一种高压开关功率管限流保护电路、PCB板及其控制器

一种高压开关功率管限流保护电路、pcb板及其控制器
技术领域
1.本发明涉及电子电路领域，特别涉及一种高压开关功率管限流保护电路、pcb板及其控制器。


背景技术：

2.现有的高压开关功率管的过流检测结构需要借助高压基准电压模块进行检测，通过高压基准电压模块用以产生逻辑高、低信号，以及通过额外的电平转换模块，用以与基准电压比较来判断是否发生过流。
3.现有检测结构存在带宽低、响应速度慢等缺陷，需要较大功耗的代价来降低响应时间。


技术实现要素：

4.发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种高压开关功率管限流保护电路、pcb板及其控制器，基于源极电流比较器对高压开关功率管的漏源电压进行比较，即使在高压应用条件下也能够实现电压比较，且能直接将比较结果转换成电平逻辑信号，具有带宽高、响应速度快等特点。
5.技术方案：本发明的一方面提供了一种高压开关功率管限流保护电路，包括目标开关功率管nm0、外部输入电源、使能输入端、采样单元、第一开关单元、第二开关单元、电压比较单元和参考电压发生单元；所述外部输入电源分别与所述目标开关功率管nm0的漏极、所述采样单元、所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述参考电压发生单元连接，所述目标开关功率管nm0的源极与所述采样单元连接，所述使能输入端分别与所述采样单元、所述第一开关单元和所述第二开关单元连接，所述电压比较单元包括第一电压输入端、第二电压输入端和使能端，所述第一开关单元分别与所述采样单元和所述第一电压输入端连接，所述第二开关单元与所述使能端连接，所述参考电压发生单元与所述第二电压输入端连接；所述使能输入端用于向所述采样单元、所述第一开关单元和所述第二开关单元发送开关信号；所述采样单元用于采集所述目标开关功率管nm0的漏源电压；所述第一开关单元用于根据所述目标开关功率管nm0的漏源电压向所述第一电压输入端发送第一比较电压；所述第二开关单元用于向所述电压比较单元发送开关信号；所述参考电压发生单元用于向所述第二电压输入端发送第二比较电压；所述电压比较单元用于根据第一比较电压和第二比较电压的比较结果输出高低逻辑电平信号。
6.进一步地，所述采样单元包括第一p型场效应管pm1和第一电阻r1，所述第一p型场效应管pm1的栅极与所述使能输入端连接，所述第一p型场效应管pm1的漏极与所述目标开关功率管nm0的源极连接，所述第一p型场效应管pm1的源极与所述第一电阻r1的一端连接，所述第一电阻r1的另一端与所述外部输入电源连接。
7.进一步地，所述第一开关单元包括第一n型场效应管nm1和第二电阻r2，所述第一n
型场效应管nm1的栅极与所述使能输入端连接，所述第一n型场效应管nm1的漏极与所述外部输入电源连接，所述第一n型场效应管nm1的源极分别与所述第二电阻r2的一端和所述第一电压输入端连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第一p型场效应管pm1的源极连接。
8.进一步地，所述第二开关单元包括第二n型场效应管nm2，所述第二n型场效应管nm2的栅极与所述使能输入端连接，所述第二n型场效应管nm2的漏极与所述外部输入电源连接，所述第二n型场效应管nm2的源极与所述使能端连接。
9.进一步地，所述电压比较单元包括差分比较部、偏置电流产生电路、第三电阻r3和第四电阻r4，所述差分比较部分别与所述第一n型场效应管nm1的源极、所述第二n型场效应管nm2的源极、所述偏置电流产生电路和所述第四电阻r4的一端连接，所述第四电阻r4的另一端分别与所述参考电压发生单元和所述第三电阻r3的一端连接，所述第三电阻r3的另一端与所述外部输入电源连接。
10.进一步地，所述差分比较部包括第二p型场效应管pm2、第三p型场效应管pm3、第四p型场效应管pm4和第五p型场效应管pm5，所述第二p型场效应管pm2的源极与所述第一n型场效应管nm1的源极连接，所述第四p型场效应管pm4的源极与所述第四电阻r4的一端连接，所述第二p型场效应管pm2的栅极和所述第四p型场效应管pm4的栅极分别与所述第二n型场效应管nm2的源极连接，所述第二p型场效应管pm2的漏极分别与所述第二p型场效应管pm2的栅极和所述第三p型场效应管pm3的源极连接，所述第五p型场效应管pm5的源极与所述第四p型场效应管pm4的漏极连接，所述第三p型场效应管pm3的栅极分别与所述第三p型场效应管pm3的漏极和所述第五p型场效应管pm5的栅极连接；所述偏置电流产生电路包括电流源和第一电流镜回路，所述电流源通过第一电流镜回路分别与所述第三p型场效应管pm3的漏极和所述第五p型场效应管pm5的漏极连接；所述第五p型场效应管pm5的漏极用于根据第一比较电压和第二比较电压的比较结果输出高低逻辑电平信号。
11.进一步地，所述参考电压发生单元包括压控电流源和第二电流镜回路，所述压控电流源与所述外部输入电源连接，所述压控电流源通过所述第二电流镜回路与所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的连路连接。
12.进一步地，所述第二电流镜回路包括第九n型场效应管nm9、第十n型场效应管nm10、第十一n型场效应管nm11和第十二n型场效应管nm12，所述第九n型场效应管nm9的漏极与所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的连路连接，所述第九n型场效应管nm9的源极与所述第十n型场效应管nm10的漏极连接，所述第十一n型场效应管nm11的漏极分别与所述压控电流源、所述第十一n型场效应管nm11的栅极和所述第九n型场效应管nm9的栅极连接，所述第十一n型场效应管nm11的源极分别与所述第十二n型场效应管nm12的漏极、所述第十二n型场效应管nm12的栅极和所述第十n型场效应管nm10的栅极连接，所述第十n型场效应管nm10的源极和所述第十二n型场效应管nm12的源极接地。
13.本发明的另一方面提供一种pcb板，所述pcb板上印刷有所述高压开关功率管限流保护电路。
14.本发明的另一方面提供一种控制器，所述控制器采用所述高压开关功率管限流保护电路进行工作控制。
15.有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
1、本发明提供了一种高压开关功率管限流保护电路，通过采样单元、第一开关单元和第二开关单元配合使用，使本限流保护电路可在功能关闭状态和功能开启状态之间进行切换，当进入高压开关功率管限流保护检测状态时，通过采样单元快速采集开关功率管nm0的漏源电压，并配合第一开关单元、电压比较单元和参考电压发生单元快速对漏源电压进行比对，若漏源电压大于预设值时则触发限流保护，电压比较单元则输出逻辑信号为高，即高压开关功率管进入限流保护状态；2、整个限流保护电路无需额外增加基准电压模块，即使在高压条件下也能够实现电压比较，并且可直接将比较结果转换成低压逻辑信号，无需电平转换模块；3、本限流保护电路采用源级电流比较器，具有带宽高和响应速度快的特点。
附图说明
16.图1为实施例一中高压开关功率管限流保护电路的电路框图；图2为实施例一中高压开关功率管限流保护电路的电路结构图。
具体实施方式
17.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。
18.实施例一
19.如图1所示为本实施例所述的一种高压开关功率管限流保护电路的电路框图，该高压开关功率管限流保护电路包括：目标开关功率管1、外部输入电源2、使能输入端3、采样单元4、第一开关单元5、第二开关单元6、电压比较单元7和参考电压发生单元8，该目标开关功率管1为目标开关功率管nm0。所述外部输入电源2分别与所述目标开关功率管nm0的漏极、所述采样单元4、所述第一开关单元5、所述第二开关单元6和所述参考电压发生单元8连接，所述目标开关功率管nm0的源极与所述采样单元4连接，所述使能输入端3分别与所述采样单元4、所述第一开关单元5和所述第二开关单元6连接。所述电压比较单元7包括第一电压输入端、第二电压输入端和使能端，所述第一开关单元5分别与所述采样单元4和所述第一电压输入端连接，所述第二开关单元6与所述使能端连接，所述参考电压发生单元8与所述第二电压输入端连接。所述使能输入端3用于向所述采样单元4、所述第一开关单元5和所述第二开关单元6发送开关信号；所述采样单元4用于采集所述目标开关功率管nm0的漏源电压；所述第一开关单元5用于根据所述目标开关功率管nm0的漏源电压向所述第一电压输入端发送所第一比较电压；所述第二开关单元6用于向所述电压比较单元7发送开关信号；所述参考电压发生单元8用于根据外部参考电压向所述第一电压输入端发送第二比较电压；所述电压比较单元7用于根据第一比较电压和第二比较电压的比较结果输出高低逻辑电平信号。
20.本实施例中高压开关功率管限流保护电路在使用时分为功能关闭状态和功能开启状态，具体的工作原理如下：（1）当进入功能关闭状态时，通过使能输入端3分别向采样单元4、第一开关单元5和第二开关单元6发送低电平信号，使采样单元4关闭，第一开关单元5和第二开关单元6打开，即采样单元4不采集目标开关功率管nm0的漏源电压，此外使能输入端3同时向电压比较
单元7发送关闭信号，以使电压比较单元7输出ocp逻辑信号为低，即高压开关功率管限流保护功能关闭。
21.（2）当进入功能开启状态时，通过使能输入端3分别向采样单元4、第一开关单元5和第二开关单元6发送高电平信号，使采样单元4打开，第一开关单元5和第二开关单元6关闭，第二开关单元6向电压比较单元7发送启动信号，进入高压开关功率管限流保护检测状态；采样单元4采集目标开关功率管nm0 的源极电压vcsh，并根据该源极电压vcsh和外部输入电源2的电压vcc得到漏源电压vds的阈值，第一开关单元5则根据漏源电压vds向电压比较单元7的第一电压输入端输入第一比较电压，而参考电压发生单元8则根据外部参考电压vref生成第二比较电压，并将第二比较电压输入至电压比较单元7的第二电压输入端中，当第二比较电压大于第一比较电压时，则触发目标开关功率管nm0的漏源电压vds的限流保护，电压比较单元7则输出ocp逻辑信号为高，即高压开关功率管进入限流保护状态。通过上述电路结构可快速检测目标开关功率管nm0的漏源电压vds是否发生过流的问题，整个电路结构无需额外增加基准电压模块，即使在高压条件下也能够实现电压比较，并且可直接将比较结果转换成低压逻辑信号，无需电平转换模块；此外，本实施例中的限流保护电路采用源级电流比较器，具有带宽高和响应速度快的特点。
22.如图2所示为本实施例中高压开关功率管限流保护电路的电路结构图，其中使能输入端3为图2中的ocp_en端。具体地，所述采样单元4包括第一p型场效应管pm1和第一电阻r1，所述第一p型场效应管pm1的栅极与所述使能输入端3连接，第一p型场效应管pm1的栅极与所述使能输入端3之间还可以设置第一反相器inv1，将使能输入端的电平进行翻转，所述第一p型场效应管pm1的漏极与所述目标开关功率管nm0的源极连接，所述第一p型场效应管pm1的源极与所述第一电阻r1的一端连接，所述第一电阻r1的另一端通过二极管d1与所述外部输入电源2连接。在工作时，当使能输入端3向第一p型场效应管pm1的栅极输入高电平信号时，第一p型场效应管pm1处于打开状态，并通过第一电阻r1采集目标开关功率管nm0的源极电压vcsh，其中，源极电压vcsh=外部输入电源2电压vcc-漏源电压vds，从而得到漏源电压vds；通过使能输入端3调节第一p型场效应管pm1的开关状态以实时对目标开关功率管nm0的源极电压vcsh实时采集的目的。
23.在本实施方式中，所述第一p型场效应管pm1的漏极和所述目标开关功率管nm0的源极还与外部负载连接；在一个示例中，所述外部负载可以为地。
24.在本实施方式中，所述目标开关功率管nm0的栅极与外部高侧栅极驱动模块连接，通过外部高侧栅极驱动模块控制目标开关功率管nm0的工作状态。
25.具体地，所述第一开关单元5包括第一n型场效应管nm1和第二电阻r2，所述第一n型场效应管nm1的栅极通过第一反相器inv1与所述使能输入端3连接，所述第一n型场效应管nm1的漏极与所述外部输入电源2连接，所述第一n型场效应管nm1的源极分别与所述第二电阻r2的一端和所述第一电压输入端连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第一p型场效应管pm1的源极连接。在工作时，当使能输入端3向第一n型场效应管nm1的栅极输入高电平信号时，第一n型场效应管nm1则处于关闭状态，使第一n型场效应管nm1上的连路形成断路，此时，第二电阻r2的支路在电压比较单元7的作用下产生电流i1，并根据第一电阻r1上的源极电压vcsh生成第一比较电压，第一比较电压=源极电压vcsh-第二电阻r2的电压，即第一比较电压= vcc-vds-r2i1 ，根据第一比较电压便于对漏源电压vds进行过流检测。
26.具体地，所述第二开关单元6包括第二n型场效应管nm2，所述第二n型场效应管nm2的栅极通过第一反相器inv1与所述使能输入端3连接，所述第二n型场效应管nm2的漏极与所述外部输入电源2连接，所述第二n型场效应管nm2的源极与所述使能端连接。通过第二n型场效应管nm2实现对电压比较单元7的状态控制，当使能输入端3向第二n型场效应管nm2的栅极输入低电平信号时，第二n型场效应管nm2处于打开状态，第二n型场效应管nm2的源极则向使能端发送高电平信号，使电压比较单元7关闭；当使能输入端3向第二n型场效应管nm2的栅极输入高电平信号时，第二n型场效应管nm2处于关闭状态，第二n型场效应管nm2的源极则向使能端发送低电平信号，使电压比较单元7开启。
27.具体地，所述电压比较单元7包括差分比较部、偏置电流产生电路、第三电阻r3和第四电阻r4，所述差分比较部分别与所述第一n型场效应管nm1的源极、所述第二n型场效应管nm2的源极、所述偏置电流产生电路和所述第四电阻r4的一端连接，所述第四电阻r4的另一端分别与所述参考电压发生单元8和所述第三电阻r3的一端连接，所述第三电阻r3的另一端与所述外部输入电源2连接。通过差分比较部对第一比较电压和第二比较电压进行比对，以快速检测目标开关功率管nm0的漏源电压vds是否出现过流的问题；通过偏置电流产生电路根据漏源电压vds阈值大小使第二电阻r2和第四电阻r4产生不同大小的偏置电流，从而在不同偏置电流的作用下产生不同的分压，以便于对漏源电压vds进行过流比较。在工作时，在偏置电流产生电路作用下，第二电阻r2和第四电阻r4的支路分别产生电流i1和电流i2，而参考电压发生单元8根据外部参考电压vref产生相应的电流 vrefn ，其中n为比例系数，由此可得，第一比较电压和第二比较电压分别为：vcc-vds-i1r2和vcc-r3(i2+vrefn)-r4i2，当第二比较电压大于第一比较电压时，即vcc-r3(i2+vrefn)-r4i2》vcc-vds-r2i1，由此可推导出，当vds》r3(i2+vrefn)+r4i2-r2i1时，则差分比较部输出ocp逻辑信号为高，即高压开关功率管进入限流保护状态。优选的，差分比较输出的ocp信号进过串联型反相器inv2和反相器inv3，用以对输出的ocp信号进行整波。
28.具体地，所述差分比较部包括第二p型场效应管pm2、第三p型场效应管pm3、第四p型场效应管pm4和第五p型场效应管pm5，所述第二p型场效应管pm2的源极与所述第一n型场效应管nm1的源极连接，所述第四p型场效应管pm4的源极与所述第四电阻r4的一端连接，所述第二p型场效应管pm2的栅极和所述第四p型场效应管pm4的栅极分别与所述第二n型场效应管nm2的源极连接，所述第二p型场效应管pm2的漏极分别与所述第二p型场效应管pm2的栅极和所述第三p型场效应管pm3的源极连接，所述第五p型场效应管pm5的源极与所述第四p型场效应管pm4的漏极连接，所述第三p型场效应管pm3的栅极分别与所述第三p型场效应管pm3的漏极和所述第五p型场效应管pm5的栅极连接。所述偏置电流产生电路包括电流源和第一电流镜回路，所述电流源通过第一电流镜回路分别与所述第三p型场效应管pm3的漏极和所述第五p型场效应管pm5的漏极连接；所述第五p型场效应管pm5的漏极用于根据第一比较电压和第二比较电压的比较结果输出高低逻辑电平信号；通过第二p型场效应管pm2、第三p型场效应管pm3、第四p型场效应管pm4和第五p型场效应管pm5组成二级差分比较器，其可根据不同偏置电流的作用下产生不同的分压对漏源电压vds的阈值进行判断，并可根据比较结果直接转换成低压逻辑信号，无需再接入电平转换模块对比较结果进行转换。
29.在本实施例中，所述第一电流镜回路包括第三n型场效应管nm3、第四n型场效应管nm4、第五n型场效应管nm5、第六n型场效应管nm6、第七n型场效应管nm7和第八n型场效应管nm8，所述电流源分别与所述第三n型场效应管nm3的漏极和栅极、所述第五n型场效应管nm5的栅极和所述第七n型场效应管nm7的栅极连接，所述第五n型场效应管nm5的漏极与所述第三p型场效应管pm3的漏极连接，所述第七n型场效应管nm7的漏极与所述第五p型场效应管pm5的漏极连接，所述第五n型场效应管nm5的源极与所述第六n型场效应管nm6的漏极连接，所述第七n型场效应管nm7的源极与所述第八n型场效应管nm8的漏极连接，所述第三n型场效应管nm3的源极分别与所述第四n型场效应管nm4的漏极和栅极、所述第六n型场效应管nm6的栅极和所述第八n型场效应管nm8的栅极连接，所述第四n型场效应管nm4的源极、所述第六n型场效应管nm6的源极和所述第八n型场效应管nm8的源极接地。通过第三n型场效应管nm3、第四n型场效应管nm4、第五n型场效应管nm5、第六n型场效应管nm6、第七n型场效应管nm7和第八n型场效应管nm8组成电流镜回路，使所述电流源的电流可分路流向第二电阻r2和第四电阻r4的支路，以产生不同的分压，便于判断漏源电压vds的阈值。
30.具体地，所述参考电压发生单元8包括压控电流源和第二电流镜回路，所述压控电流源与所述外部输入电源2连接，所述压控电流源通过所述第二电流镜回路与所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的连路连接。在工作时，压控电流源根据外部参考电压vref生成相应的输出电流，其输出电流大小为vrefn，其中n为比例系数，具有与跨导相同的单位，然后再经由第二电流镜回路将该电流输入至第四电阻r4的支路中，并在偏置电流产生电路的作用下，生成第二比较电压，即为vcc-r3(i2+vrefn)-r4i2，以此根据该第二比较电压快速对漏源电压vds的阈值进行过流判断，其中，漏源电压vds的限流保护触发条件仅与选择的外部参考电压vref有关，通过这样的方式可仅通过调整外部参考电压vref的输入值即可实现对漏源电压vds的过流阈值的调节。
31.具体地，所述第二电流镜回路包括第九n型场效应管nm9、第十n型场效应管nm10、第十一n型场效应管nm11和第十二n型场效应管nm12，所述第九n型场效应管nm9的漏极与所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的连路连接，所述第九n型场效应管nm9的源极与所述第十n型场效应管nm10的漏极连接，所述第十一n型场效应管nm11的漏极分别与所述压控电流源、所述第十一n型场效应管nm11的栅极和所述第九n型场效应管nm9的栅极连接，所述第十一n型场效应管nm11的源极分别与所述第十二n型场效应管nm11的漏极、所述第十二n型场效应管nm12的栅极和所述第十n型场效应管nm10的栅极连接，所述第十n型场效应管nm10的源极和所述第十二n型场效应管nm12的源极接地。在由第九n型场效应管nm9、第十n型场效应管nm10、第十一n型场效应管nm11和第十二n型场效应管nm12构成的电流镜作用下，使第九n型场效应管nm9和第十n型场效应管nm10的支路产生输出电流vrefn，以将输出电流vrefn输送至第四电阻r4的支路中产生偏置电流。
32.需要说明的是，本实施例中的采用的n型场效应管和p型场效应管可以为无衬底场效应管，同时，也可根据需求将两者替换为带衬底的场效应管。
33.综上所述，本实施例中通过采样单元4、第一开关单元5和第二开关单元6配合使用使本限流保护电路可在功能关闭状态和功能开启状态之间切换，当进入高压开关功率管限流保护检测状态时，通过采样单元4快速采集开关功率管nm0的漏源电压，并配合第一开关
单元5、电压比较单元7和参考电压发生单元8快速对漏源电压进行比对，若漏源电压大于预设值时则触发限流保护，电压比较单元7则输出逻辑信号为高，即高压开关功率管进入限流保护状态。整个限流保护电路结构无需额外增加基准电压模块，即使在高压条件下也能够实现电压比较，并且可直接将比较结果转换成低压逻辑信号，无需电平转换模块；此外，本限流保护电路采用源级电流比较器，具有带宽高和响应速度快的特点。
34.实施例二在本实施例中提供一种pcb板，印刷有如实施例一中所述的高压开关功率管限流保护电路。
35.实施例三
36.本实施例中提供一种控制器，采用如实施例一中所述的高压开关功率管限流保护电路进行工作控制。
37.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，包括目标开关功率管nm0、外部输入电源、使能输入端、采样单元、第一开关单元、第二开关单元、电压比较单元和参考电压发生单元；所述外部输入电源分别与所述目标开关功率管nm0的漏极、所述采样单元、所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述参考电压发生单元连接，所述目标开关功率管nm0的源极与所述采样单元连接，所述使能输入端分别与所述采样单元、所述第一开关单元和所述第二开关单元连接，所述电压比较单元包括第一电压输入端、第二电压输入端和使能端，所述第一开关单元分别与所述采样单元和所述第一电压输入端连接，所述第二开关单元与所述使能端连接，所述参考电压发生单元与所述第二电压输入端连接；所述使能输入端用于向所述采样单元、所述第一开关单元和所述第二开关单元发送开关信号；所述采样单元用于采集所述目标开关功率管nm0的漏源电压；所述第一开关单元用于根据所述目标开关功率管nm0的漏源电压向所述第一电压输入端发送第一比较电压；所述第二开关单元用于向所述电压比较单元发送开关信号；所述参考电压发生单元用于向所述第二电压输入端发送第二比较电压；所述电压比较单元用于根据第一比较电压和第二比较电压的比较结果输出高低逻辑电平信号。2.根据权利要求1所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述采样单元包括第一p型场效应管pm1和第一电阻r1，所述第一p型场效应管pm1的栅极与所述使能输入端连接，所述第一p型场效应管pm1的漏极与所述目标开关功率管nm0的源极连接，所述第一p型场效应管pm1的源极与所述第一电阻r1的一端连接，所述第一电阻r1的另一端与所述外部输入电源连接。3.根据权利要求2所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一n型场效应管nm1和第二电阻r2，所述第一n型场效应管nm1的栅极与所述使能输入端连接，所述第一n型场效应管nm1的漏极与所述外部输入电源连接，所述第一n型场效应管nm1的源极分别与所述第二电阻r2的一端和所述第一电压输入端连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第一p型场效应管pm1的源极连接。4.根据权利要求3所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第二n型场效应管nm2，所述第二n型场效应管nm2的栅极与所述使能输入端连接，所述第二n型场效应管nm2的漏极与所述外部输入电源连接，所述第二n型场效应管nm2的源极与所述使能端连接。5.根据权利要求4所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述电压比较单元包括差分比较部、偏置电流产生电路、第三电阻r3和第四电阻r4，所述差分比较部分别与所述第一n型场效应管nm1的源极、所述第二n型场效应管nm2的源极、所述偏置电流产生电路和所述第四电阻r4的一端连接，所述第四电阻r4的另一端分别与所述参考电压发生单元和所述第三电阻r3的一端连接，所述第三电阻r3的另一端与所述外部输入电源连接。6.根据权利要求5所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述差分比较部包括第二p型场效应管pm2、第三p型场效应管pm3、第四p型场效应管pm4和第五p型场效应管pm5，所述第二p型场效应管pm2的源极与所述第一n型场效应管nm1的源极连接，所述第四p型场效应管pm4的源极与所述第四电阻r4的一端连接，所述第二p型场效应管pm2的栅极和所述第四p型场效应管pm4的栅极分别与所述第二n型场效应管nm2的源极连接，所述第二p
型场效应管pm2的漏极分别与所述第二p型场效应管pm2的栅极和所述第三p型场效应管pm3的源极连接，所述第五p型场效应管pm5的源极与所述第四p型场效应管pm4的漏极连接，所述第三p型场效应管pm3的栅极分别与所述第三p型场效应管pm3的漏极和所述第五p型场效应管pm5的栅极连接；所述偏置电流产生电路包括电流源和第一电流镜回路，所述电流源通过第一电流镜回路分别与所述第三p型场效应管pm3的漏极和所述第五p型场效应管pm5的漏极连接；所述第五p型场效应管pm5的漏极用于根据第一比较电压和第二比较电压的比较结果输出高低逻辑电平信号。7.根据权利要求5所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述参考电压发生单元包括压控电流源和第二电流镜回路，所述压控电流源与所述外部输入电源连接，所述压控电流源通过所述第二电流镜回路与所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的连路连接。8.根据权利要求7所述的高压开关功率管限流保护电路，其特征在于，所述第二电流镜回路包括第九n型场效应管nm9、第十n型场效应管nm10、第十一n型场效应管nm11和第十二n型场效应管nm12，所述第九n型场效应管nm9的漏极与所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的连路连接，所述第九n型场效应管nm9的源极与所述第十n型场效应管nm10的漏极连接，所述第十一n型场效应管nm11的漏极分别与所述压控电流源、所述第十一n型场效应管nm11的栅极和所述第九n型场效应管nm9的栅极连接，所述第十一n型场效应管nm11的源极分别与所述第十二n型场效应管nm12的漏极、所述第十二n型场效应管nm12的栅极和所述第十n型场效应管nm10的栅极连接，所述第十n型场效应管nm10的源极和所述第十二n型场效应管nm12的源极接地。9.一种pcb板，其特征在于，所述pcb板上印刷有如权利要求1至8任一所述的高压开关功率管限流保护电路。10.一种控制器，其特征在于，所述控制器采用如权利要求1至8任一所述的高压开关功率管限流保护电路进行工作控制。

技术总结
本发明公开了一种高压开关功率管限流保护电路、PCB板及其控制器，其中限流保护电路包括目标开关功率管NM0、外部输入电源、使能输入端、采样单元、第一开关单元、第二开关单元、电压比较单元和参考电压发生单元。本发明通过采样单元、第一开关单元和第二开关单元配合使用，使本限流保护电路在功能关闭状态和功能开启状态之间切换；整个电路结构无需额外增加基准电压模块，即使在高压条件下也能够实现电压比较，并可直接将比较结果转换成低压逻辑信号；采用源级电流比较器，具有带宽高及响应速度快的特点。度快的特点。度快的特点。


技术研发人员：陆晨旭 谢祖帅 蔡志匡
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/7/21