[发明专利]一种用于功率器件的过温保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于功率器件的过温保护电路，尤其适用于功率集成领域。

背景技术

功率器件是目前应用最广，使用效率最高的电力电子器件之一。而功率器件在工作时可能会产生大量热量，如果散热不力、过温保护电路不可靠，很容易造成器件的热击穿，导致器件永久损坏。

目前常采用的过温保护方案，通常是利用双极型晶体管BE结比如申请号2009102367211公开的“一种过温保护电路”、热敏二极管比如申请号200720036138.2公开的“MOS型过温保护电路”或者热敏电阻来做热感应源，这些热敏源的输出信号与温度呈非线性关系，不便于精确计算过温保护点。

现有的功率器件的过温保护电路输出控制级通常是由晶体管和一小电阻构成，小电阻的一端接输入驱动信号，另一端与晶体管的高电位极(如NMOS的漏极，NPN的集电极)相连，并接至功率器件栅极，晶体管的点电位极接地电位，图1给出了一种示例。当未过温保护时时，晶体管截止，输入驱动通过串联在功率器件栅极的小电阻控制功率器件的开关。过温保护时，晶体管导通，其导通电阻与小电阻分压，要想关断被保护功率器件，就要求晶体管的导通电阻很小，使功率器件栅极电压值低于其导通阈值，这样会导致晶体管的面积很大，增加制造成本，不便于在集成电路中应用。而且，由于在过温保护后形成了从输入依次经过栅极串联电阻、导通晶体管的回路，该回路上产生了大电流，使得在该状态下电路的功耗很大，并且由于功率器件栅极电压不能有效拉至地电位，导致其非可靠关断。

发明内容

为了解决传统过温保护方案在过温保护后功率器件不能可靠关断的缺陷，本发明提出了一种用于功率器件的过温保护电路。

本发明的技术方案为：一种用于功率器件的过温保护电路，包括：温度检测模块、关断控制模块、迟滞温度设置模块和取电模块，其中，

所述的取电模块包括输出端、第一输入端和第二输入端，所述的第一输入端与外部的驱动信号相连，所述的第二输入端与功率器件的高电位导通极相连，所述温度检测模块的输出端与关断控制模块的第一输入端相连，所述温度检测模块用于检测功率器件的温度并产生一个与所述温度相关的电流，并将所述电流输入到关断控制模块的第一输入端；所述关断控制模块的第二输入端与外部的驱动信号相连，所述关断控制模块的第一输出端作为所述过温保护电路的输出端，所述关断控制模块的第二输出端与迟滞温度设置模块的输入端相连，所述迟滞温度设置模块的输出端与温度检测模块的输入端相连。

所述取电模块的输出端为温度检测模块、关断控制模块和迟滞温度设置模块提供电源；

所述关断控制模块将接收到的温度检测模块输入的电流和预设值的阈值进行判断，若大于该阈值，则关断控制模块的第一输出端输出一个低电平关断所述功率器件并启动迟滞温度设置模块；否则，输出外部的驱动信号。

进一步的，所述温度检测模块包括：第一PTAT电流源和第一电阻单元，所述第一PTAT电流源用于产生一个与功率器件的温度成正比的电流，第一PTAT电流源的输出端与第一电阻单元的一个端子相连，并作为所述温度检测模块的输入端和输出端；第一电阻单元的另一个端子连接至地电位。

进一步的，所述关断控制模块包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一非门和第二电阻单元，其中，第二晶体管的控制极作为所述关断控制模块的第一输入端，第二晶体管的高电位导通极与第二电阻单元的一个端子相连，同时还与第一非门的输入端相连，第二晶体管的低电位导通极连接至地电位，第二电阻单元的另一端与取电模块输出端相连，第一非门输出分别与第一晶体管和第三晶体管的控制极相连，第一晶体管是P型晶体管，第三晶体管是N型晶体管，第一晶体管的低电位导通极和第三晶体管的高电位导通极相连，并作为关断控制模块的第一输出端，第一晶体管的高电位导通极作为关断控制模块的第二输入端，第一晶体管的控制极作为关断控制模块的第二输出端，第三晶体管的低电位导通极接至地电位。