电源保护电路的制作方法

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1.本技术涉及电源保护技术,尤其涉及一种电源保护电路。


背景技术:

2.对于高压转低压的直流电源模块,为避免输入端的高压灌入输出端,可采用隔离方案,运用变压器实现输入端与输出端的电气隔离,但变压器上存在一定损耗;也可采用非隔离的电源方案,通过外加保护线路降低电源故障造成系统损坏的风险。
3.现有技术中,非隔离的电源方案大量采用在电源模块输入端串联可控开关,并将控制模块连接至可控开关的控制端,在发生过压或者过流时,控制模块通过芯片生成控制可控开关断开的控制信号,切断电源模块的供电,从而实现过压过流保护。
4.上述方案中,控制模块发生故障时,可能无法控制可控开关断开,过流过压保护功能的可靠性不强。


技术实现要素:

5.本技术提供一种电源保护电路,用以在控制模块发生故障时,也能关断电源模块中串联的可控开关,提高过流过压保护功能的可靠性。
6.一方面,本技术提供一种电源保护电路,包括:电源电路、保护电路以及下拉电路;
7.所述电源电路,用于将接收的初始电源进行电压转换,输出供电电源;
8.所述保护电路包括保护开关和控制电路,所述保护开关串联连接在所述电源电路的信号传输路径上;所述控制电路与所述保护开关的控制端连接,用于若检测到发生过流过压,则输出处于第一状态的第一控制信号,以控制所述保护开关断开;否则,输出处于第二状态的第一控制信号,以控制所述保护开关导通;
9.所述下拉电路与所述保护开关的控制端和保护开关的输出端以及所述控制电路连接,用于当所述控制电路检测到发生过流过压时,形成所述保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径,以及当未发生过流过压时,阻断所述保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径。
10.在一些示例中,所述下拉电路包括:第一晶体管、第一电阻、第一二极管以及第二晶体管;
11.所述第一晶体管的一端与所述保护开关的控制端连接,所述第一晶体管的另一端与所述保护开关的输出端连接,所述第一晶体管的控制端与第一二极管的正极连接,第一二极管的负极与所述第二晶体管的一端连接;
12.所述第一电阻的一端与所述第一晶体管的另一端连接,所述第一电阻的另一端与所述第二晶体管的一端连接;
13.所述第二晶体管的另一端接地,所述第二晶体管的控制端与所述控制电路连接,所述控制电路还用于若检测到发生过流过压,则输出处于第三状态的第二控制信号,以控制所述第二晶体管导通;否则,输出处于第四状态的第二控制信号,以控制所述第二晶体管
断开。
14.在一些示例中,所述下拉电路还包括:第二电阻、第三电阻以及第二二极管;
15.所述第二电阻的一端与所述第一晶体管的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述第一晶体管的控制端和所述第三电阻的一端连接;所述第三电阻的另一端与所述第一二极管的正极连接;
16.所述第二二级管的正极与所述第一晶体管的另一端连接,所述第二二级管的负极与所述第一电阻的一端连接。
17.在一些示例中,所述控制电路包括:采样电路、检测电路、处理电路以及自锁电路;
18.所述采样电路,与所述保护开关连接,用于采样流经所述保护开关的电流,输出反映所述电流大小的第一检测信号;
19.所述检测电路的输入端与所述采样电路的输出端连接,接收所述电源电路的输出端处的电压信号,用于根据所述第一检测信号和所述电压信号,若检测到发生过流过压,则输出处于第五状态的指示信号;否则,输出处于第六状态的指示信号;
20.所述自锁电路的输入端与所述检测电路的输出端连接,所述自锁电路与所述第二晶体管的控制端和所述处理电路连接,用于响应于处于第五状态的指示信号,进入自锁状态并维持输出处于第七状态的使能信号和处于第三状态的所述第二控制信号,直至发生复位则退出所述自锁状态;以及,在未处于自锁状态时,响应于处于第六状态的指示信号,输出处于第八状态的使能信号和输出处于第四状态的所述第二控制信号;
21.所述处理电路与所述保护开关的控制端连接,所述处理电路接收所述使能信号,用于响应于处于第七状态的使能信号,输出处于第一状态的所述第一控制信号;以及,响应于处于第八状态的使能信号,输出处于第二状态的所述第一控制信号。
22.在一些示例中,所述采样电路包括:第一处理芯片、采样电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容以及第二电容;
23.所述采样电阻与所述保护开关串联,所述第四电阻的一端与所述采样电阻的一端连接,所述第四电阻的另一端与所述第一处理芯片的第一输入端和所述第一电容的一端连接;
24.所述第五电阻的一端与所述采样电阻的另一端连接,所述第五电阻的另一端与所述第一处理芯片的第二输入端和所述第一电容的另一端连接;
25.所述第二电容的一端与所述第一处理芯片的输出端连接,所述第二电容的另一端与所述第一处理芯片的接地端连接并接地;所述第一处理芯片的输出端用于输出所述第一检测信号。
26.在一些示例中,所述检测电路包括:第二处理芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第三电容、第四电容、第五电容以及第六电容;
27.所述第六电阻的一端接收第一基准信号,所述第六电阻的另一端与所述第二处理芯片的第一输入端和所述第三二极管的正极连接;所述第三二极管的负极与所述第七电阻的一端连接,所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的一端和所述第二处理芯片的第一输出端连接,所述第八电阻的另一端接收第一高电平信号;
28.所述第九电阻的一端接收所述电源电路的输出端处的电压信号,所述第九电阻的
另一端与所述第二处理芯片的第二输入端和所述第十电阻的一端连接,所述第十电阻的另一端接地;
29.所述第十一电阻的一端接收第二基准信号,所述第十一电阻的另一端与所述第二处理芯片的第三输入端、所述第十二电阻的一端和所述第六二极管的正极连接,所述第十二电阻的另一端接地;所述第六二极管的负极与所述第十三电阻的一端连接,所述第十三电阻的另一端与所述第十四电阻的一端和所述第二处理芯片的第二输出端连接,所述第十四电阻的另一端接收第二高电平信号;
30.所述第二处理芯片的第四输入端接收所述第一检测信号,所述第二处理芯片的第一输出端与所述第四二极管的负极连接,所述第二处理芯片的第二输出端与所述第五二极管的负极连接,所述第四二极管的正极与所述第五二极管的正极连接,并作为所述检测电路的输出端输出所述指示信号;
31.所述第三电容的一端和所述第二处理芯片的第一输入端连接,所述第三电容的另一端接地;所述第四电容的一端和所述第二处理芯片的第二输入端连接,所述第四电容的另一端接地;所述第五电容的一端与所述第二处理芯片的第四输入端连接,所述第五电容的另一端接地;所述第六电容的一端与所述第二处理芯片的第三输入端连接,所述第六电容的另一端接地。
32.在一些示例中,所述处理电路包括:第十五电阻、第十六电阻、第三处理芯片;
33.所述第十五电阻接收第三高电平信号,所述第十五电阻的另一端与所述第三处理芯片的使能端以及所述第十六电阻的一端连接,所述第十六电阻的另一端接地;
34.所述第三处理芯片的使能端接收所述使能信号,所述第三处理芯片的输出端与所述保护开关的控制端连接。
35.在一些示例中,所述自锁电路包括:第三晶体管、第四晶体管、第七二极管、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻以及第七电容;
36.所述第十七电阻的一端和所述第二十电阻的一端连接,所述第十七电阻的一端接收第四高电平信号,所述第十七电阻的另一端与所述第十八电阻的一端和所述第三晶体管的一端连接,用于输出所述第二控制信号;所述第十八电阻的另一端接地;
37.所述第三晶体管的一端与所述第十九电阻的一端和所述第十七电阻的另一端连接,所述第三晶体管的另一端接地,所述第三晶体管的控制端与所述第二十电阻的另一端、所述第三晶体管的一端和所述第七二极管的负极连接,用于接收所述指示信号;所述第七二极管的正极用于输出所述使能信号;
38.所述第四晶体管的控制端与所述第七电容的一端和所述第十九电阻的另一端连接;所述第四晶体管的另一端与所述第七电容的另一端和所述第十八电阻的另一端连接。
39.在一些示例中,所述自锁电路,还包括:复位开关
40.所述复位开关的一端与所述第十八电阻的一端连接,所述复位开关的另一端与所述第十八电阻的另一端连接。
41.在一些示例中,所述电源保护电路还包括:探测电路和隔离电路;
42.所述探测电路与所述采样电路的输出端和所述隔离电路连接,用于输出隔离控制信号,并根据所述隔离控制信号和所述采样电路输出的第一检测信号,对所述保护电路进行检测;
43.所述隔离电路的一端接收所述第一控制信号,所述隔离电路的另一端与所述保护开关的控制端连接,所述隔离电路接收所述隔离控制信号,用于响应于所述隔离控制信号导通或者断开。
44.在一些示例中,所述隔离电路包括:光耦、第二十一电阻、第八二极管、第二十二电阻、第二十三电阻;
45.所述第二十二电阻的一端接收第三基准信号,所述第二十二电阻的另一端与所述第二十三电阻的一端连接;所述第二十三电阻的另一端与所述光耦的负极输入端连接;所述光耦的正极输入端与所述第二十二电阻的另一端连接,所述光耦的负极输入端接收所述隔离控制信号,所述光耦的负极输出端与所述保护开关的控制端连接;
46.所述第二十一电阻的一端与所述光耦的正极输出端连接,所述第二十一电阻的另一端接收所述第一控制信号;所述第八二极管的负极与所述第二十一电阻的另一端连接,所述第八二极管的正极与所述保护开关的控制端连接。
47.在一些示例中,所述电源保护电路还包括:第一稳压二极管;
48.所述第一稳压二极管的正极和所述保护开关的输出端连接,所述第一稳压二极管的负极和所述保护开关的控制端连接。
49.在一些示例中,所述保护开关的输入端与所述电源电路的正极输入端连接,所述保护开关的输出端与所述电源电路的正极输出端连接。
50.本技术提供的电源保护电路包括电源电路、保护电路以及下拉电路,电源电路用于将初始电源进行转换,输出供电电源;保护电路包括控制电路与保护开关,保护开关串联连接在电源电路的信号传输路径上;控制电路与保护开关的控制端连接,用于若检测到发生过流过压,则输出处于第一状态的第一控制信号,控制保护开关断开;否则,输出处于第二状态的第一控制信号,控制保护开关导通;下拉电路与保护开关的控制端和保护开关的输出端以及控制电路连接,用于当发生过流过压时,形成保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径,以及当保护开关导通时,阻断该传输路径。发生过流过压时,可以通过控制电路与下拉电路两种控制方式控制保护开关断开,切断电源电路的输出,提供了多重过流过压保护,提高了电路的可靠性。
附图说明
51.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本技术的实施例,并与说明书一起用于解释本技术的原理。
52.图1为本技术一示例的非隔离电源保护方案的结构示意图;
53.图2为本技术一示例的电源保护电路的结构示意图;
54.图3为本技术一示例的下拉电路的结构示意图;
55.图4为本技术一示例的控制电路的结构示意图;
56.图5为本技术一示例的采样电路的结构示意图;
57.图6为本技术一示例的检测电路的结构示意图;
58.图7为本技术一示例的自锁电路的结构示意图;
59.图8为本技术一示例的处理电路的结构示意图;
60.图9为本技术一示例的另一电源护保电路的结构示意图;
61.图10为本技术一示例的又一电源护保电路的结构示意图;
62.图11为本技术一示例的隔离电路的结构示意图;
63.图12为本技术一示例的又一电源保护电路的结构示意图。
64.通过上述附图,已示出本技术明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
65.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
66.对于高压转低压的直流电源模块,为避免输入端的高压灌入输出端,可采用隔离方案,运用变压器实现输入端与输出端的电气隔离,但变压器上存在一定损耗;也可采用非隔离方案,通过外加保护线路降低电源故障造成系统损坏的风险。
67.现有技术中,非隔离的电源方案大量采用在电源模块输入端串联可控开关,并将包含芯片的控制模块连接至可控开关的控制端,在发生过压或者过流时,控制模块通过芯片生成控制可控开关断开的控制信号,切断电源模块的供电,从而实现过压过流保护。
68.图1为本技术一示例的非隔离电源保护方案的结构示意图,如图1所示,以54v降压为12v的服务器dc-dc电源模块为例,常见的非隔离电源方案保护措施可以包括;
69.串联于输入端的保险丝fuse,用于在电流异常升高到一定高度和热度时,保险丝自身熔断切换电流;
70.并联于输入端的二极管tvs1,用于对输入电压进行钳位;以及,并联于输出端的二极管tvs2,用于对输出电压进行钳位;
71.串联于输入端的电感l1与并联于输入端的电容c1,用于对输入电流信号进行滤波,降低输入纹波电流;
72.串联于输入端的可控开关q1,可控开关q1的控制端连接至热插拔控制模块;其中热插拔控制模块接收输出过压&输出过流侦测线路的过压过流检测结果,用于在未发生过压过流时,控制可控开关q1闭合;在发生过压过流时,控制可控开关q1断开;
73.串联于输出端的电感l2与并联于输出端的电容c2与串联的可控开关q2和q3构成传统的buck降压线路;其中可控开关q3与输出端并联,可控开关q2和q3的控制端连接至dc-dc控制模块;其中dc-dc控制模块接收输出过压和输出过流侦测线路的过压过流检测结果,用于在未发生过压过流时,控制可控开关q2和q3闭合,实现降压输出;在发生过压过流时,控制可控开关q2和q3断开。
74.上述方案中,热插拔控制模块发生故障时,可能无法控制可控开关断开,过流过压保护功能的可靠性不强。
75.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行示例说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
76.实施例一
77.图2为本技术一示例的电源保护电路的结构示意图。如图2所示,该电源保护电路包括:电源电路11、保护电路12以及下拉电路13;
78.电源电路11,用于将接收的初始电源进行电压转换,输出供电电源;
79.保护电路12包括保护开关121和控制电路122,保护开关121串联连接在电源电路11的信号传输路径上;控制电路122与保护开关121的控制端连接,用于若检测到发生过流过压,则输出处于第一状态的第一控制信号turn_off2,以控制保护开关121断开;否则,输出处于第二状态的第一控制信号turn_off2,以控制保护开关121导通;
80.下拉电路13与保护开关121的控制端、保护开关121的输出端以及控制电路122连接,用于当控制电路122检测到发生过流过压时,形成保护开关121的控制端与保护开关121的输出端之间的传输路径,以及当保护开关121导通时,阻断保护开关121的控制端与保护开关121的输出端之间的传输路径。
81.具体地,电源电路11接收初始电源后执行电压转换操作,其中电压转换操作可以包括将高压降为低压,并向负载输出供电电源。
82.保护开关121串联于电源电路11的信号传输路径上,控制电路122连接于保护开关121的控制端,用于检测是否发生过流过压,并在检测到发生过流过压时,向保护开关121输出处于第一状态的第一控制信号turn_off2,控制保护开关121断开,从而切断电源电路11的信号传输路径;在未检测到过流过压时,向保护开关121输出处于第二状态的第一控制信号turn_off2,控制保护开关121闭合,从而导通电源电路11的信号传输路径。
83.实际应用中,保护开关121的选择可以有多种,例如保护开关121可以为n-mosfet晶体管,控制电路122与保护开关121的栅极连接,在检测到发生过流过压时,向保护开关121输出低电平状态的第一控制信号turn_off2,控制保护开关121断开;在未检测到过流过压时,向保护开关121输出处于高电平状态的第一控制信号turn_off2,控制保护开关121闭合。
84.下拉电路13与保护开关121的控制端和输出端以及控制电路122连接,当接收到控制电路122检测为发生过流过压时,形成保护开关121的控制端与保护开关121的输出端之间的传输路径,使得保护开关121的控制端为低电平状态,保护开关121断开;以及当未发生过流过压时,阻断保护开关121的控制端与保护开关121的输出端之间的传输路径。
85.在上述技术方案中,在电源电路中串联保护开关,通过控制电路检测对保护开关进行控制,使得保护开关在发生过流过压时断开,从而切断电源电路的输入端与输出端之间的传输路径。并在控制电路的基础上,另外设置下拉电路,在发生过流过压时,快速将保护开关控制端接地,使得保护开关断开。通过两种控制方式控制保护开关在过流过压时断开,提高了过流过压保护的有效性和可靠性。
86.其中,保护开关121在电源电路11中的位置可以有多种,在一个示例中,保护开关121的输入端与电源电路11的正极输入端连接,保护开关121的输出端与电源电路11的正极输出端连接。
87.具体地,电源电路11进行电压转换,将电压值为u1的输入电压转换为电压值为u2的输出电压,其中保护开关121串联于电源电路11的正极,保护开关121的输入端与电源电路11的正极输入端连接,保护开关121的输出端与电源电路11的正极输出端连接,其余连接关系如前所述,在此不再赘述。
88.在上述技术方案中,将保护开关串联于电源电路的正极侧,可以在发生电路故障时切断电路,保障电路安全性。在其它示例中,还可以将保护开关串联在电路电路的负极输入端和负极输出端之间。
89.为了对保护开关121进行保护,在一个示例中,电源保护电路还包括:第一稳压二极管zd11;
90.第一稳压二极管zd11的正极和保护开关121的输出端连接,第一稳压二极管zd11的负极和保护开关121的控制端连接。
91.具体地,第一稳压二极管zd11起钳位作用,防止保护开关121驱动电压超过规格。
92.在上述技术方案中,在保护开关的控制端与输出端之间设置二极管,可以防止保护开关控制端的电压过高,防止元件损坏。
93.实际应用中,下拉电路13的实现方式可以有多种,图3为本技术一示例的下拉电路的结构示意图,如图3所示,在一个示例中,下拉电路13包括:第一晶体管q12、第一电阻r15、第二晶体管q13以及第一二极管d13;
94.第一晶体管q12的一端与保护开关121的控制端连接,第一晶体管q12的另一端与保护开关121的输出端连接,第一晶体管q12的控制端与第一二极管d13的正极连接,第一二极管d13的负极与第二晶体管q13的一端连接;
95.第一电阻r15的一端与第一晶体管q12的另一端连接,第一电阻r15的另一端与第二晶体管q13的一端连接;
96.第二晶体管q13的另一端接地,第二晶体管q13的控制端与控制电路122连接,控制电路122还用于若检测到发生过流过压,则输出处于第三状态的第二控制信号turn_off3,以控制第二晶体管q13导通;否则,输出处于第四状态的第二控制信号turn_off3,以控制第二晶体管q13断开。
97.具体地,保护开关121、第一晶体管q12、第二晶体管q13的选择可以有多种,在此以n-mosfet管作为保护开关121,以pnp型三极管作为第一晶体管q12、以n-mosfet管作为第二晶体管q13为例进行说明。控制电路122检测到发生过流过压时,输出处于第三状态的第二控制信号turn_off3,即高电平状态的第二控制信号turn_off3,控制第二晶体管q13导通;未检测到过流过压时,输出处于第四状态的第二控制信号turn_off3,即低电平状态的第二控制信号turn_off3控制第二晶体管q13断开。实际应用中,高电平与低电平的具体电压值可以根据第二晶体管的型号与规格决定,在此不对其进行限制。
98.第二晶体管q13导通时,第一二极管d13的负极电压被拉低至低电平,第一二极管d13正向导通,第一晶体管q12的控制端电压即基极电压被拉低,第一晶体管q12导通,保护开关121的控制端电压被拉低至保护开关121的输出端电压,保护开关121断开;第二晶体管q13断开时,第一二极管d13的负极电压通过第一电阻r15被拉高至高电平,第一二极管d13反向截止,第一晶体管q12的基极电压为高电平状态,第一晶体管q12不导通,保护开关121的控制端电压仍为高电平,保护开关121导通。需要说明的是,图中仅为一种结合实施的示例,不排除其它可能的实现方式。其中图3中第一稳压二极管zd11的作用如前所述,在此不再赘述,实际应用中可以根据生产需要选择是否在保护开关121的输出端连接与控制端连接第一稳压二极管zd11,在此不对其进行限制。
99.在上述技术方案中,控制电路控制第二晶体管在过流过压时导通,从而导通第一
晶体管,使得保护开关的控制端与保护开关的输出端之间导通,保护开关因其控制端电压被拉低而断开;以及控制第二晶体管在未发生过流过压时断开,从而第一晶体管断开,保护开关的控制端与保护开关的输出端之间不导通,保护开关闭合。通过控制晶体管,可以在发生过流过压时快速控制保护开关断开,实现对电路的保护。
100.实际应用中,需采取一定的措施防止下拉电路13中的第一晶体管q12误导通,在一个示例中,仍如图3所示,下拉电路13,还可以包括:第二电阻r13、第三电阻r14以及第二二极管d12;
101.第二电阻r13的一端与第一晶体管q12的一端连接,第二电阻r13的另一端与第一晶体管q12的控制端和第三电阻r14的一端连接;第三电阻r14的另一端与第一二极管d13的正极连接;
102.第二二极管d12的正极与第一晶体管q12的另一端连接,第二二极管d12的负极与第一电阻r15的一端连接。
103.具体地,第二晶体管q13关闭时会有漏电流,漏电流通过第二电阻r13、第三电阻r14、第一二极管d13、第二晶体管q13释放掉,从而防止漏电流通过第一晶体管q12的基级,造成第一晶体管q12误导通。第二二极管d12可以防止第一晶体管q12通过第三电阻r14、第一二极管d13与保护开关121的输出端导通,避免第一晶体管q12被拉低基极电压而误导通。第一二极管d13可防止三极管q12的基极电压过高造成元件损坏。
104.在上述技术方案中,通过设置第二晶体管的漏电流释放路径,以及阻断第一晶体管的基极向保护开关的输出端的电流传输路径,防止第一晶体管被误导通。
105.其中,控制电路122用于检测是否发生过流过压,以及控制保护开关121,其实现方式可以有多种,在一个示例中,图4为本技术一示例的控制电路的结构示意图,如图4所示,控制电路122包括:采样电路1221、检测电路1222、自锁电路1223以及处理电路1224;
106.采样电路1221,与保护开关121连接,用于采样流经保护开关121的电流,输出反映电流大小的第一检测信号imon;
107.检测电路1222的输入端与采样电路1221的输出端连接,接收电源电路11的输出端处的电压信号output,用于根据第一检测信号imon和电压信号output,若检测到发生过流过压,则输出处于第五状态的指示信号turn_off1;否则,输出处于第六状态的指示信号turn_off1;
108.自锁电路1223的输入端与检测电路1222的输出端连接,自锁电路1223与第二晶体管q13的控制端和处理电路1224连接,用于响应于处于第五状态的指示信号turn_off1,进入自锁状态并维持输出处于第七状态的使能信号hotswap_en和处于第三状态的第二控制信号turn_off3,直至发生复位则退出自锁状态;以及,在未处于自锁状态时,响应于处于第六状态的指示信号turn_off1,输出处于第八状态的使能信号hotswap_en和输出处于第四状态的第二控制信号turn_off3;
109.处理电路1224与保护开关121的控制端连接,处理电路1224接收使能信号hotswap_en,用于响应于处于第七状态的使能信号hotswap_en,输出处于第一状态的第一控制信号turn_off2;以及,响应于处于第八状态的使能信号hotswap_en,输出处于第二状态的第一控制信号turn_off2。
110.具体地,采样电路1221与保护开关121连接,根据流经保护开关121的电流,输出反
映电流大小的第一检测信号imon。检测电路1222接收采样电路1221输出的第一检测信号imon以及电源电路11的输出端处的电压信号output,根据第一检测信号imon判断是否发生过流,根据电源电路11的输出端处的电压信号output判断是否发生过压;并在发生过流过压时,向自锁电路1223输出处于第五状态的指示信号turn_off1,在未发生过流过压时,向自锁电路1223输出处于第六状态的指示信号turn_off1。自锁电路1223接收处于第五状态的指示信号turn_off1,进入自锁状态,向处理电路1224持续输出处于第七状态的使能信号hotswap_en,处理电路1224响应于处于第七状态的使能信号hotswap_en,向保护开关121的控制端输出处于第一状态的第一控制信号turn_off2,使得保护开关121断开。其中自锁电路1223维持自锁状态,直至发生复位,退出自锁状态。自锁电路1223在未处于自锁状态时,接收处于第六状态的指示信号turn_off1,向处理电路1224输出处于第八状态的使能信号hotswap_en,处理电路1224响应于处于第八状态的使能信号hotswap_en,向保护开关121的控制端输出处于第二状态的第一控制信号turn_off2,使得保护开关121闭合。作为示例,第二状态、第三状态、第六状态、第八状态为高电平状态,第一状态、第四状态、第五状态、第七状态为低电平状态。
111.在上述技术方案中,采样电路对流经保护开关的电流进行采样,输出第一检测信号;检测电路接收第一检测信号和电源电路输出端的电压信号,判断是否发生过流过压,并输出指示信号;自锁电路接收指示信号,在发生过流过压时进入自锁状态,直至进行复位才退出自锁状态,有效避免电源电路反复重启,并响应于指示信号输出对应的使能信号与第二控制信号;处理电路接收使能信号,输出对应的第一控制信号,控制保护开关导通或者不导通,从而实现对保护开关的控制。
112.其中采样电路1221的电路形式可以有多种,图5为本技术一示例的采样电路的结构示意图,如图5所示,在一个示例中,采样电路1221包括:第一处理芯片u91、采样电阻r_sense、第四电阻r91、第五电阻r92、第一电容c91以及第二电容c93;
113.采样电阻r_sense与保护开关121串联,第四电阻r91的一端与采样电阻r_sense的一端连接,第四电阻r91的另一端与第一处理芯片u91的第一输入端in_p和第一电容c91的一端连接;
114.第五电阻r92的一端与采样电阻r_sense的另一端连接,第五电阻r92的另一端与第一处理芯片u91的第二输入端in_n和第一电容c91的另一端连接;
115.第二电容c93的一端与第一处理芯片u91的输出端out连接,第二电容c93的另一端与第一处理芯片u91的接地端gnd连接并接地;第一处理芯片u91的输出端out用于输出第一检测信号imon。
116.具体地,采样电阻r_sense与保护开关121串联,第一处理芯片u91的in_p端接收采样电阻r_sense一端经过第四电阻r91压降后的电压信号,第一处理芯片u91的in_n端接收采样电阻r_sense另一端经过第五电阻r92压降后的电压信号,从而获取流经采样电阻r_sense的电流值iout。经过一定的放大倍数后,第一处理芯片u91输出感应电压imon,作为反映电流大小的第一检测信号。感应电压imon的计算公式如下:
117.imon=a*r_sense*iout
118.其中a为第一处理芯片u91的放大倍数,r_sense为采样电阻的阻值。第一处理芯片u91的vs端接收驱动电源vcc1,第一处理芯片u91的gnd端接地。优选地,电容c91、c92、c93起
滤波作用。
119.在上述技术方案中,第一处理芯片侦测采样电阻上的压降,得到流经采样电阻的电流大小,即流经保护开关的电流大小,输出反应该电流大小的第一检测信号。
120.检测电路1222用于检测是否发生过流过压,图6为本技术一示例的检测电路的结构示意图,如图6所示,检测电路1222包括:第二处理芯片u81、第六电阻r81、第七电阻r82、第八电阻r83、第九电阻r84、第十电阻r85、第十一电阻r86、第十二电阻r87、第十三电阻r88、第十四电阻r89、第三二极管d81、第四二极管d83、第五二极管d84、第六二极管d86、第三电容c81、第四电容c83、第五电容c84以及第六电容c85;
121.第六电阻r81的一端接收第一基准信号ref1,第六电阻r81的另一端与第二处理芯片u81的第一输入端ina_p和第三二极管d81的正极连接;第三二极管d81的负极与第七电阻r82的一端连接,第七电阻r82的另一端与第八电阻r83的一端和第二处理芯片u81的第一输出端outa连接,第八电阻r83的另一端接收第一高电平信号vih1;
122.第九电阻r84的一端接收电源电路11的输出端处的电压信号output,第九电阻r84的另一端与第二处理芯片u81的第二输入端ina_n和第十电阻r85的一端连接,第十电阻r85的另一端接地;
123.第十一电阻r86的一端接收第二基准信号ref2,第十一电阻r86的另一端与第二处理芯片u81的第三输入端inb_p、第十二电阻r87的一端和第六二极管d86的正极连接,第十二电阻r87的另一端接地;第六二极管d86的负极与第十三电阻r88的一端连接,第十三电阻r88的另一端与第十四电阻r89的一端和第二处理芯片u81的第二输出端outb连接,第十四电阻r89的另一端接收第二高电平信号vih2;
124.第二处理芯片u81的第四输入端inb_n接收第一检测信号imon,第二处理芯片u81的第一输出端outa与第四二极管d83的负极连接,第二处理芯片u81的第二输出端outb与第五二极管d84的负极连接,第四二极管d83的正极与第五二极管d84的正极连接,并作为检测电路1222的输出端输出指示信号turn_off1;
125.第三电容c81的一端和第二处理芯片u81的第一输入端ina_p连接,第三电容c81的另一端接地;第四电容c83的一端和第二处理芯片u81的第二输入端ina_n连接,第四电容c83的另一端接地;第五电容c84的一端与第二处理芯片u81的第四输入端inb_n连接,第五电容c84的另一端接地;第六电容c85的一端与第二处理芯片u81的第三输入端inb_p连接,第六电容c85的另一端接地。
126.具体地,第二处理芯片u81的vdd端接收驱动电压vcc2,第六电阻r81向第二处理芯片u81的第一输入端ina_p引入第一基准信号ref1。第九电阻r84接收电源电路11输出端处的电压信号output,该电压信号经过第十电阻r85分压后传输至第二处理芯片u81的第二输入端ina_n。第二处理芯片u81将第一输入端ina_p的输入信号与第二输入端ina_n的输入信号进行比较,若第一输入端ina_p的输入信号值大于等于第二输入端ina_n的输入信号值,则判定未发生过压,第二处理芯片u81的第一输出端outa为高电平,第四二极管d83反向截止,第八电阻r83引入第一高电平信号vih1将指示信号turn_off1拉高至高电平,作为处于第六状态的指示信号turn_off1;若第一输入端ina_p的输入信号值小于第二输入端ina_n的输入信号值,则判定发生过压,第二处理芯片u81的第一输出端outa拉低为低电平,第四二极管d83正向导通,指示信号turn_off1被拉低为低电平,作为处于第五状态的指示信号
turn_off1,第三二极管d81正向导通,第七电阻r82与第六电阻r81分压,将第一输入端ina_p的输入信号值拉低,避免出现弹跳。
127.第十一电阻r86接收第二基准信号ref2,第二基准信号ref2经过第十二电阻r87分压后,传输至第二处理芯片u81的第三输入端inb_p。第二处理芯片u81的第四输入端inb_n接收第一检测信号imon。第二处理芯片u81将第三输入端inb_p的输入信号与第四输入端inb_n的输入信号进行比较,若第三输入端inb_p的输入信号大于等于第四输入端inb_n的输入信号,则判定未发生过流,第二处理芯片u81的第二输出端outb为高电平,第五二极管d84反向截止,第十四电阻r89引入第二高电平信号vih2,将指示信号turn_off1拉高至高电平,作为处于第六状态的指示信号turn_off1;若第三输入端inb_p的输入信号小于第四输入端inb_n的输入信号,则判定发生过流,第二处理芯片u81的第二输出端outb拉低为低电平,第五二极管d84正向导通,指示信号turn_off1被拉低为低电平,作为处于第五状态的指示信号turn_off1,第六二极管d86正向导通,第十三电阻r88与第十二电阻r87并联后,与第十一电阻r86分压,将第三输入端inb_p的输入信号值拉低,避免出现弹跳。
128.实际应用中,各个信号的大小以及元件的规格可以根据需要设定。在一个示例中,第一基准信号ref1的电压值可以为3.3v,第二基准信号ref2的电压值可以为3.3v,第一高电平信号vih1的电压值可以为12v,第二高电平信号vih2的电压值可以为12v,第六电阻r81的阻值可以为10kω,第七电阻r82的阻值可以为10kω,第八电阻r83的阻值可以为10kω,第九电阻r84的阻值可以为10kω,第十电阻r85的阻值可以为3kω,第十一电阻r86的阻值可以为10kω,第十二电阻r87的阻值可以为26.1kω,第十三电阻r88的阻值可以为10kω,第十四电阻r89的阻值可以为10kω,第三电容c81的电容量可以为2.2nf,第四电容c83的电容量可以为220pf,第五电容c84的电容量可以为220pf,第六电容c85的电容量可以为2.2nf。
129.优选地,第三电容c81、第四电容c83、第五电容c84以及第六电容c85起滤波作用。第二处理芯片u81的vdd端与接地之间并联电容c82。
130.在上述技术方案中,检测电路通过第二处理芯片将电源电路输出端的电压信号以及流经保护开关的电流大小分别与预设值进行比较,判断是否发生过流过压,在发生过流过压时,将指示信号拉低为低电平,作为第五状态的指示信号;在未发生过流过压时,将指示信号拉高为高电平,作为第六状态的指示信号。
131.常用的故障保护方式为打嗝模式,为增加故障锁死功能,图7为本技术一示例的自锁电路的结构示意图,如图7所示,在一个示例中,自锁电路1223包括:
132.第三晶体管q71、第四晶体管q72、第七二极管d85、第十七电阻r71、第十八电阻r72、第十九电阻r73、第二十电阻r74以及第七电容c71;
133.第十七电阻r71的一端和第二十电阻r74的一端连接,第十七电阻r71的一端接收第四高电平信号vih4,第十七电阻r71的另一端与第十八电阻r72的一端和第三晶体管q71的一端连接,用于输出第二控制信号turn_off3;第十八电阻r72的另一端接地;
134.第三晶体管q71的一端与第十九电阻r73的一端和第十七电阻r71的另一端连接,第三晶体管q71的另一端接地,第三晶体管q71的控制端与第二十电阻r74的另一端、第三晶体管q71的一端和第七二极管d85的负极连接,用于接收指示信号turn_off1;第七二极管d85的正极用于输出使能信号hotswap_en;
135.第四晶体管q72的控制端与第七电容c71的一端和第十九电阻r73的另一端连接;第四晶体管q72的另一端与第七电容c71的另一端和第十八电阻r72的另一端连接。
136.具体地,第四高电平信号vih4开始上电后,第十九电阻r73和第七电容c71组成rc延时电路,使得第三晶体管q71比第四晶体管q72先导通,此时指示信号turn_off1由第二十电阻r74上拉至高电平,第二控制信号turn_off3与接地之间的传输路径导通而被拉低为低电平。
137.发生过流过压时,指示信号turn_off1处于第五状态,即低电平状态,第三晶体管q71不导通,第二控制信号turn_off3与接地之间的传输路径断开而变为高电平,作为处于第三状态的第二控制信号turn_off3。第七电容c71电压升高后,第四晶体管q72导通,指示信号turn_off1与接地之间的传输路径导通,被拉低为低电平,此时指示信号turn_off1维持低电平,第二控制信号turn_off3维持高电平,实现自锁。第七二极管d85正向导通,使能信号hotswap_en被拉低。自锁线路1223的复位,可以通过断开高电平信号后重新上电。
138.未发生过流过压且自锁电路1223未自锁时,指示信号turn_off1处于第六状态,即高电平状态,第三晶体管q71导通,第二控制信号turn_off3与接地之间的传输路径导通而被拉低为低电平,作为处于第四状态的第二控制信号turn_off3。
139.在上述技术方案中,发生过流过压时,第三晶体管维持不导通,第二控制信号与接地之间的传输路径持续断开而维持高电平,第四晶体管维持导通,指示信号与接地之间的传输路径持续导通,使能信号维持被拉低,直至复位退出当前自锁状态,从而实现故障锁死,避免电源电路反复重启。
140.为便于实现自锁电路1223的复位,仍如图7所示,自锁电路1223,还包括:复位开关k;
141.复位开关k的一端与第十八电阻r72的一端连接,复位开关k的另一端与第十八电阻r72的另一端连接。
142.具体地,复位开关k的初始状态为断开,进行自锁电路1223的复位时,可以闭合复位开关,第二控制信号turn_off3与接地之间的传输路径导通,被拉低为低电平;第四晶体管q72不导通,指示信号turn_off1与接地之间的传输路径断开,由第二十电阻r74上拉至高电平,第三晶体管q71导通,从而自锁电路1223退出自锁状态。自锁电路1223退出自锁状态后,将复位开关k断开。
143.在上述技术方案中,通过复位开关将第二控制信号拉低,使得第四晶体管不导通,第三晶体管导通,指示信号变为高电平,第二控制信号变为低电平,从而恢复初始状态。
144.图8为本技术一示例的处理电路的结构示意图,如图8所示,在一个示例中,处理电路1224包括:第十五电阻r1、第十六电阻r2、第三处理芯片u71;
145.第十五电阻r1的一端接收第三高电平信号,第十五电阻r1的另一端与第三处理芯片u71的使能端uvlo/en以及第十六电阻r2的一端连接,第十六电阻r2的另一端接地;第三处理芯片u71的使能端uvlo/en接收使能信号hotswap_en,第三处理芯片u71的输出端gate与保护开关121的控制端连接。
146.其中,本示例中将第十五电阻r1的一端与保护开关121的一端连接,将保护开关121的输入端电压作为第三高电平信号,实际应用中也可以将第十五电阻r1连接至高电平电源,在此不对其进行限制。
147.具体地,第十六电阻r2与第十五电阻r1分压,为第三处理芯片u71的使能端uvlo/en提供电压信号。发生过流过压时,第三处理芯片u71的使能端uvlo/en接收处于第七状态即低电平状态的使能信号hotswap_en,即第三处理芯片u71的使能端uvlo/en的电压值被自锁电路1223拉低,第三处理芯片u71响应于该低电平状态的使能信号hotswap_en,输出处于第一状态即低电平状态的第一控制信号turn_off2,控制保护开关121不导通;未发生过流过压时,第三处理芯片u71的使能端uvlo/en接收处于第八状态即高电平状态的使能信号hotswap_en,即第三处理芯片u71的使能端uvlo/en的电压值被第十五电阻r1拉高,第三处理芯片u71响应于该高电平状态的使能信号hotswap_en,输出处于第二状态即高电平状态的第一控制信号turn_off2,控制保护开关121导通。优选地,第三处理芯片u71的gnd端接地,第三处理芯片u71的pgd端通过电阻r3接收工作电压vdd。
148.在上述技术方案中,第三处理芯片响应于处于第七状态的使能信号,输出处于第一状态的第一控制信号,以及响应于处于第八状态的使能信号,输出处于第二状态的第一控制信号,对保护开关进行控制。
149.实际应用中,为提高电路安全性,可以对保护电路12的工作状态进行检测,图9为本技术一示例的另一电源保护电路的结构示意图,如图9所示,在一个示例中,电源保护电路还包括:探测电路14和隔离电路15;
150.探测电路14与采样电路1221的输出端和隔离电路15连接,用于输出隔离控制信号pin,并根据隔离控制信号pin和采样电路1221输出的第一检测信号imon,对保护电路12进行检测;
151.隔离电路15的一端接收第一控制信号turn_off2,隔离电路15的另一端与保护开关的控制端连接,隔离电路15接收隔离控制信号pin,用于响应于隔离控制信号pin导通或者断开。
152.具体地,在未过流过压时,探测电路14向隔离电路15输出隔离控制信号pin,使得隔离电路15响应于隔离控制信号pin导通或者断开,从而将第一控制信号turn_off2与控制保护开关121不隔离或者隔离,并根据隔离控制信号pin与接收到的第一检测信号imon,检测保护电路12是否正常。举例来说,探测电路14向隔离电路15输出控制隔离电路15不导通的隔离控制信号pin,隔离电路15响应于隔离控制信号pin不导通,第一控制信号turn_off2与控制保护开关121隔离,保护开关121不导通,同时探测电路14接收的第一检测信号imon为5v,即通过保护开关121的电流大小不为零,保护开关121未正常断开,则判定保护电路12有故障。
153.实际应用中,可以选择微控制单元(microcontroller unit,mcu)与复杂可编程逻辑器(complex programmable logic device,cpld)或者基板管理控制器(baseboard management controller,bmc)作为探测电路14的组成部分,也可以选择其他器件,在此不对其进行限制。
154.举例来说,图10为本技术一示例的又一电源保护电路的结构示意图,如图10所示,在未发生过流过压时,bmc发出保护电路检测指令,mcu接收该保护电路检测指令,根据第一检测信号imon判断流经保护开关121的电流是否有异常,若第一检测信号imon反馈的电流值异常,终止检测,更新故障状态字并给出告警信号;若上一步判定保护电路12无异常,输出隔离控制信号pin,控制隔离电路15断开,使得保护开关121断开,根据第一检测信号imon
反馈的电流值判断保护开关121是否正常关闭,如电流值异常,则判断保护电路12异常,重新输出控制隔离电路15导通的隔离控制信号pin,终止检测,更新故障状态字并给出告警信号;若上一步判定保护电路12无异常,输出控制隔离电路15导通的隔离控制信号pin,开启保护开关121,根据第一检测信号imon反馈的电流值判断保护开关121是否正常导通,若电流值正常,则保护开关121处于正常导通状态,否则判断保护电路12异常,终止检测,更新故障状态字并给出告警信号。bmc通过读取mcu相应寄存器的故障状态字或告警信号得出保护电路12是否正常,并发出信号通知人为介入排查故障。
155.在上述技术方案中,通过检测电路控制隔离电路对第一控制信号与保护开关进行隔离与不隔离,并接收采样电路输出的第一检测信号,根据保护开关不导通与导通时的电流大小,判断保护电路的健康状态。
156.其中隔离电路15用于隔离或者不隔离第一控制信号turn_off2,其具体结构不限。图11为本技术一示例的隔离电路的结构示意图,如图11所示,在一个示例中,隔离电路15包括:光耦u111、第二十一电阻r11、第八二极管d11、第二十二电阻r111以及第二十三电阻r112;
157.第二十二电阻r111的一端接收第三基准信号ref3,第二十二电阻r111的另一端与第二十三电阻r112的一端连接;第二十三电阻r112的另一端与光耦u111的负极输入端cathode连接;光耦u111的正极输入端anode与第二十二电阻r111的另一端连接,光耦u111的负极输入端cathode接收隔离控制信号pin,光耦u111的负极输出端emitter与保护开关121的控制端连接;
158.第二十一电阻r111的一端与光耦u111的正极输出端collector连接,第二十一电阻r11的另一端接收第一控制信号turn_off2;第八二极管d11的负极与第二十一电阻r11的另一端连接,第八二极管d11的正极与保护开关121的控制端连接。
159.具体地,光耦u111接收到低电平状态的隔离控制信号pin时导通,第一控制信号turn_off2通过第二十一电阻r11驱动保护开关121开启;光耦u111接收到高电平状态的隔离控制信号pin时不导通,保护开关121不导通。其中隔离控制信号pin的漏电流可通过第二十三电阻r112释放,避免流经光耦u111,造成误导通,起到旁路作用。
160.优选地,仍如图11所示,电源保护电路还可以包括第二十四电阻r12,第二十四电阻r12的一端与保护开关121的输出端连接,第二十四电阻r12的另一端与保护开关121的控制端连接,光耦u111不导通时,保护开关121的驱动电压通过第二十四电阻r12释放掉,保护开关121不导通。
161.在上述技术方案中,光耦响应于隔离控制信号,控制保护开关导通或者断开,便于探测电路获取保护开关导通与断开时对应的流经电流值,进行保护电路检测。
162.实际应用中,保护开关121、第一稳压二极管zd11、第二十四电阻r12、采样电路1221、下拉电路13以及隔离电路15的数量可以为多个,图12为本技术一示例的又一电源保护电路的结构示意图,如图12所示,假设电源保护电路包括两个保护开关121,电路可以分为两个支流,对应地,每个保护开关121分别与一个采样电路1221以及一个隔离电路15连接,两个采样电路1221输出的第一检测信号imon输入至一个共用的检测电路1222中,检测电路1222向共用的自锁电路1223输出指示信号turn_off1,自锁电路1223响应于指示信号turn_off1,向共用的处理电路1224输出使能信号hotswap_en,使能电路1224分别向每个保
护开关121对应的隔离电路15输出第一控制信号turn_off2,其中隔离电路15接收共用的探测电路14输出的隔离控制信号pin,导通或者断开,同时每个保护开关121对应的下拉电路13接收共用自锁电路1223输出的第二控制信号turn_off3,对保护开关121进行控制。每个保护开关121的输出端与一个第一稳压二极管zd11的正极以及一个第二十四电阻r12的一端连接,每个保护开关121的控制端与一个第一稳压二极管zd11的负极以及一个第二十四电阻r12的另一端连接。其中各个电路的具体结构如前所述,在此不再赘述。此外,不同的下拉电路13中,第二晶体管q13可以为共用,其余元件为不共用,并且与该共用第二晶体管q13连接。通过将保护开关121分为两组,对保护电路12的健康状态进行检测时可以交替开关实现不断电检测,不影响电路的正常运行。
163.在上述技术方案中,通过设置多组并联的保护开关以及与每个保护开关对应连接的第一稳压二极管、第二十四电阻、采样电路、下拉电路和隔离电路,能够通过交替开关实现不断电检测保护电路的健康状态。
164.本实施例提供的电源保护电路包括电源电路、保护电路以及下拉电路,电源电路用于将初始电源进行转换,输出供电电源;保护电路包括控制电路与保护开关,保护开关串联连接在电源电路的信号传输路径上;控制电路与保护开关的控制端连接,用于若检测到发生过流过压,则输出处于第一状态的第一控制信号,控制保护开关断开;否则,输出处于第二状态的第一控制信号,控制保护开关导通;下拉电路与保护开关的控制端和保护开关的输出端以及控制电路连接,用于当发生过流过压时,形成保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径,以及当保护开关导通时,阻断该传输路径。发生过流过压时,可以通过控制电路与下拉电路两种控制方式控制保护开关断开,切断电源电路的输出,提供了多重过流过压保护,提高了电路的可靠性。
165.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
166.应当理解的是,本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。

技术特征:
1.一种电源保护电路,其特征在于,包括:电源电路、保护电路以及下拉电路;所述电源电路,用于将接收的初始电源进行电压转换,输出供电电源;所述保护电路包括保护开关和控制电路,所述保护开关串联连接在所述电源电路的信号传输路径上;所述控制电路与所述保护开关的控制端连接,用于若检测到发生过流过压,则输出处于第一状态的第一控制信号,以控制所述保护开关断开;否则,输出处于第二状态的第一控制信号,以控制所述保护开关导通;所述下拉电路与所述保护开关的控制端和保护开关的输出端以及所述控制电路连接,用于当所述控制电路检测到发生过流过压时,形成所述保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径,以及当未发生过流过压时,阻断所述保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径。2.根据权利要求1所述的电源保护电路,其特征在于,所述下拉电路包括:第一晶体管、第一电阻、第一二极管以及第二晶体管;所述第一晶体管的一端与所述保护开关的控制端连接,所述第一晶体管的另一端与所述保护开关的输出端连接,所述第一晶体管的控制端与第一二极管的正极连接,第一二极管的负极与所述第二晶体管的一端连接;所述第一电阻的一端与所述第一晶体管的另一端连接,所述第一电阻的另一端与所述第二晶体管的一端连接;所述第二晶体管的另一端接地,所述第二晶体管的控制端与所述控制电路连接,所述控制电路还用于若检测到发生过流过压,则输出处于第三状态的第二控制信号,以控制所述第二晶体管导通;否则,输出处于第四状态的第二控制信号,以控制所述第二晶体管断开。3.根据权利要求2所述的电源保护电路,其特征在于,所述下拉电路还包括:第二电阻、第三电阻以及第二二极管;所述第二电阻的一端与所述第一晶体管的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述第一晶体管的控制端和所述第三电阻的一端连接;所述第三电阻的另一端与所述第一二极管的正极连接;所述第二二级管的正极与所述第一晶体管的另一端连接,所述第二二级管的负极与所述第一电阻的一端连接。4.根据权利要求2所述的电源保护电路,其特征在于,所述控制电路包括:采样电路、检测电路、处理电路以及自锁电路;所述采样电路,与所述保护开关连接,用于采样流经所述保护开关的电流,输出反映所述电流大小的第一检测信号;所述检测电路的输入端与所述采样电路的输出端连接,接收所述电源电路的输出端处的电压信号,用于根据所述第一检测信号和所述电压信号,若检测到发生过流过压,则输出处于第五状态的指示信号;否则,输出处于第六状态的指示信号;所述自锁电路的输入端与所述检测电路的输出端连接,所述自锁电路与所述第二晶体管的控制端和所述处理电路连接,用于响应于处于第五状态的指示信号,进入自锁状态并维持输出处于第七状态的使能信号和处于第三状态的所述第二控制信号,直至发生复位则退出所述自锁状态;以及,在未处于自锁状态时,响应于处于第六状态的指示信号,输出处
于第八状态的使能信号和输出处于第四状态的所述第二控制信号;所述处理电路与所述保护开关的控制端连接,所述处理电路接收所述使能信号,用于响应于处于第七状态的使能信号,输出处于第一状态的所述第一控制信号;以及,响应于处于第八状态的使能信号,输出处于第二状态的所述第一控制信号。5.根据权利要求4所述的电源保护电路,其特征在于,所述采样电路包括:第一处理芯片、采样电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容以及第二电容;所述采样电阻与所述保护开关串联,所述第四电阻的一端与所述采样电阻的一端连接,所述第四电阻的另一端与所述第一处理芯片的第一输入端和所述第一电容的一端连接;所述第五电阻的一端与所述采样电阻的另一端连接,所述第五电阻的另一端与所述第一处理芯片的第二输入端和所述第一电容的另一端连接;所述第二电容的一端与所述第一处理芯片的输出端连接,所述第二电容的另一端与所述第一处理芯片的接地端连接并接地;所述第一处理芯片的输出端用于输出所述第一检测信号。6.根据权利要求4所述的电源保护电路,其特征在于,所述检测电路包括:第二处理芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第三电容、第四电容、第五电容以及第六电容;所述第六电阻的一端接收第一基准信号,所述第六电阻的另一端与所述第二处理芯片的第一输入端和所述第三二极管的正极连接;所述第三二极管的负极与所述第七电阻的一端连接,所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的一端和所述第二处理芯片的第一输出端连接,所述第八电阻的另一端接收第一高电平信号;所述第九电阻的一端接收所述电源电路的输出端处的电压信号,所述第九电阻的另一端与所述第二处理芯片的第二输入端和所述第十电阻的一端连接,所述第十电阻的另一端接地;所述第十一电阻的一端接收第二基准信号,所述第十一电阻的另一端与所述第二处理芯片的第三输入端、所述第十二电阻的一端和所述第六二极管的正极连接,所述第十二电阻的另一端接地;所述第六二极管的负极与所述第十三电阻的一端连接,所述第十三电阻的另一端与所述第十四电阻的一端和所述第二处理芯片的第二输出端连接,所述第十四电阻的另一端接收第二高电平信号;所述第二处理芯片的第四输入端接收所述第一检测信号,所述第二处理芯片的第一输出端与所述第四二极管的负极连接,所述第二处理芯片的第二输出端与所述第五二极管的负极连接,所述第四二极管的正极与所述第五二极管的正极连接,并作为所述检测电路的输出端输出所述指示信号;所述第三电容的一端和所述第二处理芯片的第一输入端连接,所述第三电容的另一端接地;所述第四电容的一端和所述第二处理芯片的第二输入端连接,所述第四电容的另一端接地;所述第五电容的一端与所述第二处理芯片的第四输入端连接,所述第五电容的另一端接地;所述第六电容的一端与所述第二处理芯片的第三输入端连接,所述第六电容的另一端接地。
7.根据权利要求4所述的电源保护电路,其特征在于,所述处理电路包括:第十五电阻、第十六电阻、第三处理芯片;所述第十五电阻接收第三高电平信号,所述第十五电阻的另一端与所述第三处理芯片的使能端以及所述第十六电阻的一端连接,所述第十六电阻的另一端接地;所述第三处理芯片的使能端接收所述使能信号,所述第三处理芯片的输出端与所述保护开关的控制端连接。8.根据权利要求4所述的电源保护电路,其特征在于,所述自锁电路包括:第三晶体管、第四晶体管、第七二极管、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻以及第七电容;所述第十七电阻的一端和所述第二十电阻的一端连接,所述第十七电阻的一端接收第四高电平信号,所述第十七电阻的另一端与所述第十八电阻的一端和所述第三晶体管的一端连接,用于输出所述第二控制信号;所述第十八电阻的另一端接地;所述第三晶体管的一端与所述第十九电阻的一端和所述第十七电阻的另一端连接,所述第三晶体管的另一端接地,所述第三晶体管的控制端与所述第二十电阻的另一端、所述第三晶体管的一端和所述第七二极管的负极连接,用于接收所述指示信号;所述第七二极管的正极用于输出所述使能信号;所述第四晶体管的控制端与所述第七电容的一端和所述第十九电阻的另一端连接;所述第四晶体管的另一端与所述第七电容的另一端和所述第十八电阻的另一端连接。9.根据权利要求8所述的电源保护电路,其特征在于,所述自锁电路,还包括:复位开关所述复位开关的一端与所述第十八电阻的一端连接,所述复位开关的另一端与所述第十八电阻的另一端连接。10.根据权利要求4所述的电源保护电路,其特征在于,所述电源保护电路还包括:探测电路和隔离电路;所述探测电路与所述采样电路的输出端和所述隔离电路连接,用于输出隔离控制信号,并根据所述隔离控制信号和所述采样电路输出的第一检测信号,对所述保护电路进行检测;所述隔离电路的一端接收所述第一控制信号,所述隔离电路的另一端与所述保护开关的控制端连接,所述隔离电路接收所述隔离控制信号,用于响应于所述隔离控制信号导通或者断开。11.根据权利要求10所述的电源保护电路,其特征在于,所述隔离电路包括:光耦、第二十一电阻、第八二极管、第二十二电阻、第二十三电阻;所述第二十二电阻的一端接收第三基准信号,所述第二十二电阻的另一端与所述第二十三电阻的一端连接;所述第二十三电阻的另一端与所述光耦的负极输入端连接;所述光耦的正极输入端与所述第二十二电阻的另一端连接,所述光耦的负极输入端接收所述隔离控制信号,所述光耦的负极输出端与所述保护开关的控制端连接;所述第二十一电阻的一端与所述光耦的正极输出端连接,所述第二十一电阻的另一端接收所述第一控制信号;所述第八二极管的负极与所述第二十一电阻的另一端连接,所述第八二极管的正极与所述保护开关的控制端连接。12.根据权利要求1所述的电源保护电路,其特征在于,所述电源保护电路还包括:第一
稳压二极管;所述第一稳压二极管的正极和所述保护开关的输出端连接,所述第一稳压二极管的负极和所述保护开关的控制端连接。13.根据权利要求1-12任一项所述的电源保护电路,其特征在于,所述保护开关的输入端与所述电源电路的正极输入端连接,所述保护开关的输出端与所述电源电路的正极输出端连接。

技术总结
本申请提供一种电源保护电路,包括:电源电路、保护电路以及下拉电路;电源电路,用于将接收的初始电源电压转换为供电电源;保护电路包括保护开关和控制电路,保护开关串联连接在电源电路的信号传输路径上;控制电路与保护开关的控制端连接,用于若检测到发生过流过压,则输出处于第一状态的第一控制信号,控制保护开关断开;否则,输出处于第二状态的第一控制信号,控制保护开关导通;下拉电路与保护开关的控制端和保护开关的输出端以及控制电路连接,用于当发生过流过压时,形成保护开关的控制端与保护开关的输出端之间的传输路径,以及当保护开关导通时,阻断该传输路径。本申请的电路,提供多种过流过压保护方式,提高电路的可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员:廖俊权
受保护的技术使用者:广东东勤科技有限公司
技术研发日:2023.06.30
技术公布日:2023/10/6
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