一種用于集成電路的過流保護電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及過流保護、單粒子鎖定防護技術(shù)，特別適用于過流保護、集成電路鎖定 發(fā)生后自動斷電進行保護，保護之后延遲一段時間自動加電。
【背景技術(shù)】
[0002] 在探月三期工程中，月球軌道交會對接微波雷達存在幾種單粒子鎖定敏感的器 件。單粒子會觸發(fā)器件進入閂鎖狀態(tài)導(dǎo)致器件燒毀而不能正常工作，從而導(dǎo)致任務(wù)的部分 功能失敗。器件閂鎖時表現(xiàn)在器件電流會增大很多因此只能通過加斷電來解決。微波雷達 設(shè)備使用的是一次電源+29V，器件的單粒子鎖定所帶來的電流的增大，在一次電源上很難 反映出來。因此如果對設(shè)備進行電流檢測從而實施加斷電的話必然實現(xiàn)不了且會導(dǎo)致某些 關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失。
[0003] 傳統(tǒng)的過流保護電路，電路形式過于復(fù)雜、大多數(shù)都沒有過流保護后自動加電的 設(shè)計。有斷電后自動加電功能的過流保護方法只用在開關(guān)電源上且沒有抗干擾和上電時誤 斷電設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于集成電路的過 流保護電路，該電路具備了抗電源端干擾、防加電時誤斷電、斷電后自動加電的功能。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于集成電路的過流保護電路，包括電阻R2、電阻R3、 電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R12、電阻R13、電容CU電容C2、比較器U1A、二極管D15、 MOSFET管Q2 ;電源輸入端分別接至電阻R2的一端以及電阻R4的一端；電阻R2的另一端 分別接至電阻R3的一端以及MOSFET管Q2的源級；電阻R3的另一端分別接至電容Cl的一 端以及比較器UlA的負輸入端；電容Cl的另一端接地；電阻R4的另一端分別接至電阻R5 的一端以及比較器UlA的正輸入端；電阻R5的另一端接地；比較器UlA的輸出端經(jīng)電阻R6 后接至二極管D15的陽極，二極管D15的陰極分別接至電阻R12的一端、電阻R13的一端以 及電容C2的一端；電阻R13的另一端以及電容C2的另一端均接地；電阻R12的另一端接至 MOSFET管Q2的柵極；MOSFET管Q2的漏極作為整個電路的輸出接至外部集成電路；
[0006] 電源輸入端電流經(jīng)過電阻R2轉(zhuǎn)化為電壓量，電壓量送至比較器UlA的負輸入端； 電壓量與比較器UlA正輸入端的比較電壓通過比較器UlA進行比較，判別集成電路是否 處于過流狀態(tài)，一旦處于過流狀態(tài)，比較器UlA輸出控制電壓到MOSFET管Q2的柵極切斷 MOSFET管Q2的導(dǎo)通，并將電阻R13和電容C2連接端的電壓抬高，從而抑制電流的繼續(xù)增 大，當電流減小為〇后，電壓量恢復(fù)到電源輸入電壓，比較器UlA停止輸出控制電壓，此時電 阻R13和電容C2公共端的電壓仍能使得MOSFET管Q2處于關(guān)斷狀態(tài)，等到電容C2通過電 阻R13將電荷泄放至電壓小于MOSFET管Q2的導(dǎo)通閾值電壓時，集成電路重新開始加電工 作。
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：
[0008] (1)利用二極管的單向?qū)ㄐ院蚏C并聯(lián)電路斷電后延遲一段時間加電，無須額外 的加電指令就可實現(xiàn)集成電路重新加電工作；
[0009] (2)利用從通過對電源電壓進行分壓來設(shè)計比較器的比較電壓，可以防止電源受 到干擾后自動斷電；
[0010] ⑶在比較器負輸入端端引入一個電容，可以實現(xiàn)上電時防止誤斷電。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明公開的用于集成電路過流保護的電路。
【具體實施方式】
[0012] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參考附圖1對本發(fā)明進 一步詳細說明：
[0013] (1)電路介紹：
[0014] 如圖1所示：電源輸入端分別接至電阻R2的一端以及電阻R4的一端；電阻R2的 另一端分別接至電阻R3的一端以及MOSFET管Q2的源級；電阻R3的另一端分別接至電容 Cl的一端以及比較器UlA的負輸入端；電容Cl的另一端接地；電阻R4的另一端分別接至 電阻R5的一端以及比較器UlA的正輸入端；電阻R5的另一端接地；比較器UlA的輸出端經(jīng) 電阻R6后接至二極管D15的陽極，二極管D15的陰極分別接至電阻R12的一端、電阻R13 的一端以及電容C2的一端；電阻R13的另一端以及電容C2的另一端均接地；電阻R12的另 一端接至MOSFET管Q2的柵極；MOSFET管Q2的漏極作為整個電路的輸出接至外部集成電 路。本次設(shè)計采用的元件表見表1所示。該電路可實現(xiàn)500mA的過流保護，并可實現(xiàn)斷電 后延遲5.Ims再自動斷電。
[0015] 表1本次設(shè)計所采用的原件的型號
[0016]
[0017] (2)原理設(shè)計
[0018] 通過電阻R2大功率電阻將電流量轉(zhuǎn)化電壓量，一但電流增大到一定的閾值，比較 器UlA的負輸入端一個比正輸入端低的電壓。比較器UlA輸出端高電壓通過電阻R6、二極 管D15、電阻R12輸入到MOSFET管Q2的柵極從而切斷MOSFET管Q2,從而達到保護集成電 路負載的作用。同時比較器的輸出的高電壓經(jīng)過電阻R6、二極管D15,到電容C2和電阻R13 的并聯(lián)電路上抬尚D15陰極的電壓。
[0019] 當MOSFET關(guān)Q2切斷后，此時電流恢復(fù)到0,電壓量恢復(fù)到電源電壓，此時比較器 UlA輸出低電壓，二極管D15方向截止。二極管D15陰極的電壓因電容C2和電阻R13上的 電壓繼續(xù)維持，二極管D15陰極的電壓會隨著電容C2通過電阻R13進行放電而降低。當二 極管D15陰極的電壓下降到MOSFET管Q2的閾值電壓后，MOSFET管Q2重新導(dǎo)通，集成電路 開始重加電工作。
[0020] (3)防誤斷電的過流保護電路設(shè)計
[0021] 比較閾值由電阻R4和電阻R5的分壓實現(xiàn)。集成電路工作時勢必存在一些工作電 流上的浮動，并且集成電路加電過程中存在一定的浪涌電流，浪涌電流較大容易引起誤斷 電。因此增加了電容Cl來防止由器件引起的電流正常工作的電流增大的引起誤斷電。也 會防止浪涌時誤斷電。
[0022] (4)斷電后延遲一段時間自動上電
[0023] 由于系統(tǒng)沒有對于特定器件的加電指令，如果增加額外的指令勢必帶來更多的器 件資源、功耗等。因此就需要在過流斷電后實現(xiàn)自動加電，并且需要延遲一段時間等電斷干 凈或者閂鎖效應(yīng)消失后再上電重新工作。MOSFET管Q2管斷后，MOSFET管Q2的柵極電壓會 因電容C2電壓繼續(xù)保持高電壓，當電容C2通過電阻R13放電至MOSFET管Q2柵極電壓下 降至該管的導(dǎo)通閾值電壓后才開始繼續(xù)導(dǎo)通。這個過程必然存在一個延遲時間，延遲時間 由電容C2和電阻R13決定。
[0024] ⑶抗干擾設(shè)計
[0025] 集成電路工作時，供電電壓受負載的變化、外部干擾難免會出現(xiàn)電源的波動，因此 比較器UlA正端的比較電壓采用了對電源輸入進行分壓。這樣設(shè)計的好處就是當電源波動 時，比較電壓也跟著波動而不會引起誤判。加上分壓電阻采用了同一系列的電阻這樣在溫 度變化時由于電阻的溫度系數(shù)一樣比較電壓也不會隨著溫度的變化而變化。
[0026] 本發(fā)明未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于集成電路的過流保護電路，其特征在于：包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電 阻R5、電阻R6、電阻R12、電阻R13、電容CU電容C2、比較器U1A、二極管D15、M0SFET管Q2 ; 電源輸入端分別接至電阻R2的一端以及電阻R4的一端；電阻R2的另一端分別接至電阻R3 的一端以及MOSFET管Q2的源級；電阻R3的另一端分別接至電容Cl的一端以及比較器UlA 的負輸入端；電容Cl的另一端接地；電阻R4的另一端分別接至電阻R5的一端以及比較器 UlA的正輸入端；電阻R5的另一端接地；比較器UlA的輸出端經(jīng)電阻R6后接至二極管D15 的陽極，二極管D15的陰極分別接至電阻R12的一端、電阻R13的一端以及電容C2的一端； 電阻R13的另一端以及電容C2的另一端均接地；電阻R12的另一端接至MOSFET管Q2的柵 極；MOSFET管Q2的漏極作為整個電路的輸出接至外部集成電路； 電源輸入端電流經(jīng)過電阻R2轉(zhuǎn)化為電壓量，電壓量送至比較器UlA的負輸入端；電壓 量與比較器UlA正輸入端的比較電壓通過比較器UlA進行比較，判別集成電路是否處于過 流狀態(tài)，一旦處于過流狀態(tài)，比較器UlA輸出控制電壓到MOSFET管Q2的柵極切斷MOSFET管 Q2的導(dǎo)通，并將電阻R13和電容C2連接端的電壓抬高，從而抑制電流的繼續(xù)增大，當電流減 小為〇后，電壓量恢復(fù)到電源輸入電壓，比較器UlA停止輸出控制電壓，此時電阻R13和電 容C2公共端的電壓仍能使得MOSFET管Q2處于關(guān)斷狀態(tài)，等到電容C2通過電阻R13將電 荷泄放至電壓小于MOSFET管Q2的導(dǎo)通閾值電壓時，集成電路重新開始加電工作。
【專利摘要】本發(fā)明一種用于集成電路的過流保護電路，電源輸入端電流經(jīng)過電阻R2轉(zhuǎn)化為電壓量，電壓量送至比較器U1A；電壓量與比較器U1A的比較電壓進行比較，判別集成電路是否處于過流狀態(tài)，一旦處于過流狀態(tài)，比較器U1A輸出控制電壓到MOSFET管切斷Q2的導(dǎo)通，并將電阻R13和電容C2連接端的電壓抬高，從而抑制電流的繼續(xù)增大，當電流減小為0后，電壓量恢復(fù)到電源輸入電壓，比較器U1A停止輸出控制電壓，此時電阻R13和電容C2公共端的電壓仍能使得MOSFET管Q2處于關(guān)斷狀態(tài)，等到電容C2通過電阻R13將電荷泄放至電壓小于MOSFET管Q2的導(dǎo)通閾值電壓時，集成電路重新開始加電工作。
【IPC分類】H02H3/06, H02H3/08, H02H9/02
【公開號】CN105024337
【申請?zhí)枴緾N201510439010
【發(fā)明人】蔡春貴, 張亢, 鐘興旺, 王登峰, 蹤念科, 張攀
【申請人】西安空間無線電技術(shù)研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月24日