CN105954570B - 一种简化的高端功率管过流检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简化的高端功率管过流检测电路包括高端功率管、负载、三极管、分压电阻、开关管、第一尾电流源和第二尾电流源、逻辑电路和延时电路，逻辑电路用于引入使能信号；高端功率管为NMOS管；三极管为PNP管或NPN管；开关管为PMOS管；三极管被配置为平移电压；逻辑电路为与门；开关管导通时漏端高电平转换为低电平给所述逻辑电路；负载为感性负载或阻性负载或短路接地；第一电阻和第二电阻的阻值比例可调；使能信号与所述高端功率管的驱动信号同步。本发明电流检测电路检测更直接，无需任何的辅助器件，检测精度更高；而且在提高检流精度的情况下，电路结构上更简单，易于调节，占用芯片面积更小，方便版图布局，节约芯片成本，更易于移植。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动领域，尤其涉及一种简化的高端功率管过流检测电路和对高端功率管电流过流值的检测。
背景技术
目前的高端功率管过流检测，主要采用检流电路和高/低压转换电路将功率管电流按比例转换成对地的电压信号，再与参考电压比较，比较的结果经过与门与延时电路，作为过流检测电路的最终输出。当功率管的驱动信号足够高，使高端功率N管导通时，与门的使能信号也为高；而当驱动信号为低时，与门的信号也为低，如图1所示。
检流电路主要镜像功率管电流，将电流再转换为电压信号，但需要增加器件去强制镜像管漏源电压与功率管漏源电压一致，以尽可能精确地镜像电流。同时，需要一个比较器电路。
由于镜像管尺寸比功率管尺寸小太多，在版图布局上无法做到匹配，且漏源电压也无法做到完全一致，则镜像电流存在偏差。在高/低压转化过程中，存在工艺偏差，比较器存在失调，所以，精度相对较差。同时，由于目前的高端功率管过流检测电路结构复杂，占用芯片面积多，高低压电路混合易造成击穿损伤等问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种简化的高端功率管过流检测电路，使得过流检测精度更高，电路结构简单，器件少，易于移植，且节省芯片面积和成本。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在提高检流精度的同时，降低芯片成本，控制芯片面积，降低设计难度，提高电路的可移植性。
为实现上述目的，本发明提供了一种简化的高端功率管过流检测电路，包括高端功率管、负载、三极管、分压电阻、开关管、第一尾电流源和第二尾电流源、逻辑电路和延时电路，所述高端功率管的栅端接驱动信号，漏端接功率电源，源端接所述负载和所述PNP三极管的发射极或NPN三极管基极和集电极；所述分压电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻串联，其中，所述第一电阻接所述负载，所述第二电阻接所述第一尾电流源和所述PNP三极管的基极和集电极或NPN三极管的发射极，所述开关管的栅极接所述分压电阻的串联中间；所述PNP三极管的集电极或NPN三极管发射极接所述第一尾电流源，所述开关管的源极接所述功率电源，漏极接所述第二尾电流源和所述逻辑电路，所述逻辑电路用于引入使能信号；所述延迟电路接所述逻辑电路；所述第一尾电流源和第二尾电流源的另一端接地。
进一步地，所述高端功率管为NMOS管。
进一步地，所述开关管为PMOS管。
进一步地，所述三极管被配置为平移电压。
进一步地，所述逻辑电路为与门。
进一步地，所述开关管导通时漏端高电平转换为低电平给所述逻辑电路。
进一步地，所述负载为感性负载或阻性负载或短路接地。
进一步地，所述第一电阻和第二电阻的阻值比例关系可调。
进一步地，所述使能信号与所述高端功率管的驱动信号同步。
如图2所示，本发明中简化了高端功率管的电流检测电路，替换掉了目前技术中的检流电路和电流转换电路及比较器，使检测更直接，无需任何的辅助器件，检测精度更高。
本发明在提高检流精度的情况下，电路结构上更简单，易于调节，占用芯片面积更小，方便版图布局，节约芯片成本。同时，该电路结构更易于移植。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是现有技术的高端功率管过流检测电路；
图2是本发明的一个较佳实施例的结构简化后的高端功率管过流检测电路。
具体实施方式
如图2所示，高端功率NMOS管N1正常导通时，驱动信号一般高于功率电源，高端功率NMOS管N1处于线性区，导通压降很小，源端的电压经过三极管T1电压平移和电阻分压后，不足以使右侧的开关管P1导通。随着流过负载的电流越大，功率管N1的漏源压降越大，源端电压越低，当负载电流值达到某个值后，源端电压经电阻分压后(所述第一电阻和第二电阻的阻值比例关系可调)，可以使右侧开关管P1导通，流过P1管的电流大于电流源提供的电流，输出高电平给与门。而与门的另一路输入使能信号与功率管的驱动信号同步，驱动管导通时，使能信号为高，否则为低。所以，负载电流达到某个值时，与门输出高电平，经延时后，输出高电平，表示高端功率管过流。
由于不需要镜像功率管电流的镜像管，不需要额外的器件保证电流检测电路输出电流的精度，不需要比较器电路，也不需要引入参考电压，所以，简化后的高端功率管过流检测电路结构简单，易于移植，节省芯片面积和成本。同时，检测结果不经过多次转换，未引入过多失调和工艺偏差，精度更高。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，包括高端功率管、负载、PNP三极管、分压电阻、开关管、第一尾电流源和第二尾电流源、逻辑电路和延时电路，所述高端功率管的栅端接驱动信号，漏端接功率电源，源端接所述负载和所述PNP三极管的发射极或NPN三极管基极和集电极；所述分压电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻串联，其中，所述第一电阻接所述负载，所述第二电阻接所述第一尾电流源和所述PNP三极管的基极和集电极或NPN三极管的发射极，所述开关管的栅极接所述分压电阻的串联中间；所述PNP三极管的集电极或NPN三极管发射极接所述第一尾电流源，所述开关管的源极接所述功率电源，漏极接所述第二尾电流源和所述逻辑电路，所述逻辑电路用于引入使能信号；所述延时电路接所述逻辑电路；所述第一尾电流源和第二尾电流源的另一端接地。
2.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述高端功率管为NMOS管。
3.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述开关管为PMOS管。
4.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述三极管被配置为平移电压。
5.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述逻辑电路为与门。
6.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述开关管导通时漏端高电平转换为低电平给所述逻辑电路。
7.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述负载为感性负载或阻性负载或短路接地。
8.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的阻值比例关系可调。
9.如权利要求1所述的简化的高端功率管过流检测电路，其特征在于，所述使能信号与所述高端功率管的驱动信号同步。
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