一种高压过流保护电路及过流保护方法技术

公开了一种高压过流保护电路及过流保护方法，连接于高压输入端和负载之间，包括：功率器件，所述功率器件的第一端与所述高压输入端连接；保险丝，所述保险丝的第一端连接所述负载，所述保险丝的第二端与所述功率器件的第二端连接；以及控制电路，所述保险丝导通时，控制所述功率器件工作在饱和导通状态，所述保险丝熔断时，控制所述功率器件关断。本申请采用高压功率器件和低压保险丝的组合，耐压由功率器件来决定，保险丝可以采用低压保险丝，可实现与当前电路匹配度更高的电流保护。与当前电路匹配度更高的电流保护。与当前电路匹配度更高的电流保护。

【技术实现步骤摘要】
一种高压过流保护电路及过流保护方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种高压过流保护电路及过流保护方法。

技术介绍

[0002]在高压供电的小功率应用场合，在高压输入到最终的负载电路之间，通常要接一个过流保护装置，在负载过流或短路时切开这一路负载，使处于故障状态的负载不致于影响输入高压母线。常见的过流断路保护装置包括高压保险丝。
[0003]当负载电路发生异常，保险丝熔断时，保险丝的两端承受母线高压，所以在这种应用场合必须要选择耐高压的高压保险丝。
[0004]高压保险丝较低压保险丝来说，可选型号很少，且在大于600V的场合，可选的电流档位有限，无法满足高精度的特定电流阈值的保护功能。例如，1200V～1500V的保险丝，电流的相邻档位非常稀疏，跨度比较大，存在实际电路无法匹配合适额定电流值的保险丝的场景，而且高压保险丝的成本很高。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高压过流保护电路及过流保护方法，采用高压功率器件和低压保险丝的组合，耐压由功率器件来决定，保险丝可以采用低压保险丝，可实现与当前电路匹配度更高的电流保护。
[0006]本申请的一方面提供一种高压过流保护电路，连接于高压输入端和负载之间，包括：功率器件，所述功率器件的第一端与所述高压输入端连接；保险丝，所述保险丝的第一端连接所述负载，所述保险丝的第二端与所述功率器件的第二端连接；以及控制电路，所述保险丝导通时，控制所述功率器件工作在饱和导通状态，所述保险丝熔断时，控制所述功率器件关断。
[0007]本申请的另一方面提供一种高压过流保护方法，将功率器件与保险丝串联连接于所述高压出入端和所述负载之间，其中，所述功率器件的第一端与所述高压输入端连接，所述功率器件的第二端与所述保险丝的第二端连接，所述保险丝的第一端连接所述负载；所述保险丝导通时，控制所述功率器件工作在饱和导通状态；所述保险丝熔断时，控制所述功率器件关断。
附图说明
[0008]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，在附图中：
[0009]图1示出了一实施例中高压供电线路的结构示意图；
[0010]图2示出了本申请第一实施例的高压供电线路的结构示意图；
[0011]图3示出了本申请第二实施例高压供电线路的结构示意图。
具体实施方式
[0012]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，可能未示出某些公知的部分。
[0013]本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
[0014]图1示出了一实施例中高压供电线路的结构示意图，如图1所示，高压供电线路10包括负载110，负载110的一端经由保险丝120连接至高压输入端130，另一端接地。
[0015]当负载110发生异常，保险丝120熔断时，保险丝120的两端承受高压输入端130的高压，所以需要选择耐高压的高压保险丝120。高压的保险丝较低压保险丝来说，可选型号很少，且在大于600V的场合，可选的电流档位有限，无法满足高精度的特定电流阈值的保护功能，例如1200V～1500V的保险丝，电流的相邻档位非常稀疏，跨度比较大，存在实际电路无法匹配合适额定电流值的保险丝的场景，而且高压的保险丝的成本很高。
[0016]图2示出了本申请第一实施例的高压供电线路的结构示意图，如图2所示，高压供电线路20包括负载210、保护电路220以及高压输入端230。负载210的一端经由保护电路220连接至高压输入端230，另一端接地。
[0017]保护电路220包括功率器件221、保险丝222以及控制电路223。本实施例中，功率器件221例如为N沟道高压MOS器件，功率器件221的漏端与高压输入端230连接，功率器件221的源端与保险丝222的第二端B连接，保险丝222的第一端A连接负载210。
[0018]在保险丝222导通时，控制电路223控制功率器件221工作在饱和导通状态，保险丝熔断时，控制电路223控制功率器件221关断，功率器件221的源漏两端承受高压输入端230提供的高压。本实施例中，控制电路223包括控制芯片2231以及采样电路2232，采样电路2232分别对保险丝222的第一端A和第二端B连接，以对保险丝222的第一端A和第二端B的电压波形进行采样，获得保险丝222两端的电压差，并且将获取的保险丝222的第一端和第二端之间的电压差与预设电压值比较。于一实施例中，采样电路2232例如为差分采样电路。控制芯片2231分别与采样电路2232和功率器件221的控制端连接。控制芯片2231接收采样电路2232传输的比较结果，并且根据比较结果控制功率器件221的状态。
[0019]保险丝222导通时，保险丝222相当于导线，保险丝222两端的电压差几乎为零。当保险丝222两端的电压差小于预设电压值时，则认定保险丝导通，控制芯片2231控制功率器件221工作在饱和导通状态。当保险丝222熔断时，保险丝222两端的电压差逐渐增大，当保险丝222两端的电压差增大至超过预设电压值时，则认定保险丝222熔断，控制芯片2231控制功率器件221关断。
[0020]本申请中，保险丝222实现过流熔断，高压输入端提供的高压大部分由关断的功率器件221来承受，保险丝222可以采用低压保险丝也有足够的电压安全裕量。相对于高压保险丝，在低压保险丝领域，电流额定值可选项非常丰富，相邻两档的电流间隔可能只有几十mA,能满足特定功率应用的更高精度的保护，而且其价格相对高压保险丝来说也非常便宜。
[0021]本申请采用高压功率器件和低压保险丝的组合，耐压由功率器件来决定，电流由低压保险丝决定，设计的灵活度大大提高，可实现与当前电路匹配度更高的电流保护，也比单纯的高压保险丝便宜，维护成本(只用更换低压保险丝)也更低。
[0022]本实施例中，功率器件221例如为N沟道高压MOS器件，功率器件221的第一端为MOS
器件的漏端，功率器件221的第二端为MOS器件的源端。在其他实施例中，功率器件221还可以为N沟道IGBT器件，功率器件221的第一端为IGBT器件的集电极，功率器件221的第二端为MOS器件的发射极。
[0023]图3示出了本申请第二实施例高压供电线路的结构示意图，如图3所示，高压供电线路30包括负载310、保护电路320以及高压输入端330。负载310的一端经由保护电路320连接至高压输入端330，另一端接地。
[0024]保护电路320包括功率器件321、保险丝322以及控制电路323。本实施例中，功率器件321例如为N沟道高压MOS器件，功率器件321的漏端与高压输入端330连接，功率器件321的源端与保险丝322的第二端B连接，保险丝322的第一端A连接负载310。
[0025]在保险丝322导通时，控制电路32本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压过流保护电路，连接于高压输入端和负载之间，包括：功率器件，所述功率器件的第一端与所述高压输入端连接；保险丝，所述保险丝的第一端连接所述负载，所述保险丝的第二端与所述功率器件的第二端连接；以及控制电路，所述保险丝导通时，控制所述功率器件工作在饱和导通状态，所述保险丝熔断时，控制所述功率器件关断。2.根据权利要求1所述的高压过流保护电路，其中，所述控制电路包括恒压源，所述恒压源的正极与所述功率器件的控制端连接，所述恒压源的负极与所述保险丝的第一端连接，所述恒压源在所述功率器件的控制端和所述保险丝的第一端之间建立恒定电压。3.根据权利要求2所述的高压过流保护电路，其中，所述保险丝导通时，所述恒定电压等于所述功率器件的驱动电压。4.根据权利要求2所述的高压过流保护电路，其中，所述保险丝熔断时，所述保险丝两端的电压差逐渐增大，所述功率器件的控制端和所述功率器件的第二端之间的电压逐渐降低，所述功率器件的所述功率器件的控制端和所述功率器件的第二端之间的电压降低至小于所述功率器件的开启电压时，所述功率器件关断。5.根据权利要求4所述的高压过流保护电路，其中，所述功率器件关断时，所述保险丝两端的电压为所述恒定电压与所述功率器件的开启电压的差。6.根据权利要求1所述的高压过流保护电路，其中，所述控制电路包括：采样电路，所述采样电路用于获取所述保险丝的第一端和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵晨，
申请(专利权)人：杭州芯迈半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：