[發(fā)明專利]一種限流雙保護(hù)電路及電路的限流雙保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110147494.6
• 申請(qǐng)日: 2021-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112491012B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳國(guó)棟;袁小云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川蕊源集成電路科技有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/20
• 分類號(hào): H02H7/20;H02H3/093;H02H3/05;H02H9/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 封浪

本發(fā)明公開(kāi)了一種限流雙保護(hù)電路及電路的限流雙保護(hù)方法，電路包括一與非門(mén)、一反相器、一計(jì)時(shí)限流模塊和一二級(jí)限流模塊；與非門(mén)的輸出端連接反相器的輸入端，反相器的輸出端連接被控第三功率管的柵極；計(jì)時(shí)限流模塊的第一電流采樣電路連接其計(jì)時(shí)限流器的輸入端，計(jì)時(shí)限流器的輸出端與PWM信號(hào)分別連接與非門(mén)的兩輸入端；二級(jí)限流模塊的第二電流采樣電路連接其NPN三極管的基極，三極管的集電極連接反相器的輸出端，三極管的發(fā)射極連接低電位；第一電流采樣電路和第二電流采樣電路分別對(duì)第三功率管的電流進(jìn)行采樣。本發(fā)明電路對(duì)電路起到雙重保護(hù)作用，既能夠有效甄別電流毛刺，又能夠?qū)﹄娐愤^(guò)流進(jìn)行及時(shí)保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及過(guò)流保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種限流雙保護(hù)電路，以及一種電路的限流雙保護(hù)方法。

背景技術(shù)

由于現(xiàn)在IC芯片工藝規(guī)則越來(lái)越小，導(dǎo)致芯片內(nèi)部功率管自身抗電流的沖擊能力越來(lái)越弱，使得以前的一些限流模塊不能適用于現(xiàn)在小規(guī)則工藝。

目前在IC芯片工藝上，設(shè)計(jì)有一些開(kāi)關(guān)保護(hù)電路來(lái)應(yīng)對(duì)元器件過(guò)流的情況，但是讓沿用的是保險(xiǎn)絲熔斷的思路，即在電路過(guò)流時(shí)，機(jī)械式斷開(kāi)電路，此種設(shè)計(jì)存在一些缺陷，比如無(wú)法甄別電流毛刺、不具備及時(shí)斷路和及時(shí)恢復(fù)電路的條件、不便于集成電路的設(shè)計(jì)等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種能夠甄別電流毛刺，并且能夠及時(shí)開(kāi)啟對(duì)電路的保護(hù)的電路。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種限流雙保護(hù)電路，包括一與非門(mén)、一反相器、一計(jì)時(shí)限流模塊和一二級(jí)限流模塊；與非門(mén)的輸出端連接反相器的輸入端，反相器的輸出端連接被控第三功率管的柵極；計(jì)時(shí)限流模塊包括第一電流采樣電路和計(jì)時(shí)限流器，第一電流采樣電路連接計(jì)時(shí)限流器的輸入端，計(jì)時(shí)限流器在輸入信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)門(mén)限時(shí)，輸出低電平信號(hào)，計(jì)時(shí)限流器的輸出端與PWM信號(hào)分別連接與非門(mén)的兩輸入端；二級(jí)限流模塊包括第二電流采樣電路和NPN型三極管，第二電流采樣電路連接三極管的基極，三極管的集電極連接反相器的輸出端，三極管的發(fā)射極連接低電位；第一電流采樣電路和第二電流采樣電路分別與第三功率管連接，對(duì)第三功率管的電流進(jìn)行采樣。

上述限流雙保護(hù)電路工作原理為：當(dāng)?shù)谌β使艿碾娏髟龃蟮匠^(guò)計(jì)時(shí)限流模塊允許的電流，由于其鏡像電流被第一電流采樣電路采集并傳輸給計(jì)時(shí)限流器，觸發(fā)計(jì)時(shí)限流器工作，產(chǎn)生一個(gè)延遲以防止電流毛刺誤檢，當(dāng)采樣的大電流持續(xù)超過(guò)該延遲時(shí)長(zhǎng)后，計(jì)時(shí)限流器輸出的信號(hào)被拉低，對(duì)應(yīng)的反相器輸出端的信號(hào)被關(guān)閉，以起到保護(hù)芯片的作用。對(duì)于二級(jí)限流模塊，其第二電流采樣電路采集到第三功率管的大電流以開(kāi)啟三極管的V_be電壓，三極管被導(dǎo)通，吸收反相器輸出上的電流，降低反相器輸出電壓使得第三功率管上的V_gs電壓降低，達(dá)到限制第三功率管輸出電流能力的作用，該電路的特點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快速，沒(méi)有比較器判斷產(chǎn)生輸出響應(yīng)延遲，能夠在計(jì)時(shí)限流模塊的延遲期間防止第三功率管被燒毀。

進(jìn)一步的，第一電流采樣電路包括第二功率管和第二電阻，第二功率管的源極連接第三功率管的源極，第二功率管的柵極連接第三功率管的柵極，第二功率管的漏極連接第二電阻，第二電阻的另一端連接低電位；計(jì)時(shí)限流器連接第二電阻靠第二功率管一端。

進(jìn)一步的，第二電流采樣電路包括第一功率管和第一電阻，第一功率管的源極連接第三功率管的源極，第一功率管的柵極連接第三功率管的柵極，第一功率管的漏極連接第一電阻，第一電阻的另一端連接低電位；三極管的基極連接第一電阻靠第一功率管一端。

進(jìn)一步的，第三功率管的源極和/或漏極串聯(lián)有電容。

進(jìn)一步的，計(jì)時(shí)限流器包括電流鏡比較器和數(shù)字計(jì)時(shí)器，數(shù)字計(jì)時(shí)器連接電流鏡比較器，電流鏡比較器的一個(gè)輸入端連接第一電流采樣電路，電流鏡比較器的另一端輸入第一電流閾值。

進(jìn)一步的，數(shù)字計(jì)時(shí)器的功能至少包括具備對(duì)應(yīng)拉低輸出的第一時(shí)長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)拉高輸出的第二時(shí)長(zhǎng)兩個(gè)時(shí)間。