[实用新型]开关管限流保护电路

说明书

本实用新型提供一种开关管限流保护电路，包括：参考电压产生模块，连接开关管的输入端，设定限流的参考电压；采样模块，连接开关管的输出端，获得采样电压；比较模块，将参考电压与采样电压进行比较，并输出比较结果；驱动模块，基于所述比较结果控制开关管导通及关断，实现限流。本实用新型电路简单，限流点准确；反应迅速，响应时间短；稳定性高；电路简单可靠，并且可以控制开关的栅源电压恒定；功耗低；具有自恢复功能，还增加延时启动电路，以防止过短时间内重复启动，导致输出有振荡。

技术领域

本实用新型涉及微电子集成电路技术领域，特别是涉及一种开关管限流保护电路。

背景技术

在膝上型计算机、蜂窝电话以及类似的各种应用中，MOSFET被广泛用作开关。许多这样的产品具有对过流状态非常敏感的内部电路元件。如果电路中的一个元件发生短路，其导致的流经该电路的电流的增加将损害或破坏电路中其余的元件。例如，在计算机通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)应用中，如果用户将该USB端口短路，将存在这样的风险，即该短路将传播回计算机并损害计算机内的其它系统。因此，期望提供一种限制MOSFET最大电流的保护电路，该保护电路检测过流状态并充分地关断该开关，使得电流达不到将损害产品的水平。

通常地，MOSFET应具有非常低的导通内阻。通过将最大电流预设于一个安全水平，可以非常迅速地响应过流状态。响应时间非常重要，因为电路进入过流状态的时间越长，损害的可能性越大。而要被保护的系统必须被一定程度地超安全标准设计，以抵挡在限流保护电路起保护作用之前所发生的电流脉冲，而这将导致额外的成本。快速响应的限流保护电路，可以有效减少超安全标准设计所需的总量。

在现有许多限流保护电路中，通常用采样电路跟MOSFET并联起来，并检测采样电路流经的电流。图1为一种现有的限流保护电路，MOSFET 82的电流是流经MOSFET 80的电流的设定的百分比。放大器88的输出控制MOSFET 90，使放大器88的正相输入端(+)和负相输入端(-)近似相等(虚短)。MOSFET 80和MOSFET 82的V_DS相等，流经两者的电流近乎按MOSFET80和MOSFET 82的宽长比例分配。当没有负载电流Iout时，放大器88偏置MOSFET90为关断，没有电流经过电阻RSET 84。当负载电流Iout增加，流过电阻RSET84的电流增加，引起电压SET增加，并被发送给限流放大器86的正相输入端(+)。当电压SET超过内部电压Vref时，限流放大器86的输出控制MOSFET 80和MOSFET 82的栅极，减小其电流。因为这个环路中包含两个放大器，它对于过流和短路状态的响应相当慢。而且当VOUT低于Vref时，该电路并不会限制电流，因为电压SET被MOSFET 90限制在VOUT以下，电流继续增加，不会改变限流放大器86的输出。因此过流状态可能一直持续，导致系统损害。

另外，该采样电路还有一个缺点，即需要另一个并联的MOSFET 82，而两个MOSFET的比例悬殊，又因为MOSFET的特性或制造工艺的缺陷，导致在相同的VDS电压下，两个MOSFET流经的电流并不是严格按照比例分配，这就导致了在临界限制点，出现过早保护或延迟保护的现象。而且在MOSFET 80为外置MOS时，该电路不适用。集成电路内部无法找到和MOSFET 80相同工艺的MOSFET 82，两者的电压电流特性曲线完全不同，完全没有采样的意义。

因此，如何提供一种结构简单、响应时间短、工艺简单、易实现的限流保护电路，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种开关管限流保护电路，用于解决现有技术中开关管限流保护电路结构复杂、响应时间长、工艺复杂、难以实现等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种开关管限流保护电路，所述开关管限流保护电路至少包括：

参考电压产生模块，采样模块，比较模块及驱动模块；