CN203881841U - 过电流检测电路、负载开关及便携式设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过电流检测电路、负载开关及便携式设备，其中，所述过电流检测电路包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测第二过电流检测子电路。

Description

过电流检测电路、负载开关及便携式设备

技术领域

本实用新型涉及过电流技术，尤其涉及一种过电流检测电路、负载开关(load switch)及便携式设备(Portable Device)。 

背景技术

近年来，随着便携式设备的发展，为了节省电能，除了应用高效率的电源管理集成电路(IC，Integration Circuit)外，还需要多个负载开关，以实现为负载开关中被用户使用的负载供电，将未被使用的负载的供电关断的目的。 

负载开关是在电源与负载之间，用逻辑电平来控制通、断，使负载得电或失电的电源通道器件。为了提高传统的负载开关的工作可靠性，人们为负载开关增加了功能，比如：逆向电流阻断(RCB，Reverse Current Blocking)功能，相应的，具有RCB功能的负载开关可以称为RCB负载开关。 

传统的RCB负载开关在使用中会出现流经功率N沟道金属氧化物半导体场效应管(NMOS)的电流过大的现象，因此，为了避免出现这种现象，RCB负载开关一般都会有一个过电流保护电路，从而起到保护功率NMOS和负载的作用。 

实用新型内容

为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例提供一种过电流检测电路、负载开关及便携式设备。 

本实用新型提供了一种过电流检测电路，包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过 电流检测的第二过电流检测子电路。 

本实用新型还提供了一种负载开关，所述负载开关包括过电流检测电路，所述过电流检测电路包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第二过电流检测子电路。 

本实用新型又提供了一种便携式设备，所述便携式设备包括：负载开关，所述负载开关包括：过电流检测电路，所述过电流检测电路包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测第二过电流检测子电路。 

本实用新型实施例提供的过电流检测电路、负载开关及便携式设备，当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，由第一过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测，当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，由第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测，如此，能对开关电路从开始上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。 

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。 

图1为一实施例的过电流保护电路结构示意图； 

图2为本实用新型实施例第一种过电流检测电路结构示意图； 

图3为本实用新型实施例第二种过电流检测电路结构示意图； 

图4为本实用新型实施例第三种过电流检测电路结构示意图； 

图5为本实用新型实施例第四种过电流检测电路结构示意图 

图6为本实用新型应用实施例过电流检测电路结构示意图； 

图7为采用本实用新型实施例过电流检测电路仿真结果图。 

具体实施方式

在以下的描述中，将具有RCB功能的负载开关称为RCB负载开关。 

在一实施例中，图1为RCB负载开关的过电流保护电路示意图，如图1所示，当输出端VOUT的电压较高时，也就是说，当功率NMOS M1和M2导通后且输出端VOUT的电压已经上升到一定电压值时，此时，采用图1所示的过电流保护电路能对流经M1和M2的电流I1进行有效地检测，并在检测到流经M1和M2的电流I1大于等于设置的阈值时，关断M1和M2，从而起到对流经M1和M2过电流的保护作用；但是，当输出端VOUT的电压较低或者输出端VOUT接地(GND)时，换句话说，当M1和M2刚开始导通且输出端VOUT开始有电压输出时，即：从0V开始升高时，此时，采用图1所示的过电流保护电路却不能对流经M1和M2的电流I1进行有效地检测。这是因为：当电荷泵(charge pump)开始工作后，电荷泵输出的电流致使M1、M2及M3导通，随之就会有大电流从输入端VIN流至输出端VOUT，此时，由于输出端VOUT的电压较低或输出端VOUT接地，所以A点的电压等于输出端VOUT的电压，也就是说，A点的电压接近0V，而B点的电压则等于I2*R1，因此A点的电压和B点的电压不相等，从而导致电流镜像比例误差极大，电流镜像比小于设定的值K，也就是说，电流I2不能真实的反映电流I1的大小，在这种情况下，当电流I1大于等于设置的阈值时，由于电流I2不能真实的反映电流I1的大小，所以I2*R1仍然小于参考电压Vref1，这使得比较器COMP1依然输出低电压信号，从而使得电荷泵继续工作，以使M1和M2处于导通状态，这样，就会导致功率NMOS M1和M2被大电流烧毁。 

基于此，在本实用新型的以下各种实施例中：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，由第一过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测，当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，由第二过电流检测子电 路对所述开关电路进行过电流检测。 

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。 

本实用新型实施例提供的过电流检测电路，如图2所示，包括：第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22；其中， 

当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时，由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测，当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时，由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测。 

这里，实际应用时，本实用新型实施例提供的过电流检测电路可适用于开关电路23处于导通状态的应用场景；其中，所述开关电路23处于导通状态是指：有电流流经开关电路23。 

所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。 

开关电路23可以由金属氧化物半导体场效应管(MOS)实现，更具体地，可以由NMOS或P沟道金属氧化物半导体场效应管(PMOS)实现；实际应用时，考虑到成本的问题，一般由NMOS实现。 

如图3所示，该过电流检测电路还可以包括：使能电路24；其中，当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时，使能电路24向第一过电流检测子电路21输入使能信号，第一过电流检测子电路21收到使能电路24输入的使能信号后，对开关电路23进行过电流检测；当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时，使能电路24向第二过电流检测子电路22输入使能信号，第二过电流检测子电路22收到使能电路24输入的使能信号后，对开关电路23进行过电流检测。 

如图4和图5所示，该过电流检测电路还可以包括：过电流保护电路25；其中，当第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21检测到开关电路23有过电流时，将开关电路23有过电流的结果发送给过电流保护电路25，过电流保护电路25收到第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21发送的开关电路23有过电流的结果后，使开关电路23处于关断状态，如此，能有效地防止开关电路23被烧坏，从而起到保护开关电路23的作用。这里， 所述检测到开关电路23有过电流是指流经开关电路23的电流超过了设置的电流阈值；所述使开关电路23处于关断状态是指：没有电流流经开关电路23。 

图6为本实用新型一个应用实施例的电路结构示意图，如图6所示，开关电路23可以包括：第一NMOS MN1及第二NMOS MN2；第一过电流检测子电路21可以包括：第三NMOS MN3、运算放大器OP、第四NMOS MN4、第一电阻R1、第三开关SW3、第四开关SW4以及第一比较器COMP1；第二过电流检测子电路22可以包括：参考电流源I₀、第二电阻R2、第三电阻R3、第二开关SW2以及第二比较器COMP2；使能电路24可以包括：第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三比较器COMP3以及反相器INV；过电流保护电路25可以包括：或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵；其中，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4均为单刀单掷开关，第三开关SW3及第四开关SW4组成一个单刀双掷开关。 

图6所示的过电流检测电路的各部件的连接关系为： 

在开关电路23中，第一NMOS MN1的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第一NMOS MN1的漏极连接电压输入节点VIN，第一NMOS MN1的源极连接第二NMOS MN2的源极、运算放大器OP的反相输入端以及第二过电流检测子电路22中的第二比较器COMP2的正极输入端，第二NMOS MN2的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第二NMOS MN2的漏极连接电压输出节点VOUT、第二过电流检测子电路22中的第二电阻R2的一端以及使能电路24中的第四电阻的一端； 

在第一过电流检测子电路21中，第三NMOS MN3的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第三NMOS MN3的漏极连接电压输入节点VIN，第三NMOS MN3的源极连接运算放大器OP的同相输入端及第四NMOS MN4的漏极，运算放大器OP的输出端连接第四NMOS MN4的栅极，第四NMOS MN4的源极连接第一电阻R1的一端及第一比较器COMP1的正极输入端，第一电阻R1的另一端接地，第一比较器COMP1的负极输入端连接第三开关SW3的一端及第四开关SW4的一端，第三开关SW3的另一端连接输出第一参考电压的 节点，第四第开关SW4的另一端连接输出第二参考电压的节点，第一比较器COMP1的输出端连接过电流保护电路25中的或门电路的第一输入端； 

在第二过电流检测子电路22中，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、及第二开关SW2的第一端，第三电阻R3的另一端连接第二开关SW2的第二端、参考电流源I₀的一端以及第二比较器COMP2的负极输入端，参考电流源I₀的另一端连接电压输入节点VIN，第二比较器COMP2的输出端连接第二开关SW2的第三端及过电流保护电路25中的或门电路的第二输入端； 

在使能电路24中，第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端及第一开关SW1的第一端，第五电阻R5的另一端连接第一开关SW1的第二端、第六电阻R6的一端以及第三比较器COMP3的负极输入端，第六电阻R6的另一端接地，第三比较器COMP3的正极输入端连接输出第三参考电压的节点，第三比较器COMP3的输出端连接第一开关SW1的第三端、第二比较器COMP2的使能输入端、以及反相器INV的输入端，反相器INV的输出端连接第一比较器COMP1的使能输入端； 

在过电流保护电路25中，或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。 

下面详述图6所示的过电流检测电路的工作原理。 

为了方便描述，在以下的描述中，将电压输出接点的电压称为V_out，将第一参考电压称为V_ref1，将第二参考电压称为V_ref2，将第三参考电压称为V_ref3，将第一电阻的电阻称为R₁，将第二电阻R2的电阻称为R₂，将第三电阻R3的电阻称为R₃，将第四电阻R4的电阻称为R₄，将第五电阻R5的电阻称为R₅，将第六电阻R6的电阻称为R₆，将第一NMOS MN1、第二NMOS MN2及运算放大器OP所形成的连接点称为点A，对应的电压称为V_A，将第三NMOS MN3、运算放大器OP及第四NMOS MN4所形成的连接点称为点B，将第四NMOS MN4、第一电阻R1及第一比较器COMP1所形成的连接点称为点C，将参考电流源I₀、第三电阻R3及第二比较器COMP2所形成的连接点称为点D，对应的电压称为 V_D，将第二比较器COMP2、第三比较器COMP3以及反相器INV所形成的连接点称为SEL，将反相器INV与第一比较器COMP1所形成的连接点称为SELB，将第一比较器COMP1与或门电路所形成的连接点称为OCP1，将第二比较器COMP2与或门电路所形成的连接点称为OCP2。 

使能电路24的工作原理为：当时，第一开关SW1断开，使得第三比较器COMP3输出高电压信号，而反相器INV输出低电压信号，即：点SEL的电压为高电压，点SELB的电压为零，第三比较器COMP3输出的高电压信号使能第二比较器COMP2，使得第二比较器COMP2工作；此时，反相器INV输出的低电压信号不使能第一比较器COMP1，因此，第一比较器COMP1不工作，换句话说，此时第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21不工作； 

当时，第一开关SW1导通，使得第三比较器COMP3输出低电压信号，而反相器INV输出高电压信号，即：点SEL的电压为零，点SELB的电压为高电压，反相器INV输出的高电压信号使能第一比较器COMP1，使得第一比较器COMP1工作；此时，第三比较器COMP3输出的低电压信号不使能第二比较器COMP2，因此，第二比较器COMP2不工作，换句话说，此时第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作；由于此时第一开关SW1导通，所以只有当时，第一开关SW1才可以断开，且第三比较器COMP3才可以输出高电压信号，而反相器INV才可以输出低电压信号。 

这里，通过第一开关SW1的通断来控制第五电阻R5是否短路，进而来改变电压输出节点VOUT的电压的检测点，换句话说，第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6的作用是实现迟滞功能。所述高电压信号是指：表明时，第三比较器COMP3的输出信号；所述低电压 信号是指：表明时，第三比较器COMP3的输出信号；举个例子来说，假设输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

第一过电流检测子电路21的工作原理为：当I₁<V_ref1/R₁·K时，第三开关SW3导通，第四开关SW4关断，使得第一比较器COMP1输出低电压信号，即：点OCP1的电压为零，当I₁逐渐增大，且I₁≥V_ref2/R₁·K时，第四开关SW4导通，第三开关SW3关断，第一比较器COMP1输出高电压信号，即：点OCP1的电压为高电压，此时，说明流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流过大，出现了过电流，换句话说，第一过电流检测子电路21检测到了第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的过电流；只有当I₁逐渐减小，且I₁≤V_ref1/R₁·K时，第三开关SW3再次导通，第四开关SW4再次关断，从而使第一比较器COMP1重新输出低电压信号，如此，能有效地实现迟滞，保证检测的准确性；其中，I₁表示流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流，K表示电流镜像比，V_ref1<V_ref2。这里，所述高电压信号是指：表明I₁≥V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出信号，所述低电压信号是指：表明I₁<V_ref2/R₁·K时，第一比较器的输出信号；举个例子来说，假设第一比较器COMP1输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

第二过电流检测子电路22的工作原理为：当V_A<V_D时，第二开关SW2断开，由于V_A＝V_out+I₁·Rdson_MN2，V_D＝V_out+I₃·(R₂+R₃)，所以当I₁·Rdson_MN2<I₃·(R₂+R₃)时，第二比较器COMP2输出低压信号，即：点OCP2的电压为零；当V_A≥V_D时，第二开关SW2导通，即当I₁·Rdson_MN2≥I₃·(R₂+R₃)时，第三电阻R3短路，第二比较器COMP2输出高电压信号，即：点OCP2的电压为高电压，此时，说明流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流过大，出现了过电流，换句话说，第二过电流检测子电路22检测到了第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的过电流；只有当V_D减小，且I₁·Rdson_MN2≤I₃·R₂时，第二开关SW2再次断开， 点OCP2的电压才再次由高电压再次变为低电压，如此，能有效地实现迟滞，保证检测的准确性。其中，I₁表示流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流，Rdson_MN2表示第二NMOS MN2的导通电阻，I₃表示参考电流源I₀输出的电流。 

这里，由于在第二NMOS MN2导通的过程中，Rdson_MN2是一个由大到小逐渐变化的电阻，同时，由于I₁是逐渐由小变大的，所以，第二NMOS MN2源漏两端的压降是一个变化的值，随着第二NMOS MN2的栅极电压的增大逐渐增大，因此，实际应用时，需要通过仿真实验得到在电压输出接点正常上电的过程中的最大值V_max，且使I₃·(R₂+R₃)大于V_max，如此，能保证第二比较器COMP2在电压输出接点正常上电的过程中不会误输出高电压信号，换句话说，能保证第二过电流检测子电路22在电压输出接点正常上电的过程中不会出现误检的情况；同时，I₃·(R₂+R₃)不能太大，这样，才能保证第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22的有序工作，才能真正起到过电流保护的作用。 

其中，所述高电压信号是指：表明V_A≥V_D时，第二比较器COMP2的输出信号；所述低电压信号是指：表明V_A<V_D时，第二比较器COMP2的输出信号；举个例子来说，假设第二比较器COMP2输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

过电流保护电路25的工作原理为：当或门电路收到第一比较器COMP1输出的高电压信号或第二比较器COMP2输出的高电压信号后，向逻辑控制电路输入高电压信号，逻辑控制电路收到高电压信号后，停止向电荷泵输出使能信号，从而关掉电荷泵，电荷泵关掉后使得第一NMOS MN1及第二NMOS MN2关断，从而起到过电流保护的作用。 

需要说明的是：当采用图6所示的过电流检测电路时，如果单独使用第一过电流检测子电路21，即：只采用当VOUT电压值较低或接近GND时，V_A等于V_out，而点B的电压等于I₂×R₁，因此点A的电压与点B的电压不相等，导致电流镜像比例K误差极大，因此，当I₁极大时，I₂×R₁仍然会小于V_ref2,导致第一 NMOS MN1及第二NMOS MN2被大电流烧毁；而第二过电流检测子电路22工作后，能够解决V_out很低时，流经开关电路23的电流检测不准的问题。但是，在实际应用时，需要注意第一过电流检测子电路21和第二过电流检测子电路22工作的通路选择电压的阈值大小，如果阈值设置过小，会使得当V_out较低但仍然大于设置的阈值时，由于是由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测，此时会出现电流镜像不准，容易烧毁开关电路23；如果阈值设置过大，当V_out较高但仍然小于设置的阈值时，由于是由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测，此时会使得V_D的大小逼近电压输入节点VIN的电压，从而导致I₃变小，进而导致I₃·(R₂+R₃)的值变小；这样，就容易出现误触发过流保护的情况，也就是说，会出现V_A>V_D，导致第二比较器COMP2输出高电压信号，误触发过流保护的情况，从而使得第一NMOS MN1及第二NMOS MN2被关断，进而导致相应的芯片无法正常工作。其中，I₂表示流经第四NMOS MN4的电流。 

图7为采用本实用新型实施例的技术方案，得到的各子电路的仿真结果图。从图7中可以看出： 

在状态一，即：电压输出节点VOUT上电的阶段，此状态下电压输出节点VOUT短路到地，第三比较器COMP3输出高电压信号，因此第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子检测电路21不工作，换句话说，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压逐渐增加，此时，流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁小于等于设定值，所以第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零； 

在状态二，此状态下电压输出节点VOUT仍然短路到地，第三比较器COMP3输出高电压信号，因此第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21仍然不工作，换句话说，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压仍然逐步增加， 且随着电荷泵输出电压的进一步增加，流经第一NMOS MN1及第二NMOSMN2的电流I₁大于设定值，所以第二比较器COMP2的输出为高电压信号，即：点OCP2的电压为高电压，因此或门电路的输出端OCP的电压也为高电压； 

在状态三，即电压输出节点VOUT已正常上电，此时，所以，第三比较器COMP3输出低电压信号，第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作，换句话说，第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压仍然逐步增加，当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁小于等于设定值V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零；当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流大于设定值V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为高电压信号，即：点OCP1的电压为高电压，因此或门电路的输出端OCP的电压也为高电压； 

在状态四，此状态下电压输出节点VOUT仍已正常上电，此时，此时， 所以，第三比较器COMP3输出低电压信号，第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作，换句话说，第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，在这个状态下，电荷泵已关闭，当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁开始下降，且当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流降到小于等于V_ref1/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零。 

从上面的描述中可以看出，采用本实用新型实施例的技术方案，能对开关电路从开始上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。 

基于上述过电流检测电路，本实用新型实施例还提供了一种过电流检测方法，包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，由过电流检测电 路的第一过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测，当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，由所述过电流检测电路的第二过电流检测子电路对所述开关电路进行过电流检测。 

这里，所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。 

该方法还可以包括：当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，向所述第一过电流检测子电路输出使能信号，相应地，所述第二过电流检测子电路收到使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测； 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，所述第二过电流检测子电路输出使能信号，相应地，所述第二过电流检测子电路收到使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测。 

该方法还可以包括：当检测出所述开关电路有过电流时，使所述开关电路处于关断状态，如此，能有效地防止所述开关电路被烧坏，从而起到保护所述开关电路的作用。这里，所述检测出所述开关电路有过电流是指：流经所述开关电路的电流超过了设置的电流阈值；所述使开关电路处于关断状态是指：没有电流流经所述开关电路。 

基于上述过电流检测电路，本实用新型实施例还提供了一种负载开关，所述负载开关包括过电流检测电路，如图2所示，该过电流检测电路包括：第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22；其中， 

当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时，由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测，当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时，由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测。 

这里，实际应用时，本实用新型实施例提供的过电流检测电路可适用于开关电路23处于导通状态的应用场景；其中，所述开关电路23处于导通状态是指：有电流流经开关电路23。 

所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。 

开关电路23可以由MOS实现，更具体地，可以由NMOS或PMOS实现；实际应用时，考虑到成本的问题，一般由NMOS实现。 

如图3所示，该过电流检测电路还可以包括：使能电路24；其中，当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时，使能电路24向第一过电流检测子电路21输入使能信号，第一过电流检测子电路21收到使能电路24输入的使能信号后，对开关电路23进行过电流检测；当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时，使能电路24向第二过电流检测子电路22输入使能信号，第二过电流检测子电路22收到使能电路24输入的使能信号后，对开关电路23进行过电流检测。 

如图4和图5所示，该过电流检测电路还可以包括：过电流保护电路25；其中，当第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21检测到开关电路23有过电流时，将开关电路23有过电流的结果发送给过电流保护电路25，过电流保护电路25收到第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21发送的开关电路23有过电流的结果后，使开关电路23处于关断状态，如此，能有效地防止开关电路23被烧坏，从而起到保护开关电路23的作用。这里，所述检测到开关电路23有过电流是指流经开关电路23的电流超过了设置的电流阈值；所述使开关电路23处于关断状态是指：没有电流流经开关电路23。 

图6为本实用新型一个应用实施例的电路结构示意图，如图6所示，开关电路23可以包括：第一NMOS MN1及第二NMOS MN2；第一过电流检测子电路21可以包括：第三NMOS MN3、运算放大器OP、第四NMOS MN4、第一电阻R1、第三开关SW3、第四开关SW4以及第一比较器COMP1；第二过电流检测子电路22可以包括：参考电流源I₀、第二电阻R2、第三电阻R3、第二开关SW2以及第二比较器COMP2；使能电路24可以包括：第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三比较器COMP3以及反相器INV；过电流保护电路25可以包括：或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵；其中，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4均为单刀单掷开关，第三开关SW3及第四开关SW4组成一个单刀双掷开关。 

图6所示的过电流检测电路的各部件的连接关系为： 

在开关电路23中，第一NMOS MN1的栅极连接过电流保护电路25中的 电荷泵，第一NMOS MN1的漏极连接电压输入节点VIN，第一NMOS MN1的源极连接第二NMOS MN2的源极、运算放大器OP的反相输入端以及第二过电流检测子电路22中的第二比较器COMP2的正极输入端，第二NMOS MN2的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第二NMOS MN2的漏极连接电压输出节点VOUT、第二过电流检测子电路22中的第二电阻R2的一端以及使能电路24中的第四电阻的一端； 

在第一过电流检测子电路21中，第三NMOS MN3的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第三NMOS MN3的漏极连接电压输入节点VIN，第三NMOS MN3的源极连接运算放大器OP的同相输入端及第四NMOS MN4的漏极，运算放大器OP的输出端连接第四NMOS MN4的栅极，第四NMOS MN4的源极连接第一电阻R1的一端及第一比较器COMP1的正极输入端，第一电阻R1的另一端接地，第一比较器COMP1的负极输入端连接第三开关SW3的一端及第四开关SW4的一端，第三开关SW3的另一端连接输出第一参考电压的节点，第四第开关SW4的另一端连接输出第二参考电压的节点，第一比较器COMP1的输出端连接过电流保护电路25中的或门电路的第一输入端； 

在第二过电流检测子电路22中，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、及第二开关SW2的第一端，第三电阻R3的另一端连接第二开关SW2的第二端、参考电流源I₀的一端以及第二比较器COMP2的负极输入端，参考电流源I₀的另一端连接电压输入节点VIN，第二比较器COMP2的输出端连接第二开关SW2的第三端及过电流保护电路25中的或门电路的第二输入端； 

在使能电路24中，第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端及第一开关SW1的第一端，第五电阻R5的另一端连接第一开关SW1的第二端、第六电阻R6的一端以及第三比较器COMP3的负极输入端，第六电阻R6的另一端接地，第三比较器COMP3的正极输入端连接输出第三参考电压的节点，第三比较器COMP3的输出端连接第一开关SW1的第三端、第二比较器COMP2的使能输入端、以及反相器INV的输入端，反相器INV的输出端连接第一比较器COMP1的使能输入端； 

在过电流保护电路25中，或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。 

下面详述图6所示的过电流检测电路的工作原理。 

为了方便描述，在以下的描述中，将电压输出接点的电压称为V_out，将第一参考电压称为V_ref1，将第二参考电压称为V_ref2，将第三参考电压称为V_ref3，将第一电阻的电阻称为R₁，将第二电阻R2的电阻称为R₂，将第三电阻R3的电阻称为R₃，将第四电阻R4的电阻称为R₄，将第五电阻R5的电阻称为R₅，将第六电阻R6的电阻称为R₆，将第一NMOS MN1、第二NMOS MN2及运算放大器OP所形成的连接点称为点A，对应的电压称为V_A，将第三NMOS MN3、运算放大器OP及第四NMOS MN4所形成的连接点称为点B，将第四NMOS MN4、第一电阻R1及第一比较器COMP1所形成的连接点称为点C，将参考电流源I₀、第三电阻R3及第二比较器COMP2所形成的连接点称为点D，对应的电压称为V_D，将第二比较器COMP2、第三比较器COMP3以及反相器INV所形成的连接点称为SEL，将反相器INV与第一比较器COMP1所形成的连接点称为SELB，将第一比较器COMP1与或门电路所形成的连接点称为OCP1，将第二比较器COMP2与或门电路所形成的连接点称为OCP2。 

使能电路24的工作原理为：当时，第一开关SW1断开，使得第三比较器COMP3输出高电压信号，而反相器INV输出低电压信号，即：点SEL的电压为高电压，点SELB的电压为零，第三比较器COMP3输出的高电压信号使能第二比较器COMP2，使得第二比较器COMP2工作；此时，反相器INV输出的低电压信号不使能第一比较器COMP1，因此，第一比较器COMP1不工作，换句话说，此时第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21不工作； 

当时，第一开关SW1导通，使得第三比较器COMP3输出低电压信号，而反相器INV输出高电压信号，即：点SEL的电压为零，点 SELB的电压为高电压，反相器INV输出的高电压信号使能第一比较器COMP1，使得第一比较器COMP1工作；此时，第三比较器COMP3输出的低电压信号不使能第二比较器COMP2，因此，第二比较器COMP2不工作，换句话说，此时第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作；由于此时第一开关SW1导通，所有只有当时，第一开关SW1才可以断开，且第三比较器COMP3才可以输出高电压信号，而反相器INV才可以输出低电压信号。 

这里，通过第一开关SW1的通断来控制第五电阻R5是否短路，进而来改变电压输出节点VOUT的电压的检测点，换句话说，第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6的作用是实现迟滞功能。所述高电压信号是指：表明时，第三比较器COMP3的输出信号；所述低电压信号是指：表明时，第三比较器COMP3的输出信号；举个例子来说，假设输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

第一过电流检测子电路21的工作原理为：当I₁<V_ref1/R₁·K时，第三开关SW3导通，第四开关SW4关断，使得第一比较器COMP1输出低电压信号，即：点OCP1的电压为零，当I₁逐渐增大，且I₁≥V_ref2/R₁·K时，第四开关SW4导通，第三开关SW3关断，第一比较器COMP1输出高电压信号，即：点OCP1的电压为高电压，此时，说明流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流过大，出现了过电流，换句话说，第一过电流检测子电路21检测到了第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的过电流；只有当I₁逐渐减小，且I₁≤V_ref1/R₁·K时，第三开关SW3再次导通，第四开关SW4再次关断，从而使第一比较器COMP1重新输出低电压信号，如此，能有效地实现迟滞，保证检测的准确性；其中，I₁表示流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流，K表示电流镜像比， V_ref1<V_ref2。这里，所述高电压信号是指：表明I₁≥V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出信号，所述低电压信号是指：表明I₁<V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出信号；举个例子来说，假设第一比较器COMP1输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

第二过电流检测子电路22的工作原理为：当V_A<V_D时，第二开关SW2断开，由于V_A＝V_out+I₁·Rdson_MN2，V_D＝V_out+I₃·(R₂+R₃)，所以当I₁·Rdson_MN2<I₃·(R₂+R₃)时，第二比较器COMP2输出高低压信号，即：点OCP2的电压为零；当V_A≥V_D时，第二开关SW2导通，即当I₁·Rdson_MN2≥I₃·(R₂+R₃)时，第三电阻R3短路，第二比较器COMP2输出高电压信号，即：点OCP2的电压为高电压，此时，说明流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流过大，出现了过电流，换句话说，第二过电流检测子电路22检测到了第一NMOS MN1及第二NMOSMN2的过电流；只有当V_D减小，且I₁·Rdson_MN2≤I₃·R₂时，第二开关SW2再次断开，点OCP2的电压才再次由高电压再次变为低电压，如此，能有效地实现迟滞，保证检测的准确性。其中，I₁表示流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流，Rdson_MN2表示第二NMOS MN2的导通电阻，I₃表示参考电流源I₀输出的电流。 

这里，由于在第二NMOS MN2导通的过程中，Rdson_MN2是一个由大到小逐渐变化的电阻，同时，由于I₁是逐渐由小变大的，所以，第二NMOS MN2源漏两端的压降是一个变化的值，随着第二NMOS MN2的栅极电压的增大逐渐增大，因此，实际应用时，需要通过仿真实验得到在电压输出接点正常上电的过程中的最大值V_max，且使I₃·(R₂+R₃)大于V_max，如此，能保证第二比较器COMP2在电压输出接点正常上电的过程中不会误输出高电压信号，换句话说，能保证第二过电流检测子电路22在电压输出接点正常上电的过程中不会出现误检的情况；同时，I₃·(R₂+R₃)不能太大，这样，才能保证第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22的有序工作，才能真正起到过电流保护的作用。 

其中，所述高电压信号是指：表明V_A≥V_D时，第二比较器COMP2的输出信号；所述低电压信号是指：表明V_A<V_D时，第二比较器COMP2的输出信号；举个例子来说，假设第二比较器COMP2输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

过电流保护电路25的工作原理为：当或门电路收到第一比较器COMP1输出的高电压信号或第二比较器COMP2输出的高电压信号后，向逻辑控制电路输入高电压信号，逻辑控制电路收到高电压信号后，停止向电荷泵输出使能信号，从而关掉电荷泵，电荷泵关掉后使得第一NMOS MN1及第二NMOS MN2关断，从而起到过电流保护的作用。 

需要说明的是：当采用图6所示的过电流检测电路时，如果单独使用第一过电流检测子电路21，即：只采用当VOUT电压值较低或接近GND时，V_A等于V_out，而点B的电压等于I₂×R₁，因此点A的电压与点B的电压不相等，导致电流镜像比例K误差极大，因此，当I₁极大时，I₂×R₁仍然会小于V_ref2,导致第一NMOS MN1及第二NMOS MN2被大电流烧毁；而第二过电流检测子电路22工作后，能够解决V_out很低时，流经开关电路23的电流检测不准的问题。但是，在实际应用时，需要注意第一过电流检测子电路21和第二过电流检测子电路22工作的通路选择电压的阈值大小，如果阈值设置过小，会使得当V_out较低但仍然大于设置的阈值时，由于是由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测，此时会出现电流镜像不准，容易烧毁开关电路23；如果阈值设置过大，当V_out较高但仍然小于设置的阈值时，由于是由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测，此时会使得V_D的大小逼近电压输入节点VIN的电压，从而导致I₃变小，进而导致I₃·(R₂+R₃)的值变小；这样，就容易出现误触发过流保护的情况，也就是说，会出现V_A>V_D，导致第二比较器COMP2输出高电压信号，误触发过流保护的情况，从而使得第一NMOS MN1及第二NMOS MN2被关断，进而导致相应的芯片无法正常工作。其中，I₂表示流经第四NMOS MN4的电流。 

实际应用时，所述负载开关可以为RCB负载开关。 

图7为采用本实用新型实施例的技术方案，得到的各子电路的仿真结果图。从图7中可以看出： 

在状态一，即：电压输出节点VOUT上电的阶段，此状态下电压输出节点VOUT短路到地，第三比较器COMP3输出高电压信号，因此第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21不工作，换句话说，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压逐渐增加，此时，流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁小于等于设定值，所以第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零； 

在状态二，此状态下电压输出节点VOUT仍然短路到地，第三比较器COMP3输出高电压信号，因此第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21仍然不工作，换句话说，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压仍然逐步增加，且随着电荷泵输出电压的进一步增加，流经第一NMOS MN1及第二NMOSMN2的电流I₁大于设定值，所以第二比较器COMP2的输出为高电压信号，即：点OCP2的电压为高电压，因此或门电路的输出端OCP的电压也为高电压； 

在状态三，即电压输出节点VOUT已正常上电，此时，所以，第三比较器COMP3输出低电压信号，第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作，换句话说，第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压仍然逐步增加，当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流小于等于设定值V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零；当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁大于设定值V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为高电压信号，即：点OCP1的电压为高电压，因此或门电路的输出端OCP的 电压也为高电压； 

在状态四，此状态下电压输出节点VOUT仍已正常上电，此时，此时， 所以，第三比较器COMP3输出低电压信号，第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作，换句话说，第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，在这个状态下，电荷泵已关闭，当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流开始下降，且当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁降到小于等于V_ref1/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零。 

从上面的描述中可以看出，采用本实用新型实施例的技术方案，能对开关电路从开始上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。 

基于上述负载开关，本实用新型实施例还提供了一种便携式设备，所述便携式设备包括负载开关，所述负载开关包括：过电流保护电路，如图2所示，该过电流保护电路包括：第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22；其中， 

当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时，由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测，当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时，由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测。 

这里，实际应用时，本实用新型实施例提供的过电流检测电路可适用于开关电路23处于导通状态的应用场景；其中，所述开关电路23处于导通状态是指：有电流流经开关电路23。 

所述阈值可以根据设计的电路的需要进行设置。 

开关电路23可以由MOS实现，更具体地，可以由NMOS或PMOS实现；实际应用时，考虑到成本的问题，一般由NMOS实现。 

如图3所示，该过电流检测电路还可以包括：使能电路24；其中，当开关电路23输出端的电压大于等于设置的阈值时，使能电路24向第一过电流检测 子电路21输入使能信号，第一过电流检测子电路21收到使能电路24输入的使能信号后，对开关电路23进行过电流检测；当开关电路23输出端的电压小于设置的阈值时，使能电路24向第二过电流检测子电路22输入使能信号，第二过电流检测子电路22收到使能电路24输入的使能信号后，对开关电路23进行过电流检测。 

如图4和图5所示，该过电流检测电路还可以包括：过电流保护电路25；其中，当第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21检测到开关电路23有过电流时，将开关电路23有过电流的结果发送给过电流保护电路25，过电流保护电路25收到第一过电流检测子电路21或第二过电流检测子电路21发送的开关电路23有过电流的结果后，使开关电路23处于关断状态，如此，能有效地防止开关电路23被烧坏，从而起到保护开关电路23的作用。这里，所述检测到开关电路23有过电流是指流经开关电路23的电流超过了设置的电流阈值；所述使开关电路23处于关断状态是指：没有电流流经开关电路23。 

图6为本实用新型一个应用实施例的电路结构示意图，如图6所示，开关电路23可以包括：第一NMOS MN1及第二NMOS MN2；第一过电流检测子电路21可以包括：第三NMOS MN3、运算放大器OP、第四NMOS MN4、第一电阻R1、第三开关SW3、第四开关SW4以及第一比较器COMP1；第二过电流检测子电路22可以包括：参考电流源I₀、第二电阻R2、第三电阻R3、第二开关SW2以及第二比较器COMP2；使能电路24可以包括：第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三比较器COMP3以及反相器INV；过电流保护电路25可以包括：或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵；其中，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4均为单刀单掷开关，第三开关SW3及第四开关SW4组成一个单刀双掷开关。 

图6所示的过电流检测电路的各部件的连接关系为： 

在开关电路23中，第一NMOS MN1的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第一NMOS MN1的漏极连接电压输入节点VIN，第一NMOS MN1的源极连接第二NMOS MN2的源极、运算放大器OP的反相输入端以及第二过 电流检测子电路22中的第二比较器COMP2的正极输入端，第二NMOS MN2的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第二NMOS MN2的漏极连接电压输出节点VOUT、第二过电流检测子电路22中的第二电阻R2的一端以及使能电路24中的第四电阻的一端； 

在第一过电流检测子电路21中，第三NMOS MN3的栅极连接过电流保护电路25中的电荷泵，第三NMOS MN3的漏极连接电压输入节点VIN，第三NMOS MN3的源极连接运算放大器OP的同相输入端及第四NMOS MN4的漏极，运算放大器OP的输出端连接第四NMOS MN4的栅极，第四NMOS MN4的源极连接第一电阻R1的一端及第一比较器COMP1的正极输入端，第一电阻R1的另一端接地，第一比较器COMP1的负极输入端连接第三开关SW3的一端及第四开关SW4的一端，第三开关SW3的另一端连接输出第一参考电压的节点，第四第开关SW4的另一端连接输出第二参考电压的节点，第一比较器COMP1的输出端连接过电流保护电路25中的或门电路的第一输入端； 

在第二过电流检测子电路22中，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、及第二开关SW2的第一端，第三电阻R3的另一端连接第二开关SW2的第二端、参考电流源I₀的一端以及第二比较器COMP2的负极输入端，参考电流源I₀的另一端连接电压输入节点VIN，第二比较器COMP2的输出端连接第二开关SW2的第三端及过电流保护电路25中的或门电路的第二输入端； 

在使能电路24中，第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端及第一开关SW1的第一端，第五电阻R5的另一端连接第一开关SW1的第二端、第六电阻R6的一端以及第三比较器COMP3的负极输入端，第六电阻R6的另一端接地，第三比较器COMP3的正极输入端连接输出第三参考电压的节点，第三比较器COMP3的输出端连接第一开关SW1的第三端、第二比较器COMP2的使能输入端、以及反相器INV的输入端，反相器INV的输出端连接第一比较器COMP1的使能输入端； 

在过电流保护电路25中，或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。 

下面详述图6所示的过电流检测电路的工作原理。 

为了方便描述，在以下的描述中，将电压输出接点的电压称为V_out，将第一参考电压称为V_ref1，将第二参考电压称为V_ref2，将第三参考电压称为V_ref3，将第一电阻的电阻称为R₁，将第二电阻R2的电阻称为R₂，将第三电阻R3的电阻称为R₃，将第四电阻R4的电阻称为R₄，将第五电阻R5的电阻称为R₅，将第六电阻R6的电阻称为R₆，将第一NMOS MN1、第二NMOS MN2及运算放大器OP所形成的连接点称为点A，对应的电压称为V_A，将第三NMOS MN3、运算放大器OP及第四NMOS MN4所形成的连接点称为点B，将第四NMOS MN4、第一电阻R1及第一比较器COMP1所形成的连接点称为点C，将参考电流源I₀、第三电阻R3及第二比较器COMP2所形成的连接点称为点D，对应的电压称为V_D，将第二比较器COMP2、第三比较器COMP3以及反相器INV所形成的连接点称为SEL，将反相器INV与第一比较器COMP1所形成的连接点称为SELB，将第一比较器COMP1与或门电路所形成的连接点称为OCP1，将第二比较器COMP2与或门电路所形成的连接点称为OCP2。 

使能电路24的工作原理为：当时，第一开关SW1断开，使得第三比较器COMP3输出高电压信号，而反相器INV输出低电压信号，即：点SEL的电压为高电压，点SELB的电压为零，第三比较器COMP3输出的高电压信号使能第二比较器COMP2，使得第二比较器COMP2工作；此时，反相器INV输出的低电压信号不使能第一比较器COMP1，因此，第一比较器COMP1不工作，换句话说，此时第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21不工作； 

当时，第一开关SW1导通，使得第三比较器COMP3输出低电压信号，而反相器INV输出高电压信号，即：点SEL的电压为零，点SELB的电压为高电压，反相器INV输出的高电压信号使能第一比较器COMP1，使得第一比较器COMP1工作；此时，第三比较器COMP3输出的低电压信号 不使能第二比较器COMP2，因此，第二比较器COMP2不工作，换句话说，此时第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作；由于此时第一开关SW1导通，所有只有当时，第一开关SW1才可以断开，且第三比较器COMP3才可以输出高电压信号，而反相器INV才可以输出低电压信号。 

这里，通过第一开关SW1的通断来控制第五电阻R5是否短路，进而来改变电压输出节点VOUT的电压的检测点，换句话说，第一开关SW1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6的作用是实现迟滞功能。所述高电压信号是指：表明时，第三比较器COMP3的输出信号；所述低电压信号是指：表明时，第三比较器COMP3的输出信号；举个例子来说，假设输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

第一过电流检测子电路21的工作原理为：当I₁<V_ref1/R₁·K时，第三开关SW3导通，第四开关SW4关断，使得第一比较器COMP1输出低电压信号，即：点OCP1的电压为零，当I₁逐渐增大，且I₁>V_ref2/R₁·K时，第四开关SW4导通，第三开关SW3关断，第一比较器COMP1输出高电压信号，即：点OCP1的电压为高电压，此时，说明流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流过大，出现了过电流，换句话说，第一过电流检测子电路21检测到了第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的过电流；只有当I₁逐渐减小，且I₁≤V_ref1/R₁·K时，第三开关SW3再次导通，第四开关SW4再次关断，从而使第一比较器COMP1重新输出低电压信号，如此，能有效地实现迟滞，保证检测的准确性；其中，I₁表示流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流，K表示电流镜像比，V_ref1<V_ref2。这里，所述高电压信号是指：表明I₁≥V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出信号，所述低电压信号是指：表明I₁<V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1 的输出信号；举个例子来说，假设第一比较器COMP1输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

第二过电流检测子电路22的工作原理为：当V_A<V_D时，第二开关SW2断开，由于V_A＝V_out+I₁·Rdson_MN2，V_D＝V_out+I₃·(R₂+R₃)，所以当I₁·Rdson_MN2<I₃·(R₂+R₃)时，第二比较器COMP2输出高低压信号，即：点OCP2的电压为零；当V_A≥V_D时，第二开关SW2导通，即当I₁·Rdson_MN2>I₃·(R₂+R₃)时，第三电阻R3短路，第二比较器COMP2输出高电压信号，即：点OCP2的电压为高电压，此时，说明流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流过大，出现了过电流，换句话说，第二过电流检测子电路22检测到了第一NMOS MN1及第二NMOSMN2的过电流；只有当V_D减小，且I₁·Rdson_MN2≤I₃·R₂时，第二开关SW2再次断开，点OCP2的电压才再次由高电压再次变为低电压，如此，能有效地实现迟滞，保证检测的准确性。其中，I₁表示流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流，Rdson_MN2表示第二NMOS MN2的导通电阻，I₃表示参考电流源I₀输出的电流。 

这里，由于在第二NMOS MN2导通的过程中，Rdson_MN2是一个由大到小逐渐变化的电阻，同时，由于I₁是逐渐由小变大的，所以，第二NMOS MN2源漏两端的压降是一个变化的值，随着第二NMOS MN2的栅极电压的增大逐渐增大，因此，实际应用时，需要通过仿真实验得到在电压输出接点正常上电的过程中的最大值V_max，且使I₃·(R₂+R₃)大于V_max，如此，能保证第二比较器COMP2在电压输出接点正常上电的过程中不会误输出高电压信号，换句话说，能保证第二过电流检测子电路22在电压输出接点正常上电的过程中不会出现误检的情况；同时，I₃·(R₂+R₃)不能太大，这样，才能保证第一过电流检测子电路21及第二过电流检测子电路22的有序工作，才能真正起到过电流保护的作用。 

其中，所述高电压信号是指：表明V_A≥V_D时，第二比较器COMP2的输出信号；所述低电压信号是指：表明V_A<V_D时，第二比较器COMP2的输出信号； 举个例子来说，假设第二比较器COMP2输出的信号包括0、1两种信号，则1为高电压信号，0为低电压信号。 

过电流保护电路25的工作原理为：当或门电路收到第一比较器COMP1输出的高电压信号或第二比较器COMP2输出的高电压信号后，向逻辑控制电路输入高电压信号，逻辑控制电路收到高电压信号后，停止向电荷泵输出使能信号，从而关掉电荷泵，电荷泵关掉后使得第一NMOS MN1及第二NMOS MN2关断，从而起到过电流保护的作用。 

需要说明的是：当采用图6所示的过电流检测电路时，如果单独使用第一过电流检测子电路21，即：只采用当VOUT电压值较低或接近GND时，V_A等于V_out，而点B的电压等于I₂×R₁，因此点A的电压与点B的电压不相等，导致电流镜像比例K误差极大，因此，当I₁极大时，I₂×R₁仍然会小于V_ref2,导致第一NMOS MN1及第二NMOS MN2被大电流烧毁；而第二过电流检测子电路22工作后，能够解决V_out很低时，流经开关电路23的电流检测不准的问题。但是，在实际应用时，需要注意第一过电流检测子电路21和第二过电流检测子电路22工作的通路选择电压的阈值大小，如果阈值设置过小，会使得当V_out较低但仍然大于设置的阈值时，由于是由第一过电流检测子电路21对开关电路23进行过电流检测，此时会出现电流镜像不准，容易烧毁开关电路23；如果阈值设置过大，当V_out较高但仍然小于设置的阈值时，由于是由第二过电流检测子电路22对开关电路23进行过电流检测，此时会使得V_D的大小逼近电压输入节点VIN的电压，从而导致I₃变小，进而导致I₃·(R₂+R₃)的值变小；这样，就容易出现误触发过流保护的情况，也就是说，会出现V_A>V_D，导致第二比较器COMP2输出高电压信号，误触发过流保护的情况，从而使得第一NMOS MN1及第二NMOS MN2被关断，进而导致相应的芯片无法正常工作。其中，I₂表示流经第四NMOS MN4的电流。 

实际应用时，所述负载开关可以是RCB负载开关；所述便携式设备还包括：外壳及CPU等其它组成。 

图7为采用本实用新型实施例的技术方案，得到的各子电路的仿真结果图。从图7中可以看出： 

在状态一，即：电压输出节点VOUT上电的阶段，此状态下电压输出节点VOUT短路到地，第三比较器COMP3输出高电压信号，因此第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21不工作，换句话说，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压逐渐增加，此时，流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁小于等于设定值，所以第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零； 

在状态二，此状态下电压输出节点VOUT仍然短路到地，第三比较器COMP3输出高电压信号，因此第二过电流检测子电路22工作，第一过电流检测子电路21仍然不工作，换句话说，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压仍然逐步增加，且随着电荷泵输出电压的进一步增加，流经第一NMOS MN1及第二NMOSMN2的电流I₁大于设定值，所以第二比较器COMP2的输出为高电压信号，即：点OCP2的电压为高电压，因此或门电路的输出端OCP的电压也为高电压； 

在状态三，即电压输出节点VOUT已正常上电，此时，所以，第三比较器COMP3输出低电压信号，第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作，换句话说，第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，在这个状态下，电荷泵输出的电压仍然逐步增加，当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁小于等于设定值V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零；当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁大于设定值V_ref2/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为高电压信号，即：点OCP1的电压为高电压，因此或门电路的输出端OCP的电压也为高电压； 

在状态四，此状态下电压输出节点VOUT仍已正常上电，此时，此时， 所以，第三比较器COMP3输出低电压信号，第一过电流检测子电路21工作，第二过电流检测子电路22不工作，换句话说，第二比较器COMP2的输出为低电压信号，即：点OCP2的电压为零，在这个状态下，电荷泵已关闭，当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流开始下降，且当流经第一NMOS MN1及第二NMOS MN2的电流I₁降到小于等于V_ref1/R₁·K时，第一比较器COMP1的输出为低电压信号，即：点OCP1的电压为零，因此或门电路的输出端OCP的电压也为零。 

从上面的描述中可以看出，采用本实用新型实施例的技术方案，能对开关电路从开始上电到上电正常且工作工程中的过电流进行有效检测。 

本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。 

本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。 

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。 

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。 

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。 

Claims (18)

1.一种过电流检测电路，其特征在于，所述过电流检测电路包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第二过电流检测子电路。 

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关电路由金属氧化物半导体场效应管MOS实现。 

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过电流检测电路还包括：当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，向所述第一过电流检测子电路输入使能信号；当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，向所述第二过电流检测子电路输入使能信号的使能电路； 

相应地，所述第一过电流检测子电路为收到所述使能电路输入的使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路； 

所述第二过电流检测子电路为收到所述使能电路输入的使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测的第二过电流检测子电路。 

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述过电流检测电路还包括：收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后，使所述开关电路处于关断状态的过电流保护电路； 

相应地，所述第一过电流检测子电路为检测到所述开关电路有过电流时，将所述开关电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路的第一过电流检测子电路； 

所述第二过电流检测子电路为检测到所述开关电路有过电流时，将所述开关电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路的第二过电流检测子电路。 

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述开关电路包括：第一NMOS及第二NMOS； 

所述第一过电流检测子电路包括：第三NMOS、运算放大器、第四NMOS、第一电阻、第三开关、第四开关以及第一比较器； 

所述第二过电流检测子电路包括：参考电流源、第二电阻、第三电阻、第二开关及第二比较器； 

所述使能电路包括：第一开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三比较器以及反相器； 

所述过电流保护电路包括：或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵。 

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于， 

在所述开关电路中，第一NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第一NMOS的漏极连接电压输入节点，第一NMOS的源极连接第二NMOS的源极、运算放大器的反相输入端以及所述第二过电流检测子电路中的第二比较器的正极输入端，第二NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第二NMOS的漏极连接电压输出节点、所述第二过电流检测子电路中的第二电阻的一端以及所述使能电路中的第四电阻的一端； 

在所述第一过电流检测子电路中，第三NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第三NMOS的漏极连接电压输入节点，第三NMOS的源极连接运算放大器的同相输入端及第四NMOS的漏极，运算放大器的输出端连接第四NMOS的栅极，第四NMOS的源极连接第一电阻的一端及第一比较器的正极输入端，第一电阻的另一端接地，第一比较器的负极输入端连接第三开关的一端及第四开关的一端，第三开关的另一端连接输出第一参考电压的节点，第四第开关的另一端连接输出第二参考电压的节点，第一比较器的输出端连接所述过电流保护电路中的或门电路的第一输入端； 

在所述第二过电流检测子电路中，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、及第二开关的第一端，第三电阻的另一端连接第二开关的第二端、参考电流源的一端以及第二比较器的负极输入端，参考电流源的另一端连接电压输入节点，第二比较器的输出端连接第二开关的第三端及所述过电流保护电路中的或门电路的第二输入端； 

在所述使能电路中，第四电阻的另一端连接第五电阻的一端及第一开关的第一端，第五电阻的另一端连接第一开关的第二端、第六电阻的一端以及第三比较器的负极输入端，第六电阻的另一端接地，第三比较器的正极输入端连接输出第三参考电压的节点，第三比较器的输出端连接第一开关的第三端、第二比较器的使能输入端、以及反相器的输入端，反相器的输出端连接第一比较器的使能输入端； 

在所述过电流保护电路中，或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。 

7.一种负载开关，所述负载开关包括过电流检测电路，其特征在于，所述过电流检测电路包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第二过电流检测子电路。 

8.根据权利要求7所述的负载开关，其特征在于，所述开关电路由MOS实现。 

9.根据权利要求7所述的负载开关，其特征在于，所述过电流检测电路还包括：当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，向所述第一过电流检测子电路输入使能信号；当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，向所述第二过电流检测子电路输入使能信号的使能电路； 

相应地，所述第一过电流检测子电路为收到所述使能电路输入的使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路； 

所述第二过电流检测子电路为收到所述使能电路输入的使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测的第二过电流检测子电路。 

10.根据权利要求9所述的负载开关，其特征在于，所述过电流检测电路还包括：收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后，使所述开关电路处于关断状态的过电流保护电路； 

相应地，所述第一过电流检测子电路为检测到所述开关电路有过电流时，将所述开关电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路的第一过电流检测子电路； 

所述第二过电流检测子电路为检测到所述开关电路有过电流时，将所述开关电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路的第二过电流检测子电路。 

11.根据权利要求10所述的负载开关，其特征在于，所述开关电路包括：第一NMOS及第二NMOS； 

所述第一过电流检测子电路包括：第三NMOS、运算放大器、第四NMOS、第一电阻、第三开关、第四开关以及第一比较器； 

所述第二过电流检测子电路包括：参考电流源、第二电阻、第三电阻、第二开关及第二比较器； 

所述使能电路包括：第一开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三比较器以及反相器； 

所述过电流保护电路包括：或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵。 

12.根据权利要求11所述的负载开关，其特征在于， 

在所述开关电路中，第一NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第一NMOS的漏极连接电压输入节点，第一NMOS的源极连接第二NMOS的源极、运算放大器的反相输入端以及所述第二过电流检测子电路中的第二比较器的正极输入端，第二NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第二NMOS的漏极连接电压输出节点、所述第二过电流检测子电路中的第二电阻的一端以及所述使能电路中的第四电阻的一端； 

在所述第一过电流检测子电路中，第三NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第三NMOS的漏极连接电压输入节点，第三NMOS的源极连接运算放大器的同相输入端及第四NMOS的漏极，运算放大器的输出端连接第四NMOS的栅极，第四NMOS的源极连接第一电阻的一端及第一比较器的正极输入端，第一电阻的另一端接地，第一比较器的负极输入端连接第三开关的一端及第四开关的一端，第三开关的另一端连接输出第一参考电压的节点， 第四第开关的另一端连接输出第二参考电压的节点，第一比较器的输出端连接所述过电流保护电路中的或门电路的第一输入端； 

在所述第二过电流检测子电路中，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、及第二开关的第一端，第三电阻的另一端连接第二开关的第二端、参考电流源的一端以及第二比较器的负极输入端，参考电流源的另一端连接电压输入节点，第二比较器的输出端连接第二开关的第三端及所述过电流保护电路中的或门电路的第二输入端； 

在所述使能电路中，第四电阻的另一端连接第五电阻的一端及第一开关的第一端，第五电阻的另一端连接第一开关的第二端、第六电阻的一端以及第三比较器的负极输入端，第六电阻的另一端接地，第三比较器的正极输入端连接输出第三参考电压的节点，第三比较器的输出端连接第一开关的第三端、第二比较器的使能输入端、以及反相器的输入端，反相器的输出端连接第一比较器的使能输入端； 

在所述过电流保护电路中，或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。 

13.一种便携式设备，所述便携式设备包括：负载开关，所述负载开关包括：过电流检测电路，其特征在于，所述过电流检测电路包括：当开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路；以及 

当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，对所述开关电路进行过电流检测第二过电流检测子电路。 

14.根据权利要求13所述的便携式设备，其特征在于，所述开关电路由MOS实现。 

15.根据权利要求13所述的便携式设备，其特征在于，所述过电流检测电路还包括：当所述开关电路输出端的电压大于等于设置的阈值时，向所述第一过电流检测子电路输入使能信号；当所述开关电路输出端的电压小于设置的阈值时，向所述第二过电流检测子电路输入使能信号的使能电路； 

相应地，所述第一过电流检测子电路为收到所述使能电路输入的使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测的第一过电流检测子电路； 

所述第二过电流检测子电路为收到所述使能电路输入的使能信号后，对所述开关电路进行过电流检测的第二过电流检测子电路。 

16.根据权利要求15所述的便携式设备，其特征在于，所述过电流检测电路还包括：收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后，使所述开关电路处于关断状态的过电流保护电路； 

相应地，所述第一过电流检测子电路为检测到所述开关电路有过电流时，将所述开关电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路的第一过电流检测子电路； 

所述第二过电流检测子电路为检测到所述开关电路有过电流时，将所述开关电路有过电流的结果发送给所述过电流保护电路的第二过电流检测子电路； 

所述过电流保护电路，配置为收到所述第一过电流检测子电路或所述第二过电流检测子电路发送的所述开关电路有过电流的结果后，使所述开关电路处于关断状态。 

17.根据权利要求16所述的便携式设备，其特征在于，所述开关电路包括：第一NMOS及第二NMOS； 

所述第一过电流检测子电路包括：第三NMOS、运算放大器、第四NMOS、第一电阻、第三开关、第四开关以及第一比较器； 

所述第二过电流检测子电路包括：参考电流源、第二电阻、第三电阻、第二开关及第二比较器； 

所述使能电路包括：第一开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三比较器以及反相器； 

所述过电流保护电路包括：或门电路、逻辑控制电路以及电荷泵。 

18.根据权利要求17所述的便携式设备，其特征在于， 

在所述开关电路中，第一NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷 泵，第一NMOS的漏极连接电压输入节点，第一NMOS的源极连接第二NMOS的源极、运算放大器的反相输入端以及所述第二过电流检测子电路中的第二比较器的正极输入端，第二NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第二NMOS的漏极连接电压输出节点、所述第二过电流检测子电路中的第二电阻的一端以及所述使能电路中的第四电阻的一端； 

在所述第一过电流检测子电路中，第三NMOS的栅极连接所述过电流保护电路中的电荷泵，第三NMOS的漏极连接电压输入节点，第三NMOS的源极连接运算放大器的同相输入端及第四NMOS的漏极，运算放大器的输出端连接第四NMOS的栅极，第四NMOS的源极连接第一电阻的一端及第一比较器的正极输入端，第一电阻的另一端接地，第一比较器的负极输入端连接第三开关的一端及第四开关的一端，第三开关的另一端连接输出第一参考电压的节点，第四第开关的另一端连接输出第二参考电压的节点，第一比较器的输出端连接所述过电流保护电路中的或门电路的第一输入端； 

在所述第二过电流检测子电路中，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、及第二开关的第一端，第三电阻的另一端连接第二开关的第二端、参考电流源的一端以及第二比较器的负极输入端，参考电流源的另一端连接电压输入节点，第二比较器的输出端连接第二开关的第三端及所述过电流保护电路中的或门电路的第二输入端； 

在所述使能电路中，第四电阻的另一端连接第五电阻的一端及第一开关的第一端，第五电阻的另一端连接第一开关的第二端、第六电阻的一端以及第三比较器的负极输入端，第六电阻的另一端接地，第三比较器的正极输入端连接输出第三参考电压的节点，第三比较器的输出端连接第一开关的第三端、第二比较器的使能输入端、以及反相器的输入端，反相器的输出端连接第一比较器的使能输入端； 

在所述过电流保护电路中，或门电路的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路的输出端连接电荷泵的使能输入端。