本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种短路保护电路。
背景技术：
在电路中，当接有负载的电源回路发生短路时，不仅会导致供电电源或负载发生损坏，而且可能会引发安全事故，因此，为了避免上述危险情况的发生，通常会在电源回路中设置短路保护电路，用于在电源回路发生短路时切断电源以实现短路保护。
然而，现有的短路保护电路大多采用电流取样的方法来检测电源回路是否发生短路，这样就需要在每个接有负载的电源回路中均设置采样单元，这样导致整个短路保护电路所占用的空间较大，成本较高，不利于产品小型化设计。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种短路保护电路，旨在解决现有的短路保护电路所存在的占用空间较大，成本较高，不利于产品小型化设计的问题。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种短路保护电路，所述短路保护电路连接在电源模块的正输出端与负输出端之间，所述电源模块用于为负载供电，所述短路保护电路还与所述负载连接，所述短路保护电路包括：
稳压模块，与所述电源模块连接，所述稳压模块用于将所述电源模块输出的第一直流电转换为第二直流电；
短路检测模块，与所述电源模块和所述稳压模块连接，所述短路检测模块用于基于与所述第一直流电相关的第一电压和与所述第二直流电相关的第二电压检测电源回路是否发生短路，在所述电源回路发生短路时输出短路保护信号；
控制模块，与所述短路检测模块、所述负载及所述电源模块的负输出端连接，所述控制模块用于基于所述短路保护信号断开所述电源模块与所述负载之间的供电链路，以控制所述电源模块停止为所述负载供电。
进一步的，所述短路检测模块包括：保护电压采样单元、基准电压生成单元及电压比较单元；
所述保护电压采样单元的输入端与所述电源模块的正输出端连接，所述保护电压采样单元的输出端与所述电压比较单元的第一输入端连接，所述保护电压采样单元用于基于所述第一直流电输出所述第一电压；
所述基准电压生成单元的输入端与所述稳压模块的正输出端连接，所述基准电压生成单元的输出端与所述电压比较单元的第二输入端连接，所述基准电压生成单元用于基于所述第二直流电输出所述第二电压；
所述电压比较单元用于将所述第一电压与所述第二电压进行比较，当所述第一电压小于所述第二电压时识别为电源回路发生短路，输出短路保护信号。
进一步的，所述稳压模块的正输入端与所述电源模块的正输出端连接；
所述稳压模块包括：第一电容、稳压芯片及第二电容；
所述第一电容的第一端与所述稳压芯片的正输入脚共接作为所述稳压模块的正输入端，所述第一电容的第二端与所述稳压芯片的负输入脚共接于地，所述稳压芯片的输出脚与所述第二电容的第一端共接作为所述稳压模块的正输出端，所述第二电容的第二端接地。
进一步的，所述保护电压采样单元包括：恒流源、第一电阻及第二电阻；
所述恒流源的第一端为所述保护电压采样单元的输入端，所述恒流源的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端共接作为所述保护电压采样单元的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
进一步的，所述基准电压生成单元包括：第三电阻和第四电阻；
所述第三电阻的第一端为所述基准电压生成单元的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端共接作为所述基准电压生成单元的输出端，所述第四电阻的第二端接地。
进一步的，所述电压比较单元包括：运算放大器；
所述运算放大器的反相输入端和同相输入端分别为所述电压比较单元的第一输入端和第二输入端，所述运算放大器的输出端为所述电压比较单元的输出端。
进一步的，所述控制模块的输入端与所述电压比较单元的输出端连接，所述控制模块的第一控制端与所述负载连接，所述控制模块的第二控制端与所述电源模块的负输出端连接；所述控制模块包括：开关驱动芯片、第五电阻及开关管；
所述开关管的高电位端为所述控制模块的第一控制端，所述开关管的低电位端为所述控制模块的第二控制端，所述开关管的控制端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述开关驱动芯片的输出脚连接，所述开关驱动芯片的使能脚为所述控制模块的输入端，所述开关驱动芯片的电源脚与所述电源模块的正输出端连接，所述开关驱动芯片的地脚接地。
进一步的，所述控制模块的输入端与所述电压比较单元的输出端连接，所述控制模块的第一控制端与所述负载连接，所述控制模块的第二控制端与所述电源模块的负输出端连接；所述控制模块包括：主控芯片、开关驱动芯片、第五电阻及开关管；
所述主控芯片的电源脚与所述稳压模块的正输出端连接，所述主控芯片的地脚接地，所述主控芯片的电路工作状态反馈脚为所述控制模块的输入端，所述主控芯片的控制信号输出脚与所述开关驱动芯片的使能脚连接，所述开关驱动芯片的电源脚与所述电源模块的正输出端连接，所述开关驱动芯片的地脚接地，所述开关管的高电位端为所述控制模块的第一控制端，所述开关管的低电位端为所述控制模块的第二控制端，所述开关管的控制端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述开关驱动芯片的输出脚连接。
进一步的，所述开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极、栅极及源极分别为所述开关管的高电位端、控制端及低电位端。
进一步的，所述开关管为NPN型三级管，所述NPN型三级管的集电极、基极及发射极分别为所述开关管的高电位端、控制端及低电位端。
本实用新型实施例提供的短路保护电路包括稳压模块、短路检测模块及控制模块，通过稳压模块将电源模块输出的第一直流电转换为第二直流电，通过短路检测模块基于与第一直流电相关的第一电压和与第二直流电相关的第二电压检测电源回路是否发生短路，在电源回路发生短路时输出短路保护信号，通过控制模块基于短路保护信号断开电源模块与负载之间的供电链路，以控制电源模块停止为负载供电。本实用新型实施例只需将短路保护电路连接在电源模块的正输出端和负输出端之间，便可实现对整个电路中所有电源回路的短路情况的检测，无需在每个电源回路分别连接检测回路，从而简化了电路结构，节约了成本，使得短路保护电路所占的空间减小，利于产品小型化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；
图2是本实用新型另一实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种短路保护电路的电路原理图；
图4是本实用新型另一实施例提供的一种短路保护电路的电路原理图；
图5是本实用新型再一实施例提供的一种短路保护电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，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。
请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图。如图1所示，一种短路保护电路1，连接在电源模块2的正输出端与负输出端之间，电源模块2的负输出端接地。电源模块2用于为负载3供电，短路保护电路1还与负载3连接，短路保护电路1包括：稳压模块11、短路检测模块12及控制模块13。其中：
稳压模块11与电源模块2连接，稳压模块11用于将电源模块2输出的第一直流电VCC1转换为第二直流电VDD1。
短路检测模块12与电源模块2和稳压模块11连接，短路检测模块12用于基于与第一直流电VCC1相关的第一电压和与第二直流电VDD1相关的第二电压检测电源回路是否发生短路，在电源回路发生短路时输出短路保护信号。
其中，电源回路具体指连接有负载的电源回路。负载可以是实际应用中的任一用电设备。
控制模块13与短路检测模块12、负载3及电源模块2的负输出端连接，控制模块13用于基于短路保护信号断开电源模块2与负载3之间的供电链路，以控制电源模块2停止为负载3供电。
在本实用新型实施例中，短路检测模块12具体用于在检测到第一电压小于第二电压时识别为电源回路发生短路，此时，短路检测模块12输出短路保护信号。短路检测模块12还用于在检测到第一电压大于第二电压时识别为电源回路处于正常工作状态，此时，短路检测模块12输出正常工作信号。控制模块13还用于基于该正常工作信号导通电源模块2与负载3之间的供电链路，以控制电源模块2为负载3供电。
请参阅图2，图2是本实用新型另一实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图。如图2所示，相对于上一实施例，本实施例中的短路检测模块12包括：保护电压采样单元121、基准电压生成单元122及电压比较单元123。其中：
保护电压采样单元121的输入端与电源模块2的正输出端连接，保护电压采样单元121的输出端与电压比较单元123的第一输入端连接，保护电压采样单元121用于基于第一直流电VCC1输出第一电压。
基准电压生成单元122的输入端与稳压模块11的正输出端连接，基准电压生成单元122的输出端与电压比较单元123的第二输入端连接，基准电压生成单元122用于基于第二直流电VDD1输出第二电压。
电压比较单元123用于将第一电压与第二电压进行比较，当第一电压小于第二电压时识别为电源回路发生短路，输出短路保护信号；当第一电压大于第二电压时识别为电源回路处于正常工作状态，输出正常工作信号。
请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的一种短路保护电路的电路原理图。如图3所示，作为本实用新型一实施例，稳压模块11的正输入端与电源模块2的正输出端连接；稳压模块11包括：第一电容C1、稳压芯片U1及第二电容C2。
第一电容C1的第一端与稳压芯片U1的正输入脚VIN共接作为稳压模块11的正输入端，第一电容C1的第二端与稳压芯片U1的负输入脚VSS共接于地，稳压芯片U1的输出脚VOUT与第二电容C2的第一端共接作为稳压模块11的正输出端，第二电容C2的第二端接地。
作为本实用新型一实施例，保护电压采样单元121包括：恒流源A、第一电阻R1及第二电阻R2。
恒流源A的第一端为保护电压采样单元121的输入端，恒流源A的第二端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端共接作为保护电压采样单元121的输出端，第二电阻R2的第二端接地。
需要说明的是，在本实用新型实施例中，保护电压采样单元121输出的第一电压的值与电源模块2是否输出第一直流电VCC1相关，而与电源模块2所输出的第一直流电VCC1的电压大小无关。
具体的，当电源回路未发生短路时，电源模块2有电压输出，即电源模块2输出的第一直流电VCC1的电压值不为0，此时，保护电压采样单元121输出的第一电压的值根据恒流源A的电流值及第二电阻R2的阻值确定，由于恒流源A的电流值及第二电阻R2的阻值均是恒定的，因此，在电源模块2有电压输出的情况下，无论电源模块2输出的第一直流电VCC1的电压值为多少，保护电压采样单元121输出的第一电压的值均不变，也就是说，保护电压采样单元121输出的第一电压的值不受电源模块2输出的第一直流电VCC1的电压值的影响，因此，本实用新型实施例提供的短路保护电路可以适用于不同的电源电路中，适用范围广。在实际应用中，电源模块2输出的第一直流电VCC1的电压可以根据实际需求设置，此处不做限制。例如第一直流电VCC1的电压可以为12V(伏特)或24V或36V等。
当电源回路发生短路时，电源模块2没有电压输出，即电源模块2输出的第一直流电VCC1的电压值为0，此时，保护电压采样单元121输出的第一电压下降为0。
作为本实用新型一实施例，基准电压生成单元122包括：第三电阻R3和第四电阻R4。
第三电阻R3的第一端为基准电压生成单元122的输入端，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端共接作为基准电压生成单元122的输出端，第四电阻R4的第二端接地。
在本实用新型实施例中，电压比较单元123包括：运算放大器U2。
作为本实用新型一实施例，运算放大器U2的反相输入端和同相输入端分别为电压比较单元123的第一输入端和第二输入端，运算放大器U2的输出端为电压比较单元123的输出端。在本实施例中，当第一电压大于第二电压时，运算放大器U2输出低电平信号，当第一电压小于第二电压时，运算放大器U2输出高电平信号。也就是说，在本实施例中，电压比较单元123输出的短路保护信号为高电平信号，电压比较单元123输出的正常工作信号为低电平信号。
作为本实用新型另一实施例，运算放大器U2的同相输入端为电压比较单元123的第一输入端，运算放大器U2的反相输入端为电压比较单元123的第二输出端(图中未示出)。当第一电压大于第二电压时，运算放大器U2输出高电平信号，当第一电压小于第二电压时，运算放大器U2输出低电平信号。也就是说，在本实施例中，电压比较单元123输出的短路保护信号为低电平信号，电压比较单元123输出的正常工作信号为高电平信号。
在本实用新型实施例中，控制模块13的输入端与电压比较单元123的输出端连接，控制模块13的第一控制端与负载3连接，控制模块13的第二控制端与电源模块2的负输出端连接。
作为本实用新型一实施例，如图3所示，控制模块3包括：开关驱动芯片U3、第五电阻R5及开关管Q1。开关管Q1的高电位端为控制模块13的第一控制端，开关管Q1的低电位端为控制模块13的第二控制端，开关管Q1的控制端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与开关驱动芯片U3的输出脚OUT1连接，开关驱动芯片U3的使能脚EN为控制模块13的输入端，开关驱动芯片U3的电源脚VCC与电源模块2的正输出端连接，开关驱动芯片U3的地脚GND接地。
作为本实用新型另一实施例，如图4所示，控制模块3包括：主控芯片U4、开关驱动芯片U3、第五电阻R5及开关管Q1。主控芯片U4的电源脚VDD与稳压模块11的正输出端连接，主控芯片U4的地脚GND接地，主控芯片U4的电路工作状态反馈脚IN2为控制模块3的输入端，主控芯片U4的控制信号输出脚OUT2与开关驱动芯片U3的使能脚EN连接，开关驱动芯片U3的电源脚VCC与电源模块2的正输出端连接，开关驱动芯片U3的地脚GND接地，开关管Q1的高电位端为控制模块13的第一控制端，开关管Q1的低电位端为控制模块13的第二控制端，开关管Q1的控制端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与开关驱动芯片U3的输出脚OUT1连接。
作为本实用新型再一实施例，如图5所示，控制模块3包括：主控芯片U4、开关驱动芯片U3、第五电阻R5、开关管Q1及继电器K。主控芯片U4的电源脚VDD与稳压模块11的正输出端连接，主控芯片U4的地脚GND接地，主控芯片U4的电路工作状态反馈脚IN2为控制模块3的输入端，主控芯片U4的控制信号输出脚OUT2与开关驱动芯片U3的使能脚EN连接，开关驱动芯片U3的电源脚VCC与电源模块2的正输出端连接，开关驱动芯片U3的地脚GND接地，开关管Q1的高电位端与继电器K的第二通电端连接，继电器K的第一通电端与稳压模块11的正输出端连接，继电器K的第一控制端为控制模块13的第一控制端，继电器K的第二控制端与开关管Q1的低电位端共接作为控制模块13的第二控制端，开关管Q1的控制端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与开关驱动芯片U3的输出脚OUT1连接。
在实际应用中，开关管Q1可以为NMOS管，NMOS管的漏极、栅极及源极分别为开关管Q1的高电位端、控制端及低电位端。
开关管Q1还可以为NPN型三级管，NPN型三级管的集电极、基极及发射极分别为开关管Q1的高电位端、控制端及低电位端。
以下结合具体工作原理对本实用新型实施例提供的短路保护电路进行详细说明，具体如下：
参见图3至图5，当连接有负载3的电源回路未发生短路时，电源模块2为负载3供电，使负载3处于工作状态，同时稳压芯片U1将电源模块2输出的第一直流电VCC1转换为第二直流VDD1。在电源回路未发生短路时，恒流源A提供一个不随第一直流电VCC1的电压变化的恒定电流，通过设置该恒定电流的值，使正常工作状态下运算放大器U2的反相输入端的电压大于其同相输入端的电压，由此，运算放大器U2输出低电平。在图3中，开关驱动芯片U3若检测到运算放大器U2输出低电平，则识别为电源回路处于正常工作状态，未发生短路情况，此时，开关驱动芯片U3输出高电平信号使开关管Q1导通，以使电源模块2为负载3正常供电。在图4中，主控芯片U4若检测到运算放大器U2输出低电平，则识别为电源回路处于正常工作状态，未发生短路情况，此时主控芯片U4输出导通控制信号，开关驱动芯片U3接收到导通控制信号时输出高电平信号使开关管Q1导通，以使电源模块2为负载3正常供电。进而在图5中，当开关管Q1导通后，继电器K的线圈通电，将继电器K中的开关吸合，从而导通了电源模块2与负载3之间的供电链路，电源模块2为负载3正常供电。
当电源回路发生短路时，恒流源A不输出电流，此时运算放大器U2的反相输入端的电压会下降至0，而由于稳压芯片U1的输出脚VOUT接有第二电容C2，第二电容C2两端的电压不会突变，即稳压芯片U1输出的第二直流电VDD1的电压不会立即下降，此时，运算放大器U2的反相输入端的电压小于其同相输入端的电压，由此，运算放大器U2输出高电平。在图3中，开关驱动芯片U3若检测到运算放大器U2输出高电平，则识别为电源回路发生短路，此时，开关驱动芯片U3输出低电平信号使开关管Q1关断，以使电源模块2停止为负载3供电。在图4中，主控芯片U4若检测到运算放大器U2输出高电平，则识别为电源回路发生短路，此时，主控芯片U4输出关断控制信号，开关驱动芯片U3接收到关断控制信号时输出低电平信号使开关管Q1关断，以控制电源模块2停止为负载3供电。进而在图5中，当开关管Q1关断后，继电器K的线圈未通电，继电器K中的开关断开，从而断开了电源模块2与负载3之间的供电链路，电源模块2停止为负载3正常供电。
以上可以看出，本实用新型实施例提供的短路保护电路包括稳压模块、短路检测模块及控制模块，通过稳压模块将电源模块输出的第一直流电转换为第二直流电，通过短路检测模块基于与第一直流电相关的第一电压和与第二直流电相关的第二电压检测电源回路是否发生短路，在电源回路发生短路时输出短路保护信号，通过控制模块基于短路保护信号断开电源模块与负载之间的供电链路，以控制电源模块停止为负载供电。本实用新型实施例只需将短路保护电路连接在电源模块的正输出端和负输出端之间，便可实现对整个电路中所有电源回路的短路情况的检测，无需在每个电源回路分别连接检测回路，从而简化了电路结构，节约了成本，使得短路保护电路所占的空间减小，利于产品小型化设计。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。