[发明专利]转换速率可控的半导体电源保护装置

说明书

本发明公开了转换速率可控的半导体电源保护装置，包括电源、PMOS管负载开关、使能开关、速率转换控制器、微控制器，所述电源与PMOS管负载开关的源极连接，PMOS管负载开关的漏极与负载连接，PMOS管负载开关的栅极与速率转换控制器连接，所述使能开关与速率转换控制器连接，所述微控制器与速率转换控制器连接；所述PMOS管负载开关用于控制浪涌电流；所述速率转换控制器用于控制PMOS管负载开关，所述使能开关用于控制速率转换控制器的工作状态，所述微控制器用于调节速率转换控制器的速率转换的快慢。本发明使用多种形式的速率转换控制器及其外围电路实现速率可调的电源保护开关，同时也使用PMOS管负载开关避免负载设备受到浪涌电流的损害。

技术领域

本发明涉及电源保护开关，具体涉及转换速率可控的半导体电源保护装置。

背景技术

在过去十年移动设备得到迅速的增长和普及，从便携式数字化助理(PDA)，到移动电话、电子阅读器、再到便携式平板电脑，用户希望携带个人的通信和计算设备的需求持续的在增长。这些装置设备都需要电池来操作和运行系统。由于市场对复杂的装置持续的需求，电池系统需要提供更多的能量来支持这些更高水准且复杂的应用需求。有限的化学电池要提供更高的供电电流，然而大电流是很难控制的。

对于具有更高容量的电池和负载，如何控制从电池至负载的浪涌电流是一个重要的问题。如果过快地打开保护开关，可以短时间内产生安培级的大电流，致使在开关的负载端形成电压过冲，并在保护开关的电源输入端或源极端产生电压降。过量的过电压会损坏与保护开关相连接的敏感电路，并且在输入端过大的电压降会对电压源造成不可预测的、甚至毁坏性的影响。现有的半导体保护开关技术在开启保护开关时，对浪涌电流有一定的控制能力；然而，这些设备通常只具有固定的转换速率来控制保护开关，并需要其它相关的器件来产生不同的转换速率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中只具有固定的转换速率来控制保护开关，目的在于提供转换速率可控的半导体电源保护装置，实现电源保护开关的转换速率的可控功能。

本发明通过下述技术方案实现：

转换速率可控的半导体电源保护装置，包括电源、PMOS管负载开关、使能开关、速率转换控制器、微控制器，所述电源与PMOS管负载开关的源极连接，PMOS管负载开关的漏极与负载连接，PMOS管负载开关的栅极与速率转换控制器连接，所述使能开关与速率转换控制器连接，所述微控制器与速率转换控制器连接；所述PMOS管负载开关用于控制浪涌电流；所述速率转换控制器用于控制PMOS管负载开关，所述使能开关用于控制速率转换控制器的工作状态，所述微控制器用于调节速率转换控制器的速率转换的快慢。PMOS管负载开关连接了电源的输入电压以及输出负载，使用PMOS管负载开关的目的是为了保护输出端的负载设备，使其免受潜在的过高电压的损坏。当连接负载电容C和电源时有可能会产生浪涌电流，使输出端负载承受过高电压。转换速率控制器可采用多种形式，以产生综合效果。

进一步地，速率转换控制器包括振荡器、门驱动器、参考电流发生器，所述振荡器与参考电流发生器连接，所述振荡器与门驱动器连接，所述参考电流发生器与门驱动器连接；所述使能开关连接在振荡器与参考电流发生器连接的线路上，所述微控制器连接在门驱动器上，所述PMOS管负载开关的栅极与门驱动器连接。振荡器的频率不固定，该振荡器的频率取决于所施加的电压，其中，每施加一个特定的电压，就会产生一个相应的频率，开始时期，将振荡器设置在最低的电压水平上，则频率相应的可以很慢，如上升时间可为30毫秒。如果需要更短的上升时间，调高控制电压，相应的电压控制振荡器的频率越高，从而降低了保护开关的开启上升时间。