[发明专利]带短路保护的高侧MOSFET开关芯片及其短路保护控制方法

说明书

本发明提出带短路保护的高侧MOSFET开关芯片及其短路保护控制方法，旨在解决现有高侧MOSFET开关芯片在输出短路时容易烧毁功率MOS管的技术问题。该高侧MOSFET开关芯片包括电荷泵、振荡器、逻辑控制单元、线性稳压器、功率MOS管以及短路保护单元；短路保护单元分别与VBB引脚、高侧电源电压Vs、OUT引脚以及功率MOS管GATE驱动端连接，包括第一级Von检测电路、第二级Von检测及箝位限流电路、延迟时间产生电路以及使能信号产生电路；在满足一定的阈值电压及延时要求时，短路保护单元下拉GATE驱动端电压以关断功率MOS管并锁定短路保护状态，或者将GATE驱动端和VOUT引脚的压降箝位至箝位电压。

技术领域

本发明涉及一种高侧MOSFET开关芯片，尤其涉及一种带短路保护的高侧MOSFET开关芯片。

背景技术

高侧MOSFET开关芯片是一种汽车用电子器件，用于代替继电器或保险丝，一般放在汽车电源的某个支路的高侧，其在提供开关电源的同时，还可以实现自我检测。

图1是现有高侧MOSFET开关芯片的系统结构及引脚示意图。如果该芯片输出短路，则功率MOS管中会流过大电流，甚至烧毁功率MOS管。如果直接在该芯片增加现有的短路保护单元，则短路保护单元必须加入延时电路，从而在延时一段时间后检测到导通电压Von大于设定值就关断功率MOS管，否则没有延时电路的短路保护单元在接感性负载时VOUT引脚的输出电压Vout突变会导致短路保护误触发，进而导致系统重启。所以，现有的短路保护单元并不适合应用在高侧MOSFET开关芯片中。

发明内容

本发明目的是提供一种带短路保护的高侧MOSFET开关芯片及其短路保护控制方法，其解决了现有高侧MOSFET开关芯片在输出短路时容易烧毁功率MOS管的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种高侧MOSFET开关芯片的短路保护控制方法，其特殊之处在于：

开机后，将IN引脚的输入电压送入高侧MOSFET开关芯片，通过线性稳压器输出高侧电源电压Vs，同时短路保护单元进行第一级Von检测和第二级Von检测；

所述第一级Von检测是指，若导通电压Von大于第一短路阈值电压Vth1且维持时间超过第一延迟时间Tdelay1，则到达第二延迟时间Tdelay2后，产生芯片内部驱动信号inL作为短路保护信号，下拉GATE驱动端电压，从而关断功率MOS管并锁定短路保护状态；若导通电压Von大于第一短路阈值电压Vth1且维持时间不超过第一延迟时间Tdelay1，将GATE驱动端和OUT引脚的压降箝位至箝位电压；

所述第二级Von检测是指，若导通电压Von大于第三短路阈值电压Vth3且小于第一短路阈值电压Vth1，或者导通电压Von大于第二短路阈值电压Vth2且小于第三短路阈值电压Vth3且维持时间超过第二延迟时间Tdelay2后，将GATE驱动端和VOUT引脚的压降箝位至箝位电压；

所述第一短路阈值电压Vth1＞第三短路阈值电压Vth3＞第二短路阈值电压Vth2；

所述第二延时Tdelay2＞第一延时Tdelay1。