[發(fā)明專利]用于切換電源器件的有源箝位過電壓保護

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711077175.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN108092496B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐范錫;趙原震;松·德蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 萬國半導體（開曼）股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H03K17/082
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 董科

1.一種控制電路，用于在所述控制電路的輸出節(jié)點上產(chǎn)生柵極驅(qū)動信號，以驅(qū)動電源開關(guān)的柵極端，柵極端控制電源開關(guān)的第一和第二電源端之間的電流流動，該控制電路包括：

配置一個第一柵極驅(qū)動電路，接收輸入控制信號，產(chǎn)生第一輸出信號，作為柵極驅(qū)動信號，根據(jù)輸入控制信號，驅(qū)動電源開關(guān)的柵極端完全接通和斷開電源開關(guān)，第一輸出信號具有第一柵極電壓值，驅(qū)動電源開關(guān)的柵極端完全接通電源開關(guān)；

配置一個保護電路，在電源開關(guān)的第一電源端接收指示電壓的第一電壓，產(chǎn)生故障檢測指示信號，根據(jù)第一電壓超過預定義的電壓電平，保護電路生效故障檢測指示信號；

配置一個第二柵極驅(qū)動電路，接收故障檢測指示信號，產(chǎn)生第二輸出信號，作為柵極驅(qū)動信號，根據(jù)故障檢測指示信號，驅(qū)動電源開關(guān)的柵極端，第二柵極驅(qū)動電路包括一個耦合到所述控制電路的輸出節(jié)點上的具有輸出端的阻抗分壓電路，產(chǎn)生第二輸出信號，具有緩慢的生效瞬變，峰值電壓值箝位在第二柵極電壓值，第二柵極電壓值大于電源開關(guān)器件的閾值電壓，小于第一柵極電壓值，

其中當電源開關(guān)響應于輸入控制信號處于斷開狀態(tài)以及根據(jù)生效的故障檢測指示信號，第二柵極驅(qū)動電路生效第二輸出信號，在第二柵極電壓值下，接通電源開關(guān)預定義的時間段。

2.權(quán)利要求1所述的控制電路，其中保護電路包括一個具有設(shè)置電壓電平和復位電壓電平的滯后過電壓檢測電路，設(shè)置電壓電平高于復位電壓電平，根據(jù)第一電壓處于或高于設(shè)置電壓電平，滯后過電壓檢測電路生效故障檢測指示信號，根據(jù)第一電壓處于或低于復位電壓電平，失效故障檢測指示信號。

3.權(quán)利要求2所述的控制電路，其中根據(jù)滯后過電壓檢測電路生效故障檢測指示信號，第二柵極驅(qū)動電路在第一時間段之后生效第二輸出信號。

4.權(quán)利要求1所述的控制電路，其中第二柵極驅(qū)動電路生效第二輸出信號，根據(jù)生效的故障檢測指示信號較短的時間段和預定義的固定時間段，接通第二柵極電壓值下的電源開關(guān)。

5.權(quán)利要求1所述的控制電路，其中根據(jù)生效的輸入控制信號，停用保護電路，接通電源開關(guān)，在輸入控制信號失效之后，啟用保護電路第二個時間段，以斷開電源開關(guān)。

6.權(quán)利要求1所述的控制電路，其中根據(jù)生效的故障檢測指示信號，停用第一柵極驅(qū)動電路。

7.權(quán)利要求1所述的控制電路，其中：

第一柵極驅(qū)動電路包括第一晶體管、第一阻抗、第二阻抗、串聯(lián)在正電壓源電壓和接地電壓之間的第二晶體管、第一阻抗和第二阻抗之間的公共節(jié)點作為輸出節(jié)點；以及

第二柵極驅(qū)動電路包括第三晶體管、第三阻抗、第四阻抗、串聯(lián)在正電壓源電壓和接地電壓之間的第四晶體管、第三阻抗和第四阻抗之間的公共節(jié)點作為輸出節(jié)點，

其中第一柵極驅(qū)動電路接通第一晶體管，斷開第二晶體管，生效第一輸出信號，完全接通電源開關(guān)，并且第一柵極驅(qū)動電路斷開第一晶體管，接通第二晶體管，失效第一輸出信號，完全斷開電源開關(guān)；并且

其中根據(jù)生效的故障檢測指示信號，第二柵極驅(qū)動電路接通第三晶體管和第四晶體管，生效第二柵極電壓值下的第二輸出信號，接通電源開關(guān)。

8.權(quán)利要求7所述的控制電路，其中第二輸出信號具有緩慢的生效瞬變，因此根據(jù)第三晶體管和第四晶體管接通后，第三阻抗和第四阻抗構(gòu)成阻抗分壓器。

9.權(quán)利要求7所述的控制電路，其中第二輸出信號箝位在第二柵極電壓值，因此根據(jù)第三晶體管和第四晶體管接通后，第三阻抗和第四阻抗構(gòu)成阻抗分壓器，第二柵極電壓值分割正電壓源電壓的電壓，作為第三阻抗和第四阻抗的函數(shù)。

10.權(quán)利要求7所述的控制電路，其中根據(jù)生效的故障檢測指示信號，第一柵極驅(qū)動電路斷開第二晶體管，第二柵極驅(qū)動電路接通第三晶體管和第四晶體管。