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[發明專利]一種低壓差線性穩壓器的過流保護電路有效

專利信息
申請號: 201610362624.7 申請日: 2016-05-26
公開(公告)號: CN106020317B 公開(公告)日: 2017-09-29
發明(設計)人: 尚林林;陳家隆;陽云霄;趙鵬;蘭云鵬;裴國旭 申請(專利權)人: 深圳市國微電子有限公司
主分類號: G05F1/565 分類號: G05F1/565
代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205 代理人: 唐致明
地址: 518057 廣東省深圳市南*** 國省代碼: 廣東;44
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 低壓 線性 穩壓器 保護 電路
【說明書】:

技術領域

發明涉及低壓差線性穩壓器領域,尤其是一種低壓差線性穩壓器的過流保護電路。

背景技術

隨著集成電路的飛速發展,電源及電源管理芯片的市場越來越廣闊。低壓差線性穩壓器作為電源管理的一種結構,占據市場重要的一席。作為低壓差線性穩壓器中核心器件的功率管,具有較弱的承受短時過載的能力。當工作中因過流而使功率管內能量聚集時,極易引起雪崩擊穿并損壞器件。因此在實際應用中需要設計過流保護電路,確保功率器件可靠、穩定地工作。由于低壓差線性穩壓器一般用于便攜式電子產品的供電系統中,所以要求低壓差線性穩壓器的功耗必須足夠小才能延長供電時間。作為嵌入功能電路中的過流保護電路,除了提供可靠的電路保護功能,其附加的功耗也必須盡量小。

在以PMOS為功率管的低壓差線性穩壓器中,常見的過流保護電路是利用一個采樣管以一定比例采樣功率管上的電流,將該采樣電流與電阻相乘得到一個與輸出電流成正比的電壓,然后將該電壓與基準電壓做比較,通過邏輯電路控制功率管的柵極,減小功率管的柵極-源極電壓Vgs,從而將功率管的輸出電流限制在某個值。

參考圖1,圖1為一種典型的低壓差線性穩壓器過流保護電路。穩壓器的PMOS功率管M1的源極接輸入電壓VIN,漏極接輸出電壓VOUT,柵極和PMOS采樣管M2的柵極接共同的驅動電壓Vdrive,PMOS管M3和M4接成電流鏡結構,保證PMOS功率管M1和PMOS采樣管M2的漏極-源極電壓Vds相等,從而保證采樣電流的高精度。電流源I1為PMOS管M3提供偏置電流,電阻R1與采樣電流的乘積通過比較器與基準電壓VREF做比較,再經過邏輯電路控制Vdrive。當輸出電流大于一定值時,將Vdrive拉高,從而實現過流保護功能。該方法中采樣電流與輸出電流成正比,且全部經過采樣電阻R1流到芯片地,因此隨著輸出電流增大,芯片地端的靜態電流也增大,增加了芯片的靜態功耗。

發明內容

為了解決上述技術問題,本發明的目的是提供一種利用電流比較實現過流保護的低壓差線性穩壓器的過流保護電路,所述過流保護電路可以降低芯片的靜態功耗。

本發明所采用的技術方案是:一種低壓差線性穩壓器的過流保護電路,與低壓差線性穩壓器相連接并對其進行過流保護,所述的低壓差線性穩壓器包括電壓輸入端、源極與電壓輸入端相連接的功率管、與功率管的柵極相連接的驅動電壓端、與功率管的漏極相連接的電壓輸出端,

所述低壓差線性穩壓器的過流保護電路包括柵極與功率管的柵極、漏極與功率管的漏極分別相連接的采樣管,第一輸入端與電壓輸入端相連接、第二輸入端與采樣管的源極相連接的電流比較電路,輸入端與電流比較電路的輸出端相連接的過流保護執行電路,過流保護執行電路的輸出端與驅動電壓端相連接。

進一步地,所述電流比較電路包括第一電阻、第二電阻、第一PNP管、第二PNP管、為所述第一PNP管和第二PNP管提供1:1的偏置電流的偏置電流電路,所述第一電阻的上端與第二電阻的上端相連接,所述第二電阻的上端作為電流比較電路的第一輸入端,所述第一電阻的下端作為電流比較電路的第二輸入端,所述第一電阻的下端與第一PNP管的發射極相連接,所述第一PNP管的基極與第二PNP管的基極相連接,所述第一PNP管的基極與集電極相連接,所述第二PNP管的發射極與第二電阻的下端連接,所述第二PNP管的集電極作為電流比較電路的輸出端,所述偏置電流電路的第一輸出端與第一PNP管的集電極連接,所述偏置電流電路的第二輸出端與第二PNP管的集電極連接。

進一步地,所述過流保護執行電路包括第一偏置電流端、柵極與第二PNP管的集電極相連接的第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管、發射極與驅動電壓端相連接的第一NPN管,所述第一NMOS管的漏極與第一偏置電流端相連接,所述第一NMOS管的源極與第二NMOS管的源極相連接,所述第二NMOS管的柵極與第一NMOS管的漏極相連接,所述第二NMOS管的柵極與第一PMOS管的柵極相連接,所述第二NMOS管的漏極與第一PMOS管的漏極相連接,所述第二NMOS管的漏極與第一NPN管的基極相連接,所述第一NPN管的集電極與第一PMOS管的源極相連接,所述第一PMOS管的源極與電壓輸入端相連接。

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