一种限流保护电路的制作方法

本发明涉及过流保护，特别涉及一种限流保护电路。

背景技术：

1、随着功率半导体工艺和技术的快速发展，使得功率驱动i c不断向着大功率，大电流，高频率，易驱动和小体积等方向发展，在功率驱动i c领域，输出电流的大小反映芯片的带负载能力，由于存在输出端短路、过流时功耗过大，发热严重等负载异常状况容易损坏芯片以及负载，因此限流或者短路保护，是功率驱动i c或者驱动电路中必须具备的基本功能。

2、现有的限流保护电路，通常分为降流型、恒流型，恒功率型三种，恒流型因为解除过流状态时，响应速度快应用较多。限流保护电路通常需要特定的电流检测电路，存在电流检测精度不高的问题，而直接采用串联电阻的方式检测电流，只需要检测串联电阻的电压降，就可以得到电流值，但是会增加系统的功耗和发热。

技术实现思路

1、本发明提供一种限流保护电路，旨在给出一种低功耗高精度的限流保护电路。

2、本发明提出一种限流保护电路，包括：

3、采样电路，包括采样电阻，用于采集流经需要保护的目标晶体管的电流，得到采样电压；

4、运算放大电路，用于对所述采样电压与参考电压的差值进行放大，得到放大后的差值电压；

5、限流调控电路，包括串联的n型晶体管和p型晶体管，所述n型晶体管的基极接入所述差值电压，所述n型晶体管的集电极连接所述p型晶体管的基极，集电极上拉至直流电源，所述p型晶体管的发射极通过分压电阻连接至所述直流电源，所述n型晶体管的发射极和p型晶体的集电极连接至地，所述p型晶体管的发射极连接至所述目标晶体管的控制端，所述n型晶体管工作在放大状态，所述p型晶体管工作在导通过渡状态，其导通程度跟随所述n型晶体管的集电极电压的变化而变化，所述p型晶体管发射极的输出电压跟随其导通程度的变化产生不同的分压。

6、在其中一个实施例中，所述n型晶体管通过恒流源上拉至所述直流电源。

7、在其中一个实施例中，所述n型晶体管为npn三极管，所述p型晶体管为pnp三极管。

8、在其中一个实施例中，还包括，开关控制电路，所述开关控制电路包括反相器、n型晶体管和p型晶体管，所述限流保护电路的控制信号经所述反相器反向后分别连接至n型晶体管和p型晶体管的控制端，所述n型晶体管的输出端连接在所述目标晶体管的控制端和地之间，所述p型晶体管连接在所述限流调控电路的分压电阻和直流电源之间，用于开启或关断所述限流保护电路。

9、在其中一个实施例中，还包括快速开启电路，所述快速开启电路包括延时电路和开关电路；

10、延时电路，接入所述限流保护电路的控制信号并产生瞬时脉冲；

11、开关电路，控制端接入所述瞬时脉冲，输出端连接所述开关管的控制端，在所述瞬时脉冲的作用下开启和关闭，进而控制所述目标晶体管快速开启。

12、在其中一个实施例中，所述延时电路包括充电电容、反相器和与非门，所述限流保护电路的控制信号分别连接所述与非门的一输入端，以及经过反相器反向后连接所述与非门的另一输入端，充电电容的一端连接反相器的输出端，另一端接地。

13、在其中一个实施例中，所述开关电路包括p型晶体管和电阻，所述p型晶体管的控制端连接所述与非门的输出端，所述p型晶体管的一端连接所述直流电源，另一端连接所述电阻，所述电阻的另一端连接所述目标晶体管的控制端。

14、在其中一个实施例中，还包括钳位电路，所述钳位电路包括串联的二极管和若干稳压二极管，所述二极管和所述稳压管反向连接，所述钳位电路连接在目标晶体管的控制端和一输出端之间，该输出端连接负载，所述钳位电路的反向击穿电压小于所述目标晶体管的损坏电压。

15、在其中一个实施例中，还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括分压电阻r1、分压电阻r2和npn三极管，所述压电阻r1的一端连接所述直流电源，另一端分别连接所述分压电阻r2和所述npn三极管的基极，所述分压电阻r2的另一端连接所述采样电路，所述npn三极管的发射极接地，集电极连接所述目标晶体管的控制端。

16、在其中一个实施例中，所述运算放大电路包括一对nmos管、一对pmos管和恒流源，其中，一个nmos管串联一个pmos管形成两条串联支路后并联，所述nmos管并联的一端接地，所述pmos管并联的一端连接所述恒流源，恒流源的另一端连接所述直流电源，一串联支路的pmos管的栅极接入所述采样电压，一串联支路的pmos管的栅极接入参考电压，且该串联支路上nmos管与pmos连接的一端连接至所述限流调控电路的n型晶体管的控制端。

17、本发明一种限流保护电路，包括采样电阻采集目标晶体管的电流，得到采样电压，运算放大电路对采样电压与参考电压的差值进行放大，得到放大后的差值电压，限流调控电路，包括串联的n型晶体管和p型晶体管，n型晶体管的基极接入差值电压，p型晶体管的发射极通过分压电阻连接至直流电源，p型晶体管的发射极连接至目标晶体管的控制端，n型晶体管工作在放大状态，p型晶体管工作在导通过渡状态，其导通程度跟随n型晶体管的集电极电压的变化而变化；该电路利用晶体管工作在导通过渡状态时，晶体管的电阻随导通程度变化的特征实现动态分压，由该分压控制目标晶体管的输入电流，实现限流保护，该限流保护电路的采样电阻的阻值可以做到很小。

技术特征：

1.一种限流保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，所述n型晶体管通过恒流源上拉至所述直流电源。

3.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，所述n型晶体管为npn三极管，所述p型晶体管为pnp三极管。

4.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，还包括，开关控制电路，所述开关控制电路包括反相器、n型晶体管和p型晶体管，所述限流保护电路的控制信号经所述反相器反向后分别连接至n型晶体管和p型晶体管的控制端，所述n型晶体管的输出端连接在所述目标晶体管的控制端和地之间，所述p型晶体管连接在所述限流调控电路的分压电阻和直流电源之间，用于开启或关断所述限流保护电路。

5.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，还包括快速开启电路，所述快速开启电路包括延时电路和开关电路；

6.根据权利要求5所述的限流保护电路，其特征在于，所述延时电路包括充电电容、反相器和与非门，所述限流保护电路的控制信号分别连接所述与非门的一输入端，以及经过反相器反向后连接所述与非门的另一输入端，充电电容的一端连接反相器的输出端，另一端接地。

7.根据权利要求6所述的限流保护电路，其特征在于，所述开关电路包括p型晶体管和电阻，所述p型晶体管的控制端连接所述与非门的输出端，所述p型晶体管的一端连接所述直流电源，另一端连接所述电阻，所述电阻的另一端连接所述目标晶体管的控制端。

8.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，还包括钳位电路，所述钳位电路包括串联的二极管和若干稳压二极管，所述二极管和所述稳压管反向连接，所述钳位电路连接在目标晶体管的控制端和一输出端之间，该输出端连接负载，所述钳位电路的反向击穿电压小于所述目标晶体管的损坏电压。

9.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括分压电阻r1、分压电阻r2和npn三极管，所述压电阻r1的一端连接所述直流电源，另一端分别连接所述分压电阻r2和所述npn三极管的基极，所述分压电阻r2的另一端连接所述采样电路，所述npn三极管的发射极接地，集电极连接所述目标晶体管的控制端。

10.根据权利要求1所述的限流保护电路，其特征在于，所述运算放大电路包括一对nmos管、一对pmos管和恒流源，其中，一个nmos管串联一个pmos管形成两条串联支路后并联，所述nmos管并联的一端接地，所述pmos管并联的一端连接所述恒流源，恒流源的另一端连接所述直流电源，一串联支路的pmos管的栅极接入所述采样电压，一串联支路的pmos管的栅极接入参考电压，且该串联支路上nmos管与pmos连接的一端连接至所述限流调控电路的n型晶体管的控制端。

技术总结
本发明提供一种限流保护电路，包括采样电阻采集目标晶体管的电流，得到采样电压，运算放大电路对采样电压与参考电压的差值进行放大，得到放大后的差值电压，限流调控电路，包括串联的N型晶体管和P型晶体管，N型晶体管的基极接入差值电压，P型晶体管的发射极通过分压电阻连接至直流电源，P型晶体管的发射极连接至目标晶体管的控制端，N型晶体管工作在放大状态，P型晶体管工作在导通过渡状态，其导通程度跟随N型晶体管的集电极电压的变化而变化；该电路利用晶体管工作在导通过渡状态时，晶体管的电阻随导通程度变化的特征实现动态分压，由该分压控制目标晶体管的输入电流，实现限流保护，该限流保护电路的采样电阻的阻值可以做到毫欧级。

技术研发人员：陈晓明,唐旗,刘煜峰,吴二零,肖乐遥,高诗雨,吴思凯,滕远道,邓畅景
受保护的技术使用者：深圳市曙芯微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16