【技術實現步驟摘要】
本公開涉及電路領域，特別涉及一種過流保護電路及開關電源。
技術介紹
1、氮化鎵(gan)器件與傳統的硅(si)器件相比，具備更高切換頻率、高效能、高功率、耐高壓、耐高溫以及抗輻射能力強等優越特性，目前已經被廣泛應用于開關電源、電動汽車和快速充電器等。通常會設置過流保護電路以在產生過流現象時對gan器件進行關斷，保護gan器件及其所在通路。
2、相關技術中，過流保護電路包括開關子電路、監測子電路和驅動子電路。其中，開關子電路包括串聯的gan基晶體管和si基晶體管，gan基晶體管的第二極與si基晶體管的第一極連接。監測子電路的兩端分別與si基晶體管的第一極和第二極連接，監測子電路用于監測開關子電路中是否產生過流現象，以及基于監測結果生成控制信號。驅動子電路的輸入端與監測子電路的輸出端連接，驅動子電路的輸出端與si基晶體管的控制極連接，驅動子電路用于根據監測子電路的輸出端輸出的控制信號控制si基晶體管導通或關斷。
3、然而，通過關斷串聯的si基晶體管以對gan基晶體管實現過流保護會產生額外的功率損耗，并且si基晶體管的響應速度較慢，可能導致在產生過流現象時難以快速關斷，從而影響過流保護電路的可靠性。
技術實現思路
1、本公開實施例提供了一種過流保護電路及開關電源，能在不增加額外的功率損耗的同時，有效保護gan基晶體管及其所在通路，提高過流保護的可靠性，減少器件損壞的幾率。所述技術方案如下：
2、一方面，提供了一種過流保護電路，包括開關子電路、監測子電路
3、可選地，所述監測子電路包括電流鏡、電阻r0和比較器，所述電流鏡的第一端與所述氮化鎵基晶體管m0的第二極連接，所述電流鏡的第二端通過所述電阻r0與第二電源電壓提供端連接，所述電流鏡的第三端接地，所述電流鏡用于監測所述開關子電路中的電流，并在所述電流鏡的第二端產生鏡像電流；所述比較器的第一輸入端與所述電流鏡的第二端連接，所述比較器的第二輸入端與基準電壓提供端連接，所述比較器的輸出端與所述驅動子電路的第一輸入端電連接。
4、可選地，所述監測子電路還包括第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的輸入端與所述比較器的輸出端連接，所述第一反相器的輸出端與所述第二反相器的輸入端連接；所述第二反相器的輸出端與所述驅動子電路的第一輸入端連接。
5、可選地，所述電流鏡包括第一晶體管m1和第二晶體管m2，所述第一晶體管m1的控制極分別與所述第一晶體管m1的第一極及所述第二晶體管m2的控制極連接，所述第一晶體管m1的第一極為所述電流鏡的第一端，所述第一晶體管m1的第二極為所述電流鏡的第三端；所述第二晶體管m2的第一極為所述電流鏡的第二端，所述第二晶體管m2的第二極與所述第一晶體管m1的第二極連接。
6、可選地，所述第一晶體管m1的寬長比和所述第二晶體管m2的寬長比的比值為9000至11000。
7、可選地，所述基準電壓提供端的電壓為1v至3v。
8、可選地，所述驅動子電路包括與門和電平轉換器，所述與門的第一輸入端與所述監測子電路的輸出端連接，所述與門的第二輸入端與所述驅動信號提供端連接；所述電平轉換器的第一輸入端與所述與門的輸出端連接，所述電平轉換器的第二輸入端接地，所述電平轉換器的第三輸入端與電源負壓提供端連接，所述電平轉換器的輸出端與所述氮化鎵基晶體管m0的控制極連接，所述電平轉換器用于根據所述與門的輸出端輸出的信號控制所述電平轉換器的輸出端輸出的信號為接地信號或負壓關斷信號。
9、可選地，所述驅動信號提供端用于提供脈沖寬度調制(pulse?width?modulation，pwm)信號。
10、可選地，所述氮化鎵基晶體管m0為p溝道耗盡型氮化鎵基晶體管。
11、另一方面，提供了一種開關電源，包括電源芯片和前述任一種過流保護電路，所述電源芯片和所述過流保護電路電連接。
12、本公開實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
13、本公開實施例中，監測子電路的輸入端與gan基晶體管m0的第二極連接，監測子電路用于監測開關子電路中是否產生過流現象，以及基于監測結果生成控制信號，因此可以實時監測gan基晶體管m0所在通路的電流。驅動子電路的第一輸入端與監測子電路的輸出端連接，驅動子電路的第二輸入端與驅動信號提供端連接，驅動子電路的輸出端與gan基晶體管m0的控制極連接，驅動子電路用于根據監測子電路的輸出端輸出的控制信號和驅動信號提供端提供的驅動信號控制gan基晶體管m0導通或關斷。當產生過流現象時，監測子電路的輸出端輸出產生過流現象對應的控制信號至驅動子電路的第一輸入端，驅動子電路的輸出端再根據控制信號和驅動信號輸出對應的信號至gan基晶體管m0的控制極以直接控制gan基晶體管m0關斷。由于直接關斷gan基晶體管m0不會產生額外的功率損耗，并且gan基晶體管m0可以快速響應，因此本公開實施例可以在不增加額外的功率損耗的同時，在產生過流現象時快速關斷gan基晶體管m0，從而有效保護gan基晶體管m0及其所在通路，提高過流保護的可靠性，減少器件損壞的幾率。
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1.一種過流保護電路，其特征在于，包括開關子電路(1)、監測子電路(2)和驅動子電路(3)，
2.根據權利要求1所述的過流保護電路，其特征在于，所述監測子電路(2)包括電流鏡(20)、電阻R0和比較器(21)，
3.根據權利要求2所述的過流保護電路，其特征在于，所述監測子電路(2)還包括第一反相器(22)和第二反相器(23)，
4.根據權利要求2所述的過流保護電路，其特征在于，所述電流鏡(20)包括第一晶體管M1和第二晶體管M2，
5.根據權利要求4所述的過流保護電路，其特征在于，所述第一晶體管M1的寬長比和所述第二晶體管M2的寬長比的比值為9000至11000。
6.根據權利要求2至5任一項所述的過流保護電路，其特征在于，所述基準電壓提供端的電壓為1V至3V。
7.根據權利要求1至5任一項所述的過流保護電路，其特征在于，所述驅動子電路(3)包括與門(31)和電平轉換器(30)，
8.根據權利要求1至5任一項所述的過流保護電路，其特征在于，所述驅動信號提供端用于提供脈沖寬度調制信號。
10.一種開關電源，其特征在于，包括電源芯片和如權利要求1至9任一項所述的過流保護電路，所述電源芯片和所述過流保護電路電連接。
...【技術特征摘要】
1.一種過流保護電路，其特征在于，包括開關子電路(1)、監測子電路(2)和驅動子電路(3)，
2.根據權利要求1所述的過流保護電路，其特征在于，所述監測子電路(2)包括電流鏡(20)、電阻r0和比較器(21)，
3.根據權利要求2所述的過流保護電路，其特征在于，所述監測子電路(2)還包括第一反相器(22)和第二反相器(23)，
4.根據權利要求2所述的過流保護電路，其特征在于，所述電流鏡(20)包括第一晶體管m1和第二晶體管m2，
5.根據權利要求4所述的過流保護電路，其特征在于，所述第一晶體管m1的寬長比和所述第二晶體管m2的寬長比的比值為9000至11000。
【專利技術屬性】
技術研發人員：戚昀，姜竹林，
申請(專利權)人：京東方華燦光電浙江有限公司，
類型：發明
國別省市：
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