[發明專利]一種熱插拔保護電路及方法

在審

• 申請號: 202110602933.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113437736A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 陳宥任
• 申請（專利權）人: 濟南浪潮數據技術有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H3/20
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 黃曉燕

本申請涉及的熱插拔保護電路包括至少一個設置于供電端與負載端之間的場效應管，供電端與場效應管的漏極之間電性連接電流檢測電路；電流檢測電路電性連接柵極電壓控制單元；場效應管的柵極經柵極驅動電路電性連接柵極電壓控制單元是電壓輸出端；柵極驅動電路受控連接于柵極電壓控制單元；電流檢測電路采集供電電流，柵極電壓控制單元判斷供電電流是否超出設定電流閾值，如果未超出，柵極電壓控制單元輸出第一柵極電壓，如果超出，柵極電壓控制單元輸出較第一柵極電壓低的第二柵極電壓；場效應管的源極電性連接接地的儲能電容。本申請能的柵極電壓控制單元在大電流時提供小的柵極驅動電壓，減小漏極電流使得場效應管始終維持在SOA區域內。

技術領域

本申請涉及熱插拔保護電路領域，尤其涉及一種熱插拔保護電路。

背景技術

在許多熱插拔保護電路結構中，通常采用熱插拔保護控制器連接外部MOSFET，外部MOSFET設置于輸入端與負載之間，由熱插拔保護控制器控制MOSFET的導通和截至并利用MOSFET自身的耐用度來提供限制輸入浪涌電流、限流以及電路斷路等保護功能。

MOSFET的SOA(安全工作區)限定MOSFET的耐用度。MOSFET的SOA如圖1所示，在漏源間電壓一定時，漏極的電流越大，MOSFET允許的脈沖寬度就越小，如圖1允許的電流脈沖從無窮大(DC)到1微秒。在MOSFET的源極短路引發大電流時，在漏源電壓一定的情況下，電流大導致MOSFET的功耗變大，MOSFET容易工作在SOA區域外，而一旦MOSFET工作在SOA區域外容易發生MOSFET燒毀的情況。而且大電流容易導致的大功耗使MOSFET溫度升高，隨著MOSFET溫度變高，整體SOA曲線會朝下移動，相同電流脈沖寬度的脈沖其允許的功耗更小，SOA的區域更小，使得MOSFET耐用度更低。而目前，采用MOSFET的熱插拔保護電路應用在各種電器中，一旦MOSFET受損，容易造成更嚴重的電器故障。

發明內容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，第一方面，本申請提供了一種熱插拔保護電路，包括至少一個設置于供電端與負載端之間的場效應管，

供電端與場效應管的漏極之間電性連接電流檢測電路，所述電流檢測電路用于測量供電端的供電電流；所述電流檢測電路電性連接柵極電壓控制單元；

所述場效應管的柵極經柵極驅動電路電性連接所述柵極電壓控制單元的電壓輸出端；所述柵極驅動電路受控連接于所述柵極電壓控制單元；所述電流檢測電路采集供電電流，所述柵極電壓控制單元判斷供電電流是否超出設定電流閾值，如果未超出設定電流閾值，所述柵極電壓控制單元輸出第一柵極電壓，如果超出設定電流閾值，所述柵極電壓控制單元輸出較第一柵極電壓低的第二柵極電壓；所述柵極電壓控制單元控制所述柵極驅動電路的導通斷開；

所述場效應管的源極電性連接接地的儲能電容。

更進一步地，所述供電端電性連接電壓監測電路，所述電壓監測電路用于監測供電端電壓范圍，所述電壓監測電路電性連接所述柵極電壓控制單元，所述柵極電壓控制單元根據電壓監測電路的信號來控制所述柵極驅動電路。

更進一步地，所述柵極電壓控制單元確定供電端電壓是否大于第一電壓閾值且小于第二電壓閾值，如果是，則所述柵極電壓控制單元控制所述柵極驅動電路為所述場效應管的柵極提供所述第一柵極電壓或者所述第二柵極電壓；否則，所述柵極電壓控制單元控制所述柵極驅動電路使所述場效應管關斷。

更進一步地，所述場效應管處設置溫度檢測電路，所述溫度檢測電路用于測量所述場效應管的溫度，所述溫度檢測電路電性連接所述柵極電壓控制單元，所述柵極電壓控制單元根據溫度檢測電路溫度值輸出第一柵極電壓或第二柵極電壓。

更進一步地，所述柵極電壓控制單元判斷所述溫度檢測電路檢測的溫度是否超出設定的溫度閾值，如果超出設定溫度閾值，所述柵極電壓控制單元輸出較第一柵極電壓低的第三柵極電壓，如果未超出設定的溫度閾值，所述柵極電壓控制單元輸出所述第一柵極電壓。