电源保护电路以及电源装置

技术领域

本发明涉及电源保护技术领域，特别是涉及一种电源保护电路以及电源装置。

背景技术

电源装置可作为终端的供电装置，为负载提供正常工作所需要的电压和电流，为了提高供电安全和可靠性通常在电源装置与负载之间增加保护电路，然而相关技术中，保护电路通常为通过对输出电流进行采样得到采样电流并将采样电流与基准值进行比较。在采样电流大于基准值时，识别输出电流过大，并进行过流保护。由于输出电流通常需要经过采样和滤波操作后与基准值进行比较，即在输出电流发生变化不能及时与基准值进行比较，导致过流保护的时机相对滞后，进而导致保护电路的保护速度变慢，影响了保护电路的性能，可靠性不高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电源保护电路以及电源装置，旨在解决现有技术中如何在电流异常时实现快速响应的问题。

一种电源保护电路，应用于电源装置中，所述电源装置包括电源电路以及处理电路；所述电源保护电路电性连接于所述电源电路和所述处理电路之间，包括电流采样模块、基准值设置模块以及比较模块；所述电流采样模块电性连接于所述电源电路和所述比较模块之间，用于对所述电源电路输出的工作电流进行采样并得到采样电流，并将所述采样电流提供给所述比较模块；所述基准值设置模块与所述比较模块电性连接，用于提供基准值给所述比较模块；所述比较模块与所述电流采样模块、所述基准值设置模块以及所述处理电路电性连接；所述比较模块用于比较所述采样电流与所述基准值，并在所述采样电流大于所述基准值时输出保护信号给所述处理电路；所述电源保护电路还包括电压采样模块以及微分模块；所述电压采样模块电性连接于所述电源电路和所述微分模块之间；所述电压采样模块用于对所述工作电压进行采样并将所述采样电压提供给所述微分模块；所述微分模块电性连接于所述电压采样模块和所述比较模块之间，且与所述基准值设置模块电性连接；所述微分模块用于在所述采样电流异常且所述采样电压同步变化时根据所述采样电压的变化值下拉所述基准值，使得所述比较模块比较所述采样电流与下拉后的所述基准值，以以在所述采样电流未大于所述基准值时提前输出所述保护信号。

此外，为了实现上述目的，本发明还提出一种电源装置，包括包括电源电路、电源保护电路以及处理电路；所述电源保护电路电性连接于所述电源电路和所述处理电路之间；所述电源保护电路包括：

电流采样模块，与所述电源电路电性连接；所述电流采样模块用于对所述电源电路输出的工作电流进行采样并得到采样电流；

基准值设置模块，用于提供基准值；

比较模块，与所述电流采样模块、所述基准值设置模块以及所述处理电路电性连接；所述比较模块用于比较所述采样电流与所述基准值，并在所述采样电流大于所述基准值时输出保护信号给所述处理电路；

电压采样模块，与所述电源电路电性连接，用于对所述工作电压进行采样；以及

微分模块，电性连接于所述电压采样模块和所述比较模块之间，且与所述基准值设置模块电性连接；所述微分模块用于在所述采样电流异常且所述采样电压同步变化时根据所述采样电压的变化值下拉所述基准值，使得所述比较模块比较所述采样电流与下拉后的所述基准值，以在所述采样电流未大于所述基准值时提前输出所述保护信号。

上述电源保护电路以及电源装置，通过所述电压采样模块以及所述微分模块在所述采样电流和所述采样电压同步异常时，所述微分模块根据所述采样电压的变化值将所述基准值设置模块提供的所述基准值进行下拉，所述比较模块将所述采样电流与下拉后的所述基准值进行比较，可在所述采样电流未大于所述基准值时提前输出所述保护信号，以提高所述保护信号的输出速度，进而提高所述电源保护电路的保护速度，优化了所述电源保护电路的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明较佳实施方式的电源装置的模块示意图。

图2为图1中第一实施方式的所述基准值设置模块、所述比较模块以及所述微分模块的电路示意图。

图3为图2中第二实施方式的所述基准值设置模块、所述比较模块以及所述微分模块的电路示意图。

图4为图2中第三实施方式的所述基准值设置模块、所述比较模块以及所述微分模块的电路示意图。

主要元件符号说明

电源装置                        1

电源电路                        10

电源保护电路                    20

处理电路                        40

电流采样模块                    21

基准值设置模块                  23，23a，23b，23c

比较模块                        24

电压采样模块                    26

微分模块                        28，28a，28b

采样电流输出端                  211

采样电压输出端                  261

控制输出端                      243

比较器                           241

第一电容                         C1

第二电容                         C2

电压源                           DC

第一分压电阻                     R1

第二分压电阻                     R2

第三分压电阻                     R3

基准稳压器                       231

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图对本发明的电源保护电路以及电源装置的具体实施方式进行说明。

请参阅图1，其为电源装置1的示意图。在本发明的至少一个实施方式中，所述电源装置1作为供电装置，其可以应用在个人计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、游戏机、交互式网络电视(Internet ProtocolTelevision,IPTV)、智能式穿戴式设备、导航装置等等的可移动设备，也可以为台式电脑、服务器、数字电视等等的固定设备。

所述电源装置1包括电源电路10、电源保护电路20以及处理电路40。

所述电源电路10用于输出工作电压和/或工作电流。在本发明的至少一个实施方式中，所述电源电路10可以为开关电源，其用于将交流电进行转换后输出所述工作电压和/或所述工作电流。在其他实施方式中，所述电源电路10也可以为电池等储能元件，其用于将直流电进行转换后输出所述工作电压和/或所述工作电流。

所述电源保护电路20电性连接于所述电源电路10和处理电路40之间。所述电源保护电路20用于对所述工作电流进行采样得到采样电流，并在所述采样电流大于基准值时输出保护信号给所述处理电路40。所述电源保护电路20包括电流采样模块21、基准值设置模块23以及比较模块24。

所述电流采样模块21电性连接于所述电源电路10和所述比较模块24之间。所述电流采样模块21用于对所述电源电路10输出的所述工作电流进行采样并得到所述采样电流，并将所述采样电流提供给所述比较模块24。

所述基准值设置模块23与所述比较模块24电性连接，用于提供所述基准值给所述比较模块24。

所述比较模块24与所述电流采样模块21、所述基准值设置模块23以及所述处理电路40电性连接。所述比较模块24用于比较所述采样电流与所述基准值。在所述采样电流大于所述基准值时，则识别所述工作电流过大，所述比较模块24输出所述保护信号给所述处理电路40。在所述采样电流小于等于所述基准值时，则识别所述工作电流正常，所述比较模块24输出常规指示信号给所述处理电路40。其中，所述保护信号与所述常规指示信号互不相同。在本发明的至少一个实施方式中，所述保护信号可以为低电平信号，所述常规指示信号可以为高电平信号。在其他实施方式中，所述保护信号也可以为第一高电平信号，所述常规指示信号可以为第二高电平信号。

由于所述电流采样模块21中存在滤波电路，即所述采样电流经过采样和滤波操作后提供给所述比较模块24，使得在所述采样电流发生变化时所述比较模块24无法及时识别到所述采样电流发生变化，进而导致所述保护信号的输出速度变慢，所述电源保护电路20的保护速度变慢，影响了所述电源保护电路20的性能。

所述电源保护电路20还用于对所述工作电压进行采样得到采样电压，并在所述采样电流异常时所述采样电压同步变化，且根据所述采样电压的变化下拉所述基准值。相较于现有技术中所述比较模块24接收到的所述基准值恒定不变的情况，在本发明的至少一个实施方式中，所述电源保护电路20在所述采样电流和所述采样电压同步异常时根据所述采样电压的变化下拉所述基准值，使得所述比较模块24更快的产生所述保护信号。所述电源保护电路20进一步包括电压采样模块26以及微分模块28。

所述电压采样模块26电性连接于所述电源电路10和所述微分模块28之间。所述电压采样模块26用于对所述工作电压进行采样并将所述采样电压提供给所述微分模块28。

所述微分模块28电性连接于所述电压采样模块26和所述比较模块24之间，且与所述基准值设置模块23电性连接。所述微分模块28用于在所述采样电流异常时根据所述采样电压的变化值下拉所述基准值。所述基准值的下拉程度与所述采样电压的变化值呈正比。在本发明的至少一个实施方式中，所述微分模块28可以至少包括一个电容。

所述比较模块24比较异常的所述采样电流和下拉后的所述基准值。在所述采样电流大于下拉后的所述基准值时，则识别所述工作电流过大，所述比较模块24输出提前所述保护信号给所述处理电路40。即，所述比较模块24在所述采样电流未大于所述基准值时提前输出所述保护信号给所述处理电路40。

所述处理电路40与所述比较模块24电性连接。所述处理电路40用于在接收到所述保护信号时执行保护操作，并在接收到常规指示信号时执行常规操作。在本发明的至少一个实施方式中，所述处理电路40可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Centralprocessingunit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。在本发明的至少一个实施方式中，所述保护操作可以为控制所述电源电路10停止输出所述工作电压和/或所述工作电流。在其他实施方式中，所述保护操作也可以为其他保护方式，例如切断所述电源电路10与其他模块之间的电性连接。

上述所述电源保护电路20以及电源装置1，通过所述电压采样模块26以及所述微分模块28在所述采样电流和所述采样电压同步异常时，所述微分模块28根据所述采样电压的变化值将所述基准值设置模块提供的所述基准值进行下拉，所述比较模块24将所述采样电流与下拉后的所述基准值进行比较，可在所述采样电流未大于所述基准值时提前输出所述保护信号，以提高所述保护信号的输出速度，进而提高所述电源保护电路20的保护速度，优化了所述电源保护电路20的性能。

实施方式一

请一并参阅图2，其为第一实施方式的所述基准值设置模块23a、所述比较模块24以及所述微分模块28a的电路示意图。所述基准值设置模块23包括电压源DC、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2。在本实施方式中，所述电压源DC为直流电压源。所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2串联连接于所述电压源DC的正向输入端和反向输入端之间。

所述比较模块24包括比较器241。所述比较器241的第一输入端与所述电流采样模块21的采样电流输出端211电性连接，以接收所述采样电流。所述比较器241的第二输入端通过第一结点N1电性连接在所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2之间，以接收所述基准值。所述比较器241的输出端通过控制输出端243与所述处理电路40电性连接。

所述微分模块28a包括第一电容C1。所述第一电容C1的一端与所述电压采样模块26的采样电压输出端261电性连接，另一端通过所述第一结点N1与所述比较器241的第二输入端电性连接。

所述微分模块28a的工作原理如下：

在所述采样电流输出端211输出的所述采样电流异常时，在所述采样电压输出端261输出的所述采样电压减小，进而导致所述第一电容C1的一端的电压减小，根据所述第一电容C1的电气特性，其需要保持两端的电压不变，进而所述第一电容C1将所述第一结点N1的电压降低，使得所述比较器241的第二输入端接收到的所述基准值降低。由于所述比较器241在所述采样电流达到下拉后的所述基准值时即可通过所述控制输出端243输出所述保护信号给所述处理电路40，即在所述采样电流未达到所述基准值时即可输出所述保护信号，因此，可提高所述保护信号的输出速度，提高所述电源保护电路20的保护速度，优化了所述电源保护电路20的性能。

在所述采样电流输出端211输出的所述采样电流正常时，在所述采样电压输出端261输出的所述采样电压对所述第一电容C1充电，并不会对所述第一结点N1的电压造成影响，进而保证了在所述采样电流输出端211输出的所述采样电流正常时，所述比较模块24根据所述基准值判断所述采样电流是否异常。

实施方式二

请一并参阅图3，其为第二实施方式的所述基准值设置模块23a、所述比较模块24以及所述微分模块28b的电路示意图。所述基准值设置模块23a包括电压源DC、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2。在本实施方式中，所述电压源DC为直流电压源。所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2串联连接于所述电压源DC的正向输入端和反向输入端之间。

所述比较模块24包括比较器241。所述比较器241的第一输入端与所述电流采样模块21的采样电流输出端211电性连接，以接收所述采样电流。所述比较器241的第二输入端通过第一结点N1电性连接在所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2之间，以接收所述基准值。

所述微分模块28b包括第一电容C1和第二电容C2。所述第一电容C1和所述第二电容C2并联连接。所述第一电容C1的一端与所述电压采样模块26的采样电压输出端261电性连接，另一端通过所述第一结点N1与所述比较器241的第二输入端电性连接。同理，所述第二电容C2的一端与所述电压采样模块26的采样电压输出端261电性连接，另一端通过所述第一结点N1与所述比较器241的第二输入端电性连接。

在本实施方式中，所述微分模块28b的工作原理与所述微分模块28a的工作原理一致，在此不再赘述。

实施方式三

请一并参阅图4，其为第三实施方式的所述基准值设置模块23b、所述比较模块24以及所述微分模块28c的电路示意图。所述基准值设置模块23b包括电压源DC、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3以及基准稳压器231。在本实施方式中，所述电压源DC为直流电压源。所述第一分压电阻R1的一端与所述电压源DC的正向输入端电性连接，所述第一分压电阻R1的另一端通过第一结点N1与所述比较模块24电性连接。所述第二分压电阻R2和所述第三分压电阻R3串联连接于所述第一结点N1和所述电压源DC的反向输入端之间。所述基准稳压器231的第一端与所第一结点N1电性连接，所述基准稳压器231的第二端与所述电压源DC的反向输入端电性连接，所述基准稳压器231的第三端电性连接于所述第二分压电阻R2和所述第三分压电阻R3之间。所述基准稳压器231用于提供稳定的所述基准值给所述比较模块24。

所述比较模块24包括比较器241。所述比较器241的第一输入端与所述电流采样模块21的采样电流输出端211电性连接，以接收所述采样电流。所述比较器241的第二输入端通过第一结点N1电性连接在所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2之间，以接收所述基准值。

所述微分模块28包括第一电容C1和第二电容C2。所述第一电容C1和所述第二电容C2串联连接。所述第一电容C1的一端与所述电压采样模块26的采样电压输出端261电性连接，另一端通过所述第二电容C2和所述第一结点N1与所述比较器241的第二输入端电性连接。所述第二电容C2的一端与所述第一电容C1的一端电性连接，另一端通过所述第一结点N1与所述比较器241的第二输入端电性连接。

在本实施方式中，所述微分模块28c的工作原理与所述微分模块28a的工作原理基本一致，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。