保护电路、启动电源设备及电瓶夹设备的制作方法

1.本技术涉及电子技术领域，尤其涉及一种保护电路、启动电源设备及电瓶夹设备。


背景技术：

2.目前，市场上大多数应急启动电源产品具备强制输出按键，用户通过操作强制输出按键能够强制启动应急启动电源，然而，在正负输出夹子短接的情况下，强制启动后可能会出现因用户误操作造成启动电源产生上千安的短路电流。如果不能快速切断短路电流就会导致启动电源损坏或烧毁，甚至会引发火灾造成财产受损、人员受伤等安全事件。


技术实现要素：

3.本技术的第一方面提供一种保护电路，所述保护电路包括电源连接端、负载连接端、开关模块、采样模块以及短路检测模块。所述开关模块和所述采样模块连接在所述电源连接端和所述负载连接端之间，其中，所述采样模块用于采样所述电源连接端和所述负载连接端之间预设位置的第一电信号。短路检测模块，用于获取所述第一电信号，并响应于所述第一电信号大于第一预设电信号阈值，生成第一控制信号，所述第一控制信号用于使所述开关模块断开所述电源连接端和所述负载连接端之间的连接。
4.本技术的第二方面提供一种启动电源设备，所述启动电源设备包括储能模块和上述第一方面所述的保护电路，其中，所述储能模块连接所述保护电路的电源连接端。
5.本技术的第三方面提供一种电瓶夹设备，所述电瓶夹设备包括连接端和上述第一方面所述的保护电路，其中，所述连接端用于连接启动电源设备。
6.本技术提供的保护电路，根据所述第一电信号来控制所述开关模块断开或持续导通，以使得所述开关模块响应于所述第一电信号大于所述第一预设电信号阈值，断开所述电源连接端和所述负载连接端之间的连接，从而能够快速切断短路电流，进而能够防止保护电路因短路而造成损坏。
附图说明
7.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1是本技术实施例提供的一种保护电路的功能模块示意图。
9.图2是本技术实施例提供的另一种保护电路的功能模块示意图。
10.图3是图2所示的保护电路的电流输出回路的电路结构示意图。
11.图4是图2所示的保护电路的一种短路检测模块的电路结构示意图。
12.图5是图2所示的保护电路的另一种短路检测模块的电路结构示意图。
13.图6是图2所示的保护电路的控制模块的电路结构示意图。
14.图7是图2所示的保护电路的报警模块的电路结构示意图。
15.图8是本技术实施例提供的一种启动电源设备的功能模块示意图。
16.图9是本技术实施例提供的一种电瓶夹设备的功能模块示意图。
17.主要元件符号说明
18.保护电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100
19.驱动电源模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
20.电源连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
21.电源正连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
bat+
22.电源负连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
bat-23.电流输出回路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110
24.负载连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
25.负载正连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
car+
26.负载负连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
car-27.开关模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
28.控制模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50
29.强制输出触发模块
ꢀꢀꢀꢀꢀ
51
30.采样模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
60
31.短路检测模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70、70'
32.连接节点
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
pgnd
33.供电端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
71、74
34.控制信号输出端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
73、75
35.电阻
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
r29、r30、r31、r4、r7、r10、
36.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
r11、r12、r13、r16、r25
37.采样电阻
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
j1
38.开关管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
q5、q7
39.检测信号输入端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
72、76
40.分压电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
701、77
41.分压节点
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
702、771
42.比较电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
78
43.比较器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
u2b
44.开关装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
41
45.开关驱动电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
42
46.报警模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
82
47.电磁式继电器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
k1
48.微控制模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
u2
49.显示报警单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
821
50.声音报警单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
822
51.电容
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
c5、c6、c14
52.接地点
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
gnd
53.电压源
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
vcc
54.稳压模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90
55.供电信号
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
vs
56.开关单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
703
57.发光二极管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
led2
58.喇叭
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
ls1
59.启动电源设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ160.储能模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200
61.电瓶夹设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ262.连接端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
300
63.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
64.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，不能理解为对本技术的限制。
65.除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本技术在说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施方式的目的，不是旨在限制本技术。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
66.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的一种保护电路的功能模块示意图。如图1所示，所述保护电路100包括电源连接端20、负载连接端30、开关模块40、采样模块60以及短路检测模块70。
67.所述电源连接端20用于与储能模块(图中未示)连接。所述负载连接端30用于与外部负载连接(图中未示)。其中，所述储能模块可以包括电池组件，所述外部负载可以包括汽车的电瓶。可以理解的是，所述储能模块包括但不限于铅酸电池、锂电池、超级电容等。
68.需要说明的是，本技术中的“连接”包括元器件之间实现传输电能的实体线路连接形式和/或无线连接形式。本技术中的“连接”可以包括直接连接或间接连接。以本技术实施例中的电源连接端连接开关模块为例，电源连接端可以直接连接开关模块，电源连接端也可以通过其它电路模块(例如二极管、保护电路、检测电路)间接连接开关模块，不影响开关模块实现电源连接端和负载连接端之间传输控制，上述实施方式均在本技术实施例的保护范围内。
69.在本实施例中，所述开关模块40和所述采样模块60均连接在所述电源连接端20和所述负载连接端30之间，其中，所述采样模块60用于采样所述电源连接端20和所述负载连接端30之间预设位置的第一电信号。
70.示例性地，预设位置可以包括所述电源连接端20和所述负载连接端30之间通路中的一段通路或一个节点，以预设位置包括预设的一段通路为例，第一电信号可以包括流经预设的一段通路的电流，或预设的一段通路两端的电压差值。
71.在本实施例中，所述采样模块60的第一连接端连接所述电源连接端20，所述采样
模块60的第二连接端连接所述负载连接端30，所述采样模块60用于对所述第一连接端和所述第二连接端之间的电信号进行采样，得到所述第一电信号。
72.示例性地，所述第一电信号包括第一电压或第一电流，在本技术实施例中，以所述第一电信号为第一电压为例，对本技术提供的保护电路100进行介绍。
73.在本实施例中，所述电源连接端20包括第一电源连接端和第二电源连接端，所述负载连接端30包括第一负载连接端和第二负载连接端。
74.在本实施例中，所述开关模块40和所述采样模块60连接于所述电源连接端20和所述负载连接端30之间，其中，所述采样模块60的第一连接端连接所述电源连接端20，所述采样模块60的第二连接端连接所述负载连接端30。示例性地，所述开关模块40连接于所述第一电源连接端和所述第一负载连接端之间，所述采样模块60的第一连接端连接所述第二电源连接端，所述采样模块60的第二连接端连接所述第二负载连接端。当然，在其他实施例中，所述开关模块40和所述采样模块60可以串联连接于所述第一电源连接端和所述第一负载连接端之间。所述采样模块60用于对所述第一连接端和所述第二连接端之间的电压值进行采样，得到第一电压。可以理解的是，所述第一连接端和所述第二连接端之间的电压值即为所述电源连接端20输出的电流流过所述采样模块60产生的压降。
75.在本实施例中，所述短路检测模块70连接所述采样模块60，所述短路检测模块70用于获取所述第一电信号，并响应于所述第一电信号大于第一预设电信号阈值，生成第一控制信号，所述第一控制信号用于使所述开关模块40断开所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接。在本实施例中，所述第一电信号为所述第一电压，所述第一预设电信号阈值为所述第一预设电压阈值。需要说明的是，所述第一电压的电压值与所述电源连接端输出的电流值成正比例对应关系，当所述电源连接端20输出的电流值等于预设电流阈值时，所述第一电压等于所述第一预设电压阈值。因此，可以根据所述第一电压的电压值判断所述保护电路100是否发生短路故障。在本实施例中，所述短路检测模块70响应于所述第一电压大于第一预设电压阈值，确定发生短路故障，并生成第一控制信号。
76.本技术提供的保护电路100，根据所述第一电信号来控制所述开关模块40断开或持续导通，以使得所述开关模块40响应于所述第一电信号大于所述第一预设电信号阈值，断开所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接，从而能够快速切断短路电流，进而能够防止保护电路100因短路而造成损坏。
77.图2是本技术实施例提供的另一种保护电路的功能模块示意图。请一同参阅图2-图3，在本实施例中，所述电源连接端20包括第一电源连接端和第二电源连接端，本实施例以所述第一电源连接端为电源正连接端bat+，所述第二电源连接端为电源负连接端bat-为例，对本技术提供的所述保护电路100进行介绍。所述第一电源连接端和所述第二电源连接端用于与所述储能模块的正极和负极一一对应连接。所述储能模块通过所述电源连接端20接入所述保护电路100中，从而通过所述开关模块40为所述外部负载供电。
78.所述负载连接端30包括第一负载连接端和第二负载连接端，本实施例以所述第一负载连接端为负载正连接端car+，所述第二负载连接端为负载负连接端car-为例，对本技术提供的保护电路100进行详细介绍。所述第一负载连接端和第二负载连接端用于与所述外部负载的正极和负极一一对应连接。示例性地，假设所述储能模块为电池组件，而所述外部负载为汽车电瓶，则所述电池组件通过所述电源连接端20接入所述保护电路100中，且所
述汽车电瓶接入所述负载连接端30中时，所述电池组件即可通过所述电源连接端20、所述开关模块40、所述负载连接端30以及采样模块60构成的所述电流输出回路110启动放电输出，即为所述汽车电瓶供电，这里也可以理解为所述电池组件给所述汽车电瓶充电，如此，在所述汽车电瓶的电量不足时，汽车也能被启动。
79.在本实施例中，所述保护电路100还包括控制模块50，所述控制模块50连接所述开关模块40和所述短路检测模块70，所述控制模块50用于获取所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号输出中断信号，所述中断信号用于使所述开关模块40断开所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接。
80.在本实施例中，当所述电源连接端20连接储能模块，且有外部负载连接至所述负载连接端30时，所述控制模块50还可以用于控制所述开关模块40导通所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接，使得所述储能模块能够通过所述保护电路100为所述外部负载供电。
81.在本实施例中，所述保护电路100还包括与所述控制模块50连接的强制输出触发模块51，所述强制输出触发模块51用于触发电源强制输出信号的生成。
82.进一步地，所述控制模块50用于根据所述强制输出触发模块51输出的电源强制输出信号，输出导通信号，所述导通信号用于使所述开关模块40导通所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接。使用时，所述强制输出触发模块51可供用户执行强制输出操作，使得所述控制模块50控制所述开关模块40闭合，从而使得所述负载连接端30带电。
83.进一步地，所述控制模块50还用于在输出所述导通信号之后，响应于所述第一控制信号，由输出所述导通信号切换为输出所述中断信号。使用时，用户对所述强制输出触发模块51执行强制输出操作后，使得所述第一负载连接端和所述第二负载连接端带电，此时，如果操作不当将所述第一负载连接端和所述第二负载连接端短接，所述电源连接端会输出非常大的短路电流，所述短路检测模块70响应于所述短路电流值大于所述预设电流阈值，向所述控制模块50输出所述第一控制信号，使得所述控制模块50由输出所述导通信号切换为输出所述中断信号，进而控制所述开关模块40断开所述电源连接端20与所述负载连接端30之间的连接，如此，能够防止保护电路100因短路而造成损坏。
84.在本实施例中，所述短路检测模块70还用于响应于所述第一电压小于或者等于所述第一预设电压阈值，输出第二控制信号给所述控制模块50，所述第二控制信号用于使得所述开关模块40持续导通所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接。所述控制模块50还用于在输出所述导通信号之后，响应于所述第二控制信号，继续输出所述导通信号，使得所述开关模块40持续导通所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接。可以理解的是，当所述第一电压小于或者等于所述第一预设电压阈值时，说明所述电源连接端20输出的电流值未超过所述预设电流阈值，即未发生短路故障，因此，所述控制模块50继续输出所述导通信号，使得所述开关模块40持续导通所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接。
85.在本实施例中，所述控制模块50还用于响应于所述电源强制输出信号，向所述短路检测模块70输出供电信号vs，以启动所述短路检测模块70来检测所述采样模块60输出的所述第一电信号。可以理解的是，当用户对所述强制输出触发模块51执行强制输出操作后，所述保护电路100容易发生短路故障，而在其他运行状态下不容易发生短路故障。因此，在
本实施例中，根据所述电源强制输出信号来启动所述短路检测模块70进行检测，能够节约能源。
86.所述控制模块50还用于响应于所述保护电路100的开机信号，向所述短路检测模块70输出所述供电信号vs。在一些实施例中，所述控制模块50还用于响应于休眠状态，暂停向所述短路检测模块70输出供电信号vs。示例性地，当在预设时间阈值内没有任何动作，所述保护电路100就会进入所述休眠状态，其中，所述动作包括但不限于执行强制输出操作或接入汽车电瓶。当然，在其他实施例中，所述控制模块50也可以自所述保护电路100开机后一直向所述短路检测模块70输出供电信号vs。所述供电信号vs具有稳定的电压值，例如电压值为5v。
87.在本实施例中，所述保护电路100还包括与所述电源连接端20连接的稳压模块90，所述稳压模块90用于通过所述电源连接端20接收所述储能模块的输入电压，并对所述输入电压进行电压转换以输出一稳定电压vcc，例如5v的直流电压，以给所述保护电路100的各个功能模块提供稳定的供电电压，例如，为所述控制模块50提供稳定的供电电压。其中，所述稳压模块90可采用dc-dc转换器或线性稳压器，例如低压差线性稳压器(low dropout regulator，ldo)。
88.在本实施例中，所述开关模块40包括开关装置41和开关驱动电路42。其中，所述开关装置41连接于所述电源连接端20和所述负载连接端30之间。在本实施例中，所述开关装置41连接于所述第一电源连接端和所述第一负载连接端之间。在其他实施例中，所述开关装置41也可以连接于所述第二电源连接端和所述第二负载连接端之间。所述开关装置41可采用电磁式继电器或者半导体功率器件，例如mosfet。在本实施例中，所述开关装置41采用电磁式继电器k1。
89.所述开关驱动电路42与所述开关装置41连接，所述开关驱动电路42用于实现所述开关装置41的导通或断开。具体地，所述控制模块50还与所述开关驱动电路42连接，所述控制模块50用于向所述开关驱动电路42输出所述导通信号，以通过所述开关驱动电路42来导通所述开关装置41，所述控制模块50还用于在接收到所述第一控制信号时，由输出所述导通信号切换为输出所述中断信号，以通过所述开关驱动电路42来断开所述开关装置41。
90.在本实施例中，所述保护电路100还包括驱动电源模块10，所述驱动电源模块10用于给所述开关模块40提供驱动电源。需要说明的是，所述开关模块40只有在接收所述驱动电源时，才能被所述控制模块50控制进行导通或关断。
91.在本实施例中，所述保护电路100还包括报警模块82，所述报警模块82包括显示报警模块，和/或，声音报警模块。其中，所述显示报警模块与所述控制模块50连接，所述控制模块50还用于响应于所述第一控制信号，输出报警信号，控制所述显示报警模块发光或显示信息来进行短路报警提示。
92.所述声音报警模块与所述控制模块50连接，所述控制模块50还用于响应于所述第一控制信号，输出报警信号，控制所述声音报警模块发出报警声音来进行短路报警提示。
93.下面将结合图3-图5对本实施例中的所述采样模块60以及所述短路检测模块70的电路结构以及工作原理进行详细地介绍。
94.请参阅图3，在一种实施例中，所述采样模块60包括采样电阻j1，其中，所述采样电阻j1的第一端1连接所述电源连接端20，所述采样电阻j1的第二端2连接所述负载连接端
30，所述采样电阻j1两端之间的电压值与所述电源连接端输出的电流值成正比例关系。显然，所述采样电阻j1两端之间的电压值为所述电源连接端20输出的电流流过所述采样电阻j1产生的压降。在本实施例中，所述采样电阻j1连接于所述第二电源连接端和所述第二负载连接端之间。显然，在本实施例中，所述第一电信号为所述第一电压，即为所述采样电阻j1两端之间的电压值。在其他实施例中，所述采样电阻j1也可以连接于所述第一电源连接端和所述第一负载连接端之间。在本实施例中，所述采样电阻j1包括电流采样电阻。除了选取专门的电流采样电阻，在另一种实施方式中，采样电阻j1可以包括所述电源连接端20和所述负载连接端30之间连接导线上选取的一段导线，例如，电源连接端20和负载连接端30之间连接导线上连接节点pgnd和接地点gnd之间的导线，作为采样电阻j1。
95.在一种实施例中，所述短路检测模块70包括第一检测信号输入端、第一控制信号输出端和开关单元。其中，所述第一检测信号输入端连接所述采样模块60。所述第一控制信号输出端用于输出所述第一控制信号。所述开关单元的第一端连接所述第一控制信号输出端，所述开关单元的第二端连接接地点，所述开关单元的控制端连接所述第一检测信号输入端。
96.一种示例，请参阅图4，所述短路检测模块70包括第一供电端71、第一检测信号输入端72、第一控制信号输出端73、第一分压电路701以及开关单元703。
97.在本实施例中，所述第一供电端71与所述控制模块50连接，用于接收所述供电信号vs。在本实施例中，所述第一检测信号输入端72通过连接节点pgnd连接所述采样模块60，用于接收所述采样模块60输出的所述第一电压，在本实施例中，所述第一电压即为所述连接节点pgnd的电压v
pgnd
。所述第一控制信号输出端73连接所述控制模块50，用于向所述控制模块50输出所述第一控制信号。所述第一分压电路701连接于所述第一供电端71和所述第一检测信号输入端72之间。所述开关单元703的第一端连接所述第一控制信号输出端73，所述开关单元703的第二端连接接地点gnd，所述开关单元703的控制端通过连接所述第一分压电路701的第一分压节点702以连接所述第一检测信号输入端72。
98.进一步地，所述分压电路701包括第一电阻r29和第二电阻r30。所述第一电阻r29的第一端连接所述第一供电端71，所述第一电阻r29的第二端连接所述第一分压节点702，所述第二电阻r30的第一端连接所述第一分压节点702，所述第二电阻r30的第二端连接所述第一检测信号输入端72。
99.进一步地，所述开关单元703包括开关管q7和电容c14，所述电容c14用于滤波，所述电容c14连接于所述第一分压节点702与所述接地点gnd之间。所述开关管q7的第一端3连接所述第一控制信号输出端73，所述开关管q7的第二端2连接所述接地点gnd，所述开关管q7的控制端1连接所述第一分压节点702。在本实施例中，所述开关管q7采用高电平导通的晶体管，例如nmos管或npn三极管。
100.工作时，当启动所述短路检测模块70检测所述第一电压v
pgnd
时，所述第一检测信号输入端72用于接收所述第一电压，所述第一分压电路701用于将所述供电信号vs的电压和所述第一电压v
pgnd
之间的电压差进行分压，并从所述第一分压节点702输出第二电压v
702
。所述开关单元703用于响应于所述第二电压v
702
大于第二预设电信号阈值，使所述第一控制信号输出端73和所述接地点gnd连接，并输出所述第一控制信号out_int给所述控制模块50，其中，所述第一控制信号out_int为低电平信号，所述第二预设电信号阈值即为第二
预设电压阈值。可以理解的是，由分压公式可知，vs、v
pgnd
以及v
702
三者之间满足以下公式：
[0101]v702
＝(vs-v
pgnd
)
×r30
/(r
30
+r
29
)
[0102]
其中，r
29
、r
30
分别为电阻r29、电阻r30的电阻值。
[0103]
为了便于理解所述采样模块60以及所述短路检测模块70的工作原理，本实施例还给出了如下示例：
[0104]
所述开关管q7采用三极管，当所述开关管q7的控制端1的电压大于0.7v时，所述开关管q7导通，从而使得所述第一控制信号输出端73和所述接地点gnd连接，因此，所述第二预设电压阈值即为0.7v。
[0105]
示例性地，假设，vs＝5v，所述预设电流阈值为1000a，所述采样电阻j1的电阻值r
j1
＝0.485mω，r
29
＝100kω，r
30
＝5kω。
[0106]
那么，可得出所述第一预设电压阈值为0.485v。若所述第一负载连接端和所述第二负载连接端发生短路，使得所述电源连接端输出的电流值大于所述预设电流阈值1000a(例如，1200a)，可得出所述第一电压值v
pgnd
＝0.582v。再由公式v
702
＝(vs-v
pgnd
)
×r30
/(r
30
+r
29
)，可得出v
702
＝0.792v》0.7v，因此，所述开关管q7导通，使所述第一控制信号输出端73和所述接地点gnd连接，并输出所述第一控制信号out_int给所述控制模块50。
[0107]
本技术的另一种实施例还提供了短路检测模块的另一种电路结构70'。所述短路检测模块70'包括第二检测信号输入端和比较电路，所述第二检测信号输入端连接所述采样模块60。所述比较电路用于接收所述第二检测信号输入端的电信号，以及响应于所述第二检测信号输入端的电信号大于基准电信号，输出所述第一控制信号。
[0108]
一种示例，如图5所示，所述短路检测模块70'包括第二供电端74、第二控制信号输出端75、第二检测信号输入端76、第二分压电路77以及比较电路78。
[0109]
在本实施例中，所述第二供电端74与所述控制模块50连接，用于接收所述供电信号vs。所述第二检测信号输入端76通过连接节点pgnd连接所述采样模块60，用于接收所述采样模块60输出的所述第一电压，在本实施例中，所述第一电压为所述连接节点pgnd的电压v
pgnd
。所述第二控制信号输出端75连接所述控制模块50。所述第二分压电路77连接于所述第二供电端74和所述接地点gnd之间，所述第二分压电路77包括第二分压节点771，所述第二分压节点771用于输出信号值为第三预设电信号阈值的电信号，在本实施例中，所述第三预设电信号阈值为第三预设电压阈值作为基准电信号，其中，所述第三预设电压阈值与所述预设电流阈值相对应。所述比较电路78用于接收所述第二检测信号输入端76的电信号，并接收所述第二分压节点771的电信号作为所述基准电信号，以及响应于所述第二检测信号输入端76的电信号大于所述基准电信号，输出所述第一控制信号out_int。具体地，在电路结构上，所述比较电路78包括正向输入端、反向输入端以及输出端，其中，所述正向输入端连接所述第二分压节点771，所述反向输入端连接所述第二检测信号输入端76，所述输出端连接所述第二控制信号输出端75，所述输出端用于响应于所述反向输入端的电压值大于所述正向输入端的电压值，输出所述第一控制信号out_int至所述第二控制信号输出端75。
[0110]
进一步地，所述第二分压电路77包括第三电阻r4和第四电阻r7，所述第三电阻r4的第一端连接所述第二供电端74，所述第三电阻r4的第二端连接所述第二分压节点771，所述第四电阻r7的第一端连接所述第二分压节点771，所述第四电阻r7的第二端连接所述接
地点gnd。
[0111]
进一步地，所述比较电路78包括比较器u2b。所述比较器u2b的正电源端连接所述第二供电端74，所述比较器u2b的负电源端连接所述接地点gnd，所述比较器u2b的输出端连接所述第二控制信号输出端75，其中，所述比较电路78的正向输入端为所述比较器u2b的正向输入端，所述比较电路78的反向输入端为所述比较器u2b的反向输入端，所述比较电路78的输出端为所述比较器u2b的输出端。
[0112]
进一步地，所述比较电路78的输出端还通过电阻r25连接所述比较器u2b的正电源端。
[0113]
在一些实施例中，比较电路78还包括rc滤波电路，所述rc滤波电路连接在所述第二检测信号输入端76和所述比较器u2b的反向输入端之间，用于对所述第一电压进行滤波。
[0114]
具体地，所述rc滤波电路包括电阻r11和电容c5，其中，所述电阻r11的第一端连接所述第二检测信号输入端76，所述电阻r11的第二端连接所述比较器u2b的反向输入端，所述电容c5的第一端连接所述比较器u2b的反向输出端，所述电容c5的第二端连接所述接地点gnd。
[0115]
请参阅图6，图6是本技术实施例中所述控制模块50的电路结构示意图。所述控制模块50包括微控制模块u2，其中，所述微控制模块u2可包括多个输入输出端口，所述控制模块50可通过所述多个输入输出端口与其他功能模块或外部设备进行通信以及信息交互，从而可实现所述保护电路100的连接、驱动和控制等功能。
[0116]
示例性地，所述微控制模块u2的电源端口vdd&avdd用于接收所述稳压模块90提供的稳定电压vcc、输出端口pb5用于向所述短路检测模块70输出所述供电信号vs、输入端口pb0/int0/an0用于所述接收所述短路检测模块70发出的第一控制信号out_int或所述第二控制信号、输出端口pa6/an5用于向所述开关模块40输出所述导通信号relay_en2或所述中断信号。
[0117]
请参阅图7，图7是本技术实施例中所述报警模块的电路结构示意图。
[0118]
如图7所示，在一种实施例中，所述显示报警模块和所述声音报警模块的功能集成于一个电路当中，在电路结构上对应于图7中的报警模块82。具体地，所述报警模块82包括开关管q5、显示报警单元821和声音报警单元822。其中，所述显示报警单元821包括发光二极管led2，所述声音报警单元822包括喇叭ls1。其中，所述开关管q5的控制端1通过电阻r12连接所述控制模块50，用于接收所述控制模块50输出的报警信号beep，所述开关管q5的控制端1还通过电阻r13连接所述接地点gnd。所述开关管q5的第一连接端2连接所述接地点gnd，所述发光二极管led2与所述喇叭ls1并联连接于电压源vcc与所述开关单元q1的第二连接端3之间。具体地，所述发光二极管led2的正极与所述电压源vcc连接，所述发光二极管led2的负极通过电阻r16连接至所述开关管q5的第二连接端3。所述喇叭ls1通过电阻r10连接至所述开关管q5的第二连接端3。所述开关管q5的第二连接端3还通过电容c6与所述电压源vcc连接。其中，所述电压源vcc由所述稳压模块90输出的稳定电压vcc来提供。
[0119]
在本实施方式中，所述开关管q5采用高电平导通的晶体管，例如nmos管或npn三极管。
[0120]
工作时，若所述保护电路100发生短路故障，所述控制模块50用于响应于所述第一控制信号out_int，输出所述报警信号beep，其中，所述报警信号beep为高电平信号，所述开
关管q5由于其控制端1接收到所述控制模块50输出所述报警信号beep(高电平信号)而进入导通状态，从而导通所述发光二极管led2和所述喇叭ls1所在的回路，使所述发光二极管led2发光以及使所述喇叭ls1发出报警声音，以提示所述保护电路100发生短路故障。
[0121]
本技术提供的所述保护电路100，通过所述短路检测模块70或70'输出的所述第一电压来控制所述开关模块40断开或持续导通，以使得所述控制模块50响应于所述第一电压大于所述第一预设电压阈值，输出中断信号控制所述开关模块40断开所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接，并及时地给用户提供短路故障的报警提示，以便用户及时排查处理短路故障。此外，本技术提供的保护电路100采用硬件电路(即短路检测模块70)来检测所述电源连接端20的输出电流，相较于传统的电流采样方式(通过软件采样)，不仅可以减少所述控制模块50的运算负担，还可以减少因软件运算带来的延时，从而使得所述保护电路100能够更加迅速地响应于短路故障，切断短路电流，能缩短短路电流的冲击时间，响应速度快、保护效果好。
[0122]
请参阅图8，本技术实施例还提供一种使用上述的保护电路100的启动电源设备1，所述启动电源设备1包括储能模块200和上述的保护电路100，其中，所述储能模块200连接所述保护电路100的电源连接端20。
[0123]
所述保护电路100的负载连接端30用于连接外部负载，例如连接汽车电瓶，当有汽车电瓶与所述负载连接端30正确连接时，所述储能模块200能够通过所述保护电路100为所述汽车电瓶进行充电，如此，在所述汽车电瓶的电量不足时，汽车也能被启动。
[0124]
本技术提供的所述启动电源设备1通过使用所述保护电路100，可根据所述第一电信号来控制所述开关模块40断开或持续导通，以使得所述开关模块40响应于所述第一电信号大于所述第一预设电信号阈值，断开所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接，从而能够快速切断短路电流，进而能够防止保护电路因短路而造成损坏。
[0125]
请参阅图9，本技术实施例还提供一种使用上述的保护电路100的电瓶夹设备2，所述电瓶夹设备2包括连接端300和上述的保护电路100，其中，所述连接端300用于连接启动电源设备。示例性地，所述电瓶夹设备2与所述启动电源设备可以通过所述连接端300可插拔连接，也可以固定连接，此处不做限定。
[0126]
所述保护电路100的负载连接端30用于连接外部负载，例如连接汽车电瓶，当有汽车电瓶与所述负载连接端30正确连接时，所述启动电源设备能够通过所述保护电路100为所述汽车电瓶进行充电，如此，在所述汽车电瓶的电量不足时，汽车也能被启动。
[0127]
本技术提供的所述电瓶夹设备2通过使用所述保护电路100，可根据所述第一电信号来控制所述开关模块40断开或持续导通，以使得所述开关模块40响应于所述第一电信号大于所述第一预设电信号阈值，断开所述电源连接端20和所述负载连接端30之间的连接，从而能够快速切断短路电流，进而能够防止保护电路因短路而造成损坏。
[0128]
以上所述为本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。