[發明專利]可實現反向電源保護的智能高側開關芯片及保護方法

在審

• 申請號: 202210774460.4
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115102151A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 熊平;楊世紅;余遠強;丁永強;齊玥
• 申請（專利權）人: 陜西亞成微電子股份有限公司
• 主分類號: H02H11/00
• 分類號: H02H11/00;H02M1/088;H02M1/32
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本發明涉及一種可實現反向電源保護的智能高側開關芯片及保護方法，該芯片包括電荷泵、GATE驅動模塊、反向保護電阻和反向電源保護電路；反向電源保護電路包括第一驅動電流產生單元、第二驅動電流產生單元、電流上拉單元和電流下拉單元；電流上拉單元用于將GATE驅動模塊的驅動電壓往上拉；電流下拉單元用于關閉GATE驅動模塊的下拉電流。當智能高側開關芯片的電源反接時，在反向保護電阻上產生壓降，該壓降通過并聯的第一驅動電流產生單元和第二驅動電流產生單元控制功率MOS管的開啟，則電源反接時與電源正接時功率MOS管正向導通時的功耗相同，從而保護功率MOS管，解決了現有智能高側開關芯片在電源反接時容易燒毀功率MOS管的技術問題。

技術領域

本發明涉及一種智能高側開關芯片及反向電源保護方法，尤其涉及一種可實現反向電源保護的智能高側開關芯片及反向電源保護方法。

背景技術

智能高側開關芯片是一種汽車用電子器件，用于代替繼電器或保險絲，一般放在汽車電源的某個支路的高側，其在提供開關電源的同時，還可以實現自我檢測。

圖1是智能高側開關芯片的系統結構及引腳示意圖。圖1中，電荷泵用于監測負載動態情況，電阻Rbb為反向保護電阻。正常情況下VBB引腳接電源正極而IN引腳或IS引腳接信號地。若在使用時發生電源反接，也就是VBB引腳接信號地而IN引腳或IS引腳接電源正極時，負載電流流過功率MOS管內的體二極管，在功率MOS管上產生非常大的功率損耗，使功率MOS管溫升急劇上升，容易燒毀功率MOS管。

發明內容

本發明目的是提供一種可實現反向電源保護的智能高側開關芯片及保護方法，其解決了現有智能高側開關芯片在電源反接時容易燒毀功率MOS管的技術問題。

本發明的技術解決方案是：

一種可實現反向電源保護的智能高側開關芯片，包括VBB引腳、IN引腳、IS引腳、OUT引腳、電荷泵、GATE驅動模塊和反向保護電阻Rbb；所述驅動模塊包括功率MOS管；所述功率MOS管的柵極接電荷泵的輸出端，其源極接OUT引腳，其漏極接VBB引腳及反向保護電阻Rbb的一端；其特殊之處是，還包括反向電源保護電路；所述反向電源保護電路包括第一驅動電流產生單元、第二驅動電流產生單元、電流上拉單元和電流下拉單元；所述電流上拉單元用于將GATE驅動模塊的驅動電壓往上拉；所述電流下拉單元用于關閉GATE驅動模塊的下拉電流；所述第一驅動電流產生單元包括第一電阻R1、第一穩壓管D1、第六二極管D6、第五二極管D5、第一PMOS管P1和第三PMOS管P3；所述第二驅動電流產生單元包括第二電阻R2、第二穩壓管D2、第八二極管D8、第七二極管D7、第二PMOS管P2和第四PMOS管P4；所述第一電阻R1的一端和第二電阻R2的一端接反向保護電阻Rbb的另一端；所述第一穩壓管D1的正極接第一電阻R1的另一端、第一PMOS管P1的柵極和第三PMOS管P3的柵極，其負極接第一PMOS管P1的源極和第三PMOS管P3的源極；第六二極管D6的負極接反向保護電阻Rbb的另一端，其正極接第五二極管D5的負極；第五二極管D5的正極接第一PMOS管P1的漏極以及IN引腳；所述第二穩壓管D2的正極接第二電阻R2的另一端、第二PMOS管P2的柵極和第四PMOS管P4的柵極，其負極接第二PMOS管P2的源極和第四PMOS管P4的源極；第八二極管D8的負極接反向保護電阻Rbb的另一端，其正極接第七二極管D7的負極；第七二極管D7的正極接第二PMOS管P2的漏極以及IS引腳；第三PMOS管P3的漏極、第四PMOS管P4的漏極、電流上拉單元的輸入端、電流下拉單元的輸入端連接為一點。