專利名稱：低壓差線性穩壓器的過流保護電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于低壓差線中的過流保護電路。
背景技術：
LDO (Low Dropout Voltage Regulator :低壓差線性穩壓器)是線性穩壓源的一種，它具有體積小、噪聲小、輸出波紋低、無電磁干擾且設計簡單、外圍原件少等優點。當LDO處于過載或者輸出短路的工作狀態時，過大的負載電流不僅浪費巨大的功耗，而且極有可能損壞電路。為了防止這種情況的發生，確保整個系統安全穩定地工作，LDO芯片中都集成過流保護電路。
發明內容
本發明的目的是提供一種在LDO系統過流時，降低功率管上的電流，避免在過流保護階段功率管上因長時間的大電流而損壞的過流保護電路。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種低壓差線性穩壓器的過流保護電路，與低壓差線性穩壓器相連接并對其進行過流保護，所述的低壓差線性穩壓器包括與電源相連接的電壓參考源、反相輸入端與所述的電壓參考源相連接的誤差放大器、與所述的誤差放大器的輸出端相連接的電壓緩沖電路、柵極與所述的電壓緩沖電路相連接的功率管、連接于所述的功率管的漏極與所述的誤差放大器的同相輸入端之間的電阻反饋網絡，所述的功率管的源極、所述的電壓緩沖電路、所述的誤差放大器分別與所述的電源相連接，所述的功率管的漏極與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，所述的低壓差線性穩壓器的輸出端上連接有負載，所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路與所述的功率管的柵極相連接，其包括第一遲滯比較器、第二遲滯比較器、鉗位二極管、第一開關管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻；所述的第一開關管的柵極與所述的第二遲滯比較器的輸出端相連接，所述的第一開關管的源極與所述的電源相連接，所述的第一開關管的漏極與所述的功率管的柵極相連接，所述的鉗位二極管的負極與所述的功率管的柵極相連接，所述的鉗位二極管的正極與 所述的第一遲滯比較器的輸出端相連接，所述的第一遲滯比較器的輸入端與所述的第二電阻的第一端相連接，所述的第二電阻的第二端與所述的功率管的漏極相連接，所述的第三電阻連接于所述的第二電阻的第一端與地之間，所述的第二遲滯比較器的輸入端與所述的第四電阻的第一端相連接，所述的第四電阻的第二端與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，所述的第五電阻連接于所述的第四電阻的第一端與地之間，所述的第一電阻連接于所述的功率管的漏極與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端之間，所述的第六電阻連接于所述的第一開關管的源極與柵極之間；所述的第一遲滯比較器和所述的第二遲滯比較器產生不同的閾值門限電壓。優選的，所述的第一遲滯比較器和所述的第二遲滯比較器的電路結構相同而元件參數不同。優選的， 所述的第一遲滯比較器的閾值門限電壓分別為Vl+和VI-，且V 1+>V1-；所述的第二遲滯比較器的閾值門限電壓分別為V2+和V2-，且V2+>V2- ;V1->V2+。 優選的，其還包括負載與電壓探測電路；所述的負載與電壓探測電路包括第三遲滯比較器、第四遲滯比較器、異或門電路、反相器、第二開關管、第三開關管；所述的第三遲滯比較器的輸入端和所述的第四遲滯比較器的輸入端分別與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，所述的第三遲滯比較器的輸出端和所述的第四遲滯比較器的輸出端分別與所述的異或門電路的兩個輸入端相連接，所述的反相器的輸入端與所述的異或門電路的輸出端相連接，所述的第三開關管的漏極與所述的第一遲滯比較器的輸出端相連接，所述的第三開關管的源極接地，所述的第二開關管的源極與電源相連接，所述的第二開關管的漏極與所述的第二遲滯比較器的輸出端相連接。優選的，所述的第三遲滯比較器和所述的第四遲滯比較器的電路結構相同而元件參數不同。優選的，所述的電阻反饋網絡包括串連于所述的功率管的漏極與地之間的第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述的第一反饋電阻和所述的第二反饋電阻的共同端與所述的誤差放大器的同相輸入端相連接。優選的，所述的負載包括連接于所述的低壓差線性穩壓器的輸出端與地之間的負載電容和負載電阻。由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點本發明的過流保護電路可以在LDO系統過流時，極大地降低功率管上的電流，避免功率管因長時間的大電流而損壞。且當LDO的負載逐漸恢復到正常值時，該過流保護電路能夠迅速關閉而使LDO快速恢復正常工作狀態。
附圖I為低壓差線性穩壓器的系統框圖。附圖2為本發明的低壓差線性穩壓器的過流保護電路的電路圖。附圖3為本發明的低壓差線性穩壓器的過流保護電路的遲滯比較器的電路圖。附圖4為本發明的低壓差線性穩壓器的過流保護電路的遲滯比較器的輸入輸出示意圖。附圖5為本發明的低壓差線性穩壓器的過流保護電路的電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖所示的實施例對本發明作進一步描述。實施例一參見附圖I所示。—種低壓差線性穩壓器的過流保護電路Over Current Protecting,與低壓差線性穩壓器相連接并對其進行過流保護。低壓差線性穩壓器包括與電源VDD相連接的電壓參考源Voltage reference、反相輸入端與電壓參考源Voltage reference相連接的誤差放大器Error amplifier、與誤差放大器Error amplifier的輸出端相連接的電壓緩沖電路Voltage buffer、柵極與電壓緩沖電路Voltage buffer相連接的功率管Q0、連接于功率管QO的漏極與誤差放大器Erroramplifier的同相輸入端之間的電阻反饋網絡。功率管QO的源極、電壓緩沖電路Voltagebuffer、誤差放大器Error amplifier分別與電源VDD相連接,功率管QO的漏極與低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，低壓差線性穩壓器的輸出端上連接有負載。電阻反饋網絡包括串連于功率管QO的漏極與地之間的第一反饋電阻Rfl和第二反饋電阻Rf2，第一反饋電阻Rf I和第二反饋電阻Rf2的共同端與誤差放大器Error amplifier的同相輸入端相連接。負載包括連接于低壓差線性穩壓器的輸出端與地之間的負載電容CL和負載電阻RL。參見附圖2所示。低壓差線性穩壓器的過流保護電路Over Current Protecting與功率管QO的柵極相連接，其包括第一遲滯比較器、第二遲滯比較器、鉗位二極管diode、第一開關管Q I、第一電阻R0、第二電阻R1、第三電阻R2、第四電阻R3、第五電阻R4、第六電阻R5。 第一開關管Ql的柵極與第二遲滯比較器的輸出端相連接，第一開關管Ql的源極與電源VDD相連接，第一開關管Ql的漏極與功率管QO的柵極相連接，鉗位二極管diode的負極與功率管QO的柵極相連接，鉗位二極管diode的正極與第一遲滯比較器的輸出端相連接，第一遲滯比較器的輸入端與第二電阻Rl的第一端相連接，第二電阻Rl的第二端與功率管QO的漏極相連接，第三電阻R2連接于第二電阻Rl的第一端與地之間，第二遲滯比較器的輸入端與第四電阻R3的第一端相連接，第四電阻R3的第二端與低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，第五電阻R4連接于第四電阻R3的第一端與地之間，第一電阻RO連接于功率管QO的漏極與低壓差線性穩壓器的輸出端之間，第六電阻R5連接于第一開關管Ql的源極與柵極之間。第一遲滯比較器和第二遲滯比較器產生不同的閾值門限電壓。第一遲滯比較器的閾值門限電壓分別為Vl+和VI-，且Vl+>Vl-;第二遲滯比較器的閾值門限電壓分別為V2+和V2-，且V2+>V2- ;V1->V2+。上述第一遲滯比較器和第二遲滯比較器的電路結構相同而元件參數不同。參見附圖3所示。第一遲滯電壓比較器和第二遲滯比較器中包含有第七電阻R6、第八電阻R7和第九電阻R8，上述三個電阻的大小不同，以產生不同的閾值門限電壓。上述電路中，INV為反相器。參見附圖4所示，當遲滯比較器的輸入電壓大于閾值門限電壓V+時，遲滯比較器輸出高電平；當遲滯比較器的輸入電壓小于閾值門限電壓V-時，遲滯比較器輸出低電平。上述過流保護電路的工作原理如下。設定低壓差線性穩壓器在正常狀態下的輸出OUT的電壓為V0，設定功率管QO上的負載電流為10。(I)當LDO的負載電阻RL減小，即負載電流10逐漸增加，在此階段有
1 !如果Γ0 + /010* 二 I I'則第一遲滯比較器輸出低電平。鉗位二極管
diode截止。同時，K0* R'\ >V2+ ,第二遲滯比較器輸出高電平。過流保護電路不工作。
R3 + R 47(2)LD0的負載電阻RL繼續減小，當負載電流10增加到設定的保護電流值的臨界
RO
狀態Imax時，如果Γ0+/丨nmo* ； “ >V\+第一遲滯比較器輸出高電平，鉗位二
/U + 1(2’
極管diode導通，對功率管QO的柵壓進行鉗位，功率管QO的輸出電流被鉗位到一個很大的值。此時有
權利要求
1.一種低壓差線性穩壓器的過流保護電路，與低壓差線性穩壓器相連接并對其進行過流保護，所述的低壓差線性穩壓器包括與電源相連接的電壓參考源、反相輸入端與所述的電壓參考源相連接的誤差放大器、與所述的誤差放大器的輸出端相連接的電壓緩沖電路、柵極與所述的電壓緩沖電路相連接的功率管、連接于所述的功率管的漏極與所述的誤差放大器的同相輸入端之間的電阻反饋網絡，所述的功率管的源極、所述的電壓緩沖電路、所述的誤差放大器分別與所述的電源相連接，所述的功率管的漏極與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，所述的低壓差線性穩壓器的輸出端上連接有負載，其特征在于所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路與所述的功率管的柵極相連接，其包括第一遲滯比較器、第二遲滯比較器、鉗位二極管、第一開關管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻； 所述的第一開關管的柵極與所述的第二遲滯比較器的輸出端相連接，所述的第一開關管的源極與所述的電源相連接，所述的第一開關管的漏極與所述的功率管的柵極相連接，所述的鉗位二極管的負極與所述的功率管的柵極相連接，所述的鉗位二極管的正極與所述的第一遲滯比較器的輸出端相連接，所述的第一遲滯比較器的輸入端與所述的第二電阻的第一端相連接，所述的第二電阻的第二端與所述的功率管的漏極相連接，所述的第三電阻連接于所述的第二電阻的第一端與地之間，所述的第二遲滯比較器的輸入端與所述的第四電阻的第一端相連接，所述的第四電阻的第二端與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，所述的第五電阻連接于所述的第四電阻的第一端與地之間，所述的第一電阻連接于所述的功率管的漏極與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端之間，所述的第六電阻連接于所述的第一開關管的源極與柵極之間； 所述的第一遲滯比較器和所述的第二遲滯比較器產生不同的閾值門限電壓。
2.根據權利要求I所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其特征在于所述的第一遲滯比較器和所述的第二遲滯比較器的電路結構相同而元件參數不同。
3.根據權利要求I或2所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其特征在于所述的第一遲滯比較器的閾值門限電壓分別為Vl+和VI-，且νι+>νι-;所述的第二遲滯比較器的閾值門限電壓分別為V2+和V2-，且V2+>V2- ;V1->V2+。
4.根據權利要求I所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其特征在于其還包括負載與電壓探測電路；所述的負載與電壓探測電路包括第三遲滯比較器、第四遲滯比較器、異或門電路、反相器、第二開關管、第三開關管； 所述的第三遲滯比較器的輸入端和所述的第四遲滯比較器的輸入端分別與所述的低壓差線性穩壓器的輸出端相連接，所述的第三遲滯比較器的輸出端和所述的第四遲滯比較器的輸出端分別與所述的異或門電路的兩個輸入端相連接，所述的反相器的輸入端與所述的異或門電路的輸出端相連接，所述的第三開關管的漏極與所述的第一遲滯比較器的輸出端相連接，所述的第三開關管的源極接地，所述的第二開關管的源極與電源相連接，所述的第二開關管的漏極與所述的第二遲滯比較器的輸出端相連接。
5.根據權利要求4所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其特征在于所述的第三遲滯比較器和所述的第四遲滯比較器的電路結構相同而元件參數不同。
6.根據權利要求I所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其特征在于所述的電阻反饋網絡包括串連于所述的功率管的漏極與地之間的第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述的第一反饋電阻和所述的第二反饋電阻的共同端與所述的誤差放大器的同相輸入端相連接。
7.根據權利要求I所述的低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其特征在于所述的負載包括連接于所述的低壓差線性穩壓器的輸出端與地之間的負載電容和負載電阻。
全文摘要
本發明涉及一種低壓差線性穩壓器的過流保護電路，其包括第一遲滯比較器、第二遲滯比較器、鉗位二極管、第一開關管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻；第一開關管的柵極與第二遲滯比較器相連接，漏極與功率管的柵極相連接，鉗位二極管連接功率管的柵極與第一遲滯比較器，第一遲滯比較器與第二電阻相連接，第二電阻與功率管的漏極相連接，第三電阻連接第二電阻與地，第二遲滯比較器與第四電阻相連接，第四電阻與輸出端相連接，第五電阻連接第四電阻與地，第一電阻連接功率管的漏極與輸出端，第六電阻連接第一開關管的源極與柵極。本發明的過流保護電路可以在LDO過流時，降低功率管上的電流，避免功率管損壞。
文檔編號G05F1/573GK102915069SQ201210347928
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者白濤, 劉曉淮, 賀克軍, 唐興剛, 童紫平, 陳超, 劉斌 申請人:中國兵器工業集團第二一四研究所蘇州研發中心