[发明专利]一种应用于稳压器的限流电路

说明书

本发明提出了一种用于稳压器的限流电路，将传统限流电路使用电阻进行电流电压转换并驱动MOS管栅极的做法，升级为使用二极管连接方式的MOS管采样电压，并采用电流镜镜像电流的方式传导功率管栅极限流控制电流，通过调节串联NM3、NM4……NMn的数量，NMOS管的宽长比以及电流镜的镜像倍数关系，可以将限流触发电流Imax设置的比较高。当限流触发后，系列正反馈会导致限流效应大幅增强，功率PMOS管PM1的输出电流急剧减小，最终短路维持电流Imin会保持在较低值。

技术领域

本发明涉及集成电路稳压电源设计领域，尤其涉及一种用于稳压器芯片的限流电路。

背景技术

稳压器属于功率器件，当负载阻抗降低，输出电流急剧增大时，需要有限流电路限制电流增大，以避免出现芯片烧毁的问题。传统的稳压器及其限流电路如图3所示。输出电流由PMOS管PM1提供，当负载电流增大时，流过PM1的电流会增大甚至会导致其烧毁，需要限流电路为其提供保护。PMOS管PM2的栅极与PMOS功率管PM1栅极相连，起到镜像PM1电流的作用，因此流过PMOS管PM2的电流与流过PMOS管PM1的电流的比例，等于PMOS管PM2的宽长比与PMOS管PM1的宽长比的比例。当负载阻抗降低导致PMOS管PM1的电流增加时，PMOS管PM2电流会等比例增加，PMOS管PM2电流流过电阻R3导致电阻R3两端电压也随之增加，当PMOS管PM2的电流随着PMOS管PM1的电流增大到足够大，导致电阻R3两端的电压超过NMOS管NM2的阈值时，NMOS管NM2导通。NMOS管NM2的电流流过电阻R4，使得电阻R4两端电压升高，随着输出功率管PM1电流继续增大，使得电阻R4两端电压超过PMOS管PM4的阈值电压，导致PMOS管PM4导通，将功率PMOS管PM1的栅极电压上拉，使得PMOS管PM1的栅源电压V_GS变低，起到降低PMOS管PM1输出电流的作用。最终如图4所示输出短路后输出电流为短路维持电流Imin。

图3结构在一些大电流稳压器的应用中希望限流的触发电流Imax要足够大以确保系统的带载能力，而触发限流后输出短路的维持电流Imin要尽量小以降低短路电流消耗。但图3结构由于采用电阻来采样电流产生MOS管的栅源电压，电阻是线性器件，电压只能随电流线性变化，无法快速跳变以增强对NMOS管NM2栅源电压的驱动能力，作用效果较弱。因此，难以将限流触发电流Imax和短路维持电流Imin的差大幅度拉大，如果需要得到较大的Imax，则Imin不可避免也要随之提高，增加了短路后的功耗。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种应用于稳压器的限流电路，解决现有技术限流电路限流触发电流Imax与短路维持电流Imin的差难以拉大的问题。通过优化电路结构实现较强的正反馈，在限流触发电流较高的前提下，通过较强的正反馈将输出电流快速拉低，最终得到较低的短路维持电流。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种应用于稳压器的限流电路，稳压器包括误差放大器EA，PMOS输出功率管PM1，输出电压反馈电阻R1和R2，误差放大器EA的正向输入端连接基准电压信号Vref，误差放大器EA的负向输入端连接电阻R1与R2的连接端，误差放大器EA的输出端连接PMOS输出功率管PM1的栅极，PMOS管PM1的源极与衬底互联并连接电源VDD，PMOS管PM1的漏极连接电阻R1的一端并作为稳压器输出端，输出电压Vout，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，其特征在于：