电源供应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电源供应装置。电源供应装置包括功率晶体管、检测电路以及驱动电路。功率晶体管受控于驱动电路而产生输出电流。功率晶体管的第一端通过第一键合线耦接到电源电压脚位。功率晶体管的第二端用以输出上述输出电流。检测电路耦接在第一键合线的两端以检测输出电流并产生控制信号。驱动电路根据控制信号而产生驱动信号。当输出电流值大于或等于过流保护电流值时，驱动电路开始调整驱动信号的电压值，以使输出电流值维持在过流保护电流值。从而提高上述输出电流的精确度。

【技术实现步骤摘要】
电源供应装置
本专利技术涉及一种电子装置，尤其涉及一种电源供应装置。
技术介绍
电源供应装置广泛应用于电子领域。且在系统化芯片(SystemOnChip,简称SOC)的考虑下，电源供应装置通常为内嵌于芯片上的电子装置。图1为现有的电源供应装置的电路示意图，可用来作为USB端口的电源保护装置，或是作为USB端口的电源供应装置以对移动装置充电。图2是图1的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图。以下请同时参照图1与图2。电源供应装置100包括控制电路102、晶体管M1、M2以及电阻R2。其中，晶体管M1耦接在电源电压VDD与电源供应装置100的输出端OUT之间。电阻R2耦接在电源电压VDD与节点P之间。晶体管M2耦接在节点P与电源供应装置100的输出端OUT之间。而晶体管M1、M2的栅极端则耦接至控制电路102。控制电路102的一输入端耦接节点P，而另一输入端则用以接收参考电压VREF。其中参考电压VREF与过流保护电流值IOCP相关。晶体管M1用以提供电流IM1，而晶体管M2可提供电流IM2。输出电流IO则为电流IM1与电流IM2的总和。其中晶体管M2为晶体管M1的采样晶体管。电阻R2为采样电阻。由于晶体管M1与晶体管M2的尺寸比例为一固定值，因此晶体管M2可用来采样电流IM1的大小，再通过控制电路102来检测输出电流IO是否超过过流保护电流值IOCP。详言来说，晶体管M1与晶体管M2的栅极端接收同一电压信号，晶体管M1与晶体管M2的源极端彼此耦接，因此电流IM1、IM2与晶体管M1、M2的尺寸比例以及其漏源极间电压差有关。其中，晶体管M1的漏极端电压为电源电压VDD，晶体管M2的漏极端电压为节点P处的采样电压VP。当电流IM2流过电阻R2时，将在节点P处产生采样电压VP。因此，通过检测采样电压VP则可得知电流IM2的大小。再通过晶体管M1、M2的尺寸比例以及其漏源极间电压差VDS1、VDS2便可得知电流IM1的大小，从而检测出输出电流IO的大小。换句话说，可通过采样电压VP而间接检测到输出电流IO的变化。由于采样电压VP与输出电流IO相关，且参考电压VREF与过流保护电流值IOCP相关，因此控制电路102可根据采样电压VP与参考电压VREF来检测输出电流IO的电流值是否大于过流保护电流值IOCP。当输出电流IO的电流值小于过流保护电流值IOCP时，如图2所示的点A与点B之间，晶体管M1与M2操作于线性区(linearregion)。此时，电流IM1与电流IM2分别与晶体管M1的漏源极电压差VDS1与晶体管M2的漏源极电压差VDS2相关，且VDS1大于VDS2。一旦输出电流IO的电流值等于过流保护电流值IOCP，例如图2所示的点B，采样电压VP与参考电压VREF相等。一旦输出电流IO的电流值大于过流保护电流值IOCP，电源供应装置100将进入过流保护状态。控制电路102根据采样电压VP与参考电压VREF来控制晶体管M1与M2的栅极电压，且使采样电压VP维持在参考电压VREF。此时，根据负载情况，晶体管M1与M2操作区间在点B与点C之间，或者点C与点D之间。如果负载阻抗比较小，晶体管M1与M2的操作区间将由线性区(如图2所示的点B与点C之间)过渡为饱和区(saturationregion)，如图2所示的点C与点D之间，且电流IM1、电流IM2与VDS1、VDS2关系很小。由于晶体管M1与M2操作在线性区的电流比例大于晶体管M1与M2操作在饱和区的电流比例，且晶体管M2操作在饱和区(如图2所示的点C与点D之间)的电流实质上等于晶体管M2处于过流点(如图2所示的点B)时的电流(因为在图2的点B(含)到点C之间，点C到点D之间，采样电压VP将维持在参考电压VREF，故流过电阻R2与晶体管M2的电流维持不变)，因此，电源供应装置100在进入过流保护状态后的输出电流IO的电流值(也称短路电流值ISC)将会小于过流保护电流值IOCP，如图2所示。由于电源供应装置100在进入过流保护状态后的输出电流IO的电流值(即短路电流值ISC)较过流保护电流值IOCP低，可能会导致输出电压VO无法拉升至有效电平(例如USB的电压电平5V)。除此之外，提供给移动装置的充电电流值也将较低而无法实现快充。虽然可通过调高过流保护电流值IOCP的方式来提高短路电流值ISC，但是短路电流值ISC的精确度仍然无法提升。这是因为输出电流IO的电流值为电流IM1与电流IM2的电流值的总和，而晶体管M1与M2之间的尺寸比例可能存在误差，且电阻R2的电阻值也存在些许误差，使得采样电压VP无法正确地反应出真实的电流IM1(或是真实的输出电流IO)。如此一来，控制电路102便无法准确地控制晶体管M1与M2的栅极电压，故短路电流值ISC的精确度便无法有效提升。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种电源供应装置，以使电源供应装置在进入过流保护状态后的输出电流的电流值实质上等于过流保护电流值，并提高上述输出电流的精确度。本专利技术的电源供应装置包括第一键合线(bondingwire)、第二键合线、功率晶体管、检测电路以及驱动电路。功率晶体管用以产生输出电流。功率晶体管的第一源/漏极端耦接到采样电压焊垫(pad)。功率晶体管的第二源/漏极端耦接到输出电压焊垫。采样电压焊垫通过第一键合线耦接到电源电压脚位(pin)。输出电压焊垫通过第二键合线耦接到输出电压脚位。检测电路用以检测流经第一键合线或是第二键合线的输出电流，并据以产生控制信号。驱动电路用以反应于控制信号而产生驱动信号，驱动信号控制功率晶体管以产生输出电流。当输出电流的电流值大于或等于过流保护电流值时，驱动电路反应于控制信号而开始调整驱动信号的电压值，以使输出电流的电流值维持在过流保护电流值。基于上述，本专利技术的电源供应装置没有采用另一晶体管来对输出电流进行采样，因此不存在线性区和饱和区电流比例不同的问题。本专利技术的电源供应装置在进入过流保护状态时，其所产生的输出电流的电流值实质上等于过流保护电流值。因此，只要通过设定较高的过流保护电流值，电源供应装置的输出电流可以有效地提升。如此一来，可使电源供应装置具有较大的负载启动，也可对移动装置进行快充。除此之外，本专利技术的电源供应装置的检测电路是检测流经键合线上的输出电流。由于键合线上的寄生电阻可以精确地被控制而具有较小的误差，因此检测电路可通过量测键合线上的电压而精确地检测出输出电流，并在电源供应装置进入过流保护状态时，控制输出电流的电流值维持在过流保护电流值。如此一来，可提高电源供应装置进入过流保护状态时，其输出电流的精确度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明下面的所附图式是本专利技术的说明书的一部分，示出了本专利技术的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本专利技术的原理。图1为现有的电源供应装置的电路示意图；图2是图1的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图；图3是依照本专利技术一实施例所示的电源供应装置的方块示意图；图4是图3的电源供应装置的封装结构示意图；图5是图3的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图；图6是依照本专利技术另一实施例所示的电源供应装置的方块示意图；图7～图11是依照本专利技术又一实施例所示的电源供应装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源供应装置，其特征在于，包括：第一键合线；第二键合线；功率晶体管，用以产生输出电流，该功率晶体管的第一源/漏极端耦接到采样电压焊垫，该功率晶体管的第二源/漏极端耦接到输出电压焊垫，其中该采样电压焊垫通过该第一键合线耦接到电源电压脚位，该输出电压焊垫通过该第二键合线耦接到输出电压脚位；检测电路，用以检测流经该第一键合线或是该第二键合线的该输出电流，并据以产生控制信号；以及驱动电路，用以反应于该控制信号而产生驱动信号，该驱动信号控制该功率晶体管以产生该输出电流；其中，当该输出电流的电流值大于或等于过流保护电流值时，该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值，以使该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值。

【技术特征摘要】
1.一种电源供应装置，其特征在于，包括：封装结构，具有电源电压脚位与输出电压脚位，该封装结构包括：第一键合线；第二键合线；芯片，该芯片上配置采样电压焊垫与输出电压焊垫；功率晶体管，配置在该芯片中，用以产生输出电流，该功率晶体管的第一源/漏极端耦接到该采样电压焊垫，该功率晶体管的第二源/漏极端耦接到该输出电压焊垫，其中该采样电压焊垫通过该第一键合线耦接到该电源电压脚位，该输出电压焊垫通过该第二键合线耦接到该输出电压脚位；检测电路，耦接在该第一键合线的两端或是耦接在该第二键合线的两端，用以检测该第一键合线的寄生电阻的电压或是该第二键合线的寄生电阻的电压以检测流经该第一键合线或是该第二键合线的该输出电流，并据以产生控制信号；以及驱动电路，用以反应于该控制信号而产生驱动信号，该驱动信号控制该功率晶体管以产生该输出电流；其中，当该输出电流的电流值大于或等于过流保护电流值时，该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值，以使该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值，当该输出电流的电流值小于该过流保护电流值时，该驱动电路反应于该控制信号而固定该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区。2.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于：当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时，该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区或饱和区，从而维持该输出电流的电流值等于该过流保护电流值。3.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该检测电路耦接在该第一键合线的两端，且该第一键合线的该寄生电阻作为采样电阻，该采样电阻反应于该输出电流而产生采样电压，该检测电路包括：参考电压产生电路，耦接在电源电压焊垫与接地电压之间，用以产生参考电压；以及比较器，用以对该参考电压与该采样电压进行比较以产生该控制信号，其中，该电源电压焊垫通过第三键合线耦接到该电源电压脚位，其中，当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时，该采样电压的电压值小于或等于该参考电压的电压值，该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管所产生的该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值，并从而使该采样电压的电压值维持在该参考电压的电压值。4.根据权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于：当该输出电流的电流值小于该过流保护电流值时，该采样电压的电压值大于该参考电压的电压值，该驱动电路反应于该控制信号而固定该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区；以及当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时，该采样电压的电压值小于或等于该参考电压的电压值，该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区或饱和区，从而维持该输出电流的电流值等于该过流保护电流值。5.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该检测电路耦接在该第二键合线的两端，该检测电路包括：比较器，其内装预...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立民，刘中唯，徐献松，杨莹莹，
申请(专利权)人：登丰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71