[发明专利]一种类晶闸管过流保护电路及过流保护方法

说明书

本发明提供了一种类晶闸管过流保护电路及过流保护方法，包括驱动输入端、类晶闸管保护电路、VDMOS管M及采样反馈电路；保护结构是通过一个类晶闸管结构实现的，具体为一个PNP、一个NPN的管子连接构成，如线路图所示(T1、T2)。当负载电流过大时，采样电阻上会产生较大的电压，会导致类晶闸管结构导通。类晶闸管结构导通之后，即使断掉控制信号，它还是持续导通的。类晶闸管结构导通后拉低VDMOS管栅源电压，使VDMOS管关闭。该设计具有触发电压低、维持电流小，短路保护时电流过冲小、结构形式简单，易于集成，电路灵活等优点。

技术领域

本发明涉及半导体混合集成电路设计技术，具体涉及一种类晶闸管过流保护电路及过流保护方法。

背景技术

通用电路固体继电器、开关电路及点火驱动控制系统需要对输出回路的电流进行限制以保证其工作的有效性和可靠性，因此需要设计具有过流保护功能的结构来实现对输出回路的保护，以保证各种仪器设备安全可靠运行。传统晶闸管电路的过流保护功能实现方式是将晶闸管串入输出回路中进行过流保护，输出的大电流流经晶闸管并且晶闸管的工作需要足够的维持电流。由于固体继电器、开关电路等需要在基本维持原有尺寸封装的基础上扩展过流保护功能，就要求过流/短路保护部分的结构具有简单、有效、通用、可靠、维持电流小等特点，因此传统的过流保护技术不能满足使用要求。

传统晶闸管过流保护电路的技术实现方式存在以下缺点：

1、晶闸管的维持电流较大。

传统晶闸管是一种大功率半导体器件，一般用在较高电压和较大电流的情况，尺寸较大，需要的维持电流较大。随着对开关电路小型化、轻量化、保护功能化的要求，需要结构简单且驱动要求低的电路结构进行厚膜集成，可作为通用集成的保护结构推广到电路中，因此传统晶闸管作为保护电路不易集成在小尺寸电路中。

2、过流/短路保护功能的实现依靠保险丝，反应时间较长。

传统过流/短路保护功能的实现均依靠保险丝，当输出回路电流达到设置的过流电流时，保险丝自身熔断，从而切断电流，保护电路的安全运行。但反应时间较长，需重新手动更换保险丝，对于电路来说可操作性差。

发明内容

本发明所要解决的问题是：采用基于厚膜工艺的混合集成电路设计技术，提供了一种类晶闸管过流保护电路及过流保护方法，对过流保护进行小型化集成；通过线路设计实现可状态锁定的过流/短路保护功能；降低对前级驱动能力的要求，使过流保护结构可用于不同的系统中。

为了达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现：

一种类晶闸管过流保护电路，包括驱动输入端、类晶闸管保护电路、VDMOS管M及采样反馈电路；所述的类晶闸管保护电路包括NPN三极管T1和PNP三极管T2，所述的采样反馈电路包括采样电阻R0；

驱动输入端的一侧与VDMOS管M的栅极连接，源级与电源连接，漏极连接采样电阻R0的一端；PNP三极管T2的发射极与VDMOS管M的栅极连接，PNP三极管T2的基极与NPN三极管T1的集电极连接，PNP三极管T2的基极与NPN三极管T1的发射极均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与VDMOS管M的漏极连接；NPN三极管T1的发射极与电阻R1的一端连接，PNP三极管T2的基极与电容C1一侧连接；电容C1另一侧、电阻R1另一端及采样电阻R0另一端均与驱动输入端的另一侧连接；采样电阻R0与接地之间串联有负载电阻RL。

所述的采样电阻R0的阻值范围为1毫欧到10欧。

一种类晶闸管过流保护电路的过流保护方法，包括以下步骤：