[發明專利]用于清除起動電流限制和短路電流限制的技術

有效

• 申請號: 200980120041.1
• 申請日: 2009-04-06
• 公開（公告）號: CN102047519A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 詹姆斯·加勒特
• 申請（專利權）人: 快捷半導體有限公司
• 主分類號: H02H9/00
• 分類號: H02H9/00;H03K17/082
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 馬景輝

技術領域

本發明涉及保護電路在“熱插拔”期間免受過多的起動(開始通電)電流的影響或在短路被設置于電路輸出上時免受短路的影響，并且更具體地說，用于利用很少的部件和有效利用管芯區域來提供這樣的保護。“熱插拔”指的是將電路插入到計算機系統中或者從計算機系統中移除電路，而不移除系統或使系統斷電。短路保護確保電路在短路或零歐姆被直接設置于輸出上以接地時將能夠幸存下來。

背景技術

在過去，在將電路插上和拔出計算機或其它這樣的電子系統中時，電力被斷開。這是必要的，因為隨著電路板或模塊被插入連接器或從連接器移除，隨機地產生接觸和斷開接觸可能損害電路和/或系統。無法控制可能的與電力、地以及信號輸入和輸出的誤連接。還可能無意中使電路的輸出發生短路并且是破壞性的。

然而，需要斷開連接以及后面重新連接電力是麻煩的，尤其在整個系統可能必須被斷電(可能以設定順序)的情況下，后面的上電(可能以設定順序)，以及重建條件可能花費太多的時間。此外，斷電或上電時的任何錯誤可能產生可損害電路的電力假信號(powerglitches)和高電流。

通電起動電流限制(保護)和短路保護可以使用相同的標準，但是本領域技術人員也可以使用不同的標準。

現在，把電路、存儲器、控制器等插入和拔出電子系統時通常并不移除電力。然而，對于這些熱插拔，短路保護電路在這樣的系統中占據寶貴的管芯空間，并且通常必須位于它們保護的系統的外部。

發明內容

本發明提供傳輸晶體管，該傳輸晶體管將輸入電壓Vin連接到輸出電壓Vout，輸出電壓Vout向負載(未示出)輸送電流Iout。本發明利用很少的部件有效地使用管芯區域來提供可編程的或可設置的電流限制和短路保護。

例示性地，小晶體管被設置為與傳輸晶體管并聯(除控制觸點之外)，這些晶體管典型地是FET，但是本領域技術人員也可以使用其它類型。例示性地，使用FET，兩個漏極相連并且連接到Vin，并且它們的源極連接到Vout。傳輸FET被設計成具有低RDSon(“導通”電阻)，而小FET被設計成具有這樣一種RDSon，其將在輸出端維持短路而不損害發明的電路或產生Vin的系統。

注意，術語“連接”在本文中被廣泛地限定以包括額外的部件，這些額外的部件可以與“連接”是串聯或并聯，但是不影響所描述的功能。

例示性地，使用比較器，一個輸入端連接到Vout并且另一個輸入端連接到參考電壓，參考電壓可以通過控制器(未示出)設定。當在輸出端發生短路時，比較器使傳輸FET截止并且使小FET導通。如上所述，小FET可以被設計成通過呈現不損害產生Vin的系統或小FET的RDSon電阻(或阻抗)來經受住短路。

到比較器的參考輸入限定了一個電壓電平，如果通過高Iout將Vout降低到低于參考電壓電平，則比較器將觸發。此舉就象短路那樣，將使傳輸FET截止并且使小FET導通。再次，產生Vin的系統和發明的電路得到保護。

注意，在短路和高Iout起動保護情況下，在情況緩解時，Vout將回到高于參考電壓的電平并且傳輸FET將導通而小FET將截止。

本領域技術人員將明白，盡管以下具體實施方式將參考說明性實施例、附圖和使用方法進行，但是本發明不意圖被限制于這些實施例和使用方法。相反，本發明具有寬的范圍并且意圖被限定為如所附的權利要求中闡述的。

附圖說明

本發明以下描述引用附圖，其中：

圖1是具體實現本發明的示意性框圖。

具體實施方式

圖1示出了本發明的一個實施例。這里，傳輸FET?2被設置在Vin和Vout之間，并且小FET?4被設置為與傳輸FET并聯。傳輸FET和小FET共享共同的漏極和源極連接，但是柵極是分開的。在該實施例中，晶體管是NMOS類型，但是在某些應用中也可以使用其它類型和極性。

為了短路保護，比較器8感測Vout與參考電壓REF的關系。在短路發生在負載處時，Vout變為約零電壓，徹底低于REF。比較器輸出變高，使小FET?4導通，由于小FET?4的高RDSon(“導通”電阻)，其將短路電流限制到非破壞性的電平。小FET的尺寸確定其RDSon，并且它可以被設計成足夠高以限制提供到短路的電流。同時，比較器的高輸出也驅動邏輯門6的一個輸入。邏輯門6的輸入上的高電平將傳輸FET?2的柵極驅動為低，使傳輸FET?2截止。