LDO电路及无线充电系统技术方案

本公开提供了一种LDO电路及无线充电系统，LDO电路包括：LDO模块及电流检测和限流模块；LDO模块包括：第一比较器，反相输入端用于接入带隙基准电压VBGR；第一PMOS，栅极与第一比较器的输出端连接；电阻R1，第一端与第一PMOS的漏极连接；变阻器R2，第一端与电阻R1的第二端连接；及二输入多路选择器，第一输入端与电阻R1的第二端连接，输出端与第一比较器的同相输入端连接；以及电流检测和限流模块包括：电流传感器，第一端与第一PMOS的栅极连接，第二端与选择器的第二输入端连接；及第二比较器，同相输入端与二输入多路选择器的第二输入端连接，反相输入端用于接入基准电压VBGR，输出端与二输入多路选择器的控制端连接。本公开LDO电路及无线充电系统减小了电路成本与复杂度。

LDO Circuit and Wireless Charging System

【技术实现步骤摘要】
LDO电路及无线充电系统
本公开涉及一种带有电流检测和限流保护的LDO电路及无线充电系统。
技术介绍
在现代社会中，使用各种电子设备的地方越来越多，其范围和数量也在不断增加。这些电子设备基本上都需要充电。而目前大部分电源都会通过LDO后对后续的核心电路进行供电。这样既可以保证电源的稳定，又可以保证电路正常工作。如图1所示，在无线充电系统中，接收器将交流电源转换为直流电源，但是由于直流电源内纹波影响，对负载正常工作产生影响，因此一般通过LDO对负载电路进行供电。而如何对LDO输出电流进行检测以及限流保护电路对负载电路的安全性显得十分重要，特别是对于无线充电系统，其对输出电流的控制以及对负载的保护是实现稳定高效率无线充电系统的关键。图2为现有LDO电路示意图。当VOUT高于设计值时，VFB高于VBGR，导致放大器输出高于设计值，从而使功率管PMOS的栅极与源极之间电压VGS减小，使得主电流通路电流减小，使得VOUT减小。同理可知，当VOUT低于设计值时，环路会使得VOUT增加。从而使VOUT稳定在设计电压上。图2所示LDO电路的一个明显的缺陷是无法控制输出电流的大小。在功率管驱动能力足够的情况下，其负载电阻越低，流过负载的电流越大，无法对负载及时提供限流保护。在实际应用中，有可能对负载造成不可逆的损坏。图3为现有LDO检测及限流电路示意图，其LDO包含电流模块环路和电压模块环路，其通过两个比较器来实现两个环路的闭合，这两个环路独立工作且共同作用于G点来实现对输出电流电压的控制。此电路的缺点在于需要两个高性能比较器，而在无线充电系统中，这两个高性能比较器工作在高压情况下，因此必须采用高压器件，从而大大增加了电路面积成本。同时，该电路采用了chargepump模块，使G点处于约为VRECT+VTH的高压工作状态，不仅增加了芯片面积，而且对系统稳定性以及功率传输效率产生影响。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述问题，本公开的主要目的在于提供一种LDO电路及无线充电系统，以便解决上述问题的至少之一。(二)技术方案为了达到上述目的，作为本公开的一个方面，提供了一种LDO电路，包括：LDO模块、以及电流检测和限流模块；其中所述LDO模块，包括：第一比较器，其反相输入端用于接入一带隙基准电压VBGR；第一PMOS，其栅极与所述第一比较器的输出端连接；电阻R1，其第一端与所述第一PMOS的漏极连接；变阻器R2，其第一端与所述电阻R1的第二端连接，第二端接地；及二输入多路选择器，其第一输入端与所述电阻R1的第二端连接，输出端与所述第一比较器的同相输入端连接；以及所述电流检测和限流模块，包括：电流传感器，其第一端与所述第一PMOS的栅极连接，第二端与所述二输入多路选择器的第二输入端连接；及第二比较器，其同相输入端与所述二输入多路选择器的第二输入端连接，反相输入端用于接入所述基准电压VBGR，输出端与所述二输入多路选择器的控制端连接。在一些实施例中，所述第二比较器的同相输入端接入的电压为VLIM，用于比较所述检测电压VLIM与基准电压VBGR，并根据比较结果输出控制信号OCL_EN；所述二输入多路选择器的控制端用于接收所述第二比较器输出的控制信号OCL_EN，并根据所述控制信号OCL_EN切换电流模式环路或者电压模式环路。在一些实施例中，若VLIM高于VBGR，则电流环路模式闭合，电压模式环路断开；若VLIM低于VBGR，则电压模式环路闭合，电流环路模式断开。在一些实施例中，所述电流传感器包括：第二PMOS，其栅极与所述第一PMOS的栅极连接，源极与所述第一PMOS的源极连接，漏极分别与一电阻RLIM的第一端、所述二输入多路选择器的第二输入端以及所述第二比较器的同相输入端连接，所述电阻RLIM的第二端接地。在一些实施例中，所述第一PMOS与第二PMOS构成共源共栅电流镜；所述第二PMOS与所述电阻RLIM连接处的电流即为检测电流ILIM，连接处的电压即为检测电压VLIM，二者满足以下关系式：VLIM＝ILIM×RLIM。在一些实施例中，所述的LDO电路还包括，基准模块，与所述第一比较器的反相输入端连接，用于提供所述基准电压VBGR。在一些实施例中，所述的LDO电路还包括，源极跟随器缓冲器，其连接在所述第一比较器的输出端与所述第一PMOS的栅极之间。在一些实施例中，式中，Ratio表示第一PMOS与第二PMOS的比值，IOUT表示LDO的输出电流值，RLIM表示检测电阻值。根据本公开的另一个方面，还提供了一种无线充电系统，其包括所述的LDO电路。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开LDO电路及无线充电系统至少具有以下有益效果其中之一：(1)LDO电路及无线充电系统包括电流检测和限流模块，可以实现即时电流检测以及限流。(2)通过对电压模式环路与电流模式环路的切换可实现限流，且两种模式环路共用一个比较器，避免使用chargepump模块，减小了电路成本与复杂度。附图说明图1为现有无线电力传输系统示意图。图2为现有LDO电路示意图。图3为现有LDO检测及限流电路示意图。图4为依据本公开一实施例LDO电路示意图。图5为依据本公开一实施例限流开启和限流关闭的LDO时序图。图6为依据本公开另一实施例LDO电路示意图。<符号说明>P1-片上，P2-片下；1-交流电源，2-整流器，3-LDO，4-负载，5、6-比较器，7-电荷泵；10-LDO模块，20-电流检测和限流模块；101、201-第一比较器，102、202-第二比较器，103、203-二输入多路选择器，104、204-电流传感器，205-源极跟随器缓冲器，206-限制器，207-基准模块，ER-外部电阻，FRC-反馈电阻控制(Feedbackresistorcontrol)。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。本公开提供的LDO是一种带有电流检测和限流保护的LDO电路。与现有LDO相比，其只用一个比较器可实现电流检测和限流的功能，避免了使用电荷泵模块。在一实施例中，如图4所示，所述LDO电路包括：第一比较器101，其具有一反相输入端，一同相输入端，一电源端及一输出端，反相输入端用于接入一带隙基准电压VBGR，电源端用于接入电源电压VDD_5V；当然，电源电压VDD并不限于5V；第一PMOSMPl，其栅极与所述第一比较器101的输出端连接，其源极和漏极之间连接有一寄生二极管，源极接电压VRECT；电流传感器104，其第一端与所述第一PMOSMP1的栅极连接，第三端接电压VRECT；电阻R1，其第一端与所述第一PMOSMP1的漏极连接；变阻器R2，其第一端与所述电阻R1的第二端连接，第二端接地；第二比较器102，其反相输入端用于接入带隙基准电压VBGR，同相输入端与所述电流传感器的第二端连接，用于接入检测电压VLIM；二输入多路选择器103，其控制端与所述第二比较器102的输出端连接，第一输入端与所述电阻R1的第二端连接，第二输入端与所述电流传感器104的第二端及所述第二比较器102的同相输入端连接，输出端与所述第一比较器101的同相输入端连接。此外，一负载电容CLOA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LDO电路，包括：LDO模块、以及电流检测和限流模块；其中所述LDO模块，包括：第一比较器，其反相输入端用于接入一带隙基准电压VBGR；第一PMOS，其栅极与所述第一比较器的输出端连接；电阻R1，其第一端与所述第一PMOS的漏极连接；变阻器R2，其第一端与所述电阻R1的第二端连接，第二端接地；及二输入多路选择器，其第一输入端与所述电阻R1的第二端连接，输出端与所述第一比较器的同相输入端连接；以及所述电流检测和限流模块，包括：电流传感器，其第一端与所述第一PMOS的栅极连接，第二端与所述二输入多路选择器的第二输入端连接；及第二比较器，其同相输入端与所述二输入多路选择器的第二输入端连接，反相输入端用于接入所述基准电压VBGR，输出端与所述二输入多路选择器的控制端连接。

【技术特征摘要】
2018.09.05 CN 20181102869061.一种LDO电路，包括：LDO模块、以及电流检测和限流模块；其中所述LDO模块，包括：第一比较器，其反相输入端用于接入一带隙基准电压VBGR；第一PMOS，其栅极与所述第一比较器的输出端连接；电阻R1，其第一端与所述第一PMOS的漏极连接；变阻器R2，其第一端与所述电阻R1的第二端连接，第二端接地；及二输入多路选择器，其第一输入端与所述电阻R1的第二端连接，输出端与所述第一比较器的同相输入端连接；以及所述电流检测和限流模块，包括：电流传感器，其第一端与所述第一PMOS的栅极连接，第二端与所述二输入多路选择器的第二输入端连接；及第二比较器，其同相输入端与所述二输入多路选择器的第二输入端连接，反相输入端用于接入所述基准电压VBGR，输出端与所述二输入多路选择器的控制端连接。2.根据权利要求1所述的LDO电路，其中，所述第二比较器的同相输入端接入的电压为VLIM，用于比较所述检测电压VLIM与基准电压VBGR，并根据比较结果输出控制信号OCL_EN；所述二输入多路选择器的控制端用于接收所述第二比较器输出的控制信号OCL_EN，并根据所述控制信号OCL_EN切换电流模式环路或者电压模式环路。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋垠锡，廖京，
申请(专利权)人：江西联智集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36