过电流检测电路、方法、负载开关及便携式设备的制造方法

xiaoxiao2020-10-23  11

过电流检测电路、方法、负载开关及便携式设备的制造方法【
技术领域
】[0001]本发明涉及过电流技术,尤其涉及一种过电流检测电路、方法、负载开关(loadswitch)及便携式设备(PortableDevice)。【
背景技术
】[0002]近年来,随着便携式设备的发展,为了节省电能,除了应用高效率的电源管理集成电路(IC,IntegrationCircuit)外,还需要多个负载开关,以实现为负载开关中被用户使用的负载供电,将未被使用的负载的供电关断的目的。[0003]负载开关是在电源与负载之间,用逻辑电平来控制通、断,使负载得电或失电的电源通道器件。为了提高传统的负载开关的工作可靠性,人们为负载开关增加了功能,比如:逆向电流阻断(RCB,ReverseCurrentBlocking)功能,相应的,具有RCB功能的负载开关可以称为RCB负载开关。[0004]传统的RCB负载开关在使用中会出现流经功率N沟道金属氧化物半导体场效应管(NM0S)的电流过大的现象,因此,为了避免出现这种现象,RCB负载开关一般都会有一个过电流保护电路,从而起到保护功率NM0S和负载的作用。【
发明内容】[0005]为解决现有存在的技术问题,本发明实施例提供一种过电流检测电路、方法、负载开关及便携式设备。[0006]本发明实施例提供了一种过电流检测电路,包括:第一过电流检测子电路及第二过电流检测子电路;其中,[0007]所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测;[0008]所述第二过电流检测子电路,配置为当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测。[0009]本发明实施例还提供了一种过电流检测方法,包括:[0010]当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,由过电流检测电路的第一过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测,当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,由所述过电流检测电路的第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测。[0011]本发明实施例又提供了一种负载开关,所述负载开关包括过电流检测电路,所述过电流检测电路包括:第一过电流检测子电路及第二过电流检测子电路;其中,[0012]所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测;[0013]所述第二过电流检测子电路,配置为当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测。[0014]本发明实施例还提供了一种便携式设备,所述便携式设备包括:负载开关,所述负载开关包括:过电流检测电路,所述过电流检测电路包括:第一过电流检测子电路及第二过电流检测子电路;其中,[0015]所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测;[0016]所述第二过电流检测子电路,配置为当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测。[0017]本发明实施例提供的过电流检测电路、方法、负载开关及便携式设备,当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,由第一过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测,当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,由第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测,如此,能对开关电路从开始上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。【附图说明】[0018]在附图(其不一定是按比例绘制的)中,相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。[0019]图1为一实施例的过电流保护电路结构示意图;[0020]图2为本发明实施例第一种过电流检测电路结构示意图;[0021]图3为本发明实施例第二种过电流检测电路结构示意图;[0022]图4为本发明实施例第三种过电流检测电路结构示意图;[0023]图5为本发明实施例第四种过电流检测电路结构示意图[0024]图6为本发明应用实施例过电流检测电路结构示意图;[0025]图7为采用本发明实施例过电流检测电路仿真结果图。【具体实施方式】[0026]在以下的描述中,将具有RCB功能的负载开关称为RCB负载开关。[0027]在一实施例中,图1为RCB负载开关的过电流保护电路示意图,如图1所示,当输出端V0UT的电压较高时,也就是说,当功率NMOSMl和M2导通后且输出端V0UT的电压已经上升到一定电压值时,此时,采用图1所示的过电流保护电路能对流经Ml和M2的电流II进行有效地检测,并在检测到流经Ml和M2的电流II大于等于设置的阈值时,关断Ml和M2,从而起到对流经Ml和M2过电流的保护作用;但是,当输出端V0UT的电压较低或者输出端V0UT接地(GND)时,换句话说,当Ml和M2刚开始导通且输出端V0UT开始有电压输出时,艮P:从0V开始升高时,此时,采用图1所示的过电流保护电路却不能对流经Ml和M2的电流II进行有效地检测。这是因为:当电荷泵(chargepump)开始工作后,电荷泵输出的电流致使Ml、M2及M3导通,随之就会有大电流从输入端VIN流至输出端V0UT,此时,由于输出端V0UT的电压较低或输出端V0UT接地,所以A点的电压等于输出端V0UT的电压,也就是说,A点的电压接近0V,而B点的电压则等于I2*R1,因此A点的电压和B点的电压不相等,从而导致电流镜像比例误差极大,电流镜像比小于设定的值K,也就是说,电流12不能真实的反映电流II的大小,在这种情况下,当电流II大于等于设置的阈值时,由于电流12不能真实的反映电流II的大小,所以I2*R1仍然小于参考电压Vrefl,这使得比较器C0MP1依然输出低电压信号,从而使得电荷泵继续工作,以使Ml和M2处于导通状态,这样,就会导致功率NMOSMl和M2被大电流烧毁。[0028]基于此,在本发明的以下各种实施例中:当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,由第一过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测,当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,由第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测。[0029]下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明。[0030]本发明实施例提供的过电流检测电路,如图2所示,包括:第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22;其中,[0031]当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时,由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测,当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时,由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测。[0032]这里,实际应用时,本发明实施例提供的过电流检测电路可适用于开关电路23处于导通状态的应用场景;其中,所述开关电路23处于导通状态是指:有电流流经开关电路23〇[0033]所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。[0034]开关电路23可以由金属氧化物半导体场效应管(M0S)实现,更具体地,可以由NM0S或P沟道金属氧化物半导体场效应管(PM0S)实现;实际应用时,考虑到成本的问题,一般由NM0S实现。[0035]如图3所示,该过电流检测电路还可以包括:使能电路24;其中,当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时,使能电路24向第一过电流检测子电路21输入使能信号,第一过电流检测子电路21收到使能电路24输入的使能信号后,对开关电路23进行过电流检测;当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时,使能电路24向第二过电流检测子电路22输入使能信号,第二过电流检测子电路22收到使能电路24输入的使能信号后,对开关电路23进彳丁过电流检测。[0036]如图4和图5所示,该过电流检测电路还可以包括:过电流保护电路25;其中,当第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21检测到开关电路23有过电流时,将开关电路23有过电流的结果发送给过电流保护电路25,过电流保护电路25收到第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21发送的开关电路23有过电流的结果后,使开关电路23处于关断状态,如此,能有效地防止开关电路23被烧坏,从而起到保护开关电路23的作用。这里,所述检测到开关电路23有过电流是指流经开关电路23的电流超过了设置的电流阈值;所述使开关电路23处于关断状态是指:没有电流流经开关电路23。[0037]图6为本发明一个应用实施例的电路结构示意图,如图6所示,开关电路23可以包括:第一NM0S丽1及第二NM0S丽2;第一过电流检测子电路21可以包括:第三NM0S丽3、运算放大器0P、第四NMOSMN4、第一电阻R1、第三开关SW3、第四开关SW4以及第一比较器C0MP1;第二过电流检测子电路22可以包括:参考电流源L、第二电阻R2、第三电阻R3、第二开关SW2以及第二比较器C0MP2;使能电路24可以包括:第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三比较器C0MP3以及反相器INV;过电流保护电路25可以包括:或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵;其中,第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4均为单刀单掷开关,第三开关SW3及第四开关SW4组成一个单刀双掷开关。[0038]图6所示的过电流检测电路的各部件的连接关系为:[0039]在开关电路23中,第一NM0S丽1的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第一NMOSMN1的漏极连接电压输入节点VIN,第一NMOSMN1的源极连接第二NMOSMN2的源极、运算放大器0P的反相输入端以及第二过电流子检测电路22中的第二比较器C0MP2的正极输入端,第二NM0S丽2的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第二匪0S丽2的漏极连接电压输出节点V0UT、第二过电流检测子电路22中的第二电阻R2的一端以及使能电路24中的第四电阻的一端;[0040]在第一过电流检测子电路21中,第三NMOSMN3的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第三NMOSMN3的漏极连接电压输入节点VIN,第三NMOSMN3的源极连接运算放大器0P的同相输入端及第四NMOSMN4的漏极,运算放大器0P的输出端连接第四NMOSMN4的栅极,第四MN0SMN4的源极连接第一电阻R1的一端及第一比较器C0MP1的正极输入端,第一电阻R1的另一端接地,第一比较器C0MP1的负极输入端连接第三开关SW3的一端及第四开关SW4的一端,第三开关SW3的另一端连接输出第一参考电压的节点,第四第开关SW4的另一端连接输出第二参考电压的节点,第一比较器COMP1的输出端连接过电流保护电路25中的或门电路的第一输入端;[0041]在第二过电流检测子电路22中,第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、及第二开关SW2的第一端,第三电阻R3的另一端连接第二开关SW2的第二端、参考电流源1〇的一端以及第二比较器C0MP2的负极输入端,参考电流源L的另一端连接电压输入节点VIN,第二比较器C0MP2的输出端连接第二开关SW2的第三端及过电流保护电路25中的或门电路的第二输入端;[0042]在使能电路24中,第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端及第一开关SW1的第一端,第五电阻R5的另一端连接第一开关SW1的第二端、第六电阻R6的一端以及第三比较器C0MP3的负极输入端,第六电阻R6的另一端接地,第三比较器C0MP3的正极输入端连接输出第三参考电压的节点,第三比较器C0MP3的输出端连接第一开关SW1的第三端、第二比较器C0MP2的使能输入端、以及反相器INV的输入端,反相器INV的输出端连接第一比较器C0MP1的使能输入端;[0043]在过电流保护电路25中,或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端,逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。[0044]下面详述图6所示的过电流检测电路的工作原理。[0045]为了方便描述,在以下的描述中,将电压输出接点的电压称为将第一参考电压称为VMfl,将第二参考电压称为VMf2,将第三参当前第1页1 2 3 4 5 6  考电压称为VMf3,将第一电阻的电阻称为 札,将第二电阻R2的电阻称为R2,将第三电阻R3的电阻称为R3,将第四电阻R4的电阻称为 R4,将第五电阻R5的电阻称为R5,将第六电阻R6的电阻称为R6,将第一NM0S丽1、第二NM0S 丽2及运算放大器0P所形成的连接点称为点A,对应的电压称为VA,将第三NMOS丽3、运算 放大器0P及第四NMOSMN4所形成的连接点称为点B,将第四NMOSMN4、第一电阻R1及第一 比较器C0MP1所形成的连接点称为点C,将参考电流源L、第三电阻R3及第二比较器C0MP2 所形成的连接点称为点D,对应的电压称为VD,将第二比较器C0MP2、第三比较器C0MP3以及 反相器INV所形成的连接点称为SEL,将反相器INV与第一比较器C0MP1所形成的连接点称 为SELB,将第一比较器C0MP1与或门电路所形成的连接点称为0CP1,将第二比较器C0MP2 与或门电路所形成的连接点称为0CP2。
[0046] 使能电路24的工作原理为:兰
寸,第一开关SW1断开,使得 第三比较器C0MP3输出高电压信号,而反相器INV输出低电压信号,S卩:点SEL的电压为高 电压,点SELB的电压为零,第三比较器C0MP3输出的高电压信号使能第二比较器C0MP2,使 得第二比较器C0MP2工作;此时,反相器INV输出的低电压信号不使能第一比较器C0MP1, 因此,第一比较器C0MP1不工作,换句话说,此时第二过电流子电路22工作,第一过电流子 电路21不工作;
[0047] 当
讨,第一开关SW1导通,使得第三比较器C0MP3输出低电 压信号,而反相器INV输出高电压信号,S卩:点SEL的电压为零,点SELB的电压为高电压,反 相器INV输出的高电压信号使能第一比较器C0MP1,使得第一比较器C0MP1工作;此时,第 三比较器C0MP3输出的低电压信号不使能第二比较器C0MP2,因此,第二比较器C0MP2不工 作,换句话说,此时第一过电流子电路21工作,第二过电流子电路22不工作;由于此时第一 开关SW1导通,所以只有当
扎第一开关SW1才可以断开,且第三比较器 C0MP3才可以输出高电压信号,而反相器INV才可以输出低电压信号。
[0048] 这里,通过第一开关SW1的通断来控制第五电阻R5是否短路,进而来改变电压输 出节点V0UT的电压的检测点,换句话说,第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六 电阻R6的作用是实现迟滞功能。所述高电压信号是指:表E
时,第三 比较器C0MP3的输出信号;所述低电压信号是指:表明
^,第三比较 器C0MP3的输出信号;举个例子来说,假设输出的信号包括0、1两种信号,则1为高电压信 号,〇为低电压信号。
[0049] 第一过电流检测子电路21的工作原理为:当I'tm/& ?K时,第三开关SW3导 通,第四开关SW4关断,使得第一比较器C0MP1输出低电压信号,即:点0CP1的电压为零,当 工:逐渐增大,且L彡V,ef2 / & ?!(时,第四开关SW4导通,第三开关SW3关断,第一比较器 C0MP1输出高电压信号,S卩:点0CP1的电压为高电压,此时,说明流经第一NM0S丽1及第二 NM0S丽2的电流过大,出现了过电流,换句话说,第一过电流检测子电路21检测到了第一 NM0S丽1及第二NM0S丽2的过电流;只有当II逐渐减小,且L彡VMfl /札?!(时,第三开 关SW3再次导通,第四开关SW4再次关断,从而使第一比较器C0MP1重新输出低电压信号, 如此,能有效地实现迟滞,保证检测的准确性;其中,Ii表示流经第一NM〇SMN1及第二NM0S MN2的电流,K表示电流镜像比,V,efl〈V,rf2。这里,所述高电压信号是指:表明L>V,ef2 / R,K时,第一比较器C0MP1的输出信号,所述低电压信号是指:表明/R,K时,第 一比较器的输出信号;举个例子来说,假设第一比较器C0MP1输出的信号包括0、1两种信 号,贝1J1为高电压信号,?为低电压信号。
[0050] 第二过电流检测子电路22的工作原理为:当VA〈VD时,第二开关SW2断开,由于 VA^ut+Ii?Rdson丽2,VD=VMt+I3 ? (R2+R3),所以当 1丨?Rdson^L? (R2+R3)时,第二比较 器C0MP2输出低压信号,S卩:点0CP2的电压为零;当VA彡VD时,第二开关SW2导通,即当 I^Rdson^SI3. (R2+R3)时,第三电阻R3短路,第二比较器C0MP2输出高电压信号,即: 点0CP2的电压为高电压,此时,说明流经第一NM0S丽1及第二NM0S丽2的电流过大,出现 了过电流,换句话说,第二过电流检测子电路22检测到了第一NM0S丽1及第二NM0S丽2 的过电流;只有当VD减小,且L?Rdson删2彡13 ?R2时,第二开关SW2再次断开,点0CP2的 电压才再次由高电压再次变为低电压,如此,能有效地实现迟滞,保证检测的准确性。其中, L表示流经第一NM〇SMN1及第二NMOSMN2的电流,RdsonW2表示第二NMOSMN2的导通电 阻,13表示参考电流源L输出的电流。
[0051] 这里,由于在第二NM0S丽2导通的过程中,Rdson删2是一个由大到小逐渐变化的 电阻,同时,由于Ii是逐渐由小变大的,所以,第二NM〇SMN2源漏两端的压降是一个变化的 值,随着第二NM〇SMN2的栅极电压的增大逐渐增大,因此,实际应用时,需要通过仿真实验 得到在电压输出接点正常上电的过程中的最大值Vmax。,且使I3* (R2+R3)大于Vmax,如此,能 保证第二比较器C0MP2在电压输出接点正常上电的过程中不会误输出高电压信号,换句话 说,能保证第二过电流检测子电路22在电压输出接点正常上电的过程中不会出现误检的 情况;同时,1 3 ? (R2+R3)不能太大,这样,才能保证第一过电流检测子电路21及第二过电流 检测子电路22的有序工作,才能真正起到过电流保护的作用。
[0052] 其中,所述高电压信号是指:表明VA彡VD时,第二比较器C0MP2的输出信号;所述 低电压信号是指:表明VA〈VD时,第二比较器C0MP2的输出信号;举个例子来说,假设第二比 较器C0MP2输出的信号包括0、1两种信号,则1为高电压信号,0为低电压信号。
[0053] 过电流保护电路25的工作原理为:当或门电路收到第一比较器C0MP1输出的高电 压信号或第二比较器C0MP2输出的高电压信号后,向逻辑控制电路输入高电压信号,逻辑 控制电路收到高电压信号后,停止向电荷泵输出使能信号,从而关掉电荷泵,电荷泵关掉后 使得第一NM0S丽1及第二NM0S丽2关断,从而起到过电流保护的作用。
[0054] 需要说明的是:当采用图6所示的过电流检测电路时,如果单独使用第一过电流 检测子电路21,S卩:只采用当V0UT电压值较低或接近GND时,VA等于V。#,而点B的电压等 于I2XRi,因此点A的电压与点B的电压不相等,导致电流镜像比例K误差极大,因此,当I: 极大时,I2XRi仍然会小于V,ef2,导致第一NM0S丽1及第二NM0S丽2被大电流烧毁;而第二 过电流检测子电路22工作后,能够解决很低时,流经开关电路23的电流检测不准的问 题。但是,在实际应用时,需要注意第一过电流检测子电路21和第二过电流检测子电路22 工作的通路选择电压的阈值大小,如果阈值设置过小,会使得当¥_较低但仍然大于设置的 阈值时,由于是由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测,此时会出现电 流镜像不准,容易烧毁开关电路23 ;如果阈值设置过大,当较高但仍然小于设置的阈值 时,由于是由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测,此时会使得VD的大 小逼近电压输入节点VIN的电压,从而导致13变小,进而导致13 ? (R2+R3)的值变小;这样, 就容易出现误触发过流保护的情况,也就是说,会出现VA>VD,导致第二比较器C0MP2输出高 电压信号,误触发过流保护的情况,从而使得第一NM0S丽1及第二NM0S丽2被关断,进而 导致相应的芯片无法正常工作。其中,I,表示流经第四NMOS MN4的电流。
[0055] 图7为采用本发明实施例的技术方案,得到的各子电路的仿真结果图。从图7中 可以看出:
[0056] 在状态一,S卩:电压输出节点V0UT上电的阶段,此状态下电压输出节点V0UT短路 到地,第三比较器C0MP3输出高电压信号,因此第二过电流子检测电路22工作,第一过电流 子检测电路21不工作,换句话说,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP1的电 压为零,在这个状态下,电荷泵输出的电压逐渐增加,此时,流经第一NMOS MN1及第二NM0S 丽2的电流小、于等于设定值,所以第二比较器C0MP2的输出为低电压信号,即:点0CP2 的电压为零,因此或门电路的输出端0CP的电压也为零;
[0057] 在状态二,此状态下电压输出节点V0UT仍然短路到地,第三比较器C0MP3输出高 电压信号,因此第二过电流子检测电路22工作,第一过电流子检测电路21仍然不工作,换 句话说,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP1的电压为零,在这个状态下,电 荷泵输出的电压仍然逐步增加,且随着电荷泵输出电压的进一步增加,流经第一NMOS MN1 及第二NM0SMN2的电流L大于设定值,所以第二比较器C0MP2的输出为高电压信号,S卩:点 0CP2的电压为高电压,因此或门电路的输出端0CP的电压也为高电压;
[0058] 在状态三,即电压输出节点V0UT已正常上电,此时,
,所以, 第三比较器C0MP3输出低电压信号,第一过电流子检测电路21工作,第二过电流子检测电 路22不工作,换句话说,第二比较器C0MP2的输出为低电压信号,S卩:点0CP2的电压为零, 在这个状态下,电荷泵输出的电压仍然逐步增加,当流经第一NMOSMN1及第二NMOSMN2的 电流L小于等于设定值VMf2 / & ?K时,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,即:点 0CP2的电压为零,因此或门电路的输出端0CP的电压也为零;当流经第一NM0S丽1及第二 NM0S丽2的电流大于设定值V,rf2 / & ?K时,第一比较器C0MP1的输出为高电压信号,即: 点0CP1的电压为高电压,因此或门电路的输出端0CP的电压也为高电压;
[0059] 在状态四,此状态下电压输出节点V0UT仍已正常上电,此时,此时,
,所以,第三比较器C0MP3输出低电压信号,第一过电流子检测电路 21工作,第二过电流子检测电路22不工作,换句话说,第二比较器C0MP2的输出为低电压 信号,即:点0CP2的电压为零,在这个状态下,电荷泵已关闭,当流经第一NM0S丽I及第二 NM0S丽2的电流L开始下降,且当流经第一NM0S丽1及第二NM0S丽2的电流降到小于等 于V,efl/R,K时,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,即:点0CP1的电压为零,因此 或门电路的输出端0CP的电压也为零。
[0060] 从上面的描述中可以看出,采用本发明实施例的技术方案,能对开关电路从开始 上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。
[0061] 基于上述过电流检测电路,本发明实施例还提供了一种过电流检测方法,包括:当 开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,由过电流检测电路的第一过电流检测子电 路对所述开关电路进行过电流检测,当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,由 所述过电流检测电路的第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测。
[0062] 这里,所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。
[0063] 该方法还可以包括:当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,向所 述第一过电流检测子电路输出使能信号,相应地,所述第二过电流检测子电路收到使能信 号后,对所述开关电路进行过电流检测;
[0064] 当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,所述第二过电流检测子电路输 出使能信号,相应地,所述第二过电流检测子电路收到使能信号后,对所述开关电路进行过 电流检测。
[0065] 该方法还可以包括:当检测出所述开关电路有过电流时,使所述开关电路处于关 断状态,如此,能有效地防止所述开关电路被烧坏,从而起到保护所述开关电路的作用。这 里,所述检测出所述开关电路有过电流是指:流经所述开关电路的电流超过了设置的电流 阈值;所述使开关电路处于关断状态是指:没有电流流经所述开关电路。
[0066] 基于上述过电流检测电路,本发明实施例还提供了一种负载开关,所述负载开关 包括过电流检测电路,如图2所示,该过电流检测电路包括:第一过电流检测子电路21及第 二过电 流检测子电路22 ;其中,
[0067] 当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时,由第一过电流检测子电路 21对开关电路23进行过电流检测,当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时,由第二 过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测。
[0068] 这里,实际应用时,本发明实施例提供的过电流检测电路可适用于开关电路23处 于导通状态的应用场景;其中,所述开关电路23处于导通状态是指:有电流流经开关电路 23〇
[0069] 所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。
[0070] 开关电路23可以由M0S实现,更具体地,可以由NM0S或PM0S实现;实际应用时, 考虑到成本的问题,一般由NM0S实现。
[0071] 如图3所示,该过电流检测电路还可以包括:使能电路24 ;其中,当开关电路23输 出端的电压大于等于设置的阈值时,使能电路24向第一过电流检测子电路21输入使能信 号,第一过电流检测子电路21收到使能电路24输入的使能信号后,对开关电路23进行过 电流检测;当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时,使能电路24向第二过电流检测 子电路22输入使能信号,第二过电流检测子电路22收到使能电路24输入的使能信号后, 对开关电路23进彳丁过电流检测。
[0072] 如图4和图5所示,该过电流检测电路还可以包括:过电流保护电路25;其中,当 第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21检测到开关电路23有过电流时,将 开关电路23有过电流的结果发送给过电流保护电路25,过电流保护电路25收到第一过电 流检测子电路21或第二过电流检测子电路21发送的开关电路23有过电流的结果后,使开 关电路23处于关断状态,如此,能有效地防止开关电路23被烧坏,从而起到保护开关电路 23的作用。这里,所述检测到开关电路23有过电流是指流经开关电路23的电流超过了设 置的电流阈值;所述使开关电路23处于关断状态是指:没有电流流经开关电路23。
[0073] 图6为本发明一个应用实施例的电路结构示意图,如图6所示,开关电路23可 以包括:第一NM0S丽1及第二NM0S丽2 ;第一过电流检测子电路21可以包括:第三NM0S 丽3、运算放大器0P、第四NMOSMN4、第一电阻R1、第三开关SW3、第四开关SW4以及第一比较 器C0MP1 ;第二过电流检测子电路22可以包括:参考电流源L、第二电阻R2、第三电阻R3、 第二开关SW2以及第二比较器C0MP2 ;使能电路24可以包括:第一开关SW1、第四电阻R4、 第五电阻R5、第六电阻R6、第三比较器C0MP3以及反相器INV;过电流保护电路25可以包 括:或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵;其中,第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3 及第四开关SW4均为单刀单掷开关,第三开关SW3及第四开关SW4组成一个单刀双掷开关。
[0074] 图6所示的过电流检测电路的各部件的连接关系为:
[0075] 在开关电路23中,第一NM0S丽1的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第 一NMOSMN1的漏极连接电压输入节点VIN,第一NMOSMN1的源极连接第二NMOSMN2的源 极、运算放大器0P的反相输入端以及第二过电流子检测电路22中的第二比较器C0MP2的 正极输入端,第二NM0S丽2的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第二匪0S丽2的 漏极连接电压输出节点V0UT、第二过电流检测子电路22中的第二电阻R2的一端以及使能 电路24中的第四电阻的一端;
[0076] 在第一过电流检测子电路21中,第三NMOSMN3的栅极连接过电流保护电路25中 的电荷泵,第三NMOSMN3的漏极连接电压输入节点VIN,第三NMOSMN3的源极连接运算放 大器0P的同相输入端及第四NMOSMN4的漏极,运算放大器0P的输出端连接第四NMOSMN4 的栅极,第四NMOSMN4的源极连接第一电阻R1的一端及第一比较器C0MP1的正极输入端, 第一电阻R1的另一端接地,第一比较器C0MP1的负极输入端连接第三开关SW3的一端及第 四开关SW4的一端,第三开关SW3的另一端连接输出第一参考电压的节点,第四第开关SW4 的另一端连接输出第二参考电压的节点,第一比较器COMP1的输出端连接过电流保护电路 25中的或门电路的第一输入端;
[0077] 在第二过电流检测子电路22中,第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、 及第二开关SW2的第一端,第三电阻R3的另一端连接第二开关SW2的第二端、参考电流源 1〇的一端以及第二比较器C0MP2的负极输入端,参考电流源L的另一端连接电压输入节点 VIN,第二比较器C0MP2的输出端连接第二开关SW2的第三端及过电流保护电路25中的或 门电路的第二输入端;
[0078] 在使能电路24中,第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端及第一开关SW1 的第一端,第五电阻R5的另一端连接第一开关SW1的第二端、第六电阻R6的一端以及第三 比较器C0MP3的负极输入端,第六电阻R6的另一端接地,第三比较器C0MP3的正极输入端 连接输出第三参考电压的节点,第三比较器C0MP3的输出端连接第一开关SW1的第三端、第 二比较器C0MP2的使能输入端、以及反相器INV的输入端,反相器INV的输出端连接第一比 较器C0MP1的使能输入端;
[0079] 在过电流保护电路25中,或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端,逻辑控 制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。
[0080] 下面详述图6所示的过电流检测电路的工作原理。
[0081] 为了方便描述,在以下的描述中,将电压输出接点的电压称为V^,将第一参考电 压称为VMfl,将第二参考电压称为VMf2,将第三参考电压称为VMf3,将第一电阻的电阻称为 札,将第二电阻R2的电阻称为R2,将第三电阻R3的电阻称为R3,将第四电阻R4的电阻称为 R4,将第五电阻R5的电阻称为R5,将第六电阻R6的电阻称为R6,将第一NM0S丽1、第二NM0S 丽2及运算放大器0P所形成的连接点称为点A,对应的电压称为VA,将第三NMOS丽3、运算 放大器0P及第四NMOSMN4所形成的连接点称为点B,将第四NMOSMN4、第一电阻R1及第一 比较器C0MP1所形成的连接点称为点C,将参考电流源L、第三电阻R3及第二比较器C0MP2 所形成的连接点称为点D,对应的电压称为VD,将第二比较器C0MP2、第三比较器C0MP3以及 反相器INV所形成的连接点称为SEL,将反相器INV与第一比较器C0MP1所形成的连接点称 为SELB,将第一比较器C0MP1与或门电路所形成的连接点称为0CP1,将第二比较器C0MP2 与或门电路所形成的连接点称为0CP2。
[0082] 使能电路24的工作原理为:〗
J,第一开关SW1断开,使得 第三比较器C0MP3输出高电压信号,而反相器INV输出低电压信号,S卩:点SEL的电压为高 电压,点SELB的电压为零,第三比较器C0MP3输出的高电压信号使能第二比较器C0MP2,使 得第二比较器C0MP2工作;此时,反相器INV输出的低电压信号不使能第一比较器C0MP1, 因此,第一比较器C0MP1不工作,换句话说,此时第二过电流子电路22工作,第一过电流子 电路21不工作;
[0083] 当
时,第一开关SW1导通,使得第三比较器C0MP3输出低电 压信号,而反相器INV输出高电压信号,S卩:点SEL的电压为零,点SELB的电压为高电压,反 相器INV输出的高电压信号使能第一比较器C0MP1,使得第一比较器C0MP1工作;此时,第 三比较器C0MP3输出的低电压信号不使能第二比较器C0MP2,因此,第二比较器C0MP2不工 作,换句话说,此时第一过电流子电路21工作,第二过电流子电路22不工作;由于此时第一 开关SW1导通,所有只有兰
-时,第一开关SW1才可以断开,且第三比较器 C0MP3才可以输出高电压信号,而反相器INV才可以输出低电压信号。
[0084] 这里,通过第一开关SW1的通断来控制第五电阻R5是否短路,进而来改变电压输 出节点V0UT的电压的检测点,换句话说,第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六 电阻R6的作用是实现迟滞功能。所述高电压信号是指:表日i
-时,第三 比较器C0MP3的输出信号;所述低电压信号是指:表卩
',第三比较 器C0MP3的输出信号;举个例子来说,假设输出的信号包括0、1两种信号,则1为高电压信 号,〇为低电压信号。
[0085] 第一过电流检测子电路21的工作原理为:当I'tm/ & ?K时,第三开关SW3导 通,第四开关SW4关断,使得第一比较器C0MP1输出低电压信号,S卩:点0CP1的电压为零, 当II逐渐增大,且Ii彡V,ef2 /札?!(时,第四开关SW4导通,第三开关SW3关断,第一比较 器C0MP1输出高电压信号,S卩:点0CP1的电压为高电压,此时,说明流经第一NM0S丽1及第 二NM0S丽2的电流过大,出现了过电流,换句话说,第一过电流检测子电路21检测到了第 一NM0S丽1及第二NM0S丽2的过电流;只有当L逐渐减小,且L彡Ui?K时,第三开 关SW3再次导通,第四开关SW4再次关断,从而使第一比较器C0MP1重新输出低电压信号, 如此,能有效地实现迟滞,保证检测的准确性;其中,Ii表示流经第一NM〇SMN1及第二NM0S MN2的电流,K表示电流镜像比,V,efl〈V,rf2。这里,所述高电压信号是指:表明L>V,ef2 / R,K时,第一比较器C0MP1的输出信号,所述低电压信号是指:表明/R,K时,第 一比较器C0MP1的输出信号;举个例子来说,假设第一比较器C0MP1输出的信号包括0、1两 种信号,则1为高电压信号,?为低电压信号。
[0086]第二过电流检测子电路22的工作原理为:当VA〈VD时,第二开关SW2断开,由于VA=Vout+Tl?Rdso%^,VD=VQUt+I3 ? (R2+R3),所以当L?Rdso%^]^ ? (R2+R3)时,第二比较 器C0MP2输出高低压信号,S卩:点0CP2的电压为零;当VA>VD时,第二开关SW2导通,即当 Ii?Rdsonm2 > 13 ? (R2+R3)时,第三电阻R3短路,第二比较器C0MP2输出高电压信号,即: 点0CP2的电压为高电压,此时,说明流经第一NM0S丽1及第二NM0S丽2的电流过大,出现 了过电流,换句话说,第二过电流检测子电路22检测到了第一NM0S丽1及第二NM0SMN2的 过电流;只有当VD减小,且L?RdsonMv2彡13 ?R2时,第二开关SW2再次断开,点0CP2的电 压才再次由高电压再次变为低电压,如此,能有效地实现迟滞,保证检测的准确性。其中,1: 表示流经第一NM〇SMN1及第二NMOSMN2的电流,1?(18〇11_2表示第二NMOSMN2的导通电阻, 13表示参考电流源1〇输出的电流。
[0087] 这里,由于在第二NM0S丽2导通的过程中,RdsonW2是一个由大到小逐渐变化的 电阻,同时,由于Ii是逐渐由小变大的,所以,第二NM〇SMN2源漏两端的压降是一个变化的 值,随着第二NM〇SMN2的栅极电压的增大逐渐增大,因此,实际应用时,需要通过仿真实验 得到在电压输出接点正常上电的过程中的最大值Vmax,且使I3* (R2+R3)大于Vmax,如此,能 保证第二比较器C0MP2在电压输出接点正常上电的过程中不会误输出高电压信号,换句话 说,能保证第二过电流检测子电路22在电压输出接点正常上电的过程中不会出现误检的 情况;同时,13?(R2+R3)不能太大,这样,才能保证第一过电流检测子电路21及第二过电流 检测子电路22的有序工作,才能真正起到过电流保护的作用。
[0088] 其中,所述高电压信号是指:表明VA彡VD时,第二比较器C0MP2的输出信号;所述 低电压信号是指:表明VA〈VD时,第二比较器C0MP2的输出信号;举个例子来说,假设第二比 较器C0MP2输出的信号包括0、1两种信号,则1为高电压信号,0为低电压信号。
[0089] 过电流保护电路25的工作原理为:当或门电路收到第一比较器C0MP1输出的高电 压信号或第二比较器C0MP2输出的高电压信号后,向逻辑控制电路输入高电压信号,逻辑 控制电路收到高电压信号后,停止向电荷泵输出使能信号,从而关掉电荷泵,电荷泵关掉后 使得第一NM0S丽1及第二NM0S丽2关断,从而起到过电流保护的作用。
[0090] 需要说明的是:当采用图6所示的过电流检测电路时,如果单独使用第一过电流 检测子电路21,S卩:只采用当V0UT电压值较低或接近GND时,VA等于V。#,而点B的电压等 于I2XRi, 因此点A的电压与点B的电压不相等,导致电流镜像比例K误差极大,因此,当II 极大时,I2XRi仍然会小于V,ef2,导致第一NM0S丽1及第二NM0S丽2被大电流烧毁;而第二 过电流检测子电路22工作后,能够解决很低时,流经开关电路23的电流检测不准的问 题。但是,在实际应用时,需要注意第一过电流检测子电路21和第二过电流检测子电路22 工作的通路选择电压的阈值大小,如果阈值设置过小,会使得当¥_较低但仍然大于设置的 阈值时,由于是由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测,此时会出现电 流镜像不准,容易烧毁开关电路23 ;如果阈值设置过大,当较高但仍然小于设置的阈值 时,由于是由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测,此时会使得VD的大 小逼近电压输入节点VIN的电压,从而导致13变小,进而导致13 ? (R2+R3)的值变小;这样, 就容易出现误触发过流保护的情况,也就是说,会出现VA>VD,导致第二比较器C0MP2输出高 电压信号,误触发过流保护的情况,从而使得第一NMOS丽1及第二NMOS丽2被关断,进而 导致相应的芯片无法正常工作。其中,12表示流经第四NMOS MN4的电流。
[0091] 实际应用时,所述负载开关可以为RCB负载开关。
[0092] 图7为采用本发明实施例的技术方案,得到的各子电路的仿真结果图。从图7中 可以看出:
[0093] 在状态一,S卩:电压输出节点V0UT上电的阶段,此状态下电压输出节点V0UT短路 到地,第三比较器C0MP3输出高电压信号,因此第二过电流子检测电路22工作,第一过电流 子检测电路21不工作,换句话说,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP1的电 压为零,在这个状态下,电荷泵输出的电压逐渐增加,此时,流经第一NMOS MN1及第二NM0S 丽2的电流小、于等于设定值,所以第二比较器C0MP2的输出为低电压信号,即:点0CP2 的电压为零,因此或门电路的输出端0CP的电压也为零;
[0094] 在状态二,此状态下电压输出节点V0UT仍然短路到地,第三比较器C0MP3输出高 电压信号,因此第二过电流子检测电路22工作,第一过电流子检测电路21仍然不工作,换 句话说,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP1的电压为零,在这个状态下,电 荷泵输出的电压仍然逐步增加,且随着电荷泵输出电压的进一步增加,流经第一NMOS MN1 及第二NM0SMN2的电流L大于设定值,所以第二比较器C0MP2的输出为高电压信号,S卩:点 0CP2的电压为高电压,因此或门电路的输出端0CP的电压也为高电压;
[0095] 在状态三,即电压输出节点V0UT已正常上电,此时,
,所以, 第三比较器C0MP3输出低电压信号,第一过电流子检测电路21工作,第二过电流子检测电 路22不工作,换句话说,第二比较器C0MP2的输出为低电压信号,S卩:点0CP2的电压为零, 在这个状态下,电荷泵输出的电压仍然逐步增加,当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的 电流小于等于设定值VMf2/R,K时,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP2 的电压为零,因此或门电路的输出端0CP的电压也为零;当流经第一NM0S丽1及第二NM0S 丽2的电流L大于设定值V,ef2/ & ?K时,第一比较器C0MP1的输出为高电压信号,即:点 0CP1的电压为高电压,因此或门电路的输出端0CP的电压也为高电压;
[0096] 在状态四,此状态下电压输出节点V0UT仍已正常上电,此时,此时,
所以,第三比较器C0MP3输出低电压信号,第一过电流子检测电路 21工作,第二过电流子检测电路22不工作,换句话说,第二比较器C0MP2的输出为低电压 信号,即:点0CP2的电压为零,在这个状态下,电荷泵已关闭,当流经第一NM0S丽1及第二 NM0S丽2的电流开始下降,且当流经第一NM0S丽1及第二NM0S丽2的电流II降到小于等 于V,efl/R,K时,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,即:点0CP1的电压为零,因此 或门电路的输出端0CP的电压也为零。
[0097] 从上面的描述中可以看出,采用本发明实施例的技术方案,能对开关电路从开始 上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。
[0098] 基于上述负载开关,本发明实施例还提供了一种便携式设备,所述便携式设备包 括负载开关,所述负载开关包括:过电流保护电路,如图2所示,该过电流保护电路包括:第 一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22 ;其中,
[0099] 当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时,由第一过电流检测子电路 21对开关电路23进行过电流检测,当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时,由第二 过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测。
[0100] 这里,实际应用时,本发明实施例提供的过电流检测电路可适用于开关电路23处 于导通状态的应用场景;其中,所述开关电路23处于导通状态是指:有电流流经开关电路 23〇
[0101] 所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。
[0102] 开关电路23可以由M0S实现,更具体地,可以由NM0S或PM0S实现;实际应用时, 考虑到成本的问题,一般由NM0S实现。
[0103] 如图3所示,该过电流检测电路还可以包括:使能电路24 ;其中,当开关电路23输 出端的电压大于等于设置的阈值时,使能电路24向第一过电流检测子电路21输入使能信 号,第一过电流检测子电路21收到使能电路24输入的使能信号后,对开关电路23进行过 电流检测;当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时,使能电路24向第二过电流检测 子电路22输入使能信号,第二过电流检测子电路22收到使能电路24输入的使能信号后, 对开关电路23进彳丁过电流检测。
[0104] 如图4和图5所示,该过电流检测电路还可以包括:过电流保护电路25 ;其中,当 第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21检测到开关电路23有过电流时,将 开关电路23有过电流的结果发送给过电流保护电路25,过电流保护电路25收到第一过电 流检测子电路21或第二过电流检测子电路21发送的开关电路23有过电流的结果后,使开 关电路23处于关断状态,如此,能有效地防止开关电路23被烧坏,从而起到保护开关电路 23的作用。这里,所述检测到开关电路23有过电流是指流经开关电路23的电流超过了设 置的电流阈值;所述使开关电路23处于关断状态是指:没有电流流经开关电路23。
[0105] 图6为本发明一个应用实施例的电路结构示意图,如图6所示,开关电路23可 以包括:第一NM0S丽1及第二NM0S丽2 ;第一过电流检测子电路21可以包括:第三NM0S 丽3、运算放大器0P、第四NMOSMN4、第一电阻R1、第三开关SW3、第四开关SW4以及第一比较 器C0MP1 ;第二过电流检测子电路22可以包括:参考电流源L、第二电阻R2、第三电阻R3、 第二开关SW2以及第二比较器C0MP2 ;使能电路24可以包括:第一开关SW1、第四电阻R4、 第五电阻R5、第六电阻R6、第三比较器C0MP3以及反相器INV;过电流保护电路25可以包 括:或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵;其中,第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3 及第四开关SW4均为单刀单掷开关,第三开关SW3及第四开关SW4组成一个单刀双掷开关。
[0106] 图6所示的过电流检测电路的各部件的连接关系为:
[0107] 在开关电路23中,第一NM0S丽1的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第 一NMOSMN1的漏极连接电压输入节点VIN,第一NMOSMN1的源极连接第二NMOSMN2的源 极、运算放大器0P的反相输入端以及第二过电流子检测电路22中的第二比较器C0MP2的 正极输入端,第二NM0S丽2的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵,第二匪0S丽2的 漏极连接电压输出节点V0UT、第二过电流检测子电路22中的第二电阻R2的一端以及使能 电路24中的第四电阻的一端;
[0108] 在第一过电流检测子电路21中,第三NM0S丽3的栅极连接过电流保护电路25中 的电荷泵,第三NMOSMN3的漏极连接电压输入节点VIN,第三NMOSMN3的源极连接运算放 大器OP的同相输入端及第四NMOSMN4的漏极,运算放大器OP的输出端连接第四NMOSMN4 的栅极,第四NM〇SMN4的源极连接第一电阻R1的一端及第一比较器C0MP1的正极输入端, 第一电阻R1的另一端接地,第一比较器C0MP1的负极输入端连接第三开关SW3的一端及第 四开关SW4的一端,第三开关SW3的另一端连接输出第一参考电压的节点,第四第开关SW4 的另一端连接输出第二参考电压的节点,第一比较器C0MP1的输出端连接过电流保护电路 25中的或门电路的第一输入端;
[0109] 在第二过电流检测子电路22中,第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、 及第二开关SW2的第一端,第三电阻R3的另一端连接第二开关SW2的第二端、参考电流源 1〇的一端以及第二比较器C0MP2的负极输入端,参考电流源L的另一端连接电压输入节点 VIN,第二比较器C0MP2的输出端连接第二开关SW2的第三端及过电流保护电路25中的或 门电路的第二输入端;
[0110] 在使能电路24中,第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端及第一开关SW1 的第一端,第五电阻R5的另一端连接第一开关SW1的第二端、第六电阻R6的一端以及第三 比较器C0MP3的负极输入端,第六电阻R6的另一端接地,第三比较器C0MP3的正极输入端 连接输出第三参考电压的节点,第三比较器C0MP3的输出端连接第一开关SW1的第三端、第 二比较器C0MP2的使能输入端、以及反相器INV的输入端,反相器INV的输出端连接第一比 较器C0MP1的使能输入端;
[0111] 在过电流保护电路25中,或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端,逻辑控 制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。
[0112] 下面详述图6所示的过电流检测电路的工作原理。
[0113] 为了方便描述,在以下的描述中,将电压输出接点的电压称为将第一参考电 压称为VMfl,将第二参考电压称为VMf2,将第三参考电压称为VMf3,将第一电阻的电阻称为 札,将第二电阻R2的电阻称为R2,将第三电阻R3的电阻称为R3,将第四电阻R4的电阻称为 R4,将第五电阻R5的电阻称为R5,将第六电阻R6的电阻称为R6,将第一NM0S丽1、第二NM0S 丽2及运算放大器0P所形成的连接点称为点A,对应的电压称为VA,将第三NMOS丽3、运算 放大器0P及第四NMOSMN4所形成的连接点称为点B,将第四NMOSMN4、第一电阻R1及第一 比较器C0MP1所形成的连接点称为点C,将参考电流源L、第三电阻R3及第二比较器C0MP2 所形成的连接点称为点D,对应的电压称为VD,将第二比较器C0MP2、第三比较器C0MP3以及 反相器INV所形成的连接点称为SEL,将反相器INV与第一比较器C0MP1所形成的连接点称 为SELB,将第一比较器C0MP1与或门电路所形成的连接点称为0CP1,将第二比较器C0MP2 与或门电路所形成的连接点称为0CP2。
[0114] 使能电路24的工作原理为:当
时,第一开关SW1断开,使得 第三比较器C0MP3输出高电压信号,而反相器INV输出低电压信号,S卩:点SEL的电压为高 电压,点SELB的电压为零,第三比较器C0MP3输出的高电压信号使能第二比较器C0MP2,使 得第二比较器C0MP2工作;此时,反相器INV输出的低电压信号不使能第一比较器C0MP1, 因此,第一比较器C0MP1不工作,换句话说,此时第二过电流子电路22工作,第一过电流子 电路21不工作;
[0115] ^
1时,第一开关SW1导通,使得第三比较器C0MP3输出低电 压信号,而反相器INV输出高电压信号,S卩:点SEL的电压为零,点SELB的电压为高电压,反 相器INV输出的高电压信号使能第一比较器C0MP1,使得第一比较器C0MP1工作;此时,第 三比较器C0MP3输出的低电压信号不使能第二比较器C0MP2,因此,第二比较器C0MP2不工 作,换句话说,此时第一过电流子电路21工作,第二过电流子电路22不工作;由于此时第一 开关SW1导通,所有只有:
&时,第一开关SW1才可以断开,且第三比较器 C0MP3才可以输出高电压信号,而反相器INV才可以输出低电压信号。
[0116] 这里,通过第一开关SW1的通断来控制第五电阻R5是否短路,进而来改变电压输 出节点V0UT的电压的 检测点,换句话说,第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六 电阻R6的作用是实现迟滞功能。所述高电压信号是指:表日i
时,第三 比较器C0MP3的输出信号;所述低电压信号是指:表尽
时,第三比较 器C0MP3的输出信号;举个例子来说,假设输出的信号包括0、1两种信号,则1为高电压信 号,〇为低电压信号。
[0117] 第一过电流检测子电路21的工作原理为:当/ & ?!(时,第三开关Sw3导 通,第四开关SW4关断,使得第一比较器C0MP1输出低电压信号,即:点0CP1的电压为零,当 L逐渐增大,且II>VMf2 / & ?K时,第四开关SW4导通,第三开关Sw3关断,第一比较器 C0MP1输出高电压信号,S卩:点0CP1的电压为高电压,此时,说明流经第一NM0S丽1及第二 NM0S丽2的电流过大,出现了过电流,换句话说,第一过电流检测子电路21检测到了第一 NM0S丽1及第二NM0S丽2的过电流;只有当L逐渐减小,且L彡VMfl /札?!(时,第三开 关SW3再次导通,第四开关Sw4再次关断,从而使第一比较器C0MP1重新输出低电压信号, 如此,能有效地实现迟滞,保证检测的准确性;其中,Ii表示流经第一NM〇SMN1及第二NM0S MN2的电流,K表示电流镜像比,V,efl〈V,rf2。这里,所述高电压信号是指:表明L>V,ef2 / R,K时,第一比较器C0MP1的输出信号,所述低电压信号是指:表明/R,K时,第 一比较器C0MP1的输出信号;举个例子来说,假设第一比较器C0MP1输出的信号包括0、1两 种信号,则1为高电压信号,?为低电压信号。
[0118] 第二过电流检测子电路22的工作原理为:当VA〈VD时,第二开关SW2断开,由于 VA^ut+h?Rdson丽2,VD=V〇ut+I3 ? (R2+R3),所以当 1丨?Rdson職〈13 ? (R2+R3)时,第二比较器 C0MP2输出高低压信号,S卩:点0CP2的电压为零;当VA彡VD时,第二开关SW2导通,即当 I^Rdson^M,(R2+R3)时,第三电阻R3短路,第二比较器C0MP2输出高电压信号,S卩:点 0CP2的电压为高电压,此时,说明流经第一NM0S丽1及第二NM0S丽2的电流过大,出现了 过电流,换句话说,第二过电流检测子电路22检测到了第一NM0S丽1及第二NM0SMN2的过 电流;只有当VD减小,且L?Rdsonm2彡13 ?R2时,第二开关SW2再次断开,点0CP2的电压 才再次由高电压再次变为低电压,如此,能有效地实现迟滞,保证检测的准确性。其中,^表 示流经第一NM〇SMN1及第二NMOSMN2的电流,Rds0nm2表示第二NMOSMN2的导通电阻,13 表示参考电流源1〇输出的电流。
[0119] 这里,由于在第二NM0S丽2导通的过程中,RdsonW2是一个由大到小逐渐变化的 电阻,同时,由于Ii是逐渐由小变大的,所以,第二NM〇SMN2源漏两端的压降是一个变化的 值,随着第二NM〇SMN2的栅极电压的增大逐渐增大,因此,实际应用时,需要通过仿真实验 得到在电压输出接点正常上电的过程中的最大值Vmax,且使I3* (R2+R3)大于Vmax,如此,能 保证第二比较器C0MP2在电压输出接点正常上电的过程中不会误输出高电压信号,换句话 说,能保证第二过电流检测子电路22在电压输出接点正常上电的过程中不会出现误检的 情况;同时,1 3 ? (R2+R3)不能太大,这样,才能保证第一过电流检测子电路21及第二过电流 检测子电路22的有序工作,才能真正起到过电流保护的作用。
[0120] 其中,所述高电压信号是指:表明VA彡VD时,第二比较器C0MP2的输出信号;所述 低电压信号是指:表明VA〈VD时,第二比较器C0MP2的输出信号;举个例子来说,假设第二比 较器C0MP2输出的信号包括0、1两种信号,则1为高电压信号,0为低电压信号。
[0121] 过电流保护电路25的工作原理为:当或门电路收到第一比较器C0MP1输出的高电 压信号或第二比较器C0MP2输出的高电压信号后,向逻辑控制电路输入高电压信号,逻辑 控制电路收到高电压信号后,停止向电荷泵输出使能信号,从而关掉电荷泵,电荷泵关掉后 使得第一NM0S丽1及第二NM0S丽2关断,从而起到过电流保护的作用。
[0122] 需要说明的是:当采用图6所示的过电流检测电路时,如果单独使用第一过电流 检测子电路21,S卩:只采用当V0UT电压值较低或接近GND时,VA等于'而点B的电压等 于I2XRi,因此点A的电压与点B的电压不相等,导致电流镜像比例K误差极大,因此,当I: 极大时,I2XRi仍然会小于V,ef2,导致第一NM0S丽1及第二NM0S丽2被大电流烧毁;而第二 过电流检测子电路22工作后,能够解决很低时,流经开关电路23的电流检测不准的问 题。但是,在实际应用时,需要注意第一过电流检测子电路21和第二过电流检测子电路22 工作的通路选择电压的阈值大小,如果阈值设置过小,会使得当¥_较低但仍然大于设置的 阈值时,由于是由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测,此时会出现电 流镜像不准,容易烧毁开关电路23 ;如果阈值设置过大,当较高但仍然小于设置的阈值 时,由于是由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测,此时会使得VD的大 小逼近电压输入节点VIN的电压,从而导致13变小,进而导致13 ? (R2+R3)的值变小;这样, 就容易出现误触发过流保护的情况,也就是说,会出现VA>VD,导致第二比较器C0MP2输出高 电压信号,误触发过流保护的情况,从而使得第一NM0S丽1及第二NM0S丽2被关断,进而 导致相应的芯片无法正常工作。其中,12表示流经第四NMOSMN4的电流。
[0123] 实际应用时,所述负载开关可以是RCB负载开关;所述便携式设备还包括:外壳及 CPU等其它组成。
[0124] 图7为采用本发明实施例的技术方案,得到的各子电路的仿真结果图。从图7中 可以看出:
[0125] 在状态一,即:电压输出节点V0UT上电的阶段,此状态下电压输出节点V0UT短路 到地,第三比较器C0MP3输出高电压信号,因此第二过电流子检测电路22工作,第一过电流 子检测电路21不工作,换句话说,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP1的电 压为零,在这个状态下,电荷泵输出的电压逐渐增加,此时,流经第一NMOSMN1及第二NM0S 丽2的电流小、于等于设定值,所以第二比较器C0MP2的输出为低电压信号,即:点0CP2 的电压为零,因此或门电路的输出端0CP的电压也为零;
[0126] 在状态二,此状态下电压输出节点V0UT仍然短路到地,第三比较器C0MP3输出高 电压信号,因此第二过电流子检测电路22工作,第一过电流子检测电路21仍然不工作,换 句话说,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,S卩:点0CP1的电压为零,在这个状态下,电 荷泵输出的电压仍然逐步增加,
[0127] 且随着电荷泵输出电压的进一步增加,流经第一NMOS MN1及第二NM0SMN2的电流 L大于设定值,所以第二比较器C0MP2的输出为高电压信号,即:点0CP2的电压为高电压, 因此或门电路的输出端0CP的电压也为高电压;
[0128] 在状态三,即电压输出节点V0UT已正常上电,此时
,所以, 第三比较器C0MP3输出低电压信号,第一过电流子检测电路21工作,第二过电流子检测电 路22不工作,换句话说,第二比较器C0MP2的输出为低电压信号,S卩:点0CP2的电压为零, 在这个状态下,电荷泵输出的电压仍然逐步增加,当流经第一NMOSMN1及第二NMOSMN2的 电流L小于等于设定值VMf2 / & ?K时,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,即:点 0CP2的电压为零,因此或门电路的输出端0CP的电压也为零;当流经第一NM0S丽1及第二 NM0S丽2的电流大于设定值V,ef2 / & ?K时,第一比较器C0MP1的输出为高电压信号, 艮P:点0CP1的电压为高电压,因此或门电路的输出端0CP的电压也为高电压;
[0129] 在状态四,此状态下电压输出节点V0UT仍已正常上电,此时,此时,
厅以,第三比较器C0MP3输出低电压信号,第一过电流子检测电路 21工作,第二过电流子检测电路22不工作,换句话说,第二比较器C0MP2的输出为低电压 信号,即:点0CP2的电压为零,在这个状态下,电荷泵已关闭,当流经第一NM0S丽1及第二 NM0S丽2的电流开始下降,且当流经第一NM0S丽1及第二NM0S丽2的电流L降到小于等 于V,efl/R,K时,第一比较器C0MP1的输出为低电压信号,即:点0CP1的电压为零,因此 或门电路的输出端0CP的电压也为零。
[0130] 从上面的描述中可以看出,采用本发明实施例的技术方案,能对开关电路从开始 上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。
[0131] 本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此,本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形 式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储 介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0132] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一 流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算 机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理 器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生 用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 的装置。
[0133] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
[0134] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图 一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0135] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种过电流检测电路,其特征在于,所述过电流检测电路包括:第一过电流检测子 电路及第二过电流检测子电路;其中, 所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值 时,对所述开关电路进行过电流检测; 所述第二过电流检测子电路,配置为当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值 时,对所述开关电路进行过电流检测。2. 根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述开关电路由金属氧化物半导体场效 应管MOS实现。3. 根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述过电流检测电路还包括:使能电路, 配置为当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,向所述第一过电流检测子电 路输入使能信号;当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,向所述第二过电流检 测子电路输入使能信号; 相应地,所述第一过电流检测子电路,配置为收到所述使能电路输入的使能信号后,对 所述开关电路进行过电流检测; 所述第二过电流检测子电路,配置为收到所述使能电路输入的使能信号后,对所述开 关电路进行过电流检测。4. 根据权利要求1、2或3所述的电路,其特征在于,所述过电流检测电路还包括:过电 流保护电路;其中, 所述第一过电流检测子电路,还配置为检测到所述开关电路有过电流时,将所述开关 电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路; 所述第二过电流检测子电路,还配置为检测到所述开关电路有过电流时,将所述开关 电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路; 所述过电流保护电路,配置为收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测 子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后,使所述开关电路处于关断状态。5. 根据权利要求4所述的电路,其特征在于,所述开关电路包括:第一 NMOS及第二 NMOS ; 所述第一过电流检测子电路包括:第三NM0S、运算放大器、第四NM0S、第一电阻、第三 开关、第四开关以及第一比较器; 所述第二过电流检测子电路包括:参考电流源、第二电阻、第三 电阻、第二开关及第二 比较器; 所述使能电路包括:第一开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三比较器以及反相 器; 所述过电流保护电路包括:或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵。6. 根据权利要求5所述的电路,其特征在于, 在所述开关电路中,第一 NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵,第一 NMOS 的漏极连接电压输入节点,第一 NMOS的源极连接第二NMOS的源极、运算放大器的反相输入 端以及所述第二过电流子检测电路中的第二比较器的正极输入端,第二NMOS的栅极连接 所述过电流保护电路中的电荷泵,第二NMOS的漏极连接电压输出节点、所述第二过电流检 测子电路中的第二电阻的一端以及所述使能电路中的第四电阻的一端; 在所述第一过电流检测子电路中,第三NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电 荷泵,第三NMOS的漏极连接电压输入节点,第三NMOS的源极连接运算放大器的同相输入端 及第四NMOS的漏极,运算放大器的输出端连接第四NMOS的栅极,第四NMOS的源极连接第 一电阻的一端及第一比较器的正极输入端,第一电阻的另一端接地,第一比较器的负极输 入端连接第三开关的一端及第四开关的一端,第三开关的另一端连接输出第一参考电压的 节点,第四第开关的另一端连接输出第二参考电压的节点,第一比较器的输出端连接所述 过电流保护电路中的或门电路的第一输入端; 在所述第二过电流检测子电路中,第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、及第二开 关的第一端,第三电阻的另一端连接第二开关的第二端、参考电流源的一端以及第二比较 器的负极输入端,参考电流源的另一端连接电压输入节点,第二比较器的输出端连接第二 开关的第三端及所述过电流保护电路中的或门电路的第二输入端; 在所述使能电路中,第四电阻的另一端连接第五电阻的一端及第一开关的第一端,第 五电阻的另一端连接第一开关的第二端、第六电阻的一端以及第三比较器的负极输入端, 第六电阻的另一端接地,第三比较器的正极输入端连接输出第三参考电压的节点,第三比 较器的输出端连接第一开关的第三端、第二比较器的使能输入端、以及反相器的输入端,反 相器的输出端连接第一比较器的使能输入端; 在所述过电流保护电路中,或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端,逻辑控制 电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。7. -种过电流检测方法,其特征在于,所述方法包括: 当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,由过电流检测电路的第一过电流检 测子电路对所述开关电路进行过电流检测,当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值 时,由所述过电流检测电路的第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测。8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,向所述第一过电流检测子电路 输出使能信号,相应地,所述第二过电流检测子电路收到使能信号后,对所述开关电路进行 过电流检测; 当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,所述第二过电流检测子电路输出使 能信号,相应地,所述第二过电流检测子电路收到使能信号后,对所述开关电路进行过电流 检测。9. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 当检测出所述开关电路有过电流时,使所述开关电路处于关断状态。10. -种负载开关,所述负载开关包括过电流检测电路,其特征在于,所述过电流检测 电路包括:第一过电流检测子电路及第二过电流检测子电路;其中, 所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值 时,对所述开关电路进行过电流检测; 所述第二过电流检测子电路,配置为当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值 时,对所述开关电路进行过电流检测。11. 根据权利要求10所述的负载开关,其特征在于,所述开关电路由MOS实现。12. 根据权利要求10所述的负载开关,其特征在于,所述过电流检测电路还包括:使能 电路,配置为当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,向所述第一过电流检 测子电路输入使能信号;当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,向所述第二过 电流检测子电路输入使能信号; 相应地,所述第一过电流检测子电路,配置为收到所述使能电路输入的使能信号后,对 所述开关电路进行过电流检测; 所述第二过电流检测子电路,配置为收到所述使能电路输入的使能信号后,对所述开 关电路进行过电流检测。13. 根据权利要求10、11或12所述的负载开关,其特征在于,所述过电流检测电路还包 括:过电流保护电路;其中, 所述第一过电流检测子电路,还配置为检测到所述开关电路有过电流时,将所述开关 电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路; 所述第二过电流检测子电路,还配置为检测到所述开关电路有过电流时,将所述开关 电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路; 所述过电流保护电路,配置为收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测 子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后,使所述开关电路处于关断状态。14. 根据权利要求13所述的负载开关,其特征在于,所述开关电路包括:第一 NMOS及 第二 NMOS ; 所述第一过电流检测子电路包括:第三NM0S、运算放大器、第四NM0S、第一电阻、第三 开关、第四开关以及第一比较器; 所述第二过电流检测子电路包括:参考电流源、第二电阻、第三电阻、第二开关及第二 比较器; 所述使能电路包括:第一开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三比较器以及反相 器; 所述过电流保护电路包括:或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵。15. 根据权利要求14所述的负载开关,其特征在于, 在所述开关电路中,第一 NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵,第一 NMOS 的漏极连接电压输入节点,第一 NMOS的源极连接第二NMOS的源极、运算放大器的反相输入 端以及所述第二过电流子检测电路中的第二比较器的正极输入端,第二匪OS的栅极连接 所述过电流保护电路中的电荷泵,第二NMOS的漏极连接电压输出节点、所述第二过电流检 测子电路中的第二电阻的一端以及所述使能电路中的第四电阻的一端; 在所述第一过电流检测子电路中,第三NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电 荷泵,第三NMOS的漏极连接电压输入节点,第三NMOS的源极连接运算放大器的同相输入端 及第四NMOS的漏极,运算放大器的输出端连接第四NMOS的栅极,第四NMOS的源极连接第 一电阻的一端及第一比较器的正极输入端,第一电阻的另一端接地,第一比较器的负极输 入端连接第三开关的一端及第四开关的一端,第三开关的另一端连接输出第一参考电压的 节点,第四第开关的另一端连接输出第二参考电压的节点,第一比较器的输出端连接所述 过电流保护电路中的或门电路的第一输入端; 在所述第二过电流检测子电路中,第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、及第二开 关的第一端,第三电阻的另一端连接第二开关的第二端、参考电流源的一端以及第二比较 器的负极输入端,参考电流源的另一端连接电压输入节点,第二比较器的输出端连接第二 开关的第三端及所述过电流保护电路中的或门电路的第二输入端; 在所述使能电路中,第四电阻的另一端连接第五电阻的一端及第一开关的第一端,第 五电阻的另一端连接第一开关的第二端、第六电阻的一端以及第三比较器的负极输入端, 第六电阻的另一端接地,第三比较器的正极输入端连接输出第三参考电压的节点,第三比 较器的输出端连接第一开关的第三端、第二比较器的使能输入端、以及反相器的输入端,反 相器的输出端连接第一比较器的使能输入端; 在所述过电流保护电路中,或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端,逻辑控制 电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。16. -种便携式设备,所述便携式设备包括:负载开关,所述负载开关包括:过电流检 测电路,其特征在于,所述过电流检测电路包括:第一过电流检测子电路及第二过电流检测 子电路;其中, 所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值 时,对所述开关电路进行过电流检测; 所述第二过电流检测子电路,配置为当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值 时,对所述开关电路进行过电流检测。17. 根据权利要求16所述的便携式设备,其特征在于,所述开关电路由MOS实现。18. 根据权利要求16所述的便携式设备,其特征在于,所述过电流检测电路还包括:使 能电路,配置为当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,向所述第一过电流 检测子电路输入使能信号;当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,向所述第二 过电流检测子电路输入使能信号; 相应地,所述第一过电流检测子电路,配置为收到所述使能电路输入的使能信号后,对 所述开关电路进行过电流检测; 所述第二过电流检测子电路,配置为收到所述使能电路输入的使能信号后,对所述开 关电路进行过电流检测。19. 根据权利要求16、17或18所述的便携式设备,其特征在于,所述过电流检测电路还 包括:过电流保护电路;其中, 所述第一过电流检测子电路,还配置为检测到所述开关电路有过电流时,将所述开关 电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路; 所述第二过电流检测子电路,还配置为检测到所述开关电路有过电流时,将所述开关 电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路; 所述过电流保护电路,配置为收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测 子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后,使所述开关电路处于关断状态。20. 根据权利要求19所述的便携式设备,其特征在于,所述开关电路包括:第一 NMOS 及第二NMOS ; 所述第一过电流检测子电路包括:第三NM0S、运算放大器、第四NM0S、第一电阻、第三 开关、第四开关以及第一比较器; 所述第二过电流检测子电路包括:参考电流源、第二电阻、第三电阻、第二开关及第二 比较器; 所述使能电路包括:第一开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三比较器以及反相 器; 所述过电流保护电路包括:或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵。21.根据权利要求20所述的便携式设备,其特征在于, 在所述开关电路中,第一 NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵,第一 NMOS 的漏极连接电压输入节点,第一NMOS的源极连接第二NMOS的源极、运算放大器的反相输入 端以及所述第二过电流子检测电路中的第二比较器的正极输入端,第二NMOS的栅极连接 所述过电流保护电路中的电荷泵,第二NMOS的漏极连接电压输出节点、所述第二过电流检 测子电路中的第二电阻的一端以及所述使能电路中的第四电阻的一端; 在所述第一过电流检测子电路中,第三NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电 荷泵,第三NMOS的漏极连接电压输入节点,第三NMOS的源极连接运算放大器的同相输入端 及第四NMOS的漏极,运算放大器的输出端连接第四NMOS的栅极,第四NMOS的源极连接第 一电阻的一端及第一比较器的正极输入端,第一电阻的另一端接地,第一比较器的负极输 入端连接第三开关的一端及第四开关的一端,第三开关的另一端连接输出第一参考电压的 节点,第四第开关的另一端连接输出第二参考电压的节点,第一比较器的输出端连接所述 过电流保护电路中的或门电路的第一输入端; 在所述第二过电流检测子电路中,第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、及第二开 关的第一端,第三电阻的另一端连接第二开关的第二端、参考电流源的一端以及第二比较 器的负极输入端,参考电流源的另一端连接电压输入节点,第二比较器的输出端连接第二 开关的第三端及所述过电流保护电路中的或门电路的第二输入端; 在所述使能电路中,第四电阻的另一端连接第五电阻的一端及第一开关的第一端,第 五电阻的另一端连接第一开关的第二端、第六电阻的一端以及第三比较器的负极输入端, 第六电阻的另一端接地,第三比较器的正极输入端连接输出第三参考电压的节点,第三比 较器的输出端连接第一开关的第三端、第二比较器的使能输入端、以及反相器的输入端,反 相器的输出端连接第一比较器的使能输入端; 在所述过电流保护电路中,或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端,逻辑控制 电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。
【专利摘要】本发明公开了一种过电流检测电路、方法、负载开关及便携式设备,其中,所述过电流检测电路包括:第一过电流检测子电路及第二过电流检测子电路;其中,所述第一过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测;所述第二过电流检测子电路,配置为当开关电路输出端的电压小于设置的阈值时,对所述开关电路进行过电流检测。
【IPC分类】G01R19/00, H03K17/08, H02H3/08
【公开号】CN104883162
【申请号】CN201410075056
【发明人】李茂旭, 郑石德
【申请人】快捷半导体(苏州)有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月27日
【公告号】US20150244164
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