專利名稱：功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
開關(guān)放大器、開關(guān)電源、電荷泵利用功率MOS管開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)信號(hào)和能量的高效率轉(zhuǎn)換，具有越來越廣泛的用途。這種功率MOS管開關(guān)在導(dǎo)通時(shí)通常有較大的電流流過，如果電流超過了該功率MOS管開關(guān)的承受極限，該功率MOS管開關(guān)可能會(huì)發(fā)生永久性損壞。因此，為了保證器件的可靠性，必須對(duì)流過功率MOS管開關(guān)的電流進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，并且能夠在電流過大時(shí)對(duì)功率MOS管開關(guān)進(jìn)行保護(hù)。關(guān)于對(duì)流過功率MOS管開關(guān)的電流的檢測(cè)，目前使用最為廣泛的方法如圖1所示， 其核心思想由美國專利US4553019提出。在圖1中，P型功率MOS管開關(guān)1和采樣MOS管 2的柵端7和漏端8各自相連，采樣MOS管2的源端10通過一個(gè)電阻值為Rsi的采樣電阻3 連接到電源VDD，功率MOS管開關(guān)1的源端直接連接到電源電壓VDD。功率MOS管開關(guān)1和采樣MOS管2的尺寸比例為N 1。采樣MOS管2和采樣電阻3的公共端10連到一個(gè)比較器6的負(fù)向輸入端，電流值為Ikefi的電流源5與電阻值為Rkefi的電阻4的公共端11上產(chǎn)生參考電壓Vkefi，這個(gè)電壓加到比較器6的正向輸入端。當(dāng)流過功率MOS管開關(guān)1的電流較小時(shí)，流過采樣MOS管2的電流也較小，比較器6負(fù)向輸入端的電壓Vsi高于正向輸入端的電 SVkefi，因此比較器6輸出低電平。當(dāng)流過功率MOS管開關(guān)1的電流較高時(shí)，流過采樣MOS 管2的電流也較高，導(dǎo)致Vsi下降；當(dāng)比較器6負(fù)向輸入端的電壓Vsi低于正向輸入端的電壓Vkefi時(shí)，比較器6輸出高電平，表示功率MOS管開關(guān)發(fā)生過流。這種實(shí)現(xiàn)方法的缺點(diǎn)是， 由于存在采樣電阻3，使得功率MOS管開關(guān)1和采樣MOS管2的源端電壓不一致，導(dǎo)致流過采樣MOS管2的電流與流過功率MOS管開關(guān)1的電流不成線性關(guān)系，因此它不是真正的等比例采樣電流；采樣的實(shí)際上是功率MOS管開關(guān)1漏端8上的電壓，并把這個(gè)電壓與參考電 SVkefi比較，通過MOS管線性區(qū)電流公式估算出流過功率MOS管開關(guān)1的電流。美國專利 US5670227闡述了上述原理。這樣帶來的問題是，Reefi和Ikefi絕對(duì)值的偏差、MOS管的工藝偏差、以及MOS管線性區(qū)電流公式的精確性都會(huì)帶來對(duì)流過功率MOS管開關(guān)的電流的相當(dāng)大的檢測(cè)誤差。最重要的是，檢測(cè)到的電壓Vsi與流過功率MOS管開關(guān)1的電流不是線性關(guān)系，因此無法用程序?qū)si進(jìn)行修正從而精確調(diào)整功率MOS管開關(guān)1的過流點(diǎn)。同樣的問題存在于美國專利US6479975和US7403365。過大的檢測(cè)誤差會(huì)引起設(shè)計(jì)上的難以把握，如果將過流檢測(cè)點(diǎn)設(shè)定得過低，會(huì)導(dǎo)致在較大負(fù)載時(shí)的過早保護(hù)，如音頻放大器輸出較大音量時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)；如果將過流檢測(cè)點(diǎn)設(shè)定的過高，又會(huì)導(dǎo)致保護(hù)失效，致使器件損壞。因此，可靠的功率MOS管開關(guān)過流保護(hù)裝置需要具備更高精度、更高可控性的過流檢測(cè)方法。關(guān)于對(duì)功率MOS管開關(guān)檢測(cè)到過流后的保護(hù)措施，通常采用關(guān)斷功率MOS管開關(guān)的方法，使流過功率MOS管開關(guān)的大電流立即消失。這種方法對(duì)于短路等故障有比較好的保護(hù)效果，但對(duì)于系統(tǒng)中可能發(fā)生的瞬時(shí)過載情況不利。當(dāng)瞬時(shí)過載發(fā)生時(shí)，一個(gè)短暫的過流信號(hào)就會(huì)觸發(fā)保護(hù)機(jī)制，切斷功率MOS管開關(guān)，使系統(tǒng)停止工作。一種改進(jìn)的方法是加入自恢復(fù)裝置，其原理是延時(shí)一定時(shí)間后再次打開功率MOS管開關(guān)，檢測(cè)過流狀況是否消失。 然而，即使加入了自恢復(fù)手段，功率MOS管依然存在中斷輸出的狀態(tài)，這種剛性的保護(hù)方法會(huì)嚴(yán)重影響一些對(duì)連續(xù)性要求較高的系統(tǒng)的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高精度的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路。為了達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路包括過流檢測(cè)電路和連接在所述過流檢測(cè)電路輸出端的過流保護(hù)電路。過流檢測(cè)電路包括柵、源端分別與待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵、源端相連接的采樣管；包含放大器的負(fù)反饋電路，其中，所述采樣管和待檢測(cè)的功率開關(guān)管的漏端分別連接在所述放大器的兩輸入端，用于將接入的兩漏端電壓差放大后反饋回所述采樣管以使所述采樣管的漏端電壓與所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的漏端電壓趨于一致；用于接入流經(jīng)所述采樣管的電流的采樣電阻；以及與所述采樣電阻相連接，以便將所述采樣電阻的電壓或電流與接入的過流參考電壓或電流進(jìn)行比較以便判斷所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管是否過流的比較器；較佳的，所述采樣電阻可為數(shù)位可調(diào)電阻；由此，功率開關(guān)管過流檢測(cè)電路還可包括一與所述數(shù)位可調(diào)電阻相連接且用于調(diào)節(jié)電阻的可編程控制器。過流保護(hù)電路包括連接在過流檢測(cè)電路輸出端且用于接收并鎖存檢測(cè)到的過流信號(hào)的鎖存器；包括電流源的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，其與待檢測(cè)的功率開關(guān)管及所述檢測(cè)的功率開關(guān)管的使能端相連接，用于根據(jù)所述使能端接入的控制信號(hào)，以一確定電流對(duì)所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端進(jìn)行充電或放電；以及帶開關(guān)的鏡像電流管電路，其中，所述開關(guān)連接在所述鎖存器的輸出端，以便根據(jù)所述鎖存器輸出的控制信號(hào)進(jìn)行開閉，而當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí)，所述鏡像電流管電路采樣所述功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的確定電流，并鏡像成流過所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的電流，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的限流保護(hù)。較佳的，當(dāng)功率開關(guān)管為P型MOS管時(shí)，所述鎖存器包括將所述使能端接入的信號(hào)反相的第一反相器、復(fù)位端連接在所述第一反相器輸出端、時(shí)鐘輸入端與所述比較器的輸出端相連接、信號(hào)輸入端接高電平的D觸發(fā)器、和將D觸發(fā)器輸出信號(hào)反相后作為所述開關(guān)的控制信號(hào)的第二反相器。較佳的，所述功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路包括電流確定的第一電流源和第二電流源、受所述使能端接入的信號(hào)控制以使所述第一電流源向所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端充電的第一受控開關(guān)、及受所述使能端接入的信號(hào)控制以使所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端通過所述第二電流源放電的第二受控開關(guān)。綜上所述，本發(fā)明的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路通過負(fù)反饋技術(shù)使采樣管的漏端電壓和功率開關(guān)管的漏端電壓趨于一致，由此可提高過流檢測(cè)的精度，而在檢測(cè)到過流的同時(shí)，采用鏡像電流來對(duì)功率管進(jìn)行限流，可有效實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的P型功率MOS管開關(guān)的過流檢測(cè)電路的電路圖。圖2為本發(fā)明的P型功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路的電路示意圖。
圖3為本發(fā)明的P型功率開關(guān)管過流檢測(cè)電路的電路原理圖。圖4為本發(fā)明的P型功率開關(guān)管過流檢測(cè)電路的電路示意圖。圖5為本發(fā)明的P型功率開關(guān)管過流保護(hù)電路的電路示意圖。圖6為本發(fā)明的N型功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例一在本實(shí)施例中，功率開關(guān)管P型MOS管。請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路至少包括過流檢測(cè)電路和連接在所述過流檢測(cè)電路輸出端的過流保護(hù)電路。如圖3所示，其為所述過流檢測(cè)電路的示意圖。采樣MOS管14的柵端25和源端 (VDD)分別與P型功率MOS管開關(guān)13的柵端和源端相連。功率MOS管開關(guān)13的漏端27和采樣MOS管14的漏端觀分別連接到放大器18的兩個(gè)輸入端。放大器18的輸出端通過負(fù)反饋控制器19反饋到采樣MOS管14的漏端28，負(fù)反饋的“虛短”效應(yīng)會(huì)使采樣MOS管14的漏端電壓和功率MOS管開關(guān)13的漏端電壓接近一致。此時(shí)由于采樣MOS管14和功率MOS 管開關(guān)13的三端電壓都接近一致，根據(jù)MOS管的線性區(qū)電流公式可以得出流過采樣MOS 管14的電流與流過功率MOS管開關(guān)13的電流成線性關(guān)系，它們的比值接近于采樣MOS管 14與功率MOS管開關(guān)13的尺寸之比(在圖中設(shè)為1/N)。流過采樣MOS管14的電流Is2流入電阻值為I^2的采樣電阻21，并在采樣電阻21上形成大小為IS2*I S2的電壓VS2。電流值為Ikef2的電流源23與電阻值為Rkef2的電阻22形成大小為IKEF2*RKEF2的電壓Vkef2。這兩個(gè)電壓分別輸入比較器M的兩個(gè)輸入端30和31。比較器M的輸出端32上產(chǎn)生過流檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)流過采樣MOS管14的電流Is2大于IKEF2*RKEF2/%2時(shí)，比較器M的輸出端32上的電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)，顯示發(fā)生過流，此時(shí)流過功率MOS管開關(guān)13的電流為N*IKEF2*RKEF2/I S2。通過上式可以看出，功率MOS管開關(guān)13的過流點(diǎn)電流與電阻的絕對(duì)值無關(guān)，因此當(dāng)集成電路版圖上電阻Rkef2和I^2的匹配良好時(shí)，可以設(shè)定非常準(zhǔn)確的過流點(diǎn)。同時(shí)，因?yàn)闄z測(cè)到的電壓Vs2 與流過功率MOS管開關(guān)13的電流是線性關(guān)系，因此可以用程序?qū)s2進(jìn)行修正從而精確調(diào)整功率MOS管開關(guān)13的過流點(diǎn)。為了便于實(shí)現(xiàn)，可以將采樣電阻21設(shè)置成數(shù)位可調(diào)電阻， 用可編程控制器20222通過程序?qū)Σ蓸与娮?1的電阻值進(jìn)行數(shù)字化調(diào)整，從而對(duì)功率 MOS管開關(guān)13的過流點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化調(diào)整。有多種實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案中采用的負(fù)反饋控制器，以達(dá)到使采樣 MOS管的漏端電壓和功率MOS管開關(guān)的漏端電壓接近一致的目的。圖4給出了一種本發(fā)明優(yōu)選的P型功率MOS管開關(guān)的可編程過流檢測(cè)裝置技術(shù)方案中采用的負(fù)反饋控制器的具體電路。參照?qǐng)D4所示，P型功率MOS管開關(guān)13的漏端連接到放大器18的正向輸入端27。 放大器18的反向輸入端觀和P型采樣MOS管14的漏端相連。放大器18的輸出端四連到P型MOS管19的柵端。在圖4所示的具體實(shí)施方式
中，P型MOS管19作為負(fù)反饋控制器，它的源端反饋到放大器18的反向輸入端觀。P型MOS管19的漏端30連到采樣電阻21 的一端，使流過采樣MOS管14的電流通過P型MOS管19全部流入采樣電阻21。假設(shè)放大器18的正向輸入端27上的電壓高于反向輸入端觀上的電壓，且放大器18的放大倍數(shù)足夠大，則放大器18的輸出端四上的電壓變高，使流過P型MOS管19的電流變小，從而使放
6大器18的反向輸入端觀上的電壓升高直至接近正向輸入端27上的電壓。假設(shè)放大器18 的反向輸入端觀上的電壓高于正向輸入端27上的電壓，且放大器18的放大倍數(shù)足夠大， 則放大器18的輸出端四上的電壓變小，使流過P型MOS管19的電流變大，從而使放大器 18的反向輸入端觀上的電壓降低直至接近正向輸入端27上的電壓。因此，該負(fù)反饋回路會(huì)使放大器18正向輸入端27上的電壓和反向輸入端觀上的電壓趨近于一致，從而使采樣 MOS管14的漏端電壓和功率MOS管開關(guān)13的漏端電壓趨近于一致。如圖5所示，其為所述過流保護(hù)電路示意圖。電流值為Ip的電流源66和67的公共端連到P型功率MOS管開關(guān)13的柵端25。電流源66的一端通過P型MOS管56連到電源電位(VDD)。電流源67的一端通過N型MOS管57連到地。P型功率MOS管開關(guān)的使能端陽分別連到MOS管56和57柵端。66、67、56、57共同組成P型功率MOS管開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)P型功率MOS管開關(guān)的使能端55輸入高電平時(shí)，P型MOS管56截止，N型MOS管57 導(dǎo)通，電流源67給P型功率MOS管開關(guān)13的柵端25放電直至地電位，從而使P型功率MOS 管開關(guān)13導(dǎo)通。當(dāng)P型功率MOS管開關(guān)的使能端55輸入低電平時(shí)，P型MOS管56導(dǎo)通， N型MOS管57截止，電流源66給P型功率MOS管開關(guān)13的柵端25充電直至電源電位，從而使P型功率MOS管開關(guān)13截止。P型功率MOS管開關(guān)的使能端55通過反向器58連到 D觸發(fā)器(作為鎖存器)60的復(fù)位(Reset)端59。D觸發(fā)器60的時(shí)鐘(Clk)端32接收來自過流檢測(cè)電路的過流信號(hào)。D觸發(fā)器60的數(shù)據(jù)(D)端61連接到電源電位。當(dāng)D觸發(fā)器 60的復(fù)位端59上出現(xiàn)高電平時(shí)，D觸發(fā)器60的輸出(Q)端61上輸出低電平。當(dāng)D觸發(fā)器 60的復(fù)位端59上出現(xiàn)低電平，且D觸發(fā)器60的時(shí)鐘端32上出現(xiàn)上升沿時(shí)，D觸發(fā)器60的輸出端62上輸出高電平；當(dāng)D觸發(fā)器60的復(fù)位端59上出現(xiàn)低電平，且D觸發(fā)器60的時(shí)鐘端32上沒有出現(xiàn)上升沿時(shí)，D觸發(fā)器60的輸出端62上的電平保持不變。P型鏡像電流管 65的柵端和漏端相連，并與P型功率MOS管開關(guān)13的柵端25相連。P型MOS管64的一端與P型鏡像電流管65的源端相連，另一端與電源電位相連。D觸發(fā)器60的輸出端62通過反向器連到P型MOS管64的柵端63。當(dāng)P型功率MOS管開關(guān)的使能端55輸入低電平時(shí)， P型功率MOS管開關(guān)13截止，此時(shí)D觸發(fā)器60的復(fù)位端59上出現(xiàn)高電平，D觸發(fā)器60的輸出端62上輸出低電平，從而使P型MOS管64柵端63上為高電平，P型MOS管64截止， 因此P型鏡像電流管65不發(fā)生作用。綜上，在P型功率MOS管開關(guān)13截止時(shí)，P型鏡像電流管65不發(fā)生作用。當(dāng)P型功率MOS管開關(guān)的使能端55輸入高電平時(shí)，P型功率MOS管開關(guān)13導(dǎo)通，此時(shí)D觸發(fā)器60的復(fù)位端59上出現(xiàn)低電平。當(dāng)過流發(fā)生時(shí)，D觸發(fā)器60的時(shí)鐘端32上出現(xiàn)上升沿，D觸發(fā)器60的輸出端62上輸出高電平，使P型MOS管64柵端63 上變?yōu)榈碗娖剑琍型MOS管64導(dǎo)通，從而使電流源67的電流IP流過P型鏡像電流管65， 限制了 P型功率MOS管開關(guān)13的柵端25上電壓的進(jìn)一步下降，因而限制了流過P型功率 MOS管開關(guān)13的電流的進(jìn)一步增加。根據(jù)鏡像電流關(guān)系，流過P型功率MOS管開關(guān)13的電流與流過P型鏡像電流管65的電流之比接近于P型功率MOS管開關(guān)13與P型鏡像電流管 65的尺寸之比(在圖中設(shè)為M/1)。綜上，在P型功率MOS管開關(guān)13導(dǎo)通時(shí)，一旦檢測(cè)到過流，流過P型功率MOS管開關(guān)13的電流會(huì)始終被限制在M*IP，直到P型功率MOS管開關(guān)的使能端陽輸入低電平將D觸發(fā)器60復(fù)位。實(shí)施例二 本實(shí)施例和實(shí)施例一不同在于功率開關(guān)管為N型MOS管。
如圖6所示，功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路包括過流檢測(cè)電路和連接在所述過流檢測(cè)電路輸出端的過流保護(hù)電路。其中，過流檢測(cè)電路包括采樣管35、負(fù)反饋電路、采樣電阻42和比較器45。采樣管35的柵、源端分別與功率開關(guān)管34的柵、源端相連接；負(fù)反饋電路包含放大器39和負(fù)反饋控制器(即N型MOS管)40，所述采樣管35和功率開關(guān)管34的漏端分別連接在所述放大器39的輸入端48和47，N型MOS管40的柵端連接放大器39的輸出端、源端和采樣管35 的漏端連接、漏端和采樣電阻42的一端連接；采樣電阻42的另一端連接電源VDD，其阻值為Rs3，其也可以是數(shù)位可調(diào)電阻，由可編程控制器202來控制其阻值；比較器45的反相輸入端40和采樣電阻42連接，正相輸入端連接在參考電阻43和電流源44的公共端51與所述采樣電阻相連接。過流保護(hù)電路包括鎖存器、功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、和帶開關(guān)的鏡像電流管電路。 所述鎖存器即D觸發(fā)器75，D觸發(fā)器75的復(fù)位端74連接在功率開關(guān)管的使能端69、時(shí)鐘輸入端Clk與所述比較器45的輸出端52相連接、信號(hào)輸入端76接高電平(即VDD)；功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路中P型MOS管70 (即第一受控開關(guān))的柵端接使能端69、漏端接電源、源端和電流源72連接；電流源72的另一端53連接功率開關(guān)管的柵端53 ；電流源73的一端連接功率開關(guān)管的柵端53，另一端連接N型MOS管71 (即第二受控開關(guān))的漏端；N型MOS 管71的柵端連接使能端69、源端接地(即GND)；帶開關(guān)的鏡像電流管電路中的開關(guān)78的柵端接D觸發(fā)器75的輸出端77、源端接地、漏端接N型鏡像電流管79的源端；N型鏡像電流管79的漏端、柵端都與采樣管35和功率開關(guān)管34的公共柵端53連接。上述電路的工作原理和實(shí)施例一類似，故在此不再詳述。綜上所述，本發(fā)明的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路通過負(fù)反饋技術(shù)使采樣管的漏端電壓和功率開關(guān)管的漏端電壓趨于一致，由此可實(shí)現(xiàn)過流檢測(cè)的高精度性，而在檢測(cè)出過流狀態(tài)同時(shí)，通過鏡像電流來限制流過功率開關(guān)管的電流，由此可實(shí)現(xiàn)對(duì)功率開關(guān)管的過流保護(hù)。上述實(shí)施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路，其特征在于包括過流檢測(cè)電路和連接在所述過流檢測(cè)電路輸出端的過流保護(hù)電路，其中，所述過流檢測(cè)電路包括柵、源端分別與待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵、源端相連接的采樣管； 包含放大器的負(fù)反饋電路，所述采樣管和待檢測(cè)的功率開關(guān)管的漏端分別連接在所述放大器的兩輸入端，用于將接入的兩漏端電壓差放大后反饋回所述采樣管以使所述采樣管的漏端電壓與所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的漏端電壓趨于一致； 采樣電阻，用于接入流經(jīng)所述采樣管的電流；和比較器，與所述采樣電阻相連接，以便將所述采樣電阻的電壓或電流與接入的過流參考電壓或電流進(jìn)行比較以便判斷所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管是否過流； 所述過流保護(hù)電路包括鎖存器，連接在所述比較器的輸出端，用于接收并鎖存檢測(cè)到的過流信號(hào)； 包括電流源的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，與所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管及所述檢測(cè)的功率開關(guān)管的使能端相連接，用于根據(jù)所述使能端接入的控制信號(hào)，以一確定電流對(duì)所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端進(jìn)行充電或放電；和帶開關(guān)的鏡像電流管電路，所述開關(guān)連接在所述鎖存器的輸出端，以便根據(jù)所述鎖存器輸出的控制信號(hào)進(jìn)行開閉，而當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí)，所述鏡像電流管電路采樣所述功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的確定電流，并鏡像成流過所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的電流，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的限流保護(hù)。
2.如權(quán)利要求1所述的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路，其特征在于所述采樣電阻為數(shù)位可調(diào)電阻。
3.如權(quán)利要求2所述的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路，其特征在于還包括與所述數(shù)位可調(diào)電阻相連接且用于調(diào)節(jié)電阻的可編程控制器。
4.如權(quán)利要求1所述的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路，其特征在于當(dāng)功率開關(guān)管為P型MOS管時(shí)，所述鎖存器包括將所述使能端接入的信號(hào)反相的第一反相器、復(fù)位端連接在所述第一反相器輸出端、時(shí)鐘輸入端與所述比較器的輸出端相連接、信號(hào)輸入端接高電平的D觸發(fā)器、和將D觸發(fā)器輸出信號(hào)反相后作為所述開關(guān)的控制信號(hào)的第二反相器。
5.如權(quán)利要求1所述的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路，其特征在于所述功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路包括電流確定的第一電流源和第二電流源、受所述使能端接入的信號(hào)控制以使所述第一電流源向所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端充電的第一受控開關(guān)、及受所述使能端接入的信號(hào)控制以使所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端通過所述第二電流源放電的第二受控開關(guān)。
6.一種功率開關(guān)管過流檢測(cè)電路，其特征在于包括柵、源端分別與待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵、源端相連接的采樣管； 包含放大器的負(fù)反饋電路，所述采樣管和待檢測(cè)的功率開關(guān)管的漏端分別連接在所述放大器的兩輸入端，用于將接入的兩漏端電壓差放大后反饋回所述采樣管以使所述采樣管的漏端電壓與所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的漏端電壓趨于一致； 采樣電阻，用于接入流經(jīng)所述采樣管的電流；和比較器，與所述采樣電阻相連接，以便將所述采樣電阻的電壓或電流與接入的過流參考電壓或電流進(jìn)行比較以便判斷所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管是否過流。
7.如權(quán)利要求6所述的功率開關(guān)管過流檢測(cè)電路，其特征在于所述采樣電阻為數(shù)位可調(diào)電阻。
8.如權(quán)利要求7所述的功率開關(guān)管過流檢測(cè)電路，其特征在于還包括與所述數(shù)位可調(diào)電阻相連接且用于調(diào)節(jié)電阻的可編程控制器。
9.一種功率開關(guān)管過流保護(hù)電路，其特征在于包括鎖存器，連接在待檢測(cè)的功率開關(guān)管的過流檢測(cè)電路的輸出端，用于接收并鎖存檢測(cè)到的過流信號(hào)；包括電流源的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，與所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管及所述檢測(cè)的功率開關(guān)管的使能端相連接，用于根據(jù)所述使能端接入的控制信號(hào)，以一確定電流對(duì)所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端進(jìn)行充電或放電；和帶開關(guān)的鏡像電流管電路，所述開關(guān)連接在所述鎖存器的輸出端，以便根據(jù)所述鎖存器輸出的控制信號(hào)進(jìn)行開閉，而當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí)，所述鏡像電流管電路采樣所述功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的確定電流，并鏡像成流過所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的電流，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的限流保護(hù)。
10.如權(quán)利要求9所述的功率開關(guān)管過流保護(hù)電路，其特征在于當(dāng)功率開關(guān)管為P型 MOS管時(shí)，所述鎖存器包括將所述使能端接入的信號(hào)反相的第一反相器、復(fù)位端連接在所述第一反相器輸出端、時(shí)鐘輸入端與所述比較器的輸出端相連接、信號(hào)輸入端接高電平的D 觸發(fā)器、和將D觸發(fā)器輸出信號(hào)反相后作為所述開關(guān)的控制信號(hào)的第二反相器。
11.如權(quán)利要求9所述的功率開關(guān)管過流保護(hù)電路，其特征在于所述功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路包括電流確定的第一電流源和第二電流源、受所述使能端接入的信號(hào)控制以使所述第一電流源向所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端充電的第一受控開關(guān)、及受所述使能端接入的信號(hào)控制以使所述待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵端通過所述第二電流源放電的第二受控開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供的功率開關(guān)管過流檢測(cè)和過流保護(hù)電路包括過流檢測(cè)電路和過流保護(hù)電路。其中，過流檢測(cè)電路包括柵、源端分別與待檢測(cè)的功率開關(guān)管的柵、源端相連接的采樣管；能使采樣管的漏端電壓與功率開關(guān)管的漏端電壓趨于一致的負(fù)反饋電路；用于接入流經(jīng)采樣管電流的采樣電阻；和將采樣電阻的電壓或電流與過流參考電壓或電流進(jìn)行比較以便判斷是否過流的比較器，由此可實(shí)現(xiàn)高精度過流檢測(cè)。過流保護(hù)電路包括用于接收并鎖存檢測(cè)到的過流信號(hào)的鎖存器；功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路；和帶開關(guān)的鏡像電流管電路，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，鏡像電流管電路采樣功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的電流，并鏡像成流過功率開關(guān)管的電流，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)功率開關(guān)管的限流保護(hù)。
文檔編號(hào)G01R19/165GK102208802SQ20101021612
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者程晉 申請(qǐng)人:上海山景集成電路技術(shù)有限公司