CN102780213A

CN102780213A - Ldo保护电路

Info

Publication number: CN102780213A
Application number: CN2012101814667A
Authority: CN
Inventors: 林前明
Original assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明公开了一种LDO保护电路，其包括一放电回路，用于对一LDO的输出端放电；其中当所述LDO的输出端的电压大于所述LDO的输入端的电压时，所述放电回路对所述LDO的输出端放电。本发明的LDO保护电路，通过对LDO的输出端进行放电，从而在LDO输出端的电压大于LDO输入端的电压时，能够有效地抑制LDO芯片中输出端电流回流至输入端的情况的出现。从而在保证了LDO芯片的正常工作的同时，延长了LDO芯片的寿命。

Description

LDO保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，特别是涉及一种用于保护LDO芯片的保护电路。

背景技术

随着半导体工艺技术的提高以和便携式电子产品的迅猛发展，电源IC（集成电路）有了长足的进展。电源IC产品主要包括线性稳压器（LDO）、开关电源、AC/DC稳压器（交流/直流稳压器）以及功率因数校正（PFC）预稳器等。而其中线性稳压器是最常用的电源管理芯片，由于线性稳压器使用方便、体积小、性能良好和可靠性高等优点，所以在电源管理市场中占有很大比重。

所以目前广泛的电源管理芯片中，LDO芯片使用最广泛。LDO芯片的结构是一个微型的片上系统，其根据负载电阻的变化情况调节自身的内电阻，从而保证稳压输出端的电压不变。通常LDO芯片是由具有极低的导通电阻、肖特基二极管、分压电阻、过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器和POK（Power OK，电源正常）MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等专用晶体管电路构成，并集成于一个芯片上。

由于LDO芯片本身的特性，LDO芯片中存在寄生二极管，所述寄生二极管的产生与具体生产工艺有关，NMOS（N型场效应晶体管）要求衬底电平低于源极，PMOS（P型场效应晶体管）要求衬底高于源极，通常下情况下将衬底与源极在管子内部连接在一起，以N沟道增强型MOS管（场效应晶体管）为例，当栅源极间加上一个正向电压，既当Vgs>0时，则在栅极和衬底之间的绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场，这个电场能排斥空穴而吸引电子,因而栅极区附近的P型衬底的空穴排斥，留下不能移动的受主离子（负离子），从而形成耗尽层，同时P型衬底中的少子电子被吸引到衬底表面，所以当Vgs越大，则吸引到P型衬底表面层的电子越多，当Vgs达到某一数值时，这些电子在栅极附近表面便形成一个N型薄层，并且与衬底中二个N+区相连通，因而在漏源极之间形成N型导电沟道，所以N型导电沟道与P型衬底形成一个PN结，即漏极和源极之间形成一个PN结，从而也就导致了漏源极之间产生一个寄生二极管。

所以当LDO芯片的输出端电压大于LDO芯片的输入端电压时，或者LDO芯片的输入端短路时，电流就会通过寄生二极管从LDO芯片的输出端回流至LDO芯片的输入端，从而损伤LDO芯片中其他的器件，导致LDO芯片内的整个系统不能正常工作，严重时，甚至会引起火灾发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中LDO芯片中输出端电流回流至输入端导致的LDO芯片损毁的缺陷，提供一种LDO保护电路，通过对LDO的输出端进行放电，从而抑制了LDO芯片中输出端电流回流至输入端的情况的出现。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种LDO保护电路，其特点是所述LDO保护电路包括：一放电回路，用于对一LDO的输出端放电；

其中当所述LDO的输出端的电压大于所述LDO的输入端的电压时，所述放电回路对所述LDO的输出端放电。

较佳地，所述LDO的输入端通过一去耦电容接地。所述去耦电容为现有技术中用于去除LDO输入端的输入电源中的毛刺和噪声的常用手法，所以此处不再详细地赘述。

优选地，所述放电回路包括一开关单元，所述开关单元串接于所述LDO的输入端和输出端之间，当所述LDO的输出端的电压大于所述LDO的输入端的电压时，所述开关单元在所述LDO的输入端和输出端之间构成导电回路。此时所述开关单元利用所述去耦电容来接地，从而将LDO输出端多余的电能释放至地。

较佳地，所述开关单元为一二极管，所述LDO的输出端与所述二极管的阳极电连接，所述LDO的输入端与所述二极管的阴极电连接。利用二极管的开关特性，当LDO输出端的电压大于LDO输入端的电压时，所述二极管导通，而当LDO输出端的电压小于LDO输入端的电压时，所述二极管断开，所以实现释放了LDO输出端相对于LDO输入端多余的电能。

较佳地，所述去耦电容为电解电容。采用电解电容时，所以去耦电容可以在PCB板（印刷电路板）上设置的离LDO远一些。

较佳地，所述LDO的输出端通过一滤波电容接地。所述滤波电容为现有技术中用于去除LDO输出端的电压波纹的常用手法，所以此处不再详细地赘述。

较佳地，所述滤波电容为电解电容。同理此时滤波电容也可以在PCB板上设置的离LDO远一些。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的LDO保护电路，通过对LDO的输出端进行放电，从而在LDO输出端的电压大于LDO输入端的电压时，能够有效地抑制LDO芯片中输出端电流回流至输入端的情况的出现。从而在保证了LDO芯片的正常工作的同时，延长了LDO芯片的寿命。

此外本发明中还利用LDO芯片输入端的滤波电路中的接地端，通过二极管等开关将LDO输出端相对于LDO输入端多余的电能释放至地。所以相对于专门的保护电路结构简单、成本低廉并且便于实现。

附图说明

图1为本发明的LDO保护电路的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的LDO保护电路的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

第一实施例：

本实施例中所述LDO保护电路通过一放电回路将LDO的输出端相对于LDO输入端多余的电能释放掉，从而抑制输出端将多余的电能通过LDO内的寄生二极管释放至输入端，从而导致LDO内系统的损毁。

所以如图1所示，本实施例的LDO保护电路的放电回路1电连接于所述LDO的输出端Vout上，并且所述放电回路仅在所述LDO输出端Vout的电压大于所述LDO输入端Vin上的电压时，对所述LDO的输出端Vout进行放电。

所以本实施例能够在所述LDO的输出端Vout的电压大于所述LDO输入端Vin的电压时，有效地释放所述LDO输出端Vout上的电能，从而使得所述LDO输出端Vout上的电压始终小于LDO输入端Vin上的电压，从而在LDO输出端Vout和LDO输入端Vin之间永远不会存在电流回流的情形。所以保护了LDO工作的安全。

第二实施例：

第一实施例的LDO保护电路虽然通过将LDO输出端Vout的电能释放去除了LDO输出端Vout和LDO输入端Vin之间电流回流的情形，但是对LDO输出端Vout不加限制地放电，会导致Vout上电压的急速下降，从而可能导致后端设备得到的电能不足。

所以本实施例，当LDO输出端Vout的电压大于LDO输入端Vin电压时，利用LDO输出端Vout和LDO输入端Vin之间的压降，通过一二极管D31的开关特性，仅将LDO输出端Vout相对于LDO输入端Vin多余的电能释放至地。而且本实施例中还利用所述LDO输入端Vin的去耦电容的接地，将将LDO输出端Vout的电能通过二极管释放至地。从而简化了保护电路的结构，并且便于实现，而且还显著地降低了成本。

因此如图2所示，本实施例中所述LDO保护电路主要由所述二极管D31构成，其中所述LDOU30的输入端Vin通过一去耦电容C336接地，所述LDOU30的输出端Vout还通过一滤波电容C334接地，所述LDOU30的输出端Vout与所述二极管D31的阳极电连接，所述LDOU30的输入端Vin与所述二极管D31的阴极电连接。

本实施例中所述LDOU30为茂达电子股份有限公司的APL1117-VC芯片。其中如图2所示，本实施例的其他的器件共同构成了APL1117-VC芯片正常工作所需的匹配电路，所以此处不再详细赘述。

本实施例中，所述去耦电容C336可以有限抑制输入端Vin的毛刺和噪音，以保证输入端Vin的电压纹波非常小，并提高系统的稳定性，一般情况下，最好使用ESR（等效串联电阻）值小的电容，这是由于LDO工作时有较大的电流通过所述去耦电容C336，而且ESR值会影响芯片的工作效率。在PCB板布线时，要求将去耦电容与输入端Vin和地的引脚的环路尽量小。所以如果使用电解电容，就可以离LDO远一些，与此同时最好加入一个与其并联的电容来靠近LDO。

所述LDO的输出端Vout接滤波电容C334来进行滤波，从而保证输出电压的稳定，并使得所述LDO具有良好的动态响应。同时为了较小的输出电压纹波，最好选取ESR较小的电容。同样在PCB板布线时，要求滤波电容C334紧挨着所述LDO的Vout引脚，从而使LDO的输出电流环路最小。此外所述滤波电容C334也可以使用电解电容。

本实施例中使用仙童公司的MMBD4148二极管来实现LDO的输出端Vout和LDO的输入端VIn的开关导通。此外还可以采用其他的开关单元来实现LDO的输出端Vout和LDO的输入端VIn的开关导通，只要所采用的开关单元当所述LDO的输出端的电压大于所述LDO的输入端的电压时，能够使得所述LDO的输入端和输出端之间构成导电回路，就可以用来替代本实施例中的二极管D31。

本实施例中当系统电源关断等情况发生时，此时所述LDO的输出端Vout的电压大于所述LDO的输入端VIn的电压，此时根据二极管D31的特性，所述二极管D31导通，所以输出端Vout的滤波电容C334放电，此时电流从所述LDO的输出端Vout流动至LDO的输入端Vin。因此贮存在滤波电容C334上的电量通过二极管D31放电，并通过去耦电容C336，最终泄放到地上。因此LDO输出端Vout的滤波电容C334上的电量不会倒灌到LDO中，从而可以保护LDO不损伤。

所以本实施例的LDO保护电路利用LDO输入端Vin的滤波电容的接地端，通过二极管D31将LDO输出端Vout相对于LDO输入端Vin多余的电能释放至地。所以避免了对LDO输出端Vout过渡放电的同时，还有效地抑制了LDO输出端Vout和LDO输入端Vin之间的电流回流，此外相对于专门的保护电路具有更加简单的结构、而且成本低廉，便于实现。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种LDO保护电路，其特征在于，所述LDO保护电路包括：

一放电回路，用于当一LDO的输出端的电压大于所述LDO的输入端的电压时，对所述LDO的输出端放电。

2.如权利要求1所述的LDO保护电路，其特征在于，所述LDO的输入端通过一去耦电容接地。

3.如权利要求2所述的LDO保护电路，其特征在于，所述放电回路包括一开关单元，所述开关单元串接于所述LDO的输入端和输出端之间，当所述LDO的输出端的电压大于所述LDO的输入端的电压时，所述开关单元在所述LDO的输入端和输出端之间构成导电回路。

4.如权利要求3所述的LDO保护电路，其特征在于，所述开关单元为一二极管，所述LDO的输出端与所述二极管的阳极电连接，所述LDO的输入端与所述二极管的阴极电连接。

5.如权利要求2所述的LDO保护电路，其特征在于，所述去耦电容为电解电容。

6.如权利要求1-5中任一项所述的LDO保护电路，其特征在于，所述LDO的输出端通过一滤波电容接地。

7.如权利要求6所述的LDO保护电路，其特征在于，所述滤波电容为电解电容。