[发明专利]用于功率MOS管的过流检测和保护电路、以及功率MOS管组件

说明书

本发明实施例提供一种用于功率MOS管的过流检测和保护电路、以及功率MOS管组件。过流检测和保护电路包括电流采样模块和栅极控制模块，电流采样模块适于采样流过功率MOS管源极的电流；栅极控制模块的输入端耦接功率MOS管的源极、输出端耦接功率MOS管的栅极而向功率MOS管提供栅极驱动电压，以使得电流不超过其电流阈值。使得流过功率MOS管的电流不会出现过流，且精确地计算出电流阈值而不存在电流阈值的偏差，从而可以避免由于该偏差所导致的对功率MOS管的提前保护或者保护失效。

技术领域

本发明涉及电流检测领域，尤其涉及一种用于功率MOS管的过流检测和保护电路、以及功率MOS管组件。

背景技术

功率金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor EffectTransistor)也称为功率MOS管，其导通时通常有较大的电流流过。如果负载不慎短路，或者电流超过功率MOS管开关的极限值，可能会对其造成永久性损坏。为了保证器件长期工作的可靠性，必须对负载电流进行检测；并且，能够在电流过大时，对功率MOS管进行保护，以避免器件由于过热而损坏。

图1示出了一种典型的检测流过功率MOS管电流的电路结构图，其中，采样MOS管M₂将流经功率MOS管M₁的电流I_O缩小若干倍，经感测电阻R_S采样而获得采样电压V_S，比较器Comp比较采样电压V_S和参考电压V_REF以判断流过M₁的输出电流I_O是否超过极限值。但是，由于R_S的电压降，M₂和M₁的栅源电压并不是完全相等，因此，M₂不能精确地复制流过M₁的输出电流I_O，使得与输出电流I_O相关的过流检测点存在偏差。

发明内容

本发明实施例的目的在于，提供一种用于功率MOS管的过流检测和保护电路和功率MOS管组件。

本发明实施例提供一种用于功率MOS管的过流检测和保护电路，包括：电流采样模块，其适于采样流过功率MOS管源极的电流；栅极控制模块，其输入端耦接功率MOS管的源极、输出端耦接功率MOS管的栅极而向功率MOS管提供栅极驱动电压，以使得电流不超过其电流阈值。

可选地，电流采样模块包括用于电流检测的第一电阻，其第一端耦接功率MOS管的源极，第二端耦接地。

可选地，第一电阻的阻值在0.01至1欧姆之间。

可选地，栅极控制模块包括可提供第一偏置电流和第二偏置电流的偏置电流电路、具有第一MOS管和第二MOS管的电流镜、隔离驱动电路和第二电阻，其中，第一偏置电流和第二偏置电流分别流过第一MOS管和第二MOS管的漏极，第一MOS管的栅极耦接第二MOS管的栅极、源极耦接功率MOS管的源极，隔离驱动电路耦接于第二MOS管的漏极和功率MOS管的栅极之间，第二电阻耦接于第二MOS管的源极与地之间。

可选地，电流阈值包括第一电流阈值，其通过以下公式计算：

I_THRESHOLD1＝(K-N)I₁，

其中，I_THRESHOLD1表示第一电流阈值，K表示第二电阻与第一电阻的比值，N表示第一偏置电流与第二偏置电流的比值、并且为大于0的整数，I₁表示第二偏置电流的值。

可选地，栅极控制模块还包括耦接于第二MOS管的源极并向其提供电流的电流源。

可选地，电流阈值包括第二电流阈值，其通过以下公式计算：