差值信号，且当其差值信号为正时，运算放大单元所输出的第一信号为正饱和信号，当其差值信号为负时，运算放大单元所输出的第一信号为负饱和信号。该第一计时单元接收该第一信号， 该第一信号具有工作期间，当工作期间大于或等于第一期间时，第一计时单元输出该第二信号。该第一反相器响应该第二信号而产生该第二信号的反相信号。该限流单元包括放大器、第三P型晶体管第四P型晶体管，该限流单元响应该第二信号的反相信号，以拉高(pull high)该第一电压而限制该第一电流。该第二计时单元，接收该第一信号，当该工作期间大于或等于第二期间时，该第二计时单元输出第三信号。该第二反相器响应该第三信号而产生该第三信号的反相信号。该断流单元包括第五P型晶体管，该断流单元响应该第三信号的反相信号，以拉高该第一电压而关断该第一电流，以使该第一 P型晶体管受到保护。该反馈单元还包括检测单元，该检测单元包括该电流感测单元及该运算放大单元。该电阻器具有第一端点及第二端点，该第二端点接电源，该第一端点与该第二 P型晶体管的源极连接， 第二电流流经电阻器，以使该第二电压等于该电源的电压减去该电阻器的电压降。该放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，该负输入端与该第三P型晶体管的漏极连接，该正输入端接收第二参考电压，该第二输出端与该第三P型晶体管的栅极连接。该第三P型晶体管的源极与该第四P型晶体管的漏极连接。该第四P型晶体管的栅极与该第一反相器的输出端连接以接收该第二信号的反相信号。该保护电路还包括输入级电路，其具有第三输出端及第四输出端，其中该第三输出端与第一 N型晶体管的栅极连接，该第四输出端与该第五P型晶体管的漏极、该负输入端、该第三P型晶体管的漏极及该第一 P型晶体管的栅极连接。在本发明的任一实施例，提出一种保护电路，该保护电路包括控制单元，该控制单元根据该保护电路的电性参数的第一情况与第二情况分别对该电性参数施以第一控制及第二控制。根据本发明实施例中的任一实施例，其中该电性参数为电压或电流。该第一控制为限制，该第二控制为关断。该第一情况为该第一电流大于或等于额定电流的第一状态且第一状态维持第一期间的情况。该第二情况为该第一电流大于或等于限制电流的第二状态且第二状态维持第二期间的状况，其中该第二期间大于该第一期间，该限制电流小于该额定电流。该保护电路还包括输出级电路，该输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，该第一 N型晶体管的漏极与该第一 P型晶体管的漏极连接，该第一 N型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的第一电流。该控制单元包括电流感测单元、运算放大单元、第一计时单元、限流单元、第二计时单元及断流单元。该电流感测单元包括第二 N型晶体管及电阻器，该第二 N型晶体管的漏极与该第一 N型晶体管的漏极连接，该第二 N型晶体管的栅极接收该第一电压，该电流感测单元响应该第一电压而输出第二电压。该运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，该第一输入端及该第二输入端分别接收该第二电压与第一参考电压，该运算放大单元响应该第二电压与该第一参考电压从该第一输出端输出第一信号，其中第一信号包括该第二电压减去该第一参考电压所形成的差值信号，且当其差值信号为正时，运算放大单元所输出的第一信号为正饱和信号，当其差值信号为负时，运算放大单元所输出的第一信号为负饱和信号。该第一计时单元接收该第一信号，该第一信号具有工作期间，当工作期间大于或等于第一期间时，该第一计时单元输出第二信号。该限流单元包括放大器、第三N型晶体管及第四N型晶体管，该限流单元响应该第二信号，以拉低该第一电压而限制该第一电流。该第二计时单元接收该第一信号，当该工作期间大于或等于第二期间时，该第二计时单元输出第三信号。该断流单元包括第五N型晶体管，该第五N型晶体管的栅极与该第二计时单元的输出端连接以接收该第三信号，该断流单元响应该第三信号，以拉低该第一电压而关断该第一电流，以保护该第一 N型晶体管。 该控制单元还包括检测单元，该检测单元包括该电流感测单元及该运算放大单元。该电阻器具有第一端点及第二端点，该第二端点接地，该第一端点与该第二 N型晶体管的漏极连接，从该第二N型晶体管的源极输出的第二电流流经该电阻器以使该电阻器具有该第二电压的电压降。该放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，该正输入端与该第三N型晶体管的漏极连接，该负输入端接收第二参考电压，该第二输出端与该第三N型晶体管的栅极连接。该第三N型晶体管的源极与该第四N型晶体管的漏极连接。该第四N型晶体管的栅极与该第一计时单元的输出端连接以接收该第二信号。该保护电路还包括输入级电路， 其具有第三输出端及第四输出端，其中该第三输出端与该第一 P型晶体管的栅极连接，该第四输出端与该第五N型晶体管的漏极、该正输入端、该第三N型晶体管的漏极及该第一 N 型晶体管的栅极连接。 根据本发明实施例中的任一实施例，其中该电性参数为电压或电流。该第一控制为限制，该第二控制为关断。该第一状态为该第一电流大于或等于额定电流且维持第一期间的状态。该第二状态为该第一电流大于或等于额定电流且维持第二期间的状态，其中该第二期间大于该第一期间。该保护电路还包括输出级电路，该输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，该第一 N型晶体管的漏极与该第一 P型晶体管的漏极连接，该第一 P型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的第一电流。该控制单元包括电流感测单元、运算放大单元、第一计时单元、第一反相器、限流单元、第二计时单元、第二反相器及断流单元。该电流感测单元包括第二 P型晶体管及电阻器，该第二 P型晶体管的漏极与该第一 P型晶体管的漏极连接，该第二 P型晶体管的栅极接收该第一电压，该电流感测单元响应该第一电压而输出第二电压。该运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，该第一输入端及该第二输入端分别接收该第二电压与第一参考电压，该运算放大单元响应该第二电压与该第一参考电压从该第一输出端输出第一信号，其中该第一信号包括该第一参考电压减去该第二电压所形成的差值信号，且当其差值信号为正时，运算放大单元所输出的第一信号为正饱和信号，当其差值信号为负时，运算放大单元所输出的第一信号为负饱和信号。该第一计时单元接收该第一信号，该第一信号具有工作期间，当该工作期间大于或等于该第一期间时，该第一计时单元输出第二信号。该第一反相器响应该第二信号而产生该第二信号的反相信号。该限流单元包括放大器、第三P型晶体管及第四P型晶体管，该限流单元响应该第二信号的反相信号，以拉高(pull high)该第一电压而限制该第一电流。该第二计时单元接收该第一信号，当该工作期间大于或等于第二期间时，该第二计时单元输出第三信号。该第二反相器响应该第三信号而产生该第三信号的反相信号。该断流单元包括第五P型晶体管，该断流单元响应该第三信号的反相信号，以拉高该第一电压而关断该第一电流，以使该第一P型晶体管受到保护。该控制单元还包括检测单元，该检测单元包括该电流感测单元及该运算放大单元。该电阻器具有第一端点及第二端点，该第二端点接电源，该第一端点与该第二 P型晶体管的源极连接，第二电流流经该电阻器，以使该第二电压等于该电源的电压减去该电阻器的电压降。该放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，该负输入端与该第三P型晶体管的漏极连接，该正输入端接收第二参考电压， 该第二输出端与该第三P型晶体管的栅极连接。该第三P型晶体管的源极与该第四P型晶体管的漏极连接。该第四P型晶体管的栅极与该第一反相器的输出端连接以接收该第二信号的反相信号。该保护电路还包括输入级电路，其具有第三输出端及第四输出端，其中该第三输出端与该第一 N型晶体管的栅极连接，该第四输出端与该第五P型晶体管的漏极、该负输入端、该第三P型晶体管的漏极及该第一 P型晶体管的栅极连接。在本发明的任一实施例中，提出一种保护电路的操作方法，包括下列步骤根据第一电压而输出第二电压，该第一电压控制第一电流。当该第二电压大于参考电压时输出第一信号，其中该第一信号具有工作期间。当该工作期间大于或等于第一期间时，输出第二信号，以限制该第一电流。当该工作期间大于或等于第二期间时，输出第三信号，以关断该第一电流。根据本发明实施例中的任一实施例，其中还包括下列步骤响应该第一电压而输出第二电流。响应该第二电流而输出该第二电压。在本发明的任一实施例中，提出一种保护电路的方法，包括检测该电路的电性参数，其中该电性参数具有第一情况与第二情况。检测该电性参数处于何种情况。当该电性参数处于该第一情况，对该电性参数施以第一限制，而当该电性参数处于该第二情况，对该电性参数施以第二限制。根据本发明实施例中的任一实施例，其中该电性参数包含电压或电流，该第二限制为关断该电性参数。本发明的说明与实施例已揭露于上，然其并非用来限制本发明，凡熟知本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神与范围下，当可做各种变动与修饰，其仍应属于本发明专利的涵盖范围之内。
权利要求
1.一种保护电路，包括 输出级电路，产生第一电流；以及反馈单元，在所述第一电流大于或等于额定电流的第一状态且所述第一状态维持第一期间的情况下，所述反馈单元控制所述输出级电路以限制所述第一电流，而在所述第一电流大于或等于限制电流的第二状态中且所述第二状态维持第二期间的情况下，所述反馈单元控制所述输出级电路以关断所述第一电流。
2.如权利要求1所述的保护电路，其中所述第二期间大于所述第一期间，而所述限制电流小于所述额定电流； 所述输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，所述第一 N型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第一 N型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的所述第一电流；所述输出级电路还包括切换式电源的输出级电路或运算放大器的输出级电路； 所述反馈单元包括电流感测单元，包括第二 N型晶体管及电阻器，所述第二 N型晶体管的漏极与所述第一 N型晶体管的漏极相连，所述第二 N型晶体管的栅极接收所述第一电压，所述电流感测单元响应所述第一电压而输出第二电压；运算放大单元，所述运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，所述第一输入端及所述第二输入端分别接收所述第二电压与第一参考电压，所述运算放大单元响应所述第二电压与所述第一参考电压从所述第一输出端输出第一信号，其中，所述第一信号包括所述第二电压减去所述第一参考电压所形成的差值信号，且当所述差值信号为正时，所述运算放大单元所输出的所述第一信号为正饱和信号，当所述差值信号为负时，所述运算放大单元所输出的所述第一信号为负饱和信号；第一计时单元，接收所述第一信号，所述第一信号具有工作期间，当所述工作期间大于或等于所述第一期间时，所述第一计时单元输出第二信号；限流单元，包括放大器、第三N型晶体管及第四N型晶体管，所述限流单元响应所述第二信号，以拉低所述第一电压而限制所述第一电流；第二计时单元，接收所述第一信号，当所述工作期间大于或等于所述第二期间时，所述第二计时单元输出第三信号；以及断流单元，包括第五N型晶体管，所述第五N型晶体管的栅极与所述第二计时单元的输出端连接以接收所述第三信号，所述断流单元响应所述第三信号，以拉低所述第一电压而关断所述第一电流，以保护所述第一 N型晶体管；所述电阻器具有第一端点及第二端点，所述第二端点接地，所述第一端点与所述第二 N 型晶体管的漏极连接，从所述第二 N型晶体管的源极输出的第二电流流经所述电阻器以使所述电阻器具有所述第二电压的电压降；所述放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，所述正输入端与所述第三N型晶体管的漏极连接，所述负输入端接收第二参考电压，所述第二输出端与所述第三N型晶体管的栅极连接；所述第三N型晶体管的源极与所述第四N型晶体管的漏极连接； 所述第四N型晶体管的栅极与所述第一计时单元的输出端连接以接收所述第二信号；以及所述保护电路还包括输入级电路，所述输入级电路具有第三输出端及第四输出端，其中所述第三输出端与所述第一 P型晶体管的栅极连接，所述第四输出端与所述第五N型晶体管的漏极、所述正输入端、所述第三N型晶体管的漏极及所述第一 N型晶体管的栅极连接。
3.如权利要求1所述的保护电路，其中所述输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，所述第一 N型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第一 P型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的第一电流；所述输出级电路还包括切换式电源的输出级电路或运算放大器的输出级电路； 所述反馈单元包含电流感测单元，包括第二 P型晶体管及电阻器，所述第二 P型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第二 P型晶体管的栅极接收所述第一电压，所述电流感测单元响应所述第一电压而输出第二电压；运算放大单元，所述运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，所述第一输入端及所述第二输入端分别接收所述第二电压与第一参考电压，所述运算放大单元响应所述第二电压与所述第一参考电压从所述第一输出端输出第一信号，其中所述第一信号包括所述第一参考电压减去所述第二电压所形成的差值信号，且当所述差值信号为正时， 所述运算放大单元所输出的所述第一信号为正饱和信号，当所述差值信号为负时，所述运算放大单元所输出的所述第一信号为负饱和信号；第一计时单元，接收所述第一信号，所述第一信号具有工作期间，当所述工作期间大于或等于所述第一期间时，所述第一计时单元输出第二信号；第一反相器，响应所述第二信号而产生所述第二信号的反相信号； 限流单元，包括放大器、第三P型晶体管及第四P型晶体管，所述限流单元响应所述第二信号的反相信号，以拉高所述第一电压而限制所述第一电流；第二计时单元，接收所述第一信号，当所述工作期间大于或等于第二期间时，所述第二计时单元输出第三信号；第二反相器，响应所述第三信号而产生所述第三信号的反相信号；以及断流单元，包括第五P型晶体管，所述断流单元响应所述第三信号的反相信号，以拉高所述第一电压而关断所述第一电流，以使所述第一 P型晶体管受到保护；所述反馈单元还包括检测单元，所述检测单元包括所述电流感测单元及所述运算放大单元；所述电阻器具有第一端点及第二端点，所述第二端点接电源，所述第一端点与所述第二 P型晶体管的源极连接，第二电流流经所述电阻器，以使所述第二电压等于所述电源的电压减去所述电阻器的电压降；所述放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，所述负输入端与所述第三P型晶体管的漏极连接，所述正输入端接收第二参考电压，所述第二输出端与所述第三P型晶体管的栅极连接；所述第三P型晶体管的源极与所述第四P型晶体管的漏极连接；所述第四P型晶体管的栅极与所述第一反相器的输出端连接以接收所述第二信号的反相信号；以及所述保护电路还包括输入级电路，所述输入级电路具有第三输出端及第四输出端，其中所述第三输出端与所述第一 N型晶体管的栅极连接，所述第四输出端与所述第五P型晶体管的漏极、所述负输入端、所述第三P型晶体管的漏极及所述第一 P型晶体管的栅极连接。
4.一种保护电路，包括控制单元，根据所述保护电路的电性参数的第一情况与第二情况分别对所述电性参数施以第一控制及第二控制。
5.如权利要求4所述的保护电路，其中 所述电性参数为电压或电流；所述第一控制为限制，所述第二控制为关断；所述第一情况为所述第一电流大于或等于额定电流的第一状态且所述第一状态维持第一期间的情况；所述第二情况为所述第一电流大于或等于限制电流的第二状态且所述第二状态维持第二期间的情况，其中所述第二期间大于所述第一期间，所述限制电流小于所述额定电流；所述保护电路还包括输出级电路，所述输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，所述第一 N型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第一 N型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的第一电流；所述保护电路还包括切换式电源的输出级电路或运算放大器的输出级电路； 所述控制单元包括电流感测单元，包括第二 N型晶体管及电阻器，所述第二 N型晶体管的漏极与所述第一 N型晶体管的漏极连接，所述第二 N型晶体管的栅极接收所述第一电压，所述电流感测单元响应所述第一电压而输出第二电压；运算放大单元，所述运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，所述第一输入端及所述第二输入端分别接收所述第二电压与第一参考电压，所述运算放大单元响应所述第二电压与所述第一参考电压从所述第一输出端输出第一信号，其中所述第一信号包括所述第二电压减去所述第一参考电压所形成的差值信号，且当所述差值信号为正时， 所述运算放大单元所输出的所述第一信号为正饱和信号，当所述差值信号为负时，所述运算放大单元所输出的所述第一信号为负饱和信号；第一计时单元，接收所述第一信号，所述第一信号具有工作期间，当所述工作期间大于或等于所述第一期间时，所述第一计时单元输出第二信号；限流单元，包括放大器、第三N型晶体管及第四N型晶体管，所述限流单元响应所述第二信号，以拉低所述第一电压而限制所述第一电流；第二计时单元，接收所述第一信号，当所述工作期间大于或等于第二期间时，所述第二计时单元输出所述第三信号；以及断流单元，包括第五N型晶体管，所述第五N型晶体管的栅极与所述第二计时单元的输出端连接以接收所述第三信号，所述断流单元响应所述第三信号，以拉低所述第一电压而关断所述第一电流，以保护所述第一 N型晶体管；所述控制单元还包括检测单元，所述检测单元包括所述电流感测单元及所述运算放大单元；所述电阻器具有第一端点及第二端点，所述第二端点接地，所述第一端点与所述第二 N 型晶体管的漏极连接，从所述第二 N型晶体管的源极输出的第二电流流经所述电阻器以使所述电阻器具有所述第二电压的电压降；所述放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，所述正输入端与所述第三N型晶体管的漏极连接，所述负输入端接收第二参考电压，所述第二输出端与所述第三N型晶体管的栅极连接；所述第三N型晶体管的源极与所述第四N型晶体管的漏极连接； 所述第四N型晶体管的栅极与所述第一计时单元的输出端连接以接收所述第二信号；以及所述保护电路还包括输入级电路，所述输入级电路包括第三输出端及第四输出端，其中所述第三输出端与所述第一 P型晶体管的栅极连接，所述第四输出端与所述第五N型晶体管的漏极、所述正输入端、所述第三N型晶体管的漏极及所述第一 N型晶体管的栅极连接。
6.如权利要求4所述的保护电路，其中 所述电性参数为电压或电流； 所述第一控制为限制，所述第二控制为关断；所述第一状态为所述第一电流大于或等于额定电流且维持第一期间的状态； 所述第二状态为所述第一电流大于或等于额定电流且维持第二期间的状态，其中所述第二期间大于所述第一期间；所述保护电路还包括输出级电路，所述输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，所述第一 N型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第一 P型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的第一电流；所述保护电路还包括切换式电源的保护电路或运算放大器的保护电路； 所述控制单元包括电流感测单元，包括第二 P型晶体管及电阻器，所述第二 P型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第二 P型晶体管的栅极接收所述第一电压，所述电流感测单元响应所述第一电压而输出第二电压；运算放大单元，所述运算放大单元具有第一输入端、第二输入端及第一输出端，所述第一输入端及所述第二输入端分别接收所述第二电压与第一参考电压，所述运算放大单元响应所述第二电压与所述第一参考电压从所述第一输出端输出第一信号，其中所述第一信号包括所述第一参考电压减去所述第二电压所形成的差值信号，且当所述差值信号为正时， 所述运算放大单元所输出的第一信号为正饱和信号，当所述差值信号为负时，所述运算放大单元所输出的第一信号为负饱和信号；第一计时单元，接收所述第一信号，所述第一信号具有工作期间，当所述工作期间大于或等于所述第一期间时，所述第一计时单元输出第二信号；第一反相器，响应所述第二信号而产生所述第二信号的反相信号；限流单元，包括放大器、第三P型晶体管及第四P型晶体管，所述限流单元响应所述第二信号的反相信号，以拉高所述第一电压而限制所述第一电流；第二计时单元，接收所述第一信号，当所述工作期间大于或等于第二期间时，所述第二计时单元输出第三信号；第二反相器，响应所述第三信号而产生所述第三信号的反相信号；以及断流单元，包括第五P型晶体管，所述断流单元响应所述第三信号的反相信号，以拉高所述第一电压而关断所述第一电流，以使所述第一 P型晶体管受到保护；所述控制单元还包括检测单元，所述检测单元包括所述电流感测单元及所述运算放大单元；所述电阻器具有第一端点及第二端点，所述第二端点接电源，所述第一端点与所述第二 P型晶体管的源极连接，第二电流流经所述电阻器，以使所述第二电压等于所述电源的电压减去所述电阻器的电压降；所述放大器具有正输入端、负输入端及第二输出端，所述负输入端与所述第三P型晶体管的漏极连接，所述正输入端接收第二参考电压，所述第二输出端与所述第三P型晶体管的栅极连接；所述第三P型晶体管的源极与所述第四P型晶体管的漏极连接； 所述第四P型晶体管的栅极与所述第一反相器的输出端连接以接收所述第二信号的反相信号；以及所述保护电路还包括输入级电路，所述输入级电路具有第三输出端及第四输出端，其中所述第三输出端与所述第一 N型晶体管的栅极连接，所述第四输出端与所述第五P型晶体管的漏极、所述负输入端、所述第三P型晶体管的漏极及所述第一 P型晶体管的栅极连接。
7.如权利要求4所述的保护电路，其中 所述电性参数为电压或电流； 所述第一控制为限制，所述第二控制为关断；所述第一情况为第一/第二电流大于或等于额定电流的第一状态且所述第一状态维持第一期间的情况；所述第二情况为所述第一/第二电流大于或等于限制电流的第二状态且所述第二状态维持第二期间的情况，其中所述第二期间大于所述第一期间，所述限制电流小于所述额定电流；所述保护电路还包括输出级电路，所述输出级电路包括第一 N型晶体管及第一 P型晶体管，所述第一 N型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第一 N型晶体管的栅极接收第一电压以调整从其漏极输出的所述第一电流，所述第一 P型晶体管的栅极接收第二电压以调整从其漏极输出的所述第二电流；所述输出级电路包括切换式电源的输出级电路或运算放大器的输出级电路； 所述控制单元包括电流感测单元，包括第二N型晶体管、第二P型晶体管、第一电阻器及第二电阻器，所述第二 N型晶体管的漏极与所述第一 N型晶体管的漏极连接，所述第二 N型晶体管的栅极接收所述第一电压，所述电流感测单元响应所述第一电压而输出第三电压，所述第二 P型晶体管的漏极与所述第一 P型晶体管的漏极连接，所述第二 P型晶体管的栅极接收所述第二电压，所述电流感测单元响应所述第二电压而输出第四电压；第一运算放大单元，具有第一输入端、第二输入端、及第一输出端，所述第一输入端及所述第二输入端分别接收所述第三电压与第一参考电压，所述第一运算放大单元响应所述第三电压与所述第一参考电压从所述第一输出端输出第一信号，其中所述第一信号包括所述第三电压减去所述第一参考电压所形成的第一差值信号，且当所述第一差值信号为正时，所述运算放大单元所输出的所述第一信号为正饱和信号，当所述第一差值信号为负时， 所述运算放大单元所输出的所述第一信号为负饱和信号；第二运算放大单元，具有第三输入端、第四输入端、及第二输出端，所述第三输入端及所述第四输入端分别接收所述第四电压与第二参考电压，所述第二运算放大单元响应所述第四电压与所述第二参考电压从所述第二输出端输出第二信号，其中所述第二信号包括所述第二参考电压减去所述第四电压所形成的第二差值信号，且当所述第二差值信号为正时，所述运算放大单元所输出的所述第一信号为正饱和信号，当所述第二差值信号为负时， 所述运算放大单元所输出的所述第一信号为负饱和信号；或门，响应所述第一信号与所述第二信号而输出第三信号；第一计时单元，接收所述第三信号，所述第三信号具有工作期间，当所述工作期间大于或等于所述第一期间时，所述第一计时单元输出第四信号；限流单元，包括第一放大器、第二放大器、第三N型晶体管、第三P型晶体管、第四N型晶体管、第四P型晶体管及第一反相器，所述限流单元响应所述第四信号，以拉低所述第一电压而限制所述第一电流，所述限流单元响应所述第四信号的反相信号，以拉高所述第二电压而限制所述第二电流；第二计时单元，接收所述第三信号，当所述工作期间大于或等于第二期间时，所述第二计时单元输出第五信号；以及断流单元，包括第五N型晶体管、第五P型晶体管及第二反相器，所述第五N型晶体管的栅极与所述第二计时单元的输出端连接以接收所述第五信号，所述断流单元响应所述第五信号，以拉低所述第一电压而关断所述第一电流，以使所述第一 N型晶体管受到保护，所述断流单元响应所述第五信号的反相信号，以拉高所述第二电压而关断所述第二电流，以使所述第一 P型晶体管受到保护；所述控制单元还包括检测单元，所述检测单元包括所述电流感测单元及所述运算放大单元；所述第一电阻器具有第一端点及第二端点，所述第二端点接地，所述第一端点与所述第二 N型晶体管的漏极连接，从所述第二 N型晶体管的源极输出的第三电流流经所述第一电阻器以使所述第一电阻器具有所述第三电压的电压降；所述第二电阻器具有第三端点及第四端点，所述第四端点接电源，所述第三端点与所述第二 P型晶体管的源极连接，从所述第二 P型晶体管的源极输出的第四电流流经所述第二电阻器，以使所述第四电压等于所述电源的电压减去所述第二电阻器的电压降；所述第一放大器具有第一正输入端、第一负输入端及第一输出端，所述第一正输入端与所述第三N型晶体管的漏极连接，所述第一负输入端接收第三参考电压，所述第一输出端与所述第三N型晶体管的栅极连接；CN 102545181 A所述第二放大器具有第二正输入端、第二负输入端及第二输出端，所述第二负输入端与所述第三P型晶体管的漏极连接，所述第二正输入端接收第四参考电压，所述第二输出端与所述第三P型晶体管的栅极连接；所述第三N型晶体管的源极与所述第四N型晶体管的漏极连接； 所述第三P型晶体管的源极与所述第四P型晶体管的漏极连接； 所述第四N型晶体管的栅极与所述第一计时单元的输出端连接以接收所述第四信号； 所述第四P型晶体管的栅极与所述第一反相器的输出端连接以接收所述第四信号的反相信号；所述第五N型晶体管的栅极与所述第二计时单元的输出端连接以接收所述第五信号； 所述第五P型晶体管的栅极与所述第二反相器的输出端连接以接收所述第五信号的反相信号；以及所述保护电路还包括输入级电路，所述输入级电路具有第三输出端及第四输出端，其中所述第三输出端与所述第一 P型晶体管的栅极连接、所述第三P型晶体管的漏极、所述第五P型晶体管的漏极及所述第二负输入端连接，所述第四输出端与所述第一 N型晶体管的栅极、所述第三N型晶体管的漏极、所述第五N型晶体管的漏极及第一正输入端连接。
8.一种保护电路的操作方法，包括下列步骤根据第一电压而输出第二电压，所述第一电压控制第一电流； 当所述第二电压大于参考电压时输出第一信号，其中所述第一信号具有工作期间； 当所述工作期间大于或等于第一期间时，输出第二信号，以限制所述第一电流；以及当所述工作期间大于或等于第二期间时，输出第三信号，以关断所述第一电流。
9.如权利要求8所述的方法，还包括下列步骤 响应所述第一电压而输出第二电流；以及响应所述第二电流而输出所述第二电压。
10.一种保护电路的方法，包括检测所述电路的电性参数，其中所述电性参数具有第一情况与第二情况； 检测所述电性参数处于哪种情况；以及当所述电性参数处于所述第一情况，对所述电性参数施以第一限制，而当所述电性参数处于所述第二情况，对所述电性参数施以第二限制。
11.如权利要求10所述的方法，其中 所述电性参数包括电压和电流；以及所述第二限制为关断所述电性参数。
全文摘要
一种保护电路，该保护电路包括输出级电路及反馈单元。该输出级电路产生第一电流。该反馈单元在该第一电流大于或等于额定电流的第一状态中且该第一状态维持第一期间的情况下，该反馈单元控制该输出级电路以限制该第一电流，而在该第一电流大于或等于限制电流的第二状态中且该第二状态维持第二期间的情况下，该反馈单元控制该输出级电路以关断该第一电流。
文档编号H02H3/08GK102545181SQ20111029525
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月27日 优先权日2010年12月24日
发明者张荣璋, 段晓明 申请人:汉能科技股份有限公司