一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路制造技术

一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路，在现有LDO基础上，设置防倒灌电路和防倒灌NMOS管，防倒灌电路连接在输入端VIN、输出端VOUT和功率PMOS管的衬底之间，防倒灌NMOS管的漏、源极连接在反馈分压电阻与接地端之间，防倒灌电路比较VIN电位与VOUT电位，使功率PMOS管的衬底切换选择连接VIN与VOUT之间的最高电位，打破功率PMOS管MP的衬底Bo与漏极之间固定寄生的二极管效应，防倒灌电路输出逻辑信号连接防倒灌NMOS管的栅极，使输出VOUT与输入VIN之间就不会存在因为功率PMOS管的寄生正偏置二极管效应产生的倒灌电流现象，有效防止损耗及功率PMOS管的损坏。

An anti backflow protection circuit for LDO linear regulator

An anti-backfilling protection circuit for LDO linear regulator is presented. On the basis of existing LDO, an anti-backfilling circuit and an anti-backfilling NMOS tube are set up. The anti-backfilling circuit is connected between the substrate of input VIN, output VOUT and power PMOS tube, and the leakage and source of the anti-backfilling NMOS tube are connected between the feedback divider resistance and the ground end. By comparing VIN potential with VOUT potential, the maximum potential between VIN and VOUT can be selected for substrates switching of power PMOS transistors. The fixed parasitic diode effect between Bo and drain of power PMOS transistors MP can be broken. The output logic signal of anti-backfilling circuit is connected to the gate of anti-backfilling NMOS transistors, so that the output VOUT and input VIN will not exist. The phenomenon of backfilling current caused by parasitic positive bias diode effect of power PMOS transistor can effectively prevent loss and damage of power PMOS transistor.

【技术实现步骤摘要】
一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路
本专利技术涉LDO线性稳压器，尤其是一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路。
技术介绍
LDO线性稳压器由于具备结构简单、成本低廉、低噪声、低功耗及较小封装尺寸能突出优点，在便携式电子设备中得到了广泛的运用。传统LDO如图1所示，外围元器件由输入电容CIN，输出电容COUT，负载电阻RL组成，芯片内部包括使能控制电路EN、基准电压VR产生电路、误差放大器EA、限流电路CurrentLimit和反馈电阻RF1、RF2。LDO工作原理是：输入使能EN信号控制整体电路是否工作，输出电压经反馈电阻RF1、RF2分压采样输入误差放大器EA的反向端，与误差放大器EA的同相端基准电压VR比较误差放大后输出与限流电路CurrentLimit输出同时控制调节功率PMOS管MP的栅极电位，调节控制使FB电位与基准VR相等，同时控制输出电流不超出限定值，防止PMOS功率管损坏同时，控制输出电压VOUT。传统型LDO的功率PMOS源极与衬底连接VIN方式如图1所示，功率PMOS管MP衬底与漏极之间寄生体二极管Dio负向端连接VIN，正向端连接VOUT，由于传统型LDO应用与降压情况，一般情况VIN大于VOUT，功率PMOS管衬底与漏极之间寄生体二极管Dio处于反向偏置，不影响LDO的正常工作，但随着集成电路的高速发展和LDO广泛应用，负载端存在多电源供电选择，使VOUT电位大于LDO供电电源VIN电位和在应用中存在VIN短接到地或悬空情况，使得功率PMOS管衬底与漏之间寄生体二极管Dio处于正向偏置，损耗电流同时可能造成功率PMOS管MP永久性损坏，这时就存在LDO功率PMOS管MP防倒灌问题需要解决。
技术实现思路
为解决传统LDO无防倒灌的问题，本专利技术提供一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路，提高LDO应用可靠性，防止在LDO各种应用情况下的损坏。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路，LDO线性稳压器包括外围元器件输入电容CIN，输出电容COUT及负载电阻RL，芯片内部包括使能控制电路EN、基准电压VR、误差放大器EA、限流电路CurrentLimit、功率PMOS管MP以及反馈电阻RF1和RF2，LDO线性稳压器的输出VOUT经反馈电阻RF1、RF2分压后得到采样电压FB连接至误差放大器EA的反向输入端，误差放大器EA的同相输入端连接基准电压VR，限流电路CurrentLimit的输入连接功率PMOS管MP的漏极，误差放大器EA的输出pg与限流电路CurrentLimit的输出同时连接功率PMOS管MP的栅极，以控制调节功率PMOS管MP的栅极电位，使采样电压FB的电位与基准电压VR的电位相等，从而控制LDO线性稳压器的输出VOUT；其特征在于：设置防倒灌电路ReversePro和防倒灌NMOS管MN，防止输出端VOUT电流倒灌至输入端VIN端；防倒灌电路ReversePro连接在LDO线性稳压器的输入端VIN即功率PMOS管MP的源极、输出端VOUT即功率PMOS管MP的漏极和功率PMOS管MP的衬底Bo之间，防倒灌NMOS管MN的漏、源极连接在反馈电阻RF2与接地端之间，防倒灌电路ReversePro比较输入端VIN电位与输出端VOUT电位，使功率PMOS管MP的衬底Bo切换选择连接VIN与VOUT之间的最高电位，打破功率PMOS管MP的衬底Bo与漏极之间固定寄生的二极管效应，防倒灌电路ReversePro的输出逻辑信号V_control连接防倒灌NMOS管MN的栅极，控制除使能控制电路EN及反馈电阻RF1和RF2构成的反馈电路之外的其它芯片内部电路在输出VOUT的电位大于输入VIN的电位时关闭，使输出VOUT与输入VIN之间就不会存在因为功率PMOS管MP的寄生正偏置二极管效应产生的倒灌电流现象，有效防止损耗及功率PMOS管MP的损坏。所述防倒灌电路ReversePro电路包括NMOS管N1、N2、N3、N5、N6、ND0和ND4，PMOS管P1、P2、P3、P4、P5和P6；NMOS管N1的源极和衬底、NMOS管N2的源极和衬底、NMOS管N3的源极和衬底、NMOS管N6的源极和衬底以及NMOS管ND4的栅极、源极和衬底均接地，NMOS管N1的栅极和漏极连接NMOS管N2的栅极和NMOS管N3的栅极以及NMOS管ND0的源极和栅极，NMOS管ND0的衬底接地，NMOS管ND0的漏极连接PMOS管P1的源极和衬底并连接LDO线性稳压器的输出VOUT，PMOS管P1的漏极和栅极连接NMOS管N2的漏极和PMOS管P2的栅极，PMOS管P2的源极和衬底连接LDO线性稳压器的输入VIN，PMOS管P2的漏极连接NMOS管N3的漏极、NMOS管N5的栅极以及PMOS管P3的栅极，PMOS管P3的源极和衬底连接PMOS管P4的源极和衬底并连接PMOS管MP的衬底Bo，PMOS管P3的漏极连接NMOS管N5的漏极、PMOS管P4的栅极和NMOS管N6的栅极以及PMOS管P6的栅极，NMOS管N5的源极连接NMOS管ND4的漏极，NMOS管N5的衬底连接NMOS管ND4的源极和衬底并接地，PMOS管P4的漏极连接NMOS管N6的漏极和PMOS管P5的栅极并作为防倒灌电路ReversePro的输出逻辑信号V_control，PMOS管P5的衬底和源极连接PMOS管P6的衬低和源极并连接功率PMOS管MP的衬底Bo，PMOS管P5的漏极连接LDO线性稳压器的输出VOUT即功率PMOS管MP的漏极，PMOS管P6的漏极连接LDO线性稳压器的输入VIN即功率PMOS管MP的源极。所述NMOS管ND0和ND4为耗尽型NMOS管。本专利技术具有如下优点及有益效果：解除了LDO功率PMOS管MP在VOUT与VIN端固定寄生的正向二极管影响，防止VOUT电流倒灌VIN端，有效提高LDO应用可靠性，防止PMOS管MP的损坏。附图说明图1是现有技术LDO线性稳压器；图2是本专利技术带有防倒灌功能的LDO线性稳压器；图3图2防倒灌功能电路等效图；图4图2中防倒灌电路的一种实施电路。具体实施方式如图2所示，本专利技术在图1现有技术基础上，设置了防倒灌电路ReversePro和防倒灌NMOS管MN，防止输出端VOUT电流倒灌至输入端VIN端。防倒灌电路ReversePro连接在LDO线性稳压器的输入端VIN即功率PMOS管MP的源极、输出端VOUT即功率PMOS管MP的漏极和功率PMOS管MP的衬底Bo之间，防倒灌NMOS管MN的漏、源极连接在反馈电阻RF2与接地端之间，防倒灌电路ReversePro比较输入端VIN电位与输出端VOUT电位，使功率PMOS管MP的衬底Bo电位切换选择连接VIN与VOUT之间的最高电位，打破功率PMOS管MP的衬底Bo与漏极之间固定寄生的二极管效应，防倒灌电路ReversePro的输出逻辑信号V_control连接防倒灌NMOS管MN的栅极，控制除使能控制电路EN及反馈电阻RF1和RF2构成的反馈电路之外的其它芯片内部电路在输出VOUT的电位大于输入VIN的电位时关闭，使输出VOUT与输入VIN之间就不会存在因为功率PMOS管MP的寄生正偏置二极管效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路，LDO线性稳压器包括外围元器件输入电容CIN，输出电容COUT及负载电阻RL，芯片内部包括使能控制电路EN、基准电压VR、误差放大器EA、限流电路Current Limit、功率PMOS管MP以及反馈电阻RF1和RF2，LDO线性稳压器的输出VOUT经反馈电阻RF1、RF2分压后得到采样电压FB连接至误差放大器EA的反向输入端，误差放大器EA的同相输入端连接基准电压VR，限流电路Current Limit的输入连接功率PMOS管MP的漏极，误差放大器EA的输出pg与限流电路Current Limit的输出同时连接功率PMOS管MP的栅极，以控制调节功率PMOS管MP的栅极电位，使采样电压FB的电位与基准电压VR的电位相等，从而控制LDO线性稳压器的输出VOUT；其特征在于：设置防倒灌电路Reverse Pro和防倒灌NMOS管MN，防止输出端VOUT电流倒灌至输入端VIN端；防倒灌电路Reverse Pro连接在LDO线性稳压器的输入端VIN即功率PMOS管MP的源极、输出端VOUT即功率PMOS管MP的漏极和功率PMOS管MP的衬底Bo之间，防倒灌NMOS管MN的漏、源极连接在反馈电阻RF2与接地端之间，防倒灌电路Reverse Pro比较输入端VIN电位与输出端VOUT电位，使功率PMOS管MP的衬底Bo切换选择连接VIN与VOUT之间的最高电位，打破功率PMOS管MP的衬底Bo与漏极之间固定寄生的二极管效应，防倒灌电路Reverse Pro的输出逻辑信号V_control连接防倒灌NMOS管MN的栅极，控制除使能控制电路EN及反馈电阻RF1和RF2构成的反馈电路之外的其它芯片内部电路在输出VOUT的电位大于输入VIN的电位时关闭，使输出VOUT与输入VIN之间就不会存在因为功率PMOS管MP的寄生正偏置二极管效应产生的倒灌电流现象，有效防止损耗及功率PMOS管MP的损坏。...

【技术特征摘要】
1.一种LDO线性稳压器的防倒灌保护电路，LDO线性稳压器包括外围元器件输入电容CIN，输出电容COUT及负载电阻RL，芯片内部包括使能控制电路EN、基准电压VR、误差放大器EA、限流电路CurrentLimit、功率PMOS管MP以及反馈电阻RF1和RF2，LDO线性稳压器的输出VOUT经反馈电阻RF1、RF2分压后得到采样电压FB连接至误差放大器EA的反向输入端，误差放大器EA的同相输入端连接基准电压VR，限流电路CurrentLimit的输入连接功率PMOS管MP的漏极，误差放大器EA的输出pg与限流电路CurrentLimit的输出同时连接功率PMOS管MP的栅极，以控制调节功率PMOS管MP的栅极电位，使采样电压FB的电位与基准电压VR的电位相等，从而控制LDO线性稳压器的输出VOUT；其特征在于：设置防倒灌电路ReversePro和防倒灌NMOS管MN，防止输出端VOUT电流倒灌至输入端VIN端；防倒灌电路ReversePro连接在LDO线性稳压器的输入端VIN即功率PMOS管MP的源极、输出端VOUT即功率PMOS管MP的漏极和功率PMOS管MP的衬底Bo之间，防倒灌NMOS管MN的漏、源极连接在反馈电阻RF2与接地端之间，防倒灌电路ReversePro比较输入端VIN电位与输出端VOUT电位，使功率PMOS管MP的衬底Bo切换选择连接VIN与VOUT之间的最高电位，打破功率PMOS管MP的衬底Bo与漏极之间固定寄生的二极管效应，防倒灌电路ReversePro的输出逻辑信号V_control连接防倒灌NMOS管MN的栅极，控制除使能控制电路EN及反馈电阻RF1和RF2构成的反馈电路之外的其它芯片内部电路在输出VOUT的电位大于输入VIN的电位时关闭，使输出VOUT与输入VIN之间就不会存在因为功率PMOS管MP的寄生正偏置二极管效应产生的倒灌电流现象，有效防止损耗及功率PMOS管MP的损坏。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶晓峰，张洪俞，任丽，
申请(专利权)人：南京微盟电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32