CN115754441A - 过流检测电路、过流检测方法、过流保护电路及芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开过流检测电路、过流检测方法、过流保护电路及芯片。过流检测电路包括比例电流源、电流采样电路、基准电路和比较电路；比例电流源用于产生第一电流和第二电流；电流采样电路用于采样流过音频功率放大器的输出级电路的电流，产生与采样电流以及第一电流相关的采样电压，其中，电流采样电路中的电流采样元件为MOS管；基准电路用于产生与第二电流相关的基准电压；比较电路用于比较采样电压和基准电压，在采样电压大于基准电压时发出过流指示信号。基于本申请公开的过流检测电路，能够准确地检测出输出级电路是否发生过流。

Description

过流检测电路、过流检测方法、过流保护电路及芯片

技术领域

本发明属于电力电子处理领域，尤其涉及一种过流检测电路、过流检测方法、过流保护电路及芯片。

背景技术

输出级电路是音频功率放大器的重要组成部分，用于驱动喇叭发声。

为了获得较大的输出功率，音频功率放大器的输出级电路需要选用阻抗较小的开关管(阻抗一般为毫欧姆级别)，当输出级电路的输出端短接到地(或者电源)时，流过开关管的电流非常大，会烧毁电路。因此，需要针对音频功率放大器的输出级电路进行过流保护。可以理解的是，对输出级电路进行过流保护的前提是检测输出级电路是否发生过流。对于本领域技术人员来说，如何准确地检测音频功率放大器的输出级电路是否发生过流，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种过流检测电路，以便准确地检测音频功率放大器的输出级电路是否发生过流。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种过流检测电路，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流检测，所述输出级电路中的开关管为MOS管，所述过流检测电路包括比例电流源、电流采样电路、基准电路和比较电路；

所述比例电流源用于产生第一电流和第二电流，所述第二电流和所述第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数；

所述电流采样电路用于采样流过所述输出级电路的电流，产生与采样电流以及所述第一电流相关的采样电压，其中，所述电流采样电路中的电流采样元件为MOS管；

所述基准电路用于产生与所述第二电流相关的基准电压；

所述比较电路用于比较所述采样电压和所述基准电压，在所述采样电压大于所述基准电压时发出过流指示信号，所述过流指示信号用于指示启动对所述输出级电路的保护措施。

可选的，在上述过流检测电路的基础上，进一步设置钳位控制电路，所述钳位控制电路用于：在所述输出级电路未发生过流的情况下，将所述电流采样电路的输出端和所述基准电路的输出端维持在指定的电压差值。

可选的，所述输出级电路包括依次连接于所述输出级电路的电源与接地点之间的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中，所述第一开关管和所述第二开关管为PMOS管，所述第三开关管和所述第四开关管为NMOS管，所述第二开关管和所述第三开关管的公共端为所述输出级电路的输出端；所述电流采样电路包括：第五开关管、第六开关管和第七开关管，其中，所述第五开关管、所述第六开关管和所述第七开关管为NMOS管；

所述第五开关管的栅极与所述第三开关管的栅极连接，所述第五开关管的漏极连接至所述输出级电路的输出端，所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接，所述第六开关管的源极接地，所述第六开关管的栅极与所述第四开关管的栅极连接，所述第七开关管的漏极接入所述第一电流，所述第七开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接，所述第七开关管的栅极与所述第七开关管的漏极连接。

可选的，所述基准电路包括开关管组件和第八开关管；

所述第八开关管的源极接入所述第二电流，所述第八开关管的栅极与所述第七开关管的栅极连接；

所述开关管组件包括依次连接于所述第八开关管的源极和接地点之间的多个NMOS管，所述开关管组件中的NMOS管的栅极均与所述第六开关管的栅极连接。

可选的，所述比较电路包括比较器；

所述比较器的正向输入端与所述第七开关管的漏极连接，所述比较器的反向输入端与所述第八开关管的漏极连接。

可选的，所述钳位控制电路包括二极管、电阻和开关；

所述二极管的阳极与所述第八开关管的漏极连接，所述二极管的阴极通过所述电阻和所述开关连接至所述第七开关管的漏极。

可选的，所述开关为NMOS管，其漏极通过所述电阻和所述二极管连接至所述第八开关管的漏极、源极与所述第七开关管的漏极连接。

可选的，所述开关为PMOS管，其源极通过所述电阻和所述二极管连接至所述第八开关管的漏极、漏极与所述第七开关管的漏极连接。

可选的，所述电阻为可调电阻。

第二方面，本申请提供一种过流检测方法，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流检测，所述输出级电路中的开关管为MOS管，所述方法包括：

获得电流采样电路产生的采样电压，其中，所述电流采样电路用于采样流过所述输出级电路的电流，产生与采样电流和第一电流相关的采样电压，所述电流采样电路中的电流采样元件为MOS管；

获得基准电路产生的基准电压，其中，所述基准电路用于产生与第二电流相关的基准电压，所述第一电流和所述第二电流由比例电流源产生，所述第二电流和所述第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数；

比较所述采样电压和所述基准电压，在所述采样电压大于所述基准电压时，确定所述输出级电路发生过流。

第三方面，本申请提供一种过流保护电路，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流保护，所述输出级电路中的开关管为MOS管，过流保护电路包括上述任意一种过流检测电路。

第四方面，本申请提供一种芯片，包括音频功率放大器和上述的过流保护电路，所述音频功率放大器的输出级电路中的开关管为MOS管，所述过流保护电路用于所述输出级电路的过流保护。

由此可见，本申请公开的过流检测电路，用于对音频功率放大器的输出级电路进行过流检测，电流采样电路采样流过输出级电路的电流，产生与采样电流以及第一电流(由比例电流源产生)相关的采样电压，基准电路产生与第二电流(由比例电流源产生，且电流值为第一电流的N倍)相关的基准电压，比较器比较电流采样电路输出的采样电压和基准电路输出的基准电压，在采样电压大于基准电压时发出过流指示信号。并且，电流采样电路中的电流采样元件为MOS管，其与输出级电路中的MOS管对外界环境的变化和工艺角的变化有相同的响应，当音频功率放大器的应用环境不同时，过流保护的电流阈值的变化范围较小，也就是说，无论音频功率放大器应用于何种环境，本申请公开的过流检测电路都能够准确地检测出输出级电路是否发生过流。

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他的附图。

图1为音频功率放大器的一种输出级电路的电路图；

图2为音频功率放大器的另一种输出级电路的电路图；

图3为本申请公开的一种过流检测电路的结构示意图；

图4为本申请公开的另一种过流检测电路的结构示意图；

图5为本申请公开的过流检测电路的一个电路图；

图6为本申请公开的过流检测电路中钳位控制电路的一个电路图；

图7为图5所示过流检测电路的时序逻辑图。

具体实施方式

手持终端(如手机和平板电脑)的电池通常为锂电池，其续航能力一直备受关注。音频功率放大器受电池电压的限制，无法达到很大的推力，如果用户将音量设置的过大，会导致削波杂音。随着用户对音质要求的不断提高，需要音频功率放大器输出更高的电压，输出更高的功率，以消除手持终端的杂音。因此，在音频功率放大器的功放环路中需要采取升压的方式来实现输出更高的电压，这就要求音频功率放大器的输出级电路能耐高压。音频功率放大器的输出级电路的耐高压设计主要有两种方式。

第一种方式，输出级电路中的开关管采用耐高压的MOS管。例如，电源电压VDD＝4.2V，在VDD电压域下的电路一般采用5V的MOS管，如果输出级电路的电源PVDD升压到8.4V或者更高，那输出级电路就要采用耐高压的MOS管(例如10V，12V)。如图1所示，输出端VON和VOP的电压域都是0～PVDD，如果输出级电路采用普通MOS管，那么MOS管的源极和漏极就可能会被击穿而无法正常工作。耐高压的MOS管一般有薄栅氧MOS管和厚栅氧MOS管两种，薄栅氧MOS管只有漏端和源端之间(Vds)耐高压，这时就需要将(PVDD-VA)和VB这两个电压值控制在薄栅氧MOS管的耐压范围内，厚栅氧MOS管的阈值电压(Vth)比较低，在输出同样功率的情况下，薄栅氧MOS管的面积较小；厚栅氧MOS管的栅极、源极和漏极都可以耐高压，那么VA可以为0，VB可以为PVDD，使用厚栅氧MOS管的优势是驱动电路比较简单，但是厚栅氧MOS管的阈值电压(Vth)比较高，输出同等功率的情况下，需要较大的面积。

第二种方式，使用堆叠的方式，即：将两个或者多个MOS管堆叠起来对PVDD进行分压。如图2所示，MP1、MP3、MN1、MN3均为普通MOS管，因此，需要将栅极的电位控制在MOS管的耐压范围之内，如PVDD/2～PVDD；MP2，MP4，MN2，MN4为钳位管，这些MOS管的栅极的电位被钳位在PVDD/2(或者在MOS管耐压范围内的其他电位)，因此A点和C点的最低电压被钳位在PVDD/2+Vthp，B点和D点的最高电压被钳位在PVDD/2-Vthn。

音频功率放大器的输出级电路需要选用阻抗较小的开关管(阻抗一般为毫欧姆级别)，以提高音频功率放大器的输出功率。由于输出级电路中的开关管的阻抗很小，这导致当输出级电路的输出端短接到地(或者电源)时，流过开关管的电流非常大，会烧毁电路。无论音频功率放大器的输出级电路采用哪种结构，都需要对输出级电路进行过流保护，而准确地检测输出级电路是否发生过流，是对输出级电路进行过流保护的前提。

基于此，本申请提供一种过流检测电路及过流检测方法，以便准确地检测音频功率放大器的输出级电路是否发生过流。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

参见图3，图3为本申请公开的一种过流检测电路的结构示意图。该过流检测电路应用于音频功率放大器的输出级电路的过流检测，其中，输出级电路中的开关管为MOS管。该过流检测电路包括比例电流源100、电流采样电路200、基准电路300和比较电路400。

其中：

比例电流源100用于产生第一电流和第二电流，第二电流和第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数。

电流采样电路200用于采样流过输出级电路的电流，产生与采样电流以及第一电流相关的采样电压。其中，电流采样电路中的电流采样元件为MOS管。

需要说明的是，输出级电路中的开关管为MOS管，相应的电流采样电路中的电流采样元件采用MOS管，与采用电阻作为电流采样元件相比，其优势在于：电阻和MOS管的温度系数、工艺角的变化都不同，如果采用电阻作为电流采样元件，那么会导致在不同的应用环境中，启动过流保护的电流阈值的变化范围较大，进而导致针对输出级电路的过流检测出现偏差。这里举例说明：假设输出级电路的过流保护的电流阈值为X安培，即，当流过输出级电路的电流达到X安培时，确定输出级电路发生过流，需要启动过流保护措施。在理想状态下，当流过输出级电路的电流为X安培时，流过采样电阻的电流应为Y安培，但是，由于电阻和MOS管的温度系数、工艺角的变化都不同，在应用环境变化较大时，当流过输出级电路的电流为X安培时，流过采样电阻的电流会高于Y安培或者低于Y安培，这会出现：当流过输出级电路的电流达到X安培时，如果流过采样电阻的电流低于Y安培，那么会导致未检测出输出级电路发生过流；或者，当流过输出级电路的电流未达到X安培时，如果流过采样电阻的电流达到Y安培，那么会导致在输出级电路未发生过流时，误判输出级电路发生过流。而采用MOS管作为电流采样元件，电流采样元件和输出级电路中的MOS管对外界环境的变化和工艺角的变化有相同的响应，当音频功率放大器的应用环境不同时，启动过流保护的电流阈值的变化范围较小，也就是说，无论音频功率放大器应用于何种环境，过流检测电路都能够准确地检测出输出级电路是否发生过流。

另外，需要说明的是，作为电流采样元件的MOS管的面积应与输出级电路中MOS管的面积相同。

基准电路300用于产生与第二电流相关的基准电压。

比较电路400比较采样电压和基准电压，在采样电压大于基准电压时发出过流指示信号。过流指示信号用于指示启动对输出级电路的保护措施。

对输出级电路的保护措施包括：当发生过流时，将输出级电路关断，保证电路和负载不会流过大电流而被烧坏。

本申请公开的过流检测电路，用于对音频功率放大器的输出级电路进行过流检测，电流采样电路采样流过输出级电路的电流，产生与采样电流以及第一电流(由比例电流源产生)相关的采样电压，基准电路产生与第二电流(由比例电流源产生，且电流值为第一电流的N倍)相关的基准电压，比较器比较电流采样电路输出的采样电压和基准电路输出的基准电压，在采样电压大于基准电压时发出过流指示信号。并且，电流采样电路中的电流采样元件为MOS管，其与输出级电路中的MOS管对外界环境的变化和工艺角的变化有相同的响应，当音频功率放大器的应用环境不同时，过流保护的电流阈值的变化范围较小，也就是说，无论音频功率放大器应用于何种环境，本申请公开的过流检测电路都能够准确地检测出输出级电路是否发生过流。

参见图4，图4为本申请公开的另一种过流检测电路的结构示意图。与图3所示的过流检测电路相比，进一步设置有钳位控制电路500。其中，钳位控制电路500用于：在输出级电路未发生过流的情况下，将电流采样电路200的输出端和基准电路300的输出端维持在指定的电压差值。

当音频功率放大器的输出级电路发生过流时，流过输出级电路的电流逐渐增大，电流采样电路200产生的采样电压也随之增大，当电流采样电路200产生的采样电压(即电流采样电路200的输出端的电压)大于基准电路300输出的基准电压(即基准电路300的输出端的电压)时，比较电路400发出过流指示信号，过流指示信号用于指示启动对输出级电路的保护措施。

如果在未发生过流的情况下，电流采样电路200的输出端的电压与基准电路300的输出端的电压存在较大的差值，那么当音频功率放大器的输出级电路发生过流时，电流采样电路200的输出端的电压上升，直至与基准电路300的输出端的电压发生交汇的时间较长，也就是说，过流检测电路的响应速度较低。

在本申请图4所示的过流检测电路中，进一步设置有钳位控制电路，钳位控制电路用于在输出级电路未发生过流的情况下，将电流采样电路200的输出端和基准电路300的输出端维持在指定的电压差值，通过将该电压差值设置为较小的数值，能够提高过流检测电路的响应速度。也就是，当音频功率放大器的输出级电路发生过流时，过流检测电路能够更快地检测到本次过流的发生，从而更快地启动对输出级电路的保护措施。

下面以输出级电路包括4个MOS管为例，对本申请公开的过流检测电路的结构进行说明。

参见图5，图5为本申请公开的过流检测电路的一个电路图。

音频功率放大器的输出级电路包括依次连接于输出级电路的电源PVDD与接地点之间的第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第四开关管M4。其中，第一开关管M1和第二开关管M2为PMOS管，第三开关管M3和第四开关管M4为NMOS管，第二开关管M2和第三开关管M3的公共端为输出级电路的输出端。也就是，第一开关管M1的源极与输出级电路的电源PVDD连接，第一开关管M1的漏极与第二开关管M2的源极连接，第二开关管M2的漏极与第三开关管M3的漏极连接，第三开关管M3的源极与第四开关管M4的漏极连接，第四开关管M4的源极接地，第二开关管M2的漏极和第三开关管M3漏极的公共端为输出级电路的输出端。

电流采样电路200包括：第五开关管M5、第六开关管M6和第七开关管M7，其中，第五开关管M5、第六开关管M6和第七开关管M7为NMOS管。基准电路300包括开关管组件和第八开关管M8。

其中：

第五开关管M5的栅极与第三开关管M3的栅极连接，第五开关管M5的漏极连接至输出级电路的输出端O，第五开关管M5的源极与第六开关管M6的漏极连接，第六开关管M6的源极接地，第六开关管M6的栅极与第四开关管M4的栅极连接，第七开关管M7的漏极接入第一电流，第七开关管M7的源极与第六开关管M6的漏极连接，第七开关管M7的栅极与第七开关管M7的漏极连接。

第八开关管M8的漏极接入第二电流，第八开关管M8的栅极与第七开关管M7的栅极连接。开关管组件包括依次连接于第八开关管M8的源极和接地点之间的多个NMOS管，开关管组件中的NMOS管的栅极均与第六开关管M6的栅极连接。也就是，假设开关管组件包括M个NMOS管，第i个NMOS管的源极与第i+1个NMOS管的漏极连接，i＝1,2,…,M-1，第1个NMOS管的漏极与第八开关管M8的源极连接，第M个NMOS管的源极连接至接地点，M个NMOS管的栅极均与第六开关管M6的栅极连接。

钳位控制电路500连接于节点A和节点B之间，其中，节点A为第七开关管M7的漏极与比例电流源100的第一电流输出端的公共端，节点B为第八开关管M8的漏极与比例电流源100的第二电流输出端的公共端。

参见图6，图6示出了钳位控制电路500的一种结构。钳位控制电路500包括二极管D1、电阻Rc和开关S1。二极管D1的阳极与第八开关管M8的漏极(即节点B)连接，二极管D1的阴极通过电阻Rc和开关S1连接至第七开关管M7的漏极(即节点A)。

开关S1可以采用NMOS管或者PMOS管。

在开关S1采用NMOS管的情况下，该NMOS管的漏极通过电阻Rc和二极管D1连接至节点B、源极与节点A连接。在钳位控制电路500开启状态下(即向NMOS管的栅极输入控制该NMOS管导通的控制信号)，当节点A和节点B之间的电压差值小于NMOS管的阈值电压时，NMOS管关断，当节点A和节点B之间的电压差值大于NMOS管的阈值电压时，NMOS管导通，钳位控制电路500进行电压钳位。

在开关S2采用PMOS管的情况下，该PMOS管的源极通过电阻Rc和二极管D1连接至节点B、漏极与节点A连接。在钳位控制电路500开启状态下(即向PMOS管的栅极输入控制该PMOS管导通的控制信号)，当节点A和节点B之间的电压差值小于PMOS管的阈值电压时，PMOS管关断，当节点A和节点B之间的电压差值大于PMOS管的阈值电压时，PMOS管导通，钳位控制电路500进行电压钳位。

可选的，电阻Rc采用可调电阻。通过调整电阻Rc的阻值，实现对节点A和节点B之间的电压差值的调整，即实现对采样电压和基准电压之间的电压差值的调整。

比较电路400包括比较器AMP1。比较器AMP1的正向输入端与第七开关管M7的漏极连接，比较器AMP1的反向输入端与第八开关管M8的漏极连接，在采样电压(即第七开关管M7的漏极的电压，节点A处的电压)大于基准电压(即第八开关管M8的漏极的电压，节点B处的电压)时发出过流指示信号(高电平信号)，以便指示启动对输出级电路的保护措施。

下面结合图7所示的时序逻辑图，对图5所示的过流检测电路的工作过程进行说明。

为了保证准确地采样流过输出级电路的电流，应尽量保证作为电流采样元件的MOS管与输出级电路中被采样MOS管的栅极、漏极和源极这三端的电位均相同。在输出级电路中，从输出级电路的输出端(即图5中的O点)到接地点之间的开关管的阻抗Rdson＝Rn。从输出级电路的输出端到接地点之间的采样MOS管的阻抗Rs＝Ra。那么，采样电流I3与流过输出级电路的电流I4的比例为：I3:I4＝Rn:Ra。

在MOS管的面积相同的情况下，第三开关管M3和第四开关管M4的尺寸相同，这样可以获得最小输出阻抗，进而获得最大的输出功率。相应的，作为采样MOS管的第五开关管M5和第六开关管M6的尺寸相同，都工作在线性区，第五开关管M5和第六开关管M6的导通阻抗r是相同的，即Ra＝2*r。

假设比例电流源100输出的第一电流I1和第二电流I2的电流比值为1:4，开关管组件包括10个NMOS管，这10个NMOS管的尺寸与第五开关管M5以及第六开关管M6的尺寸相同，那么开关管组件的阻抗为10*r。

流过第六开关管M6的电流I5＝I1+I3，由此可以得到节点C的电压VC和节点D的电压VD。其中：

VC＝I5*r＝(I1+I3)*r

VD＝I2*10*r＝4*I1*10*r＝40*I1*r

在理想情况下，当VC＞VD时，VA＞VB，比较器AMP1输出高电平信号。

假设没有采样电流，那么VC＝I1*r，VD＝I2*10*r。由于第七开关管M7的栅极和源极之间的电压是恒定的，因此，此时节点A的电压VA比较小，这导致第八开关管M8处于亚阈值区，进而导致节点B的电压很高(接近VDD)，第二电流I2很小。

当引入采样电流时，节点A的电压VA＝(I1+I3)*r。在初始时刻，采样电流I3较小；随着采样电流I3缓慢增大，节点A的电压VA也缓慢增大，第二电流I2也缓慢增大，相应的，节点D的电压VD也缓慢升高；当第二电流I2的电流值上升至4*I1后，节点D的电压VD不再变化；之后，当VA-VD大于第八开关管M8的阈值电压Vthn时，第八开关管M8进入饱和区，节点B的电压VB被迅速下拉；当节点A的电压VA大于节点B的电压VB时，比较器AMP1输出高电平，指示启动对输出级电路的保护措施。

本申请还公开一种过流检测方法，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流检测，该输出级电路中的开关管为MOS管。该过流检测方法包括：

A1：获得电流采样电路产生的采样电压。

其中，电流采样电路用于采样流过输出级电路的电流，产生与采样电流和第一电流相关的采样电压，电流采样电路中的电流采样元件为MOS管。

A2：获得基准电路产生的基准电压。

其中，基准电路用于产生与第二电流相关的基准电压。第一电流和第二电流由比例电流源产生，且第二电流和第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数。

A3：比较采样电压和基准电压，在采样电压大于基准电压时，确定输出级电路发生过流。

其中，电流采样电路、基准电路和比例电流源的结构可以参见前文中的说明。另外，还可以进一步设置钳位控制电路。

本申请公开的过流检测方法，获得电流采样电路产生的采样电压以及基准电路产生的基准电压，其中，电流采样电路用于采样流过输出级电路的电流，产生与采样电流和第一电流相关的采样电压，电流采样电路中的电流采样元件为MOS管，基准电路用于产生与第二电流相关的基准电压，第一电流和第二电流由比例电流源产生，且第二电流和第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数；比较采样电压和基准电压，在采样电压大于基准电压时，确定输出级电路发生过流。电流采样电路中的电流采样元件为MOS管，其与输出级电路中的MOS管对外界环境的变化和工艺角的变化有相同的响应，当音频功率放大器的应用环境不同时，过流保护的电流阈值的变化范围较小，也就是说，无论音频功率放大器应用于何种环境，本申请公开的过流检测方法都能够准确地检测出输出级电路是否发生过流。

本申请还公开一种过流保护电路，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流保护，其中，输出级电路中的开关管为MOS管。该过流保护电路包括本申请上述公开的任意一种过流检测电路。当过流检测电路输出过流指示信号时，过流保护电路启动对输出级电路的过流保护措施。

由于过流检测电路能够准确地检测出输出级电路是否发生过流，因此，本申请公开的过流保护电路能够准确地对输出级电路施加过流保护措施。在过流检测电路包括钳位控制电路的情况下，当音频功率放大器的输出级电路发生过流时，过流检测电路能够更快地检测到本次过流的发生，相应的，过流保护电路能够更快地启动对输出级电路的过流保护措施。

针对输出级电路的过流保护措施包括将输出级电路关断。实施中，将过流指示信号传输至音频功率放大器的控制器，控制器响应过流指示信号，控制输出级电路中的开关管关断，以实现将输出级电路关断。

本申请还公开一种芯片，该芯片包括音频功率放大器和本申请公开的过流保护电路，音频功率放大器的输出级电路中的开关管为MOS管，过流保护电路用于该输出级电路的过流保护。

本申请公开的芯片，为音频功率放大器的输出级电路配置有过流保护电路，能够准确地对输出级电路施加过流保护措施，防止芯片被烧毁。在过流检测电路包括钳位控制电路的情况下，当音频功率放大器的输出级电路发生过流时，过流检测电路能够更快地检测到本次过流的发生，相应的，过流保护电路能够更快地启动对输出级电路的过流保护措施。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。各个实施例中的各技术特征可以排列组合构成新的实施例。对于实施例公开的过流检测方法、过流保护电路及芯片而言，描述的比较简单，相关之处参见过流检测电路部分的说明即可。

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。

Claims (12)

1.一种过流检测电路，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流检测，所述输出级电路中的开关管为MOS管，其特征在于，所述过流检测电路包括比例电流源、电流采样电路、基准电路和比较电路；

所述比例电流源用于产生第一电流和第二电流，所述第二电流和所述第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数；

所述电流采样电路用于采样流过所述输出级电路的电流，产生与采样电流以及所述第一电流相关的采样电压，其中，所述电流采样电路中的电流采样元件为MOS管；

所述基准电路用于产生与所述第二电流相关的基准电压；

所述比较电路用于比较所述采样电压和所述基准电压，在所述采样电压大于所述基准电压时发出过流指示信号。

2.根据权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于，还包括钳位控制电路，所述钳位控制电路用于：在所述输出级电路未发生过流的情况下，将所述电流采样电路的输出端和所述基准电路的输出端维持在指定的电压差值。

3.根据权利要求2所述的过流检测电路，其特征在于，所述输出级电路包括依次连接于所述输出级电路的电源与接地点之间的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中，所述第一开关管和所述第二开关管为PMOS管，所述第三开关管和所述第四开关管为NMOS管，所述第二开关管和所述第三开关管的公共端为所述输出级电路的输出端；所述电流采样电路包括：第五开关管、第六开关管和第七开关管，其中，所述第五开关管、所述第六开关管和所述第七开关管为NMOS管；

所述第五开关管的栅极与所述第三开关管的栅极连接，所述第五开关管的漏极连接至所述输出级电路的输出端，所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接，所述第六开关管的源极接地，所述第六开关管的栅极与所述第四开关管的栅极连接，所述第七开关管的漏极接入所述第一电流，所述第七开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接，所述第七开关管的栅极与所述第七开关管的漏极连接。

4.根据权利要求3所述的过流检测电路，其特征在于，所述基准电路包括开关管组件和第八开关管；

所述第八开关管的源极接入所述第二电流，所述第八开关管的栅极与所述第七开关管的栅极连接；

所述开关管组件包括依次连接于所述第八开关管的源极和接地点之间的多个NMOS管，所述开关管组件中的NMOS管的栅极均与所述第六开关管的栅极连接。

5.根据权利要求4所述的过流检测电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器；

所述比较器的正向输入端与所述第七开关管的漏极连接，所述比较器的反向输入端与所述第八开关管的漏极连接。

6.根据权利要求5所述的过流检测电路，其特征在于，所述钳位控制电路包括二极管、电阻和开关；

所述二极管的阳极与所述第八开关管的漏极连接，所述二极管的阴极通过所述电阻和所述开关连接至所述第七开关管的漏极。

7.根据权利要求6所述的过流检测电路，其特征在于，所述开关为NMOS管，其漏极通过所述电阻和所述二极管连接至所述第八开关管的漏极、源极与所述第七开关管的漏极连接。

8.根据权利要求6所述的过流检测电路，其特征在于，所述开关为PMOS管，其源极通过所述电阻和所述二极管连接至所述第八开关管的漏极、漏极与所述第七开关管的漏极连接。

9.根据权利要求6、7或8所述的过流检测电路，其特征在于，所述电阻为可调电阻。

10.一种过流检测方法，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流检测，所述输出级电路中的开关管为MOS管，其特征在于，所述方法包括：

获得电流采样电路产生的采样电压，其中，所述电流采样电路用于采样流过所述输出级电路的电流，产生与采样电流和第一电流相关的采样电压，所述电流采样电路中的电流采样元件为MOS管；

获得基准电路产生的基准电压，其中，所述基准电路用于产生与第二电流相关的基准电压，所述第一电流和所述第二电流由比例电流源产生，所述第二电流和所述第一电流的电流比值为N，N为大于1的整数；

比较所述采样电压和所述基准电压，在所述采样电压大于所述基准电压时，确定所述输出级电路发生过流。

11.一种过流保护电路，应用于音频功率放大器的输出级电路的过流保护，所述输出级电路中的开关管为MOS管，其特征在于，所述过流保护电路包括如权利要求1至9中任一项所述的过流检测电路。

12.一种芯片，其特征在于，包括音频功率放大器和如权利要求11所述的过流保护电路，所述音频功率放大器的输出级电路中的开关管为MOS管，所述过流保护电路用于所述输出级电路的过流保护。

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