[实用新型]一种具有负温度系数的带反接保护的双向高压限流电路

摘要

本实用新型提供了一种具有负温度系数的带反接保护的双向高压限流电路，通过检测电路模块一和检测电路模块二检测两个反接串联的高压MOS功率管通过的电流，并自动判断电流的方向，通过闭环的方式对MOS功率管栅极电压进行调整，以达到双向限流的功能，其中功率管的个数可根据具体外部电路的电流大小灵活调整；通过负温度系数的片上金属电阻作为电流采样传感器，并通过高压差分放大电路模块一和放大电路模块二对传感器上的电压进行放大，然后通过一个选通电路，根据检测电路传入信号进行选择性传输输出电压，最后驱动电路将选通电路传输过来的电压传输到MOS管的栅极端，能够在温度发生变化时进行限制电流的调整控制，能够有效防止功率管烧毁。

主权项

1.一种具有负温度系数的带反接保护的双向高压限流电路，其特征在于：所述的具有负温度系数的带反接保护的双向高压限流电路，包括采样电阻R1，采样电阻R2，N沟道增强型MOS管M1‑M4，放大电路模块一，驱动电路模块，放大电路模块二，检测电路模块一，选通电路模块，检测电路模块二，VIN输入端口和VOUT输出端口，所述VIN输入端口为所述双向高压限流电路连接外接电路的输入端，所述VOUT输出端口为所述双向高压限流电路连接外接电路的输出端；所述采样电阻R1的一端与VIN输入端连接，采样电阻R1的另一端与放大电路模块一反相输入端以及N沟道增强型MOS管M1的漏极端均连接；放大电路模块一的正相输入端、检测电路模块一的输入端和N沟道增强型MOS管M2的漏极端和VIN输入端连接，采样电阻R1本身具有负温度系数，根据温度的变化调整自身的阻值，主要作用为采样正向电流；所述采样电阻R2的一端与N沟道增强型MOS管M3的漏极及放大电路模块二正相输入端连接；所述采样电阻R2的另一端与VOUT输出端、放大电路模块二反相输入端、N沟道增强型MOS管M4的漏极端和检测电路模块二输入端连接，采样电阻R2本身具有负温度系数，根据温度的变化调整自身的阻值，主要作用为采样反向电流；所述N沟道增强型MOS管M1源极端分别连接N沟道增强型MOS管M2‑M4的源极端，N沟道增强型MOS管M1栅极端连接N沟道增强型MOS管M2‑M4的栅极端；所述N沟道增强型MOS管M2的栅极端连接驱动电路的输出端；所述N沟道增强型MOS管M4栅极端连接驱动电路模块的输出端，所述N沟道增强型MOS管M1‑M4作为功率管，通过调整栅极上通过的电压对源漏通过的电流进行限制；所述放大电路模块一的输出端连接选通电路模块输入端一，放大电路模块一内部电路由跨阻放大器组成，放大电路模块一将通过采样电阻R1的采样电流转化为对应的采样电压，并将采样电压进行放大；所述放大电路模块二的输出端连接所述选通电路模块输入端二，内部电路由跨阻放大器组成，将通过采样电阻R1的采样电流转化成对应的采样电压，并将采样电压进行放大；所述检测电路模块一的输出端连接选通电路的输入端三，主要作用检测采样电阻R1上是否有正向电流通过；所述检测电路模块二的输出端连接所述选通电路的输入端四，主要作用检测采样电阻R2上是否有反向电流通过；所述选通电路模块的输出端连接驱动电路模块的输入端，选通电路模块输入端一输入放大电路模块一输出的采样电压，选通电路模块输入端二输入放大电路模块二输出的采样电压，选通电路模块输入端三输入检测电路模块一检测到的R1上是否有正向电流通过的信号，选通电路模块输入端四输入检测电路模块一检测到的R2上是否有反相电流通过的信号，当采样电阻R1上有正向电流通过时，选通电路模块通过输入端口三接收信号，在选通电路模块的电路内部选择通过输入端口一传入的放大电压通过选通电路的输出端输出；当采样电阻R2上有反相电流通过时，选通电路模块通过输入端四接收信号，在电路内部选择通过输入端二传入的放大电压通过选通电路的输出端输出；所述驱动电路模块的输入端连接选通电路模块的输出端，驱动电路模块的输出端连接N沟道增强型MOS管M1‑M4的栅极端，将选通电路模块传输的放大采样电压转化成内部驱动电压，输出到功率管M1‑M4的栅极；所述具有负温度系数的带反接保护的双向高压限流电路的工作机制为：如果双向高压限流电路正向导通，N沟道增强型MOS功率管M1导通，通过N沟道增强型MOS功率管M1的正向电流为I1，检测电路模块一检测到采样电阻R1端有电流通过，同时放大电路模块一通过放大流经具有负温度系数的采样电阻R1的采样电流，将放大后的电流传入选通电路模块中，选通电路模块内部通过接收检测电路模块一传入的信号，选择输入端一传入的电流通过内部电路转换成电压从选通电路模块输出端传入驱动电路模块的输入端，通过驱动电路模块结合内部的驱动电压输出到N沟道增强型MOS管M1、M3的栅极端，实现对M1、M3栅压的调整，对通过功率管M1、M3的正向电流进行限制，从而对电路起到限流保护作用；如果N沟道增强型功率管M3导通，通过M3的反向电流为I2，检测电路模块二检测到采样电阻R2端有电流通过，同时放大电路模块二通过放大流经具有负温度系数的采样电阻R2的采样电流，将放大后的电流传入选通电路模块中，选通电路模块内部通过接收检测电路模块二传入的信号，选择输入端二传入的电流通过内部电路转换成电压，从选通电路模块输出端传入驱动电路模块的输入端，通过驱动电路模块结合内部的驱动电压输出到N沟道增强型MOS管M3、M4的栅极端，实现对M3、M4栅压的调整，对通过功率管M3、M4的反向电流进行限制，从而对电路起到限流保护作用。