CN105811759B - 电源供应装置 - Google Patents
电源供应装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105811759B CN105811759B CN201410834920.3A CN201410834920A CN105811759B CN 105811759 B CN105811759 B CN 105811759B CN 201410834920 A CN201410834920 A CN 201410834920A CN 105811759 B CN105811759 B CN 105811759B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- electric current
- value
- current value
- power transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/0555—Shape
- H01L2224/05552—Shape in top view
- H01L2224/05554—Shape in top view being square
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0081—Power supply means, e.g. to the switch driver
Abstract
本发明提供一种电源供应装置。电源供应装置包括功率晶体管、检测电路以及驱动电路。功率晶体管受控于驱动电路而产生输出电流。功率晶体管的第一端通过第一键合线耦接到电源电压脚位。功率晶体管的第二端用以输出上述输出电流。检测电路耦接在第一键合线的两端以检测输出电流并产生控制信号。驱动电路根据控制信号而产生驱动信号。当输出电流值大于或等于过流保护电流值时,驱动电路开始调整驱动信号的电压值,以使输出电流值维持在过流保护电流值。从而提高上述输出电流的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子装置,尤其涉及一种电源供应装置。
背景技术
电源供应装置广泛应用于电子领域。且在系统化芯片(System On Chip,简称SOC)的考虑下,电源供应装置通常为内嵌于芯片上的电子装置。
图1为现有的电源供应装置的电路示意图,可用来作为USB端口的电源保护装置,或是作为USB端口的电源供应装置以对移动装置充电。图2是图1的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图。以下请同时参照图1与图2。电源供应装置100包括控制电路102、晶体管M1、M2以及电阻R2。其中,晶体管M1耦接在电源电压VDD与电源供应装置100的输出端OUT之间。电阻R2耦接在电源电压VDD与节点P之间。晶体管M2耦接在节点P与电源供应装置100的输出端OUT之间。而晶体管M1、M2的栅极端则耦接至控制电路102。控制电路102的一输入端耦接节点P,而另一输入端则用以接收参考电压VREF。其中参考电压VREF与过流保护电流值IOCP相关。
晶体管M1用以提供电流IM1,而晶体管M2可提供电流IM2。输出电流IO则为电流IM1与电流IM2的总和。其中晶体管M2为晶体管M1的采样晶体管。电阻R2为采样电阻。由于晶体管M1与晶体管M2的尺寸比例为一固定值,因此晶体管M2可用来采样电流IM1的大小,再通过控制电路102来检测输出电流IO是否超过过流保护电流值IOCP。
详言来说,晶体管M1与晶体管M2的栅极端接收同一电压信号,晶体管M1与晶体管M2的源极端彼此耦接,因此电流IM1、IM2与晶体管M1、M2的尺寸比例以及其漏源极间电压差有关。其中,晶体管M1的漏极端电压为电源电压VDD,晶体管M2的漏极端电压为节点P处的采样电压VP。当电流IM2流过电阻R2时,将在节点P处产生采样电压VP。因此,通过检测采样电压VP则可得知电流IM2的大小。再通过晶体管M1、M2的尺寸比例以及其漏源极间电压差VDS1、VDS2便可得知电流IM1的大小,从而检测出输出电流IO的大小。换句话说,可通过采样电压VP而间接检测到输出电流IO的变化。由于采样电压VP与输出电流IO相关,且参考电压VREF与过流保护电流值IOCP相关,因此控制电路102可根据采样电压VP与参考电压VREF来检测输出电流IO的电流值是否大于过流保护电流值IOCP。
当输出电流IO的电流值小于过流保护电流值IOCP时,如图2所示的点A与点B之间,晶体管M1与M2操作于线性区(linear region)。此时,电流IM1与电流IM2分别与晶体管M1的漏源极电压差VDS1与晶体管M2的漏源极电压差VDS2相关,且VDS1大于VDS2。
一旦输出电流IO的电流值等于过流保护电流值IOCP,例如图2所示的点B,采样电压VP与参考电压VREF相等。一旦输出电流IO的电流值大于过流保护电流值IOCP,电源供应装置100将进入过流保护状态。控制电路102根据采样电压VP与参考电压VREF来控制晶体管M1与M2的栅极电压,且使采样电压VP维持在参考电压VREF。此时,根据负载情况,晶体管M1与M2操作区间在点B与点C之间,或者点C与点D之间。如果负载阻抗比较小,晶体管M1与M2的操作区间将由线性区(如图2所示的点B与点C之间)过渡为饱和区(saturation region),如图2所示的点C与点D之间,且电流IM1、电流IM2与VDS1、VDS2关系很小。由于晶体管M1与M2操作在线性区的电流比例大于晶体管M1与M2操作在饱和区的电流比例,且晶体管M2操作在饱和区(如图2所示的点C与点D之间)的电流实质上等于晶体管M2处于过流点(如图2所示的点B)时的电流(因为在图2的点B(含)到点C之间,点C到点D之间,采样电压VP将维持在参考电压VREF,故流过电阻R2与晶体管M2的电流维持不变),因此,电源供应装置100在进入过流保护状态后的输出电流IO的电流值(也称短路电流值ISC)将会小于过流保护电流值IOCP,如图2所示。
由于电源供应装置100在进入过流保护状态后的输出电流IO的电流值(即短路电流值ISC)较过流保护电流值IOCP低,可能会导致输出电压VO无法拉升至有效电平(例如USB的电压电平5V)。除此之外,提供给移动装置的充电电流值也将较低而无法实现快充。虽然可通过调高过流保护电流值IOCP的方式来提高短路电流值ISC,但是短路电流值ISC的精确度仍然无法提升。这是因为输出电流IO的电流值为电流IM1与电流IM2的电流值的总和,而晶体管M1与M2之间的尺寸比例可能存在误差,且电阻R2的电阻值也存在些许误差,使得采样电压VP无法正确地反应出真实的电流IM1(或是真实的输出电流IO)。如此一来,控制电路102便无法准确地控制晶体管M1与M2的栅极电压,故短路电流值ISC的精确度便无法有效提升。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种电源供应装置,以使电源供应装置在进入过流保护状态后的输出电流的电流值实质上等于过流保护电流值,并提高上述输出电流的精确度。
本发明的电源供应装置包括第一键合线(bonding wire)、第二键合线、功率晶体管、检测电路以及驱动电路。功率晶体管用以产生输出电流。功率晶体管的第一源/漏极端耦接到采样电压焊垫(pad)。功率晶体管的第二源/漏极端耦接到输出电压焊垫。采样电压焊垫通过第一键合线耦接到电源电压脚位(pin)。输出电压焊垫通过第二键合线耦接到输出电压脚位。检测电路用以检测流经第一键合线或是第二键合线的输出电流,并据以产生控制信号。驱动电路用以反应于控制信号而产生驱动信号,驱动信号控制功率晶体管以产生输出电流。当输出电流的电流值大于或等于过流保护电流值时,驱动电路反应于控制信号而开始调整驱动信号的电压值,以使输出电流的电流值维持在过流保护电流值。
基于上述,本发明的电源供应装置没有采用另一晶体管来对输出电流进行采样,因此不存在线性区和饱和区电流比例不同的问题。本发明的电源供应装置在进入过流保护状态时,其所产生的输出电流的电流值实质上等于过流保护电流值。因此,只要通过设定较高的过流保护电流值,电源供应装置的输出电流可以有效地提升。如此一来,可使电源供应装置具有较大的负载启动,也可对移动装置进行快充。除此之外,本发明的电源供应装置的检测电路是检测流经键合线上的输出电流。由于键合线上的寄生电阻可以精确地被控制而具有较小的误差,因此检测电路可通过量测键合线上的电压而精确地检测出输出电流,并在电源供应装置进入过流保护状态时,控制输出电流的电流值维持在过流保护电流值。如此一来,可提高电源供应装置进入过流保护状态时,其输出电流的精确度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
下面的所附图式是本发明的说明书的一部分,示出了本发明的示例实施例,附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1为现有的电源供应装置的电路示意图;
图2是图1的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图;
图3是依照本发明一实施例所示的电源供应装置的方块示意图;
图4是图3的电源供应装置的封装结构示意图;
图5是图3的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图;
图6是依照本发明另一实施例所示的电源供应装置的方块示意图;
图7~图11是依照本发明又一实施例所示的电源供应装置的方块示意图。
100、200、300、400、500、600、700、800:电源供应装置;
102:控制电路; CS:控制信号;
210:采样电压焊垫; DS:驱动信号;
215:第一键合线; GND:接地电压;
220、320:检测电路; IM1、IM2:电流;
222:参考电压产生电路; IO:输出电流;
222_1:电流源; IOCP:过流保护电流值;
224、324:比较器; ISC:短路电流值;
230:输出电压焊垫; M1、M2:晶体管;
235:第二键合线; M3:功率晶体管;
240:驱动电路; OUT:输出端;
250:电源电压焊垫; P:节点;
255:第三键合线; R1:参考电阻;
260:电源电压脚位; R11:第一电阻;
280:输出电压脚位; R12:第二电阻;
472:分压电路; R2:电阻;
474:第一比较器; RBW1:采样电阻;
592:第二比较器; RBW2:寄生电阻;
910:封装结构; S1:第一比较信号;
912:芯片; S2:第二比较信号;
A、B、C、D、E、F:点; VDD:电源电压;
VDS1、VDS2、VDS3:漏源极电压差;
VFB:反馈电压; VO:输出电压;
VP:采样电压; VR1:第一参考电压;
VR2:第二参考电压; VREF:参考电压;
VS:电压差值; V324:预设参考电压值。
具体实施方式
现将详细参考本发明的实施例,在附图中说明所述实施例的实例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
以下请同时参照图3与图4。图3是依照本发明一实施例所示的电源供应装置的方块示意图。图4是图3的电源供应装置的封装结构示意图。电源供应装置200可包括封装结构910。封装结构910中的芯片(die)912包括功率晶体管M3、检测电路220以及驱动电路240。但本发明并不以此为限,在本发明的其他实施例中,功率晶体管M3、检测电路220以及驱动电路240也可分别配置在不同的芯片上。功率晶体管M3可为N型功率晶体管,但本发明并不以此为限。在本发明的另一实施例中,功率晶体管M3也可以P型功率晶体管来实现。而驱动电路240可以电荷泵(charge pump)来实现。
功率晶体管M3用以产生输出电压VO与输出电流IO。功率晶体管M3的第一源/漏极端耦接到采样电压焊垫(pad)210。功率晶体管M3的第二源/漏极端耦接到输出电压焊垫230。其中,采样电压焊垫210与输出电压焊垫230配置在芯片912上。采样电压焊垫210通过第一键合线(bonding wire)215耦接到封装结构910的电源电压脚位(pin)260。电源电压脚位260可用以接收电源电压VDD。输出电压焊垫230通过第二键合线235耦接到封装结构910的输出电压脚位280。输出电压脚位280可用以提供输出电压VO与输出电流IO。
检测电路220可耦接在第一键合线215的两端以检测流过第一键合线215的电流,并据以产生控制信号CS。在本实施例中,由于输出电流IO为流过由第一键合线215、功率晶体管M3以及第二键合线235所形成的串联电路的电流,因此检测电路220所检测到的第一键合线215的电流即为输出电流IO。
驱动电路240耦接到检测电路220以接收控制信号CS,并产生驱动信号DS。其中,功率晶体管M3的栅极端耦接到驱动电路240以接收驱动信号DS,使得功率晶体管M3受控于驱动信号DS而产生输出电压VO与输出电流IO。
在本实施例中,如图5所示,图5是图3的电源供应装置的输出电压与输出电流关系图。当输出电流IO的电流值小于过流保护电流值IOCP时,驱动电路240反应于控制信号CS而固定驱动信号DS的电压值以使功率晶体管M3操作在线性区。当检测电路220检测到输出电流IO的电流值大于或等于过流保护电流值IOCP时,电源供应装置200将进入过流保护状态。驱动电路240可反应于控制信号CS而开始调整驱动信号DS的电压值以降低功率晶体管M3的栅极电压,以使功率晶体管M3所产生的输出电流IO的电流值维持在过流保护电流值IOCP。因此,电源供应装置200在进入过流保护状态后的输出电流IO的电流值(即短路电流值ISC)将会等于过流保护电流值IOCP。此时,功率晶体管M3将操作于线性区或饱和区。若功率晶体管M3的漏源极电压差VDS3小于栅源极电压差VGS3与功率晶体管M3的阈值电压(thresholdvoltage)Vt的差值时(即VDS3<VGS3﹣Vt),功率晶体管M3操作于线性区。相对地,若功率晶体管M3的漏源极电压差VDS3大于或等于栅源极电压差VGS3与功率晶体管M3的阈值电压Vt的差值时(即VDS3≧VGS3﹣Vt),功率晶体管M3操作于饱和区。
以下将针对检测电路220的实施方式进行说明。请同时参照图3~5。第一键合线215具有寄生电阻。此寄生电阻可用以作为采样电阻RBW1。采样电阻RBW1可反应于输出电流IO而产生采样电压VP。换句话说,输出电流IO的变化将直接反应在采样电压VP上。检测电路220包括参考电压产生电路222以及比较器224。参考电压产生电路222耦接在电源电压焊垫250与接地电压GND之间,用以产生参考电压VREF。其中,电源电压焊垫250配置在芯片912上且通过第三键合线255耦接到电源电压脚位260。比较器224的同相输入端耦接到参考电压产生电路222以接收参考电压VREF。比较器224的反相输入端耦接到采样电压焊垫210以接收采样电压VP。比较器224对参考电压VREF与采样电压VP进行比较以产生控制信号CS。
在本发明的一实施例中,参考电压产生电路222可包括参考电阻R1以及电流源222_1。参考电阻R1的第一端耦接到电源电压焊垫250。参考电阻R1的第二端耦接到比较器224的同相输入端。电流源222_1耦接在参考电阻R1的第二端与接地电压GND之间。如此一来,通过电流源222_1所产生的电流可在参考电阻R1的第二端产生参考电压VREF。其中参考电压VREF可用以作为过流保护电流值IOCP的参考电压电平。因此,可经由改变参考电压VREF的电压电平而改变过流保护电流值IOCP。在此值得一提的是,由于参考电阻R1是通过电源电压焊垫250及第三键合线255耦接到电源电压脚位260,因此参考电压VREF的电压电平不会随着功率晶体管M3所产生的输出电流IO的增加而受到影响。如此一来,可提高过流保护电流值IOCP的精准度。但本发明并不以此为限,在本发明的其他实施例中,参考电压产生电路222中的电流源222_1也可以用电阻来取代。
当功率晶体管M3开始产生输出电流IO时,输出电流IO将在第一键合线215的两端(即采样电阻RBW1的两端)形成压降,并在采样电压焊垫210处产生采样电压VP。当输出电流IO的电流值小于过流保护电流值IOCP时,采样电压VP的电压值大于参考电压VREF的电压值。此时的控制信号CS例如是逻辑低电平。驱动电路240可反应于控制信号CS而将驱动信号DS的电压值固定在一电压电平,从而使功率晶体管M3操作在线性区。
当输出电压脚位280因误接地或是耦接在输出电压脚位280的外部负载(未示出)急剧加重而导致输出电流IO上升时,采样电阻RBW1两端的压降也随之上升,使得采样电压焊垫210处的采样电压VP下降。当输出电流IO的电流值大于或等于过流保护电流值IOCP时,采样电压VP的电压值小于或等于该参考电压VREF的电压值。比较器224对采样电压VP与参考电压VREF进行比较以产生控制信号CS。此时的控制信号CS例如是逻辑高电平。驱动电路240反应于控制信号CS而开始调整驱动信号DS的电压值,例如降低驱动信号DS的电压电平,以使功率晶体管M3所产生的输出电流IO的电流值维持在过流保护电流值IOCP,并从而使采样电压VP的电压值维持在参考电压VREF的电压值。如图5所示的点E到点F之间,此时的输出电压VO=VREF﹣VDS3﹣(IO×RBW2),其中VDS3为功率晶体管M3的漏源极电压差,RBW2为第二键合线235上的寄生电阻。而输出电流IO的电流值(也即短路电流值ISC,等于过流保护电流值IOCP)则如式(1)所示。
IO=(VDD-VREF)÷RBW1………………………………(1)
在本发明的另一实施例中,除了第一键合线215的两端电压以外,第二键合线235的两端电压也可真实反应出输出电流IO。在此条件下,请参照图6,图6是依照本发明另一实施例所示的电源供应装置的方块示意图。电源供应装置300包括功率晶体管M3、检测电路320以及驱动电路240。图6的电源供应装置300类似于图3所示的电源供应装置200,其差异仅在于检测电路220、320的实施方式。因此图6的电源供应装置300的功率晶体管M3以及驱动电路240的实施方式与运作可参照上述图3到图5的相关说明,在此不再赘述。
相较于图3的电源供应装置200的检测电路220是耦接在第一键合线215的两端以检测输出电流IO,图6的电源供应装置300的检测电路320则是耦接在第二键合线235的两端以检测输出电流IO。以下将针对检测电路320的实施方式进行说明。
如图6所示,当输出电流IO流经第二键合线235上的寄生电阻RBW2时,寄生电阻RBW2的两端将产生电压差值VS。因此检测电路320可根据寄生电阻RBW2两端的电压差值VS来控制输出电流IO。其中,检测电路320包括比较器324。比较器324耦接在第二键合线235的两端以检测电压差值VS。比较器324可对电压差值VS与其内置的预设参考电压值V324进行比较以产生控制信号CS。
当输出电流IO的电流值小于过流保护电流值IOCP时,寄生电阻RBW2两端的电压差值VS小于比较器324内部的预设参考电压值V324。比较器324对电压差VS与预设参考电压值V324进行比较以产生控制信号CS。此时的控制信号CS例如是逻辑低电平。驱动电路240可反应于控制信号CS而将驱动信号DS的电压值固定在一电压电平,从而使功率晶体管M3操作在线性区。
当输出电压脚位280因误接地或是耦接在输出电压脚位280的外部负载(未示出)急剧加重而导致输出电流IO上升时,寄生电阻RBW2两端的电压差值VS也随之上升。当输出电流IO的电流值大于或等于过流保护电流值IOCP时,寄生电阻RBW2两端的电压差值VS大于或等于预设参考电压值V324。比较器324对电压差VS与预设参考电压值V324进行比较以产生控制信号CS。此时的控制信号CS例如是逻辑高电平。驱动电路240反应于控制信号CS而开始调整驱动信号DS的电压值,例如降低驱动信号DS的电压电平,以使功率晶体管M3所产生的输出电流IO的电流值维持在过流保护电流值IOCP,从而使电压差值VS维持在预设参考电压值V324。
在本发明的其他实施例中,图3与图6所示的电源供应装置200、300也可具有稳压功能。以下请参照图7,图7是依照本发明又一实施例所示的电源供应装置的方块示意图。相较于图3所示的电源供应装置200,图7所示的电源供应装置400还包括分压电路472以及第一比较器474。其中,分压电路472耦接在输出电压脚位280与接地电压GND之间,用以对输出电压VO进行分压以产生反馈电压VFB。第一比较器474的反相输入端耦接到分压电路472以接收反馈电压VFB。第一比较器474的同相输入端接收第一参考电压VR1。第一比较器474对反馈电压VFB与第一参考电压VR1进行比较以产生第一比较信号S1。
分压电路472可包括第一电阻R11与第二电阻R12。第一电阻R11耦接在输出电压脚位280与第一比较器474的反相输入端之间。而第二电阻R12耦接在第一比较器474的反相输入端与接地电压GND之间。其中,分压电路472可配置在如图4所示的封装结构910之外。但本发明并不以此为限,分压电路472也可配置在如图4所示的封装结构910的芯片912之上,也或是配置于封装结构910的其他芯片(未示出)上。
驱动电路240还耦接到第一比较器474以接收第一比较信号S1。驱动电路240可反应于第一比较信号S1以产生驱动信号DS,从而使功率晶体管M3所产生的输出电压VO的电压值维持在一稳定电压值。举例来说,当反馈电压VFB的电压值低于第一参考电压VR1时,第一比较器474可产生高电平的第一比较信号S1。驱动电路240可反应于高电平的第一比较信号S1而提高驱动信号DS的电压值,功率晶体管M3可反应于栅极电压值的上升而使输出电流IO变大,从而拉高输出电压VO的电压值。反之亦然。如此一来,功率晶体管M3所产生的输出电压VO的电压值可维持在一稳定电压值。事实上,图7所示的电源供应装置400实质上可视为一低压降线性稳压器(Low Drop-out Voltage Regulator,简称LDO)。
除此之外,图7所示的电源供应装置400的分压电路472以及第一比较器474也可用以实施在图6所示的电源供应装置300上以实现稳压功能(如图8所示),且其实施方式可参考上述图7的相关说明以类推得之,在此不再赘述。
在本发明的上述实施例中,如图3、图6、图7与图8所示的电源供应装置200、300、400、500,还可额外具有欠压保护功能。以下请参照图9,图9是依照本发明又一实施例所示的电源供应装置的方块示意图。相较于图3所示的电源供应装置200,图9所示的电源供应装置600还包括第二比较器592。其中,第二比较器592的同相输入端耦接到输出电压脚位280以接收输出电压VO。第二比较器592的反相输入端接收第二参考电压VR2。第二比较器592对输出电压VO与第二参考电压VR2进行比较以产生第二比较信号S2。
驱动电路240还耦接到第二比较器592以接收第二比较信号S2。驱动电路240反应于第二比较信号S2以产生驱动信号DS,从而使功率晶体管M3在输出电压VO的电压值低于第二参考电压VR2的电压值时被截止或降低输出电流IO。详言之,当输出电流IO较大时,若输出电压VO的电压值过低而造成功率晶体管M3的漏极端与源极端的电压差过大,可能会使功率晶体管M3毁损。因此,通过第二比较器592对输出电压VO与第二参考电压VR2进行比较,并在输出电压VO的电压值低于第二参考电压VR2的电压值时将功率晶体管M3截止或降低输出电流IO,可达到欠压保护的目的。
除此之外,图9所示的电源供应装置600的第二比较器592也可用以实施在图7与图8所示的电源供应装置400、500上以实现欠压保护功能(如图10、图11所示),其实施方式可参考上述图9的相关说明以类推得之,在此不再赘述。
综上所述,本发明实施例的电源供应装置在进入过流保护状态时,其所产生的输出电流的电流值(即短路电流值)实质上等于过流保护电流值。只要通过设定较高的过流保护电流值,电源供应装置的输出电流可以有效地提升。如此一来,可使电源供应装置具有较大的负载启动,也可对移动装置进行快充。除此之外,本发明实施例的电源供应装置的检测电路是检测流过键合线上的电流,而流过键合线上的电流即为电源供应装置所产生的输出电流。由于键合线上的寄生电阻可以精确地被控制而具有较小的误差,因此检测电路可通过检测键合线上的电压而精确地检测出输出电流,并在电源供应装置进入过流保护状态时,控制输出电流的电流值(即短路电流值)维持在过流保护电流值。如此一来,可提高电源供应装置进入过流保护状态时,其输出电流值(即短路电流值)的精确度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电源供应装置,其特征在于,包括:
封装结构,具有电源电压脚位与输出电压脚位,该封装结构包括:
第一键合线;
第二键合线;
芯片,该芯片上配置采样电压焊垫与输出电压焊垫;
功率晶体管,配置在该芯片中,用以产生输出电流,该功率晶体管的第一源/漏极端耦接到该采样电压焊垫,该功率晶体管的第二源/漏极端耦接到该输出电压焊垫,其中该采样电压焊垫通过该第一键合线耦接到该电源电压脚位,该输出电压焊垫通过该第二键合线耦接到该输出电压脚位;
检测电路,耦接在该第一键合线的两端或是耦接在该第二键合线的两端,用以检测该第一键合线的寄生电阻的电压或是该第二键合线的寄生电阻的电压以检测流经该第一键合线或是该第二键合线的该输出电流,并据以产生控制信号;以及
驱动电路,用以反应于该控制信号而产生驱动信号,该驱动信号控制该功率晶体管以产生该输出电流;
其中,当该输出电流的电流值大于或等于过流保护电流值时,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值,以使该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值,
当该输出电流的电流值小于该过流保护电流值时,该驱动电路反应于该控制信号而固定该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区。
2.根据权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于:
当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区或饱和区,从而维持该输出电流的电流值等于该过流保护电流值。
3.根据权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,该检测电路耦接在该第一键合线的两端,且该第一键合线的该寄生电阻作为采样电阻,该采样电阻反应于该输出电流而产生采样电压,该检测电路包括:
参考电压产生电路,耦接在电源电压焊垫与接地电压之间,用以产生参考电压;以及
比较器,用以对该参考电压与该采样电压进行比较以产生该控制信号,
其中,该电源电压焊垫通过第三键合线耦接到该电源电压脚位,
其中,当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时,该采样电压的电压值小于或等于该参考电压的电压值,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管所产生的该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值,并从而使该采样电压的电压值维持在该参考电压的电压值。
4.根据权利要求3所述的电源供应装置,其特征在于:
当该输出电流的电流值小于该过流保护电流值时,该采样电压的电压值大于该参考电压的电压值,该驱动电路反应于该控制信号而固定该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区;以及
当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时,该采样电压的电压值小于或等于该参考电压的电压值,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区或饱和区,从而维持该输出电流的电流值等于该过流保护电流值。
5.根据权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,该检测电路耦接在该第二键合线的两端,该检测电路包括:
比较器,其内装预设参考电压值,用以检测该第二键合线的两端的电压差值,以及对该电压差值与该预设参考电压值进行比较以产生该控制信号,
其中,当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时,该电压差值大于或等于该预设参考电压值,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管所产生的该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值,并从而使该电压差值维持在该预设参考电压值。
6.根据权利要求5所述的电源供应装置,其特征在于:
当该输出电流的电流值小于该过流保护电流值时,该电压差值小于该预设参考电压值,该驱动电路反应于该控制信号而固定该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区;以及
当该输出电流的电流值大于或等于该过流保护电流值时,该电压差值大于或等于该预设参考电压值,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区或饱和区,从而维持该输出电流的电流值等于该过流保护电流值。
7.根据权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,该驱动电路包括电荷泵,且该功率晶体管为N型功率晶体管或是P型功率晶体管。
8.根据权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,该功率晶体管还用以产生输出电压,该电源供应装置还包括:
分压电路,耦接在该输出电压脚位与接地电压之间,用以对该输出电压进行分压以产生反馈电压;以及
第一比较器,用以对该反馈电压与第一参考电压进行比较以产生第一比较信号,
其中该驱动电路反应于该第一比较信号以产生该驱动信号,从而使该功率晶体管所产生的该输出电压的电压值维持在稳定电压值。
9.根据权利要求1所述的电源供应装置,其特征在于,该功率晶体管还用以产生输出电压,该电源供应装置还包括:
第二比较器,用以对该输出电压与第二参考电压进行比较以产生第二比较信号,
其中该驱动电路反应于该第二比较信号以产生该驱动信号,从而使该功率晶体管在该输出电压的电压值低于该第二参考电压的电压值时被截止或降低该输出电流。
10.一种电源供应装置,其特征在于,包括:
封装结构,具有电源电压脚位,该封装结构包括:
第一键合线;
芯片,该芯片上配置采样电压焊垫与输出电压焊垫;
功率晶体管,配置在该芯片中,用以产生输出电流,该功率晶体管的第一源/漏极端耦接到该采样电压焊垫,该功率晶体管的第二源/漏极端耦接到该输出电压焊垫,其中该采样电压焊垫通过该第一键合线耦接到该电源电压脚位;
检测电路,耦接在该第一键合线的两端,用以检测该第一键合线的寄生电阻的电压以检测流经该第一键合线的该输出电流,并据以产生控制信号;以及
驱动电路,用以反应于该控制信号而产生驱动信号,该驱动信号控制该功率晶体管以产生该输出电流;
其中,当该输出电流的电流值大于或等于过流保护电流值时,该驱动电路反应于该控制信号而开始调整该驱动信号的电压值,以使该输出电流的电流值维持在该过流保护电流值,
当该输出电流的电流值小于该过流保护电流值时,该驱动电路反应于该控制信号而固定该驱动信号的电压值以使该功率晶体管操作在线性区。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410834920.3A CN105811759B (zh) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 电源供应装置 |
TW104101203A TWI560979B (en) | 2014-12-29 | 2015-01-14 | Power supply device |
US14/948,397 US9780772B2 (en) | 2014-12-29 | 2015-11-23 | Power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410834920.3A CN105811759B (zh) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 电源供应装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105811759A CN105811759A (zh) | 2016-07-27 |
CN105811759B true CN105811759B (zh) | 2019-04-02 |
Family
ID=56165503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410834920.3A Expired - Fee Related CN105811759B (zh) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 电源供应装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9780772B2 (zh) |
CN (1) | CN105811759B (zh) |
TW (1) | TWI560979B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016139921A (ja) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 株式会社ソシオネクスト | 出力回路及び集積回路 |
US10270440B2 (en) | 2016-07-20 | 2019-04-23 | Semiconductor Components Industries, Llc | Output driver having pull-down capability |
US10051718B2 (en) * | 2016-08-03 | 2018-08-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mobile X-ray apparatus and method of operating the same |
US10588209B2 (en) | 2016-08-03 | 2020-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mobile X-ray apparatus and method of operating the same |
TWI633733B (zh) * | 2017-04-18 | 2018-08-21 | 立積電子股份有限公司 | 電源供應器及電源供應器的操作方法 |
CN108493912A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-04 | 东莞赛微微电子有限公司 | 一种过流保护电路及装置 |
TWI704438B (zh) * | 2018-07-12 | 2020-09-11 | 立積電子股份有限公司 | 電壓控制裝置 |
US11233386B2 (en) * | 2019-02-27 | 2022-01-25 | Google Llc | USB Type-C port short protection |
CN110492575B (zh) * | 2019-09-05 | 2021-11-16 | 深圳传音控股股份有限公司 | 用于手持设备的快速充电系统及方法、手持设备 |
JP7251640B2 (ja) * | 2019-09-11 | 2023-04-04 | 富士電機株式会社 | 電流生成回路、駆動回路及び電流調整方法 |
US10868467B1 (en) * | 2019-09-22 | 2020-12-15 | Nanya Technology Corporation | Pump circuit, pump device, and operation method of pump circuit |
US11463082B2 (en) * | 2020-01-22 | 2022-10-04 | Delta Electronics, Inc. | Waveform conversion circuit for gate-driving circuit |
CN111290463B (zh) * | 2020-04-03 | 2021-10-26 | 南京芯力微电子有限公司 | 一种低压差线性稳压电路的线损补偿电路及控制方法 |
CN113839566B (zh) * | 2020-06-24 | 2023-07-21 | 宏碁股份有限公司 | 消除过电流保护误动作的电源供应器 |
CN112763785A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 西安翔腾微电子科技有限公司 | 一种电流检测电路及方法 |
CN114740944B (zh) * | 2022-04-07 | 2024-01-02 | 北京紫光芯能科技有限公司 | 一种车载微控制器、低压差线性稳压器及其过流保护电路 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6753204B1 (en) * | 1997-09-30 | 2004-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for assembling integrated circuits with protection of the circuits against electrostatic discharge |
CN102175908A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-09-07 | 无锡硅动力微电子股份有限公司 | 利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6460168B1 (en) * | 1998-04-23 | 2002-10-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of designing power supply circuit and semiconductor chip |
JP2000312143A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-11-07 | Yazaki Corp | スイッチング・デバイス |
JP3759135B2 (ja) * | 2003-09-12 | 2006-03-22 | ローム株式会社 | 半導体装置および電子装置 |
DE102005019955A1 (de) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | Infineon Technologies Ag | Variables Ansteuermodul zur Ansteuerung einer Last |
TWI473394B (zh) * | 2009-09-04 | 2015-02-11 | Richtek Technology Corp | 切換式電源供應器及其驅動電路與控制方法 |
TW201218601A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-01 | Richtek Technology Corp | Current mode switching regulator and control circuit and control method thereof |
KR101254263B1 (ko) * | 2010-11-23 | 2013-04-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | 전원 변환기, 직류-직류 변환기를 포함하는 표시 장치, 표시 장치를 포함하는 시스템 및 표시 장치의 구동 방법 |
JP2013153027A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及び電源装置 |
TWI508254B (zh) * | 2012-09-04 | 2015-11-11 | Realtek Semiconductor Corp | 積體電路 |
-
2014
- 2014-12-29 CN CN201410834920.3A patent/CN105811759B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-01-14 TW TW104101203A patent/TWI560979B/zh not_active IP Right Cessation
- 2015-11-23 US US14/948,397 patent/US9780772B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6753204B1 (en) * | 1997-09-30 | 2004-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for assembling integrated circuits with protection of the circuits against electrostatic discharge |
CN102175908A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-09-07 | 无锡硅动力微电子股份有限公司 | 利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
一种大电流、高稳定性的LDO线性稳压器的研究与设计;封鲁平;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》;20110415;第C042-107页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9780772B2 (en) | 2017-10-03 |
TW201624892A (zh) | 2016-07-01 |
US20160191049A1 (en) | 2016-06-30 |
CN105811759A (zh) | 2016-07-27 |
TWI560979B (en) | 2016-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105811759B (zh) | 电源供应装置 | |
CN101813957B (zh) | 电压调节器 | |
CN1848019B (zh) | 恒压电源电路和测试恒定电压源的方法 | |
CN106575865B (zh) | 电压调节器及提供电压调节器中的短路保护的方法 | |
US9712149B2 (en) | Semiconductor device | |
CN100538868C (zh) | 用于减少电流消耗的内部电源电压生成器 | |
CN104181371B (zh) | 电路布置 | |
US9819173B2 (en) | Overheat protection circuit and voltage regulator | |
CN110275051A (zh) | 具有经扩展的电压范围的电流传感器 | |
CN104993454B (zh) | 过温保护电路 | |
CN107885270A (zh) | 调节器用半导体集成电路 | |
TWI494732B (zh) | 電流控制電路和電流控制方法 | |
CN104035464A (zh) | 电压调节器 | |
KR20180063215A (ko) | 양방향 전류 감지 회로 | |
CN102565502A (zh) | 功率半导体器件的电流检测器电路及检测方法 | |
US10008846B2 (en) | Control device for an electronic fuse and method for controlling an electronic fuse | |
CN202696135U (zh) | 一种双回路限流保护电路 | |
KR20120127275A (ko) | 볼티지 레귤레이터 | |
CN110275566A (zh) | 电压调节器 | |
US9891249B2 (en) | Broad-range current measurement using duty cycling | |
CN105137146B (zh) | 用于检测通过晶体管器件的电流的装置及其方法 | |
KR20220061134A (ko) | Ldo를 위한 프리 레귤레이터 | |
CN103217615B (zh) | 一种输出短路检测电路 | |
CN103887761A (zh) | Pwm驱动电路 | |
CN107492929B (zh) | 设置有电流保护电路的充电电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190402 Termination date: 20211229 |