[發明專利]用于功率MOS管的過流檢測和保護電路、以及功率MOS管組件

有效

• 申請號: 202011568334.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112701663B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 夏釗;張旭;陳光勝
• 申請（專利權）人: 上海東軟載波微電子有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H3/08;H02H1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陸磊

本發明實施例提供一種用于功率MOS管的過流檢測和保護電路、以及功率MOS管組件。過流檢測和保護電路包括電流采樣模塊和柵極控制模塊，電流采樣模塊適于采樣流過功率MOS管源極的電流；柵極控制模塊的輸入端耦接功率MOS管的源極、輸出端耦接功率MOS管的柵極而向功率MOS管提供柵極驅動電壓，以使得電流不超過其電流閾值。使得流過功率MOS管的電流不會出現過流，且精確地計算出電流閾值而不存在電流閾值的偏差，從而可以避免由于該偏差所導致的對功率MOS管的提前保護或者保護失效。

技術領域

本發明涉及電流檢測領域，尤其涉及一種用于功率MOS管的過流檢測和保護電路、以及功率MOS管組件。

背景技術

功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor EffectTransistor)也稱為功率MOS管，其導通時通常有較大的電流流過。如果負載不慎短路，或者電流超過功率MOS管開關的極限值，可能會對其造成永久性損壞。為了保證器件長期工作的可靠性，必須對負載電流進行檢測；并且，能夠在電流過大時，對功率MOS管進行保護，以避免器件由于過熱而損壞。

圖1示出了一種典型的檢測流過功率MOS管電流的電路結構圖，其中，采樣MOS管M₂將流經功率MOS管M₁的電流I_O縮小若干倍，經感測電阻R_S采樣而獲得采樣電壓V_S，比較器Comp比較采樣電壓V_S和參考電壓V_REF以判斷流過M₁的輸出電流I_O是否超過極限值。但是，由于R_S的電壓降，M₂和M₁的柵源電壓并不是完全相等，因此，M₂不能精確地復制流過M₁的輸出電流I_O，使得與輸出電流I_O相關的過流檢測點存在偏差。

發明內容

本發明實施例的目的在于，提供一種用于功率MOS管的過流檢測和保護電路和功率MOS管組件。

本發明實施例提供一種用于功率MOS管的過流檢測和保護電路，包括：電流采樣模塊，其適于采樣流過功率MOS管源極的電流；柵極控制模塊，其輸入端耦接功率MOS管的源極、輸出端耦接功率MOS管的柵極而向功率MOS管提供柵極驅動電壓，以使得電流不超過其電流閾值。

可選地，電流采樣模塊包括用于電流檢測的第一電阻，其第一端耦接功率MOS管的源極，第二端耦接地。

可選地，第一電阻的阻值在0.01至1歐姆之間。

可選地，柵極控制模塊包括可提供第一偏置電流和第二偏置電流的偏置電流電路、具有第一MOS管和第二MOS管的電流鏡、隔離驅動電路和第二電阻，其中，第一偏置電流和第二偏置電流分別流過第一MOS管和第二MOS管的漏極，第一MOS管的柵極耦接第二MOS管的柵極、源極耦接功率MOS管的源極，隔離驅動電路耦接于第二MOS管的漏極和功率MOS管的柵極之間，第二電阻耦接于第二MOS管的源極與地之間。

可選地，電流閾值包括第一電流閾值，其通過以下公式計算：

I_THRESHOLD1＝(K-N)I₁，

其中，I_THRESHOLD1表示第一電流閾值，K表示第二電阻與第一電阻的比值，N表示第一偏置電流與第二偏置電流的比值、并且為大于0的整數，I₁表示第二偏置電流的值。

可選地，柵極控制模塊還包括耦接于第二MOS管的源極并向其提供電流的電流源。

可選地，電流閾值包括第二電流閾值，其通過以下公式計算：