本发明涉及电源设备技术领域，尤其涉及一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路。
背景技术：
目前的电子设备中，尤其是支持给外部设备供电以及从外部设备取电的设备，通常都会预留一个电源接口，而且这个电源接口的电源是单向的，设备的电源的接口基本都是单向的，或者对内输入，或者对外输出；而对于要求多设备通信的设备，多台设备必须都有电才能工作，如果某一台设备没电，那么通信将无法完成。
同时这些设备的电源接口可能是不带保护的，或者只有简单的保护，有的设备使用主控检测电压的方式来进行短路保护，这要求主控需要实时采样电压，而且还需要进行防误判断，这种方式占用主控的资源，响应慢，关断输出后也不能自动恢复；也不带任何短路保护和反接保护；有的设备也有简单的短路保护机制，比如使用主控检测电压的方式，当电源发生短路的，会产生一个电压变化，主控就可以根据这个电压变化，去判断是否发生短路；而反接保护，最简单常用的办法就是在电源端并联一个支持高电压和大电流的二极管，当电源反接时，电源直接通过二极管形成回路，从而保护电子设备。同样会有问题，如果电源是大功率设备，电源反接后，电源功耗基本上全都叠加到二极管上，电源功耗大，二极管也容易烧掉，同时，因为二极管正向导通后，存在一个导通压降，而这个压降对设备的电压来说，是一个负压，不排除设备存在对电压敏感元器件，给它们叠加一个很小的负压，就足以烧掉这些元器件。
技术实现要素：
本发明针对上述现有的问题的一个或多个，提出一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，实现电路的双向供电，使得设备既可以给其他设备供电，又可以从其他设备取电，同时低损耗，低压差以及硬件级自动保护。
根据本发明的一个方面，一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，包括外部接口电源vccb；
电源电路的内部电源vcca；
充放电保护电路，用于连接所述外部接口电源vccb与所述内部电源vcca，实现所述外部接口电源vccb与所述内部电源vcca之间的相互供电，对外部接口电源vccb因短路或反接进行保护。
在某些实施方式中，所述充放电保护电路包括：
三个mos开关管mos1、mos2、mos3，所述mos1、mos2、mos3管内分别对应的集成有体二极管d1、d2和d3；
所述mos1为pmos开关管，其源极连接所述mos2的漏极，其漏极连接所述mos3的栅极和外部接口电源vccb，其栅极连接到电源地gnd；
所述mos2为pmos开关管，其源极连接所述内部电源vcca，其漏极连接所述mos1的源极，其栅极连接所述mos3的漏极；
所述mos3为nmos开关管，其源极连接到电源地gnd，其漏极连接所述mos2栅极，其栅极连接所述mos1漏极和所述外部接口电源vccb。
在某些实施方式中，还包括两个电阻器r1、r2；
所述电阻r1并联于所述mos2的源极和漏极之间；
所述电阻r2并联于所述mos2的源极和栅极之间。
在某些实施方式中，还包括一路软件监测信号monitor，所述软件监测信号monitor连接所述mos2的栅极和电阻器r2的一端。
在某些实施方式中，还包括无极性电容c1、无极性电容c2；
所述c1并联于内部电源vcca，用于内部电源vcca滤波；
所述c2并联于外部接口电源vccb，用于外部接口电源vccb滤波。
在某些实施方式中，所述内部电源vcca通过连接所述无极性电容c1进行接地；
所述外部接口电源vccb通过连接所述无极性电容c2进行接地；
所述内部电源vcca和外部接口电源vccb的接地是电源公地。
本发明发明的益处：
1)本发明结构简单，设计巧妙，使用mos管实现反接保护和短路保护，同时低损耗，低压差；
2)本发明提供短路和反接时的软件检测机制；
3)本发明能够在反接和短路移除后自动恢复电源输出；
4)本发明既支持给外部设备供电，又支持从外部设备取电。
附图说明
图1为一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对申请技术方案作进一步详细说明。
术语解释：
集成电路(integratedcircuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构，它在电路中用字母“ic”表示。
mosfet：金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(英文全称：metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effecttransistor)。mosfet简称mos，依照其“通道”(工作载流子)的极性不同，可分为“n型”与“p型”的两种类型，通常又称为nmosfet与pmosfet，其简称上包括nmos、pmos。
栅源电压vgs：mos栅极和源极之间的电压。
下面将结合本发明附图及说明中的附图，对本发明中附图中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，提供一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，包括外部接口电源vccb；
电源电路的内部电源vcca；
充放电保护电路，用于连接外部接口电源vccb与内部电源vcca，实现外部接口电源vccb与内部电源vcca之间的相互供电，对外部接口电源vccb因短路或反接进行保护。
具体的，如图1所示，在本双向电源电路中，包括三个mos开关管mos1、mos2和mos3以及对应mos管的管内集成的体二极管d1、d2和d3，两个电阻器r1和r2，两个无极性电容c1和c2，两组电源vcca和vccb以及一路软件监测信号monitor。在本实施例中，外部接口电源vccb为电源vccb，内部电源vcca为电源vcca，电路原理图以正点原子p100脱机烧录器为例设计，其中：
内部电源vcca为正点原子p100脱机烧录器的内部电源，外部接口电源vccb为正点原子p100脱机烧录器外部接口电源。
mos1为pmos开关管，其源极连接电阻r1和mos2的漏极，其漏极连接mos3的栅极和vccb电源正端，其栅极连接到电源地gnd；
mos2为pmos开关管，其源极连接电阻r1和r2以及vcca电源正端，其漏极连接电阻r1和mos1的源极，其栅极连接电阻r2和mos3的漏极以及软件监测信号monitor；
mos3为nmos开关管，其源极连接到电源地gnd，其漏极连接电阻r2和mos2栅极以及软件检测信号monitor，其栅极连接mos1漏极和vccb电源正端；
电阻r1并联于mos2的源极和漏极之间；
电阻r2并联于mos2的源极和栅极之间；
monitor信号，用于软件检测；
c1并联于vcca电源，用于vcca电源滤波；
c2并联于vccb电源，用于vccb电源滤波；
本发明的工作原理：当vcca电源输出给vccb电源时，vcca电源通过电阻r2将mos2栅极拉高，因为mos2源极连接vcca电源，所以mos2的栅源电压vgs为0，mos2处于关断状态；vcca电源通过电阻r1将mos1的源极拉高，因为mos1的栅极接gnd，所以mos1的栅源电压vgs小于0，mos1导通，mos1的漏极和vccb被拉高到vcca电源电压值；mos3栅极被vccb电源拉高，mos3源极接gnd，所以mos3的栅源电压vgs大于0，mos3导通，mos2栅极被mos3拉低到gnd；mos2因为栅极被拉低，所以mos2的栅源电压vgs小于0，mos2导通，vcca电源通过mos2以及mos1给vccb电源供电；
当vccb电源短路时，vccb电源被短接到gnd，mos3栅极被短接到gnd，mos3的栅源电压vgs等于0，mos3被关断，检测信号monitor被拉高，mos2栅极被电阻r2拉高到vcca电源电压，mos2的栅源电压vgs等于0，mos2被关断，vcca电源仅通过电阻r1和mos1给vccb电源供电，因为电阻r1限流的作用，vcca电源仍然正常工作，当vccb电源短路移除后，vcca电源向vccb电源正常供电；
当vccb电源输入给vcca电源供电时，vccb电源直接作用在mos3的栅极和源极，mos3的栅源电压vgs大于0，mos3导通，mos2的栅极被拉低到gnd；mos1的栅极接gnd，vccb电源通过其体二极管d1拉高其源极，所以mos1的栅源电压vgs小于0，mos1导通；mos2的源极，被vccb电源通过电阻r1拉高，mos2的栅源电压vgs小于0，mos2导通，vccb电源通过mos1和mos2为vcca电源供电；
当vccb电源反接时，mos3的栅源电压vgs小于0，mos3关断，但是其电压仍然可以通过mos3的体二极管d3、电阻r2，以及电阻r1到达mos1的源极，因为体二极管存在压降，所以mos1的源极电压低于mos1的栅极电压，mos1的栅源电压vgs大于0，mos1关断，由于mos1漏极电压低于源极，所以的vccb电源不能通过体二极管d1，所以反接的vccb电源不能在设备内部形成电源回路，也不能产生反压降，从而保护使用vcca电源的设备。
本发明益处：本发明通过使用3个mos管实现反接保护和短路保护，并提供软件检测机制；
本发明能够在反接和短路移除后自动恢复电源输出；
本发明既支持给外部设备供电，又支持从外部设备取电；
再此说明对本发明电路进行电阻阻值和电容容值的应用电路，以及更换电源芯片等非核心设计的电路，应视为与本发明电路一致。
以上的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
1.一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，其特征在于，包括：
外部接口电源vccb；
电源电路的内部电源vcca；
充放电保护电路，用于连接所述外部接口电源vccb与所述内部电源vcca，实现所述外部接口电源vccb与所述内部电源vcca之间的相互供电，对外部接口电源vccb因短路或反接进行保护。
2.根据权利要求1所述的一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，其特征在于，所述充放电保护电路包括：
三个mos开关管mos1、mos2、mos3，所述mos1、mos2、mos3管内分别对应的集成有体二极管d1、d2和d3；
所述mos1为pmos开关管，其源极连接所述mos2的漏极，其漏极连接所述mos3的栅极和外部接口电源vccb，其栅极连接到电源地gnd；
所述mos2为pmos开关管，其源极连接所述内部电源vcca，其漏极连接所述mos1的源极，其栅极连接所述mos3的漏极；
所述mos3为nmos开关管，其源极连接到电源地gnd，其漏极连接所述mos2栅极，其栅极连接所述mos1漏极和所述外部接口电源vccb。
3.根据权利要求2所述的一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，其特征在于，还包括两个电阻器r1、r2；
所述电阻r1并联于所述mos2的源极和漏极之间；
所述电阻r2并联于所述mos2的源极和栅极之间。
4.根据权利要求3所述的一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，其特征在于，还包括一路软件监测信号monitor，所述软件监测信号monitor连接所述mos2的栅极和电阻器r2的一端。
5.根据权利要求1所述的一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，其特征在于，还包括无极性电容c1、无极性电容c2；
所述c1并联于内部电源vcca，用于内部电源vcca滤波；
所述c2并联于外部接口电源vccb，用于外部接口电源vccb滤波。
6.根据权利要求5所述的一种支持反接保护和短路保护的双向电源电路，其特征在于，所述内部电源vcca通过连接所述无极性电容c1进行接地；
所述外部接口电源vccb通过连接所述无极性电容c2进行接地；
所述内部电源vcca和外部接口电源vccb的接地是电源公地。
技术总结