一種用于線性穩(wěn)壓器及低壓差線性穩(wěn)壓器的限流電路制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于線性穩(wěn)壓器及低壓差線性穩(wěn)壓器的限流電路，包括：誤差放大器，為線性穩(wěn)壓器或低壓差線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路提供高的開環(huán)增益，通路元件，其輸入端連接在誤差放大器的輸出端；輸出電流采樣電路，其輸入端連接通路元件的輸出端，用于采樣通路元件中的電流后，輸出采樣電流；電流設(shè)定電路，其輸入端連接輸出電流采樣電路的輸出端，用于預(yù)設(shè)通路元件最大允許輸出電流值；限流環(huán)路放大器，其輸入端連接電流設(shè)定電路的輸出端，用于放大采樣電流和最大允許輸出電流的差值，產(chǎn)生一誤差信號；其中，限流環(huán)路放大器的輸出端與通路元件的輸入端連接形成限流環(huán)路，通路元件通過環(huán)路的作用將電流鎖定在最大允許輸出電流上。

Current limiting circuit for linear voltage regulator and low dropout linear voltage regulator

The invention discloses a flow circuit for LDO linear regulator and the limit includes the error amplifier, the control loop for linear regulator or low dropout linear regulator with high open-loop gain, channel element, its input end is connected with the output of the error amp; output current sampling circuit, the input end the output connection element, is used for sampling the current path in components, output current sampling; current setting circuit, the input end is connected with the output end of the output current sampling circuit, for the preset access components allows the output current value; current limiting loop amplifier, the input end is connected with the output end of a current setting circuit for. Enlarge the sampling current and maximum allowable output current value, generates an error signal; the output end of the amplifier loop flow limit and pass An input terminal of the road element is connected to form a current limiting loop, and the path element locks the current on the maximum allowable output current by the action of the loop.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種限流電路，尤其是一種用于線性穩(wěn)壓器及低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的限流電路。
技術(shù)介紹
線性穩(wěn)壓器及低壓降(LDO)線性穩(wěn)壓器電路用于從某個(gè)較高的、有噪聲的電壓源產(chǎn)生一個(gè)干凈的、穩(wěn)定的輸出電壓。線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓對輸入電壓或負(fù)載的變化反應(yīng)迅速，輸出電壓的紋波與噪聲較低，電路架構(gòu)簡單，體積較小，價(jià)格低廉。近年來低壓差線性穩(wěn)壓器因?yàn)檗D(zhuǎn)化效率的提升，加上其體積，低噪聲的特性，成為小功率降壓與穩(wěn)壓器的主流。在各式由電池供應(yīng)電源的便攜式系統(tǒng)以及通訊相關(guān)的電子產(chǎn)品上，比如移動電話、PDA、照相機(jī)等均被大量的使用。低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器已經(jīng)為電源管理系統(tǒng)不可或缺的組件，在較低電壓，較小功率的電壓轉(zhuǎn)化場合，低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器是相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的選擇，在未來便攜式電子產(chǎn)品蓬勃發(fā)展的時(shí)代，其需求量將有增無減。在線性穩(wěn)壓器及低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用中，如果穩(wěn)壓器器件自身不具有保護(hù)電路，非常容易導(dǎo)致穩(wěn)壓器在過溫或輸出短路等極端工作環(huán)境下?lián)p壞。傳統(tǒng)的雙極線性穩(wěn)壓器中，多采用連接在電源和通路元件基極之間的二極管進(jìn)行限流，這種方法并不適用于采用CMOS工藝的低壓差線性穩(wěn)壓器中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利技術(shù)利用反饋控制的原理提出了一種限流電路，該電路通過在線性穩(wěn)壓器或低壓差線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路之內(nèi)，增加了一個(gè)用于限流的輔助環(huán)路將流過通路元件的輸出電流鎖定坐在最大允許輸出電流值。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為，一種用于線性穩(wěn)壓器及低壓差線性穩(wěn)壓器的限流電路，所述電路包括 誤差放大器，為線性穩(wěn)壓器或低壓差線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路提供高的開環(huán)增益；通路元件，其輸入端連接所述誤差放大器輸出端；輸出電流采樣電路，其輸入端連接所述通路元件的輸出端，用于采樣所述通路元件中的電流后輸出采樣電流；電流設(shè)定電路，用于預(yù)設(shè)所述通路元件的最大允許輸出電流值；限流環(huán)路放大器，其輸入端連接所述電流設(shè)定電路的輸出端和所述輸出電流采樣電路的輸出端，用于放大所述采樣電流和所述最大允許輸出電流的差值，產(chǎn)生一誤差信號。比較好的是，所述電路進(jìn)一步包括放大器第二級，其輸入端連接所述限流環(huán)路放大器的輸出端，其輸出端連接至所述通路元件的輸入端，用于調(diào)整所述誤差信號；其中，所述電流采樣電路、限流環(huán)路放大器、放大器第二級與所述通路元件形成限流環(huán)路，所述通路元件通過所述限流環(huán)路的作用將電流鎖定在最大允許輸出電流上。比較好的是，所述電路進(jìn)一步包括驅(qū)動緩沖級，其輸入端連接至所述誤差放大器的輸出端，其輸出端連接至所述通路元件的輸入端，用于隔離所述誤差放大器的輸出阻抗和所述通路元件的柵寄生電容；其中，所述放大器第二級的輸出端連接至所述驅(qū)動緩沖級的輸入端，所述輸出電流采樣電路、限流環(huán)路放大器、放大器第二級、通路元件與所述驅(qū)動緩沖器形成限流環(huán)路，將所述通路元件電流鎖定在最大允許輸出電流上。比較好的是，所述電路進(jìn)一步包括當(dāng)線性穩(wěn)壓器或低壓差線性穩(wěn)壓器輸出電流不超過最大允許值時(shí)，所述限流環(huán)路放大器輸出飽和至電源，所述放大器第二級截止，限流環(huán)路處于不工作狀態(tài)。比較好的是，所述電路進(jìn)一步包括所述通路元件為晶體管。附圖說明下面，參照附圖，對于熟悉本
的人員而言，從對專利技術(shù)的詳細(xì)描述中，本專利技術(shù)的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。圖1是本專利技術(shù)的限流電路原理框圖；圖2是本專利技術(shù)限流電路一較佳實(shí)施例的電路示意圖；圖3是本專利技術(shù)限流電路的另一較佳實(shí)施例的電路示意圖。具體實(shí)施例方式請參見附圖1所示，本專利技術(shù)的限流電路包括誤差放大器310、通路元件311、輸出電流采樣電路312、最大允許輸出電流設(shè)定電路313、限流環(huán)路放大器314及放大器第二級316。其中，通路元件311的輸入端與誤差放大器310的輸出端相連，其輸出端連接至輸出電流采樣電路312的輸入端，采樣電路312的輸出端和電流設(shè)定電路313的輸出端連接至限流環(huán)路放大器314的輸入端，限流環(huán)路放大器314的輸出端連接至放大器第二級316的輸入端，放大器第二級316的輸出端反饋至通路元件311的輸入端。圖2所示為本專利技術(shù)的另一個(gè)框圖。第一個(gè)區(qū)別之處在于，在圖1的基礎(chǔ)上增加了驅(qū)動緩沖器315，驅(qū)動緩沖器315設(shè)置在誤差放大器310與通路元件311之間。第二個(gè)區(qū)別在于，放大器第二級316的輸出端反饋至驅(qū)動緩沖器315的輸入端。在上述兩個(gè)框圖中，輸出采樣電路312、電流設(shè)定電路313和限流環(huán)路放大器314及其放大器第二級316實(shí)時(shí)監(jiān)測通路元件311中輸出電流的大小。限流環(huán)路放大器314、放大器第二級316、驅(qū)動緩沖級315、通路元件311，或者限流環(huán)路放大器314、放大器第二級316、通路元件311一起組成限流環(huán)路，當(dāng)流過通路元件311的輸出電流超過預(yù)設(shè)的最大允許輸出電流值時(shí)，將輸出電流鎖定在最大允許輸出電流值。圖3是一個(gè)具體實(shí)施的電路，包括誤差放大器10、驅(qū)動緩沖級11、通路元件14、輸出電流采樣電路20、最大允許輸出電流設(shè)定電路21和限流環(huán)路放大器12及放大器第二級13。這里的通路元件是一個(gè)通路晶體管14，輸出電流采樣電路20是由采樣晶體管15和采樣電路16組成。下面，結(jié)合該電路圖介紹本專利技術(shù)的工作過程輸出電流采樣電路20采樣通路晶體管14中的電流，電流設(shè)定電路21用于預(yù)設(shè)通路晶體管14最大允許輸出電流值，限流環(huán)路放大器12將電流采樣電路20輸出的電流采樣信號與電流設(shè)定電路21輸出的最大允許輸出電流的電流差進(jìn)行放大，得到一個(gè)誤差控制信號后送入限流環(huán)路放大器第二級，即PMOS晶體管13，該P(yáng)MOS晶體管13通過調(diào)整該誤差信號，得到一個(gè)控制信號輸出到誤差放大器10的輸出端節(jié)點(diǎn)100，在輸出電流超過最大允許輸出電流值時(shí)，限制節(jié)點(diǎn)100的電壓值，進(jìn)而限制了輸出電流的大小。具體來說，當(dāng)通路晶體管14中流過的電流小于最大允許輸出電流時(shí)，節(jié)點(diǎn)160的電壓大于節(jié)點(diǎn)170的電壓。限流環(huán)路放大器12是一個(gè)很大增益的運(yùn)算放大器，當(dāng)正相輸入端160電壓大于反相輸入端170的電壓時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)130將飽和至電源。當(dāng)節(jié)點(diǎn)130電壓接近于電源電壓時(shí)，PMOS晶體管構(gòu)成的放大器第二級13截止，這時(shí)用于限流的輔助環(huán)路處于不工作狀態(tài)，限流輔助電路也不影響線性穩(wěn)壓器控制環(huán)路的正常工作。當(dāng)流過通路晶體管14中的電流漸漸接近最大允許輸出電流時(shí)，節(jié)點(diǎn)160的電壓漸漸降低并接近節(jié)點(diǎn)170的電壓。限流環(huán)路放大器12的輸出節(jié)點(diǎn)130的電壓也漸漸降低，從而PMOS晶體管構(gòu)成的放大器第二級13漸漸進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)線性穩(wěn)壓器的輸出電流達(dá)到最大允許輸出電流時(shí)，線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路的增益會變得很低，失去對輸出電壓的控制能力。這時(shí)輔助的限流環(huán)路將啟動，代替線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路，控制流過通路晶體管14中的電流值。一旦通路晶體管14中的輸出電流達(dá)到或超過最大允許輸出電流時(shí)，限流環(huán)路放大器12的輸出節(jié)點(diǎn)130的電壓降低，PMOS晶體管構(gòu)成的放大器第二級13開啟，限流環(huán)路放大器12進(jìn)入工作狀態(tài)，環(huán)路負(fù)反饋控制便會起作用，進(jìn)而將通路晶體管14的輸出電流鎖定在最大允許輸出電流值上。限流環(huán)路通過放大節(jié)點(diǎn)160和節(jié)點(diǎn)170的電壓差，得到一個(gè)誤差信號。在圖3所示的方案中，來自限流環(huán)路放大器12的誤差信號通過放大器第二級13被進(jìn)一步放大，在節(jié)點(diǎn)100產(chǎn)生一個(gè)控制信號。該控制信號被傳遞到驅(qū)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于線性穩(wěn)壓器及低壓差線性穩(wěn)壓器的限流電路，所述電路包括：誤差放大器，為線性穩(wěn)壓器或低壓差線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路提供高的開環(huán)增益；通路元件，其輸入端連接所述誤差放大器輸出端；輸出電流采樣電路，其輸入端連接所述通路元 件的輸出端，用于采樣所述通路元件中的電流后輸出采樣電流；電流設(shè)定電路，用于預(yù)設(shè)所述通路元件的最大允許輸出電流值；限流環(huán)路放大器，其輸入端連接所述電流設(shè)定電路的輸出端和所述輸出電流采樣電路的輸出端，用于放大所述采樣電流和所述最 大允許輸出電流的差值，產(chǎn)生一誤差信號。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王磊，劉晨，
申請(專利權(quán))人：華潤矽威科技上海有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]