开关电源及其电压转换电路的保护电路、电子设备的制作方法

本公开涉及电子，特别涉及一种开关电源及其电压转换电路的保护电路、电子设备。

背景技术：

1、开关电源中通常包括电压转换电路(如，升压boost电路)，其能够将输入端接收到的电压转换(如，升压)后，通过输出端传输至负载，以为负载供电。

2、相关技术中，电压转换电路一般至少包括：耦接于输入端与输出端之间的电感，电感可以用于存储能量并释放能量，从而实现电压转换。并且，为了提高电压转换电路的工作可靠性和延长使用寿命，常设置保护电路来限制流经电感上的电流。例如，目前常见的保护电路通常是比较内部基准电流源提供的基准电流和对电感采样得到的电感电流产生保护信号，以限制电感电流最大值。

3、但是，因电感电流是一种随温度变化的电流，而基准电流一般是一种不随温度变化的零温度系数电流，故导致比较基准电流和电感电流时受温度影响较大，影响限制电感电流最大值的可靠性，进而导致无法可靠保护电压转换电路。

技术实现思路

1、提供了一种开关电源及其电压转换电路的保护电路、电子设备，可以解决相关技术中无法可靠保护电压转换电路的问题。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种电压转换电路的保护电路，所述电压转换电路分别与输入端、充放电端、开关控制端、输出端和下拉电源端耦接；所述保护电路包括：

3、电流产生电路，分别与所述输入端、所述下拉电源端和第一节点耦接，并用于基于所述输入端提供的输入信号和所述下拉电源端提供的下拉电源信号，在所述第一节点产生参考电流；

4、电流镜像电路，分别与所述输入端、所述下拉电源端、所述第一节点和参考电源端耦接，并用于基于所述输入信号和所述下拉电源信号，将在所述第一节点产生的参考电流镜像传输至所述参考电源端；

5、采样保护电路，分别与所述下拉电源端、所述充放电端、所述输出端、所述参考电源端和所述开关控制端耦接，并用于基于所述充放电端的电位、所述输出端提供的输出信号、所述下拉电源信号和所述参考电源端提供的参考电流，采样得到所述电压转换电路中串联于所述输入端与所述充放电端之间的电感上的电感电流，且基于所述电感电流和所述参考电流，向所述开关控制端传输开关控制信号，以控制所述下拉电源端与所述充放电端的通断；其中，所述参考电流与所述电感电流具有相同的温度系数。

6、可选的，所述电流产生电路包括：

7、第一电流产生子电路，分别与所述输入端、所述下拉电源端、所述第一节点和第二节点耦接，并用于基于所述输入信号和所述下拉电源信号，在所述第一节点和所述第二节点产生正温度系数电流；

8、第二电流产生子电路，分别与所述输入端、所述下拉电源端、所述第二节点和所述第一节点耦接，并用于基于所述输入信号、所述下拉电源信号和所述正温度系数电流，在所述第一节点产生负温度系数电流；

9、其中，所述参考电流为所述正温度系数电流与所述负温度系数电流之和。

10、可选的，所述第一电流产生子电路包括：

11、第一电流产生单元，分别与所述输入端、所述下拉电源端和第三节点耦接，并用于基于所述输入信号和所述下拉电源信号，在所述第三节点产生正温度系数电流；

12、第一电流镜像单元，分别与所述输入端、所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点耦接，并用于基于所述输入信号，将在所述第三节点产生的正温度系数电流镜像传输至所述第一节点和所述第二节点。

13、可选的，所述第一电流产生单元包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电流镜像单元包括：所述第一晶体管、所述第二晶体管、第七晶体管和第八晶体管；

14、所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极、所述第七晶体管的栅极和所述第八晶体管的栅极耦接，且均与所述第三节点耦接；所述第一晶体管的第一极、所述第二晶体管的第一极、所述第七晶体管的第一极和所述第八晶体管的第一极均与所述输入端耦接；所述第一晶体管的第二极与所述第一电阻的第一端耦接，所述第二晶体管的第二极与所述第二电阻的第一端耦接；所述第七晶体管的第二极与所述第二节点耦接，所述第八晶体管的第二极与所述第一节点耦接，所述第一电阻的第二端还与所述第三节点耦接；

15、所述第三晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极耦接，且均与所述第二电阻的第一端耦接；所述第三晶体管的第一极与所述第一电阻的第二端耦接，所述第四晶体管的第一极与所述第二电阻的第二端耦接；所述第三晶体管的第二极和所述第五晶体管的第一极耦接，所述第四晶体管的第二极和所述第六晶体管的第一极耦接；所述第五晶体管的栅极与所述第五晶体管的第一极耦接，所述第六晶体管的栅极与所述第六晶体管的第一极耦接；所述第五晶体管的第二极与所述第三电阻的第一端耦接，所述第六晶体管的第二极和所述第三电阻的第二端均与所述下拉电源端耦接；

16、其中，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第七晶体管和所述第八晶体管均为场效应管；所述第五晶体管和所述第六晶体管均为三极管。

17、可选的，所述第二电流产生子电路包括：

18、第二电流产生单元，分别与所述下拉电源端、所述第二节点和第四节点耦接，并用于基于所述下拉电源信号和所述第二节点的正温度系数电流，在所述第四节点产生负温度系数电流；

19、第二电流镜像单元，分别与所述输入端、所述第四节点和所述第一节点耦接，并用于基于所述输入信号，将在所述第四节点产生的负温度系数电流镜像传输至所述第一节点。

20、可选的，所述第二电流产生单元包括：第九晶体管、第十晶体管和第四电阻；所述第二电流镜像单元包括：第十一晶体管和第十二晶体管；

21、所述第九晶体管的栅极和所述第十晶体管的第一极耦接，且均与第四电阻的第一端耦接；所述第九晶体管的第一极和所述第十晶体管的栅极耦接，且均与所述第二节点耦接；所述第九晶体管的第二极和所述第四电阻的第二端均与所述下拉电源端耦接，所述第十晶体管的第二极与所述第四节点耦接；

22、所述第十一晶体管的栅极和所述第十二晶体管的栅极耦接，且均与所述第四节点耦接；所述第十一晶体管的第一极和所述第十二晶体管的第一极均与所述输入端耦接；所述第十一晶体管的第二极与所述第四节点耦接，所述第十二晶体管的第二极与所述第一节点耦接；

23、其中，所述第九晶体管为三极管；所述第十晶体管、所述第十一晶体管和所述第十二晶体管均为场效应管。

24、可选的，所述参考电源端包括：第一参考电源端和第二参考电源端；所述采样保护电路用于基于所述充放电端的电位、所述输出信号、所述下拉电源信号和所述第一参考电源端提供的参考电流，采样得到电感电流，基于所述电感电流和所述第二参考电源端提供的参考电流，向所述开关控制端传输开关控制信号；所述电流镜像电路包括：

25、第一电流镜像子电路，分别与所述第一节点、所述下拉电源端和所述第二参考电源端耦接，并用于基于所述下拉电源信号，将在所述第一节点产生的参考电流镜像传输至所述第二参考电源端；

26、第二电流镜像子电路，分别与所述第一节点、所述下拉电源端、所述输入端和所述第一参考电源端耦接，并用于基于所述输入信号和所述下拉电源信号，将在所述第一节点产生的参考电流镜像传输至所述第一参考电源端。

27、可选的，所述第一电流镜像子电路包括：第十三晶体管和第十四晶体管；所述第二电流镜像子电路包括：第十五晶体管、第十六晶体管和第十七晶体管；

28、所述第十三晶体管的栅极和所述第十四晶体管的栅极耦接，且均与所述第一节点耦接；所述第十三晶体管的第一极与所述第一节点耦接，所述第十四晶体管的第一极与所述第二参考电源端耦接；所述第十三晶体管的第二极和所述第十四晶体管的第二极均与所述下拉电源端耦接；

29、所述第十五晶体管的栅极与所述第一节点耦接，所述第十五晶体管的第一极与所述下拉电源端耦接，所述第十五晶体管的第二极与所述第十六晶体管的第二极耦接；所述第十六晶体管的栅极和所述第十七晶体管的栅极耦接，且均与所述第十六晶体管的第二极耦接；所述第十六晶体管的第一极和所述第十七晶体管的第一极均与所述输入端耦接；所述第十七晶体管的第二极与所述第一参考电源端耦接；

30、其中，所述第十三晶体管至所述第十七晶体管均为场效应管。

31、可选的，所述参考电源端包括：第一参考电源端和第二参考电源端；所述采样保护电路包括：

32、采样子电路，分别与所述第一参考电源端、所述下拉电源端、所述充放电端、所述输出端和输入节点耦接，并用于基于所述充放电端的电位、所述输出信号、所述下拉电源信号和所述第一参考电源端提供的参考电流，采样得到电感电流，且将所述电感电流镜像传输至所述输入节点；

33、第三电流镜像子电路，分别与所述第二参考电源端、所述输入端和所述输入节点耦接，并用于基于所述输入信号，将所述第二参考电源端提供的参考电流镜像传输至所述输入节点；

34、输出子电路，分别与所述输入节点和所述开关控制端耦接，并用于基于传输至所述输入节点的电感电流和参考电流，向所述开关控制端传输开关控制信号。

35、可选的，所述采样子电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第十八晶体管、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管、第二十二晶体管、第二十三晶体管、第二十四晶体管、第二十五晶体管、第二十六晶体管和第二十七晶体管；所述第三电流镜像子电路包括：第二十八晶体管和第二十九晶体管；所述输出子电路包括：反相器；

36、所述第五电阻的第一端与所述充放电端耦接，所述第六电阻的第一端和所述第八电阻的第一端耦接，且均与所述输出端耦接，所述第五电阻的第二端和所述第六电阻的第二端耦接，且均与所述第七电阻的第一端耦接，所述第七电阻的第二端与所述第十八晶体管的第一极和所述第二十晶体管的第一极耦接，所述第八电阻的第二端与所述第十九晶体管的第一极和所述第二十四晶体管的第一极耦接；

37、所述第十八晶体管的栅极和所述第十九晶体管的栅极耦接，且均与所述第十八晶体管的第二极耦接，所述第十九晶体管的第二极与所述第二十晶体管的栅极耦接，所述第二十晶体管的第二极与所述第二十五晶体管的第一极耦接，所述第二十一晶体管的栅极、所述第二十二晶体管的栅极、所述第二十三晶体管的栅极和所述第二十四晶体管的栅极耦接，且均与所述第一参考电源端耦接，所述第二十一晶体管的第一极与所述第二十一晶体管的栅极耦接，所述第二十二晶体管的第一极与所述第十八晶体管的第二极耦接，所述第二十三晶体管的第一极与所述第十九晶体管的第二极耦接，所述第二十五晶体管的栅极、所述第二十六晶体管的栅极和所述第二十七晶体管的栅极耦接，且均与所述第二十晶体管的第二极耦接，所述第二十七晶体管的第一极与所述输入节点耦接，所述第二十一晶体管的第二极、所述第二十二晶体管的第二极、所述第二十三晶体管的第二极、所述第二十四晶体管的第二极、所述第二十五晶体管的第二极、所述第二十六晶体管的第二极和所述第二十七晶体管的第二极均与所述下拉电源端耦接；

38、所述第二十八晶体管的栅极和所述第二十九晶体管的栅极耦接，且均与所述第二参考电源端耦接，所述第二十八晶体管的第一极与所述第二十八晶体管的栅极耦接，所述第二十九晶体管的第一极和所述第二十八晶体管的第二极均与所述输入端耦接，所述第二十九晶体管的第二极与所述输入节点耦接；

39、所述反相器的输入端与所述输入节点耦接，所述反相器的输出端与所述开关控制端耦接；

40、其中，所述第十八晶体管至所述第二十九晶体管均为场效应管。

41、另一方面，提供了一种开关电源，所述开关电源包括：电压转换电路，以及如上述一方面所述的保护电路；

42、所述电压转换电路分别与输入端、充放电端、开关控制端、输出端和下拉电源端耦接，并用于基于所述开关控制端提供的开关控制信号，控制所述下拉电源端与所述充放电端的通断，以将所述输入端提供的输入信号的电压转换后传输至所述输出端；

43、所述保护电路分别与所述充放电端、所述输出端、所述下拉电源端、所述开关控制端和参考电源端耦接，并用于基于所述充放电端的电位、所述输出信号、所述下拉电源信号和所述参考电源端提供的参考电流，向所述开关控制端传输开关控制信号。

44、又一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：负载，以及如上述另一方面所述的开关电源；

45、所述开关电源中电压转换电路的输出端与所述负载耦接，并用于向所述负载供电。

46、综上所述，本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少可以包括：

47、提供了一种开关电源及其电压转换电路的保护电路、电子设备。该保护电路包括电流产生电路、电流镜像电路和采样保护电路。因电流产生电路可以产生与采样保护电路采样到的电感电流具有相同温度系数的参考电流，故在电流镜像电路将该参考电流镜像传输至采样保护电路后，可以使得采样保护电路基于该采样电流和电感电流，向电压转换电路耦接的开关控制端可靠传输开关控制信号，确保限制电感电流最大值的可靠性较好，从而可靠保护电压转换电路。