[發明專利]防止電路系統過壓的電路

有效

• 申請號: 201210149511.0
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102832608A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 羅伯特·C·多布金;戴維·H·宋
• 申請（專利權）人: 凌力爾特有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H9/02;H02H3/20
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本公開總體上涉及防止電路系統過壓，并且更具體地涉及過壓保護電路與電源和地隔離的電路系統。

背景技術

電子電路系統可易于受到瞬變電壓尖峰的損壞。如果電壓升高到安全閾值以上，則電路系統保護電路試圖通過阻隔高于安全閾值的任何不想要的電壓或將該不想要的電壓短接到地，從而限制供應給電子電路系統的電壓。

雖然存在保護電子電路系統的電路，但是在高于過壓保護電路的擊穿電壓的電壓下的保護可能要求不同的途徑。通常，控制該保護的電路受限于其能夠保護防范（protect?against）的電壓的量。因此，需要一種能夠在低電壓下工作并且能夠控制高電壓MOSFET以防范電路系統中的高電壓瞬變的控制和保護電路。

發明內容

提供了一種過壓保護電路和方法。保護電路可包括若干不同的工作功能電路。例如，第一功能電路可使傳輸（PAS?S）MOSFET“導通”并且將其保持在低電阻狀態，從而產生非常低的跨越MOSFET的電壓降。電荷泵（charge?pump）可驅動MOSFET的柵極正常工作，并在低的“導通”電阻狀態下保持其“導通”。第二功能電路可檢測過壓，控制MOSFET的柵極以調節輸出，啟動定時器以防止MOSFET過熱（即，由于功率（power）而過熱），并且如果MOSFET在保護周期中過熱則提供冷卻功能。另外，當電壓施加到系統時，第三功能電路可提供內部電路的有序啟動以用于保護。該內部電路可調節其工作電壓，以使高壓不出現在過壓保護系統的負載上。

在一個實施例中，該保護電路可通過從輸入電源到控制電路的電阻器和從控制電路到地的另一電阻器被供電。內部分路調節器（shunt?regulator）可調節跨越控制電路的電壓至低電壓。該電壓可足以對過壓保護電路的內部電路供電。該保護電路可包括參考電路、放大器電路、電荷泵電路和用于MOSFET的柵極的控制器。

這些以及其它的部件、步驟、特征、目的、益處和優點現在將通過審閱以下對說明性實施例的詳細描述以及附圖的詳細描述而變得清楚。

附圖說明

附圖是說明性的實施例。它們沒有說明全部的實施例。可另外地或替代地使用其它實施例。可能明顯的或不必要的細節可被省略以節省空間或用于更有效的圖示。一些實施例的實踐可采用附加的部件或步驟和/或沒有采用圖示的所有部件或步驟。當不同附圖中出現相同的附圖標記時，它指代相同的或相似的部件或步驟。

圖1a圖示了根據本發明的一個實施例的處于啟動模式的過壓保護系統的簡圖。

圖1b圖示了根據本發明的一個實施例的處于運行模式的過壓保護系統的簡圖。

圖1c圖示了根據本發明的一個實施例的處于調節模式的過壓保護系統的簡圖。

圖2圖示了根據本發明的一個實施例的過壓保護系統的示例性功能圖。

圖3圖示了根據本發明的一個實施例的在回路上帶有PNP并且在基極引腳上帶有電阻器的過壓保護電路塊。

具體實施方式

現在描述說明性實施例。可另外地或替代地使用其它實施例。明顯的或不必要的細節可被省略以節省空間或更有效的說明。一些實施例的實踐可采用附加的部件或步驟和/或沒有采用圖示的所有部件或步驟。

下面討論的各種例子提供了對于電子系統的過壓保護。過壓保護電路能夠基本獨立于其額定電壓而工作，由此在電子負載上提供不受限的過壓保護。換言之，該過壓保護電路獨立于外部過壓而工作。該過壓保護電路使用可調節的浮動拓撲（floating?topology）以能夠高壓工作。

過壓保護電路將功率分配到相對于過壓瞬變安全的負載。另外，過壓保護電路包括兩個分路調節器，這兩個分路調節器連接到外部降壓電阻元件R_SS?120和R_IN?108以幫助保護過壓保護電路本身免受外部過壓。該過壓保護電路可通過三個工作狀態進行最佳地解釋。就這一點而言，圖1a至圖1c提供了示出三個工作狀態的簡圖：啟動模式（例如，當過壓保護電路102被加電時）、運行模式（例如，在過壓保護電路102正常工作期間）和調節模式（例如，當出現過壓事件時）。