[發明專利]高邊輸出三晶體模塊電路

在審

• 申請號: 201711299628.6
• 申請日: 2017-12-10
• 公開（公告）號: CN107835004A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于功率器件電子控制技術領域，尤其涉及高邊輸出三晶體模塊電路。

背景技術

為了控制方便，很多負載采用正極受控的方式進行供電控制，其控制電路采用高邊輸出。這些功率控制電路需要進行過流保護，一方面是對負載的過流保護，另一方面是對功率控制器件(包括場效應管、雙極型三極管以及達林頓管等功率晶體)本身的過流保護，但現有許多高邊輸出的電子控制模塊不具備過流保護功能，當負載過載或線路短路等原因導致模塊內部功率管過流時，功率管極易損壞。在另一些具備功率保護功能的電子控制模塊中，其過流保護往往是在負載主回路串聯大電流取樣電阻，這樣可以進行過流保護，但大電流取樣電阻體積較大、占用電路板面積較大，而且批量產品的離散型不易控制，更有一些電路過于復雜、保護動作滯后，這都使成本上升、故障率增加，對于專用的具有過流保護的功率集成電路來說，一方面其設計和制造周期長成本高、另一方面其耐壓值較低易于被擊穿，對于耐壓值較高的功率芯片其成本更高，所以經常發生功率控制模塊損壞，特別是其功率管的擊穿，一般功率控制模塊造價較高，若模塊損壞，則耽誤設備工作進程并帶來經濟損失。

發明內容

本發明是直接采樣功率控制晶體管的飽和壓降，當該飽和壓降超值時，通過電路的正反饋模式使前級小信號放大電路和功率管及反饋組件組成的“功率型觸發器”由導通狀態急劇翻轉為截止狀態，及時快速地保護了功率管，而且分級器件組成的功率模塊其成本較低、耐壓值較高，使功率控制模塊更加安全耐用可靠。

本發明所采用的技術方案是：

依據本發明的第一方面，提供了一種高邊輸出三晶體模塊電路，其特殊之處在于包括：第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、儲能延時單元、閾值調整單元和電阻R1，其中，

所述第一晶體管的發射極接電源正極，所述第一晶體管集電極通過電阻R1連接地，所述第一晶體管的集電極還連接第三晶體管的輸入端(柵極或基極)和儲能延時單元的輸入端，所述第三晶體管的正極端(源極或發射極)接電源正極，所述第三晶體管的輸出端(漏極或集電極)連接所述第二晶體管的集電極，所述第二晶體管的基極連接所述儲能延時單元的輸出端，所述儲能延時單元的正極端接電源正極，所述第二晶體管的發射極通過所述閾值調整單元連接所述第一晶體管的基極，所述第三晶體管輸出端(漏極或集電極)作為所述高邊輸出三晶體模塊電路的輸出端，用于控制外部負載的熱端；

當所述第三晶體管正常導通時，所述儲能延時單元儲能，所述第二晶體管集電極電壓被抬高、使所述第二晶體管的發射極電流為0進而使所述第一晶體管截止；當所述第三晶體管過流致使所述第三晶體管飽和壓降超過所述閾值調整單元導通閾值電壓時，所述第二晶體管的發射極電流驅動第一晶體管導通使所述第三晶體管截止得到保護，當所述儲能延時單元的儲能釋放結束時使所述第二晶體管截止、進而使所述第一晶體管截止同時所述儲能延時單元儲能、所述第一晶體管截止還促使所述第三晶體管導通，通過電路的正反饋作用使所述第三晶體管試圖迅速進入飽和導通狀態：若過流解除則所述第三晶體管進入正常飽和導通狀態、若持續過流則所述第三晶體管過高的飽和壓降通過所述第二晶體管的發射極電流驅動第一晶體管導通使所述第三晶體管截止繼續得到保護。

進一步的，還提供了一種高邊輸出三晶體模塊電路，其特殊之處在于還包括：

二極管D6和電阻R6，所述二極管D6的負極同時連接所述第二晶體管集電極和所述電阻R6的一端，所述二極管D6的正極連接所述第三晶體管輸出端(漏極或集電極)，所述電阻R6的另一端連接所述第三晶體管輸出端或接地。

依據本發明的第二方面，提供了一種高邊輸出三晶體模塊電路，其特殊之處在于包括：第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、儲能延時單元、閾值調整單元、電阻R1和二極管D6，其中，

所述第一晶體管的發射極接電源正極，所述第一晶體管集電極通過電阻R1接地，所述第一晶體管的集電極還連接第三晶體管的輸入端(柵極或基極)和儲能延時單元的輸入端，所述第三晶體管的正極端(源極或發射極)接電源正極，所述第三晶體管的輸出端(漏極或集電極)通過所述二極管D6連接所述第二晶體管的發射極，所述第二晶體管的基極連接所述儲能延時單元的輸出端，所述第二晶體管的集電極接地或連接所述第三晶體管的輸出端，所述儲能延時單元的正極端接電源正極，所述第二晶體管的發射極通過所述閾值調整單元連接所述第一晶體管的基極，所述第三晶體管輸出端(漏極或集電極)作為所述高邊輸出三晶體模塊電路的輸出端，用于控制外部負載的熱端；