[发明专利]一种实现功率管安全监控的采样方法及电路

说明书

本发明涉及一种实现功率管安全监控的采样方法及电路。本发明的方法包括以下步骤：1)采样功率管两端电压VD和VS，将电压转换成电流，直接对功率管两端电流进行比较计算，其中迟滞区间避免了输入信号在门限值附近变化而引起误翻转；2)根据影响信号失真的具体因素，步骤1)的输出结果经可编程时间的处理，可以去毛刺，防止因延时或噪声引起的误操作；3)通过处理过的高精度输出结果PG，监控功率管工作状态。本发明利用电流模式的采样计算电路，直接对功率管两端电流进行比较计算，对输出结果进行可控的内部处理后去控制功率管工作状态，省去开关管及大量电阻的使用，节省面积成本，可控的输出结果处理电路去毛刺，防抖动，防止误触发。

技术领域

本发明属于集成电路领域，应用于航空、航海和工业控制等领域。具体涉及一种实现功率管安全监控的采样方法及电路。

背景技术

目前应用最广泛的功率管是金属氧化物半导体型场效应管，即MOS管。其栅极等效于电容，直流条件下属于不导电状态，输入电阻很大，MOS管利用栅源电压的大小来控制沟道内被感应的表面电荷积累量，以改变由这些感应电荷形成的导电沟道情况，漏极电流随着栅极电压的变化而变化，从而达到控制漏极电流大小的目的。对于集成电路方向监控功率管工作状态的电路而言，一般通过采样功率管两端的电流，将电流转化成电压再进行计算比较，通过控制开关管的导通关断来控制功率管的工作状态，达到功率管安全监控的目的。其中采样的电流需通过电阻转化成电压进行计算，电阻精度对转换效率和电路计算结果影响很大，且为了保证开关速度和精度要求，开关管尺寸一般较大。因为有尺寸较大的开关管和大量电阻的存在，会占用更多芯片面积，若对电阻进行激光修调等技术来保证精度，就需要额外花费，进而增加了芯片成本。另外，实际应用中不可避免会出现噪声干扰信号，不同的应用环境对噪声容忍程度不同，应该在功率管监控电路中加入对信号精度的处理部分。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供了实现功率管安全监控的采样方法及电路，利用电流模式的采样计算电路，直接对功率管两端电流进行比较计算，对输出结果进行可控的内部处理后去控制功率管工作状态，省去开关管及大量电阻的使用，节省面积成本，可控的输出结果处理电路去毛刺，防抖动，防止误触发。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种实现功率管安全监控的采样方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)采样功率管两端电压VD和VS，将电压转换成电流，直接对功率管两端电流进行比较计算，其中迟滞区间避免了输入信号在门限值附近变化而引起误翻转；

2)根据影响信号失真的具体因素，步骤1)的输出结果经可编程时间的处理，可以去毛刺，防止因延时或噪声引起的误操作；

3)通过处理过的高精度输出结果PG，监控功率管工作状态。

进一步的，步骤2)中处理时间可控，根据实际应用需求设置需要去毛刺的时间。

进一步的，步骤3)中的具体步骤如下：

3.1)当VDS小于VTH1时，PG＝0，表明功率管工作正常，下级电路正常工作，对功率管的栅极不采取动作；

3.2)当VDS大于VTH2时，PG＝1，表明功率管工作异常，对下级电路会造成损伤，立即对功率管的栅极采取动作，将功率管栅极强制拉低，减小功率管电流，进而保护后级电路不受损坏；

其中,VDS是功率管两端的压差值,VTH1和VTH2为两个比较阈值。

一种上述的实现功率管安全监控的采样方法的电路，其特殊之处在于：所述电路包括功率管、采样计算电路、输出结果处理电路和控制电路，功率管与采样计算电路连接，采样计算电路接入输出结果处理电路，输出结果处理电路接入控制电路，控制电路与功率管连接。