[发明专利]一种零静态电流、带过流保护的功率开关电路及实现方法

说明书

本发明公开了一种零静态电流、带过流保护的功率开关电路，包括具有信号输入端和信号输出端的前级驱动电路，连接在前级驱动电路的信号输入端上的使能信号EN，连接在前级驱动电路的信号输出端上的电流镜电路，以及连接在电流镜电路上的控制电路；所述控制电路包括漏极连接在电流镜电路上的MOS管M1，栅极连接在电流镜电路上的MOS管Msns，一端分别与MOS管Msns的漏极和MOS管M1的栅极连接、另一端与MOS管M1源极连接的电阻R1，栅极与MOS管Msns的栅极连接、漏极与MOS管M1源极连接的MOS管Mpass，所述MOS管Msns、Mpass的源极为电源输入端VPOS、漏极为电源输出端VNEG。本发明达到了零静态电流、功率损失小的目的，电路占用面积小，且具有限流保护功能。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体地说，是涉及一种零静态电流、带过流保护的功率开关电路及实现方法。

背景技术

现有的集成电路规模越来越大，片上电源系统管理的结构也越来越复杂，低静态电流的要求也越来越高，如果其中某个模块工作异常时，不能影响其他模块的正常工作，这就需要在每个模块电路的电源上增加功率开关电路，当此模块停止工作时断开电源以减小漏电流，而在此模块正常工作时就需要检测此模块的电流消耗并提供保护，保证当有异常耗电时不会拉垮其他模块的电源，从而导致整个芯片断电重启。如图1所示，整个芯片有N个功能模块，每个模块通过一个功率开关电路与电源相连，当某一个模块因为引脚短路等异常情况出现过大的电流消耗时，此功率开关电路能够限制输出电流，而保证其他模块的供电不会受到影响。

普通的功率开关电路如图2所示，MOS管Mp为主开关，当Enable信号为低时，开关管Mb将主开关Mp的栅极拉高到电源输入Vpos，Mp保持完全关闭状态，此时流过Mp的电流接近为零；当Enable信号为高时，开关管Mc导通，通过限流电阻Ra将Mp的栅极拉到GND，Mp完全导通，给接入到VNEG引脚的各个模块提供电源电流，RS1在此时实时监测Mp流过的电流大小，当输出电流Iout达到Iout_clp＝RS2/RS1*Iref时，运算放大器OP1的输出电压变低，通过开关管Ma将Mp的栅极电压拉高，以达到将输出电流限制在Iout_clp的目的。

但此种电路占用的芯片面积较大，且由于RS1在功率通路上，将会导致额外的功率损失，另外，运算放大器OP1的静态电流以及基准电流Iref也会导致整个芯片的静态电流变大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种零静态电流、带过流保护的功率开关电路及实现方法，解决现有功率开关电路占用面积大、电路的静态电流大、存在功率损失的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种零静态电流、带过流保护的功率开关电路，包括具有信号输入端和信号输出端的前级驱动电路，连接在前级驱动电路的信号输入端上的使能信号EN，连接在前级驱动电路的信号输出端上的电流镜电路，以及连接在电流镜电路上的控制电路；

所述控制电路包括漏极连接在电流镜电路上的MOS管M1，栅极连接在电流镜电路上的MOS管Msns，一端分别与MOS管Msns的漏极和MOS管M1的栅极连接、另一端与MOS管M1源极连接的电阻R1，栅极与MOS管Msns的栅极连接、漏极与MOS管M1源极连接的MOS管Mpass，所述MOS管Msns、Mpass的源极为电源输入端VPOS，所述MOS管Mpass的漏极为电源输出端VNEG，所述前级驱动电路、电流镜电路均与电源输入端VPOS连接。