【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電子電路，尤其涉及一種mos管的短路保護電路及其控制方法。
技術介紹
1、在電力電子應用中，隨著寬禁帶功率半導體器件在工程應用中的普及，碳化硅金屬氧化物場效應晶體管(metal?oxide?semi-conductor?field?effect?transistor，mosfet)器件憑借其高開關速度、高功率密度和低損耗的特點逐步取代絕緣柵雙極晶體管(insulate-gate?bipolar?transistor，igbt)在工業自動化以及新能源等領域的市場份額。但是，mos管的短路耐受時間要遠短于igbt。而保護功能的引入是實現mos管安全可靠運行的重要保障。在導致mos管失效的各種因素中，約55％的失效源自過熱事件，其中短路和過流故障是引起mos管過熱的主要原因。
2、此外，mos管內部的漂移區約為igbt的十分之一，也即mos管器件的總體面積或體積小于同電流等級的igbt，一旦發生短路，發熱熱量更集中，溫度也更高。這也就需要mos管的驅動電路有更快的響應速度，進而及時關斷功率器件，同時需要控制關斷速度，抑制功率器件vds電壓尖峰，避免器件過壓損壞。
3、現有igbt的柵極驅動器已具備一定的短路和過流保護功能，以去飽和保護為主，實現較為簡單且易集成，通過測量開關管的導通電壓來實現對導通電流大小的檢測。而針對mos管的短路保護方法尚不成熟，目前使用較為廣泛的是以igbt的去飽和保護電路拓撲為基礎，對參數進行適當調整后應用到mos管上。然而，igbt的去飽和方法不一定能夠滿足mos管的特性
技術實現思路
1、本專利技術提供一種mos管的短路保護電路及其控制方法，以抑制短路時的電壓關斷尖峰，縮短mos管的關斷時間，保護mos管，提高短路保護電路的工作可靠性。
2、第一方面，本專利技術提供了一種mos管的短路保護電路，包括電流采樣電路、控制器和關斷電阻電路；
3、所述電流采樣電路分別與所述mos管的開爾文源極和功率源極電連接，用于采集流經所述開爾文源極與所述功率源極之間的電流信號，并根據所述電流信號輸出采樣信號；
4、所述控制器包括采樣輸入端、柵極驅動端和至少一個電阻控制端；
5、所述關斷電阻電路分別與所述柵極驅動端、所述電阻控制端、以及所述mos管的柵極電連接；
6、所述采樣輸入端與所述電流采樣電路電連接；所述控制器用于根據所述采樣輸入端輸入的所述采樣信號控制所述柵極驅動端輸出的柵極驅動信號，以及根據所述采樣信號控制所述電阻控制端輸出的電阻控制信號；
7、所述關斷電阻電路用于根據所述電阻控制信號，控制所述mos管的柵極與所述柵極驅動端之間的關斷電阻值。
8、可選的，所述關斷電阻電路包括第一電阻、至少一個第二電阻、與至少一個所述第二電阻一一對應設置的至少一個開關；
9、所述第一電阻的第一端與所述柵極驅動端電連接，所述第一電阻的第二端與所述mos管的柵極電連接；
10、所述第二電阻的第一端通過所述開關與所述第一電阻的第一端電連接，所述第二電阻的第二端與所述mos管的柵極電連接。
11、可選的，所述關斷電阻電路還包括：反向二極管；
12、所述反向二極管的陰極與所述柵極驅動端電連接，所述反向二極管的陽極與所述第一電阻的第一端電連接，所述反向二極管的陽極還通過各所述開關與各所述第二電阻的第一端電連接。
13、可選的，mos管的短路保護電路還包括開啟電路；
14、所述開啟電路電連接于所述柵極驅動端與所述mos管的柵極之間，用于在所述柵極驅動端接收到的所述柵極驅動信號為使能電平時，向所述mos管的柵極提供導通電壓。
15、可選的，所述開啟電路包括：正向二極管和正向導通電阻；
16、所述正向二極管的陽極與所述柵極驅動端電連接，所述正向二極管的陰極與所述正向導通電阻的一端電連接，所述正向導通電阻的另一端與所述mos管的柵極電連接。
17、可選的，所述電流采樣電路包括：電流電壓轉換單元和比較單元；
18、所述電流電壓轉換單元的第一輸入端與所述mos管的開爾文源極電連接，所述電流電壓轉換單元的第二輸入端與所述mos管的功率源極電連接，所述電流電壓轉換單元的輸出端與所述比較單元的第一輸入端電連接；所述電流電壓轉換單元用于采集流經所述開爾文源極與所述功率源極之間的電流信號，并將所述電流信號轉換為電壓信號提供至所述比較單元；
19、所述比較單元的第二輸入端接收基準信號，所述比較單元的輸出端與所述采樣輸入端電連接；所述比較單元用于根據所述基準信號和所述電壓信號，確定輸出的所述采樣信號。
20、可選的，所述比較單元包括比較器；
21、所述比較器的同向輸入端接收所述基準信號，所述比較器的反向輸入端接收所述電壓信號。
22、可選的，所述基準信號等于所述mos管的閾值電壓。
23、可選的，所述電流電壓轉換單元包括：積分電容和積分電阻；
24、所述積分電容的第一端與所述mos管的開爾文源極電連接，所述積分電阻的第一端與所述mos管的功率源極電連接；所述積分電容的第二端和所述積分電阻的第二端均與所述比較單元的第一輸入端電連接。
25、可選的，所述電流采樣電路還包括：第一鉗位二極管和第二鉗位二極管；
26、所述第一鉗位二極管的陽極和所述第二鉗位二極管的陰極均與所述比較器的反向輸入端電連接；
27、所述第一鉗位二極管的陰極與所述mos管的開爾文源極電連接，所述第二鉗位二極管的陽極接地。
28、第二方面，本專利技術提供了一種mos管的短路保護電路的控制方法，采用第一方面所述的mos管的短路保護電路執行，所述mos管的短路保護電路的控制方法包括：
29、控制所述電流采樣電路采集流經所述mos管的開爾文源極和功率源極之間的電流信號，并根據所述電流信號輸出所述采樣信號；
30、所述控制器根據所述采樣信號控制所述電阻控制端輸出的電阻控制信號；
31、所述關斷電阻電路根據所述電阻控制信號，控制所述mos管的柵極與所述柵極驅動端之間的關斷電阻值。
32、可選的，所述控制器根據所述采樣信號控制所述電阻控制端輸出的電阻控制信號，包括：
33、在所述采樣信號在預設電壓范圍的第一時間段，所述控制器輸出第一電阻控制信號至所述關斷電阻電路；
34、在所述采樣信號在所述預設電壓范圍的第二時間段，所述控制器輸出第二電阻控制信號至所述關斷電阻電路；
35、其中，所述關斷電阻電路根據所述第一電阻控制信本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種MOS管的短路保護電路，其特征在于，包括：電流采樣電路、控制器和關斷電阻電路；
2.根據權利要求1所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述關斷電阻電路包括第一電阻、至少一個第二電阻、與至少一個所述第二電阻一一對應設置的至少一個開關；
3.根據權利要求2所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述關斷電阻電路還包括：反向二極管；
4.根據權利要求1所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，還包括：開啟電路；
5.根據權利要求4所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述開啟電路包括：正向二極管和正向導通電阻；
6.根據權利要求1所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述電流采樣電路包括：電流電壓轉換單元和比較單元；
7.根據權利要求6所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述比較單元包括比較器；
8.根據權利要求6所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述基準信號等于所述MOS管的閾值電壓。
9.根據權利要求6所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述電
10.根據權利要求7所述的MOS管的短路保護電路，其特征在于，所述電流采樣電路還包括：第一鉗位二極管和第二鉗位二極管；
11.一種MOS管的短路保護電路的控制方法，采用權利要求1-10任一項所述的MOS管的短路保護電路執行，其特征在于，所述MOS管的短路保護電路的控制方法包括：
12.根據權利要求11所述的MOS管的短路保護電路的控制方法，其特征在于，所述控制器根據所述采樣信號控制所述電阻控制端輸出的電阻控制信號，包括：
13.根據權利要求11所述的MOS管的短路保護電路的控制方法，其特征在于，所述控制器根據所述采樣信號控制所述電阻控制端輸出的電阻控制信號，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種mos管的短路保護電路，其特征在于，包括：電流采樣電路、控制器和關斷電阻電路；
2.根據權利要求1所述的mos管的短路保護電路，其特征在于，所述關斷電阻電路包括第一電阻、至少一個第二電阻、與至少一個所述第二電阻一一對應設置的至少一個開關；
3.根據權利要求2所述的mos管的短路保護電路，其特征在于，所述關斷電阻電路還包括：反向二極管；
4.根據權利要求1所述的mos管的短路保護電路，其特征在于，還包括：開啟電路；
5.根據權利要求4所述的mos管的短路保護電路，其特征在于，所述開啟電路包括：正向二極管和正向導通電阻；
6.根據權利要求1所述的mos管的短路保護電路，其特征在于，所述電流采樣電路包括：電流電壓轉換單元和比較單元；
7.根據權利要求6所述的mos管的短路保護電路，其特征在于，所述比較單元包括比較器；
8.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賀偉龍，汪銳，毛賽君，劉弘耀，
申請(專利權)人：忱芯科技上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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