限流保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于功率管的限流保护电路，所述功率管的控制端接收控制信号，用于根据输入信号得到输出电流，其中，所述限流保护电路包括：采样晶体管，用于根据所述输入信号得到与所述输出电流相对应的采样电流；钳位模块，用于钳位所述功率管和采样晶体管以得到检测电流；反馈控制模块，接收所述检测电流和参考电流，当所述检测电流大于阈值时，反馈调节所述控制信号，将所述输出电流钳位在预设值，避免电感元件产生的反向电动势，保护电路中的功率开关管。

Current limiting protection circuit

【技术实现步骤摘要】
限流保护电路
本专利技术涉及电源管理集成电路领域，更具体地涉及一种限流保护电路。
技术介绍
负载开关被广泛应用在各种电源管理系统中，是电源和系统监控产品中的重要组成部分，其中，负载开关的限流保护功能尤为重要。当下游等效阻抗突然减小，或者突发短路故障等情况时，会导致输出电流迅速增大。输出电流过大，会导致上游电源以及下游负载的损坏，同时过大的输出电流也会导致负载开关自身的功率管烧毁，因此需要限流电路将输出电流限制在合理范围内。随着科技的不断发展和进步，许多智能电子设备，对限流精度要求也越来越高，例如智能电表等。现有技术的一种限流保护电路在检测管的漏极串联检测电阻，通过监测检测电阻上的压降来监测负载电流。但是由于在检测管的漏极串联了检测电阻，导致检测管与功率管的等效输出阻抗不匹配，无法提高电路的限流精度。同时在功率管工作在线性区和饱和区时，检测管与功率管的等效输出阻抗匹配比例发生改变，导致功率管工作在线性区和饱和区时得到的限流值不一致。现有技术的另一种限流保护电路在功率管的漏极串联检测电阻，通过监测检测电阻上的压降，来监测负载情况，同时控制负载电流。这种方案可以获得较高的且较一致的限流精度，但由于检测电阻串联在功率管的漏极，会导致功率管的等效输出阻抗变大，增加了电路的成本，同时这种方法无法精确调节电路的温度系数。因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种改进的功率管限流保护电路，使得功率管工作在线性区和饱和区都能获得较高精度且较一致的限流值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种限流保护电路，使得功率管工作在线性区和饱和区都能获得较高精度且较一致的限流值。根据本专利技术提供一种用于功率管的限流保护电路，所述功率管的控制端接收控制信号，用于根据输入信号得到输出电流，其中，所述限流保护电路包括：采样晶体管，用于根据所述输入信号得到与所述输出电流相对应的采样电流；钳位模块，用于钳位所述功率管和采样晶体管以得到检测电流；反馈控制模块，接收所述检测电流和参考电流，当所述检测电流大于阈值时，反馈调节所述控制信号，将所述输出电流钳位在预设值。优选地，所述的限流保护电路还包括阈值补偿模块，用于对所述采样晶体管的阈值电压进行补偿，以使得所述采样晶体管的过驱动电压与所述功率管的过驱动电压相一致。优选地，所述限流保护电路还包括参考电流生成模块，用于根据带隙基准电压得到所述参考电流。优选地，所述采样晶体管的控制端与所述功率管的控制端连接以接收所述控制信号。优选地，所述钳位模块包括：第一运算放大器，包括正相输入端和反相输入端，所述正相输入端与所述功率管的第二通路端连接，所述反相输入端与所述采样晶体管的第二通路端连接；第一开关管，控制端与所述第一运算放大器的输出端连接，第一通路端与所述采样晶体管的第二通路端连接，第二通路端用于提供所述检测电流。优选地，所述反馈控制模块包括第二运算放大器以及第一电阻和第二电阻，其中，第二运算放大器包括正相输入端和反相输入端，所述反相输入端与所述第一电阻的第一端连接以接收所述检测电流，所述第一电阻的第二端接地，所述正相输入端与所述第二电阻的第一端连接以接收所述参考电流，所述第二电阻的第二端接地。优选地，所述阈值补偿模块包括串联连接在所述控制信号与地之间的第三电阻和第一电流源，所述第三电阻和所述第一电流源的中间节点与所述采样晶体管的控制端连接。优选地，所述第三电阻的电阻值为R3，所述第一电流源的电流值为I0，所述功率管的阈值电压为Vth0，所述采样晶体管的阈值电压为Vth1，其中，R3*I0＝Vth0–Vth1。优选地，所述参考电流生成模块包括：第三运算放大器，包括正相输入端和反相输入端，所述正相输入端接收所述带隙基准电压，反相输入端与第二开关管的第二通路端连接，输出端与所述第二开关管的控制端连接；第三电阻，第一端与所述第三运算放大器的反相输入端和所述第二开关管的中间节点连接，第二端接地；电流镜电路，输入端与所述第二开关管的第一通路端连接，输出端用于提供所述参考电流。优选地，可通过调节所述第三电阻的电阻值调节所述参考电流，进而调节所述预设值。优选地，所述电流镜电路包括控制端相互连接的第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一通路端接收电源电压，第二通路端与所述第二开关管的第一通路端连接，所述第四开关管的第一通路端接收所述电源电压，第二通路端用于输出所述参考电流，其中，所述第三开关管和第四开关管的控制端的中间节点与所述第三开关管的第二通路端连接。优选地，所述采样晶体管与所述功率管的宽长比为1:N。优选地，所述第三开关管和所述第四开关管的宽长比为1:M。综上所述，本专利技术提供的限流保护电路，采用阈值补偿模块对采样晶体管进行阈值电压补偿，消除了因工艺偏差造成的采样晶体管与功率管之间的阈值电压不匹配的问题，结合钳位模块钳位功率管与采样晶体管的源极，使得采样晶体管与功率管的过驱动电压相等，从而无论功率管工作在线性区还是饱和区都能获得一致且高精度的检测电流。在优选地实施例中，反馈控制模块将检测电流和参考电流进行比较，根据检测电流和参考电流反馈调节控制信号，控制功率管的栅源电压，进而控制负载输出电流，并最终得到温度系数只为带隙基准电压温度系数的限流值，限流精度高，温度漂移小。在优选的实施例中，限流保护电路还包括参考电流生成模块，包括运算放大器、第二开关管和、第三开关管、第四开关管以及第三电阻。第三开关管和第四开关管构成电流镜电路，运算放大器与第二开关管以及第三电阻构成负反馈电路。第三电阻为片外限流调节电阻，不引入温度系数，因此，可以通过调节第三电阻的大小来调节参考电流值，进而获得想要的零温度系数的限流值，精确控制限流值的大小。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出根据现有技术的一种限流保护电路的电路示意图。图2示出根据现有技术的另一种限流保护电路的电路示意图。图3示出根据本专利技术实施例的限流保护电路的结构示意图。图4示出根据本专利技术实施例的限流保护电路的电路示意图。图5示出根据本专利技术实施例的参考电流生成模块的电路示意图。图6示出根据本专利技术另一实施例的限流保护电路的电路示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率管的限流保护电路，所述功率管的控制端接收控制信号，用于根据输入信号得到输出电流，其中，所述限流保护电路包括：/n采样晶体管，用于根据所述输入信号得到与所述输出电流相对应的采样电流；/n钳位模块，用于钳位所述功率管和采样晶体管以得到检测电流；/n反馈控制模块，接收所述检测电流和参考电流，当所述检测电流大于阈值时，反馈调节所述控制信号，将所述输出电流钳位在预设值。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于功率管的限流保护电路，所述功率管的控制端接收控制信号，用于根据输入信号得到输出电流，其中，所述限流保护电路包括：
采样晶体管，用于根据所述输入信号得到与所述输出电流相对应的采样电流；
钳位模块，用于钳位所述功率管和采样晶体管以得到检测电流；
反馈控制模块，接收所述检测电流和参考电流，当所述检测电流大于阈值时，反馈调节所述控制信号，将所述输出电流钳位在预设值。


2.根据权利要求1所述的限流保护电路，其中，还包括阈值补偿模块，用于对所述采样晶体管的阈值电压进行补偿，以使得所述采样晶体管的过驱动电压与所述功率管的过驱动电压相一致。


3.根据权利要求1所述的限流保护电路，其中，所述限流保护电路还包括参考电流生成模块，用于根据带隙基准电压得到所述参考电流。


4.根据权利要求1所述的限流保护电路，其中，所述采样晶体管的控制端与所述功率管的控制端连接以接收所述控制信号。


5.根据权利要求1所述的限流保护电路，其中，所述钳位模块包括：
第一运算放大器，包括正相输入端和反相输入端，所述正相输入端与所述功率管的第二通路端连接，所述反相输入端与所述采样晶体管的第二通路端连接；
第一开关管，控制端与所述第一运算放大器的输出端连接，第一通路端与所述采样晶体管的第二通路端连接，第二通路端用于提供所述检测电流。


6.根据权利要求1所述的限流保护电路，其中，所述反馈控...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢程益，于翔，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11