饋端FB的電壓Vfb越來越高，最終被調(diào)節(jié)與Vre3fl相等，此時電流上拉單元13的輸出電流Il為某一定值，Il =Vre3fl/(R1//R2)；
[0054]當(dāng)電壓反饋單元的反饋端短路，即第一電阻Rl短路時，反饋端FB電壓為0，調(diào)整單元14輸出的控制信號達到最大驅(qū)動電壓，驅(qū)動電流上拉單元，使電流上拉單元的輸出電流達到最大。但是即使電流上拉單元13的輸出電流達到最大，反饋端FB電壓仍舊接近于O，低于標準閾值，不能達到VrrfU
[0055]因此可以通過判斷電流上拉單元的輸出電流，來區(qū)分負載短路或電壓反饋單元的反饋端短路;也可以通過電流上拉電路的控制信號來區(qū)分負載短路或電壓反饋單元的反饋端短路;也可以檢測反饋端電壓來進行判斷:
[0056]在負載短路時，電流上拉單元的電流為某一定值，它的控制信號也被調(diào)整到一定值，反饋端電壓Vfb也為某一定值；
[0057]而當(dāng)電壓反饋單元的反饋端短路時，電流上拉電路的輸出電流和控制信號都被調(diào)整到極限值，而反饋端電壓Vfb始終接近于0，低于標準閾值。
[0058]如此，區(qū)分了工作時負載20短路和電壓反饋單元12的反饋端短路兩種情況，根據(jù)不同的短路情況，電源保護電路做出不同的保護動作，具體為:
[0059 ]負載短路時，輸出最大電流;或者輸出最大電流一段時間，停止工作一段時間，再輸出最大電流一段時間......；
[0060]第一電阻Rl短路時，電路停止向負載輸出電流，但是電壓反饋單元和電流控制單元仍正常工作:具體可以通過控制電流控制單元的主開關(guān)管的工作狀態(tài)來實現(xiàn)。
[0061]當(dāng)?shù)谝浑娮鑂l短路解除時，由于有電流從開關(guān)管流到第一電阻Rl，反饋端FB電壓會升高，流過開關(guān)管的電流會減小，因此可以通過檢測Vfb或者電流上拉單元的輸出電流來判斷何時第一電阻Rl短路解除，再恢復(fù)向負載輸出電流;這樣在第一電阻Rl短路時，輸出電壓V-不會升高到控制電壓以上，導(dǎo)致電源電路或者負載損壞。
[0062]如圖4所示的第三實施例，所述調(diào)整單元14包括第一運算放大器U1，所述開關(guān)管為N MOS晶體管Ml，NM0S晶體管Ml的源極連接到反饋端FB，柵極連接第一運算放大器Ul的輸出端，漏極連接所述供電電源Vd。具體工作原理如下:
[0063]在正常工作時，Vfb = Vref2，輸出電壓Vciut = Vref2* (Rl +R2) /Rl。第一運算放大器Ul的正輸入端為所述第一輸入端，接第一基準電壓Vrrfl，其中OVref l〈Vrrf2。因此，第一運算放大器Ul的負輸入端電壓Vfb大于正輸入端電壓Vrefi，第一運算放大器Ul輸出低電平，小于電流上拉單元的最低驅(qū)動電壓，NMOS晶體管Ml關(guān)斷。
[0064]當(dāng)負載短路時，VFB<Vrefl，第一運算放大器Ul輸出高電平，大于電流上拉單元的最低驅(qū)動電壓，匪OS晶體管Ml開通，電流上拉單元輸出電流，反饋端FB電壓被調(diào)節(jié)為Vrefl，通過 NMOS 晶體管 Ml 的電流 Il=Vrefl/(Rl//R2);
[0065]當(dāng)?shù)谝浑娮鑂l短路時，反饋端FB電壓為0，第一運算放大器Ul輸出的電壓最大，電流上拉單元的控制電壓達到最大驅(qū)動電壓，通過NMOS晶體管Ml的電流12會很大，至少大于Il0
[0066]因此可以通過判斷NMOS晶體管Ml的電流，來區(qū)分負載短路和第一電阻Rl短路的情況，也可以通過MOS管Ml的柵極電壓來區(qū)分負載短路和第一電阻Rl短路:在MOS管Ml的柵極電壓被調(diào)整到一定值時，負載短路;而當(dāng)MOS管Ml的柵極電壓為最高電壓時，第一電阻Rl短路。
[0067]當(dāng)?shù)谝浑娮鑂l短路時，如果不限制流過MOS管Ml的電流，該電流會很大，甚至?xí)压╇婋娫碫d拉低。所以在電流上拉單元13中加入限流功能:在供電電源Vd和MOS管Ml串聯(lián)支路上再串聯(lián)第三電阻R3，如圖5所示。在其他實施例中，為了限制流過NMOS晶體管Ml的電流過大，還可以把供電電源設(shè)置為電流源Id，具體如圖6所示。
[0068]在本發(fā)明的另一個實施例中，當(dāng)?shù)诙鶞市盘朧re3f2和輸出電壓接近時，電壓反饋單元的上分壓電阻R2遠小于下分壓電阻R1。負載短路和FB短路時的上拉電流單元的電流都會達到最大電流，因此可能將負載短路判斷成FB短路，從而停止向負載輸出電流。為了防止上述現(xiàn)象，在電壓反饋單元的反饋端FB和上拉電流單元之間接入第四電阻R4，如圖7所示。使得負載短路時，不會判斷為電壓反饋單元的反饋端短路。
[0069]本發(fā)明根據(jù)以上所述的電源保護電路還提供了一種電流保護方法，具體為:
[0070]電路啟動時，電流上拉單元工作，給電壓反饋單元提供電流；
[0071]檢測電壓反饋單元反饋端電壓VFB，若低于標準閾值，則判斷為所述電壓反饋單元短路，電流控制單元停止向負載輸出電流;否則，電路正常啟動。
[0072]本發(fā)明還提供了一種在啟動時和正常工作后都能判斷短路類型的方法，具體為:
[0073]將反饋電壓Vfb和所述第一基準信號進行比較；
[0074]若所述反饋電壓Vfb大于所述第一基準信號Vre3fl，所述調(diào)整單元輸出低電壓，所述電流上拉單元不提供上拉電流；
[0075]若所述反饋電壓小于所述第一基準信號，所述調(diào)整單元輸出電壓高于所述電流上拉單元的最低驅(qū)動電壓，所述電流上拉單元根據(jù)所述調(diào)整單元輸出電壓的大小給所述電壓反饋單元提供上拉電流；
[0076]根據(jù)所述調(diào)整單元的輸出電壓或者所述上拉電流的大小來判斷短路類型；
[0077]若所述調(diào)整單元輸出電壓達到最大驅(qū)動電壓或者上拉電流達到最大上拉電流，則為電壓反饋單元的反饋端短路;否則，為負載短路。
[0078]根據(jù)所述短路類型，執(zhí)行不同的保護動作。
[0079]具體的保護動作為:當(dāng)電壓反饋單元的反饋端短路時，所述保護動作為停止向所述負載輸出電流，直到所述電壓反饋單元的反饋端短路解除；
[0080]或者，當(dāng)負載短路時，所述保護動作為主電路間斷性地為所述負載輸出電流或者停止向所述負載輸出電流。判斷為負載短路后，所有參與電壓反饋單元的反饋端短路保護的電路不影響其他電路工作，比如調(diào)整電路，電流上拉電路。所有保護動作的具體實現(xiàn)都可以通過對電流控制單元的主開關(guān)管的控制實現(xiàn)。
[0081]本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電源保護電路，包括電流控制單元、電壓反饋單元，其特征在于，還包括電流上拉單元； 所述電壓反饋單元連接到所述電流控制單元，所述電壓反饋單元獲得輸出電壓的反饋電壓并反饋到所述電流控制單元，所述電流控制單元利用所述反饋電壓控制所述電流控制單元調(diào)整輸出電流； 所述電流上拉單元連接所述電壓反饋單元的反饋端，所述電流上拉單元為所述電壓反饋單元提供上拉電流，用于判斷所述電壓反饋單元的反饋端是否短路。2.如權(quán)利要求1所述的電源保護電路，其特征在于，還包括調(diào)整單元，所述調(diào)整單元輸入端連接所述電壓反饋單元的反饋端，并根據(jù)所述反饋電壓對所述電流上拉單元的上拉電流進行調(diào)節(jié)，由此來判斷電壓反饋單元的反饋端是否短路。3.如權(quán)利要求2所述的電源保護電路，其特征在于，所述調(diào)整單元包括第一運算放大器，所述第一運算放大器的第一輸入端接收第一基準信號，第二輸入端連接所述反饋電壓，所述第一運算放大器輸出端連接所述電流上拉單元。4.如權(quán)利要求3所述的電源保護電路，其特征在于，所述電流控制單元的第一輸入端連接第二基準信號，所述第一基準信號的電壓小于所述第二基準信號的電壓。5.如權(quán)利要求3所述的電源保護電路，其特征在于，所述電流上拉單元由NMOS晶體管和供電電源串聯(lián)組成;所述NMOS晶體管的柵極連接所述第一運算放大器的輸出端，源極連接所述反饋電壓，漏極連接供電電源輸出端。6.如權(quán)利要求1所述的電源保護電路，其特征在于，所述電流上拉單元包括串聯(lián)的供電電源和開關(guān)管。7.如權(quán)利要求6所述的電源保護電路，其特征在于，所述電流上拉單元還包括與所述開關(guān)管串聯(lián)的限流電阻或者所述供電電源為恒流源。8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的電源保護電路，其特征在于，在電壓反饋單元的反饋端和上拉電流單元之間接入第四電阻。9.一種采用如權(quán)利要求1所述的電源保護電路的電源保護方法，其特征在于，包括: 所述電流上拉單元工作，給所述電壓反饋單元提供上拉電流； 檢測所述電壓反饋單元反饋端的電壓，若低于標準閾值，則判斷為所述電壓反饋單元的反饋端短路。10.如權(quán)利要求9所述的電源保護方法，其特征在于，所述電壓反饋單元的反饋端短路時，所述電流控制單元停止向負載輸出電流。11.一種采用如權(quán)利要求4所述的電源保護電路的電源保護方法，其特征在于，包括: 對所述反饋電壓和所述第一基準信號進行比較； 若所述反饋電壓大于所述第一基準信號，所述調(diào)整單元輸出電壓低于所述電流上拉單元的最低驅(qū)動電壓，所述電流上拉單元不提供上拉電流； 若所述反饋電壓小于所述第一基準信號，所述調(diào)整單元輸出電壓高于所述電流上拉單元的最低驅(qū)動電壓，所述電流上拉單元根據(jù)所述調(diào)整單元輸出電壓的大小給所述電壓反饋單元提供上拉電流； 根據(jù)所述調(diào)整單元輸出電壓或者所述上拉電流的大小來判斷短路類型； 若所述調(diào)整單元輸出電壓達到最大驅(qū)動電壓或者上拉電流達到最大上拉電流，則為電壓反饋單元的反饋端短路;否則，為負載短路。12.如權(quán)利要求11所述的電流保護方法，其特征在于，當(dāng)電壓反饋單元的反饋端短路時，所述保護動作為停止向所述負載輸出電流，直到所述電壓反饋單元短路解除。
【專利摘要】一種電源保護電路及方法，所述電源保護電路包括電流控制單元，電壓反饋單元和電流上拉單元；所述電壓反饋單元連接到所述電流控制單元，所述電壓反饋單元獲得輸出電壓的反饋電壓并反饋到所述電流控制單元，所述電流控制單元利用所述反饋電壓控制所述電流控制單元調(diào)整輸出電流；所述電流上拉單元連接所述電壓反饋單元的反饋端，所述電流上拉單元給所述電壓反饋單元提供上拉電流，用來判斷所述電壓反饋單元的反饋端是否短路。
【IPC分類】H02H7/20, H02H3/08
【公開號】CN105514944
【申請?zhí)枴緾N201610058972
【發(fā)明人】陳小鵬, 黃必亮, 周遜偉, 任遠程
【申請人】杰華特微電子（張家港）有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月28日