CN107611923A - 一种无静态功耗的过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无静态功耗的过流保护电路，包括电阻、PMOS管、NMOS管、内部电路和整形电路，所述的电阻的一端和供电电源VDD相连接，另一端和A点相连接，所述的PMOS管的栅极与电阻连接的A点相连接，PMOS管的源极和供电电源VDD相连接，PMOS管的漏极和NMOS管的漏极相连接，PMOS管的源极和地电位相连接，所述的PMOS管和NMOS管的漏极与整形电路的输入相连接。通过上述，本发明通过一个电阻，两个MOS管的主题电路实现过流保护的功能，无静态电流，器件比常规电路少，无需额外的参考电压，运算放大器，实现了过流保护的功能，达到了减小电路工作电流，缩小过流保护功能版图面积的目的。

Description

一种无静态功耗的过流保护电路

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种过流保护电路，尤其涉及一种无静态功耗的过流保护电路。

背景技术

芯片的过流保护功能在很多类型的芯片都内部有集成，特别是在电源管理芯片。现有的过流保护电路大多采用运放和比较器一类的电路来实现。这种电路的优点在于可以比较准确的控制过流跳变点的值，缺点就是电路过于复杂，静态电流比较大，而且不适合工作电流值和过流电流设定值相差比较大的情况。

例如在专利CN2009101109865《一种过流保护电路》中，提及了一种过流保护电路。如图1所示：41是标志的参考电压，42,43是两个运算放大器，44,45标志的是两条支路的电流。在专利CN2009101109865《一种过流保护电路》中，需要两个运算放大器AMP1和AMP2，一个参考电压。静态电流包含44,45电流支路和运算放大器AMP1和AMP2。从中可以看出，静态电流比较大，额外还需要一个参考电压，电路比较复杂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种无静态功耗的过流保护电路，通过一个电阻，两个MOS管的主题电路实现过流保护的功能，无静态电流，器件比常规电路少，无需额外的参考电压，运算放大器，实现了过流保护的功能，达到了减小电路工作电流，缩小过流保护功能版图面积的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种无静态功耗的过流保护电路，包括电阻、PMOS管、NMOS管、内部电路和整形电路，所述的电阻的一端和供电电源VDD相连接，另一端和A点相连接，所述的PMOS管的栅极与电阻连接的A点相连接，PMOS管的源极和供电电源VDD相连接，PMOS管的漏极和NMOS管的漏极相连接，PMOS管的源极和地电位相连接，所述的PMOS管和NMOS管的漏极与整形电路的输入相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的A点为内部电路的实际供电输入点。

在本发明一个较佳实施例中，所述的相连接的PMOS管和NMOS管构成一个反相器。

在本发明一个较佳实施例中，所述的A点最高电压小于反相器的跳变点电压。

在本发明一个较佳实施例中，所述的内部电路可等效为一个可变电阻，假设其电阻值的最大值为RLMAX，最小值为RLMIN。

在本发明一个较佳实施例中，所述的A点的最高电压表达为 VAMAX=VDD*RLMIN/(RLMIN+RSS)，A点的最低电压表达为VMIN=VDD*RLMAX/(RLMAX+RSS)。

本发明的有益效果是：本发明的无静态功耗的过流保护电路，通过一个电阻，两个MOS管的主题电路实现过流保护的功能，无静态电流，器件比常规电路少，无需额外的参考电压，运算放大器，实现了过流保护的功能，达到了减小电路工作电流，缩小过流保护功能版图面积的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1 是现有技术中过流保护电路的电路图；

图2是本发明无静态功耗的过流保护电路的电路图；

图3是本发明无静态功耗的过流保护电路的等效电路图；

图4是本发明无静态功耗的过流保护电路的波形图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例包括：

一种无静态功耗的过流保护电路，包括电阻1、PMOS管3、NMOS管4、内部电路2和整形电路5，所述的电阻1的一端和供电电源VDD相连接，另一端和A点相连接，所述的PMOS管3的栅极与电阻连接的A点相连接，PMOS管3的源极和供电电源VDD相连接，PMOS管3的漏极和NMOS管4的漏极相连接，PMOS管3的源极和地电位相连接，所述的PMOS管3和NMOS管4的漏极与整形电路5的输入相连接。

1是电阻Rss，功能是感测电流的大小；2是需要过流保护的内部电路；3是PMOS管；4是NMOS管；5是整形电路，实现迟滞功能。

上述中，所述的A点为内部电路的实际供电输入点；所述的相连接的PMOS管和NMOS管构成一个反相器。其中，所述的A点最高电压小于反相器的跳变点电压。

内部电路2可以等效为一个可变电阻，如图3所示，图3中标号为6的可变电阻RL是内部电路的等效，假设其最大值为RLMAX, 最小值为RLMIN。则图3中所示A点的最高电压可以表达为 VAMAX=VDD*RLMIN/(RLMIN+RSS)，A点的最低电压可以表达为VMIN=VDD*RLMAX/(RLMAX+RSS)，A点作为PMOS管3和NMOS管4构成的反相器的输入，这里假设反相器的跳变点电压为VDD/2，实际设计中可以通过调节PMOS管3和NMOS管4的宽长比来改变PMOS管3和NMOS管4构成的反相器的跳变点。电路正常工作时，工作电流较小，可以认为对应的RL值比较大，过流情况发生时，电流较大，可以认为可变电阻RL的值比较小。假设正常工作时的最大电流对应的电阻值为Rwmax，则A点电压最高为VAwmax=VDD*Rwmax/(Rwmax+Rss)，这个电压要小于跳变点的电压，比如说典型值VDD/2，在实际设计中为了可靠性，这个值可能要小于VDD/4或者VDD/5。

如图4，是本发明所提出的电路的波形图。图4中，11表示正常工作时的电流范围，12表示系统设定的过流保护电流的大小，13是在不过流保护情况下可能出现的最大电流，15是在启用过流保护后的系统工作电流。16是过流未发生的时候，过流保护电路的输出，17是过流发生的情况，过流保护的输出。在图4中，当电路发生异常情况导致电流过大，当达到设计设定的过流保护值12时，过流保护电路的输出从低电平16跳变到高电平17，切断图2中内部电路2的电源供电，如果有数字部分，复位数字电路，达到保护电路的目的。

在实际应用场合中，假设VDD为3.3V，正常瞬态最大工作电流为20mA，在没有Rss电阻的时候，可以理论计算出RL_IDEAL=3.3V/20mA=150欧姆，如果设置电流过流为200mA，则在异常情况下RL_OCP=3.3V/200mA=16.5欧姆，在此情况下，Rss和RL_OCP构成的支路需要把A点分压到VDD/2，即1.65V，则Rss=16.5欧姆。

本发明的无静态功耗的过流保护电路与现有技术相比具有如下优点：

1.仅采用一个电阻、一个反相器和一个整形电路实现过流保护功能；

2.实现电流保护功能的主体电路无静态功耗；

3.仅需设计一个电阻大小就可以设置过流的阈值。

综上所述，本发明的无静态功耗的过流保护电路，通过一个电阻，两个MOS管的主题电路实现过流保护的功能，无静态电流，器件比常规电路少，无需额外的参考电压，运算放大器，实现了过流保护的功能，达到了减小电路工作电流，缩小过流保护功能版图面积的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种无静态功耗的过流保护电路，其特征在于，包括电阻、PMOS管、NMOS管、内部电路和整形电路，所述的电阻的一端和供电电源VDD相连接，另一端和A点相连接，所述的PMOS管的栅极与电阻连接的A点相连接，PMOS管的源极和供电电源VDD相连接，PMOS管的漏极和NMOS管的漏极相连接，PMOS管的源极和地电位相连接，所述的PMOS管和NMOS管的漏极与整形电路的输入相连接。

2.根据权利要求1所述的无静态功耗的过流保护电路，其特征在于，所述的A点为内部电路的实际供电输入点。

3.根据权利要求2所述的无静态功耗的过流保护电路，其特征在于，所述的相连接的PMOS管和NMOS管构成一个反相器。

4.根据权利要求3所述的无静态功耗的过流保护电路，其特征在于，所述的A点最高电压小于反相器的跳变点电压。

5.根据权利要求1所述的无静态功耗的过流保护电路，其特征在于，所述的内部电路可等效为一个可变电阻，假设其电阻值的最大值为RLMAX，最小值为RLMIN。

6.根据权利要求5所述的无静态功耗的过流保护电路，其特征在于，所述的A点的最高电压表达为 VAMAX=VDD*RLMIN/(RLMIN+RSS)，A点的最低电压表达为VMIN=VDD*RLMAX/(RLMAX+RSS)。