[發(fā)明專利]具有過流保護功能的低壓差線性穩(wěn)壓器電路

有效

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• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110018707B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 廖聰維;李圣;黃生祥;鄧聯(lián)文;羅衡;肖杰
• 申請（專利權）人: 中南大學;沅陵縣向華電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

本發(fā)明公開了一種具有過流保護功能的低壓差線性穩(wěn)壓器電路。本發(fā)明包括穩(wěn)壓器部分、電流檢測部分和電流控制部分，本發(fā)明的技術效果在于，取樣精度高、電路穩(wěn)定性好。本發(fā)明采用了電流?電壓轉換型的取樣電路，而不是基于取樣電阻，這就避免了取樣電阻容易受到溫度、工藝影響等問題。取樣穩(wěn)定性好。本發(fā)明采用的源極跟隨器的取樣結構可以抑制輸出電壓變化帶來的采樣過電流閾值的變化，可以使得LDO的輸入電壓范圍較寬。電路結構簡單。且采用“折返式”工作模式，能夠有效增強過流的保護能力。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有過流保護功能的低壓差線性穩(wěn)壓器電路。

背景技術

當今，以智能手機為代表的各類便攜式電子設備高速發(fā)展，其在經濟、社會中發(fā)揮著重要的作用。性能優(yōu)良的電源管理芯片是先進便攜式電子設備的基礎，是保證電子系統(tǒng)正常工作的基本要求。外部供電電源中不可避免地包含高頻噪聲或紋波電壓。這些高頻噪聲電壓通常會通過耦合電容、直流通路在電子系統(tǒng)內傳播。當噪聲信號的幅度與正常信號相當時，電子系統(tǒng)無法正常工作。電源管理芯片的主要作用就是降低電子系統(tǒng)電源中的高頻噪聲、提高電源抑制比、抑制輸出負載電流變化對電源電壓的影響。

常見的電源管理芯片包括開關電源DC-DC和低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)。開關電源雖然具有效率高的優(yōu)點，但由于需要外接電感或變壓器，其存在開關噪聲較大、電路體積龐大等問題。LDO線性穩(wěn)壓器因其具有集成度高、噪聲低、靜態(tài)電流低、結構簡單等優(yōu)點而得到了越來越廣泛的應用。

電源的保護措施對整個電子系統(tǒng)非常重要，，如過電壓、過電流、過熱保護等。當電子產品出現(xiàn)故障時，例如輸入側的短路或者輸出側的開路，則電源必須斷開其輸出電壓，才能避免功率和輸出側設備的燒毀事故。然而直接關閉電源并不合適，過電流事件解除后電路還要能夠恢復工作。因此，設計出一種不影響LDO正常工作的過電流保護結構對于便攜式電子設備的電源電路的設計非常關鍵。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的主要技術問題是，提供了一適用于LDO穩(wěn)壓器的具有過流保護功能的低壓差線性穩(wěn)壓器電路，其作用是檢測LDO的過電流狀態(tài)，并自適應地降低功率管上的電流，避免在過流保護階段功率管上因長時間的大電流而損壞。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種具有過流保護功能的低壓差線性穩(wěn)壓器電路，包括穩(wěn)壓器部分和過流保護部分，所述的穩(wěn)壓器部分包括電壓基準源、誤差放大器、功率管和反饋電阻，所述的電壓基準源連接誤差放大器和過流保護部分以提供基準電壓，所述的誤差放大器、反饋電阻、功率管和過流保護部分互相連接，所述的功率管提供用于驅動負載工作的電源，所述的反饋電阻采集功率管的輸出電壓并反饋至誤差放大器，誤差放大器通過從反饋電阻得到反饋信息調整功率管的導通電流大小；所述的過流保護部分包括電流檢測單元和電流控制單元，所述的電流檢測單元連接至功率管以監(jiān)測功率管電流并將監(jiān)測到的信息發(fā)送至電流控制單元，所述的電流控制單元在發(fā)生過流且功率管電流大于第一閾值時鉗制功率管電壓保持穩(wěn)定以使電流不再增大，當功率管電流大于第二閾值時上拉功率管電壓以使電流下降，其中第二閾值大于第一閾值。

所述的一種具有過流保護功能的低壓差線性穩(wěn)壓器電路，所述的電流控制單元包括用于鉗制功率管電壓保持穩(wěn)定的“折式”保護電路和用于上拉功率管電壓的“返式”保護電路，所述的“折式”保護電路連接功率管和電流檢測單元，并在功率管電流大于第一閾值時由電流檢測單元啟動，與功率管和電流檢測單元之間形成負反饋回路以鉗制功率管電壓保持穩(wěn)定，所述的“返式”保護電路連接“折式”保護電路和功率管，并在功率管電流大于第二閾值時由功率管啟動，以上拉功率管電壓以使電流下降。