本发明专利技术提供一种防倒灌保护模块、低压差线性稳压器、芯片及供电系统，包括：倒灌检测单元，基于输入、输出电压产生检测信号；分压单元，连接于输入电压与第一PMOS管的源极之间；第一PMOS管，漏极连输出电压，栅极连倒灌检测单元输出端；第二PMOS管，漏极连第三、第四PMOS管的栅极，源极连第一PMOS管源极，栅极连分压单元输出端；第三PMOS管，漏极连输入电压，源极和衬底连第四PMOS管的源极和衬底，栅极连驱动信号；第四PMOS管，漏极连输出电压，栅极连驱动信号。本发明专利技术应用于全集成LDO线性稳压器芯片内部，不增加外部电路复杂性；适用于MOS管栅源耐压仅为5V的薄栅工艺，在输出端接最高20V电位时能对芯片进行有效的保护；在实际应用中减少了备用电源的能量消耗。少了备用电源的能量消耗。少了备用电源的能量消耗。
【技术实现步骤摘要】
防倒灌保护模块、低压差线性稳压器、芯片及供电系统
[0001]本专利技术涉及电源管理领域，特别是涉及一种防倒灌保护模块、低压差线性稳压器、芯片及供电系统。
技术介绍
[0002]随着5G、物联网的飞速发展，各类电子设备不断升级，需求量也日益增加。这类电子设备一般不使用电网直接供电，而是将外部高压通过变压器和开关电源转换成低压，再经过LDO线性稳压器得到精确、稳定的电源电压。因此LDO线性稳压器自上世纪诞生以来，一直在模拟芯片中占据重要地位，其在低噪声、低压差等方面的研究和改进也持续至今。
[0003]在外部电压经过LDO线性稳压器为设备供电的同时，为防止外部电压突然掉电导致设备无法正常工作甚至关机的问题，往往还为其设置了备用电源，比如电池。这样一来设备供电的安全性得到了保障，但稳压器的输出端与备用电源相连，另一个问题由此产生：当稳压器的输入电压低于备用电源电压，甚至稳压器的输入电压直接降低至0V，则会在其输出端出现电流经过LDO功率PMOS管的衬底寄生二极管倒灌进稳压器的现象，进而损坏芯片。
[0004]目前市场上针对LDO线性稳压器输出端电流倒灌的问题，解决方案一般分为两种，一种是在片内对功率PMOS管的衬底连接进行处理。通过比较稳压器的输入电位VIN和输出电位VOUT，使功率PMOS管的衬底切换选择连接至VIN和VOUT之间的最高电位，并将栅极也拉高至VIN和VOUT之间的最高电位，从而使衬底寄生二极管始终无法导通，功率PMOS管沟道也无法导通，阻止电流倒灌。另一种是在片外通过在输出端和负载端之间串联二极管来实现防倒灌。
[0005]这两种方案均存在明显缺陷。片内对衬底连接进行处理的方案，在防倒灌状态下，功率PMOS管栅极拉高至与VOUT相等，而源极与VIN相连，由于薄栅工艺中，PMOS管栅源耐压为5V，所以该技术仅能在VOUT与VIN相差不大于5V时实现防倒灌保护，超过5V时，PMOS管栅源超压，造成功率管损坏。片外串联二极管的方案，由于二极管正向导通电压在0.7V左右，大大增加了能量损耗。
[0006]因此，如何扩大防倒灌保护方案的适用范围、减小能量损耗，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种防倒灌保护模块、低压差线性稳压器、芯片及供电系统，用于解决现有技术中防倒灌保护方案适用范围小，能耗大等问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种防倒灌保护模块，用于低压差线性稳压器，所述防倒灌保护模块至少包括：倒灌检测单元、分压单元、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管及第四PMOS管；所述倒灌检测单元连接输入电压及输出电压，基于所述输入电压与所述输出电压
的大小关系产生相应的检测信号；所述分压单元的一端连接所述输入电压，另一端连接所述第一PMOS管的源极；所述第一PMOS管的漏极连接所述输出电压，栅极连接所述倒灌检测单元的输出端，发生倒灌时所述第一PMOS管导通；所述第二PMOS管的漏极连接所述第三PMOS管及所述第四PMOS管的栅极，源极连接所述第一PMOS管的源极，栅极连接所述分压单元的输出端；所述第三PMOS管的漏极连接所述输入电压，源极连接所述第四PMOS管的源极，栅极连接驱动信号，衬底和源极连接在一起；所述第四PMOS管的漏极连接所述输出电压，栅极连接所述驱动信号，衬底和源极连接在一起；基于所述第三PMOS管及所述第四PMOS管调整所述输出电压的大小。
[0009]可选地，所述倒灌检测单元包括第一电阻及至少两个PNP三极管；所述第一电阻的第一端连接所述输入电压，第二端作为所述倒灌检测单元的输出端；各PNP三极管采用二极管接法且依次串联，PNP三极管串联结构的一端连接所述第一电阻的第二端，另一端连接所述输出电压。
[0010]更可选地，所述倒灌检测单元包括四个PNP三极管；第一PNP三极管的集电极和基极连接所述第一电阻的第二端；第二PNP三极管的集电极和基极连接所述第一PNP三极管的发射极；第三PNP三极管的集电极和基极连接所述第二PNP三极管的发射极；第四PNP三极管的集电极和基极连接所述第三PNP三极管的发射极，发射极连接所述输出电压。
[0011]可选地，所述分压单元包括第二电阻及第三电阻；所述第二电阻的第一端连接所述输入电压，第二端作为所述分压单元的输出端；所述第三电阻的第一端连接所述第二电阻的第二端，第二端连接所述第一PMOS管的源极。
[0012]可选地，所述防倒灌保护模块还包括第四电阻；所述第四电阻连接于所述驱动信号与所述第三PMOS管及所述第四PMOS管的栅极之间。
[0013]更可选地，所述第三PMOS管与所述第四PMOS管的尺寸相同。
[0014]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器至少包括：参考电压产生模块，误差放大模块及上述防倒灌保护模块；所述参考电压产生模块接收输入电压，基于所述输入电压产生参考电压；所述误差放大模块的输入端分别连接所述参考电压及输出电压的反馈电压，基于所述参考电压与所述反馈电压的差值产生驱动信号；所述防倒灌保护模块接收所述输入电压，并连接所述误差放大模块的输出端，基于所述驱动信号调整所述输出电压的大小；还基于所述输出电压与所述输入电压的大小关系对所述低压差线性稳压器进行防倒灌保护。
[0015]可选地，所述参考电压产生模块包括第一基准单元、稳压单元及第二基准单元；所述第一基准单元接收所述输入电压，基于所述输入电压产生基准电压；所述稳压单元接收所述输入电压，并连接于所述第一基准单元的输出端，为所述第二基准单元供电；所述第二基准单元连接于所述稳压单元的输出端，产生所述参考电压。
[0016]可选地，所述低压差线性稳压器还包括限流保护模块，所述限流保护模块连接所述防倒灌保护模块，对输出电流进行检测，并基于检测结果产生过流保护信号。
[0017]更可选地，所述限流保护模块包括电流检测单元及限流控制单元；所述电流检测单元连接所述输出电压，输出电流检测信号；所述限流控制单元连接于所述电流检测单元的输出端，基于所述电流检测信号与预设信号的比较结果产生过流保护信号，所述过流保护信号作用于所述误差放大模块的输出端。
[0018]可选地，所述误差放大模块的正相输入端连接所述反馈电压，反相输入端连接所述参考电压，输出端连接所述防倒灌保护模块。
[0019]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种芯片，所述芯片包括上述低压差线性稳压器。
[0020]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种供电系统，所述供电系统至少包括：负载，备用电源及上述低压差线性稳压器；所述低压差线性稳压器及所述备用电源的输出端连接在一起，并连接所述负载，为所述负载供电。
[0021]如上所述，本专利技术的防倒灌保护模块、低压差线性稳压器、芯片及供电系统，具有以下有益效果：1、本专利技术的防倒灌保护模块、低压差线性稳压器、芯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防倒灌保护模块，用于低压差线性稳压器，其特征在于，所述防倒灌保护模块至少包括：倒灌检测单元、分压单元、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管及第四PMOS管；所述倒灌检测单元连接输入电压及输出电压，基于所述输入电压与所述输出电压的大小关系产生相应的检测信号；所述分压单元的一端连接所述输入电压，另一端连接所述第一PMOS管的源极；所述第一PMOS管的漏极连接所述输出电压，栅极连接所述倒灌检测单元的输出端，发生倒灌时所述第一PMOS管导通；所述第二PMOS管的漏极连接所述第三PMOS管及所述第四PMOS管的栅极，源极连接所述第一PMOS管的源极，栅极连接所述分压单元的输出端；所述第三PMOS管的漏极连接所述输入电压，源极连接所述第四PMOS管的源极，栅极连接驱动信号，衬底和源极连接在一起；所述第四PMOS管的漏极连接所述输出电压，栅极连接所述驱动信号，衬底和源极连接在一起；基于所述第三PMOS管及所述第四PMOS管调整所述输出电压的大小。2.根据权利要求1所述的防倒灌保护模块，其特征在于：所述倒灌检测单元包括第一电阻及至少两个PNP三极管；所述第一电阻的第一端连接所述输入电压，第二端作为所述倒灌检测单元的输出端；各PNP三极管采用二极管接法且依次串联，PNP三极管串联结构的一端连接所述第一电阻的第二端，另一端连接所述输出电压。3.根据权利要求2所述的防倒灌保护模块，其特征在于：所述倒灌检测单元包括四个PNP三极管；第一PNP三极管的集电极和基极连接所述第一电阻的第二端；第二PNP三极管的集电极和基极连接所述第一PNP三极管的发射极；第三PNP三极管的集电极和基极连接所述第二PNP三极管的发射极；第四PNP三极管的集电极和基极连接所述第三PNP三极管的发射极，发射极连接所述输出电压。4.根据权利要求1所述的防倒灌保护模块，其特征在于：所述分压单元包括第二电阻及第三电阻；所述第二电阻的第一端连接所述输入电压，第二端作为所述分压单元的输出端；所述第三电阻的第一端连接所述第二电阻的第二端，第二端连接所述第一PMOS管的源极。5.根据权利要求1所述的防倒灌保护模块，其特征在于：所述防倒灌保护模块还包括第四电阻；所述第四电阻连接于所述驱动信号与所述第三PMOS管及所述第四PMOS管的栅极之间。6.根据权利要求1
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5任意一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：卞天宇，陈华，莫炯炯，郁发新，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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