[发明专利]功率放大集成电路自恢复过流保护电路

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，可以用于中小功率放大集成电路因输出管脚短路导致的过流检测与断电保护。

背景技术

功率放大集成电路由于输出功率高、输出电流大，在使用过程中可能由于用户的操作不当，导致集成电路输出管脚与电源线、与地线或者是输出管脚之间发生短路现象，如果不加任何技术防范保护措施，可能会因该集成电路输出电流过大导致内部关键器件烧毁，大幅缩短该功率集成电路使用寿命。因此，功率放大集成电路一般均设计包含过流保护电路，主要用于及时侦测过流的发生并瞬间关断电流以防止芯片烧毁。早期功率放大集成电路过流检测及断电方案很多，但是单一的过流检测与关断电流保护方案存在重要的缺点，即虽然可以满足过流保护需要，但在偶尔发生的短路事件消失后，往往需要系统重新复位才可以恢复集成电路的正常工作，从而导致集成电路使用不便。

因此，设计发明一种既可以及时检测过流发生并关断集成电路，又可以在过流消失后及时恢复集成电路正常输出的设计方案成为一种迫切需求。

发明内容

本发明在传统过流保护方案基础上，增加过流故障撤除后集成电路自动恢复输出设计方案。该过流自动检测与自动恢复设计方案，其特征在于：(1)方案总体包括过流检测电路模块与过流自恢复逻辑控制模块；(2)过流检测模块利用镜像电流源方案成比例检测输出电流大小，并通过微电流源结构反相器和后级迟滞反相器逐级整形，最后送达过流指示输出；(3)自恢复逻辑控制模块以D型触发器为核心，以系统时钟作为激励，周期性不间断打开输出功率器件，通过控制环路的短时间检测与响应达到瞬间开启功率集成电路判断短路是否消失同时又不至于烧毁芯片之效果，一旦发现电路过流消失即立刻恢复功率集成电路输出，反之，维持关断功率器件输出以保护集成电路。

该方案主要特点在于：

1、“过流发生”检测响应迅速，能及时关断功率器件输出以避免由于短路发生导致过流烧毁集成电路的风险；

2、“过流解除”检测同样迅速，该设计方案在过流关断期间，能够周期性不间断地瞬间开启功放输出并检测过流现象是否消除，如果发现过流故障已经消除，该方案可以及时自动恢复集成电路正常输出，避免传统方案需要重启系统才可以恢复正常功率输出的弊端，提高了功率集成电路的实用性。

附图说明

图1是功率集成电路过流检测电路方案。

图2是过流保护自恢复逻辑控制电路方案。

具体实施方式

本发明工作原理如附图1与2所示，图1完成功率芯片的过流检测，图2完成过流保护自恢复控制逻辑，两个模块共同完成本发明所述自恢复过流保护功能设计。附图1中PMOS器件P1与P10、NMOS器件N1与N10各自构成一对镜像电流源，成比例监控输出开关管P1与N1流过的电流，发生过流时图1中A点与B点电平将发生变化，并逐级向后传递并最终影响输出过流指示信号输出电平。过流输出指示信号被送至附图2后，经反相后作为D型触发器的清零信号。当发生过流现象时，过流指示信号变为高电平并对D型触发器进行清零，D型触发器输出低电平关断输出功率器件以达到保护芯片目的，与此同时，输入时钟信号经分频后送至D型触发器时钟端，在每个时钟上升沿，D型触发器输出高电平开启功放器件，如此时功放芯片过流解除，该设计方案可以保证芯片自动恢复输出，反之，如若此时过流尚未解除，过流检测电路会及时响应并再次关闭输出功放电路。