一种新型过流保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电路保护【技术领域】，尤其是一种新型过流保护电路。它包括由第十四功率开关管、第十三场效应管、第一电阻和、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻构成的采样电路，由第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第一三极管和第二三极管构成的比较器主体电路，通过对采样电路的温度补偿，进一步减小了因温度变化引起的过流点改变，提高了过流点精度，有效减小了温度对过流点的影响。本实用新型结构简单、可靠性高及功耗低，具有很强的实用性。
【专利说明】一种新型过流保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路保护【技术领域】，尤其是一种新型过流保护电路。
【背景技术】
[0002]近年来，随着电子技术的飞速发展和集成电路的大量应用，对电路及系统的可靠性和稳定性提出了更高的要求，且需电路系统能快速准确地检测出关键运行参数。而集成电路中的大功率器件如MOSFET，IGBT等承受短时过载的能力较差，容易因为过压或过流而使管内积聚过多的能量，从而导致管子损坏。
[0003]传统过流保护电路中，电流采样方法是通过与电感或功率器件相串联的外置采样电阻，将电流转化为电压进行采样，再与内部的参考电压进行比较，通过控制电路控制开关功率管的导通或关断。但是采用这种方法时，流经功率管的电流流过采样电阻，增大了功率损耗；在要求低功耗的场合，其应用受到了很大的限制。
[0004]针对传统过流保护电路存在的功耗较大、过流点温漂较大的问题，因此，有必要对现有的过流保护电路提出改进方案，以提高电路的实用性。
实用新型内容
[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、功耗低、过流点温漂小的新型过流保护电路。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种新型过流保护电路，它包括第十四功率开关管、第十三场效应管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第一三极管和第二三极管；
[0008]所述第十四功率开关管的漏极连接至第十三场效应管的漏极，所述第十三场效应管的栅极连接有第一电容，所述第十三场效应管的源极依次连接有第一电阻和第二电阻，所述第十三场效应管的源极依次串联有第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一场效应管的栅极连接至第二场效应管的栅极，所述第二场效应管的漏极连接至第三场效应管的漏极；
[0009]所述第三场效应管的栅极连接至第四场效应管的栅极，所述第四场效应管的漏极连接至第五场效应管的漏极，所述第五场效应管的栅极连接至第六场效应管的栅极，所述第六场效应管的漏极连接至第一三极管的集电极，所述第一三极管的基极连接至第四电阻和第五电阻之间，所述第一三极管的发射极连接至第七场效应管的漏极，所述第七场效应管的源极连接至第八场效应管的漏极，所述第九场效应管的栅极连接至第三场效应管的漏极，所述第九场效应管的漏极连接至第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极分别连接有第七电阻和第二电容，所述第二三极管的基极连接至第十一场效应管的漏极，所述第十一场效应管的源极连接至第十场效应管的漏极，所述第十一场效应管的栅极连接至第十二场效应管的栅极。
[0010]由于采用了上述方案，本实用新型采用由第十四功率开关管、第十三场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻构成的采样电路，由第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第一三极管和第二三极管构成的比较器主体电路，通过对采样电路的温度补偿，进一步减小了因温度变化弓I起的过流点改变，提高了过流点精度，可靠性高功耗低，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例的电路连接结构图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0013]如图1所示，本实施例的一种新型过流保护电路，它包括第十四功率开关管M0SFET、第十三场效应管JFET、第一场效应管Ml、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7、第八场效应管M8、第九场效应管M9、第十场效应管M10、第^^一场效应管Ml1、第十二场效应管M12、第一三极管Ql和第二三极管Q2 ；
[0014]第十四功率开关管MOSFET的漏极连接至第十三场效应管JFET的漏极并接收采样电流II，第十四功率开关管MOSFET的栅极接收RIVER信号且其源极接地；第十三场效应管JFET的源极依次连接有第一电阻Rl和第二电阻R2，第十三场效应管JFET的栅极连接有第一电容Cl并连接至第一电阻Rl和第二电阻R2之间，第十三场效应管JFET的源极依次串联有第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6 ;第一场效应管Ml的栅极连接至第二场效应管M2的栅极，第一场效应管Ml的栅极与其漏极短接；第二场效应管M2的漏极连接至第三场效应管M3的漏极；
[0015]第三场效应管M3的栅极连接至第四场效应管M4的栅极，第三场效应管M3的栅极与其漏极短接；第四场效应管M4的漏极连接至第五场效应管M5的漏极，第五场效应管M5的栅极连接至第六场效应管M6的栅极；第六场效应管M6的漏极连接至第一三极管Ql的集电极，第六场效应管M6的栅极与其漏极短接；第一三极管Ql的基极连接至第四电阻R4和第五电阻R5之间，第一三极管Ql的发射极连接至第七场效应管M7的漏极；第七场效应管M7的源极连接至第八场效应管M8的漏极，第七场效应管M7的栅极连接至第十四功率开关管MOSFET的栅极；第八场效应管M8的栅极连接至第九场效应管M9的栅极，第九场效应管M9的栅极连接至第三场效应管M3的漏极，第九场效应管M9的漏极连接至第二三极管Q2的发射极；第二三极管Q2的基极连接至第十一场效应管Mll的漏极，第十一场效应管Mll的源极连接至第十场效应管MlO的漏极；第十场效应管MlO的栅极通过一反相器连接至第十四功率开关管MOSFET的栅极，第十一场效应管Mll的栅极连接至第十二场效应管M12的栅极，第十二场效应管M12的栅极与其漏极短接，第二三极管Q2的基极分别连接有第七电阻R7和第二电容C2。
[0016]其中第十四功率开关管M0SFET、第十三场效应管JFET、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6构成的采样电路；第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7、第八场效应管M8、第九场效应管M9、第一三极管Ql和第二三极管Q2构成的比较器主体电路。
[0017]本实施例的电路中，在第十四功率开关管MOSFET的栅极为高电平的时候，第七场效应管M7和第十场效应管MlO导通；第十四功率开关管MOSFET为低电平时，第七场效应管M7和第十场效应管MlO关断，减小了过流保护模块的功率损耗。第十四功率开关管MOSFET导通时，其漏极的电压反映了漏源电流的大小。
[0018]采样电路中，为减小功耗，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6的数量级均设置为10kQ。电路工作时，第十四功率开关管MOSFET导通时，第十四功率开关管MOSFET和第十三场效应管JFET的漏极的电压比较低，第一电阻Rl与第二电阻R2分压网络，确保第十三场效应管JFET在第十四功率开关管MOSFET导通时始终工作在深度线性区，使第十三场效应管JFET的漏极与源极之间压降约为零，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6承受的压降很低，流过电阻的电流很小。而当第十四功率开关管MOSFET关断时，第十四功率开关管MOSFET和第十三场效应管JFET的漏极的电压升高，第十三场效应管JFET进入线性区，第十三场效应管JFET的漏极与源极之间的压降增大，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6承受的压降仍然很低，流过电阻的电流也很小。其中，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6组成的电阻分压网络的输出直接接入比较器主体电路，作为比较器的一个输入。
[0019]比较器主体电路中，电流源12通过第一场效应管Ml、第二场效应管M2和第三场效应管M3镜像到第四场效应管M4，为比较器的输出级提供偏置；同时镜像到第八场效应管M8和第九场效应管M9，为差分对提供偏置。电流源13通过第十二场效应管M12镜像到第十一场效应管MlI，流经第七电阻R7产生一个比较器的比较电平VREF。第二电容C2起滤波作用，滤除比较电平VREF上可能存在的高频信号。当VQlB电压与比较电平VREF相等时，比较器输出电压VOUT翻转，输出电压输入到驱动模块，控制第十四功率开关管MOSFET关断，以避免第十四功率开关管MOSFET损坏。
[0020]导通电阻RDS具有正的温度系数。为了减小因温度系数导致第十四功率开关管MOSFET的过流保护点的改变，第七电阻R7也应具有正的温度系数。但由于导通电阻RDS的温度系数与第七电阻R7的温度系数并不能完全相同，所以在采样电路中由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6组成的电阻分压网络引入了温度补偿。第三电阻R3和第五电阻R5采用正温度系数的电阻，第四电阻R4和第六电阻R6采用负温度系数的电阻，调节第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6的值，即可使VQlB和VREF具有相同的正温度系数，并保证在过流保护点处VQlB = VREF成立。
[0021]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种新型过流保护电路，其特征在于:它包括第十四功率开关管、第十三场效应管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第一三极管和第二三极管； 所述第十四功率开关管的漏极连接至第十三场效应管的漏极，所述第十三场效应管的栅极连接有第一电容，所述第十三场效应管的源极依次连接有第一电阻和第二电阻，所述第十三场效应管的源极依次串联有第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一场效应管的栅极连接至第二场效应管的栅极，所述第二场效应管的漏极连接至第三场效应管的漏极； 所述第三场效应管的栅极连接至第四场效应管的栅极，所述第四场效应管的漏极连接至第五场效应管的漏极，所述第五场效应管的栅极连接至第六场效应管的栅极，所述第六场效应管的漏极连接至第一三极管的集电极，所述第一三极管的基极连接至第四电阻和第五电阻之间，所述第一三极管的发射极连接至第七场效应管的漏极，所述第七场效应管的源极连接至第八场效应管的漏极，所述第九场效应管的栅极连接至第三场效应管的漏极，所述第九场效应管的漏极连接至第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极分别连接有第七电阻和第二电容，所述第二三极管的基极连接至第十一场效应管的漏极，所述第十一场效应管的源极连接至第十场效应管的漏极，所述第十一场效应管的栅极连接至第十二场效应管的栅极。
【文档编号】H02H7/20GK204190367SQ201420581069
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】董春雷 申请人:兰州华电自动化设备有限公司