[發明專利]具有快速保護功能的負載驅動電路及其保護方法

在審

• 申請號: 202010122652.8
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111162510A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 李貌;馬少軍
• 申請（專利權）人: 科博達技術股份有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H1/00
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所(普通合伙) 31247
• 代理人: 劉衛宇

一種具有快速保護功能的負載驅動電路，包括控制電路和開關管；負載驅動電路的第一輸出端和第二輸出端用于分別連接負載的兩端，且其中一個輸出端與所述開關管的作為動點的那一個導通端連接，另一個輸出端用于連接電源或地；控制電路的輸入端與開關管的作為動點的那一個導通端連接，控制電路的輸出端與開關管的控制端連接，控制電路用于根據動點的電壓信號和控制電路輸出給開關管的PWM信號判斷負載驅動電路的輸出是否出現異常，在負載驅動電路的輸出出現異常時關閉開關管。本發明還公開了一種負載驅動電路的快速保護方法。本發明能快速地檢測到負載驅動電路的輸出端出現短路或者斷路的異常情況，并做出響應。

技術領域

本發明涉及負載驅動電路的保護技術。

背景技術

感性負載和相關的驅動電路應用廣泛。很多執行器如電磁閥、電機等等均為感性負載，感性負載一般使用PWM方式驅動，其驅動電路主要由功率半導體器件組成。為了提高驅動效率和優化散熱設計，要求半導體器件具有低導通電阻和快速的開通、關斷能力。在驅動電路的輸出端出現異常(如短路)時,會有異常的超出半導體器件規格或者感性負載規格的大電流出現，從而造成異常的大功率損耗。為了保護驅動電路和負載，需要驅動電路具有針對輸出端的可能異常情況進行相應保護的電路設計。保護的難點在于響應時間。對于半導體開關如MOS管而言，在電壓一定時，同一個MOS管的安全工作范圍和保護響應時間與流過該MOS管的電流的大小密切相關：1)當MOS管中通過的電流大小一定，則允許的最長保護響應時間是一定的。在該最長保護響應時間范圍內，大功率損耗的持續時間短，則MOS管工作在安全工作范圍之內，若超過該最長保護響應時間范圍，大功率損耗的持續時間長，則MOS管超出了安全工作范圍；2)MOS管中通過的電流越大，就要求越短的保護響應時間。.

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種具有快速保護功能的負載驅動電路，其能快速地檢測到負載驅動電路的輸出端出現短路或者斷路的異常情況，并做出響應。

本發明所要解決的又一技術問題在于提供一種負載驅動電路的快速保護方法。

根據本發明的一個方面提供了一種具有快速保護功能的負載驅動電路，包括控制電路、開關管、第一輸出端和第二輸出端；開關管串聯在電源向負載供電的供電回路中，所述開關管具有控制端、第一導通端和第二導通端；控制電路的輸出端與開關管的控制端連接，用以輸出PWM信號至開關管，控制開關管的導通與關斷，負載驅動電路的第一輸出端和第二輸出端用于分別連接負載的兩端，且其中一個輸出端與開關管的作為動點的那一個導通端連接，另一個輸出端用于連接電源或地；其中，控制電路的輸入端與開關管的作為動點的那一個導通端連接，控制電路用于根據動點的電壓信號和控制電路輸出給開關管的PWM信號判斷負載驅動電路的輸出是否出現異常，在負載驅動電路的輸出出現異常時關閉所述開關管。

根據本發明的另一方面，還提供了一種負載驅動電路的快速保護方法，負載驅動電路包括控制電路、開關管、第一輸出端和第二輸出端；開關管具有控制端、第一導通端和第二導通端；控制電路的輸出端與開關管的控制端連接；負載驅動電路的第一輸出端和第二輸出端分別連接負載的兩端，且其中一個輸出端與所述開關管的作為動點的那一個導通端連接，另一個輸出端連接電源或地；該負載驅動電路的快速保護方法包括以下步驟：根據動點的電壓信號和控制電路輸出給開關管的PWM信號判斷負載驅動電路的輸出是否出現異常，在負載驅動電路的輸出出現異常時關閉開關管。

本發明至少具有以下技術效果：

本發明實施例利用開關管的驅動信號與開關管的動點電壓在正常工作模式下和負載驅動電路的輸出端出現異常的情況下具有不同的對應關系，直接對開關管的驅動信號與開關管的動點電壓進行比較，從而能快速地檢測到負載驅動電路的輸出端出現短路或者斷路的異常情況，并關斷開關管，提供了可靠的負載短路、負載驅動電路的輸出端短路到電源、負載驅動電路的輸出端端口短路到地的保護，提高了負載驅動電路的安全性和可靠性，并使得負載驅動電路可以使用安全工作范圍更小的開關管半導體器件，達到降低成本的效果。