CN113067320B - 浪涌保护电路和浪涌保护电路的电压调整方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种浪涌保护电路和浪涌保护电路的电压调整方法，该浪涌保护电路包括第一接口、第二接口、PTVS管、电压检测器、电压控制器和降压器；PTVS管的阴极与降压器的输出端电连接，PTVS管的阳极与第二接口电连接，第二接口接地；电压检测器与第一接口电连接，电压检测器用于检测第一电压，电压检测器与电压控制器相连以将第一电压传输至电压控制器；降压器的输入端与第一接口电连接，降压器的输出端与PTVS管电连接，降压器的控制端与电压控制器电连接；电压控制器用于根据第一电压以及PTVS管的最大反向工作电压Vrwm调整降压器的输出端的第二电压，以使第二电压接近最大反向工作电压Vrwm。

Description

浪涌保护电路和浪涌保护电路的电压调整方法

技术领域

本申请属于电子技术领域，具体涉及一种浪涌保护电路和浪涌保护电路的电压调整方法。

背景技术

功率瞬态电压抑制(power transient-voltage-suppression，PTVS)管是一种常用的保护器件，运用在当前的手机及移动设备上。PTVS管能够快速吸收浪涌，避免浪涌对集成电路造成损伤。当浪涌电压达到PTVS管的最大反向工作电压(Working reverse peakvoltage，Vrwm)时，PTVS管雪崩击穿，形成对地的泻放通道，将浪涌电压导到地上，从而保护集成电路。

PTVS管的Vrwm为固定值，但是集成电路的电压通常会根据电池电压变化。例如，某些PTVS管的Vrwm为5V，而集成电路的电压随电池电压变化，为3.4V～4.45V。因此，只有浪涌电压达到5V以上时，PTVS管才能起到保护作用，对于没有达到5V的浪涌电压，PTVS管起不到保护作用，因此无法最大化的保护集成电路。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种浪涌保护电路和浪涌保护电路的电压调整方法，能够最大化的保护集成电路。

为了解决上述技术问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种浪涌保护电路，包括第一接口、第二接口、PTVS管、电压检测器、电压控制器和降压器；其中，所述PTVS管的阴极与所述降压器的输出端电连接，所述PTVS管的阳极与所述第二接口电连接，所述第二接口接地；所述电压检测器与所述第一接口电连接，所述电压检测器用于检测第一电压，所述电压检测器与所述电压控制器相连以将所述第一电压传输至所述电压控制器，其中，所述第一电压为所述第一接口处的电压，所述第一电压不大于预设阈值；所述降压器的输入端与所述第一接口电连接，所述降压器的输出端与所述PTVS管电连接，所述降压器的控制端与所述电压控制器电连接；所述电压控制器用于根据所述第一电压以及所述PTVS管的最大反向工作电压Vrwm调整所述降压器的输出端的第二电压，以使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

第二方面，本申请实施例公开了一种浪涌保护电路的电压调整方法，所述方法包括：获取所述第一电压；根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压调整所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括第一方面所述的浪涌保护电路。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该终端设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的一种浪涌保护电路，通过电压检测器检测第一接口处的第一电压，并将第一电压传输至电压控制器，电压控制器根据第一电压以及PTVS管的最大反向工作电压Vrwm调整降压器输出端的第二电压，使第二电压与最大反向工作电压Vrwm接近。从而可以根据第一接口处的电压动态的调整PTVS管的输入电压，使其输入电压与最大反向工作电压Vrwm接近，实现最大范围的保护集成电路。

附图说明

图1是本申请实施例公开的浪涌保护电路的一种结构示意图；

图2是本申请实施例公开的浪涌保护电路的另一种结构示意图；

图3是本申请实施例公开的浪涌保护电路的又一种结构示意图；

图4是本申请实施例公开的浪涌保护电路的电压调整方法的一种流程图；

图5是本申请实施例公开的浪涌保护电路的电压调整方法的另一种流程图；

图6是本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种浪涌保护电路进行详细地说明。

图1为本申请实施例公开的浪涌保护电路的一种结构示意图，如图1所示，该保护电路主要包括第一接口110、第二接口120、PTVS管240、电压检测器210、电压控制器220和降压器230。

在本申请实施例中，PTVS管240的阴极与降压器230的输出端电连接，PTVS管240的阳极与第二接口120电连接，第二接口120接地；电压检测器210与第一接口110电连接，电压检测器210用于检测第一电压，电压检测器210与电压控制器220相连以将第一电压传输至电压控制器220，在本申请实施例中，第一电压为第一接口110处的电压，第一电压不大于预设阈值；降压器230的输入端与第一接口110电连接，降压器230的输出端与PTVS管240电连接，降压器230的控制端与电压控制器220电连接；电压控制器220用于根据第一电压以及PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm调整所述降压器230的输出端的第二电压，以使第二电压接近最大反向工作电压Vrwm。

在具体应用中，第一接口110与浪涌保护电路所要保护的集成电路电连接，因此第一接口110处的电压即第一电压，为所要保护的集成电路的电压，该电压不得大于预设阈值，为了最大范围的保护集成电路，该预设阈值可以设置为Vrwm+ΔV，其中，ΔV不大于降压器230最大降压值。当有浪涌能量来临时，浪涌能量从第一接口110进入，经过降压器230，再进入PTVS管240，PTVS管240雪崩击穿，浪涌能量穿过PTVS管240，从第二接口120导入地。

本申请实施例公开的浪涌保护电路，在原有PTVS管240的基础上增加电压检测器210、电压控制器220和降压器230，可根据所要保护的集成电路的电压动态调整，保证传输至PTVS管240的电压与最大反向工作电压Vrwm接近，从而最大范围的保护集成电路。

在本申请实施例中，可以选用最大反向工作电压Vrwm较低的PTVS管240，结合降压器230上所承受的电压，以实现较高的保护电压。

在一种可能的实现方式中，所述电压控制器220可用于根据第一电压以及PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm确定控制参数，将控制参数发送给降压器230，降压器230根据控制参数来调整第二电压的大小，以使得第二电压接近最大反向工作电压Vrwm。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，降压器230可以包括场效应管231，其中，场效应管231的栅极与电压控制器220电连接，场效应管231的漏极与第一接口110电连接，场效应管231的源极与PTVS管240的阴极电连接。具体的，电压检测器210检测第一电压，将第一电压传输至电压控制器220，电压控制器220根据第一电压以及PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm确定控制参数，该控制参数为输入至场效应管231栅极的栅源电压，场效应管231根据栅源电压调整输出的第二电压，使第二电压与最大反向工作电压Vrwm接近。当浪涌能量来临，即第一接口110输入的电压大于上述预设阈值，浪涌能量从第一接口110进入，传输至场效应管231，场效应管231的源极输出的电压大于PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm，再传输至PTVS管240，PTVS管240雪崩击穿，浪涌能量穿过PTVS管240，沿第二接口120到入到地。

在本申请实施例的一个可能的实现方式中，降压器230还可以包括三极管，其中，三极管的基极与电压控制器220电连接，三极管的集电极与第一接口110电连接，三极管的发射极与PTVS管240的阴极电连接。具体实现方式与上述包括场效应管231类似，在此不再赘述。

上述可能实现的方式中，当浪涌保护电路所要保护的集成电路的电压有变化时，即第一电压有变化时，所述电压控制器220根据变化后的第一电压和PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm确定新的控制参数，降压器230根据新的控制参数调整电压，以最大范围的保护集成电路。例如，第一电压变化时，电压控制器220会输出不同的栅源电压，场效应管231根据栅源电压调整输出不同第二电压，最大化的保护集成电路。

在另一种可能的实现方式中，如图3所示，降压器230还可以包括多个场效应管231，其中，电压控制器220分别与多个场效应管231的栅极电连接，多个场效应管231的漏极并联后与第一接口110电连接，多个场效应管231的源极并联后与PTVS管240的阴极电连接。

可选的，降压器230还也可以包括多个三极管，其中，电压控制器220分别与多个三极管的基极与电连接，多个三极管的集电极并联后与第一接口110电连接，多个三极管的发射极并联后与PTVS管240的阴极电连接。

在上述申请实施例中，当第一电压变化时，电压控制器220通过变化后的第一电压和PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm重新确定控制参数，根据重新确定的控制参数开启相对应的场效应管231或三极管，以输出相对应的第二电压，最大范围的保护集成电路。以降压器230包括多个场效应管231为例，PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm为5V，当浪涌保护电路第一次上电时，电压检测器210检测到的第一电压为5.5V，电压控制器220根据第一电压和最大反向工作电压Vrwm确定需要降压0.6V，与第一个场效应管231对应，因此，导通第一个场效应管231，断开第二个场效应管231。而当浪涌保护电路第二次上电时，电压检测器210检测到的第一电压的值为5V，电压控制器220根据变化后的第一电压和最大反向工作电压Vrwm重新确定需要降压0.1V，与第二个场效应管231对应，因此，导通第二个场效应管231，断开第一个场效应管231。从而可以在被保护装置的工作电压发生变化时调整PTVS管240的输入电压，以实现最大化的保护集成电路。

可选的，当第一电压与最大反向工作电压Vrwm较为接近时，单个的场效应管231或三极管无法实现较低的降压时，还可以根据电压控制器220确定的控制参数同时控制多个场效应管231和三极管导通，以最大化的保护集成电路。

在本申请实施例中，给降压器230设置的多个场效应管231或三极管，可以根据所要保护的集成电路的电压动态调整降压器230输出的第二电压，使第二电压始终与PTVS管240的最大反向工作电压Vrwm接近，最大化的保护集成电路，同时不影响集成电路的正常工作，使防护性能大大提升。

图4为本申请实施例提供的浪涌保护电路的电压调整方法的一种流程图，如图4所示，该浪涌保护电路的电压调整方法主要包括以下步骤。

S410，获取所述第一电压。

在具体应用中，步骤S410可以由上述图1至图3中所示的电压控制器执行，电压控制器获取第一电压的方式可以是电压检测器检测到第一电压后，发送给电压控制器，具体实现方式可以参见上述浪涌保护电路实施例中的描述，在此不再赘述。

S420，根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压调整所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

在具体应用中，电压控制器中可以预存PTVS管的最大反向工作电压Vrwm，在S420中，电压控制器根据电压检测器检测到的第一接口输入的第一电压和最大反向工作电压Vrwm调整第二电压的大小，具体实现方式可以参见上述浪涌保护电路实施例中的描述，在此不再赘述。

本申请实施例提供的上述浪涌保护电路的电压调整方法，可以根据电压检测器检测第一电压，电压控制器根据第一电压和最大反向工作电压Vrwm调整电压以输出与最大反向工作电压Vrwm接近的第二电压。因此，采用本申请实施例提供的方案，在原有的PTVS管的基础上增加一个电压检测器、电压控制器和降压器即可实现最大化的保护集成电路。

在一种可能的实现方式中，S420：根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压调整所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm，可以包括：根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压确定控制参数；将所述控制参数发送至所述降压器，所述降压器根据所述控制参数调整所述第二电压。

在该可能的实现方式中，在将所述控制参数发送至所述降压器之后，该方法还可以包括：

步骤1，获取所述电压检测器检测到的变化后的所述第一电压；

例如，浪涌保护电路第二次上电，第二次上电的第一电压较第一次上电的第一电压有所变化，电压检测器获取变化后的第一电压。当然，变化后的第一电压仍然不大于预设阈值。

步骤2，根据所述最大反向工作电压Vrwm和变化后的所述第一电压，更新所述控制参数，将更新后的所述控制参数传输至所述降压器，以调整所述降压器的输出端的所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

在上述可能的实现方式中，通过电压检测器检测变化后的第二电压，及时更新电压控制器所确定的控制参数，降压器根据新的控制参数更新输出的第二电压以在被保护装置的工作电压发生改变后确保第二电压仍与PTVS管的最大反向工作电压Vrwm接近。

在上述可能的实现方式中，在调整输出的所述第二电压之后，所述方法还可以包括：获取所述电压检测器检测到的所述第一接口输入的浪涌电压，禁止根据所述浪涌电压更新所述控制参数，使得所述降压器的输出端的所述第二电压大于所述最大反向工作电压Vrwm。通过该步骤，在浪涌电压来临时，禁止根据浪涌电压更新控制参数，使降压器输出端的浪涌电压能够大于PTVS管的最大反向工作电压Vrwm，从而使浪涌电压能够击穿PTVS管，即浪涌电压可以从第二接口导入地。

图5为本申请实施例提供的浪涌保护电路的电压调整方法的另一种流程图程示意图。如图5所示，该方法可以包括以下步骤。

S510：浪涌保护电路上电。

S511：电压控制模块获取PTVS管的最大反向工作电压Vrwm。

该步骤中，PTVS管的最大反向工作电压Vrwm可以预先存储在电压控制器内，电压控制器判断上电后，可获取该预先存储的最大反向工作电压Vrwm。

S512：判断浪涌保护电路是否为首次上电。若不是首次上电，则执行S530，若是首次上电，则执行S514。

S530：电压检测模块检测所保护的集成电路网络的第一电压。

S531：判断当前检测到的第一电压与上一次检测到的第一电压差值是否等于零，若等于零，则返回S530，若不等于零，则执行S532。

S532：更新第一电压。

在本步骤中，将第一接口输入的第一电压的数据更新为当前检测到的第一电压的数值，并进入步骤S514。

S513：电压检测模块检测所保护的集成电路网络的第一电压。

S514：将第一电压传递给电压控制器。

S515：电压控制器确定控制参数，并输出控制参数。

该步骤中，电压控制器可以根据第一电压以及最大反向工作电压Vrwm确定控制参数。

S516：降压模块进行电压调整。

该步骤中，降压器根据控制参数调整输出的第二电压，例如，将第二电压调整为最大反向工作电压Vrwm减去0.1，即降压器的降压值为：第一电压-(Vrwm-0.1)而输入至PTVS管的电压为最大反向工作电压Vrwm减去0.1。

S517：判断浪涌能量是否进入。如果有浪涌进入，进入步骤518，否则返回步骤530。

S518：传输至PTVS管两端的浪涌电压大于或等于最大反向工作电压Vrwm。

S519：PTVS管雪崩击穿，浪涌电流导走。

S520：浪涌电压消失，返回步骤530。

本申请实施例提供的上述浪涌保护电路的电压调整方法，使浪涌能量从地导走，避免了浪涌对集成电路的损伤。

可选的，本申请实施例还提供一种电子设备，如图6所示，该终端设备可以包括处理器610，存储器609，存储在存储器609上并可在所述处理器610上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器610执行时实现上述降噪方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述浪涌保护电路的电压调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述浪涌保护电路的电压调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为***级芯片、***芯片、芯片***或片上***芯片等。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (12)

1.一种浪涌保护电路，其特征在于，包括：第一接口、第二接口、PTVS管、电压检测器、电压控制器和降压器；其中，

所述PTVS管的阴极与所述降压器的输出端电连接，所述PTVS管的阳极与所述第二接口电连接，所述第二接口接地；

所述电压检测器与所述第一接口电连接，所述电压检测器用于检测第一电压，所述电压检测器与所述电压控制器相连以将所述第一电压传输至所述电压控制器，其中，所述第一电压为所述第一接口处的电压，所述第一电压不大于预设阈值；

所述降压器的输入端与所述第一接口电连接，所述降压器的输出端与所述PTVS管电连接，所述降压器的控制端与所述电压控制器电连接；

所述电压控制器用于根据所述第一电压以及所述PTVS管的最大反向工作电压Vrwm调整所述降压器的输出端的第二电压，以使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述电压控制器用于根据所述第一电压以及所述PTVS管的最大反向工作电压Vrwm确定控制参数，根据所述控制参数调整所述第二电压。

3.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述降压器包括：场效应管，其中，所述场效应管的栅极与所述电压控制器电连接，所述场效应管的漏极与所述第一接口电连接，所述场效应管的源极与所述PTVS管的阴极电连接。

4.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述降压器包括：三极管，其中，所述三极管的基极与所述电压控制器电连接，所述三极管的集电极与所述第一接口电连接，所述三极管的发射极与所述PTVS管的阴极电连接。

5.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述降压器包括：多个场效应管，其中，所述电压控制器分别与所述多个场效应管的栅极电连接，所述多个场效应管的漏极并联后与所述第一接口电连接，所述多个场效应管的源极并联后与所述PTVS管的阴极电连接。

6.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述降压器包括：多个三极管，其中，所述电压控制器分别与所述多个三极管的基极电连接，所述多个三极管的集电极并联后与所述第一接口电连接，所述多个三极管的发射极并联后与所述PTVS管的阴极电连接。

7.一种浪涌保护电路的电压调整方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的浪涌保护电路，所述方法包括：

获取所述第一电压；

根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压调整所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压调整所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm，包括：

根据所述PTVS管的所述最大反向工作电压Vrwm和所述第一电压确定控制参数；

将所述控制参数发送至所述降压器，所述降压器根据所述控制参数调整所述第二电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在将所述控制参数发送至所述降压器之后，还包括：

获取所述电压检测器检测到的变化后的所述第一电压，其中，变化后的所述第一电压不大于预设阈值；

根据所述最大反向工作电压Vrwm和变化后的所述第一电压，更新所述控制参数，将更新后的所述控制参数传输至所述降压器，以调整所述第二电压，使所述第二电压接近所述最大反向工作电压Vrwm。

10.根据权利要求8-9任一项所述的方法，其特征在于，

在调整输出的所述第二电压之后，所述方法还包括：

获取所述第一接口输入的浪涌电压，禁止根据所述浪涌电压更新所述控制参数，使得所述第二电压大于所述最大反向工作电压Vrwm，其中，所述浪涌电压大于预设阈值。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的浪涌保护电路。

12.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求7至10任一项所述的浪涌保护电路的电压调整方法的步骤。