CN112462838B - 过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路 - Google Patents

过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路 Download PDF

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Abstract

过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其中输出电流采样模块用于产生与LDO输出电流成比例的采样电流，输出电压采样模块利用误差放大器、第三NMOS管、第一电阻和第二电阻构成负反馈环路，获得与LDO输出电压成比例的电流信号，电流比较模块用于比较输出电流采样模块的输出电流与基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和并控制调整模块，当输出电流采样模块的输出电流达到基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和时将LDO输出电流箝位在过流限，当LDO输出电压低于折返点电压时，令LDO输出电流跟随输出电压下降直到达到第二阈值电流，通过调节第一电阻和第二电阻的阻值能够调节折返点电压过流限。本发明具有低功耗、高精度和普适性的特点。

Description

过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，涉及一种折返式低压差线性稳压器过流保护电路，能够通过调节外部电阻的阻值来调节过流限和折返点。
背景技术
目前市面上普遍采用的电源分为线性电源与开关电源，低压差线性稳压器(lowdropout regulators,LDO)对比开关电源表现出更好的瞬态响应、更低的噪声、更精简的电路结构以及更低的成本，因此LDO在移动电源设备中受到越来越高的关注与青睐。为了防止过载、输出短路对LDO的损害，LDO需要过流保护电路来限制小负载下的工作电流。
现有针对LDO中的过流保护主要有两种模式，分别是恒定过流保护与折返式过流保护。恒定过流保护结构相比折返式结构更为简单，但消耗了大量功率，并且长时间工作下的大电流可能烧毁功率管。传统折返式过流保护结构在输出下降时降低过流限，从而避免了可能引起的风险，但可能引起LDO闩锁现象，无法启动负载。相比较而言，带限流的折返式过流保护方案在输出电流箝位至最大值之后保持，在输出电压小于折返点后再折返输出电流，避免了传统折返式结构可能引起的LDO闩锁现象。然而，目前使用的带限流的折返式过流保护方案都无法根据具体性能指标和负载要求调节相应的过流限与折返点电压，不能适应不同负载情况下的LDO。
发明内容
针对现有的LDO恒定过流保护方案可能引起的闩锁及功耗问题，以及折返式过流保护结构存在的无法调节过流限与折返点电压的问题，本发明提出一种过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，通过调节外部电阻的阻值调节输出电流的过流限及输出电压的折返点电压，可以应用于各种过流保护场景下，实现对不同负载情况下LDO过流保护的目的。
本发明的技术方案为：
过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，包括输出电流采样模块、输出电压采样模块、电流比较模块、调整模块、第一电阻和第二电阻，其中第一电阻和第二电阻为外部可调电阻；
所述输出电流采样模块用于采样所述低压差线性稳压器的输出电流，获得与所述低压差线性稳压器的输出电流成比例的电流信号作为所述输出电流采样模块的输出电流；
所述输出电压采样模块包括误差放大器、第三NMOS管和第一电流镜，第一电阻和第二电阻串联并接在第三NMOS管的源极和地之间；误差放大器的正向输入端连接所述低压差线性稳压器的输出电压，其负向输入端连接第一电阻和第二电阻的串联点，其输出端连接第三NMOS管的栅极；第三NMOS管的漏极产生与所述低压差线性稳压器的输出电压成比例的电流信号并由第一电流镜进行镜像得到所述输出电压采样模块的输出电流；
所述电流比较模块用于将所述输出电流采样模块的输出电流与基准电流和所述输出电压采样模块的输出电流之和进行比较，并根据比较结果控制所述调整模块；
当所述输出电流采样模块的输出电流大于或等于所述基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和时，所述调整模块根据所述基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和将所述低压差线性稳压器的输出电流箝位在第一阈值电流；
所述低压差线性稳压器的输出电压高于所述第一电阻和第二电阻的串联点电压时，取此时所述第一电阻和第二电阻的串联点电压为折返点电压；当所述低压差线性稳压器的输出电压低于所述折返点电压时，所述低压差线性稳压器的输出电流跟随所述低压差线性稳压器的输出电压的下降而下降，直到所述低压差线性稳压器的输出电流下降到第二阈值电流；
通过调节第一电阻和第二电阻的阻值调节所述折返点电压的电压值，实现对折返点的调节；同时通过调节第一电阻和第二电阻的阻值调节所述输出电压采样模块的输出电流，从而调节所述第一阈值电流，实现对过流限的调节。
具体的，所述输出电流采样模块包括第一PMOS管、第二PMOS管和第二电流镜，第一PMOS管的栅极连接所述低压差线性稳压器中功率管的栅极，其源极连接所述低压差线性稳压器中功率管的源极并连接所述低压差线性稳压器的输入电压，其漏极连接第二PMOS管的源极；第二PMOS管的栅极连接所述低压差线性稳压器中功率管的漏极，其漏极输出与所述低压差线性稳压器的输出电流成比例的电流信号并通过第二电流镜进行镜像得到所述输出电流采样模块的输出电流。
具体的，所述输出电流采样模块中第二电流镜包括第一NMOS管和第二NMOS管，第一NMOS管的栅漏短接并连接第二NMOS管的栅极和第二PMOS管的漏极，其源极连接第二NMOS管的源极并接地；第二NMOS管的漏极输出所述输出电流采样模块的输出电流。
具体的，所述输出电压采样模块中第一电流镜包括第四PMOS管和第五PMOS管，第五PMOS管的栅漏短接并连接第四PMOS管的栅极和第三NMOS管的漏极，其源极连接第四PMOS管的源极并连接所述低压差线性稳压器的输入电压；第四PMOS管的漏极输出所述输出电压采样模块的输出电流。
具体的，所述电流比较模块包括第三PMOS管，第三PMOS管的栅极连接偏置电压，其源极连接所述低压差线性稳压器的输入电压，其漏极连接第四PMOS管的漏极和第二NMOS管的漏极并作为所述电流比较模块的输出端。
具体的，所述调整模块包括第六PMOS管，第六PMOS管的栅极连接所述电流比较模块的输出端，其源极连接所述低压差线性稳压器的输入电压，其漏极连接所述低压差线性稳压器中功率管的栅极。
具体的，其特征在于，所述折返点电压的电压值为
Figure BDA0002818141890000031
其中VIN是所述低压差线性稳压器输入电压的电压值，
Figure BDA0002818141890000032
是第三NMOS管的阈值电压，R1和R2分别是第一电阻和第二电阻的阻值；
所述第一电流镜的镜像比为1:1时，所述第一阈值电流的电流值为
Figure BDA0002818141890000033
Figure BDA0002818141890000034
其中IREF是所述基准电流的电流值，
Figure BDA0002818141890000035
和
Figure BDA0002818141890000036
分别是所述低压差线性稳压器的功率管和第一PMOS管的宽长比。
具体的，所述输出电压采样模块中误差放大器采用P型输入对管的折叠式有源负载放大器结构。
本发明的工作原理为：
当LDO正常工作时，电流比较模块比较出输出电流采样模块的输出电流小于基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和，则过流保护电路不工作，具体而言在实施例中体现为：输出电流采样模块中第一PMOS管MP1采样的LDO输出电流IOUT并镜像输出的电流IS小于电流比较模块中第三PMOS管MP3漏端输出的基准电流IREF和输出电压采样模块中第四PMOS管MP4输出的电流Ifoldback之和，因此第二NMOS管MN2的漏极电位VCON接近电源电压(即LDO输入电压VIN)，此时调整模块中第六PMOS管MP6关断，过流限环路不工作。
LDO出现过流情况时，若电流比较模块比较出输出电流采样模块的输出电流达到基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和，则过流保护电路工作，具体而言在实施例中体现为：当输出电流采样模块输出电流IS达到基准电流IREF和输出电压采样模块输出电流Ifoldback之和时，第二NMOS管MN2的漏极电位VCON被拉低，调整模块中第六PMOS管MP6开启，过流限环路工作，LDO的输出电流IOUT被箝位在一固定值(即第一阈值电流ICL)。误差放大器EA正向输入端电压(即LDO输出电压VOUT)高于其负向输入端电压(即第一电阻R1和第二电阻R2的串联点电压VR)时，取此时VR为折返点电压Vfoldback；VOUT低于Vfoldback后，误差放大器EA负向输入端电压VR跟随VOUT的变化而变化；当LDO的输出电压VOUT下降至折返点电压Vfoldback后，LDO输出电流最大值跟随输出电压下降而下降，输出短路时LDO最大输出电流达到最小值(即第二阈值电流ISC)。第二阈值电流ISC是一个定值，因为此时LDO的输出为零控制电流为IREF，第二阈值电流ISC只由采样比和基准电流IREF决定。
限流功能由输出电流采样模块、电流比较模块和调整模块构成的限流环路实现，作用是箝位LDO最大输出电流；折返功能由输出电压采样模块产生的折返电流Ifoldback对限流环路的调节实现，作用是当LDO输出电压小于折返点电压后，降低LDO的最大输出电流。本发明通过调节外部可调电阻即第一电阻R1和第二电阻R2，能够调节折返点电压Vfoldback和第一阈值电流ICL(即过流限)。
本发明的有益效果为：本发明提出的折返式过流保护电流能够降低LDO电流功耗，解决了传统恒定过流保护方案的闩锁现象，也避免LDO的功率管由于热量过大而被烧毁；另外通过调节外部电阻能够调节过流限与折返点电压，相比传统折返式过流保护方案而言更适应于不同过流保护要求和负载需求；此外，经过仿真试验表明本发明提出的过流限结构所确定的过流参数值精度较高，适合应用于所带负载对输出电流敏感的场合。
附图说明
下面的附图有助于更好地理解下述对本发明不同实施例的描述，这些附图示意性地示出了本发明一些实施方式的主要特征。这些附图和实施例以非限制性、非穷举性的方式提供了本发明的一些实施例。为简明起见，不同附图中具有相同功能的相同或类似的组件或结构采用相同的附图标记。
图1为本发明提出的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路的整体框图。
图2为本发明提出的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路在实施例中的一种具体实现电路图。
图3为本发明提出的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路的输出电流折返示意图。
具体实施方式
本发明的附图用来提供对发明的进一步理解，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明进行详细地说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。
需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本发明提出一种带限流的折返式LDO过流保护电路，相比传统的带限流折返式过流保护方案而言，本发明中过流限和折返点可以通过外部可调电阻进行调节。如图1所示，本发明提出的过流保护电路的集成部分包括输出电流采样模块、输出电压采样模块、电流比较模块和调整模块，在集成芯片之外还设置有第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻设置在外部方便进行调节。
输出电流采样模块的输入信号为LDO的输出电流信号IOUT，其输出为输出电流采样模块的输出电流IS，采样结果IS与IOUT成比例。如图2所示给出了输出电流采样模块的一种实现结构，包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2和第二电流镜，第一PMOS管MP1的栅极连接LDO中功率管MPower的栅极，其源极连接LDO中功率管MPower的源极并连接电源电压(电源电压为LDO的输入电压VIN)，其漏极连接第二PMOS管MP2的源极；第二PMOS管MP2的栅极连接LDO中功率管MPower的漏极输出的LDO的输出电压VOUT，其漏极输出与LDO的输出电流IOUT成比例(该采样比由功率管MPower和第一PMOS管MP1的尺寸比决定)的电流信号并通过第二电流镜进行镜像得到输出电流采样模块的输出电流。一些实施例中第二电流镜采用N型电流镜结构，包括第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2，第一NMOS管MN1的栅漏短接并连接第二NMOS管MN2的栅极和第二PMOS管MP2的漏极，其源极连接第二NMOS管MN2的源极并接地VSSA；第二NMOS管MN2的漏极产生输出电流采样模块的输出电流。为便于分析，令第二电流镜的镜像比为1:1，则第二PMOS管MP2漏极的电流和第二NMOS管MN2漏极的电流都为IS。
输出电压采样模块的输入信号为LDO的输出电压信号VOUT，输出电压的输出电流Ifoldback为与LDO的输出电压信号VOUT成比例的电流信号。如图2所示，输出电压采样模块包括误差放大器EA、第三NMOS管MN3和第一电流镜，其中误差放大器EA可以采用P型输入对管的折叠式误差放大结构。外部可调的第一电阻R1和第二电阻R2串联并接在第三NMOS管的源极MN3和地VSSA之间，其串联点输出折返点电压；误差放大器EA的正向输入端连接LDO的输出电压VOUT，其负向输入端连接第一电阻R1和第二电阻R2串联点的折返点电压，其输出端连接第三NMOS管MN3的栅极；第三NMOS管MN3的漏极产生与LDO的输出电压VOUT成比例的电流信号并由第一电流镜进行镜像得到输出电压采样模块的输出电流Ifoldback。一些实施例中第一电流镜采用P型电流镜结构，包括第四PMOS管MP4和第五PMOS管MP5，第五PMOS管MP5的栅漏短接并连接第四PMOS管MP4的栅极和第三NMOS管MN3的漏极，其源极连接第四PMOS管MP4的源极并连接LDO的输入电压VIN；第四PMOS管MP4的漏极产生输出电压采样模块的输出电流Ifoldback。
电流比较模块有三个输入信号，分别为输出电流采样模块的输出电流IS、输出电压采样模块的输出电流Ifoldback和基准电流IREF，电流比较模块用于将输出电流采样模块的输出电流IS与基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和IREF+Ifoldback进行比较产生比较电流ICON，ICON＝IREF+Ifoldback-IS。如图2所示给出了电流比较模块的一种实现结构，包括第三PMOS管MP3，第三PMOS管MP3的栅极连接偏置电压VB，其源极连接LDO的输入电压VIN，其漏极连接第四PMOS管MP4的漏极和第二NMOS管MN2的漏极并作为电流比较模块的输出端。偏置电压VB可以通过与第三PMOS管MP3镜像的电流镜管提供偏置电位，一般为内部PTAT电流偏置，从而提供基准电流IREF。
电流比较模块的比较结果用于控制调整模块，从而控制功率管MPower的栅极电位。如图2所示，本实施例中调整模块包括第六PMOS管MP6，第六PMOS管MP6的栅极连接电流比较模块的输出端，其源极连接LDO的输入电压VIN，其漏极连接功率管MPower的栅极。
下面结合附图说明本实施例的具体工作过程。
本发明提出的过流保护电路中，输出电流采样模块的第一PMOS管MP1为镜像管，用于镜像LDO的输出电流IOUT得到采样电流信号IS；第二PMOS管MP2使第一PMOS管MP1漏电位跟随LDO的输出电压VOUT，实现对输出电流IOUT的精确采样，由于实施例中设置第二电流镜的镜像比为1:1，第一PMOS管MP1采样的电流和电流镜镜像的电流都为IS。
输出电压采样模块的第三NMOS管MN3、折叠式误差放大器EA与外部可调电阻即第一电阻R1、第二电阻R2组成负反馈环路，在环路开启时将LDO的输出电压VOUT转换为比例电流Ifoldback从而折返输出电流值。
将输出电流采样模块采样获得的电流信号IS与基准电流IREF、输出电压采样模块采样LDO输出电压VOUT得到的电流信号Ifoldback一同输入到电流比较模块，得到的比较电流信号ICON经过调整模块的调整管MP6调节LDO功率管MPower的栅极电位。
电流比较模块的输出电流ICON由第二NMOS管MN2漏电流和第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4漏电流之和中较小者所决定，即由IS和IREF+Ifoldback中较小者决定。当LDO的输出电流IOUT小于箝位电流即第一阈值电流ICL时，第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4工作在线性区，第三PMOS管MP3漏端电位VCON拉高至VIN使调整模块的第六PMOS管MP6关断，过流限不影响LDO正常工作，即LDO正常工作时过流保护电路不工作。
开始限流后，LDO的输出电流IOUT先被箝位在最大过流限即第一阈值电流ICL，直到LDO的输出电压VOUT下降至折返点电压Vfoldback后输出最大电流跟随输出下降而下降，最后下降至输出短路电流即第二阈值电流ISC，如图3所示是输出电流IOUT的折返示意图。当LDO的输出电流IOUT达到箝位电流ICL时，第二NMOS管MN2、第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4都工作在饱和区，箝位电流值由第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4漏电流之和IREF+Ifoldback决定。本发明提出的过流保护电路中引入了一股额外的基准电流IREF，目的是为了避免过流限对LDO的启动产生影响。因为如果不加基准电流，由于LDO启动时输出电压VOUT为地电位，过流限环路箝位电流很小，此时VCON电位为低，将功率管MPower的栅电位VG拉高至VIN使功率管MPower关断，LDO环路无法正常工作。因此，电路中需要引入一股额外的基准电流IREF。
本发明利用LDO的输出电流IOUT箝位后其输出电压VOUT下降的特性，当输出电压VOUT下降到折返点电压以下时，输出电流IOUT跟随输出电压VOUT的下降而下降，实现了输出电流折返功能，具体原理为使第四PMOS管MP4支路电流Ifoldback与输出电压VOUT成比例以拉低过流限ICL。本实施例采用的折返式结构中，误差放大器EA为了保证在LDO输出电压VOUT较高时过流保护折返部分不工作，设计中采用了折叠式有源负载放大器结构，并使用P管作为输入管。当输出电压VOUT正常时误差放大器EA不工作，误差放大器EA的输出电位为高电位，从而支路电流Ifoldback由第三NMOS管MN3、第一电阻R1、第二电阻R2确定，为便于分析令第一电流镜镜像比为1:1，由Ifoldback近似值，可以得到过流限即第一阈值电流ICL的大小近似为：
Figure BDA0002818141890000071
输出折返点电压由运放箝位时的过流限所决定：
Figure BDA0002818141890000072
可见折返点电压Vfoldback和过流限ICL都与第一电阻R1和第二电阻R2有关，通过调节设置在集成芯片外部的第一电阻R1和第二电阻R2就实现了对过流限曲线的调节，因此本发明可根据不同的应用场景采取合适的外部电阻值。在应用本发明对电路进行过流保护时，可根据具体的功耗要求与负载需求，对外部电阻进行相应的调整：当对功率管功耗要求较高时，可调节外部电阻R1、R2使两者阻值之和尽可能大，同时使两者比值R1/R2尽可能大；当负载曲线额定电流大或转折点电压小时，可调节外部电阻R1、R2使两者阻值之和尽可能小，同时使两者比值R1/R2尽可能小。
综上所述，本发明基于对输出电压采样折返输出电流的原理的应用，提出由误差放大器EA、第三NMOS管MN3和外部可调电阻(即第一电阻R1和第二电阻R2)组成负反馈环路获取与LDO输出电压VOUT成比例电流Ifoldback，根据Ifoldback实现输出电流折返功能，可降低LDO电流功耗，避免了LDO的功率管由于热量过大而被烧毁；另外本发明可以通过调节第一电阻R1和第二电阻R2来调节过流限与折返点电压，从而避免了过流曲线与负载线相交而引起的闩锁现象，第一电阻R1和第二电阻R2集成在芯片外部，更方便调节；且本发明能够较为精确地在不同过流要求下通过调节外部电阻的阻值确定过流限与折返点电压，适用于各种负载场景；此外，经过对多次仿真试验，证实了本发明提出的过流保护电流所确定的过流参数值精度较高，适合应用于所带负载对输出电流敏感的场合。
本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其他各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，包括输出电流采样模块、输出电压采样模块、电流比较模块、调整模块、第一电阻和第二电阻，其中第一电阻和第二电阻为外部可调电阻；
所述输出电流采样模块用于采样所述低压差线性稳压器的输出电流，获得与所述低压差线性稳压器的输出电流成比例的电流信号作为所述输出电流采样模块的输出电流；
所述输出电压采样模块包括误差放大器、第三NMOS管和第一电流镜，第一电阻和第二电阻串联并接在第三NMOS管的源极和地之间；误差放大器的正向输入端连接所述低压差线性稳压器的输出电压，其负向输入端连接第一电阻和第二电阻的串联点，其输出端连接第三NMOS管的栅极；第三NMOS管的漏极产生的电流信号并由第一电流镜进行镜像得到所述输出电压采样模块的输出电流；
所述电流比较模块用于将所述输出电流采样模块的输出电流与基准电流和所述输出电压采样模块的输出电流之和进行比较，并根据比较结果控制所述调整模块；
当所述输出电流采样模块的输出电流大于或等于一个设定的基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和时，所述调整模块根据所述基准电流和输出电压采样模块的输出电流之和将所述低压差线性稳压器的输出电流箝位在第一阈值电流；此时所述输出电压采样模块的输出电流为一恒定电流；
所述低压差线性稳压器的输出电压高于所述第一电阻和第二电阻的串联点电压时，取此时所述第一电阻和第二电阻的串联点电压为折返点电压；当所述低压差线性稳压器的输出电压低于所述折返点电压时，所述低压差线性稳压器的输出电流跟随所述低压差线性稳压器的输出电压的下降而下降，直到所述低压差线性稳压器的输出电流下降到第二阈值电流；此时所述输出电压采样模块的输出电流与所述低压差线性稳压器的输出电压成比例下降；
通过调节第一电阻和第二电阻的阻值调节所述折返点电压的电压值，实现对折返点的调节；同时通过调节第一电阻和第二电阻的阻值调节所述输出电压采样模块的输出电流，从而调节所述第一阈值电流，实现对过流限的调节。
2.根据权利要求1所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述输出电流采样模块包括第一PMOS管、第二PMOS管和第二电流镜，第一PMOS管的栅极连接所述低压差线性稳压器中功率管的栅极，其源极连接所述低压差线性稳压器中功率管的源极并连接所述低压差线性稳压器的输入电压，其漏极连接第二PMOS管的源极；第二PMOS管的栅极连接所述低压差线性稳压器中功率管的漏极，其漏极输出与所述低压差线性稳压器的输出电流成比例的电流信号并通过第二电流镜进行镜像得到所述输出电流采样模块的输出电流。
3.根据权利要求2所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述输出电流采样模块中第二电流镜包括第一NMOS管和第二NMOS管，第一NMOS管的栅漏短接并连接第二NMOS管的栅极和第二PMOS管的漏极，其源极连接第二NMOS管的源极并接地；第二NMOS管的漏极输出所述输出电流采样模块的输出电流。
4.根据权利要求3所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述输出电压采样模块中第一电流镜包括第四PMOS管和第五PMOS管，第五PMOS管的栅漏短接并连接第四PMOS管的栅极和第三NMOS管的漏极，其源极连接第四PMOS管的源极并连接所述低压差线性稳压器的输入电压；第四PMOS管的漏极输出所述输出电压采样模块的输出电流。
5.根据权利要求4所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述电流比较模块包括第三PMOS管，第三PMOS管的栅极连接偏置电压，其源极连接所述低压差线性稳压器的输入电压，其漏极连接第四PMOS管的漏极和第二NMOS管的漏极并作为所述电流比较模块的输出端。
6.根据权利要求5所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述调整模块包括第六PMOS管，第六PMOS管的栅极连接所述电流比较模块的输出端，其源极连接所述低压差线性稳压器的输入电压，其漏极连接所述低压差线性稳压器中功率管的栅极。
7.根据权利要求1-6任一项所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述折返点电压的电压值为
Figure FDA0003163713650000021
其中VIN是所述低压差线性稳压器输入电压的电压值，
Figure FDA0003163713650000022
是第三NMOS管的阈值电压，R1和R2分别是第一电阻和第二电阻的阻值；
所述第一电流镜的镜像比为1:1时，所述第一阈值电流的电流值为
Figure FDA0003163713650000023
Figure FDA0003163713650000024
其中IREF是所述基准电流的电流值，
Figure FDA0003163713650000025
和
Figure FDA0003163713650000026
分别是所述低压差线性稳压器的功率管和第一PMOS管的宽长比。
8.根据权利要求1所述的过流限和折返点可调的低压差线性稳压器过流保护电路，其特征在于，所述输出电压采样模块中误差放大器采用P型输入对管的折叠式有源负载放大器结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113485514A (zh) * 2021-06-16 2021-10-08 天津津航计算技术研究所 一种ldo过流保护电路
CN114035643A (zh) * 2022-01-10 2022-02-11 上海奥简微电子科技有限公司 温控保护电路
CN114879810B (zh) * 2022-04-26 2023-10-10 思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司 低压差线性稳压器、电流控制方法及芯片
CN115454186B (zh) * 2022-09-15 2023-05-05 芯洲科技(北京)股份有限公司 用于供电系统的线性稳压器和供电系统
CN115268549B (zh) * 2022-09-28 2023-01-17 成都芯翼科技有限公司 降低ldo输入输出电压差的电路和低压差线性稳压器
CN115963882B (zh) * 2022-12-30 2024-01-26 南京微盟电子有限公司 一种线性稳压器限流控制电路
CN116048173B (zh) * 2023-02-21 2023-11-10 拓尔微电子股份有限公司 Ldo折返限流保护电路及芯片
CN116488621B (zh) * 2023-02-27 2023-11-03 江苏帝奥微电子股份有限公司 一种适用于高压ldo的宽电压域电平比较电路
CN115963311B (zh) * 2023-03-15 2023-05-12 北京炎黄国芯科技有限公司 一种用于ldo限流的电流检测电路
CN116207726B (zh) * 2023-05-05 2023-08-29 合肥乘翎微电子有限公司 一种适用于低压差线性稳压器的限流保护电路
CN116774766B (zh) * 2023-07-26 2024-03-26 北京中科格励微科技有限公司 一种限流保护的高压输出线性稳压器电路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006178539A (ja) * 2004-12-20 2006-07-06 Freescale Semiconductor Inc 過電流保護回路及び直流電源装置
JP4961739B2 (ja) * 2005-12-27 2012-06-27 ミツミ電機株式会社 電源回路及びその起動方法
JP6205142B2 (ja) * 2013-03-08 2017-09-27 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 定電圧回路
CN104536507B (zh) * 2014-12-05 2016-08-24 芯原微电子(上海)有限公司 折返式限流电路及具有该折返式限流电路的线性稳压源
CN105700598B (zh) * 2016-03-25 2017-08-18 南京微盟电子有限公司 一种用于电压稳压器的折返限流电路
CN111478300A (zh) * 2020-05-09 2020-07-31 上海维安半导体有限公司 一种折返式过流保护电路
CN111474973B (zh) * 2020-05-22 2021-05-28 深圳市微源半导体股份有限公司 一种应用于ldo的新型电流折返电路

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