[發明專利]負載開關中的保護電路

有效

• 申請號: 201610009808.5
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105577152B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 肖飛
• 申請（專利權）人: 圣邦微電子（北京）股份有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 江舟;李靈潔

本發明公開了一種負載開關中的保護電路，包括：第一場效應管，第一場效應管的漏極與負載開關的電源連接，源極與負載開關的輸出端連接；驅動電路，連接于第一場效應管的漏極和柵極之間，用于向第一場效應管提供電壓；限流保護電路，連接于第一場效應管的柵極和輸出端之間，用于限制第一場效應管的輸出電流；以及短路保護電路，短路保護電路的第一端連接于輸出端和第一場效應管的源極之間，用于當負載開關短路時，輸出電平信號，并根據電平信號將第一場效應管的輸出電流下拉到第一閾值，然后交由限流保護電路繼續進行限流，將輸出電流限制到第二閾值。解決了相關技術中由于限流保護電路的響應時間過長而導致芯片容易損壞的問題。

技術領域

本發明涉及電子電路領域，具體而言，涉及一種負載開關中的保護電路。

背景技術

負載開關在實際應用中經常會遇到短路的情況，芯片內部一般都會有限流保護電路，但由于限流保護電路響應需要時間，在這段時間內，芯片短路會產生巨大的熱量，導致芯片損壞。本發明解決了負載開關短路的時候，由于限流保護電路響應不及時，導致芯片損壞的問題。

圖1是相關技術中負載開關短路保護電路圖，如圖1所示，Mnpower為芯片中的輸出器件，為輸出負載提供電流或電壓，輸入端為Vin，輸出端為Vout。柵極驅動電路為Mnpower提供柵級電壓，這個電壓在啟動過程中是很緩慢的，當流過Mnpower的電流超過限流保護的閾值時，限流保護電路起作用，將流過Mnpower的電流限制在限流保護的閾值，這個過程受電流誤差放大器的帶寬限制，響應會慢一些。

這樣就導致了當輸出端Vout發生短路時，限流保護電路中的反饋環路決定了響應時間，由于負載開關Mnpower的導通電阻通常都非常小，在限流保護電路的響應時間內，Mnpower將流過非常大的電流，很容易將負載開關燒毀或造成軟損傷。

針對現有技術中負載電路中響應時間過長而容易導致負載開關燒毀或軟損傷的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種負載開關中的保護電路，以至少解決相關技術中由于限流保護電路的響應時間過長而導致芯片容易損壞的問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種負載開關中的保護電路，包括：第一場效應管，所述第一場效應管的漏極與所述負載開關的電源連接，源極與所述負載開關的輸出端連接；驅動電路，連接于所述第一場效應管的漏極和柵極之間，用于向所述第一場效應管提供電壓；限流保護電路，連接于所述第一場效應管的柵極和所述輸出端之間，用于限制所述第一場效應管的輸出電流；以及短路保護電路，所述短路保護電路的第一端連接于所述輸出端和所述第一場效應管的源極之間，用于當負載開關短路時，輸出電平信號，并根據所述電平信號將所述第一場效應管的輸出電流下拉到第一閾值。

進一步地，所述短路保護電路包括：比較器，通過脈沖電路連接于所述輸出端和所述第一場效應管的柵極之間，用于當負載開關短路時，根據所述輸出端的電流值和第一預設電流閾值之差產生所述電平信號；所述脈沖電路，連接于上述第一場效應管的柵極和比較器之間，用于根據所述電平信號觸發產生持續的脈沖信號。

進一步地，所述短路保護電路還包括：電流采集電路，連接于所述輸出端和所述比較器之間，用于采集所述輸出端的電流值，并將所述電流值輸出給所述比較器。

進一步地，所述短路保護電路還包括：電流處理電路，連接于所述電流采集電路和所述比較器之間，用于根據所述電流采集電路采集的所述輸出端的電流值生成預設周期內的平均電流值和/或最高電流值，并將所述平均電流值和/或所述最高電流值輸出給所述比較器。

進一步地，在所述電平信號為高電平信號的情況下，所述脈沖電路包括：高電平觸發電路，用于根據所述高電平信號觸發產生持續的所述脈沖信號。

進一步地，在所述電平信號為低電平信號的情況下，所述脈沖電路包括：低電平觸發電路，用于根據所述低電平信號觸發產生持續的所述脈沖信號。