一种新型限流保护电路和方法技术

本发明专利技术公开了一种新型限流保护电路和方法，用于待限流保护电路，待限流保护电路包括缓冲级输入端和输出级PMOS管MP0，且MP0的漏极电压为输出电压VREF，所述限流保护电路包括：第一限流电路连接于MP0的栅极与源极之间，MP0上的电流大于或等于预设限流值时，抑制MP0栅端电压的下降，实现一次限流；第二限流电路连接于MP0栅极与缓冲级输入端，MP0上的电流小于预设限流值时，对MP0上的电流进行二次限流，并为缓冲级输入端电压VO1提供一条对地的泄放通路，保证待限流保护电路在限流启动过程中VO1跟随VREF变化。本发明专利技术除设置传统的一次限流电路外，另外增加一路限流电路抑制过冲，优化电路的建立时间。路的建立时间。路的建立时间。

【技术实现步骤摘要】
一种新型限流保护电路和方法


[0001]本专利技术属于限流保护电路
，涉及一种新型限流保护电路和方法。

技术介绍

[0002]在Bandgap或LDO中，传统限流电路在电路启动过程或当电路从限流状态恢复至正常状态的过程中，常出现输出电压VREF过冲的现象。其原因为：如图1所示，传统限流电路一般通过由二极管D1和电阻R1组成的限流电路进行一次限流，当MP0上的电流过大时，限流电路抑制MP0栅端电压的下降，减小流过MP0的电流，当MP0上的电流小于预设限流值时，D1关断，由二极管D1和电阻R1组成的限流电路关闭。此时电路缓冲级输入端电压VO1被充到一个较高的电压，VREF则是从0开始逐步建立，会造成电路建立过程中VO1与VREF变化不同步，当VREF达到预设值时，VO1的电压接近电源轨，电压状态不正确，电路还需等待VO1恢复至其预设值，这期间输出级PMOS仍在对负载充电，引起输出信号过冲，这严重影响了输出信号的建立时间，并且可能导致潜在的过压问题，从而导致VREF出现较大过冲。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种新型限流保护电路和方法。
[0004]为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种新型限流保护电路，用于待限流保护电路，待限流保护电路包括缓冲级输入端和输出级PMOS管MP0，且MP0的漏极电压为输出电压VREF，所述限流保护电路包括第一限流电路和第二限流电路；
[0006]其中，第一限流电路连接于MP0的栅极与源极之间，用于MP0上的电流大于或等于预设限流值时，抑制MP0栅端电压的下降，减小流过MP0的电流，实现一次限流；
[0007]第二限流电路连接于MP0栅极与缓冲级输入端，用于MP0上的电流小于预设限流值时，对MP0上的电流进行二次限流，并为缓冲级输入端电压VO1提供一条对地的泄放通路，保证待限流保护电路在限流启动过程中VO1跟随VREF变化。
[0008]本专利技术进一步包括以下优选方案：
[0009]优选地，待限流保护电路为Bandgap或LDO电路。
[0010]优选地，所述待限流保护电路具体包括放大器、缓冲级Gm和输出级PMOS管MP0、输出级NMOS管MN0；
[0011]其中，放大器的正相输入端连接Bandgap输出VBG，负相输入端连接负载电阻，放大器输出端通过缓冲级Gm分别连接MP0和MN0的栅极；
[0012]MP0和MN0的漏极相连，漏端电压为输出电压VREF，且与负载电阻连接；
[0013]MP0的源极连接电源电压VDD，MN0的源极接地。
[0014]优选地，第一限流电路包括二极管D1和电阻R1；
[0015]其中，二极管D1的正极连接MP0的源极，负极连接电阻R1的一端，另一端连接MP0的栅极。
[0016]优选地，第二限流电路包括由NMOS管MN1和MN2、PMOS管MP1以及电流源I1；
[0017]其中，MP1的栅极与MP0的栅极连接，MP1的源极与MP0的源极连接，MP1的漏极与电流源I1的正极，MN1的漏极、MN1和MN2的栅极连接；
[0018]电流源I1的负极、MN1和MN2的源极接地；
[0019]MN2的漏极连接缓冲级输入端。
[0020]优选地，MN1和MN2组成电流镜，其镜像比例为N：1；
[0021]MP0和MP1组成电流镜，其镜像比例为M：1。
[0022]优选地，当待限流保护电路处于短路状态时，MP0管输出大于或等于预设限流值IL1的大电流，第一限流电路限制MP0管输出电流处于固定的预设限流值IL1,此时，第二限流电路中，MP1按照比例M镜像MP0管的电流，镜像后的电流与电流源I1做比较之后，剩余电流流入MN1，MN1上的电流再按照比例N镜像到MN2,MN2管的漏端与VO1相连，即为VO1增加一条对地的泄放通路，使待限流保护电路在短路状态时，VO1被MN2管拉低电压值。
[0023]优选地，当待限流保护电路从限流状态恢复时，随着VREF的增加，输出MP0管的电流逐渐减小，与之相关的MN2的电流也逐渐减小，即VO1通过MN2管对地泄放的电流逐渐减小，VO1电压缓慢升高，实现VO1与VREF的同步建立，实现对输出信号过冲的抑制；
[0024]当MP0管的电流减小到第二限流电路的限流阈值时，MN2管不再有电流流过，此时第二限流电路关闭，待限流保护电路正常启动。
[0025]优选地，第二限流电路的限流阈值为I1*M；
[0026]其中，I1为电流镜电流。
[0027]一种基于上述限流保护电路实现的新型限流保护方法，包括：
[0028]当MP0上的电流大于或等于预设限流值时，第一限流电路抑制MP0栅端电压的下降，减小流过MP0的电流，实现一次限流；
[0029]当MP0上的电流小于预设限流值时，第一限流电路关闭，第二限流电路对MP0上的电流进行二次限流，并为缓冲级输入端电压VO1提供一条对地的泄放通路，保证待限流保护电路在限流启动过程中VO1跟随VREF变化。
[0030]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比：
[0031]对于待限流保护电路如Bandgap或LDO，除设置传统的一次限流电路外，另外增加一路限流电路来感知待限流保护电路输出级PMOS的栅端电压与其电流的变化，并输出一信号控制到VO1端，使待限流保护电路的VO1与VREF近似同步建立，从而抑制过冲，优化电路的建立时间。
附图说明
[0032]图1是传统限流电路原理图；
[0033]图2是本专利技术新型限流保护电路原理图；
[0034]图3是本专利技术新型限流保护电路结构图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本专利技术一部
分的实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0036]如图1所示，本专利技术的实施例1提供了一种新型限流保护电路，用于待限流保护电路，待限流保护电路包括缓冲级输入端和输出级PMOS管MP0，且MP0的漏极电压为输出电压VREF，在本专利技术优选但非限制性的实施方式中，在电路上电或限流恢复的过冲中，输出级PMOS管将出现瞬态大电流，并随着输出电压的建立，该电流逐渐减小，即输出级PMOS的栅端电压与其电流是变化的。因此，如图2所示，可增加一路限流电路来感知这种变化，并输出一信号控制到VO1端，使VO1与VREF近似同步建立，从而抑制过冲，优化电路的建立时间。
[0037]进一步优选地，所述限流保护电路包括第一限流电路和第二限流电路；
[0038]其中，第一限流电路连接于MP0的栅极与源极之间，用于MP0上的电流大于或等于预设限流值时，抑制MP0栅端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型限流保护电路，用于待限流保护电路，待限流保护电路包括缓冲级输入端和输出级PMOS管MP0，且MP0的漏极电压为输出电压VREF，其特征在于：所述限流保护电路包括第一限流电路和第二限流电路；其中，第一限流电路连接于MP0的栅极与源极之间，用于MP0上的电流大于或等于预设限流值时，抑制MP0栅端电压的下降，减小流过MP0的电流，实现一次限流；第二限流电路连接于MP0栅极与缓冲级输入端，用于MP0上的电流小于预设限流值时，对MP0上的电流进行二次限流，并为缓冲级输入端电压VO1提供一条对地的泄放通路，保证待限流保护电路在限流启动过程中VO1跟随VREF变化。2.根据权利要求1所述的一种新型限流保护电路，其特征在于：待限流保护电路为Bandgap或LDO电路。3.根据权利要求1所述的一种新型限流保护电路，其特征在于：所述待限流保护电路具体包括放大器、缓冲级Gm和输出级PMOS管MP0、输出级NMOS管MN0；其中，放大器的正相输入端连接Bandgap输出VBG，负相输入端连接负载电阻，放大器输出端为缓冲级输入端，通过缓冲级Gm分别连接MP0和MN0的栅极；MP0和MN0的漏极相连，漏端电压为输出电压VREF，且与负载电阻连接；MP0的源极连接电源电压VDD，MN0的源极接地。4.根据权利要求1所述的一种新型限流保护电路，其特征在于：第一限流电路包括二极管D1和电阻R1；其中，二极管D1的正极连接MP0的源极，负极连接电阻R1的一端，另一端连接MP0的栅极。5.根据权利要求1所述的一种新型限流保护电路，其特征在于：第二限流电路包括由NMOS管MN1和MN2、PMOS管MP1以及电流源I1；其中，MP1的栅极与MP0的栅极连接，MP1的源极与MP0的源极连接，MP1的漏极与电流源I1的正极，MN1的漏极、MN1和MN2的栅极连接；电流源I1的负极、MN1和MN2的源极接地；MN2的漏极连接缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：满雪成，崔伟，李健宁，张杨，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：