用于电子装置的的保护方法及保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电子装置的保护装置及方法，尤指一种可整合电子装置的过电流保护、过电压保护及负电压保护的保护装置及方法。
【背景技术】
[0002]在信息发达的今日社会，人们都希望能随时随地掌握各种信息，因此，各种方便的可携式电子装置，如笔记型电脑(laptop)、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、移动电话(mobile phone)、智能型手机(smart phone)等也应运而生。这些可携式电子装置为了处理大量的数据，同时保持外型的轻薄短小，其内部皆设有精密复杂且集成度高的内部电路。此内部电路必须由一定的直流额定电压提供直流偏压才能正常地工作，超过此额定电压的正向直流电压或是错误的反向直流电压都会伤害精密的内部电路，使其无法正常工作。此外，由于内部电路的元件所能负荷的电流有限，若电流超过电路元件的负载上限时，将造成内部电路烧毁，导致可携式电子装置失去应有的功能。
[0003]为了避免内部电路被不当的偏压或电流伤害，一般可携式电子装置皆设有保护电路，用来保护内部电路元件。公知过电压或负电压保护电路无法同时做到过电流保护，因此需外接一热敏电阻或可恢复式保险丝来进行过电流保护，然而，热敏电阻及可恢复式保险丝具有较大的内阻，且此内阻会在保护电路开关多次造成温度增加之后逐渐上升，当系统负载较大时，流经热敏电阻或可恢复式保险丝的电流会上升，因而造成较大压降，容易对系统产生不良影响。有鉴于此，公知技术实有改进的必要。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于电子装置的保护装置及方法，其可同时整合过电流保护、过电压保护及负电压保护的功能。
[0005]本发明公开一种保护装置，用来保护一电子装置，该保护装置包含有一电流检测模块，用来检测流经该电子装置的一供电路径的一电流，以产生一电流信号；一处理装置，耦接于该电流检测模块，用来接收该电流信号，以判断该电流信号所对应的该电流是否大于一第一临界值，并据以输出一控制信号；一第一开关，设置于该供电路径上，用来根据该供电路径的一输入电压，控制该供电路径导通与否；以及一第一控制模块，耦接于该处理装置及该第一开关，用来根据该处理装置所输出的该控制信号，控制该第一开关开启或关闭，以控制该供电路径导通与否。
[0006]本发明另公开一种用于一电子装置的保护方法，包含有检测流经该电子装置的一供电路径的一电流，以产生一电流信号；根据该电流信号，判断该电流信号所对应的该电流是否大于一第一临界值，并据以输出一控制信号；根据该供电路径的一输入电压，透过一第一开关控制该供电路径导通与否；以及透过该控制信号指示该第一开关开启或关闭，以控制该供电路径导通与否。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例一保护装置的示意图。
[0008]图2为图1的保护装置的一种实施方式的示意图。
[0009]图3为本发明实施例另一保护装置的示意图。
[0010]图4为图3的保护装置的一种实施方式的示意图。
[0011]图5为本发明实施例不同输入电压及电流进入保护装置的示意图。
[0012]图6为本发明实施例一保护流程的示意图。
[0013]其中，附图标记说明如下:
[0014]10保护装置
[0015]102电流检测模块
[0016]104处理装置
[0017]106控制模块
[0018]SffU SW2、SW3、SW4开关
[0019]Ix电流
[0020]S_I电流信号
[0021]S_CTRL控制信号
[0022]Vin输入电压
[0023]P1、N2、P3、P4金属氧化物半导体场效晶体管
[0024]110电流检测元件
[0025]112电流判断电路
[0026]R_H拉高电阻
[0027]TH_1、TH_V临界值
[0028]30保护装置
[0029]302控制模块
[0030]Zl二极管
[0031]R_L拉低电阻
[0032]Rl电阻
[0033]60保护流程
[0034]600 ?612步骤
【具体实施方式】
[0035]请参考图1，图1为本发明实施例一保护装置10的示意图。保护装置10可对一电子装置进行过电流保护及负电压保护。如图1所示，保护装置10包含有一电流检测模块102、一处理装置104、一控制模块106及一开关SWl。电流检测模块102可用来检测流经电子装置的一供电路径的一电流Ix，以产生一电流信号S_I。处理装置104耦接于电流检测模块102，可用来接收电流信号S_I，以判断电流信号S_I所对应的电流Ix是否大于一临界值，并据以输出一控制信号S_CTRL。处理装置104可为一中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU)、一微处理器(microprocessor)、一微控制器(Micro Controller Unit,MCU)、一复杂可编程逻辑装置(Complex Programmable Logic Device, CPLD)或其它类型的处理装置。开关SWl设置于电子装置的供电路径上，可根据供电路径的一输入电压Vin，控制供电路径导通与否。控制模块106耦接于处理装置104及开关SWl，可根据处理装置104所输出的控制信号S_CTRL，控制开关SWl开启或关闭，以控制供电路径导通与否。
[0036]更明确来说，开关SWl本身可根据供电路径的输入电压Vin，控制供电路径导通与否，以对电子装置实施负电压保护。而控制模块106可根据对应于电流Ix的控制信号S_CTRL来控制开关SWl开启或关闭，进而控制供电路径导通与否，以对电子装置实施过电流保护。在此情况下，负电压保护与过电流保护可共用相同开关SW1，以降低所需电路元件的数量及面积，进而降低成本。
[0037]较佳地，开关SWl可采用一 P型金属氧化物半导体场效晶体管(P-type metaloxide semiconductor field-effect transistor, PMOS)Pl 来实现。P 型金属氧化物半导体场效晶体管Pl的漏极(drain)与源极(source)可作为开关SWl中通过电流Ix的两端，而栅极(gate)可作为开关SWl的控制端。在此情况下，在控制端输入电位较低的信号可开启开关SW1，而在控制端输入电位较高的信号可关闭开关SW1。更明确来说，当控制端的电压减去输入电压Vin小于P型金属氧化物半导体场效晶体管Pl的一临界电压(thresholdvoltage)时，开关SWl会开启；当控制端的电压减去输入电压Vin大于该临界电压时，开关Sffl会关闭。如此一来，P型金属氧化物半导体场效晶体管Pl可在开关SWl上形成负电压保护，若开关SWl的控制端的电压为零时，输入电压Vin须大于临界电压的数值才会使开关Sffl开启。若输入电压Vin为负电压时，开关SWl会关闭，避免负电压输入电子装置内部造成电路元件损坏。
[0038]在一实施例中，电流检测模块102可透过一电流检测元件及一电流判断电路来实现。请参考图2，图2为保护装置10的一种实施方式的示意图。如图2所示，电流检测模块102包含有一电流检测元件110及一电流判断电路112。电流检测元件110设置于供电路径上，用来检测流经供电路径的电流Ix。电流判断电路112则耦接于电流检测元件110，可根据电流检测元件110所检测到的电流Ix，产生电流信号S_I。较佳地，电流检测元件110可使用一低电阻芯片电阻器(low resistance chip resistor)来实现。由于电流检测元件110位于供电路径上，以检测供电路径的电流，而低电阻芯片电阻器具有较小的内阻，可避免电流过大时造成输出端的压降过大。此外，相较于公知技术采用的热敏电阻或可恢复式保险丝具有易受温度影响的缺点，低电阻芯片电阻器的内阻较不易受到温度影响，即使电子装置长时间的使用或多次开关造成温度上升时，也不会产生过大的压降。
[0039]另一方面，控制模块106包含有一开关SW2及一拉高电阻R_H。开关SW2可用来接收控制信号S_CTRL。当控制信号S_CTRL开启开关SW2时，控制模块106会输出低电位信号至开关SWl的控制端，以开启开关SW1，进而控制电子装置的供电路径导通。当控制信号S_CTRL关闭开关SW2时，拉高电阻R_H可控制控制模块106输出高电位信号至开关SWl的控制端，以关闭开关SW1，进而控制电子装置的供电路径关闭。
[0040]详细来说，开关SW2可透过一 N型金属氧化物半导体场效晶体管(N-type metaloxide semiconductor field-effect transistor, NM0S) N2 来实现。N 型金属氧化物半导体场效晶体管N2的漏极(drain)与源极(source)可分别耦接至开关SWl的控制端及地端，而栅极(gate)可耦接至处理装置104，以接收控制信号S_CTRL。拉高电阻R_H的两端则分别耦接至开关SWl的控制端及电源供应端。在此情况下，若控制信号S_CTRL为高电位时，会控制