[發明專利]用于過負荷控制的功率選通電路及集成電路芯片

有效

• 申請號: 202110054285.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112886544B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 原義棟;趙東艷;肖知明;李紀平;許秋珍;曲鵬達;喬彥彬
• 申請（專利權）人: 北京智芯微電子科技有限公司;南開大學;國網信息通信產業集團有限公司;北京芯可鑒科技有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H3/06;H02H3/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明涉及集成電路技術領域，提供一種用于過負荷控制的功率選通電路及集成電路芯片。所述功率選通電路包括設置于供電源與負載之間的通道開關，還包括轉換模塊、過負荷比較模塊以及功率選通控制模塊；所述轉換模塊用于將所述供電源的電壓轉換為可以量化的通道電阻；所述過負荷比較模塊用于基于所述通道電阻計算功率門限，在輸出功率達到所述功率門限時觸發所述通道開關；所述功率選通控制模塊用于對觸發所述通道開關的過程進行邏輯控制。本發明通過轉換模塊和過負荷比較模塊實現負荷功率門檻值計算，使得可以直接按照功率限值來配置觸發通道開關的過負荷門限，從而實現芯片過負荷保護和功率保護，提高了過負荷保護的安全性。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體地涉及一種用于過負荷控制的功率選通電路以及一種集成電路芯片。

背景技術

功率選通電路是LDO(low dropout regulator，低壓差線性穩壓器)、開關電源和熱插拔控制等電源管理模塊的關鍵元件，是IC芯片(Integrated Circuit Chip，集成電路芯片)阻斷過負荷電流、實現過負荷保護的關鍵功能模塊。在設備的復雜電源管理系統中，通過激發功率選通電路阻斷電流流通，從而保障IC芯片和控制器在過負荷情景下的安全。

在常規的過負荷保護方法中，一般是通過阻斷電流的導通來實現芯片的過負荷保護。圖1是現有的過負荷保護電路的功能示意圖。如圖1所示，現有的過負荷保護電路通過對供電電路的源電流進行實時監測，通過比較器COMP將監測到的電流值與閾值電流進行比較，產生邏輯信號來控制MOS開關管M1的導通或關閉(D1起到反向保護的作用)，從而阻斷電流的導通實現過負荷保護。然而，在通常情況下，芯片的供電和熱平衡安全由其功耗直接決定，而非負載電流。因此，根據負載電流來判斷是否導通電路來實現過負荷保護，這種方式的安全性不高。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種用于過負荷控制的功率選通電路，根據功率限制來實現過負荷保護，提高安全性。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種用于過負荷控制的功率選通電路，包括設置于供電源與負載之間的通道開關，還包括轉換模塊、過負荷比較模塊以及功率選通控制模塊；

所述轉換模塊用于將所述供電源的電壓轉換為可以量化的通道電阻；

所述過負荷比較模塊用于基于所述通道電阻計算功率門限，在輸出功率達到所述功率門限時觸發所述通道開關；

所述功率選通控制模塊用于對觸發所述通道開關的過程進行邏輯控制。

可選的，所述通道開關為MOS晶體管。

可選的，所述轉換模塊包括第一MOS管、運算放大器以及跨導放大器，所述第一MOS管的源極連接到所述供電源，所述第一MOS管的柵極與所述運算放大器的輸出端連接；所述跨導放大器的同相輸入端連接到所述供電源，所述跨導放大器的反相輸入端接地，所述跨導放大器的輸出端與所述第一MOS管的漏極以及所述運算放大器的同相輸入端連接，所述運算放大器的反相輸入端通過第一恒定電流源接地并通過第一電阻與所述通道開關的源極連接。

可選的，所述過負荷比較模塊包括第二MOS管和比較器；所述第二MOS管的柵極與所述第一MOS管的柵極連接，所述第二MOS管的源極與所述通道開關的源極連接，所述第二MOS管的漏極與所述比較器的同相輸入端連接并通過第二恒定電流源接地；所述通道開關的漏極與所述比較器的反相輸入端連接并連接到所述負載，所述比較器的輸出端通過所述功率選通控制模塊連接到所述通道開關的柵極。

可選的，所述功率選通控制模塊包括依次連接的閂鎖電路模塊、計時器模塊、門驅動器模塊以及鎖存邏輯模塊，所述閂鎖電路模塊與所述比較器的輸出端連接，所述門驅動器模塊與所述通道開關的柵極連接；所述計時器模塊用于探測所述比較器的輸出狀態；所述閂鎖電路模塊和所述鎖存邏輯模塊用于鎖存所述比較器輸出的邏輯信號。

本發明還提供一種集成電路芯片，包括上述的用于過負荷控制的功率選通電路。