一种自动复位场效应管超温保护装置制造方法及图纸

一种自动复位场效应管超温保护装置，属于机电控制技术领域，应用于场效应管开关电路，其源极接地、栅极受前级电路控制、漏极用于控制外部负载，其特征在于还包括比较器C1同相输入端和比较器C2反相输入端均连接超温基准电压Vref1，比较器C1反相输入端和比较器C2输出端均连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接场效应管漏极，二极管D1负极、电阻R4一端和电容C1一端均与比较器C2同相输入端连接，二极管D1正极和所述电阻R4另一端均连接比较器C1输出端，电容C1另一端接地，电阻R3连接比较器C1输出端和辅控电源正极B1；场效应管正常导通条件下Vref1∈[1.2UDS，u1]；当超温时场效应管被关闭保护。保护。保护。

【技术实现步骤摘要】
一种自动复位场效应管超温保护装置


[0001]本专利技术属于机电控制
，尤其涉及一种自动复位场效应管超温保护装置。

技术介绍

[0002]场效应管是一种新型的功率驱动晶体管，其已经广泛应用于多种控制
，特别是机电
，电机控制、加热器控制、继电器控制、励磁控制等。场效应管和双极型晶体管相比较具有呈正温度系数的导通阻抗特性，这一点和双极型不同。但现有技术的场效应管超温保护要么没有该功能、要么是该功能采用另置温度传感器从方式来测量场效应管温度，这存在以下弊端：
[0003]①
场效应管在没有温升保护情况下，易于导致结温过高而损坏。
[0004]②
采用传感器检测场效应管温度一般使传感元件贴近场效应管塑封外壳或贴近其散热片，这些存在热阻，使感受到的温度变化明显滞后于实际结温，也就是结温和传感器信号之间存在实际上的二元关系，这致使保护动作滞后、场效应管晶片易于被超温受损。
[0005]③
采用传感器检测场效应管温度时，传感元件离散性及其安装一致性导致检测精度不高。
[0006]④
采用传感器检测场效应管温度时，传感元件还需要其他电路相配合，使电路较稳复杂。
[0007]因此，需要研发出更为简单、直接检测结温的超温保护电路。

技术实现思路

[0008]在一定栅源电压控制下，漏源阻抗与温升基本成接近于正比例关系，如图1所示，显示了一种场效应管(IRF640)的漏源阻抗和温升关系，这是在栅源电压Vgs＝10条件下测试的。
>[0009]可以看出，温升曲线大体呈单一对应关系，因此在场效应管栅源电压一定的情况下、负载在合理范围使用的区间，可以利用温升曲线来确定场效应管的最大允许温度对应的漏源阻抗RDS。
[0010]如在设计好的栅源电压控制下，允许该电路场效应管结温温升至120℃，可以选择该温度下对应的漏源阻抗RDS，结合负载电阻RL及电源电压U，即可计算该温度下场效应管的饱和压降为UDS≈URDS/RL，以此原理，专利技术人提供了一种自动复位场效应管超温保护装置，应用于场效应管FET驱动的开关电路中，所述开关电路的连接关系包括所述场效应管FET的源极接地、栅极连接前级电路的输出的原栅极控制端G1、漏极用于控制外部负载，其特殊之处在于，还包括：
[0011]比较器C1和C2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和电容C1，
[0012]所述比较器C1的同相输入端和所述比较器C2的反相输入端共同连接一超温基准电压Vref1，所述比较器C1的反相输入端和所述比较器C2的输出端共同连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述场效应管FET的漏极，所述二极管D1的负极、所述电阻
R4的一端和所述电容C1的一端均与所述比较器C2的同相输入端相连接，所述二极管D1的正极和所述电阻R4的另一端连接所述比较器C1的输出端，所述电容C1的另一端接地，所述比较器C1的输出端还通过电阻连接一辅控电源正极B1；在所述场效应管FET正常负荷和正常温度范围饱和导通时，所述场效应管FET的漏极与源极之间的饱和压降为UDS，所述超温基准电压Vref1的数值满足的条件为Vref1∈[1.2UDS，u1]，所述u1＝f(Tfet)，其中Tfet为场效应管FET随温度变化时饱和压降变化的温度变化量。
[0013]进一步的，本专利技术还提供了一种自动复位场效应管超温保护装置，其特征在于，所述u1＝1.8UDS。
[0014]进一步的，本专利技术还提供了一种自动复位场效应管超温保护装置，其特征在于，还包括温度补偿二极管D2，所述温度补偿二极管D2的正极连接所述辅控电源正极B1、所述温度补偿二极管D2的负极连接所述电阻R2的另一端。
[0015]进一步的，本专利技术还提供了一种自动复位场效应管超温保护装置，其特征在于，所述温度补偿二极管D2的结压降数值与温度呈正相关。
[0016]进一步的，本专利技术还提供了一种自动复位场效应管超温保护装置，其特征在于，所述温度补偿二极管D2的安装位置贴近所述场效应管FET。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]①
场效应管被有效超温保护，电路反应灵敏、可靠性提高。
[0019]②
直接检测结压降、相当于直接检测结温、灵敏度高、反应迅速、没有滞后效应，保护动作及时。
[0020]③
省略温度传感器，避免传感元件离散性及其安装一致性导致检测精度不高问题、降低成本。
[0021]④
电路整体性良好、易于集成推广。
[0022]因此，需要研发出更为简单、直接检测结温的超温保护电路。
附图说明
[0023]图1是一种场效应管漏源阻抗RDS和温度关系曲线示意图；
[0024]图2是本专利技术实施方式提供的一种自动复位场效应管超温保护装置示意图之一；
[0025]图3是本专利技术实施方式提供的一种自动复位场效应管超温保护装置示意图之二。
具体实施方式
[0026]根据场效应管特性曲线，在一定栅源电压控制下，漏源阻抗与温升基本成接近于正比例关系，如图1所示，显示了一种场效应管(IRF640)的漏源阻抗和温升关系，这是在栅源电压Vgs＝10条件下测试的。
[0027]可以看出，温升曲线大体呈单一对应关系，因此在场效应管栅源电压一定的情况下、负载在合理范围使用的区间，可以利用温升曲线来确定场效应管的最大允许温度对应的漏源阻抗RDS。
[0028]如在设计好的栅源电压控制下，允许该电路场效应管结温温升至120℃，可以选择该温度下对应的漏源阻抗RDS，结合负载电阻RL及电源电压U，即可计算该温度下场效应管的饱和压降为UDS≈URDS/RL，以此原理，专利技术人提供了实施例1所描述的一种自动复位场效
应管超温保护装置。
[0029]实施例1
[0030]如图2所示，自动复位场效应管超温保护装置100应用于场效应管FET驱动的开关电路中，电路的连接关系为：开关电路200的连接关系包括场效应管FET的源极接地、栅极连接前级电路的输出的原栅极控制端G1、漏极用于控制外部负载，本实施例的创新之处在于还包括如下电路结构。
[0031]比较器C1和C2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和电容C1。
[0032]比较器C1的同相输入端和比较器C2的反相输入端，他们还共同连接到一个基准电压“超温基准电压Vref1”。比较器C1的反相输入端和比较器C2的输出端相连接，并且还共同连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接场效应管FET的漏极D0，二极管D1的负极、电阻R4的一端和电容C1的一端均与比较器C2的同相输入端相连接，二极管D1的正极和电阻R4的另一端连接比较器C1的输出端，电容C1的另一端接地。比较器C1的输出端还通过电阻R3连接一辅控电源正极B1，该辅控电源B1为给两个比较器提供工作电压的低压电源的正极，当然辅控电源的负极亦接地，一般该辅控电源B1电压值可以在10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动复位场效应管超温保护装置，应用于场效应管FET驱动的开关电路中，所述开关电路的连接关系包括所述场效应管FET的源极接地、栅极连接前级电路的输出的原栅极控制端G1、漏极用于控制外部负载，其特征在于，还包括：比较器C1和C2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和电容C1，所述比较器C1的同相输入端和所述比较器C2的反相输入端共同连接一超温基准电压Vref1，所述比较器C1的反相输入端和所述比较器C2的输出端共同连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述场效应管FET的漏极，所述二极管D1的负极、所述电阻R4的一端和所述电容C1的一端均与所述比较器C2的同相输入端相连接，所述二极管D1的正极和所述电阻R4的另一端连接所述比较器C1的输出端，所述电容C1的另一端接地，所述比较器C1的输出端还通过电阻R3连接一辅控电源正极B1；在所述场效应管FET正常负荷和正...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，
申请(专利权)人：佛山中锦微电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：