一种快速响应的过压保护电路和充电器制造技术

本发明专利技术公开了一种快速响应的过压保护电路和充电器。该快速响应的过压保护电路包括：电压采集模块、比较模块、电平转换模块、快速响应模块和开关模块；电压采集模块用于采集检测电压；比较模块用于比较检测电压和参考电压，并输出状态信号；电平转换模块用于根据状态信号输出转换信号；快速响应模块的第一输入端与比较模块的输出端电连接，第二输入端与电压采集模块的第一输入端和开关模块的第一输入端电连接，输出端与电平转换模块的输出端和开关模块的第二输入端电连接；快速响应模块在输入电压突变超过阈值时工作，在比较模块输出的状态信号变化之前，输出关断开关模块的控制信号。本发明专利技术可以提高过压保护电路的响应速度。

A fast response overvoltage protection circuit and charger

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应的过压保护电路和充电器
本专利技术实施例涉及集成电路
，尤其涉及一种快速响应的过压保护电路和充电器。
技术介绍
目前很多充电芯片充电时都需要固定的电源电压。当充电芯片与适配器或者其他直流电源接触的瞬间，有可能在芯片的输入端产生一个尖峰电压，从而导致充电芯片的失效；严重的会使锂电池产生高温大电流，引起锂电池的燃烧甚至爆炸。并且适配器或者直流电源的性能各异，有些产品由于质量问题或误接等操作会产生高电压，这些都给充电芯片造成了极大的安全隐患。因此，有必要设计过压保护电路。现有的过压保护电路，通常是采集充电电压，利用比较器比较充电电压和参考电压的大小，当充电电压过大时，通过电平转换电路切断芯片的充电线路，以保护充电芯片。但现有的过压保护方案中，比较器与电平转换电路均存在过大的延时。因此，现有的过压保护电路存在响应速度慢的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种快速响应的过压保护电路和充电器，以提高过压保护电路的响应速度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种快速响应的过压保护电路，所述快速响应的过压保护电路包括：电压采集模块、比较模块、电平转换模块、快速响应模块和开关模块；所述电压采集模块的第一输入端接入输入电压，所述电压采集模块的第二输入端接地；所述电压采集模块用于采集检测电压；所述比较模块的第一输入端与所述电压采集模块的输出端电连接，所述比较模块的第二输入端接入参考电压；所述比较模块用于比较所述检测电压和所述参考电压的大小，并输出状态信号；所述电平转换模块的输入端与所述比较模块的输出端电连接；所述电平转换模块用于根据所述状态信号输出转换信号；所述快速响应模块的第一输入端与所述比较模块的输出端电连接，所述快速响应模块的第二输入端与所述电压采集模块的第一输入端和所述开关模块的第一输入端电连接，并作为所述快速响应的过压保护电路的输入端；所述快速响应模块的输出端与所述电平转换模块的输出端和所述开关模块的第二输入端电连接，所述开关模块的输出端作为所述快速响应的过压保护电路的输出端；所述快速响应模块在所述输入电压突变超过阈值时工作，在所述比较模块输出的状态信号变化之前，输出关断所述开关模块的控制信号。可选地，所述开关模块包括：第一晶体管；所述第一晶体管的第二极为所述开关模块的第一输入端，所述第一晶体管的栅极为所述开关模块的第二输入端，所述第一晶体管的第一极为所述开关模块的输出端。可选地，所述快速响应模块包括：第二晶体管、第三晶体管、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的第一端和所述第二晶体管的第二极电连接，并作为所述快速响应模块的第二输入端；所述第三晶体管的第一极与所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第二端和所述第二晶体管的栅极电连接；所述第三晶体管的栅极为所述快速响应模块的第一输入端；所述第三晶体管的第二极与所述第二电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第二端接地；所述第二晶体管的第一极为所述快速响应模块的输出端。可选地，所述快速响应模块还包括：钳位电路；所述钳位电路的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述钳位电路的第二端与所述第一电阻的第二端电连接。可选地，所述钳位电路包括至少一个第四晶体管；每个所述第四晶体管的栅极与第一极电连接；第一个所述第四晶体管的第二极为所述钳位电路的第一端，最后一个所述第四晶体管的第一极为所述钳位电路的第二端，每个所述第四晶体管的第一极和与其相邻的所述第四晶体管的第二极电连接。可选地，所述第一电阻与所述第一电容产生的时间常数为t=R*C；其中，t为所述时间常数，R为所述第一电阻的电阻值，C为所述第一电容的电容值；所述比较模块的延时时间小于所述时间常数。可选地，所述比较模块的延时时间小于所述时间常数的一半。可选地，所述电压采集模块包括：第三电阻和第四电阻；所述第三电阻的第一端为所述电压采集模块的第一输入端；所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接，并作为所述电压采集模块的输出端；所述第四电阻的第二端为所述电压采集模块的第二输入端。可选地，所述快速响应的过压保护电路还包括：参考电压生成模块；所述参考电压生成模块与所述比较模块的第二输入端电连接；所述参考电压生成模块用于生成所述参考电压。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种充电器，所述充电器包括如本专利技术任意实施例所提供的快速响应的过压保护电路；所述快速响应的过压保护电路的输入端接入输入电压，所述快速响应的过压保护电路的输出端与充电芯片电连接。本专利技术实施例提供的快速响应的过压保护电路中，通过比较模块比较检测电压和参考电压的大小，当检测电压过大时，比较模块输出代表检测电压过大的状态信号，控制电平转换模块输出控制开关模块关断的转换信号。在此基础上，增设快速响应模块。快速响应模块与比较模块、电平转换模块和开关模块均连接，在输入电压突变超过阈值时工作，在比较模块输出的状态信号变化之前，能够快速反应并输出关断开关模块的控制信号。因此该快速响应的过压保护电路在输入电压突然升高时，不必经过比较模块和电平转换模块的信号处理传输过程，直接通过快速响应模块即可控制开关模块关断；且在输入电压正常时，快速响应模块不工作，不影响开关模块的正常开通。因此，与现有技术相比，本专利技术实施例可以提高过压保护电路的响应速度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种快速响应的过压保护电路的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种快速响应模块的电路示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种快速响应模块的电路示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种快速响应的过压保护电路的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种快速响应的过压保护电路工作时的时序示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种充电器的连接方式示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。现有技术中的过压保护电路通常是采集芯片的充电电压，利用比较器比较充电电压和参考电压的大小，当充电电压过大时，通过电平转换电路切断芯片的充电线路，以保护充电芯片。但现有技术中最大的问题是比较器和电平转换电路都会带来延时，如果充电电压出现一个高速高压短脉冲，比较器和电平转换电路来不及切断芯片的充电线路，这样电路就无法阻挡高压短脉冲的冲击，会引起充电芯片中部分电路的失效，甚至彻底损坏芯片。专利技术人发现，通过增加比较器和电平转换电路的电流可以减小延时，但是也很难把电路的延时做到几个纳秒之内，而且大电流会增加整个芯片的功耗。同时，若比较器的速度过快，会引起误动作的问题。对上述过程，专利技术人发现过压保护电路存在响应慢的问题，并且功耗及动作准确率与响应速度间存在矛盾关系。基于上述研究，本专利技术实施例提供了一种快速响应的过压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速响应的过压保护电路，其特征在于，包括：电压采集模块、比较模块、电平转换模块、快速响应模块和开关模块；/n所述电压采集模块的第一输入端接入输入电压，所述电压采集模块的第二输入端接地；所述电压采集模块用于采集检测电压；/n所述比较模块的第一输入端与所述电压采集模块的输出端电连接，所述比较模块的第二输入端接入参考电压；所述比较模块用于比较所述检测电压和所述参考电压的大小，并输出状态信号；/n所述电平转换模块的输入端与所述比较模块的输出端电连接；所述电平转换模块用于根据所述状态信号输出转换信号；/n所述快速响应模块的第一输入端与所述比较模块的输出端电连接，所述快速响应模块的第二输入端与所述电压采集模块的第一输入端和所述开关模块的第一输入端电连接，并作为所述快速响应的过压保护电路的输入端；所述快速响应模块的输出端与所述电平转换模块的输出端和所述开关模块的第二输入端电连接，所述开关模块的输出端作为所述快速响应的过压保护电路的输出端；所述快速响应模块在所述输入电压突变超过阈值时工作，在所述比较模块输出的状态信号变化之前，输出关断所述开关模块的控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速响应的过压保护电路，其特征在于，包括：电压采集模块、比较模块、电平转换模块、快速响应模块和开关模块；
所述电压采集模块的第一输入端接入输入电压，所述电压采集模块的第二输入端接地；所述电压采集模块用于采集检测电压；
所述比较模块的第一输入端与所述电压采集模块的输出端电连接，所述比较模块的第二输入端接入参考电压；所述比较模块用于比较所述检测电压和所述参考电压的大小，并输出状态信号；
所述电平转换模块的输入端与所述比较模块的输出端电连接；所述电平转换模块用于根据所述状态信号输出转换信号；
所述快速响应模块的第一输入端与所述比较模块的输出端电连接，所述快速响应模块的第二输入端与所述电压采集模块的第一输入端和所述开关模块的第一输入端电连接，并作为所述快速响应的过压保护电路的输入端；所述快速响应模块的输出端与所述电平转换模块的输出端和所述开关模块的第二输入端电连接，所述开关模块的输出端作为所述快速响应的过压保护电路的输出端；所述快速响应模块在所述输入电压突变超过阈值时工作，在所述比较模块输出的状态信号变化之前，输出关断所述开关模块的控制信号。


2.根据权利要求1所述的快速响应的过压保护电路，其特征在于，所述开关模块包括：第一晶体管；
所述第一晶体管的第二极为所述开关模块的第一输入端，所述第一晶体管的栅极为所述开关模块的第二输入端，所述第一晶体管的第一极为所述开关模块的输出端。


3.根据权利要求1所述的快速响应的过压保护电路，其特征在于，所述快速响应模块包括：第二晶体管、第三晶体管、第一电阻、第二电阻和第一电容；
所述第一电阻的第一端和所述第二晶体管的第二极电连接，并作为所述快速响应模块的第二输入端；所述第三晶体管的第一极与所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第二端和所述第二晶体管的栅极电连接；所述第三晶体管的栅极为所述快速响应模块的第一输入端；所述第三晶体管的第二极与所述第二电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第二端接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚坤林，
申请(专利权)人：苏州赛芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32