[发明专利]双芯片功率保护器及电池供电电子产品保护电路

说明书

本发明公开了一种双芯片功率保护器，该双芯片功率保护器包括电压输入端、电压输出端、功率开关芯片和控制电路芯片；控制电路芯片，用于根据电压输入端的电压、流过功率开关芯片的电流以及控制电路芯片的温度，输出相应的驱动信号至功率开关芯片的控制端，以控制控制电路芯片的开关动作，实现对功率开关芯片的过压、欠压、过温及过流保护控制；功率开关芯片，用于根据接控制电路芯片输出的所述驱动信号，执行电压输入端与电压输出端之间的连通和断开动作。本发明双芯片功率保护器具有应用简单、成本低及损耗低的优点。

技术领域

本发明涉及电子保险丝芯片技术领域，特别涉及一种双芯片功率保护器及电池供电电子产品保护电路。

背景技术

保险丝广泛于汽车电子及消费类电子产品的保护电路中。传统的电子保险丝在过流时熔断以达到保护输出的目的，其具有不可恢复的特点；目前，大多数的电子保险丝是利用功率半导体(如功率开关管)的开关特性，在过流、过温或过压等异常情况时关断，以达到保护输出的目的；并且，可利用其作为控制电流源的特点，实现输入与输出之间的热插拔及缓启动；同时，电子保险丝电路在实现保护功能之后可以自动再恢复，可免于人工维护，并且，其成本也较低。

分立热插拔控制芯片/电子保险丝技术广泛于电子产品的保护电路中。参照图1，图1是传统的热插拔控制芯片的结构示意图。该热插拔控制芯片300包括电流采样运算放大器U01和控制电路301，所述电流采样运算放大器U01通过采样电阻Rs(电阻Rs为热插拔控制芯片300外部设置的采样电阻)两端的电压差，感知到从输入流向输出的电流(即流过功率开关管Q11的电流)，所述控制电路301根据所述电流采样运算放大器U01所感知的电流，输出相应的控制信号至所述功率开关管Q11的控制端，以控制所述功率开关管Q11工作在线性区，达到缓启作用；当出现异常情况(如过压、过温或过流等)时，所述控制电路301输出关断所述功率开关管Q11的控制信号，以迅速切断所述功率开关管Q11，即断开了电压输入端VIN11和电压输出端VOUT11之间的连接，达到了保护负载的作用。该分立方案的优点是充分利用了功率开关管成本低的特点，外部采样电路精确且可靠性较高；缺点是应用复杂，电流检测电路的损耗大，并且不能精确地感知功率开关管Q11的温度；

目前，单片集成的电子保险丝电路已取代分立方案应用于一些低电流的应用场合。参照图2，图2是现有技术中单片电子保险丝芯片的结构示意图。该单片电子保险丝芯片400包括电压输入端VIN12、电压输出端VOUT12、功率开关管Q12、电流采样运算放大器U02和控制电路401。其中，电阻Rsns12为所述电压输入端VIN12与所述功率开关管Q12的输入端之间的绑定丝的寄生电阻。所述电流采样运算放大器U02通过采样电阻Rsns12两端的电压差，感知到从输入流向输出的电流(即流过所述功率开关管Q12的电流)，所述控制电路401根据所述电流采样运算放大器U02所感知的电流，输出相应的控制信号至所述功率开关管Q12的控制端，以控制所述功率开关管Q12的开关动作；当出现异常情况(如过压、过温或过流等)时，所述控制电路401输出关断所述功率开关管Q12的控制信号，以迅速切断所述功率开关管Q12，即断开了所述电压输入端VIN12和所述电压输出端VOUT12之间的连接，达到了保护负载的作用。图2所示单片电子保险丝芯片可使用内部绑定丝的寄生电阻(即电阻Rsns12)做为电流检测电路，也可以采用电流镜电路精确检测流过所述功率开关管Q12的电流并加以控制。该集成方案的优点是外围电路简单，可实现电流及温度的精确控制；缺点是控制部分和功率部分共用半导体制程，当用于高电压及大电流的应用场合时，成本较高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种应用简单、成本低及损耗低的双芯片功率保护器。

为实现上述目的，本发明提供一种双芯片功率保护器，所述双芯片功率保护器包括电压输入端、电压输出端、功率开关芯片和控制电路芯片；其中，