[发明专利]限流电路及限流方法

说明书

本公开涉及一种限流电路和限流方法，属于集成电路领域，其能够实现快速且精确限流的功能，而且能够在低压标准CMOS工艺和高压BCD工艺等工艺中实现。该限流电路包括：负载电流采样模块，用于对功率开关管的负载电流进行采样，将采样到的负载电流转换成电压，并将转换后的电压输入给慢速精确限流模块和快速响应限流模块；慢速精确限流模块，用于在所述转换后的电压高于第一参考电压时，控制所述功率开关管的栅极电压来将所述负载电流慢速限流至预设限流阈值；快速响应限流模块，用于在所述转换后的电压高于第二参考电压时，控制所述功率开关管的栅极电压来对所述负载电流进行快速响应限流，其中所述第一参考电压小于所述第二参考电压。

技术领域

本公开涉及集成电路领域，具体地，涉及一种限流电路和限流方法。

背景技术

带限流功能的功率分配开关电路能够为诸如平板、多媒体播放器、蓝牙音箱以及其他设备分配功率，并为开关稳压器等提供限流保护。然而，现有的带限流功能的功率分配开关电路，在器件瞬间短路时的限流响应速度很慢，使得在短路瞬间会有很大的尖峰电流，给开关稳压器带来潜在的损坏风险。而公开号为CN102769281A的中国专利申请虽然公开了一种快速响应限流保护电路，但是其需要增加电荷泵电路，不利于在低压标准CMOS工艺中实现。

发明内容

本公开的目的是提供一种限流电路和限流方法，其能够实现快速且精确限流的功能，而且能够在低压标准CMOS工艺和高压BCD(BiCMOS/CMOS)工艺等工艺中实现。

为了实现上述目的，本公开提供一种限流电路，该限流电路包括负载电流采样模块、慢速精确限流模块、快速响应限流模块和功率开关管，其中：

所述负载电流采样模块，用于对所述功率开关管的负载电流进行采样，将采样到的负载电流转换成电压，并将转换后的电压输入给所述慢速精确限流模块和所述快速响应限流模块；

所述慢速精确限流模块，用于在所述转换后的电压高于第一参考电压时，控制所述功率开关管的栅极电压来将所述负载电流慢速限流至预设限流阈值；

所述快速响应限流模块，用于在所述转换后的电压高于第二参考电压时，控制所述功率开关管的栅极电压来对所述负载电流进行快速响应限流，其中所述第一参考电压小于所述第二参考电压。

可选地，所述慢速精确限流模块包括第一运算放大器或比较器，该第一运算放大器或比较器的第一输入端用于接收所述转换后的电压、第二输入端用于接收所述第一参考电压、输出端连接到所述功率开关管的栅极。

可选地，所述快速响应限流模块包括第二运算放大器或比较器和电压上拉或下拉开关管，其中：

所述第二运算放大器或比较器的第一输入端用于接收所述转换后的电压、第二输入端用于接收所述第二参考电压、输出端连接到所述电压上拉或下拉开关管的栅极，所述电压上拉或下拉开关管的第一端子连接所述功率开关管的输入端、第二端子连接所述功率开关管的栅极。

可选地，所述限流电路还包括软启动模块，用于限制所述功率开关管导通瞬间的浪涌电流。

可选地，所述软启动模块包括串联连接的电流源和电容器，其中，所述电流源和所述电容器的公共端连接到所述第一运算放大器或比较器的第三输入端以在所述功率开关管导通瞬间使所述功率开关管的负载电流缓慢上升，所述电容器的另一端接地。

可选地，所述限流电路还包括控制模块，用于在所述慢速精确限流模块和所述快速响应限流模块交替震荡时，首先控制所述快速响应限流模块对所述负载电流进行快速响应限流，然后关闭所述快速响应限流模块并启动所述慢速精确限流模块将所述负载电流慢速限流至所述预设限流阈值。

可选地，所述控制模块包括计时器、与非门、反相器、复位开关管和N个串联的D触发器，其中：