CN114740944A - 一种车载微控制器、低压差线性稳压器及其过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车载微控制器、低压差线性稳压器及其过流保护电路，该电路中的比较调整单元分别与采样单元及电压产生单元相连；采样单元用于采样低压差线性稳压器中调整管的导通电流，并将采样到的导通电流转换为采样电压后输出至比较调整单元；电压产生单元用于根据预设偏置电压产生比较参考电压，并将比较参考电压输出至比较调整单元；比较调整单元用于将采样电压与比较参考电压进行比较，并在采样电压与比较参考电压表征调整管过流时，对调整管的栅极电压进行反馈控制，以实现对调整管的过流保护，解决了低压差线性稳压器输出电流过大，会造成调整管功耗过大损坏及低压差线性稳压器的电路失去功能的问题，提高低压差线性稳压器电路的可靠性。

Description

一种车载微控制器、低压差线性稳压器及其过流保护电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种车载微控制器、低压差线性稳压器及其过流保护电路。

背景技术

在集成电路电源管理发展中，低压差线性稳压器因其输出电压稳定，所占面积小，噪声低且外接器件较少等优势，在电源系统中被广泛应用。

如图1所示，低压差线性稳压器中调整管MP1的导通电流，通过采样单元进行采样，采样电流转换为采样电压后连接至误差放大器A1的反相输入端，与连接于同相输入端的参考电压VREF进行比较，二者的差值由误差放大器A1放大后控制调整管MP1的导通电流，避免调整管MP1的导通电流持续增大，以至于过流损坏器件，同时稳定输出电压VOUT。

若是低压差线性稳压器的输出电流过大，则会造成调整管MP1电流过大而造成器件损坏，也致使低压差线性稳压器的电路功能失去作用。

发明内容

对此，本申请提供一种车载微控制器、低压差线性稳压器及其过流保护电路，以解决低压差线性稳压器输出电流过大，会造成调整管功耗过大损坏，以及导致低压差线性稳压器的电路失去功能的问题，并提高了低压差线性稳压器电路的可靠性。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面公开了一种低压差线性稳压器的过流保护电路，包括：采样单元、电压产生单元以及比较调整单元；其中，所述比较调整单元分别与所述采样单元及所述电压产生单元相连；

所述采样单元用于采样所述低压差线性稳压器中调整管的导通电流，并将所述采样到的所述导通电流转换为采样电压输出至所述比较调整单元；

所述电压产生单元用于根据预设偏置电压产生比较参考电压，并将所述比较参考电压输出至所述比较调整单元；

所述比较调整单元用于将所述采样电压与所述比较参考电压进行比较，并在所述采样电压与所述比较参考电压表征所述调整管过流时，对所述调整管的栅极电压进行反馈控制。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，还包括：与所述比较调整单元相连的过流状态指示单元；

所述过流状态指示单元用于根据所述采样电压和所述比较参考电压，生成相应的过流状态指示信号。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述采样单元包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管以及第一电阻；其中：

所述第一开关管的栅极与所述调整管的栅极相连，所述第一开关管的源极与所述第七开关管的源极连接至电源，所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的源极相连；

所述第七开关管的漏极分别与所述第七开关管的栅极及所述第一电阻的一端相连；

所述第二开关管的栅极分别与所述第三开关管的栅极、所述第三开关管的漏极及所述第四开关管的漏极相连，所述第二开关管的漏极分别与所述第五开关管的漏极、所述第五开关管的栅极、所述第四开关管的栅极及所述第六开关管的栅极相连；

所述第六开关管的源极与所述第一电阻的另一端相连，连接点输出所述采样电压；

所述第四开关管的源极、所述第五开关管的源极及所述第六开关管的源极接地；

所述第三开关管的源极连接至所述低压差线性稳压器的输出端。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述第七开关管可替换为电阻。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述电压产生单元包括：第八开关管、第九开关管及第二电阻；其中：

所述第八开关管的栅极接收所述预设偏置电压，所述第八开关管的漏极与所述第二电阻的一端相连，连接点输出所述比较参考电压；

所述第八开关管的源极接地；

所述第二电阻的另一端分别与所述第九开关管的栅极和所述第九开关管的漏极相连，所述第九开关管的源极连接电源。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述第九开关管可替换为电阻。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述比较调整单元，包括：第一误差放大器、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管、第十三开关管、第十四开关管及第十五开关管；其中：

所述第一误差放大器的同相输入端接收所述采样电压，所述第一误差放大器的反相输入端接收所述比较参考电压，所述第一误差放大器的反相输出端与所述第十开关管的栅极相连，所述第一误差放大器的同相输出端与所述第十一开关管的栅极相连；

所述第十开关管的源极、所述第十二开关管的源极及所述第十一开关管的源极均连接电源；

所述第十开关管的漏极分别与所述第十二开关管的栅极及所述第十三开关管的漏极相连；

所述第十三开关管的栅极分别与所述第十四开关管的栅极、所述第十四开关管的漏极以及所述第十一开关管的漏极相连；

所述第十二开关管的漏极与所述第十五开关管的漏极相连，连接点连接至所述调整管的栅极；所述第十五开关管的栅极接收所述预设偏置电压；

所述第十三开关管的源极、所述第十四开关管的源极及所述第十五开关管的源极均接地。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述过流状态指示单元包括：第十六开关管、第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管、第二十开关管、第二十一开关管、第一反相器及第二反相器；其中：

所述第十六开关管的栅极与所述第一误差放大器的反相输出端相连，所述第十六开关管的漏极分别与所述第十七开关管的栅极、所述第十七开关管的漏极及所述第十八开关管的栅极相连；

所述第十八开关管的漏极分别与所述第十九开关管的漏极及所述第一反相器的输入端相连；

所述第十九开关管的栅极分别与所述第二十开关管的栅极、所述第二十开关管的漏极及所述第二十一开关管的漏极相连，所述第二十一开关管的栅极分别与所述第十三开关管的栅极，所述第十四开关管的栅极及所述第十四开关管的漏极相连；

所述第十六开关管的源极、所述第十九开关管的源极及所述第二十开关管的源极均连接所述电源；

所述第十七开关管的源极、所述第十八开关管的源极及所述第二十一开关管的源极均接地。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，还包括：过流保护启停单元；其中，所述过流保护启停单元分别与所述电压产生单元和所述比较调整单元相连，用于根据外部使能信号控制过流保护功能的停启。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，所述过流保护启停单元包括：第二十二开关管及第二十三开关管；其中：

所述第二十二开关管的漏极与所述电压产生单元中第二电阻远离第九开关管的一端相连，所述第二十二开关管的源极与所述电压产生单元中第八开关管的漏极相连，所述第二十二开关管的栅极接收所述外部使能信号；

所述第二十三开关管的源极连接电源，所述第二十三开关管的漏极与所述比较调整单元中的第十二开关管的栅极相连，所述第二十三开关管的栅极接收所述外部使能信号。

可选地，上述的低压差线性稳压器的过流保护电路中，若所述过流保护电路包括过流状态指示单元，则所述过流保护启停单元还包括：第三反相器及第二十四开关管；

所述第三反相器的输入端接收所述外部使能信号，所述第三反相器的输出端输出使能反相信号；

所述第二十四开关管的栅极接收所述使能反相信号，所述第二十四开关管的漏极与所述过流状态指示单元中的第一反相器的输入端相连，所述第二十四开关管的源极接地。

本发明第二方面公开了一种低压差线性稳压器，包括：误差放大器、调整管、第一分压电阻、第二分压电阻以及如第一方面公开的任一项所述的低压差线性稳压器的过流保护电路；其中：

所述误差放大器的同相输入端接收参考电压，所述误差放大器的反相输入端分别与所述第一分压电阻的一端和所述第二分压电阻的一端相连，所述第二分压电阻的另一端接地；

所述第一分压电阻的另一端分别与所述调整管的漏极及所述过流保护电路的第一输入端相连，连接点作为所述低压差线性稳压器的输出端，输出输出电压；

所述调整管的栅极分别与所述误差放大器的输出端及所述过流保护电路的第二输入端相连；所述调整管的源极连接电源。

本发明第三方面公开了一种车载微控制器，包括：如第二方面公开的所述的低压差线性稳压器。

本发明提供了一种低压差线性稳压器的过流保护电路，包括：采样单元、电压产生单元以及比较调整单元；其中，比较调整单元分别与采样单元及电压产生单元相连；采样单元用于采样低压差线性稳压器中调整管的导通电流，并将采样到的导通电流转换为采样电压输出至比较调整单元；电压产生单元用于根据预设偏置电压产生比较参考电压，并将比较参考电压输出至比较调整单元；比较调整单元用于将采样电压与比较参考电压进行比较，并在采样电压与比较参考电压表征调整管过流时，对调整管的栅极电压进行反馈控制，以实现对调整管的过流保护，解决了低压差线性稳压器输出电流过大，会造成调整管功耗过大损坏及低压差线性稳压器的电路失去功能的问题，提高了低压差线性稳压器电路的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种低压差线性稳压器的电路图；

图2为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压器的过流保护电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压器的过流保护电路的电路图；

图4为本申请实施例提供的另一种低压差线性稳压器的过流保护电路的结构示意图；

图5至图7为本申请实施例提供的三种低压差线性稳压器的过流保护电路的电路图；

图8为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压器的过流保护电路的仿真示意图；

图9为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供一种低压差线性稳压器的过流保护电路，以解决低压差线性稳压器输出电流过大，会造成调整管功耗过大损坏，以及导致低压差线性稳压器的电路失去功能的问题，并提高了低压差线性稳压器电路的可靠性。

请参见图2，该低压差线性稳压器的过流保护电路主要包括：采样单元101、电压产生单元102以及比较调整单元103；其中，比较调整单元103分别与采样单元101及电压产生单元102相连。

采样单元101用于采样低压差线性稳压器中调整管的导通电流，并将采样到的导通电流转换为采样电压输出至比较调整单元103。

实际应用中，如图3、图5、图6或图7所示，该采样单元101可以包括：第一开关管MP2、第二开关管MP4、第三开关管MP3、第四开关管MN1、第五开关管MN2、第六开关管MN3、第七开关管MP5以及第一电阻R3；其中：

第一开关管MP2的栅极与调整管MP1的栅极相连，第一开关管MP2的源极与第七开关管MP5的源极连接至电源VCC，第一开关管MP2的漏极与第二开关管MP4的源极相连。

第七开关管MP5的漏极分别与第七开关管MP5的栅极及第一电阻R3的一端相连。

第二开关管MP4的栅极分别与第三开关管MP3的栅极、第三开关管MP3的漏极及第四开关管MN1的漏极相连，第二开关管MP4的漏极分别与第五开关管MN2的漏极、第五开关管MN2的栅极、第四开关管MN1的栅极及第六开MN3关管的栅极相连。

第六开关管MN3的源极与第一电阻R3的另一端相连，连接点输出采样电压VS。

第四开关管MN1的源极、第五开关管MN2的源极及第六开关管MN3的源极接地。

第三开关管MP3的源极连接至低压差线性稳压器的输出端(图中输出输出电压VOUT的端口)。

实际应用中，第一开关管MP2、第二开关管MP4、第三开关管MP3及第七开关管MP5可以为PMOS管；第四开关管MN1、第五开关管MN2及第六开关管MN3可以为NMOS管。

实际应用中，第一开关管MP2的尺寸与调整管MP1的尺寸相匹配。换言之，第一开关管MP2与调整管MP1的尺寸长度L相等，宽度W成比例关系。第一开关管MP2与调整管MP1连接相同的栅压，且尺寸成比例，故第一开关管MP2的电流按比例采样调整管MP1的电流，从而实现调整管MP1电流的采样。

第二开关管MP4和第三开关管MP3的尺寸相匹配且连接相同的栅极电压，为匹配的电流镜。第二开关管MP4和第三开关管MP3的栅源电压Vgs相等，即保持第一开关管MP2的漏极电压与调整管MP1的漏极电压相等，使第一开关管MP2与调整管MP1的源漏电压相等Vds相等，避免沟道调制效应，使得第一开关管MP2镜像低压差线性稳压器中的调整管MP1的电流更加准确，采样更加准确。此外，第五开关管MN2与第六开关管MN3尺寸相匹配。

采样电压VS为采样电流I_SINK在第一电阻R3上转换成的。具体的，VS＝VCC-VDS_(MP5)-(R3×I_SINK)——公式(1)；其中，VCC为电源电压，VDS_(MP5)为第七开关管MP5的漏源电压，R3×I_SINK为第一电阻R3上的电压，I_SINK为第六开关管MN3的导通电流。

需要说明的是，由于第六开关管MN3与第五开关管MN2连接相同栅压，栅源电压Vgs相等，且尺寸匹配，因此第六开关管MN3的导通电流为第五开关管MN2支路的镜像电流，是低压差线性稳压器中调整管MP1的电流的反映。

需要说明的是，第七开关管MP5可以以二极管方式连接，实际中如图6所示，第七开关管MP5可替换为电阻R5，也可以省去，视具体应用环境和用户需求确定即可，均在本申请的保护范围内。

电压产生单元102用于根据预设偏置电压产生比较参考电压，并将比较参考电压输出至比较调整单元103。

实际应用中，同样如图3、图5、图6或图7所示，该电压产生单元102主要包括：第八开关管MN4、第九开关管MP6及第二电阻R4；其中：

第八开关管MN4的栅极接收预设偏置电压VB，第八开关管MN4的漏极与第二电阻R4的一端相连，连接点输出比较参考电压VR。

第八开关管MN4的源极接地GND。

第二电阻R4的另一端分别与第九开关管MP6的栅极和第九开关管MP6的漏极相连，第九开关管的源极连接电源VCC。

实际应用中，第九开关管MP6可以为PMOS管；第八开关管MN4可以为NMOS管。

需要说明的是，比较参考电压VR是由预设偏置电流I_BIAS在第二电阻R4上转换形成的。具体的，VR＝VCC-VDS_(MP6)-(R4×I_BIAS)——公式(2)；其中，VCC为电源电压，VDS_(MP6)为第九开关管MP6的漏源电压，R4×I_BIAS为第二电阻R4上的电压，I_BIAS为第八开关管MN4的导通电流。

具体的，I_BIAS是预设偏置电压VB加在第八开关管MN4上，第八开关管MN4的导通电流，其为固定值。

实际应用中，第七开关管MP5的漏源电压VDS_(MP5)与第九开关管MP6的漏源电压VDS_(MP6)近似相等。

结合上述，过流保护阈值可以为采样电压VS等于比较参考电压VR时对应的I_SINK电流值。过流保护阈值的设定，可以通过第一电阻R3和第二电阻R4以及预设偏置电压VB进行调整。由于调整预设偏置电压VB对I_BIAS电流的变化影响较大，因此可以固定预设偏置电压VB及I_BIAS电流值后，根据公式(1)和公式(2)调整第一电阻R3和第二电阻R4的阻值，实现过流保护阈值的调整。

需要说明的是，第九开关管MP6可以以二极管方式连接，实际中如图6所示，第九开关管MP6可替换为电阻R6，也可以省去，视具体应用环境和用户需求确定即可，均在本申请的保护范围内。

比较调整单元103用于将采样电压与比较参考电压进行比较，并在采样电压与比较参考电压表征调整管过流时，对调整管的栅极电压进行反馈控制。

实际应用中，同样如图3、图5、图6或图7所示，该比较调整单元103主要包括：第一误差放大器A2、第十开关管MP7、第十一开关管MP10、第十二开关管MP8、第十三开关管MN5、第十四开关管MN8及第十五开关管MN6；其中：

第一误差放大器A2的同相输入端接收采样电压VS，第一误差放大器A2的反相输入端VI1接收比较参考电压VR，第一误差放大器A2的反相输出端与第十开关管MP7的栅极相连，第一误差放大器A2的同相输出端与第十一开关管MP10的栅极相连。

第十开关管MP7的源极、第十二开关管MP8的源极及第十一开关管MP10的源极均连接电源VCC。

第十开关管MP7的漏极分别与第十二开关管MP8的栅极及第十三开关管MN5的漏极相连。

第十三开关管MN5的栅极分别与第十四开关管MN8的栅极、第十四开关管的漏极以及第十一开关管的漏极相连。

第十二开关管MP8的漏极与第十五开关管MN6的漏极相连，连接点连接至调整管MP1的栅极；第十五开关管MN6的栅极接收预设偏置电压VB。

第十三开关管MN5的源极、第十四开关管MN8的源极及第十五开关管MN6的源极均接地GND。

实际应用中，第十开关管MP7、第十一开关管MP10及第十二开关管MP8可以为PMOS管；第十三开关管MN5、第十四开关管MN8及第十五开关管MN6可以为NMOS管。

实际应用中，采样电压VS与比较参考电压VR表征调整管过流可以是采样电压VS小于比较参考电压VR。

当低压差线性稳压器工作于非过流状态时，也即输出电流未过流时，I_SINK电流未超过过流保护阈值，也即低压差线性稳压器的工作电流处于正常值区间，此时可以设置采样电压VS高于比较参考电压VR，第一误差放大器A2的反相输出端电压VO1小于同相输出端电压VO2，反相输出端电压VO1与电源VCC之间的差值满足第十开关管MP7导通条件，第十开关管MP7导通，第十二开关管MP8的栅极电压升高，第十二开关管MP8关断，无法拉高调整管MP1的栅极电压VG，调整管MP1的栅极电压VG不受过流保护电路的控制。此时，调整管MP1的栅极电压VG由低压差线性稳压器的输出端经过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2输入至误差放大器A1的反相输入端，进行反馈调节。

当低压差线性稳压器工作于过流状态时，也即输出电流增大超过过流保护阈值时，调整管MP1的栅极电压VG逐渐降低，导通电流增大，第一开关管MP2采样到的电流增大，第一开关管MP2的漏极电压增大，第五开关管MN2和第六开关管MN3的栅极电压升高，控制第五开关管MN2和第六开关管MN3导通，第六开关管MN3上的电流是第五开关管MN2的镜像电流。此时，由于比较参考电压VR由第二电阻R4和I_BIAS确定，为固定值。随着调整管MP1的输出电流增大直至过流，I_SINK也增大，使得采样电压VS逐渐减小趋近于比较参考电压VR，采样电压VS的降低，使得第一误差放大器A2的反相输出端电压VO1增大，同相输出端电压VO2减小，第十开关管MP7关断，同相输出端电压VO2控制第十一开关管MP10的栅极，第十一开关管MP10导通、电流增大，第十四开关管MN8的漏极电压上升，使得第十三开关管MN5导通，第十二开关管MP8的栅极电压被拉低而导通，第十二开关管MP8的漏极电压反馈控制调整管MP1的栅极电压VG，调整管MP1的栅极电压VG被第十二开关管MP8拉住，避免栅极电压VG继续下降，从而调整管MP1的导通电流也不再增大，保持在一定值，如此便实现了低压差线性稳压器的过流保护作用，避免调整管MP1因输出电流过大而损坏，保证了低压差线性稳压器的功能可靠性。

基于上述原理，本实施例提供的低压差线性稳压器的过流保护电路包括：采样单元101、电压产生单元102以及比较调整单元103；其中，比较调整单元103分别与采样单元101及电压产生单元102相连；采样单元101用于采样低压差线性稳压器中调整管的导通电流，并将采样到的导通电流转换为采样电压输出至比较调整单元103；电压产生单元102用于根据预设偏置电压产生比较参考电压，并将比较参考电压输出至比较调整单元103；比较调整单元103用于将采样电压与比较参考电压进行比较，并在采样电压与比较参考电压表征调整管过流时，对调整管的栅极电压进行反馈控制，以实现对调整管的过流保护，解决了低压差线性稳压器输出电流过大，会造成调整管功耗过大损坏及低压差线性稳压器的电路失去功能的问题，提高了低压差线性稳压器电路的可靠性。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，请参见图4，该低压差线性稳压器的过流保护电路还包括：与比较调整单元103相连的过流状态指示单元104。

过流状态指示单元104用于根据采样电压和比较参考电压，生成相应的过流状态指示信号，以指示过流保护电路工作状态。

实际应用中，如图5、图6或图7所示，该过流状态指示单元104主要包括：第十六开关管MP9、第十七开关管MN7、第十八开关管MN10、第十九开关管MP12、第二十开关管MP11、第二十一开关管MN9、第一反相器INV1及第二反相器INV2；其中：

第十六开关管MP9的栅极与第一误差放大器A2的反相输出端相连，第十六开关管MP9的第二端分别与第十七开关管MN7的栅极、第十七开关管MN7的漏极及第十八开关管的栅极MN10相连。

第十八开关管MN10的漏极分别与第十九开关管MP12的漏极及第一反相器INV1的输入端相连。

第十九开关管MP12的栅极分别与第二十开关管MP11的栅极、第二十开关管MP11的漏极及第二十一开关管MN9的漏极相连，第二十一开关管MN9的栅极分别与第十三开关管MN5的栅极，第十四开关管MN8的栅极及第十四开关管的漏极相连。

第十六开关管MP9的源极、第十九开关管MP12的源极及第二十开关管MP11的源极均连接电源VCC。

第十七开关管MN7的源极、第十八开关管MN10的源极及第二十一开关管MN9的源极均接地GND。

实际应用中，第十六开关管MP9、第十九开关管MP12及第二十开关管MP11可以为PMOS管，第十七开关管MN7、第十八开关管MN10及第二十一开关管MN9可以为NMOS管。

需要说明的是，当低压差线性稳压器工作于非过流状态时，第一误差放大器A2的反相输出端电压VO1小于同相输出端电压VO2，反相输出端电压VO1与电源VCC之间的差值满足第十六开关管MP9导通条件，第十六开关管MP9导通，导通电流在栅漏短接的第十七开关管MN7上转换成电压，此电压控制第十八开关管MN10的栅极，使得第十八开关管MN10导通，拉低其漏极电压，即第一反相器INV1的输入端为低，输出端为高，第二反相器INV2的输入端为高，输出端过流状态指示信号OCP为低，此时未触发OCP。

当低压差线性稳压器工作于过流状态时，第一误差放大器A2的反相输出端电压VO1增大，同相输出端电压VO2减小，第十六开关管MP9关断；第一误差放大器A2的同相输出端电压VO2控制第十一开关管MP10的栅极，第十一开关管MP10导通、电流增大，第十四开关管MN8的漏极电压上升，使得第二十一开关管MN9导通，第十九开关管MP12的栅极电压被拉低而导通，第十九开关管MP12的漏极电压升高，经过第一反相器INV1和第二反相器INV2之后，输出过流状态指示信号OCP为高电平，指示低压差线性稳压器出现过流。

在本实施例中，可以通过过流状态指示单元104生成相应的过流状态指示信号，以报告过流保护电路的工作状态，更进一步提高了低压差线性稳压器的工作稳定性。

结合上述，本申请实施例提供的低压差线性稳压器的过流保护电路中采样电压VS、比较参考电压VR、反相输出端电压VO1、同相输出端电压VO2、调整管的栅极电压VG及过流状态指示信号OCP的仿真示意图可如图8所示。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，该低压差线性稳压器的过流保护电路还包括：过流保护启停单元；其中，该过流保护启停单元分别与电压产生单元及比较调整单元相连，用于根据外部使能信号控制过流保护功能的停启。

实际应用中，如图6或图7所示，该过流保护启停单元主要包括：第二十二开关管MN11及第二十三开关管MP13。其中：

第二十二开关管MN11的漏极与电压产生单元中第二电阻R4远离第九开关管MP6的一端相连，第二十二开关管MN11的源极与电压产生单元102中第八开关管MN4的漏极相连，第二十二开关管MN11的栅极接收外部使能信号EN。

需要说明的是，实际中的第二十二开关管MN11可以是NMOS管。第二十二开关管MN11设置于第八开关管MN4与第三电阻R4之间，第二十二开关管MN11的源极连接第三电阻R4的下端并与第一误差放大器A2的反相输入端VI2相连，第二十二开关管MN11的栅极接入外部使能信号EN。

第二十三开关管MP13的源极连接电源VCC，第二十三开关管MP13的漏极与比较调整单元中的第十二开关管MP8的栅极相连，第二十三开关管MP13的栅极接收外部使能信号EN。

需要说明的是，实际中的第二十三开关管MP13可以是PMOS管。第二十三开关管MP13设置于电源VCC与第十二开关管MP8之间；第二十三开关管MP13的源极连接至电源VCC，第二十三开关管MP13的栅极接收外部使能信号EN，第二十三开关管MP13的漏极连接第十二开关管MP8的栅极。

实际应用中，设置过流保护启停单元之后，低压差线性稳压器中的过流保护电路可以通过外部使能信号EN来控制过流保护的启用与关闭。当外部使能信号EN为高时，第二十二开关管MN11导通、第二十三开关管MP13关断，过流保护功能开启。当外部使能信号EN为低时，第二十二开关管MN11关断，第八开关管MN4没有电流流过，避免了第八开关管MN4的功耗；第二十三开关管MP13导通，将第十二开关管MP8的栅极电压拉高，使第十二开关管MP8关断，调整管的栅极电压VG不受过流保护电路的控制，有低压差线性稳压器中的反馈回路控制，过流保护功能关闭。

在本实施例中，通过增加过流保护启停单元，增加外部使能信号EN可以有效的控制过流保护功能的启用与关闭。在过流保护功能关闭时，低压差线性稳压器中的输出电流不受过流保护阈值限制，同时关断了过流保护电路的偏置电流，降低了电路功耗。

实际应用中，若该低压差线性稳压器的过流保护电路包括过流状态指示单元104，同样如图6或图7所示，该过流保护启停单元还包括：第三反相器INV3及第二十四开关管MN12。

第三反相器INV3的输入端接收外部使能信号EN，第三反相器的输出端输出使能反相信号EN_N。

需要说明的是，使能反相信号EN_N为外部使能信号EN的反相逻辑。

第二十四开关管MN12的栅极接收使能反相信号EN_N，第二十四开关管MN12的漏极与过流状态指示单元中的第一反相器INV1的输入端相连，第二十四开关管MN12的源极接地GND。

需要说明的是，实际中的第二十四开关管MN12可以为NMOS管。第二十四开关管MN12设置于第一反相器INV1的输入端与地GND之间；第二十四开关管MN12的漏极连接第一反相器INV1的输入端，第二十四开关管MN12的栅极接收使能反相信号，第二十四开关管MN12的源极接地。

实际应用中，当使能信号EN为低，使能反相信号EN_N为高，控制第二十四开关管MN12开启，将第一反相器INV1是输入端电压拉低，使得过流保护指示单元输出的过流保护指示信号OCP为低，过流保护功能关闭。

可选地，本申请另一实施例还提供了一种低压差线性稳压器，请参见图9，还低压差线性稳压器主要包括：误差放大器A1、调整管MP1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2以及如上述任一实施例所述的低压差线性稳压器的过流保护电路200。其中：

误差放大器A1的同相输入端接收参考电压VREF，误差放大器A1的反相输入端分别与第一分压电阻R1的一端和第二分压电阻R2的一端相连，第二分压电阻R2的另一端接地。

第一分压电阻R1的另一端分别与调整管MP1的漏极及过流保护电路200的第一输入端相连，连接点作为低压差线性稳压器的输出端，输出输出电压VOUT。

调整管MP1的栅极分别与误差放大器A1的输出端及过流保护电路200的第二输入端相连；该调整管MP1的源极连接电源VCC。

实际应用中，调整管MP1可以为PMOS管。过流保护电路200的第一输入端可以是第三开关管MP3的源极；过流保护电路200的第二输入端可以是第一开关管MP2的栅极。

需要说明的是，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2构成低压差线性稳压器输出电压的分压回路。

还需要说明的是，关于低压差线性稳压器的相关说明，可参见现有技术，关于低压差线性稳压器的过流保护电路的相关说明可参见上述实施例，此处不再赘述。

可选地，本申请另一实施例还提供了一种车载微控制器，该车载微控制器包括如上述实施例所述的低压差线性稳压器。

实际应用中，车载微控制器中芯片内部电源系统需要低压线性稳压器为整个车载微控制器提供稳定的3.3V电源电压。该低压线性稳压器具有过流保护功能，且过流时能够输出过流报警信号。

需要说明的是，关于低压差线性稳压器的相关说明，可参见上述对应实施例，关于车载微控制器的相关说明可参见现有技术，此处不再赘述。

本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

还需要说明的是，在本文中，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (13)

1.一种低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，包括：采样单元、电压产生单元以及比较调整单元；其中，所述比较调整单元分别与所述采样单元及所述电压产生单元相连；

所述采样单元用于采样所述低压差线性稳压器中调整管的导通电流，并将所述采样到的所述导通电流转换为采样电压输出至所述比较调整单元；

所述电压产生单元用于根据预设偏置电压产生比较参考电压，并将所述比较参考电压输出至所述比较调整单元；

所述比较调整单元用于将所述采样电压与所述比较参考电压进行比较，并在所述采样电压与所述比较参考电压表征所述调整管过流时，对所述调整管的栅极电压进行反馈控制。

2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，还包括：与所述比较调整单元相连的过流状态指示单元；

所述过流状态指示单元用于根据所述采样电压和所述比较参考电压，生成相应的过流状态指示信号。

3.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述采样单元包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管以及第一电阻；其中：

所述第一开关管的栅极与所述调整管的栅极相连，所述第一开关管的源极与所述第七开关管的源极连接至电源，所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的源极相连；

所述第七开关管的漏极分别与所述第七开关管的栅极及所述第一电阻的一端相连；

所述第二开关管的栅极分别与所述第三开关管的栅极、所述第三开关管的漏极及所述第四开关管的漏极相连，所述第二开关管的漏极分别与所述第五开关管的漏极、所述第五开关管的栅极、所述第四开关管的栅极及所述第六开关管的栅极相连；

所述第六开关管的源极与所述第一电阻的另一端相连，连接点输出所述采样电压；

所述第四开关管的源极、所述第五开关管的源极及所述第六开关管的源极接地；

所述第三开关管的源极连接至所述低压差线性稳压器的输出端。

4.根据权利要求3所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述第七开关管可替换为电阻。

5.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述电压产生单元包括：第八开关管、第九开关管及第二电阻；其中：

所述第八开关管的栅极接收所述预设偏置电压，所述第八开关管的漏极与所述第二电阻的一端相连，连接点输出所述比较参考电压；

所述第八开关管的源极接地；

所述第二电阻的另一端分别与所述第九开关管的栅极和所述第九开关管的漏极相连，所述第九开关管的源极连接电源。

6.根据权利要求5所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述第九开关管可替换为电阻。

7.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述比较调整单元，包括：第一误差放大器、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管、第十三开关管、第十四开关管及第十五开关管；其中：

所述第一误差放大器的同相输入端接收所述采样电压，所述第一误差放大器的反相输入端接收所述比较参考电压，所述第一误差放大器的反相输出端与所述第十开关管的栅极相连，所述第一误差放大器的同相输出端与所述第十一开关管的栅极相连；

所述第十开关管的源极、所述第十二开关管的源极及所述第十一开关管的源极均连接电源；

所述第十开关管的漏极分别与所述第十二开关管的栅极及所述第十三开关管的漏极相连；

所述第十三开关管的栅极分别与所述第十四开关管的栅极、所述第十四开关管的漏极以及所述第十一开关管的漏极相连；

所述第十二开关管的漏极与所述第十五开关管的漏极相连，连接点连接至所述调整管的栅极；所述第十五开关管的栅极接收所述预设偏置电压；

所述第十三开关管的源极、所述第十四开关管的源极及所述第十五开关管的源极均接地。

8.根据权利要求7所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述过流状态指示单元包括：第十六开关管、第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管、第二十开关管、第二十一开关管、第一反相器及第二反相器；其中：

所述第十六开关管的栅极与所述第一误差放大器的反相输出端相连，所述第十六开关管的漏极分别与所述第十七开关管的栅极、所述第十七开关管的漏极及所述第十八开关管的栅极相连；

所述第十八开关管的漏极分别与所述第十九开关管的漏极及所述第一反相器的输入端相连；

所述第十九开关管的栅极分别与所述第二十开关管的栅极、所述第二十开关管的漏极及所述第二十一开关管的漏极相连，所述第二十一开关管的栅极分别与所述第十三开关管的栅极，所述第十四开关管的栅极及所述第十四开关管的漏极相连；

所述第十六开关管的源极、所述第十九开关管的源极及所述第二十开关管的源极均连接所述电源；

所述第十七开关管的源极、所述第十八开关管的源极及所述第二十一开关管的源极均接地。

9.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，还包括：过流保护启停单元；其中，所述过流保护启停单元分别与所述电压产生单元和所述比较调整单元相连，用于根据外部使能信号控制过流保护功能的停启。

10.根据权利要求9所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护启停单元包括：第二十二开关管及第二十三开关管；其中：

所述第二十二开关管的漏极与所述电压产生单元中第二电阻远离第九开关管的一端相连，所述第二十二开关管的源极与所述电压产生单元中第八开关管的漏极相连，所述第二十二开关管的栅极接收所述外部使能信号；

所述第二十三开关管的源极连接电源，所述第二十三开关管的漏极与所述比较调整单元中的第十二开关管的栅极相连，所述第二十三开关管的栅极接收所述外部使能信号。

11.根据权利要求10所述的低压差线性稳压器的过流保护电路，其特征在于，若所述过流保护电路包括过流状态指示单元，则所述过流保护启停单元还包括：第三反相器及第二十四开关管；

所述第三反相器的输入端接收所述外部使能信号，所述第三反相器的输出端输出使能反相信号；

所述第二十四开关管的栅极接收所述使能反相信号，所述第二十四开关管的漏极与所述过流状态指示单元中的第一反相器的输入端相连，所述第二十四开关管的源极接地。

12.一种低压差线性稳压器，其特征在于，包括：误差放大器、调整管、第一分压电阻、第二分压电阻以及如权利要求1-11任一项所述的低压差线性稳压器的过流保护电路；其中：

所述误差放大器的同相输入端接收参考电压，所述误差放大器的反相输入端分别与所述第一分压电阻的一端和所述第二分压电阻的一端相连，所述第二分压电阻的另一端接地；

所述第一分压电阻的另一端分别与所述调整管的漏极及所述过流保护电路的第一输入端相连，连接点作为所述低压差线性稳压器的输出端，输出输出电压；

所述调整管的栅极分别与所述误差放大器的输出端及所述过流保护电路的第二输入端相连；所述调整管的源极连接电源。

13.一种车载微控制器，其特征在于，包括：如权利要求12所述的低压差线性稳压器。

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