过电压检测及保护制造技术

各种实施例涉及一种保护电路，包括：衬垫，所述衬垫被配置成从连接器输入外部电压；第一电路分支，所述第一电路分支连接到所述衬垫且被配置成接收所述衬垫处的快速斜升过电压；第二电路分支，所述第二电路分支连接到所述衬垫且被配置成接收所述衬垫处的斜升过电压；第三电路分支，所述第三电路分支连接到所述衬垫且被配置成于在所述衬垫处接收到过电压时输出过电压检测信号，其中所述第三电路分支包括分压器，所述分压器包括具有可变电压节点的可变电阻器和启用开关；以及逻辑电路，所述逻辑电路包括被配置成控制所述可变电阻器和所述启用开关的启用晶体管。用开关的启用晶体管。用开关的启用晶体管。

【技术实现步骤摘要】
过电压检测及保护


[0001]本文所公开的各种示例性实施例大体上涉及用于过电压检测/保护的系统和方法。这种过电压检测和保护。

技术介绍

[0002]电路具有用于为电路供电的功能电压。此功能电压内的任何电压都可被视为过电压(OV)。OV可能会导致对电路的损坏。电路可包括各种元件，并且使用各种方法来防止出现OV情况。

技术实现思路

[0003]下文呈现各种示例性实施例的概述。在以下概述中可以进行一些简化和省略，其意在突出并介绍各种示例性实施例的一些方面，但不限制本专利技术的范围。将在后续部分呈现足以允许本领域的普通技术人员产生并使用本专利技术概念的示例性实施例的详细描述。
[0004]各种实施例涉及一种保护电路，包括：衬垫，所述衬垫被配置成从连接器输入外部电压；第一电路分支，所述第一电路分支连接到所述衬垫且被配置成接收所述衬垫处的快速斜升过电压；第二电路分支，所述第二电路分支连接到所述衬垫且被配置成接收所述衬垫处的斜升过电压；第三电路分支，所述第三电路分支连接到所述衬垫且被配置成于在所述衬垫处接收到过电压时输出过电压检测信号，其中所述第三电路分支包括分压器，所述分压器包括具有可变电压节点的可变电阻器和启用开关；以及逻辑电路，所述逻辑电路包括被配置成控制所述可变电阻器和所述启用开关的启用晶体管。
[0005]描述了各种实施例，其中所述第三分支包括比较器，所述比较器被配置成于在所述衬垫处接收到的所述电压高于过电压阈值电平时输出所述过电压检测信号。
[0006]描述了各种实施例，其中所述启用晶体管于在所述衬垫处接收到的所述电压高于启用阈值电压电平时启用所述比较器，其中所述启用阈值电压电平小于所述过电压阈值电平。
[0007]描述了各种实施例，其中当所述衬垫处的所述电压低于所述启用阈值电压电平时，所述保护电路在第一状态中保持关闭以避免所述比较器的电流消耗。
[0008]描述了各种实施例，其中所述比较器输出用以关闭开关的过电压信号，所述过电压信号被配置成在所述开关处于接通模式时保护电路。
[0009]描述了各种实施例，其中所述比较器将参考电压与所述可变电压节点处的所述电压进行比较。
[0010]描述了各种实施例，其中逻辑电路接收输入并且控制所述可变电阻器以控制可变电压，从而控制在何种输入外部电压下会产生过电压信号。
[0011]描述了各种实施例，其中当所述启用开关断开时，不将功率供应到所述第三分支的晶体管。
[0012]描述了各种实施例，其中当待保护的电路接通且衬垫电压低于过电压电平时，第
三电路分支的DC电流为零。
[0013]描述了各种实施例，其中所述逻辑电路另外包括连接到所述启用晶体管的解码器，其中所述解码器被配置成产生输出信号以控制所述可变电阻器。
[0014]描述了各种实施例，其中所述解码器具有多个输入，所述解码器具有多个输出，并且所述解码器基于接收到的多个输入而激活所述多个输出中的一个输出。
[0015]描述了各种实施例，其中所述可变电阻器另外包括：多个电阻器；以及多个晶体管，其中所述多个晶体管中的每一个晶体管与所述多个电阻器中的一个电阻器并联连接，并且所述多个晶体管中的每一个晶体管连接到所述解码器的所述多个输出中的一个输出。
[0016]描述了各种实施例，其中所述第一分支包括一对串联连接式电容器。
[0017]描述了各种实施例，其中所述第三分支包括延伸漏极晶体管，用于在过电压事件期间保护所述保护电路的内部电路系统。
[0018]描述了各种实施例，其中所述第三分支包括多个共源共栅晶体管，用于在过电压事件期间保护所述保护电路的内部电路系统。
[0019]描述了各种实施例，包括多个串联连接式晶体管以产生所述第一分支的阈值电压。
[0020]描述了各种实施例，其中所述串联连接式晶体管是二极管连接式晶体管。
[0021]另外的各种实施例涉及一种待受保护以免受过电压的影响的电路，包括：输入衬垫，所述输入衬垫被配置成从连接器接收外部电压；输出，所述输出被配置成耦合到待保护的所述电路；耦合在所述输入衬垫与所述输出之间的开关，所述开关具有被配置成断开和闭合所述开关的控制输入；以及被配置成控制所述开关的保护电路，包括：第一电路分支，所述第一电路分支连接到所述输入衬垫且被配置成接收所述输入衬垫处的快速斜升过电压；第二电路分支，所述第二电路分支连接到所述输入衬垫且被配置成接收所述输入衬垫处的斜升过电压；第三电路分支，所述第三电路分支连接到所述输入衬垫且被配置成于在所述输入衬垫处接收到过电压时输出过电压检测信号，其中所述第三电路分支包括分压器，所述分压器包括具有可变电压节点的可变电阻器和启用开关；逻辑电路，所述逻辑电路包括被配置成控制所述可变电阻器和所述启用开关的启用晶体管，其中所述过电压保护检测信号连接到所述开关的所述控制输入。
[0022]描述了各种实施例，其中所述第三分支包括比较器，所述比较器被配置成于在所述衬垫处接收到的所述电压高于过电压阈值电平时输出所述过电压检测信号。
[0023]描述了各种实施例，其中所述启用晶体管于在所述衬垫处接收到的所述电压高于启用阈值电压电平时启用所述比较器，其中所述启用阈值电压电平小于所述过电压阈值电平。
[0024]描述了各种实施例，其中当所述衬垫处的所述电压低于所述启用阈值电压电平时，所述保护电路在第一状态中保持关闭以避免所述比较器的电流消耗。
附图说明
[0025]为了更好地理解各种示例性实施例，可以参考附图，在附图中：
[0026]图1示出了具有1.8V和3.3V域的系统电源的双向中继器的简单例子；
[0027]图2示出了关于3.3V V
DD
的电压信号、USB2引脚和过电压检测信号OV_det；
[0028]图3示出了在印刷电路板(PCB)上包括OV检测电路系统的芯片以及连接器；
[0029]图4示出了OV检测电路的传统实施方案；
[0030]图5示出了OV检测电路的另一传统实施方案；
[0031]图6示出了OV检测电路的框图；
[0032]图7示出了OV检测电路的更详细的晶体管级图；
[0033]图8示出了OV保护电路系统的输入和输出电压；并且
[0034]图9示出了使用高压组件的OV检测器电路的高压型式；
[0035]为了便于理解，相同的附图标记已用于指代具有基本上相同或类似结构和/或基本上相同或类似功能的元件。
具体实施方式
[0036]描述和图式示出了本专利技术的原理。因此，将了解，本领域的技术人员将能够设计各种布置，尽管本文中未明确地描述或示出所述布置，但所述布置体现本专利技术的原理且包括在本专利技术的范围内。此外，本文中所引述的所有例子主要旨在明确地用于教学目的，以帮助读者理解本专利技术的原理和由专利技术人提供的用以深化本领域的概念，并且所有例子应视为并不限于此类特定引述的例子和条件。另外，如本文中所使用，除非另有指示(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保护电路，其特征在于，包括：衬垫，所述衬垫被配置成从连接器输入外部电压；第一电路分支，所述第一电路分支连接到所述衬垫且被配置成接收所述衬垫处的快速斜升过电压；第二电路分支，所述第二电路分支连接到所述衬垫且被配置成接收所述衬垫处的斜升过电压；第三电路分支，所述第三电路分支连接到所述衬垫且被配置成于在所述衬垫处接收到过电压时输出过电压检测信号，其中所述第三电路分支包括分压器，所述分压器包括具有可变电压节点的可变电阻器和启用开关；以及逻辑电路，所述逻辑电路包括被配置成控制所述可变电阻器和所述启用开关的启用晶体管。2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第三分支包括比较器，所述比较器被配置成于在所述衬垫处接收到的所述电压高于过电压阈值电平时输出所述过电压检测信号。3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述启用晶体管于在所述衬垫处接收到的所述电压高于启用阈值电压电平时启用所述比较器，其中所述启用阈值电压电平小于所述过电压阈值电平。4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，当所述衬垫处的所述电压低于所述启用阈值电压电平时，所述保护电路在第一状态中保持关闭以避免所述比较器的电流消耗。5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述比较器输出用以关闭开关的过电压信号，所述过电压信号被配置成在所述开关处于接通模式时保护电路。6.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述比较器将参考电压与所述可变电压节点处的所述电压进行比较。7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，逻辑电路接收输入并且控制所述可变电阻器以控制可变电压，从而控制在何种输入外部电压下会产生过电压信号。8.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，当所述启用开关断开时，不将功率供应到所述第三分支的晶体管。9.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，当待保护的电路接通且衬垫电压低于过电压电平时，第三电路分支的DC电流为零。10.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述逻辑电路另外包括连接到所述启用晶体管的解码器，其中所述解码器被配置成产生输出信号以控制所述可变电阻器。11.根据权利要求10所述的保护电路，其特征在于，所述解码器具有多个输入，所述解码器具有多个输出，并且所述解码器基于接收到的多个输入而激活所述多个输出中的一个输出。12.根据权利要求11所述的保护电路，其特征在于，所述可变电阻器另外包括：多个电阻器；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛马克，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：