專利名稱：延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域 ，尤其涉及一種PFC電路的延遲時(shí)間可調(diào)過(guò)流保護(hù)電路，具體講，涉及延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
隨著日益增大的對(duì)綠色能源的要求，針對(duì)電網(wǎng)電流不斷升高問(wèn)題的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)逐步實(shí)施，功率因數(shù)校正技術(shù)成為電源管理領(lǐng)域的關(guān)鍵。而過(guò)流保護(hù)電路是PFC電路不可缺少的重要組成部分。圖1-1中開(kāi)關(guān)管電流過(guò)大時(shí)會(huì)引起開(kāi)關(guān)管燒毀，而開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷對(duì)輸入電流波形以及輸出電壓至關(guān)重要，從而影響到整個(gè)功率因數(shù)校正電路。傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)電路多采用直接采樣比較的方法。然而開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟瞬間，由于受開(kāi)關(guān)噪聲的影響，開(kāi)關(guān)管上的電流非常大，現(xiàn)有的過(guò)流保護(hù)技術(shù)易引起過(guò)流誤判斷及誤動(dòng)作，影響正常的過(guò)流保護(hù)功能。必須設(shè)計(jì)前沿消隱電路，使過(guò)流保護(hù)電路有一定的延遲以避免這類誤動(dòng)作的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)技術(shù)中開(kāi)關(guān)管閉合瞬間的大電流引起過(guò)流誤判斷以及影響正常過(guò)流保護(hù)功能的問(wèn)題，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路，包含前沿消隱LEB模塊和過(guò)流比較器兩部分，采樣到的開(kāi)關(guān)管DRV電流通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過(guò)前沿消隱模塊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于比較器參考電壓Vref時(shí)，比較器輸出ocp為高電平，比較器輸出ocp控制開(kāi)關(guān)管DRV為低電平，即出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，比較器輸出ocp控制開(kāi)關(guān)管DRV斷開(kāi)，使電流下降，當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，過(guò)流信號(hào)自動(dòng)解除。前沿消隱模塊的結(jié)構(gòu)為由電流源、NMOS管NI、電容C、反相器、傳輸管組成，電流源輸出經(jīng)B點(diǎn)連接到NMOS管NI漏極，NMOS管NI源極、漏極間為電容C，B點(diǎn)經(jīng)一個(gè)反相器連接到A點(diǎn)，A點(diǎn)連接到傳輸管一個(gè)控制端，A點(diǎn)經(jīng)另一個(gè)反相器連接到傳輸管另一個(gè)控制端，DRV通過(guò)反相器連接到NMOS管NI柵極，DRV = 0時(shí)，即開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)NMOS管NI導(dǎo)通，從而傳輸管斷開(kāi)，Vin為低電平，即開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)流情況；DRV = I時(shí)，開(kāi)關(guān)管閉合，此時(shí)NMOS管NI斷開(kāi)，電流源給電容C充電，經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間后，B點(diǎn)電壓充電到NMOS管NI導(dǎo)通閾值，從而使傳輸管導(dǎo)通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin ;通過(guò)改變NMOS管NI寬長(zhǎng)比以調(diào)節(jié)鏡像的電流大小或者改變電容值可實(shí)現(xiàn)延遲時(shí)間可調(diào)。過(guò)流比較器結(jié)構(gòu)為輸入電壓Vin、參考電壓Vref分別連接到一對(duì)差分MOS管的柵極，差分放大器經(jīng)反相器進(jìn)行輸出，當(dāng)輸入電壓Vin大于參考電壓Vref時(shí)，即出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，經(jīng)過(guò)反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過(guò)流信號(hào)通過(guò)DRV信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，使電流減小。當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，即檢測(cè)到采樣電壓Vin小于參考電壓Vref時(shí)，過(guò)流信號(hào)ocp為低電平,過(guò)流自動(dòng)解除。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及效果本發(fā)明的過(guò)流保護(hù)電路增加了前沿消隱電路，避免了在開(kāi)關(guān)管閉合瞬間傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)技術(shù)中存在的過(guò)流誤判斷以及影響正常過(guò)流保護(hù)功能的問(wèn)題。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，通過(guò)過(guò)流信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，使電流下降；當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，自動(dòng)解除過(guò)流信號(hào)。消隱電路的延遲時(shí)間通過(guò)調(diào)節(jié)消隱模塊的電流源或者電容實(shí)現(xiàn)可調(diào)。


圖I過(guò)流保護(hù)電路框圖。圖2前沿消隱電路框圖。
圖3前沿消隱電路。圖4過(guò)流比較器結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式為解決傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)技術(shù)中開(kāi)關(guān)管閉合瞬間的大電流引起過(guò)流誤判斷以及影響正常過(guò)流保護(hù)功能的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種延遲時(shí)間可調(diào)的過(guò)流保護(hù)電路。出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，過(guò)流信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，使電流下降；當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，過(guò)流信號(hào)自動(dòng)解除。延遲時(shí)間可通過(guò)調(diào)節(jié)電流源或者電容實(shí)現(xiàn)可調(diào)。圖I為本發(fā)明過(guò)流保護(hù)電路框圖，包含前沿消隱LEB模塊和過(guò)流比較器兩部分。采樣到的開(kāi)關(guān)管電流通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過(guò)前沿消隱模塊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲后，將采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于參考電壓Vref時(shí)，比較器輸出ocp為高電平，該過(guò)流信號(hào)控制DRV為低電平，即出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，過(guò)流信號(hào)ocp控制開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，使電流下降。當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，過(guò)流信號(hào)自動(dòng)解除。圖2為前沿消隱電路框圖，開(kāi)關(guān)管閉和即DRV為高電平時(shí)，直到電流源給電容充電到超過(guò)NMOS管導(dǎo)通閾值，傳輸門導(dǎo)通，從而將采樣電壓傳遞到比較器正端。延遲時(shí)間可通過(guò)調(diào)節(jié)電流源或者電容實(shí)現(xiàn)可調(diào)。圖3為前沿消隱電路。DRV = 0時(shí)，即開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)NI管導(dǎo)通，B為低電平，A為高電平，從而傳輸管斷開(kāi)，Vin為低電平，即開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)流情況。DRV= I時(shí)，開(kāi)關(guān)管閉合，此時(shí)NI管斷開(kāi)，電流源給電容C充電，經(jīng)過(guò)Tblangking延遲時(shí)間后，B點(diǎn)電壓充電到NMOS管導(dǎo)通閾值，從而使圖中的傳輸門導(dǎo)通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin。通過(guò)改變MOS管寬長(zhǎng)比以調(diào)節(jié)鏡像的電流大小或者改變電容值可實(shí)現(xiàn)延遲時(shí)間可調(diào)。圖4為過(guò)流比較器結(jié)構(gòu)，當(dāng)Vin大于參考電壓Vref時(shí)，即出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，經(jīng)過(guò)反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過(guò)流信號(hào)通過(guò)DRV信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，使電流減小。當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，即檢測(cè)到采樣電壓Vin小于參考電壓Vref時(shí)，過(guò)流信號(hào)ocp為低電平，過(guò)流自動(dòng)解除。
權(quán)利要求
1.一種延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路，其特征是，包含前沿消隱LEB模塊和過(guò)流比較器兩部分，采樣到的開(kāi)關(guān)管DRV電流通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過(guò)前沿消隱模塊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于比較器參考電壓Vref時(shí)，比較器輸出ocp為高電平，比較器輸出ocp控制開(kāi)關(guān)管DRV為低電平，即出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，比較器輸出ocp控制開(kāi)關(guān)管DRV斷開(kāi)，使電流下降，當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，過(guò)流信號(hào)自動(dòng)解除。
2.如權(quán)利要求I所述的延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路，其特征是，前沿消隱模塊的結(jié)構(gòu)為由電流源、NMOS管NI、電容C、反相器、傳輸管組成，電流源輸出經(jīng)B點(diǎn)連接到NMOS管NI漏極，NMOS管NI源極、漏極間為電容C，B點(diǎn)經(jīng)一個(gè)反相器連接到A點(diǎn)，A點(diǎn)連接到傳輸管一個(gè)控制端，A點(diǎn)經(jīng)另一個(gè)反相器連接到傳輸管另一個(gè)控制端，DRV通過(guò)反相器連接到NMOS管NI柵極，DRV = 0時(shí)，即開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)NMOS管NI導(dǎo)通，從而傳輸管斷開(kāi)，Vin為低電平，即開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)流情況；DRV = I時(shí)，開(kāi)關(guān)管閉合，此時(shí)NMOS管NI斷開(kāi)，電流源給電容C充電，經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間后，B點(diǎn)電壓充電到NMOS管NI導(dǎo)通閾值，從而使傳輸管導(dǎo)通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin ；通過(guò)改變NMOS管NI寬長(zhǎng)比以調(diào)節(jié)鏡像的電流大小或者改變電容值可實(shí)現(xiàn)延遲時(shí)間可調(diào)。
3.如權(quán)利要求I所述的延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路，其特征是，過(guò)流比較器結(jié)構(gòu)為輸入電壓Vin、參考電壓Vref分別連接到一對(duì)差分MOS管的柵極，差分放大器經(jīng)反相器進(jìn)行輸出，當(dāng)輸入電壓Vin大于參考電壓Vref時(shí)，即出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，經(jīng)過(guò)反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過(guò)流信號(hào)通過(guò)DRV信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，使電流減小。當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，即檢測(cè)到采樣電壓Vin小于參考電壓Vref時(shí)，過(guò)流信號(hào)ocp為低電平，過(guò)流自動(dòng)解除。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。為解決傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)技術(shù)中開(kāi)關(guān)管閉合瞬間的大電流引起過(guò)流誤判斷以及影響正常過(guò)流保護(hù)功能的問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，延遲時(shí)間可調(diào)的芯片過(guò)流保護(hù)電路，包含前沿消隱LEB模塊和過(guò)流比較器兩部分，采樣到的開(kāi)關(guān)管DRV電流通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過(guò)前沿消隱模塊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于比較器參考電壓Vref時(shí)，比較器輸出ocp為高電平，比較器輸出ocp控制開(kāi)關(guān)管DRV為低電平，即出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，比較器輸出ocp控制開(kāi)關(guān)管DRV斷開(kāi)，使電流下降，當(dāng)過(guò)流情況消失時(shí)，過(guò)流信號(hào)自動(dòng)解除。本發(fā)明主要應(yīng)用于集成電路的設(shè)計(jì)制造。
文檔編號(hào)H02H3/06GK102751696SQ20121021912
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者付園園, 史再峰, 姚素英, 徐江濤, 高靜 申請(qǐng)人:天津大學(xué)