[发明专利]一种过流检测及限流保护电路

说明书

本发明属于电源管理类集成电路技术领域，具体涉及一种过流检测及限流保护电路。主要用于电源管理类集成电路设计。该电路巧妙利用简单的电压转换电路将过流检测电阻上的10mV级电压转换为可开启一个BE结的几百mV级电压，将电流检测电阻上的功耗减小几十倍，具有功耗小、设计灵活且线路简单的优点。该电路可完全兼容于标准双极工艺，可广泛应用于开关电源类集成电路的设计，具有良好的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种过流检测及限流保护电路。

背景技术

随着电子系统的发展，对电源管理类集成电路的性能要求越来越高。电源管理类集成电路中有很大一部分具有较大的负载电流能力，但不允许过载，因为过载容易导致功率管发生雪崩击穿现象和烧坏器件。为了保护电源管理电路不会因为负载电流过大，造成芯片升温甚至烧毁，需要引入限流保护电路。

限流保护通常是根据对功率管的电流检测来判断系统是否发生过流。传统的集成电路过流检测及限流保护一般都是直接用一个采样电阻RS(也可以叫过流检测电阻)对输出功率管QN1输出电流进行采样得到电阻上的电压降；再利用该电压降控制另一个NPN管QN2的BE结，同时将QN2的集电极与QN1的基极连接，即可在功率管QN1的输出电流达到限流值时，打开QN2，QN2的集电极电流使得NPN管QN1基极电流减小，从而限制NPN管QN1的输出电流不超过限流值。这种检测方式的优点是精度较高，响应速度较快。然而这样的话全部的NPN管QN1电流将流过采样电阻RS，过流检测电阻RS上产生的功率损耗，使系统效率降低。而且在某些低功耗的应用场合，由于过流检测电阻RS上会消耗过多压降，不能满足输出电压的预算要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种过流检测及限流保护电路，既避免了传统电路中功耗大，又保持了设计简单的特点。

为达上述目的，本发明提出技术方案如下：

一种过流检测及限流保护电路，包括输入电源，驱动电流产生电路、负载、PNP管QP1、NPN管QN1、NPN管QP2、NPN管QP3、NPN管QP4、过流检测电阻RS、电阻R3和电阻R4；

驱动电流产生电路的输出端连接节点F；

过流检测电阻RS一端连接节点H，另一端连接节点C；

电阻R3一端连接节点D，另一端连接节点F；

电阻R4一端连接节点F，另一端连接节点G；

PNP管QP1发射极连接节点F，基级连接节点G，集电极连接地线；

NPN管QN1集电极连接节点A，基级连接节点B，发射极连接节点C；

NPN管QN2集电极连接节点A，基级连接节点F，发射极连接节点B；

NPN管QN3集电极连接节点D，基级连接节点D，发射极连接节点C；

NPN管QN4集电极连接节点G，基级连接节点D，发射极连接节点H；

输入电源连接节点A；

负载连接节点H。

优选的，节点B和节点C通过电阻R2连接。

优选的，电阻R3和电阻R4的阻值相等。

优选的，电阻R2阻值至少是V_{BE_QN1}/I₀的十倍；

V_{BE_QN1}为NPN管QN1的BE结导通电压，I₀为整个过流检测及限流保护电路的限流保护电流阈值。

优选的，NPN管QN2的发射区面积等于NPN管QN4的发射区面积。