一种短路保护电路和电子设备的制作方法

本申请涉及保护电路，尤其涉及短路保护电路和电子设备。

背景技术：

1、在负载两端加上电压可以使负载工作，因此为了让负载工作，电源电路需要在正极输出端和负极输出端产生输出电压(例如负极输出端是地，正极输出端相对地的电压为vout，或者把负极输出端的电压记为vout-，正极输出端记为vout+)，但是当负载出现故障等原因使电源电路输出的两端短路时(相当于电源电路正极输出端和负极输出端直接连接)，回路中电流会变得很大，从而导致产品的损坏，严重的会威胁到人的生命安全，因此产品具备短路保护功能变得尤为重要。

2、目前，市面上实现短路保护功能的方式有：

3、1、使用过流保护元器件，如各种类型的保险丝；

4、2、使用分立元器件搭建短路保护电路；

5、3、使用集成芯片过流保护电路；

6、其中集成芯片因其体积小、功能强大等特点被广泛使用，集成芯片过流保护功能的实现方式有很多种，这里用图1对一种比较常见的方式进行说明。

7、这种方式是通过输出回路中设置采样电路，根据采样结果，控制输出回路中的开关管q导通和关断，从而实现短路保护功能。例如：当短路发生时，采样电路采集的电压信号通过比较器与预先设置的门限电压进行比较，这时由于电流较大，采样电压会高于门限电压，比较器输出高电平，再将比较结果给到反向电路，反向后得到的低电平和pwm信号经过一个与门，给到nmos的驱动电路，nmos在获得一个低电平的驱动信号后关断，从而实现短路保护。

8、集成芯片的短路保护需要采样后通过比较器进行比较，存在传输延迟时间，导致电路会存在瞬间的大电流，存在一定隐患。

9、如何降低延迟时间实现快速保护，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种短路保护电路和电子设备，以解决现有技术中用低延迟时间实现快速保护的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请实施例采取了如下技术方案。

3、第一方面，本申请实施例提供一种短路保护电路，包括第一开关管、限流单元、第二开关管和偏置单元。

4、所述限流单元的第一端用于连接电源的第一端；所述第一开关管的控制端连接所述限流单元的第二端，所述第一开关管的第一端用于连接所述电源的第一端，所述第一开关管的第二端用于连接负载的第一端，所述电源的第二端连接所述负载的第二端；

5、所述第二开关管的控制端连接所述偏置单元的第一端，所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的第二端连接所述第一开关管的第二端；所述偏置单元的第二端用于连接所述电源的第二端，所述偏置单元的第三端用于连接所述电源的第一端；

6、所述偏置单元为所述第二开关管的控制端提供的电压，在所述负载正常状态使所述第二开关管的截止，在所述负载短路状态使所述第二开关管的导通；所述第二开关管的导通时使所述第一开关管截止。

7、可选地，所述限流单元包括限流电阻，所述限流电阻连接于所述电源的第一端和所述第二开关管的第一端之间。

8、可选地，所述限流电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电源的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二开关管的第一端和所述第一开关管的控制端。所述限流单元还包括第一电容，所述第一电容连接于所述第一电阻的第二端和所述电源的第二端之间。

9、可选地，所述限流单元还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管和所述第一电阻并联后与所述第二电阻串联，形成串联单元；所述串联单元连接于所述电源的第一端和所述第二开关管的第一端之间。

10、可选地，所述限流单元还包括二极管，所述二极管与所述第一稳压二极管反向串联后与所述第一电阻并联。

11、可选地，所述偏置单元包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阴极连接所述第二开关管的控制端且连接所述电源的正极，所述第二稳压二极管的阳极连接所述电源的负极；所述电源的第一端为正极，第二端为负极。

12、可选地，所述偏置单元包括第三电阻，所述第二稳压二极管的阴极通过所述第三电阻连接所述电源的第一端，所述第三电阻的第一端连接所述电源的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第二稳压二极管的阴极。

13、可选地，所述偏置单元还包括第四电阻，所述第四电阻与所述第二稳压二极管并联。

14、可选地，所述短路保护电路还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第二开关管的控制端和所述电源的第二端之间。

15、第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括第一方面所述的短路保护电路。

16、相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

17、本申请实施例提供的短路保护电路，可以用开关管实现，导通和截止的速度快，没有用到采样和集成芯片，短路保护不需要采样后通过比较器进行比较，也就不存在这种传输延迟时间，排除了这种延迟时间中短路电流造成的隐患。

技术特征：

1.一种短路保护电路，其特征在于，包括第一开关管(q1)、限流单元(u1)、第二开关管(q2)和偏置单元(u2)；

2.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述限流单元(u1)包括限流电阻，所述限流电阻连接于所述电源(b1)的第一端和所述第二开关管(q2)的第一端之间。

3.如权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述限流电阻包括第一电阻(r1)和第二电阻(r2)，所述第一电阻(r1)的第一端连接所述电源(b1)的第一端，所述第一电阻(r1)的第二端连接所述第二电阻(r2)的第一端，所述第二电阻(r2)的第二端连接所述第二开关管(q2)的第一端和所述第一开关管(q1)的控制端；

4.如权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述限流单元(u1)还包括第一稳压二极管(d2)，所述第一稳压二极管(d2)和所述第一电阻(r1)并联后与所述第二电阻(r2)串联，形成串联单元；所述串联单元连接于所述电源(b1)的第一端和所述第二开关管(q2)的第一端之间。

5.如权利要求4所述的短路保护电路，其特征在于，所述限流单元(u1)还包括二极管(d1)，所述二极管(d1)与所述第一稳压二极管(d2)反向串联后与所述第一电阻(r1)并联。

6.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述偏置单元(u2)还包括第二稳压二极管(d3)，所述第二稳压二极管(d3)的阴极连接所述第二开关管(q2)的控制端且连接所述电源(b1)的正极，所述第二稳压二极管(d3)的阳极连接所述电源(b1)的负极；所述电源(b1)的第一端为正极，第二端为负极。

7.如权利要求6所述的短路保护电路，其特征在于，所述偏置单元(u2)包括第三电阻(r3)，所述第二稳压二极管(d3)的阴极通过所述第三电阻(r3)连接所述电源(b1)的第一端，所述第三电阻(r3)的第一端连接所述电源(b1)的第一端，所述第三电阻(r3)的第二端连接所述第二稳压二极管(d3)的阴极。

8.如权利要求6所述的短路保护电路，其特征在于，所述偏置单元(u2)还包括第四电阻(r4)，所述第四电阻(r4)与所述第二稳压二极管(d3)并联。

9.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括第二电容(c2)，所述第二电容(c2)连接于所述第二开关管(q2)的控制端和所述电源(b1)的第二端之间。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的短路保护电路。

技术总结
本申请实施例提供一种短路保护电路和电子设备，涉及保护电路技术领域。本短路保护电路包括第一开关管(Q1)、限流单元(U1)、第二开关管(Q2)和偏置单元(U2)。偏置单元(U2)为第二开关管(Q2)的控制端提供的电压，在负载(L1)正常状态使第二开关管(Q2)的截止，在负载(L1)短路状态使第二开关管(Q2)的导通；第二开关管(Q2)的导通时使第一开关管(Q1)截止。正常工作时电流流经第一开关管(Q1)；短路时电流流经限流单元(U1)、第二开关管(Q2)。本申请不需要芯片、比较器，因此不存在芯片、比较器带来的延迟，不需要采样电阻，因此避免了采样电阻产生的功耗。

技术研发人员：周勋,范勇,李少科,陈学文,唐辉,王海龙
受保护的技术使用者：四川莱福德科技有限公司
技术研发日：20230602
技术公布日：2024/1/15