[實用新型]一種半導體開關的過流保護電路

有效

• 申請號: 201520548859.6
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN204794934U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 戴暢
• 申請（專利權）人: 深圳市英可瑞科技開發有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所 44275
• 代理人: 張明

技術領域

本實用新型涉及電子電路領域，尤其涉及一種半導體開關的過流保護電路。

背景技術

如圖1所示為現有的驅動控制半導體開關示意圖，通過對IGBT、MOSFET等半導體功率管的驅動控制通斷，可以使其作為一種電子開關，這種電子開關與傳統的繼電器、斷路器等機械開關相比，不存在滅弧問題，具有體積小，成本低，易于控制等特點。但是由于半導體功率管都存在很嚴格的電壓電流應力限制，所以當出現負載過流或短路時，這種結構的開關很容易出現半導體功率管的損壞。

如圖2所示是現有技術中一種半導體開關負載過流或短路的保護電路：通過電流采樣電路檢測負載電流，然后通過一個過流保護比較器電路，再通過驅動控制電路控制開關。當負載電流達到保護點后，過流保護電路的比較器動作，從而關閉半導體功率管的驅動。但是上述電路存在兩個問題，一是當驅動關斷后，負載電流減小，比較器又復位，驅動重新開通，如圖3所示為圖2所示保護電路在過流保護時的工作示意圖，可以看到，驅動每200μs即通斷一次，這樣會導致驅動出現高達5kHz的高頻開關動作，而且在這個過程中負載電流無法有效關斷，使半導體功率器件過壓、過流或過熱失效；二是由于負載線上存在寄生電感，驅動關斷以后，電流的關斷會使半導體功率管兩端產生很高的反向電壓尖峰，導致功率管雪崩擊穿而損壞。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種在負載過流或短路時能夠保護半導體功率管的過流保護電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種半導體開關的過流保護電路，包括電流采樣電路、過流保護比較器電路、驅動控制電路，還包括NE555單穩態電路和驅動關斷網絡電路，所述電流采樣電路、過流保護比較器電路、NE555單穩態電路、驅動控制電路和驅動關斷網絡電路依次串聯連接。

進一步的，所述NE555單穩態電路包括555時基電路和RC定時電路。

進一步的，還包括一驅動電阻，所述驅動電阻與所述驅動控制電路相連。

進一步的，還包括與驅動控制電路連接的驅動關斷網絡。

進一步的，所述驅動關斷網絡包括并聯連接的驅動電阻R1和穩壓管ZD1。

進一步的，所述穩壓管ZD1還串聯有一個二極管D1。

進一步的，所述驅動關斷網絡還包括串聯連接的電阻R2和電容C1，所述電阻R2、電容C1還與電阻R1和穩壓管ZD1構成的并聯結構串聯連接。

進一步的，所述NE555單穩態電路和驅動控制電路之間還包括一三極管，所述NE555單穩態電路經過所述三極管形成OC門輸出。

進一步的，驅動電阻R1的阻值為500ohm至5000ohm。

本實用新型的有益效果在于：利用NE555單穩態電路的時間保持功能，保證在負載過流或短路狀態持續的情況下，將過流保護比較器電路的輸出信號的頻率從幾十kHz降低到1Hz左右，極大減小了負載過流或短路時半導體功率管的開關損耗和導通損耗。利用驅動關斷網絡電路實現了在單次過流保護動作時，半導體功率管的電壓和電流應力在其降額范圍內。

附圖說明

圖1為現有技術的驅動控制半導體開關示意圖；

圖2為現有技術半導體開關的負載過流或短路保護電路示意圖；

圖3為圖2所示保護電路在過流保護時的工作示意圖；

圖4為本實用新型實施例一的半導體開關的過流保護電路示意圖；

圖5本實用新型實施例一的NE555單穩態電路示意圖；

圖6為本實用新型實施例一的保護電路在過流保護時的工作示意圖；

圖7為本實用新型實施例二的半導體開關的過流保護電路示意圖；

圖8為實施例一的驅動關斷效果示意圖；

圖9為實施例二的驅動關斷效果示意圖。

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。

本實用新型最關鍵的構思在于:在過流保護電路中增加了NE555單穩態電路和驅動關斷網絡。

請參照圖4，一種半導體開關的過流保護電路，包括電流采樣電路、過流保護比較器電路、驅動控制電路，還包括NE555單穩態電路，所述電流采樣電路、過流保護比較器電路、NE555單穩態電路和驅動控制電路依次串聯連接。