双芯片功率保护器及电池供电电子产品保护电路的制作方法

双芯片功率保护器及电池供电电子产品保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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UOl和控制电路301，所述电流采样运算放大器UOl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Ql I的电流)，所述控制电路301根据所述电流采样运算放大器UOI所感知的电流，输出相应的控制信号至所述功率开关管Qll的控制端，以控制所述功率开关管Qll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Qll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VINll和电压输出端VOUTll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Qll的温度；
[0004]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VINl2与所述功率开关管Ql2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Rsnsl2两端的电压差，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Rsnsl2)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】

[0005]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。
[0006]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，
[0007]所述控制电路芯片，用于根据所述电压输入端的电压、流过所述功率开关芯片的电流以及所述控制电路芯片的温度，输出相应的驱动信号至所述功率开关芯片的控制端，以控制所述控制电路芯片的开关动作，实现对所述功率开关芯片的过压、欠压、过温及过流保护控制；
[0008]所述功率开关芯片，用于根据接所述控制电路芯片输出的所述驱动信号，执行所述电压输入端与所述电压输出端之间的连通和断开动作。
[0009]优选地，所述控制电路芯片包括电流采样运算放大器、电压采样运算放大器、乘法器、恒流恒功率定时控制电路、温度采样电路、过压欠压保护电路、控制保护电路及驱动电路；所述功率开关芯片包括功率开关管；所述功率开关芯片的输出端经第一绑定丝与所述电压输出端连接；其中，
[0010]所述电流采样运算放大器，用于对所述第一绑定丝两端的电压差进行采样并运算出流过所述功率开关管的电流，实现对流过所述功率开关管的电流的精确采样；
[0011]所述电压采样运算放大器，用于对所述功率开关管两端的电压进行采样；
[0012]所述乘法器，用于根据所述功率开关管的电流以及所述功率开关管两端的电压，计算出所述功率开关管的功率；
[0013]所述温度采样电路，用于对所述控制电路芯片的温度进行采样；
[0014]所述恒流恒功率定时控制电路，用于根据所述功率开关管的电流及所述功率开关管的功率，对所述功率开关管进行恒流、恒功率控制以及对所述功率开关管进行启动延时控制、短路延时控制及再启动延时控制，并输出相应的控制信号至所述控制保护电路；以及根据所述功率开关管的电流及预设的限流阀值，输出相应的过流保护信号至所述控制保护电路；以及根据所述控制电路芯片的温度及预设的温度阀值，输出相应的过温保护信号至所述控制保护电路；
[0015]所述过压欠压保护电路，用于根据所述电压输入端的电压、预设的过压点参考电压及预设的欠压点参考电压，输出相应的过压保护信号或欠压保护信号至所述控制保护电路；
[0016]所述控制保护电路，用于根据所述过温保护信号、所述过压保护信号、所述欠压保护信号及所述恒流恒功率定时控制电路输出的所述控制信号，输出相应的功率开关管保护信号至所述驱动电路；
[0017]所述驱动电路，用于根据接收到的所述功率开关管保护信号，输出相应的驱动信号至所述功率开关管的控制端，以控制所述功率开关管的开关动作。
[0018]优选地，所述恒流恒功率定时控制电路，还用于:根据所述温度采样电路所采样到的温度及所述预设的限流阀值，对所述功率开关管的限流阀值进行温度负反馈控制。
[0019]优选地，所述电流采样运算放大器的第一输入端与所述第一绑定丝的第一端连接，所述电流采样运算放大器的第二输入端与所述第一绑定丝的第二端连接，所述电流采样运算放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端及所述恒流恒功率定时控制电路的第一输入端连接；所述电压采样运算放大器的第一输入端与所述功率开关管的输入端连接，所述电压采样运算放大器的第二输入端与所述功率开关管的输出端连接，所述电压采样运算放大器的输出端与所述乘法器的第二输入端连接；所述乘法器的输出端与所述恒流恒功率定时控制电路的第二输入端连接；所述温度采样电路的输出端与所述恒流恒功率定时控制电路的第三输入端连接；所述恒流恒功率定时控制电路的输出端与所述控制保护电路的第一输入端连接；所述过压欠压保护电路的输入端与所述电压输入端连接，所述过压欠压保护电路的输出端与所述控制保护电路的第二输入端连接；所述控制保护电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接；所述驱动电路的输出端与所述功率开关管的控制端连接。
[0020]优选地，所述过压欠压保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电压比较器及第二电压比较器；其中，
[0021]所述第一电阻的第一端与所述电压输入端连接，所述第一电阻的第二端经所述第二电阻接地，所述第一电阻的第二端还与所述第一电压比较器的第一输入端连接；所述第一电压比较 器的第二输入端与预设的过压点参考电压连接，所述第一电压比较器的输出端与所述控制保护电路连接；
[0022]所述第三电阻的第一端与所述电压输出端连接，所述第三电阻的第二端经所述第四电阻接地，所述第三电阻的第二端还与所述第二电压比较器的第一输入端连接；所述第二电压比较器的第二输入端与预设的欠压点参考电压连接，所述第二电压比较器的输出端与所述控制保护电路连接。
[0023]优选地，所述第一绑定丝由多根铜线绑定丝并联而成。
[0024]优选地，所述功率开关芯片在启动过程中为恒功率工作方式，所述功率开关芯片正常工作时为恒流工作方式。
[0025]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电池供电电子产品保护电路，所述电池供电电子产品保护电路包括双芯片功率保护器，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，
[0026]所述控制电路芯片，用于根据所述电压输入端的电压、流过所述功率开关芯片的电流以及所述控制电路芯片的温度，输出相应的驱动信号至所述功率开关芯片的控制端，以控制所述控制电路芯片的开关动作，实现对所述功率开关芯片的过压、欠压、过温及过流保护控制；
[0027]所述功率开关芯片，用于根据接所述控制电路芯片输出的所述驱动信号，执行所述电压输入端与所述电压输出端之间的连通和断开动作。
[0028]本发明提供的双芯片功率保护器，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；所述控制电路芯片，用于根据所述电压输入端的电压、流过所述功率开关芯片的电流以及所述控制电路芯片的温度，输出相应的驱动信号至所述功率开关芯片的控制端，以控制所述控制电路芯片的开关动作，实现对所述功率开关芯片的过压、欠压、过温及过流保护控制；所述功率开关芯片，用于根据接所述控制电路芯片输出的所述驱动信号，执行所述电压输入端与所述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。
【附图说明】
[0029]图1是传统的热插拔控制芯片的结构示意图；
[0030]图2是现有技术中单片电子保险丝芯片的结构示意图；
[0031]图3是本发明双芯片功率保护器一实施例的模块结构示意图；
[0032]图4是图3中所述功率开关芯片的限流阀值的温度负反馈控制示意图；
[0033]图5是本发明双芯片功率保护器一实施例的电路结构示意图。
[0034]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0035]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036]本发明提供一种双芯片功率保护器。
[0037]参照图3，图3是本发明双芯片功率保护器一实施例的模块结构示意图。
[0038]本实施例中，该双芯片功率保护器包括电压输入端VIN、电压输出端VOUT、功率开关芯片101和控制电路芯片102。
[0039]其中，所述控制电路芯片102，用于根据所述电压输入端VIN的电压、流过所述功率开关芯片Ql的电流以及所述控制电路芯片102的温度，输出相应的驱动信号至所述功率开关芯片101的控制端，以控制所述控制电路芯片101的开关动作，实现对所述功率开关芯片101的过压、欠压、过温及过流保护控制；
[0040]所述功率开关芯片101，用于根据接所述控制电路芯片102输出的所述驱动信号，执行所述电压输入端VIN与所述电压输出端VOUT之间的连通和断开动作。
[0041 ] 具体地，本实施例中，所述控制电路芯片102包括电流采样运算放大器Ul、电压采样运算放大器U2、乘法器P1、恒流恒功率定时控制电路1021、温度采样电路1022、过压欠压保护电路1023、控制保护电路1024及驱动电路1025 ;所述功率开关芯片101包括功率开关管Ql ;所述功率开关芯片101的输出端经第一绑定丝A与所述电压输出端VOUT连接。图中电阻Rsns为所述第一绑定丝A的寄生电阻。本实施例中，所述第一绑定丝A由多根铜线绑定丝并联而成。
[0042]需要说明的是，本实施例中，所述电阻Rsns不仅限于所述功率开关管Ql和所述电压输出端VOUT之间的绑定丝的寄生电阻，电阻Rsns还可以是位于所述电压输入端VIN和所述功率开关管Ql之间的绑定丝的寄生电阻，或者是所述功率开关管Ql部分或者全部的寄生电阻。
[0043]本实施例中，所述电流采样运算放大器Ul的第一输入端与所述第一绑定丝A的第一端(对应所述电阻Rsns的左端)连接，所述电流采样运算放大器Ul的第二输入端与所述第一绑定丝A的第二端(对应所述电阻Rsns的右端)连接，所述电流采样运算放大器Ul的输出端与所述乘法器Pl的第一输入端及所述恒流恒功率定时控制电路1021的第一输入端连接；所述电压采样运算放大器U2的第一输入端与所述功率开关管Ql的输入端连接，所述电压采样运算放大器U2的第二输入端与所述功率开关管Ql的输出端连接，所述电压采样运算放大器U2的输出端与所述乘法器Pl的第二输入端连接；所述乘法器Pl的输出端与所述恒流恒功率定时控制电路1021的第二输入端连接；所述温度采样电路1022的输出端与所述恒流恒功率定时控制电路1021的第三输入端连接；所述恒流恒功率定时控制电路1021的输出端与所述控制保护电路1024的第一输入端连接；所述过压欠压保护电路1023的输入端与所述电压输入端VIN连接(图未示连线)，所述过压欠压保护电路1023的输出端与所述控制保护电路1024的第二输入端连接；所述控制保护电路1024的输出端与所述驱动电路1025的输入端连接；所述驱动电路1025的输出端与所述功率开关管Ql的控制端连接。
[0044]具体地，本实施例中，所述电流采样运算放大器Ul，用于对所述第一绑定丝A两端的电压差进行采样(即对所述电阻Rsns两端的电压差进行采样)，并运算出流过所述功率开关管Ql的电流，实现对流过所述功率开关管Ql的电流的无损精确采样；
[0045]所述电压采样运算放大器U2，用于对所述功率开关管Ql两端的电压进行采样；
[0046]所述乘法器P1，用于根据所述功率开关管Ql的电流以及所述功率开关管Ql两端的电压，计算出所述功率开关管Ql的功率；
[0047]所述温度采样电路1022，用于对所述控制电路芯片102的温度进行采样；
[0048]所述恒流恒功率定时控制电路1021，用于根据所述功率开关管Ql的电流及所述功率开关管Ql的功率，对所述功率开关管Ql进行恒流、恒功率控制以及对所述功率开关管Ql进彳丁启动延时控制、短路延时控制和再启动延时控制，并输出相应的控制?目号至所述控制保护电路1024 ;所述恒流恒功率定时控制电路1021还用于根据所述功率开关管Ql的电流及预设的限流阀值，输出相应的过流保护信号至所述控制保护电路1024 ;以及根据所述温度采样电路1022所采样到的所述控制电路芯片102的温度及预设的温度阀值，输出相应的过温保护信号至所述控制保护电路1024 ;
[0049]所述过压欠压保护电路1023，用于根据所述电压输入端VIN的电压、预设的过压点参考电压及预设的欠压点参考电压，输出相应的过压保护信号或欠压保护信号至所述控制保护电路1024 ；
[0050]所述控制保护电路1024，用于根据所述恒流恒功率定时控制电路1021输出的所述过温保护信号、所述过压欠压保护电路1023输出的所述过压保护信号、所述欠压保护信号及所述恒流恒功率定时控制电路输出 的所述控制信号，输出相应的功率开关管保护信号至所述驱动电路1025 ;
[0051]所述驱动电路1025，用于根据接收到所述控制保护电路1024输出的的所述功率开关管保护信号，输出相应的驱动信号至所述功率开关管Ql的控制端，以控制所述功率开关管Ql的开关动作。
[0052]进一步地，本实施例中，所述恒流恒功率定时控制电路1021还用于:根据所述温度采样电路1022所采样到的温度和所述预设的限流阀值，对所述功率开关管Ql的限流阀值进行温度负反馈控制。具体地，本实施例中，由于所述功率开关芯片101是主要热源，其温度必然高于所述控制电路芯片102的温度，为了保护所述功率开关芯片101免于因温度过高而损坏，本实施例在所述恒流恒功率定时控制电路1021的内部设有对所述功率开关管Ql的限流阀值进行温度负反馈控制的温度负反馈控制电路。
[0053]图4是图3中所述功率开关芯片的限流阀值的温度负反馈控制示意图。
[0054]一并参照图3和图4，当所述控制电路芯片102的温度T小于温度tl时，所述功率开关芯片101芯片的限流阀值Ilimt为所述预设的限流阀值(图中用标号Il表示所述预设的限流阀值)；当所述控制电路芯片102的温度T大于温度tl且小于温度t2时，所述功率开关芯片101芯片的限流阀值Ilimt线性降低。本实施例中，当所述控制电路芯片102的温度T高于温度t2时，所述控制电路芯片102对所述功率开关芯片101执行过温保护动作(即当所述控制电路芯片102的温度T高于温度t2时，所述控制电路芯片102中的所述驱动电路1025输出关断所述功率开关管Ql的控制信号至所述功率开关管Ql的控制端，以关断所述功率开关管Ql)。
[0055]本实施例双芯片功率保护器利用芯片封装时的所述第一绑定丝A的寄生电阻Rsns实现对流过所述功率开关管Ql的电流的无损精确采样；同时采样所述功率开关管Ql两端的电压，实现对所述功率开关管Ql进行恒功率及恒流控制(下称恒功率控制技术和恒流控制技术)，具体地，所述功率开关芯片101在启动过程中为恒功率工作方式，所述功率开关芯片101正常工作时为恒流工作方式。另外，本实施例中，所述恒流恒功率定时控制电路1021的内部还设有定时电路，允许所述功率开关管Ql工作在限流或者限功率一段时间，以防止保护功能误触发。
[0056]需要说明的是，本实施例中，所述第一绑定丝A由多根铜线绑定丝并联而成，可以减小单根铜线绑定丝的偏差对采样电流的准确度的影响。并且，本实施例双芯片功率保护器在所述控制电路芯片102内还可以设置温度补偿电路，以补偿铜线绑定丝的温漂对采样电流的准确度的影响。
[0057]本实施例中，所述恒功率控制技术可以充分利用所述功率开关管Ql的安全工作区，实现对所述功率开关管Ql的快速启动。该恒功率控制技术实现对所述功率开关管Ql的软启动可以分为以下两个阶段:
[0058]阶段一:在所述功率开关管Ql启动初期，流过所述功率开关管Ql的电流小于预设的限流阀值，所述功率开关管Ql工作于恒定功率的工作状态，同时对外部的定时电容C进行充电；
[0059]阶段二:当所述电压输出端VOUT的电压接近于所述电压输入端VIN的电压时，所述功率开关管Ql工作于恒流状态，将所述电压输出端VOUT的电压快速提升至所述电压输入端VIN的电压。
[0060]本实施例中，所述功率开关管Ql处于正常工作状态时，当负载短路时，或者流过所述功率开关管Ql的电流超过预设的限流阀值时，所述控制电路芯片102控制所述功率开关芯片101处于限流状态或者限功率状态，同时启动对外部定时电容C进行充电。当外部定时电容C的电压高于设定的阀值电压时，所述功率开关管Ql关断，进入打嗝模式，处于打嗝模式时，首先对外部定时电容C缓慢放电，当外部定时电容C的电压放到预设的下限阀值电压时，再对外部定时电容C进行几个周期的缓慢充放电，充放电过程结束后，所述功率开关芯片101进入启动过程。
[0061]本实施例中，所述预设的过压点参考电压及预设的欠压点参考电压可以通过外部电路设定，当所述电压输入端VIN的电压高于预设的过压点参考电压或者低于预设的欠压点参考电压时，所述功率开关管Ql处于关断状态，以保护负载免于过压损坏，同时保护电子产品电池供电系统中电池的过放电。
[0062]本实施例提供的双芯片功率保护器，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；所述控制电路芯片，用于根据所述电压输入端的电压、流过所述功率开关芯片的电流以及所述控制电路芯片的温度，输出相应的驱动信号至所述功率开关芯片的控制端，以控制所述控制电路芯片的开关动作，实现对所述功率开关芯片的过压、欠压、过温及过流保护控制；所述功率开关芯片，用于根据接所述控制电路芯片输出的所述驱动信号，执行所述电压输入端与所述电压输出端之间的连通和断开动作。本实施例双芯片功率保护器具有应用简单、成本低及损耗低的优点。同时，本实施例双芯片功率保护器还具有多种智能保护功能，其中，输入电压欠压保护功能能防止电子产品电池供电系统中电池的过放电，起到保护电池的作用，而恒功率控制技术充分利用了功率开关管的安全工作区，能够实现对功率开关管的快速启动；另外，本实施例双芯片功率保护器还可以允许功率开关管工作在限流限功率状态一段时间，以防止电路保护功能的误触发。
[0063]参照图5，图5是本发明双芯片功率保护器一实施例的电路结构示意图。
[0064]本实施例中，该双芯片功率保护器包括电压输入端VIN2、电压输出端VOUT2、功率开关芯片201和控制电路芯片202。其中，所述控制电路芯片202包括电流采样运算放大器U21、电压采样运算放大器U22、乘法器P21、恒流恒功率定时控制电路2021、温度采样电路2022、过压欠压保护电路2023、控制保护电路2024及驱动电路2025(图中电容Cl为外部的定时电容);所述功率开关芯片201包括功率开关管Q21 ;所述功率开关管Q21的输出端经第二绑定丝B与所述电压输出端VOUT2连接。图中电阻Rsns2为所述第二绑定丝B的寄生电阻(同理，本实施例中，所述电阻Rsns2也不仅仅限于所述功率开关管Q21和所述电压输出端VOUT2之间的绑定丝的寄生电阻，电阻Rsns2还可以是位于所述电压输入端VIN2和所述功率开关管Q21之间的绑定丝的寄生电阻，或者是所述功率开关管Q21部分或者全部的寄生电阻)。本实施例中，所述第二绑定丝B同样是由多根铜线绑定丝并联而成。
[0065]本实施例中，所述过压欠压保护电路2023包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电压比较器U3及第二电压比较器U4。本实施例中，所述第一电阻Rl和所述第二电阻R2的阻值比为19:1，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的阻值比为19:1ο
[0066]具体地，所述第一电阻Rl的第一端与所述电压输入端VIN2连接，所述第一电阻Rl的第二端经所述第二电阻R2接地，所述第一电阻R2的第二端还与所述第一电压比较器U3的第一输入端连接；所述第一电压比较器U3的第二输入端与预设的过压点参考电压0V_REF连接，所述第一电压比较器U3的输出端与所述控制保护电路2024连接；
[0067]所述第三电阻R3的第一端与所述电压输出端V0UT2连接，所述第三电阻R3的第二端经所述第四电阻R4接地，所述第三电阻R3的第二端还与所述第二电压比较器U4的第一输入端连接；所述第二电压比较器U4的第二输入端与预设的欠压点参考电压UV_REF连接，所述第二电压比较器U4的输出端与所述控制保护电路2014连接。
[0068]本实施例中， 所述电压采样运算放大器U22的第一输入端与所述第一电阻Rl的第二端连接，所述电压采样运算放大器U22的第二输入端与所述第三电阻R3的第二端连接，所述电压采样运算放大器U22的输出端与所述乘法器P21连接。本实施例中，所述电压采样运算放大器U22的第一输入端经分压电阻的分压后(即经所述第一电阻Rl和所述第二电阻R2的分压后)连接于所述电压输入端VIN2，其第二输入端经分压电阻的分压后(即经所述三电阻R3和所述第四电阻R4的分压后)连接于所述电压输出端V0UT2，从而使得本实施例可以应用于高压输入的应用场合。
[0069]本实施例中，所述电流采样运算放大器U21、电压采样运算放大器U22、乘法器P21、恒流恒功率定时控制电路2021、温度采样电路2022、过压欠压保护电路2023、控制保护电路2024及驱动电路2025的功能作用与图3所示实施例相同，此处不再赘述。本实施例中，所述电流采样运算放大器U21、乘法器P21、恒流恒功率定时控制电路2021、温度采样电路2022、控制保护电路2024及驱动电路2025之间的连接关系也与图3所示实施例相同，此处不再赘述。
[0070]本发明还提供一种电池供电电子产品保护电路，该电池供电电子产品保护电路包括双芯片功率保护器，该双芯片功率保护器的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的电池供电电子产品保护电路采用了上述双芯片功率保护器的技术方案，因此该电池供电电子产品保护电路具有上述双芯片功率保护器所有的有益效果。
[0071]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种双芯片功率保护器，其特征在于，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， 所述控制电路芯片，用于根据所述电压输入端的电压、流过所述功率开关芯片的电流以及所述控制电路芯片的温度，输出相应的驱动信号至所述功率开关芯片的控制端，以控制所述控制电路芯片的开关动作，实现对所述功率开关芯片的过压、欠压、过温及过流保护控制； 所述功率开关芯片，用于根据接所述控制电路芯片输出的所述驱动信号，执行所述电压输入端与所述电压输出端之间的连通和断开动作。2.如权利要求1所述的双芯片功率保护器，其特征在于，所述控制电路芯片包括电流采样运算放大器、电压采样运算放大器、乘法器、恒流恒功率定时控制电路、温度采样电路、过压欠压保护电路、控制保护电路及驱动电路；所述功率开关芯片包括功率开关管；所述功率开关芯片的输出端经第一绑定丝与所述电压输出端连接；其中， 所述电流采样运算放大器，用于对所述第一绑定丝两端的电压差进行采样并运算出流过所述功率开关管的电流，实现对流过所述功率开关管的电流的精确采样； 所述电压采样运算放大器，用于对所述功率开关管两端的电压进行采样； 所述乘法器，用于根据所述功率开关管的电流以及所述功率开关管两端的电压，计算出所述功率开关管的功率； 所述温度采样电路，用于对所述控制电路芯片的温度进行采样； 所述恒流恒功率定时控制电路，用于根据所述功率开关管的电流及所述功率开关管的功率，对所述功率开关管进行恒流、恒功率控制以及对所述功率开关管进行启动延时控制、短路延时控制及再启动延时控制，并输出相应的控制信号至所述控制保护电路；以及根据所述功率开关管的电流及预设的限流阀值，输出相应的过流保护信号至所述控制保护电路；以及根据所述控制电路芯片的温度及预设的温度阀值，输出相应的过温保护信号至所述控制保护电路； 所述过压欠压保护电路，用于根据所述电压输入端的电压、预设的过压点参考电压及预设的欠压点参考电压，输出相应的过压保护信号或欠压保护信号至所述控制保护电路； 所述控制保护电路，用于根据所述过温保护信号、所述过压保护信号、所述欠压保护信号及所述恒流恒功率定时控制电路输出的所述控制信号，输出相应的功率开关管保护信号至所述驱动电路； 所述驱动电路，用于根据接收到的所述功率开关管保护信号，输出相应的驱动信号至所述功率开关管的控制端，以控制所述功率开关管的开关动作。3.如权利要求2所述的双芯片功率保护器，其特征在于，所述恒流恒功率定时控制电路，还用于:根据所述温度采样电路所采样到的温度及所述预设的限流阀值，对所述功率开关管的限流阀值进行温度负反馈控制。4.如权利要求3所述的双芯片功率保护器，其特征在于，所述电流采样运算放大器的第一输入端与所述第一绑定丝的第一端连接，所述电流采样运算放大器的第二输入端与所述第一绑定丝的第二端连接，所述电流采样运算放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端及所述恒流恒功率定时控制电路的第一输入端连接；所述电压采样运算放大器的第一输入端与所述功率开关管的输入端连接，所述电压采样运算放大器的第二输入端与所述功率开关管的输出端连接，所述电压采样运算放大器的输出端与所述乘法器的第二输入端连接；所述乘法器的输出端与所述恒流恒功率定时控制电路的第二输入端连接；所述温度采样电路的输出端与所述恒流恒功率定时控制电路的第三输入端连接；所述恒流恒功率定时控制电路的输出端与所述控制保护电路的第一输入端连接；所述过压欠压保护电路的输入端与所述电压输入端连接，所述过压欠压保护电路的输出端与所述控制保护电路的第二输入端连接；所述控制保护电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接；所述驱动电路的输出端与所述功率开关管的控制端连接。5.如权利要求1所述的双芯片功率保护器，其特征在于，所述过压欠压保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电压比较器及第二电压比较器；其中， 所述第一电阻的第一端与所述电压输入端连接，所述第一电阻的第二端经所述第二电阻接地，所述第一电阻的第二端还与所述第一电压比较器的第一输入端连接；所述第一电压比较器的第二输入端与预设的过压点参考电压连接，所述第一电压比较器的输出端与所述控制保护电路连接； 所述第三电阻的第一端与所述电压输出端连接，所述第三电阻的第二端经所述第四电阻接地，所述第三电阻的第二端还与所述第二电压比较器的第一输入端连接；所述第二电压比较器的第二输入端与预设的欠压点参考电压连接，所述第二电压比较器的输出端与所述控制保护电路连接。6.如权利要求5所述的双芯片功率保护器，其特征在于，所述第一绑定丝由多根铜线绑定丝并联而成。7.如权利要求6所述的双芯片功率保护器，其特征在于，所述功率开关芯片在启动过程中为恒功率工作方式，所述功率开关芯片正常工作时为恒流工作方式。8.—种电池供电电子产品保护电路，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的双芯片功率保护器。
【专利摘要】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。
【IPC分类】H02H7/10, H02M3/156
【公开号】CN104883059
【申请号】CN201510263010
【发明人】欧雪春, 顾怡峰, 陈伟, 李学宁
【申请人】深圳市安派电子有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月21日