[發明專利]一種用于電壓穩壓器的折返限流電路

有效

• 申請號: 201610179548.6
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105700598B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 王海波;張洪俞
• 申請（專利權）人: 南京微盟電子有限公司
• 主分類號: G05F1/10
• 分類號: G05F1/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 奚幼堅

技術領域

本發明涉及穩壓電源，尤其涉及一種用于電壓穩壓器的折返限流電路(foldback current limit)。

背景技術

電壓穩壓器在輸出端外接低阻抗負載會導致過流情況。現有技術有一種通用的電流控制方法是固定電流限制，這種電路有一個準確設置的最大限制電流，不隨負載或者短路情況影響。固定電流限制的電源有一個主要的缺點是當輸出端短路時需要一個傳輸管來作為調節器件，用來瀉放電流。

發明內容

本發明的目的是，提供一種用于電壓穩壓器的折返限流電路，可以降低電壓穩壓器輸出短路時的輸出電流，并且通過器件上的壓降來提供正反饋，進而實現進一步降低輸出功耗的目的。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種用于電壓穩壓器的折返限流電路，電壓穩壓器包括差分放大器EA、功率傳輸PMOS管P1以及輸出電壓的電阻反饋網絡R1和R2，差分放大器EA的負向輸入端連接基準電壓VREF，PMOS管P1的柵極連接差分放大器EA的輸出端，PMOS管P1的源極和襯底連接電源VDD，PMOS管P1的漏極連接電阻R1的一端并作為電壓穩壓器的輸出端OUT，電阻R1的另一端連接電阻R2的一端和差分放大器EA的正向輸入端，電阻R2的另一端接地；其特征在于：

設置折返限流電路，包括PMOS管P2、P3、P4，NMOS管N1以及電阻R3和R4，PMOS管P2、P3、P4的源極和襯底都連接電源VDD，PMOS管P2的柵極連接電壓穩壓器中差分放大器EA的輸出端，PMOS管P2的漏極連接電阻R3的一端，電阻R3另一端連接電阻R4的一端和NMOS管N1的柵極，電阻R4的另一端接地，NMOS管N1的源極連接電壓穩壓器的輸出端OUT，NMOS管N1的漏極連接PMOS管P3的漏極和柵極并與PMOS管P4的柵極連接在一起，NMOS管N1的襯底接地，PMOS管P4的漏極連接電壓穩壓器中差分放大器EA的輸出端。

上述折返限流電路中，可用PMOS管P5替代電阻R4，此時折返限流電路中的PMOS管P2的漏極連接電阻R3的一端和NMOS管N1的柵極，電阻R3另一端連接PMOS管P5的源極和襯底，PMOS管P5的柵極接地，PMOS管P5的漏極連接電壓穩壓器的輸出端OUT。

上述返限流電路中用PMOS管P5替代電阻R4的同時，還可以用電阻R5替代PMOS管P3，電阻R5的一端連接電源VDD，電阻R5的另一端連接NMOS管N1的漏極和PMOS管P4的柵極。

本發明的優點和顯著效果：本發明通過提供一個包含非線性器件的折返電流限制電路來實現限制輸出過流，該非線性器件的電流和電壓之間是平方關系，這樣，電壓的一個輕微變化就會導致電流的一個大變化。可以將短路電流減小到小于最大限制電流。在這種器件中，當輸出電流大于最大限制電流時，輸出電壓和電流同時下降。優點是在短路時，不僅能減小穩壓器的功耗，還可以保護負載器件免受過流的影響。因為在這種穩壓器中，串聯傳輸管的尺寸和散熱都是由其承受的最大功耗決定，折返電流電路可以有效地減小這種器件的尺寸和成本，包括后面的負載中的相關器件。

附圖說明

圖1是本發明用于電壓穩壓器的折返限流電路圖；

圖2是圖1另一種實施方式；

圖3是圖2另一種實施方式；

圖4是使用折返限流前后電壓-電流曲線圖。

具體實施方式

由圖1，PART1部分為傳統的線性穩壓器，包括差分放大器EA，功率傳輸管P1，以及輸出電壓的電阻反饋網絡R1和R2。其中差分放大器EA的輸入端分為正向輸入和反向輸入，分別標注為+和-，其中正向輸入端接R1和R2的連接端，負向輸入端接基準電壓VREF。差分放大器EA的輸出接功率傳輸管P1的柵極。功率傳輸管P1的漏極接電阻R1的一端，并提供輸出電壓OUT，功率傳輸管P1源極和襯底一起接至VDD。電阻R1的另一端連接電阻R2的一端和差分放大器EA的正向輸入端，電阻R2的另一端接地。其工作原理為，OUT電壓通過電阻反饋網絡R1和R2輸出到差分放大器EA的正向輸入端，同基準電壓VREF進行比較，EA的輸出信號控制OUT保持穩定。當OUT下降時，EA的正向端電壓下降，導致小于VREF，EA輸出電壓下降，控制P1柵極電位下降，從而提升P1漏端電壓，即OUT上升。反之亦然。