[发明专利]一种输入电压分压模块及过压保护开关

说明书

本申请公开了一种输入电压分压模块及过压保护模块，所述输入电压分压模块在传统的分压单元的基础上增加了第一电容、第二电容作为前馈电容接入输入电压分压模块中，以提升输入电压分压模块的输出电压外部输入电压的上升速率，进而实现降低输入电压分压模块的响应时间的目的。而输入电压分压模块的响应时间在过压保护开关的关断时间中的占比最大，因此，通过降低输入电压分压模块的响应时间，可以有效地降低过压保护开关的关断时间，从而降低浪涌电压对过压保护开关的后级电子设备造成损坏的可能。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路技术领域，更具体地说，涉及一种输入电压分压模块及过压保护开关。

背景技术

过压保护开关(Over Voltage Protection，OVP)广泛应用于各类电子设备中，主要用于在外部输入电压超过预设阈值时，使受控设备电压降低或使电源断开的一种设备。

浪涌电压是常见的一种电压超过预设阈值的外部输入电压，浪涌电压的特点是产生时间非常短，通常在微秒级，当浪涌电压产生时，其电压电流的大小可能是正常工作电压的很多倍。浪涌电压产生的原因有很多种，例如雷击、静电放电、工业事件和部中高压电源线上的动作(电源分配网络中的开关)等。当浪涌电压超过电子设备的器件承受能力时会直接将器件烧毁导致电子设备损坏，并且即使较小幅值的浪涌电压的多次冲击也会造成电子设备半导体器件性能的衰退以及寿命的缩短，因此，在各类电子设备中应用过压保护开关以避免浪涌电压对其的损伤是很有必要的。

参考图1，图1中示出了一种典型的过压保护开关的应用，图1中的标号OVP为过压保护开关，10表示USB接口用于接收外部输入电压并向过压保护开关传输，20表示充电器(Charger)或电源管理集成电路(Power Management IC，PMIC)，标号TVS为瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，TVS)，具有很强的浪涌电压吸收功能，当过压保护开关OVP的输入端电压超过预设阈值时，过压保护开关OVP断开电源输入端与电子设备之间的连接，浪涌电压通过瞬态抑制二极管TVS泄放到地，实现对电子设备的保护，避免浪涌电压对电子设备产生损害的情况出现。在这个过程中，过压保护开关OVP的关断时间是考量是否能够有效保护电子设备免受浪涌电压损害的重要参数。关断时间是指过压保护开关OVP从输入电压超过预设阈值到功率管关断所需的时间，这个参数的取值越小，过压保护开关的输出端输出的残压越小，对后级电子设备的应力越小。

通常情况下，为了节约成本，电子设备的输入端耐压一般不会很高，现有技术中的过压保护开关的关断时间为100ns数量级，甚至有些过压保护开关的关断时间在几百ns，由于浪涌电压的上升斜率非常快，关断时间在100ns数量级的过压保护开关的后级电子设备仍然存在损坏的可能。因此，需要进一步降低过压保护开关的关断时间。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种输入电压分压模块及过压保护开关，以实现进一步降低过压保护开关的关断时间的目的。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种输入电压分压模块，应用于过压保护开关，所述输入电压分压模块包括：分压单元、选择开关单元、第一电容、第二电容和第三电容；其中，

所述选择开关单元包括使能信号输入端、第一信号输入端、第二信号输入端和接地端，所述第一信号输入端与所述第一电容的一端连接，所述第二信号输入端与所述分压单元的输出端连接，所述选择开关单元的接地端与所述分压单元的接地端连接，所述使能信号输入端用于接收使能控制信号，所述使能控制信号用于控制所述选择开关单元的断开与导通；

所述分压单元包括依次串接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻远离第二电阻的一端与所述选择开关单元的第一信号输入端连接，用于接收外部输入电压，所述第一电阻和第二电阻的连接节点作为所述分压单元的输出端，所述第二电阻远离所述第一电阻的一端为所述分压单元的接地端；