CN101178606B - 电压供应电路 - Google Patents

Abstract

电压供应电路包括输出晶体管，其根据从误差放大器施加到输出晶体管的控制端子的控制电压，使第一电流流向电压供应电路的输出端；和过电流保护电路，其包括使第二电流流向输出端的参考晶体管，第二电流具有与第一电流的量对应的量，该过电流保护电路根据在基于第二电流产生的检测电压和参考电压之间的比较结果来调节控制电压的电平。

Description

电压供应电路

技术领域

本发明涉及电压供应电路。

背景技术

近年来，电压供应电路已经被多功能化。特别是，一种与用于保护在电压供应电路中包括的输出晶体管免受过电流的方法有关的技术一直在快速地发展(参见日本未审专利申请公开文本No.2000-133721，No.2005-293067，No.2003-186555和No.2002-304225)。

要求过电流保护电路除具有第一特性或第二特性之外，还应具有用于以高精度检测过电流的特性。第一特性是用于减少输出电压的值，同时在输出电流增加超过预定阈值时将输出电流设置为恒定的。第二特性是用于在输出电压减少到低于预定阈值时减少输出电流。注意，第一和第二特性都是用于保护输出晶体管免受加热的损坏。从减少热损失的观点看，第二特性优于第一特性。

除上述特性之外，还要求电压供应电路中的低功率消耗。例如，日本未审专利申请公开文本No.2002-304225示出使参考电流流向GND的技术。参考电流的值对应于在输出晶体管中流动的输出电流的值。对于这种配置，需要电压供应电路的较高功率消耗。

日本未审专利申请公开文本No.2005-293067示出通过将参考晶体管的漏极端子和输出端连接起来以减少功率消耗增加的技术。在这种情况下，无法实现以高精确度检测过电流，因为过电流是使用晶体管的阈值检测的。MOS(金属氧化物半导体)晶体管的阈值会由于生产过程或接合表面温度变化而改变。

正如上面解释的，人们强烈期望具有过电流保护特性同时减少功率消耗的电压供应电路。

发明内容

在一个实施例中，电压供应电路包括输出晶体管，用于响应于从误差放大器向其提供的控制电压，产生流入输出端中的第一电流；和过电流保护电路，其包括与第一电流相关地产生流入输出端中的第二电流的参考晶体管，该过电流保护电路响应于在基于第二电流的检测电压和参考电压之间的比较结果，来调节控制电压。

在另一个实施例中，电压供应电路包括输出晶体管，用于响应于从误差放大器向其施加的控制电压，输出第一电流到输出端；参考晶体管，其将与第一电流相关的第二电流输出到输出端；比较器，其比较基于第二电流的检测电压和参考电压，以生成过电流检测信号；和控制电压调节电路，其响应于过电流检测信号来调节控制电压的电平。

在又一个实施例中，电压供应电路包括输出端；输出晶体管，其响应于从误差放大器施加的控制电压，生成流入输出端的第一电流；参考晶体管，其响应于从误差放大器施加的控制电压，生成流入输出端的第二电流；参考电压生成电路，其生成参考电压；检测电压生成电路，其响应于第二电流生成检测电压；比较器，其比较检测电压和参考电压以输出过电流检测信号；以及调节器，其响应于过电流检测信号来调节控制电压的电平。

在输出晶体管中流动的过电流是基于检测电压和参考电压之间的比较结果来检测的。这使更精确地检测过电流成为可能。并且还通过流入输出端的第一和第二电流两者来抑制内部电流消耗。

可以提供具有过电流保护而减少内部功率消耗特性的电压供应电路。

附图说明

本发明的上述及其他目的、优点和特征将通过结合附图对下列采用的某些最佳实施例的说明而变得更加显而易见，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的电压供应电路的电路原理图；

图2是用于解释电压供应电路特性的示意性的视图；

图3是用于比较的电压供应电路的电路原理图；

图4和5是用于解释在每一种情况的大量的内部电流消耗中的区别的示意性的视图；

图6是根据本发明的第二实施例的电压供应电路的电路原理图；

图7是根据本发明的第三实施例的电压供应电路的电路原理图；

图8是根据本发明的第四实施例的电压供应电路的电路原理图；

图9是根据本发明的第五实施例的电压供应电路的电路原理图；

图10是根据本发明的第五实施例用于解释包括在电压供应电路中的中间控制电路的电路原理图；以及

图11是根据本发明的第六实施例的电压供应电路的电路原理图。

具体实施方式

现在将参考例证性的实施例在这里描述本发明。本领域中的那些技术人员将意识到可以使用本发明的教导实现很多可替换的实施例并且本发明不局限于为了解释的目的举例说明的这些实施例。

第一实施例

图1示出根据第一实施例的电压供应电路1A。如图1中所示，电压供应电路1A包括参考电压源E1，输出晶体管M1，分压电路3，输出端Po，检测电路4，参考电压生成电路5，判断电路6，和控制电压调节电路7。负载Z连接到输出端Po。

分压电路3包括电阻R1和电阻R2。检测电路4包括参考晶体管M2，电阻R31，和差动放大器8。参考电压生成电路5包括电流源CS1，第一二极管部件D1，和第二二极管部件D2。判断电路6包括比较器9。控制电压调节电路7包括电流-镜像电路10，和误差放大器2。

输出电压调节电路和过电流保护电路被包括在电压供应电路1A中。输出电压调节电路包括参考电压源E1，误差放大器2，输出晶体管M1，分压电路3，和输出端Po。过电流保护电路包括检测电路4，参考电压生成电路5，判断电路6，和控制电压调节电路7。

输出电压调节电路操作以维持电压供应电路1A的输出电压Vout的值恒定。通过基于从误差放大器2施加到输出晶体管M1的控制端子(栅极端子)的控制电压控制输出晶体管M1的ON电阻，将输出电压Vout的值设置为恒定值。

过电流保护电路操作以当检测到在输出晶体管M1中流动的第一电流I1的值上升超过预定阈值时，保护输出晶体管M1免受第一电流I1(过电流)。

在下面解释电路元件的连接关系和电路元件的功能。误差放大器2的输出端经由线Lc连接到输出晶体管M1的栅极端子。输出晶体管M1的源端子连接到电源电压VCC(第一电源电压)。输出晶体管M1的漏极端子连接到输出端Po。注意输出晶体管M1是p型。

误差放大器2的倒相输入端连接到参考电压源E1。参考电压被施加到误差放大器2的倒相输入端。误差放大器2的非倒相输入端被连接到在分压电路3中包括的电阻R1和电阻R2之间的节点。分压电压被施加到误差放大器2的非倒相输入端。

分压电路3包括如上所述的电阻R1和电阻R2。电阻R1和R2串联连接在输出晶体管和GND(第二电源电压)之间。电阻R1的第一端连接到输出晶体管M1的漏极端子，电阻R1的第二端连接到电阻R2的第一端。电阻R2的第一端连接到电阻R1的第二端，电阻R2的第二端连接到GND。输出电压Vout被分压电路3分压，并且在电阻R1和电阻R2之间的节点处生成分压电压。

误差放大器2放大分压电压和参考电压之间的差异。误差放大器2输出与分压电压和参考电压之间的差异对应的控制电压。基于从误差放大器2输出的控制电压控制输出晶体管M1的ON电阻，用于保持输出电压Vout恒定。

输出电压Vout随着负载Z的阻抗值的波动而波动。在电阻R1和R2之间的节点处生成的分压电压随着输出电压Vout的波动而波动。

误差放大器2放大在来自于参考电压源E1的参考电压和来自于分压电路3的分压电压之间的差异。然后误差放大器2输出反映在参考电压和分压电压之间的差异方面变化的控制电压。换句话说，误差放大器2控制输出晶体管M1的控制端子的电势电平，并且控制输出晶体管M1的ON电阻。误差放大器2控制输出晶体管M1，以补偿输出电压Vout中的波动。

当分压电压减少时，误差放大器2控制控制电压的电平，以便减少输出晶体管M1的ON电阻。并且经由输出晶体管M1流入输出端Po中的电流I1(第一电流I1)据此增加。并且输出电压Vout方面的减少得到了有效地抑制。

当分压电压增加时，误差放大器2控制控制电压的电平，以便增加输出晶体管M1的ON电阻。并且经由输出晶体管M1流入输出端Po的第一电流I1据此减少。于是在输出电压Vout方面的增加得到了有效地抑制。

如上所述，过电流保护电路包括检测电路4，参考电压生成电路5，判断电路6，和控制电压调节电路7。过电流保护电路操作以当第一电流I1的值增加超过预定阈值时保护输出晶体管M1免受第一电流I1(过电流)。注意，过电流保护电路除保护输出晶体管M1免受过电流外，还保护连接到输出端Po的负载Z免受过电流。

检测电路4包括参考晶体管M2，电阻R31，和差动放大器8。注意参考晶体管M2是p型MOS晶体管。

参考晶体管M2的栅极端子连接到误差放大器2的输出端。参考晶体管M2的源端子经由电阻R31连接到电源电压VCC。参考晶体管M2的漏极端子连接到输出端Po。电阻R31连接在电源电压VCC和参考晶体管M2之间。电阻R31和参考晶体管M2串联连接。

差动放大器8的输入端连接到电阻R31的两端。也就是说，差动放大器8的倒相输入端连接到电阻R31和参考晶体管M2之间的节点。差动放大器8的非倒相输入端连接到电阻R31和VCC之间的节点。差动放大器8放大由电阻R31生成的检测电压。并且差动放大器8将放大的检测电压输出到比较器9的非倒相输入端。

如上所述，输出晶体管M1的栅极端子连接到误差放大器2的输出端。参考晶体管M2的栅极端子连接到误差放大器2的输出端。并且，相同的控制电压被从误差放大器2施加到输出晶体管M1和参考晶体管M2的栅极端子。因此第二电流I2具有与第一电流I1的值对应的值。注意，第二电流I2经由电阻R31和参考晶体管M2流向输出端Po。并且在电阻R31的两端之间生成检测电压。

第二电流I2具有与第一电流I1的值对应的值。检测电压具有与第一电流I1对应的值，因为检测电压是由第二电流I2的IV转换所导致的。第一电流I1的量与检测电压近似，并且比较器9比较检测电压和参考电压。因此变得能够以高精度来检测过电流。

如上所述，参考电压生成电路5包括电流源CS1，第一二极管部件D1，和第二二极管部件D2。

第一二极管部件D1以正向的方向连接在电流源CS1和GND之间。第一二极管部件D1包括三个二极管。第一二极管部件D1包括二极管D1a，二极管D1b，和二极管D1c，它们串联连接。二极管D1a的阳极连接到电流源CS1，以及比较器9的倒相输入端。二极管D1c的阴极连接到GND。注意二极管D1a的阳极构成二极管部件D1的阳极，而二极管D1c的阴极构成二极管部件D1的阴极。

二极管部件D2以正向方向连接在电流源CS1和输出端Po之间。二极管部件D2包括一个二极管D2。二极管D2的阳极连接到比较器9的倒相输入端，二极管D2的阴极连接到输出端Po。

二极管部件D1和二极管部件D2相对于电流源CS1并联连接。二极管部件D1和二极管部件D2的每一个都串联连接到电流源CS1。来自于电流源CS1的电流经由第一二极管部件D1或第二二极管部件D2流动。

在正常状态中，输出电压Vout的电平比二极管部件D1的在正向上的下降电压的电平高。因此，来自于电流源CS1的电流流入二极管部件D1。但是当连接到输出端Po的负载Z的阻抗值减少，并且输出电压Vout的电平低于预定阈值时，来自于电流源CS1的电流开始流入二极管部件D2。以这样的方式，电流路径被切换。注意在第一二极管部件D1中包括的二极管的数目大于在第二二极管部件D2中包括的二极管的数目。通过具有这种配置，可以适当地实现电流路径的切换。

第一二极管部件D1的阳极和第二二极管部件D2的阳极两者都连接到比较器9的倒相输入端。当来自于电流源CS1的电流流入第一二极管部件D1时，在第一二极管部件D1中生成的电压VD1被施加到比较器9的倒相输入端。当来自于电流源CS1的电流流入第二二极管部件D2时，合计电压VD2+Vout被施加到比较器9的倒相输入端。电压VD2是在第二二极管部件D2中生成的电压。

在下文中，在第一二极管部件D1中生成的电压VD1可以被称为第一二极管部件D1的阳极电压。合计电压VD2+Vout可以被称为第二二极管部件D2的阳极电压。注意，第一二极管部件D1的阳极电压等于二极管部件D1的在正向上的下降电压。在第二二极管部件D2中生成的电压VD2等于第二二极管部件D2的在正向上的下降电压。

第一二极管部件D1的阳极和第二二极管部件D2的阳极之间的节点具有被施加到比较器9的倒相输入端的参考电压。这个参考电压等于第一二极管部件D1的阳极电压或第二二极管部件D2的阳极电压。

判断电路6包括比较器9。第一二极管部件D1的阳极和第二二极管部件D2的阳极都连接到比较器9的倒相输入端。比较器9的非倒相输入端连接到差动放大器8的输出端。比较器9的输出端连接到在控制电压调节电路7中包括的电流镜像电路10。

比较器9比较检测电压和参考电压。当检测电压的电平低于参考电压的电平时，比较器9输出低电平电压(OFF信号)。注意，该OFF信号可以指的是过电流非检测信号。另一方面，当检测电压的电平高于参考电压的电平时，比较器9输出高电平电压(ON信号)。注意，该ON信号可以指的是过电流检测信号。

当比较器9输出OFF信号时，不检测过电流。当比较器9输出ON信号时，检测过电流。也就是说，比较器9通过比较检测电压和参考电压来检测是否生成了过电流。注意，参考电压是VD1或D2+Vout。

如上所述，控制电压调节电路7包括电流镜像电路10，和误差放大器2。控制电压调节电路7的工作模式是根据来自于比较器9的输出信号(ON信号和OFF信号)来确定的。

电流镜像电路10包括一对N型晶体管M3和M4。晶体管M3和M4的栅极端子相互连接。晶体管M3的漏极端子连接到晶体管M3和M4的栅极端子之间的节点。

比较器9的输出端连接到晶体管M3的栅极端子，晶体管M4的栅极端子，和晶体管M3的漏极端子。晶体管M3的源端子和晶体管M4的源端子连接到GND。晶体管M4的漏极端子连接到误差放大器2的内部线。误差放大器2除倒相输入端和非倒相输入端之外，还包括第三输入端。晶体管M4的漏极端子连接到误差放大器2的第三输入端。

当比较器9输出ON信号(过电流检测信号)，电流镜像电路10变为ON状态。在这时候，电流从误差放大器2的内部线经由晶体管M4流动到GND。并且误差放大器2增加控制电压的电平，以便增加输出晶体管M1的ON电阻。换句话说，误差放大器2控制输出晶体管M1，以便设置输出晶体管M1的ON电阻为高。

当比较器9输出OFF信号(过电流非检测信号)，电流镜像电路10变为OFF状态。在这种情况下，没有电流从误差放大器2的内部线经由晶体管M4流动到GND。在这种情况下，被认为是电流镜像电路10没有连接到误差放大器2的第三输入端。

参考图2，在下面解释当大量的第一电流I1增加超过预定阈值A时过电流保护电路的操作。如果过电流保护电路没有适当地操作，输出晶体管M1由于过热而短路，并且电压供应电路1A的功能受到损害。

在给定时间T0，连接到输出端Po的负载Z的阻抗值开始减少。第一电流I1对应于负载Z的阻抗值的减少而增加。第二电流12也随着第一电流I1的增加而增加。第二电流12反映了第一电流I1的电流量。然后，输出电流Iout增加超过预定阈值A。

注意，对应于第二电流I2的检测电压是在电阻R31的两端之间生成的。这个检测电压被差动放大器8放大，并被施加到比较器9的非倒相输入端。

当从差动放大器8施加到比较器9的检测电压变得超过从参考电压生成电路5施加到比较器9的参考电压(第一阳极部件D1的阳极电压VD1)时，检测到输出电流Iout变得超过阈值A(参见图2)。在这时候，比较器9将ON信号(过电流检测信号)施加到到电流镜像电路10，而不是OFF信号(过电流非检测信号)。然后电流镜像电路10变成ON状态。然后误差放大器2增加施加到输出晶体管M1的栅极端子的控制电压的电平，以便将输出晶体管M1的ON电阻设置得更高。

注意，在这时候，第一二极管部件D1的阳极电压VD1作为参考电压，被施加到比较器9的倒相输入端。在这时候，第二阳极部件D2的阳极电压VD2+Vout比第一二极管部件D1的阳极电压VD1高得多。这是因为几乎所有的来自于电流源CS1的电流都流入第一二极管部件D1。

通过将输出晶体管M1的ON电阻设置得更高，来抑制在输出晶体管M1中流动的第一电流I1的增加。并且在输出电流Iout保持恒定的同时，与连接到输出端Po的负载Z的阻抗值的减少相对应地，输出电压Vout开始减少。

如图2中所示，当输出电压Vout变得低于阈值B时，施加到比较器9的倒相输入端的参考电压被设置为第二二极管部件D2的阳极电压VD2+Vout，而不是第一二极管部件D1的阳极电压VD1。换句话说，在当输出电压Vout变得低于阈值B的时候设置参考电压时，第二二极管部件D2变得更具主导作用。

对这一点进一步解释。在保持第一电流I1恒定的同时，当连接到输出端Po的负载Z的阻抗值开始减少的时候，输出电压Vout开始减少。然后第二二极管部件D2的阳极电压VD2+Vout开始减少，并且变得低于第一二极管部件D1的阳极电压VD1。在这时候，来自于电流源CS1的电流开始流入第二二极管部件D2而不是流入第一二极管部件D1。并且施加到比较器9的倒相输入端的参考电压被设置为第二二极管部件D2的阳极电压VD2+Vout。换句话说，第二二极管部件D2在设置参考电压时变成起到主导作用，而第一二极管部件D1在设置参考电压时变成较为次要。

注意，在第一二极管部件D1中包括的二极管的数目是三个，而在第二二极管部件D2中包括的二极管的数目是一个。在第一二极管部件D1中包括的二极管的数目大于在第二二极管部件D2中包括的二极管的数目。因此，适当地实现了电流路径的切换。

随着连接到输出端Po的负载Z的阻抗值开始减少，输出电压Vout开始减少。然后第二二极管部件D2的阳极电压VD2+Vout开始减少。然后，随着输出电压Vout开始减少，参考电压开始减少，这是因为在这时候，施加到比较器9的倒相输入端的参考电压被设置为第二二极管部件D2的阳极电压VD2+Vout。随着参考电压开始如上述说明的那样减少，比较器9开始以低检测电压输出ON信号(过电流检测信号)。然后电流镜像电路10变成ON状态，并且第一电流I1的量被设置为低。

通过重复这一周期，输出电流Iout就象图2中所示的输出电压的情况一样，被设置为更低。并且电压供应电路1A的热损失得到了有效抑制。

在本实施例中，当第一电流I1变得超过阈值A时，过电流保护电路开始工作。误差放大器2控制被施加到输出晶体管M1的栅极端子的控制电压的电平，以便抑制在第一电流I1中的增加。然后当输出电压Vout随着负载Z的阻抗值变低而变得低于阈值B时，施加到比较器9的参考电压从VD1转变到VD2+Vout。并且输出电流Iout就象如图2中所示的输出电压一样被设置为更低。

进一步的解释参考电压的切换。当输出电压变得低于阈值B时，VD2+Vout变得低于VD1。然后来自于电流源CS1的电流开始流入第二二极管部件D2，而不是流入第一二极管部件D1。然后实现了电流路径的切换。以这样的方式，施加到比较器9的倒相输入端的参考电压被设置为VD2+Vout而不是VD1。在参考电压被设置为VD2+Vout之后，参考电压随着输出电压Vout的减少而减少。并且除输出电压Vout之外，输出电流Iout也减少。

在本实施例中，参考晶体管M2的漏极端子连接到输出端Po。第二电流I2适当地经由参考晶体管M2流入输出端Po。并且电压供应电路1A的功率消耗得到了有效抑制。

参考比较例对这一点作进一步的解释。

图3示出了电压供应电路1p作为比较例。图1和图3之间的差异是检测电路4的结构。电压供应电路1p的检测电路4仅仅包括参考晶体管M2和电阻R30。电阻R30的一端连接到参考晶体管M2的漏极端子而另一端连接到GND。

在本比较例中，第二电流I2经由参考晶体管M2流入GND。第二电流I2随着第一电流I1的增加或减少而增加或减少。在本比较例中，当第一电流I1增加时，电压供应电路1p的内部电流消耗也增加。

在图4中示出了每一种情况的电压供应电路的内部电流消耗Iw。注意Iw＝Icc-Iout。内部电流消耗Iw等于ICC(在电压供应电路内流动的电流的总量)和Iout之间的差值。

在比较例(C1p)和本实施例(C1A)这两种情况中，都是第二电流I2随着第一电流I1的增加而增加，并且ICC随着第一电流I1和第二电流I2的增加而增加。

在比较例(C1p)中，输出电流Iout等于第一电流I1。因此，尽管从ICC中减去了输出电流Iout，但没有从ICC中减去第二电流I2。

在本实施例(C1A)中，输出电流Iout等于第一电流I1和第二电流I2的和。因此，通过从ICC中减去输出电流Iout，而从ICC中减去了第二电流。与比较例的情况相比较，Iw被有效地抑制了第二电流I2的量。

在本实施例中，即使输出电流Iout增加，内部消耗电流Iw仍然被设置为恒定。

图5示出了在每一种情况下当输出电流Iout增加时内部电流消耗Iw是如何改变的。

在比较例中，内部电流消耗Iw随着输出电流Iout的增加而增加。另一方面，在本实施例中，即使输出电流Iout增加，内部电流消耗Iw仍是恒定的。通过将内部电流消耗Iw设置得更低，与输出电流Iout中的增加无关地将电压供应电路1A的功率消耗设置为更低。

第二实施例

图6示出根据本发明的第二实施例的电压供应电路1B。第一和第二实施例之间的区别是检测电路4的结构。也就是说，差动放大器8的非倒相输入端连接到电阻R32(第二电阻)和参考电压生成电路5之间的节点。

在本实施例中，差动放大器8放大在电阻R31的第二端处的电压和在电阻R32的第二端处的电压之间的差值。差动放大器8使用在电流源CS1和电源电压VCC之间连接的电阻R32的第二端处的电压。通过具有这种结构，不必提供一个电路仅仅用于生成施加到差动放大器8的非倒相输入端的参考电压。因此，在电压供应电路1B的内部电流消耗中的增加得到了有效的抑制。

注意，差动放大器8可以被配置为比较器。在这种情况下，比较器根据在电阻R31的第二端的电压和在电阻R32的第二端的电压之间的比较结果，输出高电平电压或低电平电压。

当在电阻R31的第二端的电压低于在电阻R32的第二端的电压时，比较器输出高电平电压。换句话说，当由电阻R31引起的下降电压量大于由电阻R32所引起的下降电压量时，比较器输出高电平电压。

当在电阻R31的第二端的电压高于在电阻R32的第二端的电压时，比较器输出低电平电压。换句话说，当由电阻R31引起的下降电压量小于由电阻R32引起的下降电压量时，比较器输出低电平电压。

第三实施例

图7示出根据本发明的第三实施例的电压供应电路1C。第一实施例和本实施例之间的区别是检测电路4的结构。差动放大器8的非倒相输入端连接到参考晶体管M2和电阻R33之间的节点。差动放大器8的倒相输入端连接到电流源CS2和电阻R34之间的节点。

差动放大器8放大在电阻R33(第一电阻)的第一端处的电压和在电阻R34(第二电阻)的第一端处的电压之间的差值电压。

在本实施例中，电阻R34的第二端连接到输出端Po。因此，即使添加了电流源CS2和电阻R34作为生成参考电压的电路，电压供应电路1C的内部电流消耗的增加仍得到抑制。

注意，差动放大器8可以被配置为比较器。在这种情况下，比较器根据在电阻R33的第一端的电压和在电阻R34的第一端的电压之间的比较结果，输出高电平电压或低电平电压。

当在电阻R33的第一端处的电压低于在电阻R34的第一端处的电压时，比较器输出低电平电压。换句话说，当电阻R33的两端之间生成的电压变得比电阻R34的两端之间生成的电压低时，比较器输出低电平电压。

当在电阻R33的第一端处的电压高于在电阻R34的第一端处的电压时，比较器输出高电平电压。换句话说，当电阻R33的两端之间生成的电压变得比电阻R34的两端之间生成的电压高时，比较器输出高电平电压。

第四实施例

图8示出根据本发明的第四实施例的电压供应电路1D。第一实施例和这个实施例之间的区别是检测电路4的结构。差动放大器8的倒相输入端连接到电阻R31和参考晶体管M2之间的节点。差动放大器8的非倒相输入端连接到电阻R35(第二电阻)和电阻R36(第三电阻)之间的节点。

差动放大器8放大在电阻R35的第二端的电压和在电阻R31的第二端的电压之间的差值电压。

在本实施例中，提供电阻R35和R36用于生成施加到差动放大器8的非倒相输入端的参考电压。可以仅仅通过设置每一个电阻R35和R36的阻抗值，来高精度地检测该检测电压。并且变得可以精确地检测过电流。

注意，差动放大器8可以被配置为比较器。在这种情况下，比较器根据在电阻R31的第二端处的电压和在电阻R35的第二端处的电压之间的比较结果，输出高电平电压或低电平电压。

当在电阻R31的第二端处的电压低于在电阻R35的第二端处的电压时，比较器输出高电平电压。换句话说，当由电阻R31引起的下降电压量大于由电阻R35所引起的下降电压量时，比较器输出高电平电压。

当在电阻R31的第二端处的电压高于在电阻R35的第二端的电压时，比较器输出低电平电压。换句话说，当由电阻R31引起的下降电压量小于由电阻R35引起的下降电压量时，比较器输出低电平电压。

第五实施例

图9示出根据本发明的第五实施例的电压供应电路1E。第一实施例和本实施例之间的区别是控制电压调节电路7的结构。控制电压调节电路7除了包括电流镜像电路10之外，还包括在误差放大器2的输出端和输出晶体管M1的栅极端子之间的中间控制电路50。

误差放大器2的输出端连接到中间控制电路50的端子P2。输出晶体管M1的栅极端子连接到中间控制电路50的端子P4。在电流镜像电路10中包括的晶体管的漏极端子M4连接到中间控制电路50的端子P1。电源电压VCC被施加到中间控制电路50的端子P3。

图10示出中间控制电路50的电路图。如图10中所示，中间控制电路50具有包括一对晶体管M5和M6的电流镜像电路11。

电流镜像电路11包括晶体管M5和晶体管M6。晶体管M5的栅极端子和晶体管M6的栅极端子相互连接。晶体管M6的漏极端子连接到晶体管M5的栅极端子和晶体管M6的栅极端子之间的节点。

晶体管M6的漏极端子经由端子P2连接到误差放大器2的输出端。晶体管M5和M6的源端子连接到GND。晶体管M5的漏极端子经由端子P4连接到输出晶体管M1的栅极端子。电阻R40连接在VCC和晶体管M5之间。电阻R40的第一端经由端子P3连接到VCC。电阻R40的第二端连接到晶体管M5的漏极端子。

在电流镜像电路10中包括的晶体管M4的漏极端子经由端子P1和P2连接到误差放大器2的输出端。电流镜像电路11的输入线Lin2和电流镜像电路10的输出线Lout1并联连接到误差放大器2的输出端。

在常规操作中，电流镜像电路10处于OFF状态。因此，被认为是电流镜像电路10没有连接到误差放大器2的输出端。

在保护操作中，其中检测电压变得超过参考电压，比较器9输出ON信号和电流镜像电路10变成ON状态。

然后电流镜像电路10从误差放大器2的输出端拉起电流，该电流具有与ON信号的电压电平对应的量。在电流镜像电路11的输出线Lout2中流动的电流量随着在电流镜像电路11的输入线Lin2中流动的电流量的减少而减少。

因此，随着流入电流镜像电路11的输出线Lout2的电流量减少，在电阻R40和晶体管M5之间的节点处的电势电平变得更高。然后施加到输出晶体管M1的栅极端子的控制电压的电平被设置为更高，并且输出晶体管M1的ON电阻被设置为更高。结果，第一电流I1开始减少，并且输出晶体管M1由于过电流而受到损害的情况得到抑制。

注意，在本实施例中，误差放大器2不需要具有第三输入端。一般的放大器可以用作误差放大器2。

第六实施例

图11示出根据本发明的第六实施例的电压供应电路1F。第四实施例和本实施例之间的区别是控制电压调节电路7的结构。

控制电压调节电路7包括N型晶体管M7，电阻R41，和误差放大器2。晶体管M7的栅极端子连接到比较器9的输出端。晶体管M7的源端子连接到电阻R41的第一端。电阻R41的第一端连接到晶体管M7的源端子。电阻R41的第二端连接到电阻R2的第一端。

当比较器9输出了在检测到在输出晶体管M1中流动的过电流时输出的ON信号时，晶体管M7变成ON状态。电流从电源电压VCC经由晶体管M7、电阻R41、和电阻R2流动到GND。电阻R2两端之间的电压差随着在电阻R2中流动的电流量的增加而增加。然后，从误差放大器2施加到输出晶体管M1的控制电压的电平增加，并且输出晶体管M1的ON电阻增加。因此，保护了输出晶体管M1免受过电流。

在本实施例中，通过控制输入到误差放大器2的非倒相输入端的分压电压来保护输出晶体管M1免受过电流。因此，可以简化电压供应电路1F的结构。而且，也无需在误差放大器2处提供第三输入端。一般的放大器可以用作误差放大器2。此外，还可以仅仅通过向误差放大器2添加晶体管M7和电阻R41，来构成控制电压调节电路7。

很明显本发明不局限于上述实施例而是可以在没有脱离本发明的范围和精神的情况下作出修改和改变。存在用于根据从比较器9输出的过电流检测信号来限定第一电流I1的其他方法。可以把p型和N型互换。双极性晶体管可以被用于晶体管。

Claims (14)

1.一种电压供应电路，包括：

输出晶体管，其响应于从误差放大器向其提供的控制电压，生成流入输出端的第一电流；和

过电流保护电路，其包括用于生成与第一电流相关的流入输出端的第二电流的参考晶体管和用于生成参考电压的参考电压生成电路，所述过电流保护电路响应于在基于第二电流的检测电压与参考电压之间的比较结果，来调节控制电压，其中参考电压生成电路包括：

电流源；

第一二极管部件，具有连接到电流源的阳极；和

第二二极管部件，具有连接到电流源的阳极和连接到电压供应电路的输出端的阴极，其中

根据从包括第一二极管部件的第一电流路径到包括第二二极管部件的第二电流路径的转变，来改变参考电压。

2.根据权利要求1的电压供应电路，其中过电流保护电路进一步包括：

比较器，其比较参考电压和检测电压，以输出过电流检测信号，其中

过电流保护电路基于过电流检测信号来调节控制电压。

3.根据权利要求2的电压供应电路，其中过电流保护电路进一步包括：

基于第二电流生成检测电压的检测电路。

4.根据权利要求2的电压供应电路，其中过电流保护电路进一步包括：

控制电压调节电路，其调节控制电压以便基于过电流检测信号来减少第一电流的量。

5.根据权利要求1的电压供应电路，其中在第二二极管部件中包括的二极管的数目少于在第一二极管部件中包括的二极管的数目。

6.一种电压供应电路，包括：

输出晶体管，其响应于从误差放大器向其施加的控制电压，将第一电流输出到输出端；

参考晶体管，其将与第一电流相关的第二电流输出到输出端；

比较器，其比较基于第二电流的检测电压与参考电压，以生成过电流检测信号；

控制电压调节电路，响应于过电流检测信号来调节控制电压的电平；以及

用于生成参考电压的参考电压生成电路，其中参考电压生成电路包括：

电流源；

第一二极管部件，其具有连接到电流源的阳极；和

第二二极管部件，其具有连接到电流源的阳极和连接到电压供应电路的输出端的阴极，并且其中

根据从包括第一二极管部件的第一电流路径到包括第二二极管部件的第二电流路径的转变，改变参考电压。

7.根据权利要求6的电压供应电路，其中

控制电压调节电路包括误差放大器，该误差放大器根据过电流检测信号来调节控制电压。

8.根据权利要求7的电压供应电路，其中

控制电压调节电路进一步的包括电流镜像电路，在该电流镜像电路中，输入线连接到比较器的输出端，输出线连接到误差放大器的内部节点。

9.根据权利要求6的电压供应电路，其中

控制电压调节电路包括：

第一电流镜像电路，其中输入线连接到比较器的输出端，输出线连接到误差放大器的输出端；以及

第二电流镜像电路，其中输入线连接到误差放大器的输出端，输出线连接到输出晶体管的控制端子。

10.一种电压供应电路，包括：

输出端；

输出晶体管，其响应于从误差放大器施加的控制电压，生成流入输出端的第一电流；

参考晶体管，其响应于从误差放大器施加的控制电压，生成流入输出端的第二电流；

参考电压生成电路，其生成参考电压；

检测电压生成电路，其响应于第二电流来生成检测电压；

比较器，其比较检测电压和参考电压，以输出过电流检测信号；以及

调节器，其响应于过电流检测信号来调节控制电压的电平，其中参考电压生成电路包括：

电流源；

第一二极管部件，其具有连接到电流源的阳极；和

第二二极管部件，其具有连接到电流源的阳极和连接到电压供应电路的输出端的阴极，其中

根据从包括第一二极管部件的第一电流路径到包括第二二极管部件的第二电流路径的转变，改变参考电压。

11.根据权利要求10的电压供应电路，其中

调节器包括误差放大器，该误差放大器根据过电流检测信号来调节控制电压。

12.根据权利要求11的电压供应电路，其中

调节器进一步的包括电流镜像电路，其中输入线连接到比较器的输出端，输出线连接到误差放大器的内部节点。

13.根据权利要求10的电压供应电路，其中

调节器包括：

第一电流镜像电路，其中输入线连接到比较器的输出端，输出线连接到误差放大器的输出端；以及

第二电流镜像电路，其中输入线连接到误差放大器的输出端，输出线连接到输出晶体管的控制端子。

14.根据权利要求10的电压供应电路进一步包括：

连接到输出端子的分压电路；以及

电源，其中

误差放大器的第一输入端连接到电源，误差放大器的第二输入端连接到分压电路的内部节点。

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