CN112994456B - 一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路，涉及电源芯片领域，该钳位控制电路中，第三NMOS管和第四NMOS管构成的镜像电流源的一端连接第二电流源、另一端连接第五NMOS管的源极，第五NMOS管的漏极连接至第二误差放大电路的反相输入端提供钳位电压、栅极受控于过流指示信号并在驱动管处于异常状态时导通，使得第四NMOS管从第二误差放大电路的反相端下拉电流使得钳位电压降低，从而避免了传统电路异常恢复时钳位固定且过高，无法发挥作用，在输出端产生过高的过冲电压的风险；该钳位控制电路动态响应好、适用范围广、安全功能完备、异常保护机制健全、可靠性高，可广泛应用于开关电源芯片中。

Description

一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路
技术领域
本发明涉及电源芯片领域，尤其是一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路。
背景技术
在消费电子和汽车电子中，因为各种规格的电子元器件和芯片对电源的要求各不相同，而其能量都来源于电池端，因此需要利用电源芯片对电池电压进行升压或者降压处理，因此电源芯片在消费电子、工业电子及汽车电子中的应用无处不在。
比如在汽车电子芯片中，其输入端通常是电池电压，其电压范围约为8V～20V，而用电端通常是LED灯珠、传感器芯片、接口芯片和主控芯片等，其工作电压范围为3V～5V，因此就需要BUCK(降压转换器)芯片将电池端电压降至其他电子元器件的额定工作电压为其供电。而在汽车电子中，电池的输出并不是某一个稳定的电压，特别是在发动机刚启动或是工作状态发生骤变时，电池电压会有很大的波动，或是在一些故障模式中，输出会有突然短路或瞬间大电流的风险，这就对BUCK芯片的功能安全提出了很高的要求。这其中，芯片的输出电压在启动时或者异常恢复时的稳定性和可靠性就显得尤为重要。
现有的降压型开关电源(BUCK)电路的典型电路结构如图1所示，VOUT为BUCK芯片的输出电压，其经过RF1和RF2的分压后输入误差放大器(EA)的反相输入端，环路补偿模块(Compensation)也连接EA的反相输入端。参考电压产生模块(REF_GEN)产生BUCK转换器的输出参考电压输入EA的同相输入端，EA通过模拟负反馈调制产生调制信号VC_EA，其与斜坡电压产生模块(VRAMP_GEN)产生的VRAMP进行比较，通过脉冲调制比较器(PWM_COMP)产生占空比为D的方波信号V_PWM，从而通过逻辑控制单元(LOGIC)和驱动电路(DRIVER)控制功率管MP1和MN1交替导通，最终通过LC滤波，使得输出电压VOUT达到预设值。
其中，钳位控制电路(CLAMP_HIGH)用于防止EA的输出VC_EA电压过高、超过VRAMP的幅度，从而使得占空比超出最大占空比的限制，VOUT不断升高，超出输出负载所能承受的安全范围。在CLAMP_HIGH中，VCLP_REF为EA的输出钳位电压，其通常为恒定参考电压。当VC_EA<VCLP_REF时，运算放大器OP的输出VCLP_CTR为0，NMOS管MCLP关断，钳位控制电路不会对VC_EA的调制产生影响。当VC_EA>VCLP_REF时，VCLP_CTR电压逐渐升高，使MCLP导通，使VC_EA＝VCLP_REF，从而达到对EA的输出VC_EA限幅的作用。
但是现有的这一电路结构存在如下缺点：当发生输出短路或输出过流时，系统会通过限制功率管开关的占空比来使输出电压VOUT降低，此时EA会使VC_EA逐步升高，最终钳位在VCLP_REF电压处，当输出异常解除时，VC_EA会从VCLP_REF开始逐步降低，因为VCLP_REF对应着最大占空比，意味着VC_EA在恢复的过程中会使VOUT产生较大过冲，影响安全性和可靠性。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路，本发明的技术方案如下：
一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路，在开关电源芯片中，误差放大器根据开关电源芯片的输出信号和输出参考电压产生调制信号给脉冲调制比较器，脉冲调制比较器根据调制信号和斜坡电压生成方波信号通过驱动模组控制驱动上管和驱动下管，将电池输入信号转换为相应的输出信号，钳位控制电路连接误差放大器和脉冲调制比较器的公共端对调制信号进行钳位，在该钳位控制电路中：
第三NMOS管和第四NMOS管的栅极相连并连接第三NMOS管的漏极构成镜像电流源，第三NMOS管和第四NMOS管的源极均接地，第三NMOS管的漏极连接第二电流源的输出端，第四NMOS管的漏极连接第五NMOS管的源极，第五NMOS管的漏极通过第三电阻连接第二误差放大电路的反相输入端提供钳位电压，第五NMOS管的漏极还分别通过第二电阻和第一电容接地，第二误差放大电路的反相输入端还通过第二电容接地，第五NMOS管的漏极还连接第一电流源的输出端，第一电流源和第二电流源的输入端均连接工作电源，第五NMOS管的栅极受控于过流指示信号；第二误差放大电路的输出端连接钳位NMOS管的栅极，钳位NMOS管的源极接地、漏极连接第二误差放大电路的同相输入端以及误差放大器和脉冲调制比较器的公共端；
过流检测电路采样驱动上管和驱动下管的电流，并在驱动上管和/或驱动下管的电流超出预定阈值时确定处于异常状态并输出高电平的过流指示信号、否则输出低电平的过流指示信号。
其进一步的技术方案为，第二电流源所提供的电流由第三PMOS管通过镜像电流源镜像实现，则第三NMOS管的漏极连接第二电流源的输出端实现为第三NMOS管的漏极连接第三PMOS管的漏极，第三PMOS管的源极连接工作电源，则钳位控制电路还包括：
第一误差放大电路的同相输入端连接电池输入信号、输出端连接第二NMOS管的栅极，第二NMOS管的源极通过第一电阻接地，第二NMOS管的源极还连接第一误差放大电路的反相输入端，第二NMOS管的漏极连接第二PMOS管的漏极，第二PMOS管的源极连接工作电源，第二PMOS管和第三PMOS管的栅极相连并连接第二PMOS管的漏极构成镜像电流源，流过第三PMOS管的电流与流过第二PMOS管的电流相等且与电池输入信号线性相关。
其进一步的技术方案为，当过流指示信号为高电平时，第五NMOS管导通，第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压与异常状态的占空比相关。
其进一步的技术方案为，第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压VCLP_REF与异常状态的占空比D的关系为VCLP_REF＝[IB1*D-IMN4*(1-D)]*R2，其中为IB1是第一电流源提供的电流，R2是第二电阻的阻值，IMN4是流过第四NMOS管的电流且等于第二电流源提供的电流。
其进一步的技术方案为，钳位控制电路还包括第四PMOS管，第四PMOS管的源极连接工作电源、漏极连接第五NMOS管的漏极，第四PMOS管和第二PMOS管的栅极相连构成镜像电流源。
其进一步的技术方案为，第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压与电池输入信号相关。
其进一步的技术方案为，当过流指示信号为高电平时，第五NMOS管导通，第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压为VCLP_REF＝[(IB1+IMP4)*D-IMN4*(1-D)]*R2，其中，IB1是第一电流源提供的电流，R2是第二电阻的阻值，D是异常状态的占空比，IMP4是流过第四PMOS管的电流，IMN4是流过第四NMOS管的电流，且
Figure GDA0003325345720000031
Vin是电池输入信号，R1是第一电阻的阻值。
其进一步的技术方案为，当过流指示信号为低电平时，第五NMOS管断开，第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压为VCLP_REF＝(IB1+IMP4)*R2，其中为IB1是第一电流源提供的电流，R2是第二电阻的阻值，IMP4是流过第四PMOS管的电流且有
Figure GDA0003325345720000041
Vin是电池输入信号，R1是第一电阻的阻值。
其进一步的技术方案为，在第二误差放大电路中，第七NMOS管的栅极作为第二误差放大电路的反相输入端获取钳位电压，第七NMOS管漏极连接工作电源、源极通过第三电流源接地，第七NMOS管的源极还连接第六PMOS管的栅极，第六PMOS管的漏极连接第九NMOS管的漏极，第九NMOS管的源极接地、栅极连接第八NMOS管的栅极与漏极，第八NMOS管的源极接地、漏极连接第五PMOS管的漏极，工作电源通过第四电流源连接第五PMOS管和第六PMOS管的源极，第五PMOS管的栅极连接第六NMOS管的源极，第六NMOS管漏极连接工作电源、源极还通过第五电流源接地，第六NMOS管的栅极作为第二误差放大电路的同相输入端获取调制信号；第九NMOS管的漏极连接第十NMOS管的漏极和栅极并作为第二误差放大电路的输出端连接钳位NMOS管的栅极，第十NMOS管的源极接地。
本发明的有益技术效果是：
本申请公开了一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路，该钳位控制电路在芯片出现过流或者输出短路等异常状态时，可以根据异常状态的占空比动态调制钳位电压，使其进一步降低，从而避免了传统电路异常恢复时钳位固定且过高，无法发挥作用，在输出端产生过高的过冲电压的风险。进一步的，该钳位控制电路还可以在电池输入信号变化时，根据池输入信号线性调整钳位电压，从而避免了传统电路钳位电压固定，使得电池输入信号变化时钳位控制电路误触发的风险。该钳位控制电路具有动态响应好、适用范围广、安全功能完备、异常保护机制健全、可靠性高的特性，可广泛应用于开关电源芯片中。
附图说明
图1是现有的带钳位控制电路的开关电源芯片的电路结构图。
图2是本申请的钳位控制电路的一种电路结构图。
图3是本申请的钳位控制电路的另一种电路结构图。
图4是本申请的钳位控制电路的另一种电路结构图。
图5是本申请的钳位控制电路中的第二误差放大电路的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本申请公开了一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路，请参考图2，开关电源芯片的电路结构可以参考图1，也即在开关电源芯片中，误差放大器EA根据开关电源芯片的输出信号OUT和输出参考电压REF产生调制信号VC_EA给脉冲调制比较器PWM_COMP，脉冲调制比较器PWM_COMP根据调制信号VC_EA和斜坡电压RAMP生成方波信号V_PWM通过驱动模组控制驱动上管MP1和驱动下管MN1，将电池输入信号Vin转换为相应的输出信号VOUT，钳位控制电路连接误差放大器EA和脉冲调制比较器PWM_COMP的公共端对调制信号VC_EA进行钳位。其他各部分电路以及工作原理可以参考图1以及背景技术部分的描述，本申请不再详细赘述。本申请主要相对于现有的开关电源芯片提供了新的电路结构的钳位控制电路。
请参考图2，在该钳位控制电路中：
第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4的栅极相连并连接第三NMOS管MN3的漏极构成镜像电流源，第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4的源极均接地，第三NMOS管MN3的漏极连接第二电流源IB2的输出端。第四NMOS管MN4的漏极连接第五NMOS管MN5的源极，第五NMOS管MN5的漏极通过第三电阻R3连接第二误差放大电路OP2的反相输入端提供钳位电压VCLP_REF。第五NMOS管MN5的漏极还分别通过第二电阻R2和第一电容C1接地。第二误差放大电路OP2的反相输入端还通过第二电容C2接地。第五NMOS管MN5的漏极还连接第一电流源IB1的输出端，第一电流源IB1和第二电流源IB2的输入端均连接工作电源VDD。第五NMOS管MN5的栅极受控于过流指示信号ILMT_ST。第二误差放大电路OP2的输出端连接钳位NMOS管MCLP的栅极，钳位NMOS管MCLP的源极接地、漏极连接第二误差放大电路OP2的同相输入端以及误差放大器EA和脉冲调制比较器PWM_COMP的公共端输出调制信号VC_EA。
过流检测电路采样驱动上管MP1和驱动下管MN1的电流，并在驱动上管MP1和/或驱动下管MN1的电流超出预定阈值时确定处于异常状态并输出高电平的过流指示信号ILMT_ST、否则输出低电平的过流指示信号ILMT_ST。过流检测电路可以由现有的电流采样电路和比较电路实现，本申请对其结构不再详细说明。则上述钳位控制电路在工作时：
当未出现过流或短路等异常状态时，过流指示信号ILMT_ST为低电平，第五NMOS管MN5断开。当出现过流或短路等异常状态时，过流指示信号ILMT_ST翻转为高电平，第五NMOS管MN5导通，MN4从第二误差放大电路OP2的反相输入端下拉电流，使得钳位电压VCLP_REF降低，从而使得第二误差放大电路OP2输出高钳位电压在驱动上管/驱动下管过流时降低，避免芯片输出从过流状态恢复时产生过冲。且第二误差放大电路OP2的反相输入端的钳位电压VCLP_REF与异常状态的占空比D相关，因此该钳位控制电路可以根据异常状态的占空比D动态调节钳位电压。具体的，VCLP_REF＝[IB1*D-IMN4*(1-D)]*R2，其中为IB1是第一电流源IB1提供的电流，R2是第二电阻的阻值，IMN4是流过第四NMOS管MN4的电流，由于MN4与MN3沟通镜像电流源，因此流过第四NMOS管MN4的电流IMN4与流过第三NMOS管MN3的电流IMN3相等，而流过第三NMOS管MN3的电流与第二电流源IB2提供的电流相等，因此流过第四NMOS管MN4的电流IMN4等于第二电流源IB2提供的电流IB2，也即有IMN3＝IMN4＝IB2。
可选的在图2所示的电路中，第二电流源IB2除了可以直接用恒流源实现之外，其还可以由第三PMOS管MP3通过镜像电流源镜像实现，则第三NMOS管MN3的漏极连接第二电流源IB2的输出端实现为第三NMOS管MN3的漏极连接第三PMOS管MP3的漏极，第三PMOS管MP3的源极连接工作电源VDD，则请参考图3，该钳位控制电路还包括：
第一误差放大电路OP1的同相输入端连接电池输入信号Vin、输出端连接第二NMOS管MN2的栅极，第二NMOS管MN2的源极通过第一电阻R1接地。第二NMOS管MN2的源极还连接第一误差放大电路OP2的反相输入端，第二NMOS管MN2的漏极连接第二PMOS管MP2的漏极，第二PMOS管MP2的源极连接工作电源VDD。第二PMOS管MP2和第三PMOS管MP3的栅极相连并连接第二PMOS管MP2的漏极构成镜像电流源，则流过第三PMOS管MP3的电流IMP3与流过第二PMOS管MP2的电流IMP2相等。同时，流过第三NMOS管MN3的电流IMN3与流过第三PMOS管MP3的电流IMP3相等，而第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4也构成镜像电流源，因此流过第四NMOS管MN4的电流IMN4与流过第三NMOS管MN3的电流IMN3也相等，同时流过第二PMOS管MP2的电流IMP2与电池输入信号Vin线性相关，因此有
Figure GDA0003325345720000061
考虑到实际在很多开关电源芯片的实现中，斜坡电压产生模块产生的VRAMP并不是一个固定值，为了达到瞬态快速响应的目的，其会随着电池输入信号Vin的变化线性变化，在这种情况下，如果使用恒定的钳位电压就没法达到限制EA输出电压的目的。因此进一步的基于图3所示的电路，请参考图4，该钳位控制电路还包括第四PMOS管MP4，第四PMOS管MP4的源极连接工作电源VDD、漏极连接第五NMOS管MN5的漏极，第四PMOS管MP4和第二PMOS管MP2的栅极相连构成镜像电流源，因此流过第四PMOS管MP4的电流IMP4与流过第二PMOS管MP2的电流IMP2相等且也与电池输入信号Vin线性相关，也即有
Figure GDA0003325345720000071
基于图4所示的电路，当过流指示信号为低电平、第五NMOS管MN5断开时，第二误差放大电路OP2的反相输入端的钳位电压VCLP_REF与流过第二电阻R2的电流相关，而流过第二电阻R2的电流为第一电流源IB1的电流以及流过第四PMOS管MP4的电流IMP4之和，IMP4与电池输入信号Vin相关，因此第二误差放大电路OP2的反相输入端的钳位电压VCLP_REF与电池输入信号Vin相关。具体的，
Figure GDA0003325345720000072
R1是第一电阻R1的阻值。因此该钳位控制电路还可以根据电池输入信号Vin动态线性调整钳位电压，从而避免传统电路钳位电压固定时、由电池输入信号Vin变化导致的钳位控制电路误触发的风险。则在图4所示的电路中，当出现过流或短路等异常状态、过流指示信号ILMT_ST为高电平使得第五NMOS管MN5导通时，第二误差放大电路OP2的反相输入端的钳位电压VCLP_REF不仅异常状态的占空比D相关、还与电池输入信号Vin相关，具体的有VCLP_REF＝[(IB1+IMP4)*D-IMN4*(1-D)]*R2，其中，
Figure GDA0003325345720000073
在本申请中，第二误差放大电路OP2的一种实现电路如图5所示，在第二误差放大电路OP2中，第七NMOS管MN7的栅极作为该第二误差放大电路OP2的反相输入端获取钳位电压VCLP_REF，第七NMOS管MN7漏极连接工作电源VDD、源极通过第三电流源IB3接地。第七NMOS管MN7的源极还连接第六PMOS管MP6的栅极，第六PMOS管MP6的漏极连接第九NMOS管MN9的漏极。第九NMOS管MN9的源极接地、栅极连接第八NMOS管MN8的栅极与漏极，第八NMOS管MN8的源极接地、漏极连接第五PMOS管MP5的漏极。工作电源VDD通过第四电流源IB4连接第五PMOS管MP5和第六PMOS管MP6的源极，第五PMOS管MP5的栅极连接第六NMOS管MN6的源极，第六NMOS管MN6漏极连接工作电源VDD、源极还通过第五电流源IB5接地。第六NMOS管MN6的栅极作为该第二误差放大电路OP2的同相输入端获取调制信号VC_EA。第九NMOS管MN9的漏极连接第十NMOS管MN10的漏极和栅极并作为该第二误差放大电路OP2的输出端连接钳位NMOS管MCLP的栅极，第十NMOS管MN10的源极接地。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于开关电源芯片的钳位控制电路，在所述开关电源芯片中，误差放大器根据所述开关电源芯片的输出信号和输出参考电压产生调制信号给脉冲调制比较器，所述脉冲调制比较器根据所述调制信号和斜坡电压生成方波信号通过驱动模组控制驱动上管和驱动下管，将电池输入信号转换为相应的输出信号，所述钳位控制电路连接所述误差放大器和所述脉冲调制比较器的公共端对所述调制信号进行钳位，其特征在于，在所述钳位控制电路中：
第三NMOS管和第四NMOS管的栅极相连并连接所述第三NMOS管的漏极构成镜像电流源，所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的源极均接地，所述第三NMOS管的漏极连接第二电流源的输出端，所述第四NMOS管的漏极连接第五NMOS管的源极，所述第五NMOS管的漏极通过第三电阻连接第二误差放大电路的反相输入端提供钳位电压，所述第五NMOS管的漏极还分别通过第二电阻和第一电容接地，所述第二误差放大电路的反相输入端还通过第二电容接地，所述第五NMOS管的漏极还连接第一电流源的输出端，所述第一电流源和第二电流源的输入端均连接工作电源，所述第五NMOS管的栅极受控于过流指示信号；所述第二误差放大电路的输出端连接钳位NMOS管的栅极，所述钳位NMOS管的源极接地、漏极连接所述第二误差放大电路的同相输入端以及所述误差放大器和所述脉冲调制比较器的公共端；
过流检测电路采样所述驱动上管和所述驱动下管的电流，并在所述驱动上管和/或所述驱动下管的电流超出预定阈值时确定处于异常状态并输出高电平的所述过流指示信号、否则输出低电平的所述过流指示信号。
2.根据权利要求1所述的钳位控制电路，其特征在于，所述第二电流源所提供的电流由第三PMOS管通过镜像电流源镜像实现，则所述第三NMOS管的漏极连接第二电流源的输出端实现为所述第三NMOS管的漏极连接所述第三PMOS管的漏极，所述第三PMOS管的源极连接所述工作电源，则所述钳位控制电路还包括：
第一误差放大电路的同相输入端连接所述电池输入信号、输出端连接第二NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的源极通过第一电阻接地，所述第二NMOS管的源极还连接所述第一误差放大电路的反相输入端，所述第二NMOS管的漏极连接第二PMOS管的漏极，所述第二PMOS管的源极连接所述工作电源，所述第二PMOS管和所述第三PMOS管的栅极相连并连接所述第二PMOS管的漏极构成镜像电流源，流过所述第三PMOS管的电流与流过所述第二PMOS管的电流相等且与所述电池输入信号线性相关。
3.根据权利要求1或2所述的钳位控制电路，其特征在于，当所述过流指示信号为高电平时，所述第五NMOS管导通，所述第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压与异常状态的占空比相关。
4.根据权利要求3所述的钳位控制电路，其特征在于，所述第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压VCLP_REF与异常状态的占空比D的关系为VCLP_REF＝[IB1*D-IMN4*(1-D)]*R2，其中为IB1是所述第一电流源提供的电流，R2是所述第二电阻的阻值，IMN4是流过所述第四NMOS管的电流且等于所述第二电流源提供的电流。
5.根据权利要求2所述的钳位控制电路，其特征在于，所述钳位控制电路还包括第四PMOS管，所述第四PMOS管的源极连接所述工作电源、漏极连接所述第五NMOS管的漏极，所述第四PMOS管和所述第二PMOS管的栅极相连构成镜像电流源。
6.根据权利要求5所述的钳位控制电路，其特征在于，所述第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压与所述电池输入信号相关。
7.根据权利要求6所述的钳位控制电路，其特征在于，当所述过流指示信号为高电平时，所述第五NMOS管导通，所述第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压为VCLP_REF＝[(IB1+IMP4)*D-IMN4*(1-D)]*R2，其中，IB1是所述第一电流源提供的电流，R2是所述第二电阻的阻值，D是异常状态的占空比，IMP4是流过所述第四PMOS管的电流，IMN4是流过所述第四NMOS管的电流，且
Figure FDA0003325345710000021
Vin是所述电池输入信号，R1是所述第一电阻的阻值。
8.根据权利要求6所述的钳位控制电路，其特征在于，当所述过流指示信号为低电平时，所述第五NMOS管断开，所述第二误差放大电路的反相输入端的钳位电压为VCLP_REF＝(IB1+IMP4)*R2，其中为IB1是所述第一电流源提供的电流，R2是所述第二电阻的阻值，IMP4是流过所述第四PMOS管的电流且有
Figure FDA0003325345710000022
Vin是所述电池输入信号，R1是所述第一电阻的阻值。
9.根据权利要求1所述的钳位控制电路，其特征在于，在所述第二误差放大电路中，第七NMOS管的栅极作为所述第二误差放大电路的反相输入端获取所述钳位电压，所述第七NMOS管漏极连接所述工作电源、源极通过第三电流源接地，所述第七NMOS管的源极还连接第六PMOS管的栅极，所述第六PMOS管的漏极连接第九NMOS管的漏极，所述第九NMOS管的源极接地、栅极连接第八NMOS管的栅极与漏极，所述第八NMOS管的源极接地、漏极连接第五PMOS管的漏极，所述工作电源通过第四电流源连接所述第五PMOS管和第六PMOS管的源极，所述第五PMOS管的栅极连接第六NMOS管的源极，所述第六NMOS管漏极连接所述工作电源、源极还通过第五电流源接地，所述第六NMOS管的栅极作为所述第二误差放大电路的同相输入端获取所述调制信号；所述第九NMOS管的漏极连接第十NMOS管的漏极和栅极并作为所述第二误差放大电路的输出端连接所述钳位NMOS管的栅极，所述第十NMOS管的源极接地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113949127B (zh) * 2021-10-19 2023-03-24 珠海智融科技股份有限公司 一种用于系统供电的供电管理电路及控制方法
CN114094660B (zh) * 2021-11-04 2023-04-28 上海芯飏科技有限公司 具有高压关断功能的线性充电系统
CN114744604B (zh) * 2022-06-10 2022-09-13 深圳市单源半导体有限公司 一种钳位电路
CN115242227B (zh) * 2022-09-21 2023-03-28 深圳英集芯科技股份有限公司 适用于pfm控制芯片的频率控制电路及相关装置
CN115967265B (zh) * 2023-03-17 2023-05-26 钰泰半导体股份有限公司 防过充软启动电路及方法及包括其的降压电路、开关电源

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218080B2 (en) * 2005-09-13 2007-05-15 System-General Corporation Soft-start apparatus for power supplies
JP5174390B2 (ja) * 2007-08-06 2013-04-03 ローム株式会社 電源装置及びこれを備えた電子機器
JP2009136064A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Rohm Co Ltd スイッチングレギュレータの制御回路、制御方法およびそれを利用したスイッチングレギュレータ
JP6257363B2 (ja) * 2014-02-06 2018-01-10 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 スイッチングレギュレータ制御回路及びスイッチングレギュレータ
CN104993698B (zh) * 2015-06-24 2017-06-06 西安三馀半导体有限公司 具有恒流输出保护功能的dc‑dc转换器
CN106300944B (zh) * 2016-08-06 2018-12-14 杰华特微电子（张家港）有限公司 过流控制电路、过流控制方法及应用其的电源系统

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