一种单向保护电路、车电系统及集成芯片技术方案

本申请公开了一种单向保护电路、车电系统及集成芯片，涉及电路保护领域，该单向保护电路包括NMOS管，NMOS管的源极与电源端连接，漏极与负载端连接；升压电路，升压电路的电源输入端与NMOS管的源极连接，电源输出端与NMOS管的栅极连接；脉冲发生电路，为升压电路提供频率稳定的使能信号。本申请中电源端与负载端之间的主电路通过NMOS管实现单向导通，NMOS管具有管压降小、功耗小、可用于大功率、温度特性好的优点，同时由于升压电路的升压能力受到元件限制，电源电压过高时升压电路无法继续升压，NMOS管不再导通，实现高压保护限制。本申请的单向导通电路能够对浪涌电压的保护更为有效，应用范围更广。应用范围更广。应用范围更广。

【技术实现步骤摘要】
一种单向保护电路、车电系统及集成芯片


[0001]本技术涉及电路保护领域，特别涉及一种单向保护电路、车电系统及集成芯片。

技术介绍

[0002]汽车的电力电子控制电路中，存在大量的EMC(Electro
‑
Magnetic Compatibility，电磁兼容性)需求，要求对ISO7637测试标准下的各类浪涌电压进行处理，其中最为通用的处理手段为使用二极管对电源输入进行单向保护。
[0003]这种单纯的使用二极管作单向保护的方案，由于压降较大，不能应用在大功率电路中，否则会导致明显的功率损失，同时，二极管对于高压波动电路没有保护限制，在高温环境中发热严重，使得二极管的应用范围较窄，对浪涌电压的处理效果不够理想。
[0004]因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种性能更好、应用范围更广的单向保护电路、车电系统及集成芯片。其具体方案如下：
[0006]一种单向保护电路，包括：
[0007]NMOS管，所述NMOS管的源极与电源端连接，所述NMOS管的漏极与负载端连接；
[0008]升压电路，所述升压电路的电源输入端与所述NMOS管的源极连接，所述升压电路的电源输出端与所述NMOS管的栅极连接；
[0009]脉冲发生电路，所述脉冲发生电路的输出端与所述升压电路的开关使能端连接，为所述升压电路提供频率稳定的使能信号。
[0010]优选的，所述升压电路包括第一电感、第一二极管、第一开关管、第一电容；
[0011]所述第一电感的第一端作为所述升压电路的电源输入端，与所述NMOS管的源极连接；
[0012]所述第一电感的第二端分别与所述第一开关管的第一端、所述第一二极管的阳极连接；
[0013]所述第一二极管的阴极作为所述升压电路的电源输出端，分别与所述NMOS管的栅极和所述第一电容的第一端连接；
[0014]所述第一电容的第二端接地；
[0015]所述第一开关管的第二端接地；
[0016]所述第一开关管的控制端作为所述升压电路的开关使能端，与所述脉冲发生电路的输出端连接。
[0017]优选的，所述第一开关管为三极管。
[0018]优选的，所述升压电路还包括：
[0019]第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述NMOS管的漏极连接。
[0020]优选的，所述脉冲发生电路包括脉冲发生器、第二电阻和第三电阻，其中：
[0021]所述脉冲发生器的输出端与所述第三电阻的第一端连接；
[0022]所述第三电阻的第二端作为所述脉冲发生电路的输出端，分别与所述第二电阻的第一端和所述第一开关管的控制端连接；
[0023]所述第二电阻的第二端接地。
[0024]优选的，所述脉冲发生器具体为生成50kHz脉冲信号并向外输出的脉冲发生器。
[0025]优选的，所述单向保护电路还包括瞬态抑制二极管和/或第二电容，其中：
[0026]所述瞬态抑制二极管的第一端与所述NMOS管的源极连接，第二端接地；
[0027]所述第二电容的第一端与所述NMOS管的源极连接，第二端接地。
[0028]相应的，本申请还公开了一种车电系统，包括如上文任一项所述单向保护电路。
[0029]相应的，本申请还公开了一种集成芯片，包括如上文任一项所述单向保护电路。
[0030]本申请中电源端与负载端之间的主电路通过NMOS管实现单向导通，NMOS管具有管压降小、功耗小、可用于大功率、温度特性好的优点，因此本申请的单向导通电路功耗较小、不易发热，同时本申请中NMOS管的栅极和源极分别连接升压电路输出端和电源电压，由于升压电路的升压能力受到元件限制，在电源电压过高时，升压电路无法继续升压，从而NMOS管不再导通，起到了高压保护限制的作用。基于以上特性，本申请的单向导通电路能够对浪涌电压的保护更为有效，具有更广的应用范围。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0032]图1为本技术实施例中一种单向保护电路的结构分布图；
[0033]图2为本技术实施例中一种具体的单向保护电路的结构分布图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0035]本技术实施例公开了一种单向保护电路，参见图1所示，包括：
[0036]NMOS管NM1，NMOS管NM1的源极与电源端Vin连接，NMOS管NM1的漏极与负载端Vout连接；
[0037]升压电路1，升压电路1的电源输入端与NMOS管NM1的源极连接，升压电路1的电源输出端与NMOS管NM1的栅极连接；
[0038]脉冲发生电路2，脉冲发生电路2的输出端与升压电路1的开关使能端连接，为升压
电路1提供频率稳定的使能信号。
[0039]可以理解的是，脉冲发生电路2为升压电路1提供使能信号时，升压电路1能够在使能信号的支持下对电源端Vin的电压进行升压处理并输出，此时NMOS(N
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Metal
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Oxide
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Semiconductor，N型金属
‑
氧化物
‑
半导体)管NM1的栅极和源极之间存在电压差Vgs，当该电压差Vgs大于NMOS管NM1中启动电压Vgs(th)，NMOS管NM1将导通，由于NMOS管NM1及其内置二极管的特性，该导通只能单向实现，不会发生电流反向流通的情况。同样由于NMOS管NM1的特性，NMOS管NM1的内部压降非常小，几乎可以忽略，且NMOS管NM1允许流过大电流，电流最高可达到20A，由于压降较小，NMOS管NM1自身消耗功率较小，具有很好的温度特性。
[0040]此外，升压电路1的升压能力受到元件限制，升压电路1的输入电压具有一定的范围要求，输出电压对应存在最高电压，当输入电压超出该范围后，升压电路1无法持续升压，例如当输入电压的范围要求在16V以下，通常汽车电源端Vin的电压在9
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16V之间波动，当前电源端Vin突然异常、电压达到20V时，升压电路1无法对20V的电压继续升压，此时NMOS管NM1的栅极和源极之间不可能满足电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向保护电路，其特征在于，包括：NMOS管，所述NMOS管的源极与电源端连接，所述NMOS管的漏极与负载端连接；升压电路，所述升压电路的电源输入端与所述NMOS管的源极连接，所述升压电路的电源输出端与所述NMOS管的栅极连接；脉冲发生电路，所述脉冲发生电路的输出端与所述升压电路的开关使能端连接，为所述升压电路提供频率稳定的使能信号。2.根据权利要求1所述单向保护电路，其特征在于，所述升压电路包括第一电感、第一二极管、第一开关管、第一电容；所述第一电感的第一端作为所述升压电路的电源输入端，与所述NMOS管的源极连接；所述第一电感的第二端分别与所述第一开关管的第一端、所述第一二极管的阳极连接；所述第一二极管的阴极作为所述升压电路的电源输出端，分别与所述NMOS管的栅极和所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地；所述第一开关管的第二端接地；所述第一开关管的控制端作为所述升压电路的开关使能端，与所述脉冲发生电路的输出端连接。3.根据权利要求2所述单向保护电路，其特征在于，所述第一开关管为三极管。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李真龙，黄红军，顾勇，
申请(专利权)人：科世达上海机电有限公司，
类型：新型
国别省市：