專利名稱：延遲時間可調的芯片過流保護電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路設計領域 ，尤其涉及一種PFC電路的延遲時間可調過流保護電路，具體講，涉及延遲時間可調的芯片過流保護電路。
背景技術：
隨著日益增大的對綠色能源的要求，針對電網電流不斷升高問題的法規標準逐步實施，功率因數校正技術成為電源管理領域的關鍵。而過流保護電路是PFC電路不可缺少的重要組成部分。圖1-1中開關管電流過大時會引起開關管燒毀，而開關管的導通與關斷對輸入電流波形以及輸出電壓至關重要，從而影響到整個功率因數校正電路。傳統過流保護電路多采用直接采樣比較的方法。然而開關管開啟瞬間，由于受開關噪聲的影響，開關管上的電流非常大，現有的過流保護技術易引起過流誤判斷及誤動作，影響正常的過流保護功能。必須設計前沿消隱電路，使過流保護電路有一定的延遲以避免這類誤動作的發生。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足，解決傳統過流保護技術中開關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功能的問題，為達到上述目的，本發明采取的技術方案是，延遲時間可調的芯片過流保護電路，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分，采樣到的開關管DRV電流通過電阻轉換為電壓，通過前沿消隱模塊，經過一段時間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當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控制開關管DRV為低電平，即出現過流情況時，比較器輸出ocp控制開關管DRV斷開，使電流下降，當過流情況消失時，過流信號自動解除。前沿消隱模塊的結構為由電流源、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，即開關管斷開時，此時NMOS管NI導通，從而傳輸管斷開，Vin為低電平，即開關管斷開時，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會出現過流情況；DRV = I時，開關管閉合，此時NMOS管NI斷開，電流源給電容C充電，經過延遲時間后，B點電壓充電到NMOS管NI導通閾值，從而使傳輸管導通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin ;通過改變NMOS管NI寬長比以調節鏡像的電流大小或者改變電容值可實現延遲時間可調。過流比較器結構為輸入電壓Vin、參考電壓Vref分別連接到一對差分MOS管的柵極，差分放大器經反相器進行輸出，當輸入電壓Vin大于參考電壓Vref時，即出現過流時，經過反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號通過DRV信號控制開關管斷開，使電流減小。當過流情況消失時，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。本發明的技術特點及效果本發明的過流保護電路增加了前沿消隱電路，避免了在開關管閉合瞬間傳統過流保護技術中存在的過流誤判斷以及影響正常過流保護功能的問題。當出現過流情況時，通過過流信號控制開關管斷開，使電流下降；當過流情況消失時，自動解除過流信號。消隱電路的延遲時間通過調節消隱模塊的電流源或者電容實現可調。
圖I過流保護電路框圖。圖2前沿消隱電路框圖。
圖3前沿消隱電路。圖4過流比較器結構。
具體實施例方式為解決傳統過流保護技術中開關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功能的問題，本發明提出了一種延遲時間可調的過流保護電路。出現過流情況時，過流信號控制開關管斷開，使電流下降；當過流情況消失時，過流信號自動解除。延遲時間可通過調節電流源或者電容實現可調。圖I為本發明過流保護電路框圖，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分。采樣到的開關管電流通過電阻轉換為電壓，通過前沿消隱模塊，經過一段時間的延遲后，將采樣電壓傳遞到比較器正端，當電壓大于參考電壓Vref時，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號控制DRV為低電平，即出現過流情況時，過流信號ocp控制開關管斷開，使電流下降。當過流情況消失時，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管導通閾值，傳輸門導通，從而將采樣電壓傳遞到比較器正端。延遲時間可通過調節電流源或者電容實現可調。圖3為前沿消隱電路。DRV = 0時，即開關管斷開時，此時NI管導通，B為低電平，A為高電平，從而傳輸管斷開，Vin為低電平，即開關管斷開時，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會出現過流情況。DRV= I時，開關管閉合，此時NI管斷開，電流源給電容C充電，經過Tblangking延遲時間后，B點電壓充電到NMOS管導通閾值，從而使圖中的傳輸門導通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin。通過改變MOS管寬長比以調節鏡像的電流大小或者改變電容值可實現延遲時間可調。圖4為過流比較器結構，當Vin大于參考電壓Vref時，即出現過流時，經過反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號通過DRV信號控制開關管斷開，使電流減小。當過流情況消失時，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。
權利要求
1.一種延遲時間可調的芯片過流保護電路，其特征是，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分，采樣到的開關管DRV電流通過電阻轉換為電壓，通過前沿消隱模塊，經過一段時間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當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控制開關管DRV為低電平，即出現過流情況時，比較器輸出ocp控制開關管DRV斷開，使電流下降，當過流情況消失時，過流信號自動解除。
2.如權利要求I所述的延遲時間可調的芯片過流保護電路，其特征是，前沿消隱模塊的結構為由電流源、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，即開關管斷開時，此時NMOS管NI導通，從而傳輸管斷開，Vin為低電平，即開關管斷開時，其電流為0，而電感放電，電感電流減小，不會出現過流情況；DRV = I時，開關管閉合，此時NMOS管NI斷開，電流源給電容C充電，經過延遲時間后，B點電壓充電到NMOS管NI導通閾值，從而使傳輸管導通，將采樣電壓Vcs傳遞給Vin ；通過改變NMOS管NI寬長比以調節鏡像的電流大小或者改變電容值可實現延遲時間可調。
3.如權利要求I所述的延遲時間可調的芯片過流保護電路，其特征是，過流比較器結構為輸入電壓Vin、參考電壓Vref分別連接到一對差分MOS管的柵極，差分放大器經反相器進行輸出，當輸入電壓Vin大于參考電壓Vref時，即出現過流時，經過反相器整形，比較器輸出ocp為高電平，該過流信號通過DRV信號控制開關管斷開，使電流減小。當過流情況消失時，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
本發明涉及集成電路設計領域。為解決傳統過流保護技術中開關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功能的問題，本發明采取的技術方案是，延遲時間可調的芯片過流保護電路，包含前沿消隱LEB模塊和過流比較器兩部分，采樣到的開關管DRV電流通過電阻轉換為電壓，通過前沿消隱模塊，經過一段時間的延遲后，采樣電壓傳遞到比較器正端，當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控制開關管DRV為低電平，即出現過流情況時，比較器輸出ocp控制開關管DRV斷開，使電流下降，當過流情況消失時，過流信號自動解除。本發明主要應用于集成電路的設計制造。
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 優先權日2012年6月28日
發明者付園園, 史再峰, 姚素英, 徐江濤, 高靜 申請人:天津大學