[发明专利]用于短路保护的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及电子电路，并且更具体地涉及用于短路保护的系统和方法。

背景技术

用于例如信用卡、身份卡以及对计算机系统和交通的安全接入之类的应用的智能卡技术正在变得越来越普遍。通常，智能卡包含小型外部供电的集成电路，例如安装在口袋大小的卡上的微处理器。集成电路可以编程成与智能卡读卡器接口连接以便例如验证金融交易、提供对计算机系统的安全接入以及核实身份。由于智能卡内部的集成电路是外部供电的，因此智能卡通常在其卡面上具有多个电触点，其可以与智能卡读卡器内的数据和电源接口的相应触点接口连接。

典型的智能卡接口包括八个金属触点。这些触点中有电源触点和地触点，地触点通常与读卡器内的电源系统共用。然而，如果将具有短路触点的损坏的智能卡或金属薄片插入到读卡器内，则可能导致智能卡读卡器内的电源触点和地触点之间的短路。这种短路可能将禁用智能卡接口并且可能断开耦合到智能卡接口的系统。这种系统断开会造成问题，特别是在执行金融交易(例如，自动提款机或银行事务计算机)的系统中。

在过去，通过使用一次性熔丝、自复原熔丝或隔离的电源，已经解决了智能卡读卡器内的短路保护的问题。一次性熔丝会造成问题，因为熔丝的结构要花费长时间来反应，由此在智能卡电源接口处的短路开始后，触发系统复位。进一步，一次性熔丝对于系统维护也造成困难，因为触发过的一次性熔丝通常需要技术人员来更换或手动复位，这将造成停工期并且损失来自于创造收入的机器的利润。

使用自复原熔丝的智能卡系统可以在短路条件被去除时立即重启。然而，自复原熔丝可能需要太长的时间来触发，并且可能无法对整个智能卡系统提供足够的保护。

处理智能卡读卡器的电源触点之间的短路问题的另一种途径是将智能卡电源与主电源进行隔离，例如，通过使用分离和独立的电源。因此，智能卡接口上的短路将不会影响用于整个智能卡系统的电源。制造额外的电源更加昂贵，并且仍将使得智能卡电源易于受到短路所造成的破坏。

图1图示出根据现有技术的智能卡读卡器系统100。系统100具有电源102、连接器接口106以及智能卡读卡器电子组件104。电源102向整个智能卡读卡器系统供电，并且智能卡读卡器电子组件104包含例如微处理器或微控制器、存储器和接口电子组件以执行智能卡读卡器的功能。连接器接口106物理地配置成接受智能卡并且具有多个连接器端子108、110、112、114、116、118、120和122，其用于与智能卡(未示出)进行接触。对智能卡供电是通过电源管脚108和地管脚110来提供的。全局地101被提供给电源102、智能卡读卡器电子组件104和连接器接口106。

如果电源管脚108连接到地管脚110从而形成短路130，则将生成大电流I_SS。这种短路例如可以通过将有故障的或已遭破坏的智能卡插入到连接器接口106、或通过将金属块或金属薄片插入到连接器接口106来形成。如果I_SS和系统的剩余部分所吸收的电流的和超出电源102的额定电流，则将造成对电源102的破坏和/或系统故障。

在电源的领域内，所需要的是成本有效的系统和方法，其快速检测和禁用系统的一部分中的短路条件而不会影响系统的其余部分的性能。

发明内容

在一个实施方式中，公开了一种用于提供短路保护的系统。所述系统具有供电电路和串联开关。供电电路具有供电输入端和供电输出端，并且配置成在供电输出端处递送输出电流，并且如果输出电流超出第一电流限度则禁用供电输出端。串联开关耦合在供电电路的供电输出端和供电节点之间，并且供电节点配置成耦合到负载。

在另一个实施方式中，公开了一种用于向负载提供短路保护的电路。所述电路具有第一晶体管、第二晶体管、第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器。第一晶体管具有耦合到供电输入端的输入端子，耦合到供电输出端的输出端子，以及控制端子。第二晶体管具有耦合到第一供电参考电势的输入端子，耦合到第一晶体管的控制端子的输出端子，以及控制端子。第一电阻器耦合在供电输入端和第一晶体管的控制端子之间，第二电阻器耦合在供电输出端和第二晶体管的控制端子之间，并且第三电阻器耦合在供电输入端和第二晶体管的控制端子之间。

在另外的实施方式中，公开了一种用于提供电源的短路保护的方法。所述方法具有下面的步骤：通过串联晶体管向负载供应电流并且确定所述电流是否超出了第一阈值。如果所述电流超出了第一阈值，则执行断开控制晶体管的步骤使得控制晶体管断开串联晶体管，所述控制晶体管具有耦合到串联晶体管的控制节点的输出节点。