[發明專利]一種功率開關管的過流檢測電路和方法

有效

• 申請號: 201210256237.7
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN103575964A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 黃雷
• 申請（專利權）人: 快捷半導體(蘇州)有限公司
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;程立民

1.一種功率開關管的過流檢測電路，其特征在于，該過流檢測電路包括：采樣電路和比較電路；其中，

采樣電路，配置為利用采樣金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOS)和放大器對功率開關管進行電流采樣，將采樣電流轉換為采樣電壓傳輸到比較電路，并通過串接鉗位MOS管對所述放大器的輸出端電路和比較電路的工作電壓進行鉗位；

比較電路，配置為比較采樣電壓與參考電壓的大小，輸出過流檢測結果。

2.根據權利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述功率開關管為N型金屬氧化物半導體場效應晶體管(NMOS)、或P型金屬氧化物半導體場效應晶體管(PMOS)。

3.根據權利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述鉗位MOS管為NMOS。

4.根據權利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述采樣電路包括：采樣MOS管、放大器、鉗位MOS管、負反饋控制MOS管、分壓電阻；其中，

所述采樣MOS管與功率開關管共柵共漏連接，柵極均連接第一偏置電壓，漏極均連接輸入電壓，所述采樣MOS管的源極連接放大器的正輸入端和鉗位MOS管的漏極，所述功率開關管的源極連接放大器的負輸入端；放大器的輸出端連接負反饋控制MOS管的柵極；鉗位MOS管的柵極連接第二偏置電壓，源極連接分壓電阻；分壓電阻的一端連接鉗位MOS管的源極、比較電路中的參考電阻和比較器的供電端，另一端連接負反饋控制MOS管的漏極及比較電路中比較器的負輸入端；負反饋控制MOS管的源極接地；

比較電路包括：參考電阻、參考電流源、比較器；所述參考電阻與參考電流源的公共端連接比較器的正輸入端。

5.根據權利要求4所述的過流檢測電路，其特征在于，所述放大器的連接為負反饋連接，虛短效應使放大器的正、負輸入端的電壓相等；

所述采樣MOS管對流過功率開關管的電流進行采樣，流過采樣MOS管的電流為流過功率開關管的電流的1/N；

所述鉗位MOS管、負反饋控制MOS管、分壓電阻上流過的電流為流過采樣MOS管的電流Is，分壓電阻上的壓降為R1*Is，所述R1為分壓電阻的阻值；

所述參考電阻上的壓降為R2*Ir，所述R2為參考電阻的阻值，所述Ir為參考電流源提供的參考電流；

所述比較器正輸入端輸入的參考電壓為鉗位MOS管的源極電壓減去R2*Ir，負輸入端輸入的采樣電壓為鉗位MOS管的源極電壓減去R1*Is；

當R1*Is＜R2*Ir時，所述采樣電壓大于參考電壓，所述比較器的輸出信號為低電平，表示功率開關管沒有過流；當R41*Is＞R42*Ir時，所述采樣電壓小于參考電壓，所述比較器的輸出信號為高電平，表示功率開關管過流。

6.根據權利要求4所述的過流檢測電路，其特征在于，所述負反饋控制MOS管和分壓電阻構成的放大器的輸出端電路的工作電壓、及比較電路的工作電壓均為鉗位MOS管的源極電壓；所述鉗位MOS管的源極電壓為第二偏置電壓減去柵極-源極電壓；所述第二偏置電壓為小于輸入電壓的低壓。

7.根據權利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述采樣電路包括：采樣MOS管、放大器、兩個鉗位MOS管分別為第一鉗位MOS管和第二鉗位MOS管、負反饋控制MOS管、分壓電阻、鏡像MOS管；所述采樣MOS管與功率開關管共柵共漏連接，柵極均連接第一偏置電壓，漏極均連接輸入電壓，所述采樣MOS管的源極連接放大器的正輸入端和第一鉗位MOS管的漏極，所述功率開關管的源極連接放大器的負輸入端；放大器的輸出端連接負反饋控制MOS管的柵極；第一鉗位MOS管的柵極連接第二偏置電壓，源極連接負反饋控制MOS管的漏極；第二鉗位MOS管的漏極連接輸入電壓，柵極連接第二偏置電壓，源極連接分壓電阻、比較電路中的參考電阻和比較器的供電端；分壓電阻的一端連接第二鉗位MOS管的源極、比較電路中的參考電阻和比較器的供電端，另一端連接鏡像MOS管的漏極及比較電路中比較器的負輸入端；鏡像MOS管與負反饋控制MOS管共源共柵連接，源極均接地；

所述比較電路包括：參考電阻、參考電流源、比較器；所述參考電阻與參考電流源的公共端連接比較器的正輸入端。