电子保险丝装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电子保险丝装置及其操作方法，该电子保险丝装置连接于一电源端与一系统端之间，主要包含一电子保险丝、一短路保护开关、一电流检测模块以及一数字控制模块。该电流检测模块检测从该电源端流向该系统端的一操作电流大小。该数字控制模块产生一控制信号以控制该电子保险丝。当该电流检测模块检测到该操作电流为过电流时，该数字控制模块产生高电平的该控制信号，以关断该电子保险丝，提供过电流保护；当该系统端发生短路时，导通该短路保护开关，以关断该电子保险丝，提供短路保护。

【技术实现步骤摘要】
电子保险丝装置及其操作方法
本专利技术有关一种电子保险丝装置及其操作方法，尤指一种具有过电流与短路保护功能的电子保险丝装置及其操作方法。
技术介绍
电子保险丝，或称电子熔丝(electronicfuse,E-fuse)配置于各种半导体装置中，并且常利用半导体工艺生产以应用于该半导体装置中。但随着集成电路的尺寸不断缩小，并且因为工艺技术的受限大大影响了集成电路的设计，无论是利用外部雷射烧毁金属丝的雷射熔融法或是利用电流熔断熔丝材质的电子熔融法，都将面临越来越难达成高良率及高可靠度的目标。因此，如何设计出一种电子保险丝装置及其操作方法，仅需使用被动元件取代传统复杂的集成电路(integratedcircuit,IC)设计与工艺，当系统发生过电流或短路状况时，能够关断一电子保险丝，以达到过电流保护与短路隔离保护功效，不但可减少开发时间、元件成本，更能提供弹性的控制，乃为本专利技术专利技术人所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种电子保险丝装置，以克服现有技术的问题。因此本专利技术的电子保险丝装置连接于一电源端与一系统端之间。该电子保险丝装置包含一软启动模块、一电压建立模块、一电子保险丝、一短路保护开关、一电流检测模块以及一数字控制模块。该软启动模块接收一第一电压，以软启动该电子保险丝装置。该电压建立模块连接该软启动模块，接收一第二电压，以提供该电子保险丝装置软启动时的电压建立。该电子保险丝具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该驱动端连接该软启动模块。该短路保护开关具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该第一端连接该软启动模块，该第二端连接该电子保险丝的该第二端与该系统端，以及该驱动端连接该电压建立模块。该电流检测模块连接该电子保险丝的该第一端，并且接收该第二电压，以检测从该电源端流向该系统端的一操作电流大小。该数字控制模块连接该电流检测模块、该软启动模块以及该电压建立模块，产生一控制信号以控制该电子保险丝。其中，当该电流检测模块检测到该操作电流为过电流时，该数字控制模块产生高电平的该控制信号，以关断该电子保险丝，提供过电流保护；当该系统端发生短路时，导通该短路保护开关，以关断该电子保险丝，提供短路保护。本专利技术的另一目的在于提供一种不断电系统的操作方法，以克服现有技术的问题。因此本专利技术不断电系统的操作方法包含下列步骤：(a)提供一电子保险丝与一短路保护开关；(b)提供一电流检测模块，检测从该电源端流向该系统端的一操作电流大小；(c)提供一数字控制模块，产生一控制信号以控制该电子保险丝；(d)当该电流检测模块检测到该操作电流为过电流时，该数字控制模块产生高电平的该控制信号，以关断该电子保险丝，提供过电流保护；(e)当该系统端发生短路时，导通该短路保护开关，以关断该电子保险丝，提供短路保护。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。附图说明图1为本专利技术一电子保险丝装置的方块图；图2为本专利技术该电子保险丝装置一较佳实施例的电路图；图3为本专利技术该电子保险丝装置软启动与电压建立的示意图；图4为本专利技术该电子保险丝装置过电流保护的示意图；图5为本专利技术该电子保险丝装置短路保护的示意图；及图6为本专利技术该电子保险丝装置操作方法的流程图。其中，附图标记说明如下：﹝本专利技术﹞10软启动模块20电压建立模块30电子保险丝40短路保护开关50电流检测模块60数字控制模块70稳压单元102第一二极管104第一开关106软启动电阻108软启动电容202第二二极管204第二开关206电压建立电阻208电压建立电容301第一端302第二端303驱动端401第一端402第二端403驱动端502检知电阻504感测放大器602模拟数字转换单元604比较单元1041第一端1042第二端1043驱动端2041第一端2042第二端2043驱动端Pt电源端St系统端Ips操作电流Vcc1第一电压Vcc2第二电压Vth临界电压Vsena模拟放大感测电压Vsend数字放大感测电压Sc控制信号Pc1第一充电路径Pc2第二充电路径S10～S50步骤具体实施方式兹有关本专利技术的
技术实现思路
及详细说明，配合图式说明如下：请参见图1为本专利技术一电子保险丝装置的方块图。该电子保险丝装置连接于一电源端Pt与一系统端St之间。该电子保险丝装置包含一软启动模块10、一电压建立模块20、一电子保险丝30、一短路保护开关40、一电流检测模块50以及一数字控制模块60。该软启动模块10接收一第一电压Vcc1，以软启动该电子保险丝装置。其中，该第一电压Vcc1典型值为18伏特直流电压，但不以此为限。该电压建立模块20连接该软启动模块10，接收一第二电压Vcc2，以提供该电子保险丝装置软启动时的电压建立。其中，该第二电压Vcc2典型值为12伏特直流电压，但不以此为限。该电子保险丝30具有一第一端301、一第二端302以及一驱动端303，其中该驱动端303连接该软启动模块10。该短路保护开关40具有一第一端401、一第二端402以及一驱动端403，其中该第一端401连接该软启动模块10，该第二端402连接该电子保险丝30的该第二端302与该系统端St，以及该驱动端403连接该电压建立模块20。其中，该短路保护开关40可为一金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,MOSFET)，但不以此为限。若以n通道MOSFET为例，该第一端401为漏极(drain)、该第二端402为源极(source)以及该驱动端403为栅极(gate)。该电流检测模块50连接该电子保险丝30的该第一端301，并且接收该第二电压Vcc2，以检测从该电源端Pt流向该系统端St的一操作电流Ips大小。该数字控制模块60连接该电流检测模块50、该软启动模块10以及该电压建立模块20，产生一控制信号Sc以控制该电子保险丝30。其中，当该电流检测模块50检测到该操作电流Ips为过电流时，该数字控制模块60产生高电平的该控制信号Sc，以关断该电子保险丝30，提供过电流保护；当该系统端St发生短路时，导通该短路保护开关40，以关断该电子保险丝30，提供短路保护。请参见图2为本专利技术该电子保险丝装置一较佳实施例的电路图。图2进一步揭示图1所示该多个方块图内所组成的电路元件，为本专利技术的一较佳实施例，但不以此为限。该软启动模块10包含一软启动电容108、一软启动电阻106、一第一开关104以及一第一二极管102。该软启动电阻106连接该软启动电容108，以接收该第一电压Vcc1。该第一开关104具有一第一端1041、一第二端1042以及一驱动端1043，其中该软启动电容108连接于该第一端1041与该第二端1042。该第一二极管102连接该第一开关104的该驱动端1043，以接收该控制信号Sc。该电压建立模块20包含一电压建立电容208、一电压建立电阻206、一第二开关204以及一第二二极管202。该电压建立电阻206连接该电压建立电容208，以接收该第二电压V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子保险丝装置，连接于一电源端与一系统端之间，该电子保险丝装置包含：一软启动模块，接收一第一电压，以软启动该电子保险丝装置；一电压建立模块，连接该软启动模块，接收一第二电压，以提供该电子保险丝装置软启动时的电压建立；一电子保险丝，具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该驱动端连接该软启动模块；一短路保护开关，具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该第一端连接该软启动模块，该第二端连接该电子保险丝的该第二端与该系统端，以及该驱动端连接该电压建立模块；一电流检测模块，连接该电子保险丝的该第一端，并且接收该第二电压，以检测从该电源端流向该系统端的一操作电流大小；及一数字控制模块，连接该电流检测模块、该软启动模块以及该电压建立模块，产生一控制信号以控制该电子保险丝；其中，当该电流检测模块检测到该操作电流为过电流时，该数字控制模块产生高电平的该控制信号，以关断该电子保险丝，提供过电流保护；当该系统端发生短路时，导通该短路保护开关，以关断该电子保险丝，提供短路保护。

【技术特征摘要】
1.一种电子保险丝装置，连接于一电源端与一系统端之间，该电子保险丝装置包含：一软启动模块，接收一第一电压，以软启动该电子保险丝装置；一电压建立模块，连接该软启动模块，接收一第二电压，以提供该电子保险丝装置软启动时的电压建立；一电子保险丝，具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该驱动端连接该软启动模块；一短路保护开关，具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该第一端连接该软启动模块，该第二端连接该电子保险丝的该第二端与该系统端，以及该驱动端连接该电压建立模块；一电流检测模块，连接该电子保险丝的该第一端，并且接收该第二电压，以检测从该电源端流向该系统端的一操作电流大小；及一数字控制模块，连接该电流检测模块、该软启动模块以及该电压建立模块，产生一控制信号以控制该电子保险丝；其中，当该电流检测模块检测到该操作电流为过电流时，该数字控制模块产生高电平的该控制信号，以关断该电子保险丝，提供过电流保护；当该系统端发生短路时，导通该短路保护开关，以关断该电子保险丝，提供短路保护。2.如权利要求1所述的电子保险丝装置，其中：该软启动模块包含：一软启动电容；一软启动电阻，连接该软启动电容，以接收该第一电压；一第一开关，具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该软启动电容连接于该第一端与该第二端；及一第一二极管，连接该第一开关的该驱动端，以接收该控制信号；该电压建立模块包含：一电压建立电容；一电压建立电阻，连接该电压建立电容，以接收该第二电压；一第二开关，具有一第一端、一第二端以及一驱动端，其中该电压建立电容连接于该第一端与该第二端；及一第二二极管，连接该第二开关的该驱动端，以接收该控制信号；该电流检测模块包含：一检知电阻，一端连接该电子保险丝的该第一端，另一端连接该电压建立模块的该电压建立电阻；及一感测放大器，接收该检知电阻两端的一电压差，并且将该电压差放大以输出一模拟放大感测电压；及该数字控制模块包含：一模拟数字转换单元，接收该模拟放大感测电压，并转换该模拟放大感测电压为一数字放大感测电压；及一比较单元，接收该数字放大感测电压与一临界电压，其中当该数字放大感测电压大于该临界电压时，该比较单元产生高电平的该控制信号；当该数字放大感测电压小于或等于该临界电压时，该比较单元产生低电平的该控制信号。3.如权利要求1所述的电子保险丝装置，其中电子保险丝装置启动时，该数字控制模块产生低电平的该控制信号，以完成软启动与电压建立。4.如权利要求2所述的电子保险丝装置，其中当电子保险丝装置启动时，该数字控制模块产生低电平的该控制信号，以控制该第一开关与该第二开关为截止状态，该第一电压通过该软启动电阻与该软启动电容所形成的一第一充电路径对该软启动电容充电，以软启动该电子保险丝装置；该第二电压通过该电压建立电阻与该电压建立电容所形成的一第二充电路径以提供该电子保险丝装置软启动时的电压建立。5.如权利要求2所述的电子保险丝装置，其中当流经该检知电阻的该操作电流为过电流时，该数字放大感测电压大于该临界电压，该比较单元产生高电平的该控制信号，以切换该第一开关与该第二开关由截止状态为导通状态，进而触发截止该电子保险丝的该驱动端，以关断该电子保险丝提供过电流保护。6.如权利要求2所述的电子保险丝装置，其中还包含一稳压单元，连接于该短路保护开关的该驱动端与该电压建立模块之间，以对该短路保护开关提供稳压保护。7.如权利要求6所述的电子保险丝装置，其中当该系统端发生短路时，该稳压单元逆向偏压导通，触...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡庆龙，吕宜兴，谢明琮，刘得民，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71