过流保护电路、控制开关及车辆的制作方法

本申请涉及电路保护，尤其涉及一种过流保护电路、控制开关及车辆。

背景技术：

1、在大功率电力电子领域中，随着晶闸管、gto(gateturn-offthyristor，可关断晶闸管)、mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)以及igbt(insulatedgate bipolartransistor，绝缘栅双极晶体管)的相继问世，电力电子器件呈现出高压、大电流、高频率、低损耗的发展趋势。作为目前快速发展的第三代宽禁带功率半导体器件，sicmosfet(碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管)具有击穿电压高，开关速度块，功率密度大等优点，是igbt在高压功率变换领域的有力竞争者。

2、在上述功率器件的运行过程中，电流过大将会严重影响器件的寿命和可靠性。以sicmosfet为例，其在工作状态时的结温较高，即使是持续时间很短的脉冲过电流也会对其产生影响。因此，有必要提供一种过流保护电路，能够对功率器件进行及时的过流保护。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种过流保护电路、控制开关及车辆，能够解决现有技术中功率器件在过电流时容易影响器件的寿命和可靠性的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种过流保护电路，包括：

3、检测模块，包括检测端口及控制端口，检测端口与功率器件电连接，控制端口与功率器件的控制端电连接；

4、自切换模块，连接于检测端口与功率器件之间，用于根据功率器件的温度调整自切换模块的等效电阻；

5、检测模块，用于在检测电压达到阈值电压时，关断功率器件。

6、通过在检测端口与功率器件之间设置自切换模块，能够根据功率器件的工作温度调整自切换模块的等效电阻。在功率器件的温度提升时，自切换模块能够降低等效电阻，从而减小自切换模块的两端电压，对检测模块所检测到的实际电压进行补偿，避免功率器件在较高温度下的导通电压过大而导致检测模块误触发过流保护。在功率器件的温度降低时，自切换模块能够增大等效电阻，从而增大自切换模块两端电压，避免功率器件在较低温度下的导通电压过小而导致检测模块无法触发过流保护。自切换模块能够根据功率器件的工作温度对检测模块所检测到的电压进行补偿，从而使得功率器件在不同的工作温度下，检测模块均能够对功率器件进行有效过流保护，提升了过流保护的稳定性和可靠性。

7、在一些实施例中，自切换模块包括：比较模块，包括分别接收基准电平信号和温度检测信号的两个比较输入端，用于根据两个比较输入端的电压大小输出高低电平信号；温度检测信号为测温元件的采样电压信号；阻值调整模块，包括并联的第一电阻及第一开关器件，第一电阻连接于检测端口与功率器件之间，第一开关器件的控制端与比较模块的输出端连接。通过比较模块和阻值调整模块，能够根据功率器件的温度实现阻值调整，从而对检测模块所检测到的电压进行补偿，避免检测模块所检测到的电压过大或过小。

8、在一些实施例中，测温元件为热敏电阻，热敏电阻与功率器件集成设置。通过利用与功率器件集成设置的热敏电阻，能够对封装外壳内的功率器件的结温进行温度测量，从而测量得到更为准确的工作温度。

9、在一些实施例中，第一开关器件为p沟道mosfet。通过设置第一开关器件为pmos，能够降低驱动第一开关器件所消耗的功率，从而节省功耗。

10、在一些实施例中，比较模块为推挽比较器。通过设置推挽比较器，能够输出具有驱动能力的高低电平信号，从而实现第一开关器件的通断控制。

11、在一些实施例中，过流保护电路还包括：反向保护模块，连接于检测端口与功率器件之间，用于限制电流方向为检测端口至功率器件。通过设置反向保护模块，能够避免流入检测模块的电流过大儿而损坏检测模块。

12、在一些实施例中，反向保护模块包括：第一二极管，第一二极管的正极与检测端口连接，第一二极管的负极与功率器件连接。第一二极管能够限制电流流入检测模块，从而避免检测模块发生过流损坏。

13、在一些实施例中，过流保护电路还包括：阈值电压生成模块，与检测模块电连接，用于根据功率器件的温度调整阈值电压。阈值电压生成模块可以根据功率器件的结温适应调整阈值电压，以使不同温度下通过调整阈值电压，使得电流的过流阈值保持一致。

14、在一些实施例中，功率器件为碳化硅功率器件。对于导通阻抗随温度变化较大的碳化硅功率器件，过流保护电路能够有效根据温度实现检测电压的补偿，从而在不同工作温度下对碳化硅功率器件进行可靠过流保护。

15、第二方面，本申请实施例提供一种控制开关，包括上述实施例中的过流保护电路。

16、第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括上述实施例中的控制开关。

17、与现有技术相比，本申请实施例提供的过流保护电路、控制开关及车辆，通过在检测端口与功率器件之间设置自切换模块，能够根据功率器件的工作温度调整自切换模块的等效电阻。在功率器件的温度提升时，自切换模块能够降低等效电阻，从而减小自切换模块的两端电压，对检测模块所检测到的实际电压进行补偿，避免功率器件在较高温度下的导通电压过大而导致检测模块误触发过流保护。相应地，在功率器件的温度降低时，自切换模块能够增大等效电阻，从而增大自切换模块两端电压，对检测模块所检测到的实际电压进行补偿，避免功率器件在较低温度下的导通电压过小而导致检测模块无法触发过流保护。通过功率器件的温度调整自切换模块的等效电阻，能够根据功率器件的工作温度对检测模块所检测到的电压进行补偿，从而使得功率器件在不同的工作温度下，检测模块均能够对功率器件进行有效过流保护，提升了过流保护的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种过流保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述自切换模块包括：

3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述测温元件为热敏电阻，所述热敏电阻与所述功率器件集成设置。

4.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关器件为p沟道mosfet。

5.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述比较模块为推挽比较器。

6.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括：

7.根据权利要求6所述的过流保护电路，其特征在于，所述反向保护模块包括：

8.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括：

9.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述功率器件为碳化硅功率器件。

10.一种控制开关，其特征在于，包括功率器件以及如权利要求1-9中任一项所述的过流保护电路。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求10所述的控制开关。

技术总结
本申请公开了一种过流保护电路、控制开关及车辆。过流保护电路包括：检测模块，包括检测端口及控制端口，检测端口与功率器件电连接，控制端口与功率器件的控制端电连接；自切换模块，连接于检测端口与功率器件之间，用于根据功率器件的温度调整自切换模块的等效电阻；检测模块，用于在检测电压达到阈值电压时，关断功率器件。根据本申请实施例，自切换模块能够通过调整等效电阻，在不同的工作温度下对检测模块所检测到的电压进行补偿，从而使得功率器件在不同的工作温度下，检测模块均能够对功率器件进行有效过流保护，提升了过流保护的稳定性和可靠性。

技术研发人员：林赢
受保护的技术使用者：宁德时代（上海）智能科技有限公司
技术研发日：20230321
技术公布日：2024/1/14