CN213547475U - 一种基于mos管电流检测的集成电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集成电路技术领域，公开了一种安全性较高且过流信号处理及时的基于MOS管电流检测的集成电路，包括第一三极管、第二三极管、光电耦合器、二极管、第三三极管及第四三极管，其中，第三三极管的基极耦接于二极管的阳极，第三三极管的集电极与光电耦合器的信号输出端连接；第四三极管的发射极分别与第一三极管的发射极、第二三极管的发射极及MOS管的栅极连接；当电路发生短路时，电压信号通过二极管控制第三三极管及第四三极管导通，使得MOS管栅极电压下降，进而关闭MOS管。

Description

一种基于MOS管电流检测的集成电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，更具体地说，涉及一种基于MOS管电流检测的集成电路。

背景技术

功率MOS管具有低导通电阻，低亚阈值电压的特性，功率MOS管能够减小控制电路的功率损耗，提高电源转换器的工作频率。目前，控制电路输出驱动脉冲信号触发功率MOS管工作时，在功率MOS管导通期间，由于续流二极管反向恢复电流峰值，当控制电路发生短路时，功率MOS管的漏极电压大于预设值，检测单元未能及时反馈检测信号，导致控制电路未能及时停止输出脉冲信号，长时间使用时，导致功率MOS管被尖峰电流击穿。

因此，如何避免功率MOS管被尖峰电流击穿成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述当控制电路发生短路时，检测单元未能及时反馈检测信号，导致控制电路未能及时停止输出脉冲信号而造成功率MOS管被尖峰电流击穿的缺陷，提供一种安全性较高且过流信号处理及时的基于MOS管电流检测的集成电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于MOS管电流检测的集成电路，具备：

第一三极管，其配置于集成电路内，其基极与微控制器的脉冲信号输出端连接；

第二三极管，其基极与所述微控制器的脉冲信号输出端连接；

光电耦合器，其一信号输入端与电源端连接；

二极管，其阴极与MOS管的漏极连接，用于获取所述MOS管的电压信号；

第三三极管，其基极耦接于所述二极管的阳极，所述第三三极管的集电极与所述光电耦合器的信号输出端连接；

第四三极管，其基极与所述电源端连接，所述第四三极管的发射极分别与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的发射极及所述MOS管的栅极连接；

当电路发生短路时，所述电压信号通过所述二极管控制所述第三三极管及所述第四三极管导通，使得所述MOS管栅极电压下降，进而关闭所述MOS管。

在一些实施方式中，还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阴极与所述二极管的阳极连接，所述第一稳压二极管的阳极耦接于所述第三三极管的基极。

在一些实施方式中，还包括第二电容，所述第二电容的一端耦接于所述第一稳压二极管的阳极，所述第二电容的另一端与所述第三三极管的发射极连接。

在一些实施方式中，还包括串联连接的第二稳压二极管及第三稳压二极管，所述第二稳压二极管的阴极与所述电源端连接，

所述第三稳压二极管的阳极耦接于所述第四三极管的基极。

在一些实施方式中，所述第一三极管为NPN型三极管，第二三极管为PNP型三极管。

在本实用新型所述的基于MOS管电流检测的集成电路中，包括第一三极管、第二三极管、光电耦合器、二极管、第三三极管及第四三极管，其中，第三三极管的基极耦接于二极管的阳极，第三三极管的集电极与光电耦合器的信号输出端连接；第四三极管的发射极分别与第一三极管的发射极、第二三极管的发射极及MOS管的栅极连接；当电路发生短路时，电压信号通过二极管控制第三三极管及第四三极管导通，使得MOS管栅极电压下降，进而关闭MOS管。与现有技术相比，通过二极管检测MOS管的漏极电压信号，然后将该电压信号用于触发第三三极管及第四三极管，使得MOS管栅极电压下降，可有效解决功率MOS管的漏极电压大于预设值，检测单元未能及时反馈检测信号，导致控制电路未能及时停止输出脉冲信号而导致功率MOS管被尖峰电流击穿的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供基于MOS管电流检测的集成电路一实施例电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的基于MOS管电流检测的集成电路的第一实施例中，基于MOS管电流检测的集成电路100包括第一三极管VT101、第二三极管VT102、光电耦合器U101、二极管VD101、第三三极管VT103及第四三极管VT104。

具体地，第一三极管VT101及第二三极管VT102配置于集成电路内，其具有开关的作用，其中，第一三极管VT101为NPN型三极管，第二三极管VT102为PNP型三极管。

第一三极管VT101及第二三极管VT102的基极通过第一电阻R101与微控制器MCU的脉冲信号输出端连接，用于接收微控制器MCU输出的脉冲信号。

具体而言，当脉冲信号为高电平时，第一三极管VT101被触发导通，第二三极管VT102截止；当脉冲信号为低电平时，第二三极管VT102被触发导通，第一三极管VT101由导通转为截止。

光电耦合器U101具有信号隔离的作用。

其中，光电耦合器U101的一信号输入端通过串联连接的第五电阻R105及第一电容C101与电源端(对应+5V)连接。

进一步地，二极管VD101的阴极与MOS管的漏极连接，用于获取MOS管的电压信号，然后将该电压信号通过第一稳压二极管VS101输入第三三极管VT103的基极。

第三三极管VT103为NPN型三极管，具有开关的作用。

具体地，第三三极管VT103的基极通过第一稳压二极管VS101与二极管VD101的阳极连接，第三三极管VT103的集电极与光电耦合器U101的信号输出端连接，第三三极管VT103的发射极与第二三极管VT103的集电极连接。

进一步地，第四三极管VT104为PNP型三极管，其具有开关的作用。

其中，第四三极管VT104的基极与电源端(对应+5V)连接，第四三极管VT104的发射极分别与第一三极管VT101的发射极、第二三极管VT102的发射极及MOS管的栅极连接。

当电路发生短路时，MOS管漏极的电压信号通过二极管VD101控制第三三极管VT103及第四三极管VT104导通，使得MOS管栅极下降，进而关闭MOS管，以避免MOS管被尖峰电压击穿。

在一些实施方式中，为了提高MOS管运行的安全性，可在电路中设置第一稳压二极管VS101，其中，第一稳压二极管VS101的阴极与二极管VD101的阳极连接，第一稳压二极管VS101的阳极耦接于第三三极管VT103的基极。

在一些实施方式中，为了提高第三三极管VT103工作的稳定性，可在电路中设置第二电容102，其中，第二电容102的一端耦接于第一稳压二极管VS101的阳极，第二电容102的另一端与第三三极管VT103的发射极连接。

在一些实施方式中，为了提高MOS管工作的安全性，可在电路中设置串联连接的第二稳压二极管VS102及第三稳压二极管VS103，其中，第二稳压二极管VS102的阴极与电源端(对应+5V)连接，第三稳压二极管VS103的阳极耦接于第四三极管VT104的基极。

集成电路的工作原理为：电路正常工作时，二极管VD101处于导通状态，将a点(对应第一稳压二极管VS101的阴极)的电压钳位在第一稳压二极管VS101的击穿电压以下，第三三极管VT103始终保持截止状态，栅极的脉冲电压通过第三电阻R103输入MOS管的栅极，以控制MOS管正常导通和关断。

第二电容C102为硬开关应用场合提供一个很小的延时，使得MOS管导通时V_D-S有一定时间从高电压降到通态压降，而不使保护电路动作。

当电路发生过流或短路故障时，MOS管上的V_D-S上升，a点(对应第一稳压二极管VS101的阴极)电压随之上升，到一定值时(例如8V)，第一稳压二极管VS101被击穿，第三三极管VT103导通，b点电压下降，第一电容C101通过第五电阻R105充电，第一电容C101的电压从零开始上升，当第一电容C101上升到约1.4V时，第四三极管VT104导通，MOS管的栅极电压随第一电容C101上升而下降，通过调节第一电容C101的数值，可控制第一电容C101的充电速度，进而控制V_D-S的下降速度，以关闭MOS管。

当第一电容C101的电压上升到第三稳压二极管VS103的击穿电压时，第三稳压二极管VS103被击穿，V_D-S被钳位在一固定的数值上(例如3V)，慢降栅极电压过程结束，同时驱动电路通过光电耦合器U101输出过流信号。如果延时过程中，故障信号消失了，则a点电压降低，第三三极管VT103恢复截止，第一电容C101通过第四电阻R104放电，c点电压升高，第四三极管也VT104恢复截止，V_D-S上升，电路恢复正常工作状态。

使用本技术方案，通过二极管VD101检测MOS管漏极电压信号，然后将该电压信号用于触发第三三极管VT103及第四三极管VT104，使得MOS管栅极电压下降，可有效解决功率MOS管的漏极电压大于预设值，检测单元未能及时反馈检测信号，导致控制电路未能及时停止输出脉冲信号导致功率MOS管被尖峰电流击穿的问题。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.一种基于MOS管电流检测的集成电路，其特征在于，具备：

第一三极管，其配置于集成电路内，其基极与微控制器的脉冲信号输出端连接；

第二三极管，其基极与所述微控制器的脉冲信号输出端连接；

光电耦合器，其一信号输入端与电源端连接；

二极管，其阴极与MOS管的漏极连接，用于获取所述MOS管的电压信号；

第三三极管，其基极耦接于所述二极管的阳极，所述第三三极管的集电极与所述光电耦合器的信号输出端连接；

第四三极管，其基极与所述电源端连接，所述第四三极管的发射极分别与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的发射极及所述MOS管的栅极连接；

当电路发生短路时，所述电压信号通过所述二极管控制所述第三三极管及所述第四三极管导通，使得所述MOS管栅极电压下降，进而关闭所述MOS管。

2.根据权利要求1所述的基于MOS管电流检测的集成电路，其特征在于，

还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阴极与所述二极管的阳极连接，所述第一稳压二极管的阳极耦接于所述第三三极管的基极。

3.根据权利要求2所述的基于MOS管电流检测的集成电路，其特征在于，

还包括第二电容，所述第二电容的一端耦接于所述第一稳压二极管的阳极，所述第二电容的另一端与所述第三三极管的发射极连接。

4.根据权利要求1所述的基于MOS管电流检测的集成电路，其特征在于，

还包括串联连接的第二稳压二极管及第三稳压二极管，所述第二稳压二极管的阴极与所述电源端连接，

所述第三稳压二极管的阳极耦接于所述第四三极管的基极。

5.根据权利要求1至4任一所述的基于MOS管电流检测的集成电路，其特征在于，

所述第一三极管为NPN型三极管，第二三极管为PNP型三极管。

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