[发明专利]低边输出三晶体模块电路

说明书

技术领域

本发明属于功率器件电子控制技术领域，尤其涉及低边输出三晶体模块电路。

背景技术

许多功率控制电路需要进行过流保护，一方面是对负载的过流保护，另一方面是对功率控制器件(包括场效应管、双极型三极管、达林顿管、IGBT等功率晶体)本身的过流保护，但现有许多电子控制模块不具备过流保护功能，当负载过载或线路短路等原因导致模块内部功率管过流时，功率管极易损坏。在另一些具备功率保护功能的电子控制模块中，其过流保护往往是在负载主回路串联大电流取样电阻，这样可以进行过流保护，但大电流取样电阻体积较大、占用电路板面积较大，而且批量产品的离散型不易控制，更有一些电路过于复杂、保护动作滞后，这都使成本上升、故障率增加，对于专用的具有过流保护的功率集成电路来说，一方面其设计和制造周期长成本高、另一方面其耐压值较低易于被击穿，对于耐压值较高的功率芯片其成本更高，所以经常发生功率控制模块损坏，特别是其功率管的击穿，一般功率控制模块造价较高，若模块损坏，则耽误设备工作进程并带来经济损失。

发明内容

本发明是直接采样功率控制晶体管的饱和压降，当该饱和压降超值时，通过电路的正反馈模式使前级小信号放大电路和功率管及反馈组件组成的“功率型触发器”由导通状态急剧翻转为截止状态，及时快速地保护了功率管，而且分立元件制造的功率模块其成本较低、耐压较高，使功率控制模块更加安全耐用可靠。

本发明所采用的技术方案是：

依据本发明的第一方面，提供了一种低边输出三晶体模块电路，其特殊之处在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元和电阻R1，其中，

所述第一晶体管的发射极接地，所述第一晶体管集电极通过电阻R1连接电源正极，所述第一晶体管的集电极还连接第三晶体管的输入端(栅极或基极)和储能延时单元的输入端，所述第三晶体管的接地端(源极或发射极)接地，所述第三晶体管的输出端(漏极或集电极)连接所述第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的基极连接所述储能延时单元的输出端，所述储能延时单元的接地端接地，所述第二晶体管的发射极通过所述阈值调整单元连接所述第一晶体管的基极，所述第三晶体管输出端(漏极或集电极)作为所述低边输出三晶体模块电路的输出端，用于控制外部负载的冷端；

当所述第三晶体管正常导通时，所述储能延时单元储能，所述第二晶体管的发射极电流为0使所述第一晶体管截止；当所述第三晶体管过流致使所述第三晶体管饱和压降超过所述阈值调整单元导通阈值电压时，所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止得到保护，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若过流解除则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若持续过流则所述第三晶体管过高的饱和压降通过所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止继续得到保护。

进一步的，还提供了一种低边输出三晶体模块电路，其特殊之处在于还包括：

二极管D6和电阻R6，所述二极管D6的正极同时连接所述第二晶体管集电极和所述电阻R6的一端，所述二极管D6的负极连接所述第三晶体管输出端(漏极或集电极)，所述电阻R6的另一端连接所述第三晶体管输出端或连接所述低边输出三晶体模块电路的电源正极。

依据本发明的第二方面，提供了一种低边输出三晶体模块电路，其特殊之处在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元、电阻R1和二极管D6，其中，

所述第一晶体管的发射极接地，所述第一晶体管集电极通过电阻R1连接电源正极，所述第一晶体管的集电极还连接第三晶体管的输入端(栅极或基极)和储能延时单元的输入端，所述第三晶体管的接地端(源极或发射极)接地，所述第三晶体管的输出端(漏极或集电极)通过所述二极管D6连接所述第二晶体管的发射极，所述第二晶体管的基极连接所述储能延时单元的输出端，所述第二晶体管的集电极连接所述低边输出三晶体模块电路的电源正极或连接所述第三晶体管的输出端，所述储能延时单元的接地端接地，所述第二晶体管的发射极通过所述阈值调整单元连接所述第一晶体管的基极，所述第三晶体管输出端(漏极或集电极)作为所述低边输出三晶体模块电路的输出端，用于控制外部负载的冷端；