CN208797555U - 过电流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种过电流保护电路。所述过电流保护电路包含一检测电压产生器，一参考电压产生器和一比较器。所述检测电压产生器是用于根据一原始电压，产生一检测电压；所述参考电压产生器是用于根据一参考电流和一供电电压，产生一参考电压；所述比较器耦接于所述检测电压产生器和所述参考电压产生器，用于根据所述检测电压和所述参考电压，决定是否产生一过电流保护信号，且所述过电流保护信号和所述供电电压无关。因此，相较于现有技术，本实用新型可克服所述供电电压变动以及所述供电电压太高问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种过电流保护电路，尤其涉及一种可克服供电电压变动以及供电电压太高问题的过电流保护电路。
背景技术
过电流保护电路经常应用于集成电路，其中所述过电流保护电路的功能是在于防止所述集成电路内出现过大的电流损毁所述集成电路。因此，所述过电流保护电路必须对半导体工艺、供给电压不敏感才能准确地在所述集成电路内出现过大的电流时保护所述集成电路。
当所述半导体工艺越来越先进时，所述集成电路内的组件可适用的电压水平范围越来越低，如果所述供给电压依旧不变，则所述供给电压有可能落在现有技术所提供的过电流保护电路的工作电压范围外。
因此，如何设计出一种可克服所述供电电压变动以及所述供电电压太高问题的过电流保护电路已成为一项重要课题。
实用新型内容
本实用新型的一实施例提供一种过电流保护电路。所述过电流保护电路包含一检测电压产生器，一参考电压产生器和一比较器。所述检测电压产生器是用于根据一原始电压，产生一检测电压；所述参考电压产生器是用于根据一参考电流和一供电电压，产生一参考电压；所述比较器耦接于所述检测电压产生器和所述参考电压产生器，用于根据所述检测电压和所述参考电压，决定是否产生一过电流保护信号，且所述过电流保护信号和所述供电电压无关。
本实用新型的另一实施例提供一种过电流保护电路。所述过电流保护电路包含一检测电压产生器，一参考电压产生器和一比较器。所述检测电压产生器，用于根据一原始电压，产生一检测电压；所述参考电压产生器，用于分压一供电电压以产生一分压电压，并根据一参考电流和所述分压电压，产生一参考电压；所述比较器，耦接于所述检测电压产生器和所述参考电压产生器，用于根据所述检测电压和所述参考电压，决定是否产生一过电流保护信号。
本实用新型提供一种过电流保护电路。因为所述过电流保护电路的设计者可通过适当设计以使一检测电压落在所述过电流保护电路所包含的比较器的组件的操作电压范围内，所以本实用新型可克服一供电电压太高的问题。因此，相较于现有技术，本实用新型可克服所述供电电压太高问题，所以本实用新型的适用范围更广。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施例所公开的一种过电流保护电路的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100 过电流保护电路
102 检测电压产生器
104 参考电压产生器
106 比较器
1022 内电阻
1024 检测电流源
1026 第一电阻
1028 第二电阻
1042 第三电阻
1044 第四电阻
1046 运算放大器
1048 第五电阻
1050 参考电流源
GND 地端
ID 检测电流
IREF 参考电流
OCPS 过电流保护信号
VA 原始电压
VB 分压电压
VD 检测电压
VREF 参考电压
VIN 供电电压
具体实施方式
请参照图1，图1是本实用新型的第一实施例所公开的一种过电流保护电路100的示意图，其中过电流保护电路100包含一检测电压产生器102，一参考电压产生器104，和一比较器106，以及比较器106耦接于检测电压产生器102和参考电压产生器104。如图1所示，检测电压产生器102包含一第一电阻1026，和一第二电阻1028。如图1所示，一外部应用电路的内电阻1022的第一端用于接收一供电电压VIN；流过所述外部应用电路的一检测电流ID由一检测电流源1024提供，其中检测电流源1024的第一端耦接于内电阻1022的第二端，以及检测电流源1024的第二端耦接于一地端GND；第一电阻1026的第一端耦接于内电阻1022的第二端，以及第一电阻1026的第二端耦接于比较器106的第一输入端。如图1所示，第一电阻1026的第二端上的一检测电压VD可根据式(1)产生：
如式(1)所示，VA(原始电压)为内电阻1022的第二端的电压，R为第二电阻1028的阻值，以及(N-1)R为第一电阻1026的阻值，其中N为大于一的实数，以及内电阻1022的第二端的原始电压VA可根据式(2)产生：
VA＝VIN-ID×R1 (2)
如式(2)所示，R1为内电阻1022的阻值，且因为原始电压VA和检测电流ID有关，所以检测电压VD也和检测电流ID有关。将式(2)代入式(1)可得式(3)：
VD＝(VIN-ID×R1)/N (3)
如式(3)所示，检测电压VD小于供电电压VIN。过电流保护电路100的设计者可适当选取N的值以使检测电压VD落在比较器106内的组件的操作电压范围内。另外，如图1所示，参考电压产生器104包含一第三电阻1042，一第四电阻1044，一运算放大器1046，一第五电阻1048，和一参考电流源1050。如图1所示，第三电阻1042的第一端用于接收供电电压VIN；第四电阻1044的第一端耦接于第三电阻1042的第二端，以及第四电阻1044的第二端耦接于地端GND；运算放大器1046的第一输入端耦接于第三电阻1042的第二端，以及运算放大器1046的第二输入端耦接于运算放大器1046的输出端；第五电阻1048的第一端耦接于运算放大器1046的输出端，以及第五电阻1048的第二端耦接于比较器106的第二输入端；参考电流源1050的第一端耦接于第五电阻1048的第二端，参考电流源1050的第二端耦接于地端GND，以及参考电流源1050是用以产生一参考电流IREF。如图1所示，第五电阻1048的第二端上的一参考电压VREF可根据式(4)产生：
VREF＝VB-IREF×R2 (4)
如式(4)所示，VB(分压电压)为第三电阻1042的第二端的电压，以及R2为第五电阻1048的阻值。另外，第三电阻1042的第二端的分压电压VB可根据式(5)产生：
如式(5)所示，R为第四电阻1044的阻值，以及(N-1)R为第三电阻1042的阻值。将式(5)代入式(4)可得式(6)，其中如式(6)所示，参考电压VREF也小于供电电压VIN：
如图1所示，在比较器106接收检测电压VD和参考电压VREF后，比较器106可根据检测电压VD和参考电压VREF，决定是否产生一过电流保护信号OCPS，也就是说当检测电压VD等于参考电压VREF时，比较器106将产生过电流保护信号OCPS。因此，将式(3)代入式(6)可得式(7)：
式(7)改写可得式(8)：
另外，因为式(1)和第一电阻1026的阻值(N-1)R与第二电阻1028的阻值R的第一比值(N-1)有关，以及式(5)和第三电阻1042的阻值(N-1)R与第四电阻1044的阻值R的第二比值(N-1)有关，所以在本实用新型的一实施例中，为了避免第一电阻1026的阻值(N-1)R与第二电阻1028的阻值R的变异影响到第一比值以及第三电阻1042的阻值(N-1)R与第四电阻1044的阻值R的变异影响到第二比值，第一电阻1026，第二电阻1028，第三电阻1042和第四电阻1044是通过一相同半导体工艺与相同材料制作。但在本实用新型的另一实施例中，第一电阻1026和第二电阻1028是通过一相同半导体工艺与相同材料制作，以及第三电阻1042和第四电阻1044是通过另一相同半导体工艺与相同材料制作。
另外，如图1所示，因为内电阻1022的阻值R1和N已知，所以当比较器106产生过电流保护信号OCPS时，检测电流ID的电流值可通过设计参考电流IREF和第五电阻1048的阻值R2决定，如此即形成一完整过电流防护电路。另外，应用过电流保护电路100的一系统(未绘示于图1)可利用过电流保护信号OCPS执行一过电流保护功能，例如所述系统可利用过电流保护信号OCPS降低检测电流ID或关闭检测电流ID以执行所述过电流保护功能。
综上所述，因为所述过电流保护电路的设计者可适当选取N的值以使所述检测电压落在所述比较器内的组件的操作电压范围内，所以本实用新型可克服所述供电电压太高的问题。因此，相较于现有技术，本实用新型可克服所述供电电压太高问题，以及本实用新型的适用范围更广。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种过电流保护电路，其特征在于包含：
一检测电压产生器，用于根据一原始电压，产生一检测电压；
一参考电压产生器，用于根据一参考电流和一供电电压，产生一参考电压；及
一比较器，耦接于所述检测电压产生器和所述参考电压产生器，用于根据所述检测电压和所述参考电压，决定是否产生一过电流保护信号，且所述过电流保护信号和所述供电电压无关。
2.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，所述检测电压产生器包含：
一第一电阻，其中所述第一电阻的第一端用于接收所述原始电压，以及所述第一电阻的第二端耦接于所述比较器的第一输入端且用于产生所述检测电压；及
一第二电阻，其中所述第二电阻的第一端耦接于所述第一电阻的第二端，以及所述第二电阻的第二端耦接于一地端。
3.如权利要求2所述的过电流保护电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值是所述第二电阻的阻值的(N-1)倍，且N为大于一的实数。
4.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，所述参考电压产生器包含：
一第三电阻，其中所述第三电阻的第一端用于接收所述供电电压；
一第四电阻，其中所述第四电阻的第一端耦接于所述第三电阻的第二端，以及所述第四电阻的第二端耦接于一地端；
一运算放大器，其中所述运算放大器的第一输入端耦接于所述第三电阻的第二端，以及所述运算放大器的第二输入端耦接于所述运算放大器的输出端；
一第五电阻，其中所述第五电阻的第一端耦接于所述运算放大器的输出端，以及所述第五电阻的第二端耦接于所述比较器的第二输入端且用于产生所述参考电压；及
一参考电流源，其中所述参考电流源的第一端耦接于所述第五电阻的第二端，所述参考电流源的第二端耦接于所述地端，以及所述参考电流源是用以产生所述参考电流。
5.如权利要求4所述的过电流保护电路，其特征在于，所述第三电阻的阻值是所述第四电阻的阻值的(N-1)倍，且N为大于一的实数。
6.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，所述检测电压和所述参考电压小于所述供电电压。
7.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，所述原始电压相对于所述检测电压的比例和所述参考电压产生器对所述供电电压进行分压的比例相同。
8.如权利要求1所述的过电流保护电路，其特征在于，所述检测电压产生器内的电阻，所述参考电压产生器内的电阻，或所述检测电压产生器和所述参考电压产生器内的电阻是通过一相同半导体工艺与相同材料制作。
9.一种过电流保护电路，其特征在于包含：
一检测电压产生器，用于根据一原始电压，产生一检测电压；
一参考电压产生器，用于分压一供电电压以产生一分压电压，并根据一参考电流和所述分压电压，产生一参考电压；及
一比较器，耦接于所述检测电压产生器和所述参考电压产生器，用于根据所述检测电压和所述参考电压，决定是否产生一过电流保护信号。
10.如权利要求9所述的过电流保护电路，其特征在于，所述检测电压产生器内用于分压所述原始电压以产生所述检测电压的电阻的第一比值以及所述参考电压产生器内用于分压所述供电电压以产生所述分压电压的电阻的第二比值相同，且所述第一比值和所述第二比值为N-1，N为大于一的实数。
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