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