[實用新型]一種低電壓電流限制電路

有效

• 申請號: 201320033183.8
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN203191867U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 包興坤
• 申請（專利權）人: 蘇州硅智源微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到感測和限制晶體管產生的電流，以保證晶體管在一個安全的工作區域。特別是感測穩壓電路中導通晶體管集電極產生的電流，并且當感測電流超過電流限制值時限制晶體管的基極驅動電流。?

背景技術

穩壓電路在正常工作時要求電源電壓和穩壓輸出電壓之間的電壓差最小。這個電壓差即為穩壓器的壓降。對于一個給定的電源電壓，穩壓器的壓降限制了提供給負載的最大穩壓。相反，對于一個給定的輸出電壓，穩壓器的壓降決定了校準所需的最低電源電壓。低壓降穩壓電路相對于高壓降穩壓電路，可以在較低的電源電壓下提供穩壓輸出電壓。一個低壓降穩壓電路也可以以更高的效率工作，因為穩壓電路的輸入/輸出電壓差乘以輸出電流等于功率轉移到負載過程中調節器的功率耗散。由于這些和其他原因，低壓差穩壓電路有許多應用，同時可以提高穩壓電路所在電路的性能并且減少其成本。例如，壓降的改善使電源電壓較小的散熱器和磁性器件的使用成為可能。?

穩壓電路通過控制與負載串聯的功率晶體管的壓降控制負載電壓。為了防止電源電路和穩壓電路因遭受過載意外而永久損壞，穩壓電路通常包括感測晶體管電流的電路，并且發生過載時限制此電流在預定的最大安全值下。?

晶體管工作在高功率水平下發生損壞的機制被稱為熱失控現象。具體表現為：高功率水平下，晶體管的熱不穩定性導致局部地區過熱甚至燒壞。這種現象是集電極電流和集電極-發射極電壓共同作用的結果。一般情況下，集電極電流在高電壓下會引發熱失控，雖然晶體管設計時確定了精確的電流和電壓閾值以保證在安全工作區下，但是考慮到額外的溫度系數，確定上述閾值通常是一?個與經驗相關的過程。?

因此，用于穩壓電路的電流限制電路應確保功率晶體管在安全工作范圍內。理想情況下，這樣的電流限制電路應該有一個高增益以提供一個清晰的電流限制，同時在晶體管產生的電流接近電流限制值時避免其發生退化。?

然而，在三端集成穩壓電路中，這樣的電流限制電路存在幾個問題。在這樣一個穩壓電路中，電流限制電路(如穩壓電路中其他的電路一樣)僅有一個輸入/輸出電壓差。這一要求對于低壓差穩壓電路是一個較大的約束。此外，由于輸入/輸出電壓差的變化取決于負載和線路情況，電流限制電路應該能夠獨立地限制電流而與輸入/輸出電壓差的值無關，如上所述，它應該也能夠在輸入/輸出電壓差增加時減小電流限制值，以保護功率晶體管。?

鑒于上述情況，需要為低壓降三端穩壓電路提供不增加穩壓電路壓降的電流限制電路。?

進一步地，希望能夠為這樣一個穩壓電路提供改進的高增益電流限制電路。?

同時，改進的電流限制電路對應于輸入/輸出電壓差的變化，應該能夠改變電流限制值。?

發明內容

因此，本發明的第一個目的是提供一種新的電流限制電路，此電流限制電路能夠在單一的輸入/輸出電壓差下工作。?

本發明的第二個目的是提供一種新的電流限制電路，此電流限制電路能夠充分獨立地限制電流而與輸入/輸出電壓差的值無關。?

本發明的第三個目的是提供一種新的電流限制電路，此電流限制電路能夠限制低壓降穩壓電路的輸出電流，上述穩壓電路能夠在不到一伏的輸入/輸出電壓差下工作。?

本發明的第四個目的是提供一種新的電流限制電路，此電流限制電路有一個高的增益。?

本發明的第五個目的是提供一種新的電流限制電路，此電流限制電路能夠限制晶體管產生的電流在一個限制值內，并且這個限制值是晶體管集電極-發射極電壓的函數。?

本發明提出的一種低電壓電流限制電路，輸入端和輸出端之間連接一個用來產生感應電流的導通晶體管，輸入端與導通晶體管的集電極間連接一個感測電阻；上述晶體管有一個用來接收控制信號的控制電極，此控制信號因控制晶體管電流的電流限制信號而產生。?

本發明提出的一種低電壓電流限制電路，對應于上述感應電流，第一對晶體管產生的電流比起到改變感應電流幅度的功能；第一對晶體管的基極相連，其中第一個晶體管的發射極與輸入端連接一個電阻，第二個晶體管的發射極與上述導通晶體管的集電極間連接一個電阻。?

本發明提出的一種低電壓電流限制電路，第一對晶體管的基極與電壓輸入端連接一個驅動晶體管，此晶體管的基極與集電極相連形成一個二極管，其基極-發射極電壓大于第一對晶體管的基極-發射極電壓，并且上述驅動晶體管存在低交流阻抗和低直流阻抗。?