一种单线圈驱动电路的限流保护结构的制作方法

本发明涉及一种限流保护结构，尤其涉及一种单线圈驱动电路的限流保护结构。

背景技术：

单线圈驱动电路一般采用h桥形式作为输出结构，由于h桥本身具有上下管同时导通的风险，且在大电流驱动能力的要求下，对h桥驱动结构的限流则显得不可或缺。针对h桥输出结构的限流一般有两种方式，一种是通过串联采样电阻实现电流与电压的转换，并进一步控制h桥的导通状态；另一种是对h桥器件进行电流采样，根据一定比例采样的电流对h桥的导通状态进一步控制。

如图1所示，在h桥驱动结构中，m1管和m2管为上管，m1管和m2管可为pmos管，也可为nmos管，m3管和m4管为下管，m3管和m4管通常为nmos管。rl为负载，在单线圈风扇驱动应用中，一般为线圈。其工作原理为m1管和m4管同时导通，电流由左到右经过负载rl，m1管和m4管关闭后，m2管和m3管导通，电流由右到左经过负载rl。在流过负载rl电流方向发生改变时，m1管和m3管、或m2管和m4管有瞬间同时导通的可能性发生，即大电流的出现。另外由于在工人实际焊接过程中的不慎操作，导致h桥的输出端与电源或地短路，上电后仍会出现大电流现象。还有在电源快速上电的瞬间同样会出现较大的电流。过大的电流流过芯片内部会对芯片带来不可恢复的损害，甚至直接烧毁。

这时就需要对h桥驱动结构施加限流结构进行保护。如图2所示，一般在vdd到gnd的电流通路中增加电阻rs，通过对电阻rs上的压降与设计好的阈值电压vref进行比较，并进一步通过比较器comp产生一个控制信号vout，使其控制h桥中4个驱动管m5管、m6管、m7管和m8管的导通状态，或者将其直接关闭，或者限制其导通能力，从而达到抑制大电流的目的。这种方案实现较为简单，电阻rs甚至可以用金属连线代替，但是其中最大的问题在于，无论电阻rs有多大，都会影响饱和压降，从而降低h桥的最大驱动能力。

还有一种常见的限流方案如图3所示，即对4个驱动管m9管、m10管、m11管和m12管之一进行电流采样，本例以对m12管进行采样为例。其中m13管为与m12管同类型器件，甚至可以是驱动管m12管的一部分，用m13管对m12管按照一定比例进行电流采样，并用采样电流进行比较处理，从而进一步控制4个驱动管的导通状态，或者将其直接关闭，或者限制其导通能力，从而达到抑制大电流的目的，尽管这种限流方案不会影响饱和压降，但是无法做到准确电流采样，功率管电流分布不均匀，会有较大的误差，导致不能起到应有的保护作用。

针对以上技术的不足，现亟需找到一种新的技术方案解决以上难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，现提供一种单线圈驱动电路的限流保护结构，可有效抑制大电流，并实现限流保护，不但不会影响饱和压降，而且也不会由于电流采样的误差导致误动作。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明一种单线圈驱动电路的限流保护结构，其特点在于，所述单线圈驱动电路的限流保护结构包括放大器、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、采样电阻和负载电阻，所述放大器的输出端连接所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的漏极和所述第三mos管的漏极同时连接直流电源，所述第一mos管的源极连接所述采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端、所述第四mos管的源极、所述第五mos管的源极和所述第六mos管的漏极同时接地，所述第二mos管的源极同时连接所述第四mos管的漏极和所述负载电阻的一端，所述负载电阻的另一端同时连接所述第三mos管的源极和所述第五mos管的漏极，所述第五mos管的栅极连接所述第六mos管的漏极。

本发明的积极进步效果在于：

本发明有效抑制大电流，有效地实现了限流保护，不但不会由于采样电阻的增加而增加饱和压降，也不会由于采样电流的误差导致保护电路误动作，而且通过采样电阻可以保证较为准确采样电流，还可以有效调节进入限流保护的阈值。

附图说明

图1为现有技术的单线圈驱动电路的结构图。

图2为现有技术对图1的单线圈驱动电路的限流保护的第一种电路结构图。

图3为现有技术对图1的单线圈驱动电路的限流保护的第二种电路结构图。

图4为本发明的较优实施例的电子电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

请参见图4，本发明一种单线圈驱动电路的限流保护结构，单线圈驱动电路的限流保护结构包括放大器amp、第一mos管m18、第二mos管m14、第三mos管m15、第四mos管m16、第五mos管m17、第六mos管m19、采样电阻rs和负载电阻rl，放大器amp的输出端vout连接第一mos管m18的栅极，第一mos管m18的漏极和第三mos管m15的漏极同时连接直流电源vdd，第一mos管m18的源极连接采样电阻rs的一端，采样电阻rl的另一端、第四mos管m16的源极、第五mos管m17的源极和第六mos管m16的漏极同时接地，第二mos管m14的源极同时连接第四mos管m16的漏极和负载电阻rl的一端，负载电阻rl的另一端同时连接第三mos管m15的源极和第五mos管m17的漏极，第五mos管m17的栅极连接第六mos管m19的漏极。

第二mos管m14和第五mos管m17导通，电流由第二mos管m14经过负载电阻rl再流经第五mos管m17，以此为例。第二mos管m14和第五mos管m17导通时具有一定内阻，导致放大器amp的outa端和outb端的高低电平会相比直流电源vdd和接地端gnd会有一定损耗，然后将输出outa端反馈给放大器amp的一个输入端，放大器amp的另一个输入端相位是与outa端相同，幅度为直流电源vdd到接地gnd的方波信号，即vref方波信号。通过放大器amp将其差模放大处理后，进一步控制第一mos管m18的导通能力，从而经过采样电阻rs后，由电流转化成电压信号vfb，再通过电压信号vfb控制第五mos管m17的栅极，从而达到对第五mos管m17的导通能力的控制，进而对整个h桥电流进行限制。

由于负载电流越大，输出的饱和压降就越大，经过差模放大器amp放大后的vout的幅值也就越大，进一步的第一mos管m18的导通能力也就越强，作用在采样电阻rs上的电流也越大，从而电压信号vfb幅值也会越高，对第五mos管m17的限制也就越大。反馈电压信号vfb同样可以对第二mos管m14进行控制，效果一样。本方案相比图2，图3中的方法，既不会由于采样电阻的增加而增加饱和压降，又不会由于采样电流的误差导致保护电路误动作。通过对采样电阻rs、第一mos管m18和第六mos管m19的宽长比调节，均可以调节进入限流保护的阈值。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。