過電流保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是有關(guān)于一種過電流保護(hù)裝置，且特別是有關(guān)于一種適用于升壓轉(zhuǎn)換器的過電流保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今的移動(dòng)裝置3C產(chǎn)品，大部分都已有支持通用串行總線(Universal SerialBus，USB)的運(yùn)行(On-The-Go，OTG)接口，因此具備供電給其它USB裝置的能力。雖然目前眾多的裝置中，供電能力大部分都足以應(yīng)付，但特例的像是USB Hub或是3G dongle等產(chǎn)品。這類制造商通常都會(huì)在內(nèi)部設(shè)計(jì)一顆大電容值的電容，以提供后端裝置穩(wěn)定的電壓。
[0003]然而，上述電容負(fù)載對于移動(dòng)電子裝置(以手機(jī)為例)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換器而言卻是一大負(fù)擔(dān)，在使用上通常會(huì)容易遇到以下幾種狀況:第一點(diǎn)，當(dāng)使用者將外部裝置插入手機(jī)時(shí)，手機(jī)卻無法動(dòng)作的情形。以圖1為例，圖1為轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流(1_)、輸出端電壓(Vout)與時(shí)間⑴的波形圖。更具體而言，由于手機(jī)中的電容負(fù)載在初始無電壓的狀態(tài)下具有極低的阻抗，當(dāng)外部裝置于時(shí)間點(diǎn)tl插入手機(jī)時(shí)，手機(jī)中的轉(zhuǎn)換器為了對手機(jī)內(nèi)的電容負(fù)載充電而產(chǎn)生較大的負(fù)載電流Imad，如圖1所示，進(jìn)而導(dǎo)致輸出端電壓Vtot產(chǎn)生掉壓，并觸發(fā)到轉(zhuǎn)換器的短路保護(hù)電壓VSCP，故轉(zhuǎn)換器于時(shí)間點(diǎn)t2切斷輸出端電壓VOTT，導(dǎo)致手機(jī)無法動(dòng)作。
[0004]第二點(diǎn)，當(dāng)使用者將外部裝置插入手機(jī)時(shí)，手機(jī)會(huì)黑屏關(guān)機(jī)。以圖2為例，圖2為轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流(1_)、系統(tǒng)電壓(Vsystem)與時(shí)間⑴的波形圖。更具體來說，當(dāng)外部裝置插入時(shí)，為了對手機(jī)內(nèi)的負(fù)載電容供電而產(chǎn)生較大的負(fù)載電流Il_，導(dǎo)致輸出端電壓Vmjt掉過深。此時(shí)，轉(zhuǎn)換器為提供后端裝置足夠的能量，因此會(huì)不斷地往前端系統(tǒng)電壓Vsystem抽取電流，導(dǎo)致過電流發(fā)生，如圖2所示的時(shí)間點(diǎn)t3。此外，假如手機(jī)中的轉(zhuǎn)換器的過電流保護(hù)(Over Current Protect1n，OCP)不夠快速時(shí)，就會(huì)發(fā)生輸出電流超過預(yù)設(shè)電流保護(hù)值Iumit卻仍沒有進(jìn)行過電流保護(hù)的狀況。此時(shí)當(dāng)手機(jī)本身內(nèi)部的電池電壓又偏低，因而將系統(tǒng)電壓Vsystem拉到低于預(yù)設(shè)電壓準(zhǔn)位UVL0，導(dǎo)致手機(jī)瞬間黑屏關(guān)機(jī)。由此可見，上述問題可能導(dǎo)致裝置毀損，同時(shí)造成使用者在操作上產(chǎn)生極大的不便利。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種適用于升壓轉(zhuǎn)換器的過電流保護(hù)裝置，其中使用者通過過電流保護(hù)裝置上的控制操作下，有效達(dá)到限流的功效，并同時(shí)具備有短路保護(hù)的功能，以此提升整體裝置上的使用壽命，也可增加使用者操作上的便利性。
[0006]本實(shí)用新型的一種過電流保護(hù)裝置，連接于供電裝置與電容負(fù)載之間，所述過電流保護(hù)裝置包括升壓轉(zhuǎn)換器以及控制電路。升壓轉(zhuǎn)換器連接至供電裝置與電容負(fù)載，所述升壓轉(zhuǎn)換器將供電裝置所提供的電源轉(zhuǎn)換成負(fù)載電流傳輸至電容負(fù)載?？刂齐娐愤B接至升壓轉(zhuǎn)換器與電容負(fù)載，所述控制電路偵測升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端電壓，并依據(jù)偵測結(jié)果以控制升壓轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通狀態(tài)，其中所述控制電路在升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端電壓大于第一預(yù)設(shè)電壓下，則調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端電流為定電流，并持續(xù)一預(yù)設(shè)時(shí)間。在持續(xù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間后，所述控制電路判斷輸出端電壓是否大于第二預(yù)設(shè)電壓。所述控制電路在輸出端電壓大于第二預(yù)設(shè)電壓下，則切換升壓轉(zhuǎn)換器為正常操作模式；以及所述控制電路在輸出端電壓小于第二預(yù)設(shè)電壓下，則切換升壓轉(zhuǎn)換器為短路保護(hù)模式，其中所述第一預(yù)設(shè)電壓大于所述第二預(yù)設(shè)電壓。
[0007]基于上述，本實(shí)用新型提出一種過電流保護(hù)裝置，其中通過改變轉(zhuǎn)換器的控制流程來實(shí)現(xiàn)其限流功效，除了能夠解決將插入外部裝置時(shí)手機(jī)本身發(fā)生無法動(dòng)作或黑屏關(guān)機(jī)等問題，且同時(shí)兼具過電流保護(hù)及短路保護(hù)的能力，也能夠有效提升使用者操作上的便利性。
[0008]為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0009]圖1所示為一種升壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流、輸出端電壓與時(shí)間的波形圖；
[0010]圖2所示為一種升壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流、系統(tǒng)電壓與時(shí)間的波形圖；
[0011]圖3所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)裝置的方塊圖；
[0012]圖4所示為圖3中本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)裝置的內(nèi)部電路圖；
[0013]圖5所示為圖4中本實(shí)用新型一實(shí)施例一種限流器的內(nèi)部電路圖；
[0014]圖6所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)的方法流程圖；
[0015]圖7所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)裝置的輸出端電壓、輸出端電流的波形圖；
[0016]圖8所示為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)裝置的輸出端電壓、輸出端電流的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)將詳細(xì)參考本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例，在附圖中說明所述示范性實(shí)施例的實(shí)例。另外，凡可能之處，在附圖及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號的元件/構(gòu)件/符號代表相同或類似部分。
[0018]圖3所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)裝置的方塊圖。請參考圖3，過電流保護(hù)裝置100連接于供電裝置140與電容負(fù)載160之間，其中包括升壓轉(zhuǎn)換器(boostconverter) 110以及控制電路120。升壓轉(zhuǎn)換器110連接至供電裝置140與電容負(fù)載160。控制電路120連接至升壓轉(zhuǎn)換器110以及電容負(fù)載160。在本實(shí)施例中，過電流保護(hù)裝置100與供電裝置140可以實(shí)施于各類型具有USB傳輸接口的移動(dòng)電子裝置中，例如是手機(jī)、筆記本電腦等等，并由供電裝置140提供的電源轉(zhuǎn)換成負(fù)載電流Ium及系統(tǒng)電壓Vsystem，而電容負(fù)載則配置于同樣具有USB接口的外部裝置中，但不以此為限制。下文中移動(dòng)電子裝置將以手機(jī)為例進(jìn)行說明。
[0019]繼續(xù)參考圖3，升壓轉(zhuǎn)換器110用以將供電裝置140所提供的電源轉(zhuǎn)換出負(fù)載電流1_傳輸至電容負(fù)載160，以對電容負(fù)載160進(jìn)行充電?？刂齐娐?20用以偵測升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電壓Vtot，并控制升壓轉(zhuǎn)換器110的導(dǎo)通狀態(tài)。更具體來說，當(dāng)使用者將外部裝置插入手機(jī)時(shí)，控制電路120即偵測到升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電壓Vott下降，并判斷升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電壓Vtot的電壓準(zhǔn)位是否低于預(yù)設(shè)電壓，以決定是否對負(fù)載電流Ium進(jìn)行限流。在本實(shí)施例中，控制電路120可以實(shí)體電路來實(shí)現(xiàn)，例如是多個(gè)比較器與邏輯電路的組合，但并不以此為限制。為了更進(jìn)一步說明過電流保護(hù)裝置100的運(yùn)作狀態(tài)，底下將參考圖4進(jìn)行更詳細(xì)地說明。
[0020]圖4所示為圖3中本實(shí)用新型一實(shí)施例的一種過電流保護(hù)裝置的內(nèi)部電路圖。請參考圖4，升壓轉(zhuǎn)換器110包括開關(guān)Ml以及開關(guān)M2，開關(guān)Ml并聯(lián)于供電裝置140與電容負(fù)載160之間，而開關(guān)M2則串聯(lián)于供電裝置140與電容負(fù)載160之間。在本實(shí)施例中，開關(guān) Ml、開關(guān) M2 都以場效應(yīng)管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,M0SFET)加以實(shí)施，但不以此為限制。
[0021]繼續(xù)參考圖4，當(dāng)使用者將外部裝置插入手機(jī)時(shí)，則可判定輸出是否有短路或是過電流的現(xiàn)象發(fā)生，此時(shí)即可開始執(zhí)行保護(hù)流程。更具體來說，控制電路(未繪示出)即開始偵測升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電壓Vtot的準(zhǔn)位變化，并會(huì)判斷升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電壓Vott的準(zhǔn)位是否下降至低于預(yù)設(shè)電壓V x，以決定是否對于負(fù)載電流1_進(jìn)行限流。若控制電路(未繪示)偵測到升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電壓Vott低于預(yù)設(shè)電壓V x時(shí)，則控制電路會(huì)關(guān)閉開關(guān)M1，并控制開關(guān)M2操作于線性區(qū)域(Linear mode)，使升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電流1t被限制于定電流I γ，以達(dá)到限流效果。
[0022]在另一實(shí)施例中，過電流保護(hù)裝置還包括限流器130，連接于供電裝置140與電容負(fù)載160之間的電流傳輸路徑上，用以對于所述升壓轉(zhuǎn)換器110的輸出端電流進(jìn)行限流(容后于圖5中作更詳細(xì)的說明)。在本實(shí)施例中，限流器130除了可配置于升壓轉(zhuǎn)換器110與電容負(fù)載160之間，在其它實(shí)施例中，限流器130也可配置于供電裝置140與升壓轉(zhuǎn)換器110之間，并不以此為限。