[发明专利]BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置。

背景技术

激光光源设备驱动常采用恒流驱动模式，中间级DC转DC的BOOST升压电路中，主功率MOSFET的安全可靠性是激光光源能否持久工作不易损坏的重要设计指标。

然而实际应用时，特别是输入12V低压，输出50V高压，而且输出到功率高达几百瓦的转换器装置中，输入电流是输出电流的4到5倍，致使主功率MOSFET在工作中因电流过大而易于损坏。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置，以避免产生主功率MOSFET电流过大的情况。为此，本发明采用的技术方案如下。

一种BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置，包括参考信号输入电路、过流采样电路和比较器U3A；

所述参考信号输入电路向所述比较器U3A的同相输入端输入参考电压，所述过流采样电路采集BOOST升压电路主功率MOSFET的导通压降，将导通压降叠加直流电压后形成反相端电压，将反相端电压输入到所述比较器U3A的反相输入端；

所述参考电压与主功率MOSFET的驱动电路输出的方波信号同步，且参考电压的大小与所述反相端电压的大小相适应；

所述比较器U3A比较同相输入端的参考电压与反相输入端的反相端电压，输出相应的高低电平至主功率MOSFET驱动控制电路的使能端，使得主功率MOSFET的导通压降低于限制的安全区电压时，主功率MOSFET驱动控制电路输出方波信号至BOOST升压电路的主功率MOSFET，保护装置不动作，主功率MOSFET正常工作，主功率MOSFET的导通压降高于限制的安全区电压时，主功率MOSFET驱动控制电路不再输出方波信号至BOOST升压电路的主功率MOSFET，保护装置动作，主功率MOSFET停止工作。，整个电路得到保护。

本发明BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置，对主功率MOSFET的导通压降进行采样，并将预定的参考电压作为门限，根据导通电压是否超过参考电压来判断主功率MOSFET是否过载，并在过载时，控制主功率MOSFET的驱动电路，进而使得主功率MOSFET停止工作，达到过载保护的目的。

附图说明

图1为本发明BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置的结构示意图；

图2为本发明的过载保护装置、BOOST升压电路及其主功率MOSFET驱动控制电路的连接关系示意图；

图3为本发明BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置的一个具体实施例的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

本发明的BOOST升压电路主功率MOSFET的过载保护装置，如图1所示，包括参考信号输入电路、过流采样电路和比较器。

其中，所述参考信号输入电路向比较器U3A的同相输入端输入参考电压，所述过流采样电路采集BOOST升压电路主功率MOSFET的导通压降，将导通压降叠加直流电压后形成反相端电压，将反相端电压输入到所述比较器U3A的反相输入端。

为了避免主功率MOSFET因过流而损坏，需要把主功率MOSFET的SOA区作为限制安全区，以保证主功率MOSFET在损坏前有足够的预警时间。只要主功率MOSFET工作在SOA区，就能正常工作。

在高温下，MOSFET的导通电阻Rds(on)通常是常温下的1.8倍，但在一定的条件下，MOSFET的导通电阻Rds(on)是固定的，此时导通压降Uds(on)与电流Id成正比，Uds(on)＝Id*Rds(on)。因而，本发明通过检测主功率MOSFET的导通压降Uds(on)值来判断负载是否过载。具体是预先设置一个上述参考电压作为门限，采样的主功率MOSFET的导通压降由于数值较小，因而叠加一个直流电压，形成反相端电压再与参考电压比较大小。