CN207691409U - 一种保护芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种保护芯片主要包括：第一二极管、第一电阻、第二电阻、三极管、MOS管、第一电容、第二电容。本实用新型通过利用第一电容减小三极管的导通时间，芯片通过第二电容提升MOS管的关断响应时间，从而加快芯片中电路的关断时间。

Description

一种保护芯片

技术领域

本实用新型涉及电路过压保护领域，尤其涉及一种保护芯片。

背景技术

过压保护Over Voltage Protection简称OVP，是指被保护线路电压超过预定的最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。OVP芯片就是一种能够检测电路中电压，检测到电压过高时自动关断电路与电源的连接的芯片。

当前一些OVP芯片由于响应速度过慢，关断时间过长，在浪涌等瞬态突波快速变化的情况下难以起到保护效果，往往导致后级电路还有一定的损坏。当前一些OVP芯片关断之后，恢复时间很长约200-400ms，影响电路的正常使用。

发明内容

针对现有技术中在电路过压保护领域中存在的上述问题，现提供一种保护芯片。

具体地技术方案如下：

一种保护芯片包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极连接第一节点，负极连接第二节点；

第一电阻，所述第一电阻连接在所述第一节点和所述保护芯片的输入端 之间；

第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一节点与接地端之间；

三极管，所述三极管为PNP型三级管，所述三极管的基极连接所述第二节点，所述三极管的发射极与所述保护芯片的输入端连接，所述三极管的集电极连接第三节点；

场效应管，所述场效应管为P沟道场效应管，所述场效应管的栅极连接第四节点，所述第四节点与所述第三节点电势相同，所述场效应管的漏极连接所述输入端，所述场效应管的源极连接所述保护电路的输出端；

第一电容，所述第一电容连接在所述第二节点和所述接地端之间。

优选的，所述保护芯片还设置有第二电容，所述第二电容连接在所述保护芯片的输入端与所述第三节点之间。

优选的，所述第一电阻和所述第二电阻均为可调电阻。

优选的，所述保护芯片还包括第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述输入端，所述第二二极管的正极连接所述接地端。

优选的，所述第二二极管为齐纳二极管或瞬态抑制二极管。

优选的，所述保护芯片还包括：第三电阻，所述第三电阻连接在所述保护芯片的输入端与所述第三节点之间；第四电阻，所述第四电阻连接在所述第四节点与所述接地端之间。

优选的，所述第三电阻和所述第四电阻均为可调电阻。

优选的，所述第一二极管为瞬态抑制二极管。

本实用新型采用的技术方案具有如下有益效果：

利用所述第一电阻和所述第二电阻对所述输入端的电压进行分压，第一 二极管和三极管检测输入端的电压检测，通过场效应管根据电压检测的结果来控制所述输入端和所述输出端的连接，从而保护输出端的电路；当输入端的电压为变化的波形时，所述第一电容减小三极管的导通时间，所述保护芯片关断时间快，关断更加彻底，保护效果显著；对被应用电路可以调节最大输入电压，最大输入电流；场效应管所在的功率电路与其他电路组成的驱动电路分离，适用性更强，可靠性更高；场效应管所在的功率电路的导通阻抗更低，损耗越小，效率更高，响应速度更快，反应更加灵敏。

附图说明

图1为本实用新型一种保护芯片的实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

一种保护芯片，根据图1所示，包括：

第一二极管D2，第一二极管的正极连接第一节点1，负极连接第二节点 2；

第一电阻R1，第一电阻R1连接在第一节点1和保护芯片的输入端之间；

第二电阻R2，第二电阻R2连接在第一节点1与接地端之间；

三极管Q2，三极管Q2为PNP型三级管，三极管Q2的基极连接第二节点2，三极管Q2的发射极与输入端连接，三极管Q2的集电极连接第三节点3；

场效应管Q1，场效应管Q1为P沟道场效应管，场效应管Q1的栅极连接第四节点4，第四节点4与第三节点3电势相同，场效应管Q1的漏极连接输入端，场效应管Q1的源极连接输出端；

第一电容C1，第一电容C1连接在第二节点2和接地端之间。

具体地，本实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2对输入端的电压进行分压，第一二极管D2和三极管Q2组成的检测电路检测输入端的电压，场效应管Q1的栅极接收检测电路的信号，当场效应管Q1的栅极电压被拉高时，场效应管Q1处于关闭状态，切断输入端与输出端之间的连接,从而保护输出端的电路。

具体地，本实施例中，输入端输入的电压为波形变化，在第一电容C1向三极管Q2基极的充放电，减小三极管Q2的导通时间，从而加快电路的关断。

本实用新型一种较佳的实施例中，保护芯片还设置有第二电容C2，第二电容C2连接在保护芯片的输入端与第三节点3之间。

具体地，本实施例中，第二电容C2与场效应管Q1的栅极连接，当电路中产生变化的波形时可以提升场效应管Q1的关断时间，从而加快电路的关断时间。

本实用新型一种较佳的实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2均为可调电阻。

具体地，本实施例中，通过调整第一电阻R1和第二电阻R2阻值实现调整输入端的进入第一二极管D2和三极管Q2组成的检测电路的电压，进而调整进入场效应管Q1栅极电压的高低，达到调整芯片过压保护的过压触发点的效果。电路的过压触发点为V_trig＝V_F+V_ref+V_adj；V_F是指三极管Q2基极与发射极之间P to N在相对温度下的导通压降，导通条件IR<5uA；V_ref:指第一二极管D2在相对温度下的导通压降，导通条件IR<5uA；V_adj:指通过第一电阻R1和第二电阻R2分压后的电压，等于输入端的电压*R₂/(R₂+R₁)。

本实用新型一种较佳的实施例中，保护芯片还包括第二二极管D1，第二二极管D1的负极连接输入端，第二二极管D1的正极连接接地端。

具体地，在本实施例中，采用第二二极管D1可以被输入端输入的浪涌，静电，脉冲群等电压冲击导致击穿，第二二极管D1接地从而实现进行一级释放型保护。第二二极管D1保护了保护芯片以及与保护芯片连接的输出端。

本实用新型一种较佳的实施例中，第二二极管D1为齐纳二极管或瞬态抑制二极管。具体地，采用齐纳二极管或者瞬态抑制二极管可以使得第二二极管D1具有极快的反应速度和更低的箝位电压。

本实用新型一种较佳的实施例中，保护芯片还包括：第三电阻R3，第三电阻R3连接在保护芯片的输入端与第三节点3之间；第四电阻R4，第四电阻R4连接在第四节点4与接地端之间。

本实用新型一种较佳的实施例中，第三电阻R3和第四电阻R4均为可调电阻。

具体地，本实施例中，第三电阻R3和第四电阻R4是根据电路的应用情 况与场效应管Q1栅极和源极间之间的电压耐压情况，对输入端的电压进行分压，防止保护芯片的器件两端电压超过耐压值破坏电路结构。第三电阻R3和第四电阻R4阻值可以根据实际调整设置，也可以独立在芯片以外。

本实用新型一种较佳的实施例中，第一二极管D2为瞬态抑制二极管。具体地，采用瞬态抑制二极管可以使得保护芯片具有回退曲线能力，具有使得第一二极管D2更低的箝位电压和更低的导通阻抗的特性。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种保护芯片，其特征在于，包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极连接第一节点，负极连接第二节点；

第一电阻，所述第一电阻连接在所述第一节点和所述保护芯片的输入端之间；

第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一节点与接地端之间；

三极管，所述三极管为PNP型三级管，所述三极管的基极连接所述第二节点，所述三极管的发射极与所述输入端连接，所述三极管的集电极连接第三节点；

场效应管，所述场效应管为P沟道场效应管，所述场效应管的栅极连接第四节点，所述第四节点与所述第三节点电势相同，所述场效应管的漏极连接所述输入端，所述场效应管的源极连接输出端；

第一电容，所述第一电容连接在所述第二节点和所述接地端之间。

2.根据权利要求1所述的保护芯片，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容连接在所述保护芯片的输入端与所述第三节点之间。

3.根据权利要求1所述的保护芯片，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻均为可调电阻。

4.根据权利要求1所述的保护芯片，其特征在于，还包括第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述输入端，所述第二二极管的正极连接所述接地端。

5.根据权利要求4所述的保护芯片，其特征在于，所述第二二极管为齐纳二极管或瞬态抑制二极管。

6.根据权利要求1所述的保护芯片，其特征在于，还包括：

第三电阻，所述第三电阻连接在所述保护芯片的输入端与所述第三节点之间；

第四电阻，所述第四电阻连接在所述第四节点与所述接地端之间。

7.根据权利要求6所述保护芯片，其特征在于，所述第三电阻和所述第四电阻均为可调电阻。

8.根据权利要求1所述保护芯片，其特征在于，所述第一二极管为瞬态抑制二极管。