过电流保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是有关于一种过电流保护装置，且特别是有关于一种适用于升压转换器的过电流保护装置。
【背景技术】
[0002]现今的移动装置3C产品，大部分都已有支持通用串行总线(Universal SerialBus，USB)的运行(On-The-Go，OTG)接口，因此具备供电给其它USB装置的能力。虽然目前众多的装置中，供电能力大部分都足以应付，但特例的像是USB Hub或是3G dongle等产品。这类制造商通常都会在内部设计一颗大电容值的电容，以提供后端装置稳定的电压。
[0003]然而，上述电容负载对于移动电子装置(以手机为例)内部的转换器而言却是一大负担，在使用上通常会容易遇到以下几种状况:第一点，当使用者将外部装置插入手机时，手机却无法动作的情形。以图1为例，图1为转换器的负载电流(1_)、输出端电压(Vout)与时间⑴的波形图。更具体而言，由于手机中的电容负载在初始无电压的状态下具有极低的阻抗，当外部装置于时间点tl插入手机时，手机中的转换器为了对手机内的电容负载充电而产生较大的负载电流Imad，如图1所示，进而导致输出端电压Vtot产生掉压，并触发到转换器的短路保护电压VSCP，故转换器于时间点t2切断输出端电压VOTT，导致手机无法动作。
[0004]第二点，当使用者将外部装置插入手机时，手机会黑屏关机。以图2为例，图2为转换器的负载电流(1_)、系统电压(Vsystem)与时间⑴的波形图。更具体来说，当外部装置插入时，为了对手机内的负载电容供电而产生较大的负载电流Il_，导致输出端电压Vmjt掉过深。此时，转换器为提供后端装置足够的能量，因此会不断地往前端系统电压Vsystem抽取电流，导致过电流发生，如图2所示的时间点t3。此外，假如手机中的转换器的过电流保护(Over Current Protect1n，OCP)不够快速时，就会发生输出电流超过预设电流保护值Iumit却仍没有进行过电流保护的状况。此时当手机本身内部的电池电压又偏低，因而将系统电压Vsystem拉到低于预设电压准位UVL0，导致手机瞬间黑屏关机。由此可见，上述问题可能导致装置毁损，同时造成使用者在操作上产生极大的不便利。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种适用于升压转换器的过电流保护装置，其中使用者通过过电流保护装置上的控制操作下，有效达到限流的功效，并同时具备有短路保护的功能，以此提升整体装置上的使用寿命，也可增加使用者操作上的便利性。
[0006]本实用新型的一种过电流保护装置，连接于供电装置与电容负载之间，所述过电流保护装置包括升压转换器以及控制电路。升压转换器连接至供电装置与电容负载，所述升压转换器将供电装置所提供的电源转换成负载电流传输至电容负载。控制电路连接至升压转换器与电容负载，所述控制电路侦测升压转换器的输出端电压，并依据侦测结果以控制升压转换器的导通状态，其中所述控制电路在升压转换器的输出端电压大于第一预设电压下，则调整升压转换器的输出端电流为定电流，并持续一预设时间。在持续所述预设时间后，所述控制电路判断输出端电压是否大于第二预设电压。所述控制电路在输出端电压大于第二预设电压下，则切换升压转换器为正常操作模式；以及所述控制电路在输出端电压小于第二预设电压下，则切换升压转换器为短路保护模式，其中所述第一预设电压大于所述第二预设电压。
[0007]基于上述，本实用新型提出一种过电流保护装置，其中通过改变转换器的控制流程来实现其限流功效，除了能够解决将插入外部装置时手机本身发生无法动作或黑屏关机等问题，且同时兼具过电流保护及短路保护的能力，也能够有效提升使用者操作上的便利性。
[0008]为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0009]图1所示为一种升压转换器的负载电流、输出端电压与时间的波形图；
[0010]图2所示为一种升压转换器的负载电流、系统电压与时间的波形图；
[0011]图3所示为本实用新型一实施例的一种过电流保护装置的方块图；
[0012]图4所示为图3中本实用新型一实施例的一种过电流保护装置的内部电路图；
[0013]图5所示为图4中本实用新型一实施例一种限流器的内部电路图；
[0014]图6所示为本实用新型一实施例的一种过电流保护的方法流程图；
[0015]图7所示为本实用新型一实施例的一种过电流保护装置的输出端电压、输出端电流的波形图；
[0016]图8所示为本实用新型另一实施例的一种过电流保护装置的输出端电压、输出端电流的波形图。
【具体实施方式】
[0017]现将详细参考本实用新型的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。
[0018]图3所示为本实用新型一实施例的一种过电流保护装置的方块图。请参考图3，过电流保护装置100连接于供电装置140与电容负载160之间，其中包括升压转换器(boostconverter) 110以及控制电路120。升压转换器110连接至供电装置140与电容负载160。控制电路120连接至升压转换器110以及电容负载160。在本实施例中，过电流保护装置100与供电装置140可以实施于各类型具有USB传输接口的移动电子装置中，例如是手机、笔记本电脑等等，并由供电装置140提供的电源转换成负载电流Ium及系统电压Vsystem，而电容负载则配置于同样具有USB接口的外部装置中，但不以此为限制。下文中移动电子装置将以手机为例进行说明。
[0019]继续参考图3，升压转换器110用以将供电装置140所提供的电源转换出负载电流1_传输至电容负载160，以对电容负载160进行充电。控制电路120用以侦测升压转换器110的输出端电压Vtot，并控制升压转换器110的导通状态。更具体来说，当使用者将外部装置插入手机时，控制电路120即侦测到升压转换器110的输出端电压Vott下降，并判断升压转换器110的输出端电压Vtot的电压准位是否低于预设电压，以决定是否对负载电流Ium进行限流。在本实施例中，控制电路120可以实体电路来实现，例如是多个比较器与逻辑电路的组合，但并不以此为限制。为了更进一步说明过电流保护装置100的运作状态，底下将参考图4进行更详细地说明。
[0020]图4所示为图3中本实用新型一实施例的一种过电流保护装置的内部电路图。请参考图4，升压转换器110包括开关Ml以及开关M2，开关Ml并联于供电装置140与电容负载160之间，而开关M2则串联于供电装置140与电容负载160之间。在本实施例中，开关 Ml、开关 M2 都以场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,M0SFET)加以实施，但不以此为限制。
[0021]继续参考图4，当使用者将外部装置插入手机时，则可判定输出是否有短路或是过电流的现象发生，此时即可开始执行保护流程。更具体来说，控制电路(未绘示出)即开始侦测升压转换器110的输出端电压Vtot的准位变化，并会判断升压转换器110的输出端电压Vott的准位是否下降至低于预设电压V x，以决定是否对于负载电流1_进行限流。若控制电路(未绘示)侦测到升压转换器110的输出端电压Vott低于预设电压V x时，则控制电路会关闭开关M1，并控制开关M2操作于线性区域(Linear mode)，使升压转换器110的输出端电流1t被限制于定电流I γ，以达到限流效果。
[0022]在另一实施例中，过电流保护装置还包括限流器130，连接于供电装置140与电容负载160之间的电流传输路径上，用以对于所述升压转换器110的输出端电流进行限流(容后于图5中作更详细的说明)。在本实施例中，限流器130除了可配置于升压转换器110与电容负载160之间，在其它实施例中，限流器130也可配置于供电装置140与升压转换器110之间，并不以此为限。