[發明專利]一種防止MOS管過載的保護電路

有效

• 申請號: 201711067439.6
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107770913B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 羅杰;魯華祥;李文昌;王彥虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所;中國科學院大學
• 主分類號: H05B45/50
• 分類號: H05B45/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種防止MOS管過載的保護電路，其第一輸入端用于輸入第一電壓，第二輸入端用于輸入基準電壓；第一電壓由零變為基準電壓值所需時間為第一時間，保護電路具有預設導通時間，預設導通時間為第一時間的第一倍數；第一電壓由零變為峰值電壓所需時間為第二時間，第二時間為第一時間的第二倍數，當第二倍數小于第一倍數時，經過第二時間后輸出端翻轉，當第二倍數大于第一倍數時，經過預設導通時間后輸出端翻轉。

技術領域

本公開涉及集成電路領域，具體涉及一種防止MOS管過載的保護電路。

背景技術

近些年來，開關電源得到了越來越廣泛的應用，其中的LED驅動電源的應用更是得到了極大的普及。功率MOS在電源領域有著廣泛的應用，以LED驅動為例，在LED驅動中，峰值電流控制方式實現恒流輸出的方法被廣泛采用，其電路原理圖如圖1所示，是現有技術的BUCK電路的典型應用電路。該電路包括由二極管D1～D4構成的整流橋、輸入電容Cin、負載LED燈珠、假負載R1、輸出電容Cout、電感L、續流二極管D5、采樣電阻Rcs以及虛線框中的控制器，功率MOS Q1集成在控制器內；控制器的hv端接電感，電壓采樣端接采樣電阻Rcs，vcc端接Cvcc。

上述的電路原理：當功率開關管Q1打開后，忽略功率開關管的導通壓降與Rcs的壓降，電感L兩端的電壓為輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的差值Vin-Vout，這就會使得電感電流以斜率(Vin-Vout)/L線性變大，該電流流經采樣電阻Rcs，使得Vcs電壓逐漸變大，當Vcs電壓達到內部基準電壓Vref時，比較器CMP1輸出控制RS觸發器關斷功率管；功率管關斷之后，由于電感電流不能突變，使得續流二極管D5導通，電感兩端電壓約為Vout，電感電流以斜率Vout/L逐漸減小，當電感電流減小到0時，電感消磁結束，這時控制器內部的消磁檢測模塊控制RS觸發器重新開啟功率管，完整一個完整的開關周期。

圖1所示的電路中，為了防止流經MOS管與電感的電流過大，設置的有過流保護比較器，該比較器的作用就是在采樣電壓Vcs大于內部的Vref時輸出MOS的關斷信號，關斷MOS，從而避免MOS電流過大。流過功率MOS的峰值為Ipk＝Vref/Rcs，如果采樣電阻Rcs的電阻值很小，就會導致峰值電流Ipk很大，設MOS管Q1的飽和管壓降為Vdsat，線性區的導通阻抗為Rdson，如果有Ipk*Rdson＞Vdsat，那么功率MOS管Q1會進入飽和區。

在MOS管進入飽和區之后，MOS管的漏源電壓會快速上升，這就會導致在Ton期間電感L兩端的壓降降低，導致導通時間變大甚至是達到內部設定的最大導通時間Tonmax；導通時間的變大又會導致功率MOS處于飽和區的時間變大，導致MOS的功耗急劇上升，最終導致MOS燒毀，系統炸機。

公開內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種防止MOS管過載的保護電路，可以控制功率MOS管在飽和區及時關斷，避免MOS管燒毀及系統炸機，增加系統的可靠性。

(二)技術方案

本公開提供了一種防止MOS管過載的保護電路，包括：第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端用于輸入第一電壓，所述第二輸入端用于輸入基準電壓；所述第一電壓由零變為基準電壓值所需時間為第一時間，所述保護電路具有預設導通時間，所述預設導通時間為所述第一時間的第一倍數；所述第一電壓由零變為峰值電壓所需時間為第二時間，所述第二時間為所述第一時間的第二倍數，當第二倍數小于第一倍數時，經過第二時間后所述輸出端翻轉，當第二倍數大于第一倍數時，經過預設導通時間后所述輸出端翻轉。