[發明專利]四晶體模塊互饋式自導通型過流保護驅動電路

在審

• 申請號: 201710925036.4
• 申請日: 2017-10-02
• 公開（公告）號: CN107517050A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 楊明
• 申請（專利權）人: 佛山中錦微電科技有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082;H03K17/296
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子控制技術領域，尤其涉及四晶體模塊互饋式自導通型過流保護驅動電路。

背景技術

功率電子元件的過流保護一直是電子控制技術領域的重要技術課題。

因為，功率電子元件包括大功率達林頓管、功率場效應管、IGBT等，它們廣泛地用于電機繞組電流控制、繼電器控制、各種阻性負載控制以及其他多種執行部件的功率控制。

在實際使用過程中，常常因為負載短路、過載、漏電、誤操作、過壓等原因導致功率電子元件在過流狀態下工作，導致這些功率電子元件發生過流擊穿、燒毀損壞等惡性故障，影響設備的安全使用，造成相應的財產損失。

為了保護這些功率器件，一些控制電路中采用干路電流監視方法，在干路串聯有大電流取樣電阻，再將該電阻上的壓降和設定的標準值比較，當發生過流時，經比較電路輸出電信號控制大功率器件截止，切斷負載電流，這種過流保護方式應用十分廣泛，但其存在弊端：首先是該取樣電阻上的壓降是在發生過流后的電流取樣，是對功率管過流電流的間接取樣，再加上比較電路動作，以及為了使電路即有過流保護功能又防止誤動作、也為了增強抗干擾性，往往在取樣信號回路中接有濾波電路，從而導致取樣信號進一步滯后于功率管過流電流陡升的變化率，這樣的電路不僅僅很復雜，而且其實際應用效果也不理想，經常發生燒毀功率管現象；而且由于存在大電流取樣電阻，不僅占用較大電路面積、增加成本，而且該電阻發熱較多、導致電路溫度升高、增加故障率。

有些過流保護電路，一旦過流保護動作后，不具備自動復位功能，需要斷電后才能復位，給電路的自動控制帶來不便。

另一些過流保護電路不具備自復位或過流保護后的自導通功能，需要外加復位脈沖來進行復位，這需要中央處理芯片定時輸出復位脈沖進行觸發復位來完成，使電路較為復雜、對于一些大功率器件場合，DSP處理芯片的抗電磁干擾性、抗電壓波動、溫度穩定性十分有限；或者需要另行設置振蕩電路來進行過流保護后的復位，這些無疑都是較為復雜的電路，元件數目較多、電路面積增大、可靠性降低、成本提高。

因此，非常需要電路設計較為簡單、過流保護動作及時、具有高可靠性的功率控制電路，構成各種工業控制、民用、汽車電子控制、航空、水運、醫療等多領域所需的具有更加安全靈敏的過流保護功能的電驅動電路，以克服上述缺陷，使保護電路更為安全可靠。

發明內容

本發明的目的，是設計一種過流檢測靈敏、過流保護動作迅速、電路較為簡單、成本較低、且不需要在干路中串聯取樣電阻元件、能夠在過流保護后自導通的過流保護電路。本發明的設計思路是：直接檢測功率管飽和壓降，當發生過流時通過電路正反饋迅速使功率管截止，從而使其受到保護，經過延時后，電路自恢復為功率管導通(即“自導通”)的正常狀態，如果過流消失，則繼續使功率管正常導通，如果仍然過流，則使功率管截止，因為電路需要簡單化，因此需要盡量少用電子元件，采用僅僅四個包含晶體放大元件的電子單元，構成了該精簡設計；不僅節省元件和節省空間，而且創造性地設計出利用少數元件通過之間信號交互反饋、相互制約過程實現各個晶體元件之間的信號反饋、狀態轉換，使功率控制、過流檢測、反饋電路、過流保護、延遲自復位相互融合、自成系統，無需單獨設置取樣功率電阻及單獨的過流保護電路，而且還是直接采樣功率管飽和壓降的方法，這樣以簡單電路實現了復雜電路才能完成的功能，并且其系統性、響應性、可靠性、成本優勢均明顯優于復雜電路，大大提高了控制電路的安全可靠性。

本發明所采用的技術方案是：

依據本發明的第一方面，提供了第一種四晶體模塊互饋式自導通型過流保護驅動電路，其特殊之處在于包括：第一、二、三、四晶體模塊、反饋模塊和延時模塊，其中，

所述第一、二、三晶體模塊各具有輸入端、輸出端和公共端，所述第一晶體模塊還具有電源端，

所述第四晶體模塊具有輸入端、第二端和第三端，

所述反饋模塊包括輸入端和輸出端，

所述延時模塊包括輸入端和輸出端，延時模塊內采用RC延時電路；

所述第一晶體模塊的輸出端和所述第二晶體模塊輸入端連接，所述第一晶體模塊的公共端接地(即電源負極)，所述第一晶體模塊的電源端連接電源正極，

所述第二晶體模塊的公共端接地，所述第二晶體模塊的輸出端與所述第四晶體模塊的第三端、所述第三晶體模塊的輸入端同時連接，

所述第三晶體模塊的公共端與電源正極連接，所述第三晶體模塊的輸出端與所述延時模塊的輸入端連接，

所述延時模塊的輸出端與所述第四晶體模塊的輸入端連接，