專利名稱：延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域 ，尤其涉及一種PFC電路的延遲時間可調(diào)過流保護(hù)電路，具體講，涉及延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
隨著日益增大的對綠色能源的要求，針對電網(wǎng)電流不斷升高問題的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)逐步實施，功率因數(shù)校正技術(shù)成為電源管理領(lǐng)域的關(guān)鍵。而過流保護(hù)電路是PFC電路不可缺少的重要組成部分。圖1-1中開關(guān)管電流過大時會引起開關(guān)管燒毀，而開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷對輸入電流波形以及輸出電壓至關(guān)重要，從而影響到整個功率因數(shù)校正電路。傳統(tǒng)過流保護(hù)電路多采用直接采樣比較的方法。然而開關(guān)管開啟瞬間，由于受開關(guān)噪聲的影響，開關(guān)管上的電流非常大，現(xiàn)有的過流保護(hù)技術(shù)易引起過流誤判斷及誤動作，影響正常的過流保護(hù)功能。必須設(shè)計前沿消隱電路，使過流保護(hù)電路有一定的延遲以避免這類誤動作的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決傳統(tǒng)過流保護(hù)技術(shù)中開關(guān)管閉合瞬間的大電流引起過流誤判斷以及影響正常過流保護(hù)功能的問題，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分，采樣到的開關(guān)管DRV電流通過電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過前沿消隱模塊，經(jīng)過一段時間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于比較器參考電壓Vref時，比較器輸出ocp為高電平，比較器輸出ocp控制開關(guān)管DRV為低電平，即出現(xiàn)過流情況時，比較器輸出ocp控制開關(guān)管DRV斷開，使電流下降，當(dāng)過流情況消失時，過流信號自動解除。前沿消隱模塊的結(jié)構(gòu)為由電流源、NMOS管NI、電容C、反相器、傳輸管組成，電流源輸出經(jīng)B點連接到NMOS管NI漏極，NMOS管NI源極、漏極間為電容C，B點經(jīng)一個反相器連接到A點，A點連接到傳輸管一個控制端，A點經(jīng)另一個反相器連接到傳輸管另一個控制端，DRV通過反相器連接到NMOS管NI柵極，DRV = 0時，即開關(guān)管斷開時，此時NMOS管NI導(dǎo)通，從而傳輸管斷開，Vin為低電平，即開關(guān)管斷開時，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會出現(xiàn)過流情況；DRV = I時，開關(guān)管閉合，此時NMOS管NI斷開，電流源給電容C充電，經(jīng)過延遲時間后，B點電壓充電到NMOS管NI導(dǎo)通閾值，從而使傳輸管導(dǎo)通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin ;通過改變NMOS管NI寬長比以調(diào)節(jié)鏡像的電流大小或者改變電容值可實現(xiàn)延遲時間可調(diào)。過流比較器結(jié)構(gòu)為輸入電壓Vin、參考電壓Vref分別連接到一對差分MOS管的柵極，差分放大器經(jīng)反相器進(jìn)行輸出，當(dāng)輸入電壓Vin大于參考電壓Vref時，即出現(xiàn)過流時，經(jīng)過反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號通過DRV信號控制開關(guān)管斷開，使電流減小。當(dāng)過流情況消失時，即檢測到采樣電壓Vin小于參考電壓Vref時，過流信號ocp為低電平,過流自動解除。本發(fā)明的技術(shù)特點及效果本發(fā)明的過流保護(hù)電路增加了前沿消隱電路，避免了在開關(guān)管閉合瞬間傳統(tǒng)過流保護(hù)技術(shù)中存在的過流誤判斷以及影響正常過流保護(hù)功能的問題。當(dāng)出現(xiàn)過流情況時，通過過流信號控制開關(guān)管斷開，使電流下降；當(dāng)過流情況消失時，自動解除過流信號。消隱電路的延遲時間通過調(diào)節(jié)消隱模塊的電流源或者電容實現(xiàn)可調(diào)。


圖I過流保護(hù)電路框圖。圖2前沿消隱電路框圖。
圖3前沿消隱電路。圖4過流比較器結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式為解決傳統(tǒng)過流保護(hù)技術(shù)中開關(guān)管閉合瞬間的大電流引起過流誤判斷以及影響正常過流保護(hù)功能的問題，本發(fā)明提出了一種延遲時間可調(diào)的過流保護(hù)電路。出現(xiàn)過流情況時，過流信號控制開關(guān)管斷開，使電流下降；當(dāng)過流情況消失時，過流信號自動解除。延遲時間可通過調(diào)節(jié)電流源或者電容實現(xiàn)可調(diào)。圖I為本發(fā)明過流保護(hù)電路框圖，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分。采樣到的開關(guān)管電流通過電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過前沿消隱模塊，經(jīng)過一段時間的延遲后，將采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于參考電壓Vref時，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號控制DRV為低電平，即出現(xiàn)過流情況時，過流信號ocp控制開關(guān)管斷開，使電流下降。當(dāng)過流情況消失時，過流信號自動解除。圖2為前沿消隱電路框圖，開關(guān)管閉和即DRV為高電平時，直到電流源給電容充電到超過NMOS管導(dǎo)通閾值，傳輸門導(dǎo)通，從而將采樣電壓傳遞到比較器正端。延遲時間可通過調(diào)節(jié)電流源或者電容實現(xiàn)可調(diào)。圖3為前沿消隱電路。DRV = 0時，即開關(guān)管斷開時，此時NI管導(dǎo)通，B為低電平，A為高電平，從而傳輸管斷開，Vin為低電平，即開關(guān)管斷開時，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會出現(xiàn)過流情況。DRV= I時，開關(guān)管閉合，此時NI管斷開，電流源給電容C充電，經(jīng)過Tblangking延遲時間后，B點電壓充電到NMOS管導(dǎo)通閾值，從而使圖中的傳輸門導(dǎo)通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin。通過改變MOS管寬長比以調(diào)節(jié)鏡像的電流大小或者改變電容值可實現(xiàn)延遲時間可調(diào)。圖4為過流比較器結(jié)構(gòu)，當(dāng)Vin大于參考電壓Vref時，即出現(xiàn)過流時，經(jīng)過反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號通過DRV信號控制開關(guān)管斷開，使電流減小。當(dāng)過流情況消失時，即檢測到采樣電壓Vin小于參考電壓Vref時，過流信號ocp為低電平，過流自動解除。
權(quán)利要求
1.一種延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路，其特征是，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分，采樣到的開關(guān)管DRV電流通過電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過前沿消隱模塊，經(jīng)過一段時間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于比較器參考電壓Vref時，比較器輸出ocp為高電平，比較器輸出ocp控制開關(guān)管DRV為低電平，即出現(xiàn)過流情況時，比較器輸出ocp控制開關(guān)管DRV斷開，使電流下降，當(dāng)過流情況消失時，過流信號自動解除。
2.如權(quán)利要求I所述的延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路，其特征是，前沿消隱模塊的結(jié)構(gòu)為由電流源、NMOS管NI、電容C、反相器、傳輸管組成，電流源輸出經(jīng)B點連接到NMOS管NI漏極，NMOS管NI源極、漏極間為電容C，B點經(jīng)一個反相器連接到A點，A點連接到傳輸管一個控制端，A點經(jīng)另一個反相器連接到傳輸管另一個控制端，DRV通過反相器連接到NMOS管NI柵極，DRV = 0時，即開關(guān)管斷開時，此時NMOS管NI導(dǎo)通，從而傳輸管斷開，Vin為低電平，即開關(guān)管斷開時，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會出現(xiàn)過流情況；DRV = I時，開關(guān)管閉合，此時NMOS管NI斷開，電流源給電容C充電，經(jīng)過延遲時間后，B點電壓充電到NMOS管NI導(dǎo)通閾值，從而使傳輸管導(dǎo)通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin ；通過改變NMOS管NI寬長比以調(diào)節(jié)鏡像的電流大小或者改變電容值可實現(xiàn)延遲時間可調(diào)。
3.如權(quán)利要求I所述的延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路，其特征是，過流比較器結(jié)構(gòu)為輸入電壓Vin、參考電壓Vref分別連接到一對差分MOS管的柵極，差分放大器經(jīng)反相器進(jìn)行輸出，當(dāng)輸入電壓Vin大于參考電壓Vref時，即出現(xiàn)過流時，經(jīng)過反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號通過DRV信號控制開關(guān)管斷開，使電流減小。當(dāng)過流情況消失時，即檢測到采樣電壓Vin小于參考電壓Vref時，過流信號ocp為低電平，過流自動解除。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域。為解決傳統(tǒng)過流保護(hù)技術(shù)中開關(guān)管閉合瞬間的大電流引起過流誤判斷以及影響正常過流保護(hù)功能的問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，延遲時間可調(diào)的芯片過流保護(hù)電路，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分，采樣到的開關(guān)管DRV電流通過電阻轉(zhuǎn)換為電壓，通過前沿消隱模塊，經(jīng)過一段時間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當(dāng)電壓大于比較器參考電壓Vref時，比較器輸出ocp為高電平，比較器輸出ocp控制開關(guān)管DRV為低電平，即出現(xiàn)過流情況時，比較器輸出ocp控制開關(guān)管DRV斷開，使電流下降，當(dāng)過流情況消失時，過流信號自動解除。本發(fā)明主要應(yīng)用于集成電路的設(shè)計制造。
文檔編號H02H3/06GK102751696SQ20121021912
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者付園園, 史再峰, 姚素英, 徐江濤, 高靜 申請人:天津大學(xué)