[实用新型]具有折返特性的限流电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于芯片(集成电路)的电流陡增抑制技术，特别是一种具有折返特性的限流电路。

背景技术

当遇到热插拔、下游负载等效阻值突然变小或输出端突然短地的事件时，芯片(大电流开关)需要限流电路，以抑制突然暴增的输出电流，并保护内部大尺寸功率MOS管和上游电源安全。为此目的设计的限流电路一般有如下功能，首先利用感应MOS监测输出电流，其次将监测到的电流与基准做比较，最后是根据比较结果反馈控制功率MOS管的输出电流，使其保持在安全的电流范围内。本发明人注意到，越来越多的USB设备需要更大的电流(>1A)，而过大的瞬间电流即使被限流，因其限流阈值很大，导致功耗偏高(芯片温度升高)。本发明人认为，如果在限流电路中嵌入折返电路结构以利用其以折返方式降低输出电流的折返功能(foldback)，则能够使芯片进入限流模式后降低功耗。因为芯片进入限流模式后，自身输出电阻变大，致使输出电压(Vout)下降，所以本发明(实用新型)可在芯片进入限流状态后随着输出电压(Vout)下降而进一步降低芯片限流阈值，具体见图1。这样可使芯片可以长时间工作在限流状态，而不会被限流产生的功耗(此时功率等于限流阈值乘以输入输出端电压差)烧毁。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种具有折返特性的限流电路，以使芯片进入限流模式后降低功耗。

本实用新型的技术方案如下：

具有折返特性的限流电路，其特征在于，包括栅极互连的功率MOS管和感应MOS管，所述感应MOS管的栅极连接反馈控制电路中的功率MOS管栅压接点，所述功率MOS管的电流输出端连接钳位电路中的功率MOS管输出电流接点，在所述功率MOS管与所述钳位电路之间形成输出电压点，所述感应MOS管的感应电流输出端连接钳位电路中的感应电流接点，所述感应MOS管的源极脚直接串联接入电阻即折返电阻R_FB，所述感应MOS管和所述功率MOS管的电压输入端均连接输入电压节点，所述输入电压节点连接芯片内部的基准电流产生电路，所述基准电流的流出端分别连接所述钳位电路中的镜像电流接点和所述反馈控制电路中的差值电流接点。

所述感应MOS管为感应NMOS管，所述功率MOS管为功率NMOS管，所述感应NMOS管的感应电流输出端即源极通过所述折返电阻R_FB连接所述钳位电路中的感应电流接点，在所述折返电阻R_FB与所述钳位电路中的感应电流接点之间形成感应电压点，所述感应NMOS管的漏极即为电压输入端，所述功率NMOS管的源极即为电流输出端，所述功率NMOS管的漏极即为电压输入端。

所述钳位电路包括第一比较器，栅极互连的第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一NMOS管的栅极和漏极以及所述第一比较器的输出端和负输入端连接形成所述钳位电路中的感应电流接点，所述第一比较器的正输入端为所述钳位电路中的功率MOS管输出电流接点，所述第二NMOS管的漏极为所述钳位电路中的镜像电流接点，所述第一NMOS管的源极和第二NMOS管的源极均接地。

所述反馈控制电路包括电荷泵，栅极互连的第三NMOS管和第四NMOS管，以及栅极互连的第五PMOS管和第六PMOS管，所述电荷泵输入端连接所述输入电压节点，所述电荷泵输出端连接所述第四NMOS管的漏极形成所述反馈控制电路中的功率MOS管栅压接点，所述第三NMOS管的栅极和漏极以及所述第五PMOS管的漏极相互连接，所述第三NMOS管的源极和第四NMOS管的源极均接地，所述第五PMOS管的源极和第六PMOS管的源极均连接所述输入电压节点，所述第六PMOS管的栅极和漏极连接形成所述反馈控制电路中的差值电流接点。

所述感应MOS管为感应PMOS管，所述功率MOS管为功率PMOS管，所述感应PMOS管的感应电流输出端即漏极与所述钳位电路中的感应电流接点直接连接并形成感应电压点，所述折返电阻R_FB位于所述感应PMOS管的源极与所述输入电压节点之间，所述功率PMOS管的源极即为电压输入端，所述功率PMOS管的漏极即为电流输出端。