[發明專利]實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器

有效

• 申請號: 202011621215.7
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN114690833B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 陳冠峰;卜慧琴;沈超
• 申請（專利權）人: 華潤微集成電路（無錫）有限公司
• 主分類號: G05F1/569
• 分類號: G05F1/569;G05F1/573
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

本發明涉及一種實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器，包括第一級差分放大器、跟隨器、第二級放大器、短路保護電路、過流保護電路、電流采樣模塊、調整管、反饋電阻網絡，第一級差分放大器的負向輸入端接基準電壓Vref，輸出端與跟隨器的輸入端相連接，跟隨器的輸出端與第二級放大器的輸入端相連接，第二級放大器的輸出端與調整管的基極相連接，電流采樣模塊將采樣的輸出電流信號反饋至過流保護電路，控制第二級放大器的輸出，使調整管由線性區調整至關斷區。采用了本發明的實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器，通過過流保護和短路保護配合形成折返限流保護，很好地保護電路，降低過流或短路時的功耗，防止電路因功率太大而燒毀，安全性高。

技術領域

本發明涉及電源管理等應用系統領域，尤其涉及線性穩壓器領域，具體是指一種實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器。

背景技術

線性穩壓器由于尺寸小，成本低，噪聲低等優點，廣泛應用于電源管理等應用系統中。為了避免穩壓器由于輸出電流過大而使調整管因功耗過大而損壞，穩壓器內部通常都含有過流保護電路。現有技術中，其過流保護一般都是限制輸出端的最大負載電流，當負載電流超過設定的限流值時，輸出電壓開始降低。但當遇到因誤操作出現電源輸出與地短接的情況時，瞬間電流值遠超限流值，這時瞬間功耗很大，會造成電路燒毀，發生意外事故，安全性能低。

一般線性穩壓器會設計功率保護模塊，通過過壓和過流保護使芯片工作在安全工作區內，防止芯片超出功率而燒毀，但此功率保護模塊無法確保芯片輸出對地短路時不燒毀；該結構需要過壓和過流保護共同配合時才起作用，結構復雜，調試困難，一致性差，適配性差，可靠性低。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種滿足適配性強、可靠性高、，安全性好的實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器。

為了實現上述目的，本發明的實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器如下：

該實現過流保護和短路保護功能的線性穩壓器，其主要特點是，所述的線性穩壓器包括第一級差分放大器、跟隨器、第二級放大器、短路保護電路、過流保護電路、電流采樣模塊、調整管、反饋電阻網絡，所述的第一級差分放大器的負向輸入端接基準電壓Vref，輸出端與跟隨器的輸入端相連接，跟隨器的輸出端與第二級放大器的輸入端相連接，第二級放大器的輸出端與調整管的基極相連接，所述的電流采樣模塊的一端與調整管的集電極相連接，另一端與將采樣的輸出電流信號反饋至過流保護電路，控制第二級放大器的輸出，使調整管由線性區調整至關斷區；所述的調整管的輸出端電壓通過反饋電阻網絡分壓后輸入到第一級差分放大器的正向輸入端，通過第一級差分放大器進行比較，控制調整管，形成負反饋回路，使輸出電壓穩定在固定值；

所述的反饋電阻網絡反饋電阻網絡由第一分壓電阻、第二分壓電阻和第三分壓電阻串聯構成，第一分壓電阻接輸出電壓且第三分壓電阻接地，所述的第一級差分放大器的正向輸入端接在第二分壓電阻和第三分壓電阻之間，短路保護電路接在第一分壓電阻和第二分壓電阻之間，且與第二級放大器相連接，輸出電壓信號經過反饋電阻網絡分壓反饋至短路保護電路，控制第二級放大器的輸出，使調整管由線性區調整至關斷區，所述的短路保護電路和過流保護電路配合形成折返限流保護功能。

較佳地，所述的第一級差分放大器包括第一差分對管、第二差分對管、鏡像電流源電路和偏置電流源，所述的鏡像電流源電路與第二差分對管耦接成為第二差分對管的負載，第一差分對管、第二差分對管耦接偏置電流源，第一差分對管耦接采樣電壓和地，第一差分對管、第二差分對管根據基準電壓和采樣電壓產生第一輸出信號，并將第一輸出信號經第二差分對管的集電極傳輸至跟隨器。

較佳地，所述的跟隨器包括偏置電流源和第七三極管，所述的第七三極管的發射極與偏置電流源相連，且與第二級放大器的輸入端相連，第七三極管的集電極接地，基極接第一級差分放大器的輸出端。