负载开关限流保护电路及方法与流程

本发明涉及电源芯片，具体地，涉及一种负载开关限流保护电路及方法。

背景技术：

1、在电子设备中，常需要在供电系统和负载之间耦接负载开关（又称电子保险丝efuse），用于承担继电器、智能保险丝、功率检测的角色，为供电系统和后级负载进行保护操作。随着汽车电子领域48v电源系统和efuse逐渐推广应用，业内对高压大电流的efuse需求逐渐旺盛。

2、现有技术中的efuse常通过设置固定电流限进行过流保护，如果电流超过电流限，则将调整efuse控制端的电压，以限制电流输出，或者直接关断efuse以切断电源。但是现有技术中的efuse仅对流过的电流进行限制，忽略了在efuse上产生的功率和发热的情况。在efuse完全打开状态时，发热功率低，温升也很低。但随着限流电路的介入，一旦efuse进入饱和区，发热功率将会变得很大，芯片极易出现过温甚至烧毁。同时，efuse在软开启或关断的过程中，两端电压vds也会出现很大变化，固定电流限很难满足vds变化范围较大的应用需求，在高压大电流的efuse芯片上，这类矛盾尤为明显。期望提出一种大电流efuse的过流保护方案，既能满足大电流的应用，也能将发热功耗控制在合理范围之内。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种负载开关限流保护电路及方法，以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种负载开关限流保护电路，包括：参考信号产生电路，用于采样输入电压和输出电压之间的电压差，并根据所述电压差产生基准参考信号，其中，所述基准参考信号随所述电压差的增大而减小；电流采样调节电路，接收所述基准参考信号并根据所述基准参考信号产生第一电流参考值和第二电流参考值，所述电流采样调节电路还用于采样流过负载开关的电流，并根据流过负载开关的电流、所述第一电流参考值和所述第二电流参考值产生第一调节信号和第二调节信号，其中，所述第一电流参考值与所述第二电流参考值均与所述基准参考信号成正比，且所述第一电流参考值小于所述第二电流参考值；驱动控制电路，用于接收所述第一调节信号和所述第二调节信号，并根据所述第一调节信号和所述第二调节信号产生驱动控制信号，当流过负载开关的电流小于所述第二电流参考值时，所述驱动控制信号用于将流过负载开关的电流调整为所述第一电流参考值，当流过负载开关的电流大于所述第二电流参考值时，所述驱动控制信号用于关断所述负载开关。

3、本发明提供还一种负载开关限流保护电路，包括：参考信号产生电路，用于采样输入电压和输出电压之间的电压差，并根据所述电压差产生第一参考信号和第二参考信号，其中，所述第一参考信号和所述第二参考信号均随所述电压差的增大而减小，且所述第一参考信号小于所述第二参考信号；电流采样调节电路，用于采样流过负载开关的电流以产生电流采样信号，并将所述电流采样信号分别与所述第一参考信号和所述第二参考信号比较产生第一调节信号和第二调节信号；驱动控制电路，用于接收所述第一调节信号和所述第二调节信号，并根据所述第一调节信号和所述第二调节信号产生驱动控制信号，当所述电流采样信号小于所述第二参考信号时，所述驱动控制信号用于将所述电流采样信号的值调整为所述第一参考信号的值，当所述电流采样信号大于所述第二参考信号时，所述驱动控制信号用于关断所述负载开关。

4、本发明提供还一种负载开关限流保护电路，包括：参考信号产生电路，用于采样输入电压和输出电压之间的电压差，并根据所述电压差产生基准参考信号，其中，所述基准参考信号随所述电压差的增大而减小；电流采样调节电路，用于采样流过所述负载开关的电流产生第一电流采样信号和第二电流采样信号，并将所述第一电流采样信号和所述第二电流采样信号分别与所述基准参考信号比较产生第一调节信号和第二调节信号，其中，所述第一电流采样信号大于所述第二电流采样信号；驱动控制电路，用于接收所述第一调节信号和所述第二调节信号，并根据所述第一调节信号和所述第二调节信号产生驱动控制信号，当所述第二电流采样信号小于所述基准参考信号时，所述驱动控制信号用于将所述第一电流采样信号的值调整为所述基准参考信号的值，当所述第二电流采样信号大于所述基准参考信号时，所述驱动控制信号用于关断所述负载开关。

5、本发明提供还一种负载开关限流保护方法，包括：采样输入电压和输出电压之间的电压差，并根据所述电压差产生第一参考信号和第二参考信号，其中，所述第一参考信号和所述第二参考信号均随所述电压差的增大而减小，且所述第一参考信号小于所述第二参考信号；采样流过负载开关的电流产生电流采样信号；根据所述第一参考信号、所述第二参考信号，以及所述电流采样信号产生驱动控制信号；当所述电流采样信号小于所述第二参考信号时，所述驱动控制信号用于将流过所述负载开关的电流调整为所述第一参考信号的值；当所述电流采样信号大于所述第二参考信号时，所述驱动控制信号用于关断所述负载开关。

6、采用上述技术方案，通过参考信号产生电路产生随输入电压和输出电压之间的电压差增大而减小的基准参考信号，通过电流采样调节电路采样流过负载开关的电流，并根据基准参考信号和流过负载开关的电流产生第一调节信号和第二调节信号，通过驱动控制电路根据第一调节信号和第二调节信号产生驱动控制信号，驱动控制信号用于当流过负载开关的电流小于基于基准参考信号设置的较大的电流限值（即第二电流参考值）时，将流过负载开关的电流调整为基于基准参考信号设置的较小的电流限值（即第一电流参考值），实现对电流进行限制，进而将发热功率控制在合理范围内，当流过负载开关的电流大于第二电流参考值时，关断负载开关，实现过流断路保护。

7、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

1.一种负载开关限流保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的负载开关限流保护电路，其特征在于，当输入电压和输出电压之间的电压差小于预设电压值时，所述基准参考信号保持固定值；当输入电压和输出电压之间的电压差大于所述预设电压值时，所述基准参考信号的值随所述电压差的增大而减小。

3.根据权利要求1所述的负载开关限流保护电路，其特征在于，所述基准参考信号包括电流信号，所述电流采样调节电路包括：

4.根据权利要求2所述的负载开关限流保护电路，其特征在于，所述参考信号产生电路包括：

5.根据权利要求4所述的负载开关限流保护电路，其特征在于，所述参考信号产生电路进一步包括高压管，所述高压管包括第一端、第二端和控制端，所述高压管的第一端耦接所述电压电流转换电路的输出端，所述高压管的第二端耦接所述减法电路的一端，所述高压管的控制端用于接收供电电压。

6.根据权利要求1所述的负载开关限流保护电路，其特征在于，所述驱动控制电路包括：

7.一种负载开关限流保护电路，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的负载开关限流保护电路，其特征在于，所述电流采样调节电路包括：

9.一种负载开关限流保护电路，其特征在于，包括：

10.一种负载开关限流保护方法，其特征在于，包括：