一种用于线性稳压器及低压差线性稳压器的限流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于线性稳压器及低压差线性稳压器的限流电路，包括：误差放大器，为线性稳压器或低压差线性稳压器的控制环路提供高的开环增益，通路元件，其输入端连接在误差放大器的输出端；输出电流采样电路，其输入端连接通路元件的输出端，用于采样通路元件中的电流后，输出采样电流；电流设定电路，其输入端连接输出电流采样电路的输出端，用于预设通路元件最大允许输出电流值；限流环路放大器，其输入端连接电流设定电路的输出端，用于放大采样电流和最大允许输出电流的差值，产生一误差信号；其中，限流环路放大器的输出端与通路元件的输入端连接形成限流环路，通路元件通过环路的作用将电流锁定在最大允许输出电流上。

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.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种限流电路，尤其是一种用于线性稳压器及低压差线性稳压器(LDO)的限流电路。
技术介绍
线性稳压器及低压降(LDO)线性稳压器电路用于从某个较高的、有噪声的电压源产生一个干净的、稳定的输出电压。线性稳压器的优点是输出电压对输入电压或负载的变化反应迅速，输出电压的纹波与噪声较低，电路架构简单，体积较小，价格低廉。近年来低压差线性稳压器因为转化效率的提升，加上其体积，低噪声的特性，成为小功率降压与稳压器的主流。在各式由电池供应电源的便携式系统以及通讯相关的电子产品上，比如移动电话、PDA、照相机等均被大量的使用。低压差(LDO)线性稳压器已经为电源管理系统不可或缺的组件，在较低电压，较小功率的电压转化场合，低压差(LDO)线性稳压器是相当经济的选择，在未来便携式电子产品蓬勃发展的时代，其需求量将有增无减。在线性稳压器及低压差(LDO)线性稳压器的应用中，如果稳压器器件自身不具有保护电路，非常容易导致稳压器在过温或输出短路等极端工作环境下损坏。传统的双极线性稳压器中，多采用连接在电源和通路元件基极之间的二极管进行限流，这种方法并不适用于采用CMOS工艺的低压差线性稳压器中。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术利用反馈控制的原理提出了一种限流电路，该电路通过在线性稳压器或低压差线性稳压器的控制环路之内，增加了一个用于限流的辅助环路将流过通路元件的输出电流锁定坐在最大允许输出电流值。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的技术方案为，一种用于线性稳压器及低压差线性稳压器的限流电路，所述电路包括 误差放大器，为线性稳压器或低压差线性稳压器的控制环路提供高的开环增益；通路元件，其输入端连接所述误差放大器输出端；输出电流采样电路，其输入端连接所述通路元件的输出端，用于采样所述通路元件中的电流后输出采样电流；电流设定电路，用于预设所述通路元件的最大允许输出电流值；限流环路放大器，其输入端连接所述电流设定电路的输出端和所述输出电流采样电路的输出端，用于放大所述采样电流和所述最大允许输出电流的差值，产生一误差信号。比较好的是，所述电路进一步包括放大器第二级，其输入端连接所述限流环路放大器的输出端，其输出端连接至所述通路元件的输入端，用于调整所述误差信号；其中，所述电流采样电路、限流环路放大器、放大器第二级与所述通路元件形成限流环路，所述通路元件通过所述限流环路的作用将电流锁定在最大允许输出电流上。比较好的是，所述电路进一步包括驱动缓冲级，其输入端连接至所述误差放大器的输出端，其输出端连接至所述通路元件的输入端，用于隔离所述误差放大器的输出阻抗和所述通路元件的栅寄生电容；其中，所述放大器第二级的输出端连接至所述驱动缓冲级的输入端，所述输出电流采样电路、限流环路放大器、放大器第二级、通路元件与所述驱动缓冲器形成限流环路，将所述通路元件电流锁定在最大允许输出电流上。比较好的是，所述电路进一步包括当线性稳压器或低压差线性稳压器输出电流不超过最大允许值时，所述限流环路放大器输出饱和至电源，所述放大器第二级截止，限流环路处于不工作状态。比较好的是，所述电路进一步包括所述通路元件为晶体管。附图说明下面，参照附图，对于熟悉本
的人员而言，从对专利技术的详细描述中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。图1是本专利技术的限流电路原理框图；图2是本专利技术限流电路一较佳实施例的电路示意图；图3是本专利技术限流电路的另一较佳实施例的电路示意图。具体实施例方式请参见附图1所示，本专利技术的限流电路包括误差放大器310、通路元件311、输出电流采样电路312、最大允许输出电流设定电路313、限流环路放大器314及放大器第二级316。其中，通路元件311的输入端与误差放大器310的输出端相连，其输出端连接至输出电流采样电路312的输入端，采样电路312的输出端和电流设定电路313的输出端连接至限流环路放大器314的输入端，限流环路放大器314的输出端连接至放大器第二级316的输入端，放大器第二级316的输出端反馈至通路元件311的输入端。图2所示为本专利技术的另一个框图。第一个区别之处在于，在图1的基础上增加了驱动缓冲器315，驱动缓冲器315设置在误差放大器310与通路元件311之间。第二个区别在于，放大器第二级316的输出端反馈至驱动缓冲器315的输入端。在上述两个框图中，输出采样电路312、电流设定电路313和限流环路放大器314及其放大器第二级316实时监测通路元件311中输出电流的大小。限流环路放大器314、放大器第二级316、驱动缓冲级315、通路元件311，或者限流环路放大器314、放大器第二级316、通路元件311一起组成限流环路，当流过通路元件311的输出电流超过预设的最大允许输出电流值时，将输出电流锁定在最大允许输出电流值。图3是一个具体实施的电路，包括误差放大器10、驱动缓冲级11、通路元件14、输出电流采样电路20、最大允许输出电流设定电路21和限流环路放大器12及放大器第二级13。这里的通路元件是一个通路晶体管14，输出电流采样电路20是由采样晶体管15和采样电路16组成。下面，结合该电路图介绍本专利技术的工作过程输出电流采样电路20采样通路晶体管14中的电流，电流设定电路21用于预设通路晶体管14最大允许输出电流值，限流环路放大器12将电流采样电路20输出的电流采样信号与电流设定电路21输出的最大允许输出电流的电流差进行放大，得到一个误差控制信号后送入限流环路放大器第二级，即PMOS晶体管13，该PMOS晶体管13通过调整该误差信号，得到一个控制信号输出到误差放大器10的输出端节点100，在输出电流超过最大允许输出电流值时，限制节点100的电压值，进而限制了输出电流的大小。具体来说，当通路晶体管14中流过的电流小于最大允许输出电流时，节点160的电压大于节点170的电压。限流环路放大器12是一个很大增益的运算放大器，当正相输入端160电压大于反相输入端170的电压时，输出节点130将饱和至电源。当节点130电压接近于电源电压时，PMOS晶体管构成的放大器第二级13截止，这时用于限流的辅助环路处于不工作状态，限流辅助电路也不影响线性稳压器控制环路的正常工作。当流过通路晶体管14中的电流渐渐接近最大允许输出电流时，节点160的电压渐渐降低并接近节点170的电压。限流环路放大器12的输出节点130的电压也渐渐降低，从而PMOS晶体管构成的放大器第二级13渐渐进入工作状态。当线性稳压器的输出电流达到最大允许输出电流时，线性稳压器的控制环路的增益会变得很低，失去对输出电压的控制能力。这时辅助的限流环路将启动，代替线性稳压器的控制环路，控制流过通路晶体管14中的电流值。一旦通路晶体管14中的输出电流达到或超过最大允许输出电流时，限流环路放大器12的输出节点130的电压降低，PMOS晶体管构成的放大器第二级13开启，限流环路放大器12进入工作状态，环路负反馈控制便会起作用，进而将通路晶体管14的输出电流锁定在最大允许输出电流值上。限流环路通过放大节点160和节点170的电压差，得到一个误差信号。在图3所示的方案中，来自限流环路放大器12的误差信号通过放大器第二级13被进一步放大，在节点100产生一个控制信号。该控制信号被传递到驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于线性稳压器及低压差线性稳压器的限流电路，所述电路包括：误差放大器，为线性稳压器或低压差线性稳压器的控制环路提供高的开环增益；通路元件，其输入端连接所述误差放大器输出端；输出电流采样电路，其输入端连接所述通路元 件的输出端，用于采样所述通路元件中的电流后输出采样电流；电流设定电路，用于预设所述通路元件的最大允许输出电流值；限流环路放大器，其输入端连接所述电流设定电路的输出端和所述输出电流采样电路的输出端，用于放大所述采样电流和所述最 大允许输出电流的差值，产生一误差信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，刘晨，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]