[發明專利]一種功率開關管的過流保護電路

在審

• 申請號: 202011499115.1
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112688674A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 武凱;李飛;姚欣
• 申請（專利權）人: 鄭州嘉晨電器有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 嚴帥

本發明公開了一種功率開關管過流保護電路。所述保護電路在功率開關管驅動信號達到其米勒平臺電壓時、采集所述功率開關管的電流并轉換成采集電壓后與電壓風險閾值進行比較、當所述采集電壓大于所述電壓風險閾值時，產生觸發信號觸發實施過流保護。相較于現有技術在比較器的輸入端用濾波電容來緩解功率開關管開關切換時電壓脈沖跳變導致的采樣電壓波動，本發明提供的功率開關管的過流保護方案既能夠避免開關過程的誤保護，又可以實現完全開通后的迅速保護。

技術領域

本發明涉及功率器件的過流保護領域，具體涉及一種功率開關管的過流保護電路。

背景技術

開關電源、電機控制器等設備中會使用MOSFET、IGBT等功率器件，這些器件在實際工作中會產生高低電平的脈沖跳變(高電平可達到輸入電壓值，低電平為零電壓值)。相比于信號開關管、上述功率開關管高低電平跳變時流過該功率器件的電流會產生過沖，這就為設計針對這些功率器件的過流保護電路帶來麻煩。

現有的功率器件過流保護方案通過采集功率器件的電流轉換成電壓與預設的風險電壓值進行比較，當采集到的電壓大于所述風險電壓值觸發實施相應的過流保護動作。功率開關管在高低電平跳變時電流過沖常常導致的采樣電壓不準確、進而造成誤保護。為了解決上述技術問題，現有技術功率管的過流保護觸發信號電路如圖1所示、在功率開關管MOS1的源極通過采樣電阻R1采集流過功率開關管MOS1的電流轉換成電壓信號、與電阻R4、R5的分壓形成的風險電壓值輸入到比較器comp2進行比較。通常依靠在電壓采樣端或是在比較器comp2的輸入端增加濾波電容C1、C2來緩解由于電壓的脈沖跳變導致采樣電壓的波動。但是由于濾波電容的存在，將造成采集電壓相對于實際流過功率器件電流信號產生延時、進而引起會延遲保護。

發明內容

為了克服現有的功率器件過流保護電路容易造成誤保護，或是會造成延遲保護的不足。本發明提供一種功率開關管的過流保護電路。該保護電路在功率開關管驅動信號達到其米勒平臺電壓時、通過電壓采集電路將所述功率開關管的電流并轉換成采集電壓后、與電壓風險閾值進行比較，當所述采集電壓大于所述電壓風險閾值時，產生觸發信號及時觸發實施過流保護。

進一步地、所述電壓采集電路包括：比較器Comp1、比較器Comp2、功率開關管MOS1、信號開關管MOS2、電阻R1-R6；其中、功率開關管MOS1的漏極接脈沖電路的輸入電壓Vbus，柵極接所述驅動信號driver1，源極通過電阻R2接比較器Comp2的反相輸入端、同時通過電阻R1接地；比較器Comp1的反相輸入端接功率開關管MOS1的米勒平臺電壓Vref1，同相輸入端接所述驅動信號driver1，其輸出端接信號開關管MOS2的柵極、同時通過上拉電阻R3接供電電壓Vdd1；所述信號開關管MOS2的源極接地，漏極通過電阻R5接比較器Comp2的同相輸入端；比較器Comp2的同相輸入端通過電阻R4接恒定電壓Vdd2，其輸出端輸出所述觸發信號、同時其輸出端通過上拉電阻R6接供電電壓Vdd3。

附圖說明

圖1為現有技術功率開關管的過流保護觸發信號電路；

圖2為本發明提供的功率開關管過流保護電路中的電壓采集電路的電路原理圖。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案以及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖對本發明進行進一步詳細說明。應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明提供的一種功率開關管的過流保護電路。該保護電路在功率開關管驅動信號達到其米勒平臺電壓時、通過電壓采集電路將所述功率開關管的電流轉換成采集電壓后與電壓風險閾值進行比較、當所述采集電壓大于所述電壓風險閾值時，產生觸發信號及時觸發實施過流保護。