温度保护电路及电子设备的制作方法

本实用新型属于电路技术领域，尤其涉及一种温度保护电路及电子设备。

背景技术：

目前电子设备内部一般设置电源转换芯片，用于进行电压转换(比如将10 伏的直流电转换成5伏的直流电)。若电子设备在工作过程中出现短路或者电子设备处于高温环境下等各种因素，会导致电源转换芯片的温度急剧上升，从而损坏电源转换芯片，因此必须设置温度保护电路以保护电源转换芯片。现在一般仅在电源转换芯片的输出端设置温度保护装置，用于当电源转换芯片的温度过高时，控制电源转换芯片停止输出电能。这样仅能防止电子设备内的其他元件被烧坏，但此时电源转换芯片输入端仍然与上级电源电连接，使得电源转换芯片本身存在安全隐患。

鉴于以上弊端，实有必要提供一种温度保护电路及电子设备以克服以上缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种温度保护电路及电子设备，能够对电子设备内的电源转换芯片进行温度保护。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种温度保护电路，包括检测电路、控制电路及主控开关电路；检测电路通过控制电路与主控开关电路电连接；检测电路用于检测电源转换芯片的温度变化，并输出与温度变化相关的采样电压。控制电路用于根据采样电压输出控制信号；主控开关电路与电源转换芯片输入端及上级电源电连接，用于根据控制信号控制电源转换芯片输入端与上级电源的导通或断开，使得当电源转换芯片的温度超过温度阈值时，主控开关电路控制电源转换芯片输入端与上级电源断开。

进一步地，检测电路包括串联在系统源电压与接地端之间的热敏电阻及固定电阻；热敏电阻与固定电阻之间具有采样输出端，用于输出采样电压；采样输出端与控制电路电连接。

进一步地，当热敏电阻为负温度系数热敏电阻时，热敏电阻与系统源电压电连接，固定电阻与接地端电连接。

进一步地，当热敏电阻为正温度系数热敏电阻时，热敏电阻与接地端电连接，固定电阻与系统源电压电连接。

进一步地，控制电路包括第一控制模块；所述第一控制模块与电源设备器电连接，用于当电子设备与外接电源电连接，电子设备依靠电源设备器提供电能时工作；第一控制模块包括第一比较器、第一二极管、第一电子开关及第一电阻；第一比较器包括正输入端、负输入端及输出端；第一比较器的正输入端接收电源设备器的参考电压，第一比较器的负输入端接收采样电压，第一比较器的输出端与第一二极管的负极电连接；第一二极管的正极通过第一电子开关与主控开关电路电连接。第一电阻的输入端接收电源设备器的参考电压，第一电阻的输出端与第一电子开关电连接，用于给第一电子开关提供工作电压；电源设备器的参考电压等于当电源转换芯片的温度为温度阈值时采样输出端的电压。

进一步地，第一电子开关为N型金属氧化物半导体，其包括栅极、源极及漏极；第一电子开关的栅极与第一二极管的正极及第一电阻的输出端电连接，第一电子开关的源极与主控开关电路电连接，第一电子开关的漏极接地。

进一步地，第一控制模块还包括第一新增电子开关及第一新增电阻；第一电子开关通过第一新增电子开关与主控开关电路电连接；第一新增电阻的输入端接收电源设备器的参考电压，第一新增电阻的输出端与第一新增电子开关电连接，用于给第一新增电子开关提供工作电压。

进一步地，第一电子开关及第一新增电子开关均为N型金属氧化物半导体，其包括栅极、源极及漏极；第一电子开关的栅极与第一二极管的正极及第一电阻的输出端电连接，第一电子开关的源极与第一新增电子开关的栅极及第一新增电阻的输出端电连接，第一电子开关的漏极接地；第一新增电子开关的源极与主控开关电路电连接，第一新增电子开关的漏极接地。

进一步地，第一控制模块还包括第二新增电阻；第二新增电阻的输入端接收电源设备器的参考电压，第二新增电阻的输出端与第一二极管的负极电连接，用于防止第一二极管反向击穿，以保护第一二极管。

进一步地，控制电路包括第二控制模块；第二控制模块与电池电连接，用于当电子设备与外接电源断开，电子设备依靠电池提供电能时工作；第二控制模块包括第二比较器、第二二极管、第二电子开关及第二电阻；第二比较器包括正输入端、负输入端及输出端；第二比较器的正输入端接收电池的参考电压，第二比较器的负输入端接收采样电压，第二比较器的输出端与第二二极管的负极电连接；第二二极管的正极通过第二电子开关与主控开关电路电连接；第二电阻的输入端接收电池的参考电压，第二电阻的输出端与第二电子开关电连接，用于给第二电子开关提供工作电压；电池的参考电压等于当电源转换芯片的温度为温度阈值时采样输出端的电压。

进一步地，第二电子开关为N型金属氧化物半导体场效应管，包括栅极、源极及漏极；第二电子开关的栅极与第二二极管的正极及第二电阻的输出端电连接，源极与主控开关电路电连接，漏极接地。

进一步地，第二控制模块还包括第二新增电子开关及第三新增电阻；第二电子开关通过第二新增电子开关与主控开关电路电连接；第三新增电阻的输入端接收电源设备器的参考电压，第三新增电阻的输出端与第二新增电子开关电连接，用于给第二新增电子开关提供工作电压。

进一步地，第二电子开关及第二新增电子开关均为N型金属氧化物半导体，其包括栅极、源极及漏极；第二电子开关的栅极与第二二极管的正极及第二电阻的输出端电连接，第二电子开关的源极与第二新增电子开关的栅极及第三新增电阻的输出端电连接，第二电子开关的漏极接地；第二新增电子开关的源极与主控开关电路电连接，第二新增电子开关的漏极接地。

进一步地，第一控制模块还包括第四新增电阻；第四新增电阻的输入端接收电源设备器的参考电压，第四新增电阻的输出端与第二二极管的负极电连接，用于防止第二二极管反向击穿，以保护第二二极管。

进一步地，主控开关电路包括第三电子开关及分压电阻。第三电子开关与第一电子开关及/或第二电子开关电连接；分压电阻的输入端接收系统源电压，分压电阻的输出端与第三电子开关电连接，用于给第三电子开关提供工作电压。

进一步地，第三电子开关为P型金属氧化物半导体，其包括栅极、源极及漏极；第三电子开关的栅极与第一电子开关的源极及/或第二电子开关的源极及分压电阻的输出端电连接，第三电子开关的源极与电源转换芯片电连接，第三电子开关的漏极与电源转换芯片的上级电源电连接。本实用新型还提供一种电子设备，其包括上述温度保护电路及电源转换芯片；温度保护电路与电源转换芯片输入端及上级电源电连接，用于当电源转换芯片的温度超过温度阈值时，控制电源转换芯片输入端与上级电源断开。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种温度保护电路及电子设备的有益效果在于：当电源转换芯片的温度超过温度阈值时，控制电源转换芯片输入端与上级电源断开，从而有效对电源转换芯片进行温度保护。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的温度保护电路的结构框图。

图2为图1的温度保护电路的电路图。

图3为图1的温度保护电路的检测电路的另一实施例的电路图。

图4为本实用新型第二实施例的温度保护电路的电路图。

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，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1及图2所示，本实用新型第一实施例提供的一种温度保护电路100，用于对电子设备内的电源转换芯片进行温度保护，其包括检测电路10、控制电路20及主控开关电路30。

检测电路10通过控制电路20与主控开关电路30电连接。检测电路10用于检测电源转换芯片的温度变化，并输出与温度变化相关的采样电压。控制电路20用于根据检测电路10的采样电压输出控制信号。主控开关电路30与电源转换芯片输入端402及上级电源401(比如电源适配器)电连接，用于根据控制电路20的控制信号控制电源转换芯片输入端402与上级电源401的导通与断开，使得当电源转换芯片的温度超过一温度阈值(即正常温度与非正常温度之间的临界温度)时，控制电源转换芯片输入端402与上级电源401断开；当电源转换芯片的温度小于温度阈值时，控制电源转换芯片输入端402与上级电源401导通。

具体的，检测电路10包括串联在系统源电压Vsys与接地端之间的热敏电阻11及固定电阻12。由于热敏电阻11能够根据温度变化而改变其自身的阻值，因此当电源转换芯片的温度发生变化时，其热量会辐射至热敏电阻11，使得热敏电阻11的阻值发生变化，导致热敏电阻11上的压降发生变化。热敏电阻11与固定电阻12之间具有一采样输出端Vout，通过采样输出端Vout的电压就能检测电源转换芯片的温度变化。所述采样输出端Vout与所述控制电路 20电连接。

在本实施例中，热敏电阻11为负温度系数热敏电阻，其阻值随温度的升高而增大。此时，热敏电阻11与系统源电压Vsys电连接，固定电阻12与接地端电连接。

在某些实施例中，如图3所示，热敏电阻11也可为正温度系数热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。此时，热敏电阻11与接地端电连接，固定电阻12 与系统源电压Vsys电连接。

控制电路20包括第一控制模块21及第二控制模块22。第一控制模块21 与电源设备器电连接，用于当电子设备与外接电源电连接，电子设备依靠电源设备器提供电能时工作。第二控制模块22与电池电连接，用于当电子设备与外接电源断开，电子设备依靠电池提供电能时工作。

第一控制模块21包括第一比较器211、第一二极管212、第一电子开关213 及第一电阻215。第一比较器211包括正输入端211a、负输入端211b及输出端 211c。第一比较器211的正输入端211a接收电源设备器的参考电压ADA-REF。第一比较器211的负输入端211b与采样输出端Vout电连接，用于接收采样电压。第一比较器211的输出端211c与第一二极管212的负极电连接。第一二极管212的正极通过第一电子开关213与主控开关电路30电连接。具体的，第一电子开关213为N型金属氧化物半导体(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS) 场效应管，其包括栅极(Gate，G极)、源极(Source，S极)及漏极(Drain， D极)。第一电子开关213的G极与第一二极管212的正极电连接，S极与主控开关电路30电连接，D极接地。第一电阻215的输入端接收电源设备器的参考电压ADA-REF，输出端与第一电子开关213的G极电连接，用于给第一电子开关213提供工作电压。其中，电源设备器的参考电压ADA-REF根据系统源电压Vsys及热敏电阻11的参数进行设计，其等于当电源转换芯片的温度为温度阈值时采样输出端Vout的电压。

第二控制模块22包括第二比较器221、第二二极管222、第二电子开关223 及第二电阻225。第二比较器221包括正输入端221a、负输入端221b及输出端 221c。第二比较器221的正输入端221a接收电池的参考电压BAT-REF。第二比较器221的负输入端221b与采样输出端Vout电连接，用于接收采样电压。第二比较器221的输出端221c与第二二极管222的负极电连接。第二二极管 222的正极通过第二电子开关223与主控开关电路30电连接。具体的，第二电子开关223为NMOS场效应管，其包括G极、S极及D极。第二电子开关223 的G极与第二二极管222的正极电连接，S极与主控开关电路30电连接，D极接地。第二电阻225的输入端接收电池的参考电压BAT-REF，第二电阻225的输出端与第二电子开关213的G极电连接，用于给第二电子开关213提供工作电压。其中，电池的参考电压BAT-REF根据系统源电压Vsys及热敏电阻11的参数进行设计，其等于当电源转换芯片的温度为温度阈值时采样输出端Vout的电压。

主控开关电路30包括第三电子开关31及分压电阻32。在本实施例中，第三电子开关31为P型金属氧化物半导体(P-Metal-Oxide-Semiconductor，PMOS) 场效应管，其包括G极、S极及D极。第三电子开关31的G极与第一电子开关214的S极及第二电子开关224的S极电连接，第三电子开关31的S极与电源转换芯片输入端402电连接，第三电子开关31的D极与电源转换芯片的上级电源电连接。分压电阻32的输入端接收系统源电压Vsys，输出端与第三电子开关31的G极电连接，用于给第三电子开关31提供工作电压。

温度保护电路100的工作过程如下：当电子设备采用电源设备器提供电能时，(1)若电源转换芯片的温度小于温度阈值(即处于正常范围)，则第一比较器211的负输入端的电压小于电源设备器的参考电压ADA-REF，此时第一比较器211的输出端211c输出高电平，第一二极管212截止，第一电子开关 213的G极为第一电阻215的输出端的电压(即高电平)，使得第一电子开关 213的S极和D极断开，此时第三电子开关31的G极为高电平，第三电子开关31的S极和D极导通，从而将电源转换芯片输入端402与上级电源导通，使得电源转换芯片能正常工作。(2)若电源转换芯片的温度大于温度阈值(即处于非正常范围)，热敏电阻11的阻值变化，进而引起第一比较器211的负输入端211b的电压变化，使得第一比较器211的负输入端211b的电压大于电源设备器的参考电压ADA-REF，此时第一比较器211的输出端211c输出低电平，第一二极管212导通，第一二极管212的正极为低电平，第一电子开关213的 G极为低电平，使得第一电子开关213的S极和D极导通，此时第二电子开关 214的G极为低电平，使得第二电子开关214的S极和D极导通，此时第三电子开关31的G极为低电平，第三电子开关31的S极和D极断开，从而将电源转换芯片输入端402与上级电源401断开，使得电源转换芯片停止工作。同理，当电子设备采用电池提供电能时，第二控制模块22开始工作，且其工作过程与上述工作过程相同。

与现有技术相比较，上述实施例提供的温度保护电路，当电源转换芯片的温度超过温度阈值时，将电源转换芯片输入端与上级电源断开，从而对电源转换芯片进行温度保护。

如图4所示，本实用新型第二实施例提供的温度保护电路200包括检测电路210、控制电路220及主控开关电路230。其中，检测电路210的电路结构与检测电路10相同，包括串联在系统源电压Vsys与接地端之间的热敏电阻11a 及固定电阻12a。主控开关电路230的电路结构与主控开关电路30相同，包括第三电子开关231及分压电阻232。

控制电路220的电路结构与控制电路20不同。具体的，控制电路220包括第一控制模块221及第二控制模块222。第一控制模块221不仅包括第一比较器2211、第一二极管2212、第一电子开关2213、第一电阻2215，还包括第一新增电子开关2214、第一新增电阻2216及第二新增电阻2217。

第一比较器211包括正输入端2211a、负输入端2211b及输出端2211c。第一比较器2211的正输入端2211a接收电源设备器的参考电压ADA-REF。第一比较器2211的负输入端2211b与采样输出端Vout电连接，用于接收采样电压。第一比较器2211的输出端2211c与第一二极管2212的负极电连接。第一二极管2212的正极通过第一电子开关2213与主控开关电路30电连接。具体的，第一电子开关2213及第一新增电子开关2214均为NMOS场效应管，其包括G 极、S极及D极。第一电子开关2213的G极与第一二极管2212的正极电连接，S极与第一新增电子开关2214的G极电连接，D极接地。第一新增电子开关2214的S极与主控开关电路230电连接，D极接地。第一电阻2215的输入端接收电源设备器的参考电压ADA-REF，输出端与第一电子开关2213的G极电连接，用于给第一电子开关2213提供工作电压。第一新增电阻2216的输入端接收电源设备器的参考电压ADA-REF，输出端与第一新增电子开关2214的 G极电连接，用于给第一新增电子开关2214提供工作电压。第二新增电阻2217 的输入端接收电源设备器的参考电压ADA-REF，输出端与第一二极管2212的负极电连接，用于防止第一二极管2212反向击穿，以保护第一二极管2212。其中，电源设备器的参考电压ADA-REF根据系统源电压Vsys及热敏电阻11a 的参数进行设计，其等于当电源转换芯片的温度为温度阈值时采样输出端Vout 的电压。

第二控制模块222不仅包括第二比较器2221、第二二极管2222、第二电子开关2223及第二电阻2225，还包括第二新增电子开关2224、第三新增电阻2226 及第四新增电阻2227。第二比较器2221包括正输入端2221a、负输入端2221b 及输出端2221c。第二比较器2221的正输入端2221a接收电池的参考电压BAT- REF。第二比较器2221的负输入端2221b与采样输出端Vout电连接，用于接收采样电压。第二比较器2221的输出端2221c与第二二极管2222的负极电连接。第二二极管2222的正极通过第二电子开关2223与主控开关电路30电连接。具体的，第二电子开关2223及第二新增电子开关2224均为NMOS场效应管，其包括G极、S极及D极。第二电子开关2223的G极与第二二极管2222 的正极电连接，S极与第二新增电子开关2224的G极电连接，D极接地。第二新增电子开关2224的S极与主控开关电路30电连接，D极接地。第二电阻 2225的输入端接收电池的参考电压BAT-REF，第二电阻2225的输出端与第二电子开关2223的G极电连接，用于给第二电子开关2223提供工作电压。第三新增电阻2226的输出端与第二新增电子开关2224的G极电连接，用于给第二新增电子开关2224提供工作电压。第四新增电阻2227的输入端接收电源设备器的参考电压ADA-REF，输出端与第二二极管2222的负极电连接，用于防止第二二极管2222反向击穿，以保护第二二极管2222。其中，电池的参考电压 BAT-REF根据系统源电压Vsys及热敏电阻11a的参数进行设计，其等于当电源转换芯片的温度为温度阈值时采样输出端Vout的电压。

温度保护电路200的工作过程如下：当电子设备采用电源设备器提供电能时，(1)若电源转换芯片的温度小于温度阈值(即处于正常范围)，则第一比较器2211的负输入端的电压小于电源设备器的参考电压ADA-REF，此时第一比较器2211的输出端2211c输出高电平，第一二极管2212截止，第一电子开关2213的G极为第一电阻2215的输出端的电压(即高电平)，使得第一电子开关2213的S极和D极断开，此时第二电子开关2214的G极为高电平，使得第二电子开关2214的S极和D极断开，第二电子开关2214的S极为高电平，使得第三电子开关231的G极为高电平，第三电子开关231的S极和D极导通，从而将电源转换芯片输入端402与上级电源导通，使得电源转换芯片能正常工作。(2)若电源转换芯片的温度大于温度阈值(即处于非正常范围)，热敏电阻11a的阻值变化，进而引起比较器2211的负输入端211b的电压变化，使得第一比较器2211的负输入端2211b的电压大于电源设备器的参考电压 ADA-REF，此时第一比较器2211的输出端2211c输出低电平，第一二极管2212 导通，第一二极管2212的正极为低电平，第一电子开关2213的G极为低电平，使得第一电子开关2213的S极和D极导通，此时第二电子开关2214的G极为低电平，使得第二电子开关2214的S极和D极导通，第二电子开关2214的 S极为低电平，使得第三电子开关231的G极为低电平，第三电子开关231的 S极和D极断开，从而将电源转换芯片输入端402与上级电源401断开，使得电源转换芯片停止工作。同理，当电子设备采用电池提供电能时，第二控制模块222开始工作，且其工作过程与上述工作过程相同。

本实用新型第三实施例提供的一种电子设备，其包括上述温度保护电路 100及电源转换芯片。温度保护电路100与电源转换芯片输入端402及上级电源401电连接，用于当电源转换芯片的温度超过温度阈值时，将电源转换芯片输入端402与上级电源401断开。

与现有技术相比较，上述实施例提供的电子设备，当电源转换芯片的温度超过温度阈值时，温度保护电路控制电源转换芯片输入端与上级电源断开，从而对电源转换芯片进行温度保护。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。