限流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种限流电路，应用于包含功率晶体管的功率电路，所述限流电路根据所述功率电路的输出电压，输入电压和n个不同的参考电压产生包含m个区间的基准电压信号，进而产生包含m个区间的限制电流，其中n为大于等于1的正整数，所述n个不同的参考电压依次增大。所述限流电路在对流经功率晶体管的电流进行限制的同时还保证功率晶体管上的功率趋于恒定，既减小了设计成本，又扩大了适用范围。

Current limiting circuit

The present invention discloses a current limiting circuit, which is applied to a power circuit containing power transistors. The current limiting circuit generates a reference voltage signal containing m intervals according to the output voltage of the power circuit, input voltage and N different reference voltages, and then produces a limited current containing m intervals, in which the n is greater, and so on. In the positive integer of 1, the N reference voltage increases sequentially. The current limiting circuit limits the current flowing through the power transistor, while ensuring that the power transistors tend to be constant, which reduces the design cost and expands the scope of application.

【技术实现步骤摘要】
限流电路
本专利技术涉及电子
，具体涉及一种限流电路。
技术介绍
随着半导体技术的快速发展，在电路的设计过程中，不仅要保证输出电压的稳定，也要提高对电子开关(例如MOS管)的保护。通常采用限制电流的方式保护MOS管，而常见的限流控制方式是通过折返式电流限制(CurrentLimitFoldBack)进行限流。如图1(a)是外置MOS的限流控制电路，采用一个外部电流检测电阻RSNS实现对输出电流的检测。当负载比较轻，输出电压VOUT超过基准电压VREF的时候，芯片内部的选择器则将VLMT1接入电路(VLMT2<VLMT1)，通过内部环路使得RSNS上的压降小于等于内设限流点电压VLMT1，于是在过流期间使得输出电流IOUT维持在VLMT1/RSNS，用以保护MOS；当上电、负载较重或短路而导致VOUT小于基准电压VREF时，选择器则将VLMT2接入电路，则IOUT＝VLMT2/RSNS。因为VLMT2<VLMT1，所以限流点变小了。如图1(b)是内置MOS的限流控制电路，通过内部电流镜像将输出电流等比例转化为采样电流ISNS，流经外接检测电阻RSNS实现对输出电流的检测，其他电路结构和电路原理和外置MOS控制电路相同。在这种方式控制下，当MOS管上的压降比较大时，采用降低电流限值的方法，使得MOS上的功耗在上电、重载或短路期间保持较小，避免了为适应最差状况而选择较大MOS的需要，从而节省电路板尺寸和成本。而在某些需要MOS管工作于恒功率的场合下，通常使得MOS管上的压降与流经MOS管的电流的乘积是常数，即需要功率与输出电流曲线越接近恒功率曲线越好。如图2(a)为现有技术的限流控制电路的电流归一化曲线，图2(b)为现有技术的限流控制电路的功率归一化曲线。两幅图中的实线均为恒功率控制模式，点线为现有技术的折返式限流控制方式，从图中可以看出，现有技术的折返式限流控制方式的限制电流、功率归一化曲线与恒功率控制模式并不十分拟合，如果令VLMT2比较大，则会存在较大的功率点，如果令VLMT2比较小，则在输出电压VOUT比较小时电路的驱动能力太差。目前通常采取数字ACD采样VIN、VOUT、IOUT来实现恒功率的控制，并使用处理器计算功耗的方式实现，芯片成本非常高，适用范围小。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种限流电路，根据功率电路的输出电压，输入电压和n个不同的参考电压产生包含m个区间的限制电流，在对流经功率晶体管的电流进行限制的同时保证功率晶体管上的功率趋于恒定。本专利技术提供一种限流电路，所述限流电路应用于包含功率晶体管的功率电路，包括：电流采样电路，与所述功率晶体管耦接以采样流经所述功率晶体管的电流，并产生一电流采样信号；基准电压产生电路，根据所述功率电路的输出电压，输入电压和n个不同的参考电压产生包含m个区间的基准电压信号，其中n为大于等于1的正整数，所述n个不同的参考电压依次增大；驱动电路，接收所述电流采样信号和所述基准电压信号，并产生控制所述功率晶体管的驱动信号。优选地，在每个区间内，所述基准电压信号与所述输入电压、所述输出电压的关系不同，使得所述基准电压信号在所述m个区间内具有不同的值。优选地，当所述输出电压为0时，所述基准电压信号仅与所述输入电压有关。优选地，m与n的关系为：m＝n+1。优选地，所述基准电压产生电路包括：钳位电路，连接在所述基准电压产生电路的输出端和地之间；所述钳位电路具有一稳压值，用于将所述基准电压信号的值稳定在所述稳压值。优选地，m与n的关系为：m≤n+2。优选地，所述电流采样电路包括：采样电阻，与所述功率晶体管耦接，以采样流过所述功率晶体管的电流；第一放大器，用于将采样电阻上的压降放大A倍，以获得所述电流采样信号。优选地，所述基准电压产生电路包括：输入采样电路，用于采样所述功率电路的所述输入电压，并产生输入电压采样信号；反馈电路，用于接收所述功率电路的所述输出电压和所述n个参考电压，将所述输出电压分别和所述n个参考电压比较，产生n个使能信号；恒功率匹配电路，接收所述功率电路的所述输入电压、所述输出电压和所述n个使能信号，并在所述n个使能信号的控制下，产生不同的匹配电压叠加在所述输入电压采样信号上，以产生所述包含m个区间的基准电压信号。优选地，所述驱动电路包括一第二放大器，所述第二放大器的同相输入端接收所述基准电压信号，反相输入端接收所述电流采样信号，输出端产生所述驱动信号。优选地，当所述输出电压为0时，所述n个使能信号无效，所述恒功率匹配电路产生的所述匹配电压为0，所述基准电压信号等于所述输入电压采样信号。优选地，当所述输出电压大于0且小于第1个参考电压时，所述恒功率匹配电路产生的所述匹配电压与所述输出电压有关。优选地，当所述输出电压大于第i个参考电压且小于所述第(i+1)个参考电压时，第1至i个使能信号有效，所述恒功率匹配电路产生的所述匹配电压与所述输入电压和所述输出电压有关，其中，i＝1,2…(n-1)。优选地，当所述输出电压大于所述第n个参考电压时，所述n个使能信号有效，所述恒功率匹配电路产生的所述匹配电压与所述输入电压、所述输出电压有关。优选地，所述基准电压产生电路包括：钳位电路，连接在所述基准电压产生电路的输出端和地之间；所述钳位电路具有一稳压值；当所述输出电压大于所述第n个参考电压时，用于将所述基准电压信号的值稳定在所述稳压值，所述基准电压信号与所述输入电压和所述输出电压无关。优选地，所述恒功率匹配电路包括第一电流源和n组电流源组，所述n组电流源组分别接收所述n个使能信号，以决定n组电流源组的工作状态，每个电流源组分别包括串联连接的一号电流源和二号电流源；所述第一电流源与所有所述一号电流源的输入端共同接收一电压信号；所有所述一号电流源和所有所述二号电流源的公共端与所述第一电流源的输出端连接，用于接收所述输入电压采样信号，并在所述n个使能信号的控制下，产生所述不同的匹配电压叠加在所述输入电压采样信号上，以产生所述包含m个区间的基准电压信号；所有所述二号电流源的输出端共同连接至地。优选地，所述第一电流源与所述n组电流源组中的所有一号电流源的电流值都与所述输出电压相关。优选地，所述n组电流源组中的所有二号电流源的电流值都与所述输入电压相关。优选地，所述反馈电路包括n个第一比较器，所述n个第一比较器的同相输入端接收所述输出电压，反相输入端接收所述n个不同参考电压，输出端产生所述n个使能信号；所述n个不同参考电压的值为在0至输入电压的范围内依次增大。优选地，所述钳位电路包括一稳压二极管，所述稳压二极管的阴极连接至所述基准电压产生电路的输出端，阳极连接至所述地。优选地，所述电流采样电路和所述功率晶体管可以集成在芯片内部。优选地，所述电流采样电路和所述功率晶体管可以设置在芯片外部。本专利技术提供的限流电路，应用于包含功率晶体管的功率电路，包括电流采样电路，基准电压产生电路和驱动电路，所述电流采样电路与所述功率晶体管耦接以采样流经所述功率晶体管的电流，并产生一电流采样信号；所述基准电压产生电路根据所述功率电路的输出电压，输入电压和n个不同的参考电压产生包含m个区间的基准电压信号，其中n为大于等于1的正整数，所述n个不同的参考电压依次增大；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种限流电路，应用于包含功率晶体管的功率电路，其特征在于，包括：电流采样电路，与所述功率晶体管耦接以采样流经所述功率晶体管的电流，并产生一电流采样信号；基准电压产生电路，根据所述功率电路的输出电压，输入电压和n个不同的参考电压产生包含m个区间的基准电压信号，其中n为大于等于1的正整数，所述n个不同的参考电压依次增大；驱动电路，接收所述电流采样信号和所述基准电压信号，并产生控制所述功率晶体管的驱动信号。

【技术特征摘要】
1.一种限流电路，应用于包含功率晶体管的功率电路，其特征在于，包括：电流采样电路，与所述功率晶体管耦接以采样流经所述功率晶体管的电流，并产生一电流采样信号；基准电压产生电路，根据所述功率电路的输出电压，输入电压和n个不同的参考电压产生包含m个区间的基准电压信号，其中n为大于等于1的正整数，所述n个不同的参考电压依次增大；驱动电路，接收所述电流采样信号和所述基准电压信号，并产生控制所述功率晶体管的驱动信号。2.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，在每个区间内，所述基准电压信号与所述输入电压、所述输出电压的关系不同，使得所述基准电压信号在所述m个区间内具有不同的值。3.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，当所述输出电压为0时，所述基准电压信号仅与所述输入电压有关。4.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，m与n的关系为：m＝n+1。5.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述基准电压产生电路包括：钳位电路，连接在所述基准电压产生电路的输出端和地之间；所述钳位电路具有一稳压值，用于将所述基准电压信号的值稳定在所述稳压值。6.根据权利要求5所述的限流电路，其特征在于，m与n的关系为：m≤n+2。7.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述电流采样电路包括：采样电阻，与所述功率晶体管耦接，以采样流过所述功率晶体管的电流；第一放大器，用于将采样电阻上的压降放大A倍，以获得所述电流采样信号。8.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述基准电压产生电路包括：输入采样电路，用于采样所述功率电路的所述输入电压，并产生输入电压采样信号；反馈电路，用于接收所述功率电路的所述输出电压和所述n个参考电压，将所述输出电压分别和所述n个参考电压比较，产生n个使能信号；恒功率匹配电路，接收所述功率电路的所述输入电压、所述输出电压和所述n个使能信号，并在所述n个使能信号的控制下，产生不同的匹配电压叠加在所述输入电压采样信号上，以产生所述包含m个区间的基准电压信号。9.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述驱动电路包括一第二放大器，所述第二放大器的同相输入端接收所述基准电压信号，反相输入端接收所述电流采样信号，输出端产生所述驱动信号。10.根据权利要求8所述的限流电路，其特征在于，当所述输出电压为0时，所述n个使能信号无效，所述恒功率匹配电路产生的所述匹配电压为0，所述基准电压信号等于所述输入电压采样信号。11.根据权利要求8所述的限流电路，其特征在于，当所述输出电压大于0且小于第1个参考电压时，所述恒功率匹配电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33