TW201837637A - 過電流保護電路及電壓調節器 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種過電流保護電路，其包括：感測電晶體，使與輸出電晶體的輸出電流成比例的第一感測電流流動；電壓電流轉換電路，連接於輸出電晶體的輸入端子與輸出端子之間，輸出第一電流；第一電流電壓轉換電路，輸出與第一電流成比例的第一電壓；電壓檢測電路，對第一電壓進行檢測並輸出基於輸出電晶體的輸出電流的第二感測電流；第二電流電壓轉換電路，流動有第一感測電流與第二感測電流；及電流限制電路，基於第二電流電壓轉換電路所輸出的第二電壓來限制輸出電晶體的輸出電流。

Description

過電流保護電路及電壓調節器
本發明是有關於一種保護電晶體（transistor）不受過電流影響的過電流保護電路及電壓調節器（voltage regulator）。
圖7是習知的具備過電流保護電路的電壓調節器的電路圖。 習知的具備過電流保護電路的電壓調節器對電壓輸入端子10的電壓Vin進行控制，以使電壓輸出端子11的電壓Vout成為預先設定的設定電壓值，控制用電晶體12的閘極由電晶體控制電路13控制。分壓電阻電路14將電壓Vout分壓為電壓Vp並輸出至誤差放大器31的非反轉輸入端子。誤差放大器31基於分壓電壓Vp與基準電壓源32所輸出的基準電壓Vref的差而輸出控制用電晶體12的閘極電壓Va。
過電流保護電路15以限制流經控制用電晶體12的電流的方式進行動作。具體動作如下所述。 當在連接於電壓輸出端子11的負載中產生短路故障時，電壓Vout成為0 V，控制用電晶體12的輸出電流Iout增加。電晶體41使與輸出電流Iout成比例的感測電流流經電阻42。當在電阻42的兩端產生的電壓達到反相器電路43的臨限電壓時，反相器電路43將電晶體44導通。當電晶體44導通時，控制用電晶體12的閘極電壓Va受到控制，並限制控制用電晶體12的輸出電流Iout。另外，當電壓Vin變高時，流經電阻45的電流增加。由電晶體46、47構成的電流鏡（current mirror）使與流經電阻45的電流成比例的電流流經電阻42。因此，當電壓Vin高時，在電阻42中產生的電壓變高，與電壓Vin低時相比，以小的感測電流在電阻42的兩端產生的電壓達到反相器電路43的臨限電壓。因此，電壓Vin越高，控制用電晶體12的輸出電流Iout被限制得越小（例如，參照專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-117176號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，習知的過電流保護電路中，未考慮電壓Vin高時的控制。另外，習知的過電流保護電路於電壓Vin高時，藉由流經電阻45的電流來限制輸出電流Iout，因此要限制的電流值會受到電阻45的電阻值偏差的影響。
本發明是鑒於所述課題而成，其目的在於提供一種可正確地檢測控制電晶體中產生的過功率並進行電流限制的過電流保護電路及電壓調節器。 [解決課題之手段]
為了解決習知的課題，本發明的過電流保護電路包括：感測電晶體，使與輸出電晶體的輸出電流成比例的第一感測電流流動；電壓電流轉換電路，連接於輸出電晶體的輸入端子與輸出端子之間，輸出第一電流；第一電流電壓轉換電路，輸出與第一電流成比例的第一電壓；電壓檢測電路，對第一電壓進行檢測並輸出基於輸出電晶體的輸出電流的第二感測電流；第二電流電壓轉換電路，流動有第一感測電流與第二感測電流；及電流限制電路，基於第二電流電壓轉換電路所輸出的第二電壓來限制輸出電晶體的輸出電流。 [發明的效果]
根據本發明的過電流保護電路，由於具備連接於輸出電晶體的輸入端子與輸出端子之間的電壓電流轉換電路，故而可基於電壓電流轉換電路所輸出的第一電流來正確地檢測電晶體中產生的過功率，且可基於其過功率來限制輸出電晶體的輸出電流。
圖1是第一實施形態的具備過電流保護電路的電壓調節器的方塊圖。 第一實施形態的具備過電流保護電路100的電壓調節器具備誤差放大器110、輸出電晶體120及過電流保護電路100。
過電流保護電路100具備感測電晶體121、電壓電流轉換電路122、電流電壓轉換電路123、電壓檢測電路124、電流電壓轉換電路125及電流限制電路126。
關於輸出電晶體120，源極連接於電壓調節器的輸入端子，汲極連接於電壓調節器的輸出端子，閘極連接於誤差放大器110的輸出端子。輸出電晶體120向連接於電壓調節器的輸出端子的外部的負載供給電流Iout。
關於感測電晶體121，源極與閘極分別連接於輸出電晶體120的源極與閘極，汲極連接於電流電壓轉換電路125。感測電晶體121將與輸出電晶體120所輸出的電流Iout成比例的感測電流Is1輸出至電流電壓轉換電路125。
電壓電流轉換電路122連接於電壓調節器的輸入端子與輸出端子，將與電壓Vin與電壓Vout的差成比例的電流I1輸出至電流電壓轉換電路123。電流電壓轉換電路123將與電流I1成比例的電壓V1輸出至電壓檢測電路124。電壓檢測電路124於檢測到電壓V1為規定的檢測電壓Vdet1以上時，將與輸出電晶體120所輸出的電流Iout成比例的感測電流Is2輸出至電流電壓轉換電路125。電流電壓轉換電路125輸入有感測電晶體121的感測電流Is1與電壓檢測電路124的感測電流Is2，將與該些電流成比例的電壓V2輸出至電流限制電路126。電流限制電路126於電壓V2成為規定的檢測電壓Vdet2以上時，對輸出電晶體120的閘極電壓進行控制，從而將輸出電流Iout抑制為所期望的限制電流。
輸出電晶體120中，藉由輸入端子的電壓Vin與輸出端子的電壓Vout而產生式1所表示的功率P。 P=（Vin-Vout）×Iout …（1） 流經感測電晶體121的感測電流Is1由式2表示。 Is1=A×Iout …（2） 電壓電流轉換電路122所輸出的電流I1由式3表示。 I1=B×（Vin-Vout） …（3）
電流電壓轉換電路123所輸出的電壓V1由式4表示。 V1=C×I1 …（4） 電壓檢測電路124於V1＞Vdet1時所輸出的感測電流Is2由式5表示。 Is2=D×Iout …（5） 電流電壓轉換電路125所輸出的電壓V2由式6表示。 V2=E×（Is1+Is2） …（6） 此處，A、B、C、D、E為由電路常數決定的正常數。
＜輸入輸出電壓差（Vin-Vout）小時的限制電流Ilim值＞ 當電流I1即電壓V1小於檢測電壓Vdet1時，電壓檢測電路124所輸出的感測電流Is2成為零。於電壓V2與檢測電壓Vdet2相等的條件下決定輸出電晶體120的限制電流Ilim1。 Ilim1=Vdet2/A/E …（7）
＜輸入輸出電壓差（Vin-Vout）大時的限制電流Ilim值＞ 當電流I1即電壓V1為檢測電壓Vdet1以上時，電壓檢測電路124使感測電流Is2開始流動。此時，於電壓V2與檢測電壓Vdet2相等的條件下決定輸出電晶體120的限制電流Ilim2。 Ilim2=Vdet2/（A+D）/E …（8） 根據式7與式8，Ilim1＞Ilim2。
如以上所說明般，若使用過電流保護電路100，則可檢測到輸入輸出電壓差（Vin-Vout）變大而限制輸出電流Iout，因此可防止由過功率所引起的輸出電晶體120的熱損傷，且可防止過剩地限制電壓調節器的電流輸出能力。
圖2是表示第一實施形態的過電流保護電路100的一例的電路圖。 為了方便說明，使輸出電晶體120包含於過電流保護電路100中來進行圖示。 電壓電流轉換電路122具備電阻140、P通道金屬氧化物半導體（P-channel Metal Oxide Semiconductor，PMOS）電晶體141、142及N通道金屬氧化物半導體（N-channel Metal Oxide Semiconductor，NMOS）電晶體143、144。
關於PMOS電晶體141，源極連接於電壓調節器的輸出端子，閘極與汲極連接於PMOS電晶體142的閘極及NMOS電晶體143的汲極。關於NMOS電晶體143，源極連接於接地端子，閘極連接於NMOS電晶體144的閘極與汲極以及PMOS電晶體142的汲極。NMOS電晶體144的源極連接於接地端子。PMOS電晶體142的源極連接於電阻140的一端子。電阻140的另一端子連接於電壓電流轉換電路122的輸出端子。
電流電壓轉換電路123具備電阻150。 電阻150連接於電流電壓轉換電路123的輸入輸出端子間。 電壓檢測電路124具備PMOS電晶體160、161。
關於PMOS電晶體161，閘極連接於電壓檢測電路124的輸入端子，源極連接於PMOS電晶體160的汲極，汲極連接於電壓檢測電路124的輸出端子。關於PMOS電晶體160，閘極連接於端子Vctr，源極連接於電壓調節器的輸入端子。
電流電壓轉換電路125具備電阻170。 關於電阻170，一端子連接於電壓檢測電路124的輸出端子與電流電壓轉換電路125的輸出端子，另一端子連接於接地端子。 電流限制電路126具備NMOS電晶體180、電阻181、PMOS電晶體182。
關於NMOS電晶體180，閘極連接於電流限制電路126的輸入端子，汲極連接於電阻181的一端子，源極連接於接地端子。關於PMOS電晶體182，閘極連接於電阻181的一端子，源極連接於電壓調節器的輸入端子，汲極連接於端子Vctr。
於電壓電流轉換電路122中，NMOS電晶體143與NMOS電晶體144構成電流鏡。於NMOS電晶體143與NMOS電晶體144的尺寸比和PMOS電晶體141與PMOS電晶體142的尺寸比相等的情況下，PMOS電晶體141與PMOS電晶體142的閘極-源極間電壓Vgs相等。因此，PMOS電晶體142的源極的電壓Vom與電壓調節器的輸出端子的電壓Vout一致。在電阻140與電阻150的串聯電阻的兩端施加有相當於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）的電壓，因此電壓電流轉換電路122所輸出的電流I1成為與輸入輸出電壓差（Vin-Vout）成比例的電流值。電流電壓轉換電路123所輸出的電壓V1在電阻150中產生於兩端，並由式4給出。當將電阻140與電阻150的電阻值分別設為R140、R150時，式3的常數B與1/（R140+R150）相等，式4的常數C與電阻值R140相等。
於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）小時，電壓V1與電壓Vin的電壓差小且未達到PMOS電晶體161的臨限值，因此PMOS電晶體161斷開。於該情況下，僅感測電流Is1流經電阻170。當將電阻170的電阻值設為R170時，式6的常數E與電阻值R170相等。
當電阻170中產生的電壓V2達到NMOS電晶體180的臨限值時，NMOS電晶體180導通，在電阻181的兩端產生電壓。在電阻181的兩端，當電壓達到PMOS電晶體182的臨限值時，PMOS電晶體182導通，從而限制輸出電晶體120的輸出電流Iout。此時，限制電流Ilim1由式7表示。
於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）大時，當電壓V1與電壓Vin的電壓差達到PMOS電晶體161的臨限值時，PMOS電晶體161導通。當PMOS電晶體161導通時，藉由PMOS電晶體160，與輸出電晶體120的輸出電流成比例的感測電流Is2流動至電阻170。此時，限制電流Ilim2由式8表示。
此處，電壓V1與電壓Vin的電壓差由式9給出。 Vin-V1=R150/（R140+R150）×（Vin-Vout） …（9） 關於以相同的製造步驟構成於單石積體電路（monolithic Integrated Circuit，monolithic IC）上的電阻彼此的電阻值的比，精度高且基本不受到電阻值的特性偏差的影響。因而，電壓V1可獲得與輸入輸出電壓差（Vin-Vout）精度佳地成比例的電壓。可精度佳地設定PMOS電晶體161開始導通而限制電流開始自Ilim1轉變為Ilim2的條件。另外，式9的R150/（R140+R150）可根據電阻的尺寸設定而容易變更數值，因此可自由設定減小限制電流的輸入輸出電壓差（Vin-Vout）條件。
該示例中，檢測電壓Vdet1是根據PMOS電晶體161的臨限值而決定，另外，檢測電壓Vdet2是根據NMOS電晶體180的臨限值而決定。另外，式2的常數A是根據輸出電晶體120與121的尺寸比而決定，另外，式5的常數D是根據輸出電晶體120與160的尺寸比而決定。
如此，若使用過電流保護電路100，則可檢測到輸入輸出電壓差（Vin-Vout）變大而限制輸出電流Iout，因此可防止由過功率所引起的輸出電晶體120的熱損傷，且可防止過剩地限制電壓調節器的電流輸出能力。
圖3是第一實施形態的過電流保護電路100的另一例的電路圖。 於圖3的過電流保護電路中，針對與圖2相同的部位，省略說明。 電壓電流轉換電路222具備電阻240、PMOS電晶體241、242、245及NMOS電晶體243、244。
關於PMOS電晶體241、242、NMOS電晶體243、244及電阻240，與圖2的PMOS電晶體141、142、NMOS電晶體143、144及電阻140同樣地連接。關於PMOS電晶體245，閘極連接於PMOS電晶體241、242的閘極，源極連接於PMOS電晶體242的源極，汲極連接於電阻250的一端子。
電流電壓轉換電路223具備電阻250。 電壓檢測電路224具備PMOS電晶體260、266、267、NMOS電晶體261、262、263、264及基準電壓源265。
關於PMOS電晶體260，源極連接於電壓調節器的輸入端子，閘極連接於端子Vctr，汲極連接於NMOS電晶體261的汲極與閘極以及NMOS電晶體262的閘極。NMOS電晶體261、262的源極連接於接地端子。NMOS電晶體262的汲極連接於NMOS電晶體263、264的源極。NMOS電晶體263的汲極連接於PMOS電晶體266的汲極與閘極以及PMOS電晶體267的閘極。關於NMOS電晶體264，閘極連接於基準電壓源265的一端子，汲極連接於電壓調節器的輸入端子。PMOS電晶體266、267的源極連接於電壓調節器的輸入端子。PMOS電晶體267的汲極連接於電阻170的一端子。 關於電壓電流轉換電路222的動作，除PMOS電晶體245以外，與圖2的電壓電流轉換電路122相同，因此省略說明。
流經PMOS電晶體242與PMOS電晶體245的電流成為與輸入輸出電壓差（Vin-Vout）成比例的電流值。於PMOS電晶體242與PMOS電晶體245同時以飽和狀態進行動作時，自PMOS電晶體245輸出的電壓電流轉換電路222的輸出電流I1成為流經電阻240的電流根據PMOS電晶體242與PMOS電晶體245的尺寸比進行分割而得的電流值。
電流電壓轉換電路223所輸出的電壓V1在電阻250中產生於兩端，並由式4給出。當將電阻240的電阻值設為R240時，式3的常數B成為1/R240。另外，當將電阻250的電阻值設為R250時，式4的常數C是依存於電阻值R250、PMOS電晶體242與PMOS電晶體245的尺寸比而決定。
於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）小時，電壓V1的電壓低於基準電壓源265所輸出的基準電壓Vref。當電壓V1低於基準電壓Vref時，由NMOS電晶體263、264構成的差動對使電流流經NMOS電晶體264。如此，由PMOS電晶體266、267構成的電流鏡所輸出的感測電流Is2成為零，僅感測電流Is1流經電阻170。此時，與圖2的情況同樣地，限制電流Ilim1由式7表示。
於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）大時，當電壓V1高於基準電壓Vref時，由NMOS電晶體263、264構成的差動對使電流流經NMOS電晶體263。PMOS電晶體260使與輸出電晶體120的輸出電流成比例的電流流經由NMOS電晶體261、262構成的電流鏡，因此作為結果，感測電流Is2成為與輸出電晶體120的輸出電流成比例的電流。此時，與圖2的情況同樣地，限制電流Ilim2由式8表示。
此處，電壓V1由式10給出。 V1=R250/R240×F×（Vin-Vout） …（10） F為根據PMOS電晶體242與PMOS電晶體245的尺寸比而決定的常數。與電阻比同樣地，構成於單石IC上的電晶體彼此的尺寸比的精度高，因此電壓V1基本不受到元件特性的偏差的影響。因而，電壓V1可獲得與輸入輸出電壓差（Vin-Vout）精度佳地成比例的電壓。
圖2的電壓檢測電路124中，根據PMOS電晶體的臨限值來決定減小限制電流的輸入輸出電壓差（Vin-Vout）條件，因此受到電晶體的臨限值的溫度變化或特性偏差的影響。但是，圖3的電壓檢測電路224中，根據電壓V1與基準電壓Vref的比較來決定減小限制電流的輸入輸出電壓差（Vin-Vout）條件，因此可進一步提高功率檢測精度。
圖4是第二實施形態的具備過電流保護電路200的電壓調節器的方塊圖。 過電流保護電路200與第一實施形態的過電流保護電路100不同的方面在於：誤差放大器110的輸出端子連接於電壓電流轉換電路322。電流電壓轉換電路323進行與電流電壓轉換電路123相同的動作。
電壓電流轉換電路322於輸出電晶體120的輸出電流Iout為規定值以下時，以輸出與輸出電晶體120的輸出電流Iout成比例的電流I1的方式進行動作。因此，過電流保護電路200與過電流保護電路100相比，於流經連接於電壓調節器的輸出端子的負載的電流少的情況下，電流I1變少，因此電路的消耗電流變少。因此，除第一實施形態的效果以外，亦可獲得抑制電路電流而使電壓調節器低消耗功率化的效果。
圖5是表示第二實施形態的過電流保護電路200的一例的電路圖。 此處，針對與過電流保護電路100相同的部位，省略說明。 電壓電流轉換電路322具備PMOS電晶體310、NMOS電晶體311、312及電阻340。
關於PMOS電晶體310，源極連接於電壓調節器的輸入端子，閘極連接於端子Vctr，汲極連接於NMOS電晶體311的閘極與汲極以及NMOS電晶體312的閘極。NMOS電晶體311的源極連接於電壓調節器的輸出端子與NMOS電晶體312的源極。NMOS電晶體312的汲極連接於電阻340的一端子。電阻340的另一端子連接於電阻350的一端子及PMOS電晶體361的閘極。
電壓電流轉換電路323具備電阻350。 電壓檢測電路324具備PMOS電晶體360、361、362及基準電壓源363。
關於PMOS電晶體360，源極連接於電壓調節器的輸入端子，閘極連接於端子Vctr，汲極連接於PMOS電晶體361與PMOS電晶體362的源極。PMOS電晶體361的汲極連接於電阻170的一端子。關於PMOS電晶體362，閘極連接於基準電壓源363的一端子，汲極連接於接地端子。基準電壓源363的另一端子連接於電壓調節器的輸入端子。
PMOS電晶體310使與輸出電晶體120的輸出電流Iout成比例的電流流經NMOS電晶體311。NMOS電晶體311、312構成電流鏡，並使與輸出電流Iout成比例的電流流經電阻340、350。
於輸出電流Iout小時，在電阻350的兩端產生的電壓即電壓Vin與電壓V1的電壓差變小。於電壓V1高於基準電壓Vref時，由PMOS電晶體361、362構成的差動對使電流流經PMOS電晶體362。PMOS電晶體361所輸出的感測電流Is2成為零，僅感測電流Is1流經電阻170。因而，於輸出電流Iout小時，無論輸入輸出電壓差（Vin-Vout）的大小如何，限制電流Ilim1均成為式7所表示的值。
於輸出電流Iout大時，流經PMOS電晶體310的電流變大，因此NMOS電晶體312的導通電阻變小。當NMOS電晶體312的導通電阻變小時，NMOS電晶體312的汲極電壓Vom與輸出端子的電壓Vout大致相等，在電阻350與電阻340的串聯電阻的兩端施加有相當於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）的電壓，因此電壓電流轉換電路322所輸出的電流I1成為與輸入輸出電壓差（Vin-Vout）成比例的電流值。因此，於輸出電流Iout大時，自電壓電流轉換電路322輸出式3所表示的電流。電流電壓轉換電路323所輸出的電壓V1在電阻350中產生於兩端，並由式4給出。
於輸出電流Iout大且輸入輸出電壓差（Vin-Vout）小時，電壓V1的電壓高於基準電壓源363所輸出的基準電壓Vref，因此由PMOS電晶體361、362構成的差動對使電流流經PMOS電晶體362。如此，PMOS電晶體361所輸出的感測電流Is2成為零，僅感測電流Is1流經電阻170。此時，限制電流Ilim1由式7表示。
於輸出電流Iout大且輸入輸出電壓差（Vin-Vout）大時，電壓V1低於基準電壓Vref，因此由PMOS電晶體361、362構成的差動對使電流流經PMOS電晶體361。如此，PMOS電晶體361將自PMOS電晶體360供給的與輸出電流Iout成比例的電流以感測電流Is2的形式輸出。此時，限制電流Ilim2由式8表示。
以相對於限制輸出電晶體120的過電流的輸出電流Iout，可確實地輸出電流I1的方式設計PMOS電晶體310、NMOS電晶體311、312及電阻340、350，藉此可進行與第一實施形態相同的過電流保護動作。
另外，電壓電流轉換電路322成為僅於輸出電流Iout大時消耗電路電流的構成。因此，過電流保護電路200於負載的負載電流小且輸出電晶體120的輸出電流Iout小時，可減少電路電流。 再者，圖5的過電流保護電路200中，式5的常數D是根據輸出電晶體120與360的尺寸比而決定。
圖6是表示第二實施形態的過電流保護電路200的另一例的電路圖。 於圖6的過電流保護電路200中，針對與第一實施形態、第二實施形態相同的部位，省略說明。 電壓電流轉換電路422具備PMOS電晶體441、442、445、446、NMOS電晶體443、444與電阻440。
關於PMOS電晶體441，源極連接於電壓調節器的輸出端子，閘極與汲極連接於PMOS電晶體442的閘極及PMOS電晶體445的閘極以及NMOS電晶體443的汲極。關於NMOS電晶體443，源極連接於接地端子，閘極連接於NMOS電晶體444的閘極與汲極及PMOS電晶體442的汲極。NMOS電晶體444的源極連接於接地端子。PMOS電晶體442的源極連接於電阻440的一端子與PMOS電晶體445的源極。電阻440的另一端子連接於PMOS電晶體446的汲極。PMOS電晶體445的汲極連接於電阻250的一端子與NMOS電晶體263的閘極。關於PMOS電晶體446，閘極連接於端子Vctr，源極連接於電壓調節器的輸入端子。
PMOS電晶體441、442、445、NMOS電晶體443、444及電阻440以與電壓電流轉換電路222相同的構成來同樣地進行動作。PMOS電晶體446使與輸出電晶體120的輸出電流Iout成比例的電流流經電阻440。因而，在電阻250中流動有與輸出電流Iout成比例的電流。
於輸出電流Iout小時，在電阻250的兩端產生的電壓V1變低。當電壓V1低於基準電壓Vref時，由NMOS電晶體263、264構成的差動對使電流流經NMOS電晶體264。如此，由PMOS電晶體266、267構成的電流鏡所輸出的感測電流Is2成為零，僅感測電流Is1流經電阻170。因而，於輸出電流Iout小時，無論輸入輸出電壓差（Vin-Vout）的大小如何，電壓檢測電路224均不輸出感測電流Is2，因此限制電流成為式7所表示的值。
於輸出電流Iout大時，流經PMOS電晶體446的電流變大，因此PMOS電晶體446的導通電阻變小。當PMOS電晶體446的導通電阻變小時，PMOS電晶體446的汲極電壓Vim與輸入端子的電壓Vin大致相等。在電阻440的兩端施加有相當於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）的電壓，因此流經PMOS電晶體442與PMOS電晶體445的電流成為與輸入輸出電壓差（Vin-Vout）成比例的電流值。 因此，於輸出電流Iout大時，自電壓電流轉換電路422輸出式3所表示的電流I1。
電壓電流轉換電路223輸出在電阻250中產生於兩端且由式4給出的電壓V1。當將電阻440的電阻值設為R440時，式3的常數B成為1/R440。另外，當將電阻250的電阻值設為R250時，式4的常數C是依存於電阻值R250、PMOS電晶體442與PMOS電晶體445的尺寸比而決定。
於輸出電流Iout大且輸入輸出電壓差（Vin-Vout）小時，電壓V1的電壓低於基準電壓源265所輸出的基準電壓Vref。另一方面，於輸出電流Iout大且輸入輸出電壓差（Vin-Vout）大時，電壓Vin與電壓V1的電壓差高於基準電壓Vref。與電壓V1的高低對應的電壓檢測電路224的動作如圖3所說明般。
以相對於限制輸出電晶體120的過電流的輸出電流Iout，可確實地輸出電流I1的方式設計PMOS電晶體446、電阻440，藉此可進行與第一實施形態相同的過電流保護動作。
另外，第一實施形態的電壓電流轉換電路122、222中，於輸入輸出電壓差（Vin-Vout）大時，電路電流會在輸入端子與接地端子之間流動，相對於此，第二實施形態的電壓電流轉換電路422成為僅於輸出電流Iout大時消耗電路電流的構成。因此，與圖5的過電流保護電路200同樣地，於輸出電流Iout小時，可抑制過電流保護電路200的電路電流。
如以上所說明般，若使用第二實施形態的過電流保護電路200，則除獲得與第一實施形態的過電流保護電路100相同的效果以外，亦可實現低消耗功率的過電流保護電路。
再者，並不限定於實施形態所示的構成，當然可於不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。例如，電阻亦可由具有相同功能的阻抗元件構成。
10‧‧‧電壓輸入端子
11‧‧‧電壓輸出端子
12‧‧‧控制用電晶體
13‧‧‧電晶體控制電路
14‧‧‧分壓電阻電路
15、100、200‧‧‧過電流保護電路
31、110‧‧‧誤差放大器
32、265、363‧‧‧基準電壓源
41、44、46、47‧‧‧電晶體
42、45、140、150、170、181、240、250、340、350、440‧‧‧電阻
43‧‧‧反相器電路
120‧‧‧輸出電晶體
121‧‧‧感測電晶體
122、222、322、422‧‧‧電壓電流轉換電路
123、125、223、323‧‧‧電流電壓轉換電路
124、224、324‧‧‧電壓檢測電路
126‧‧‧電流限制電路
141、142、160、161、182、241、242、245、260、266、267、310、360、361、362、441、442、445、446‧‧‧PMOS電晶體
143、144、180、243、244、261、262、263、264、311、312、443、444‧‧‧NMOS電晶體
I1、Iout‧‧‧電流（輸出電流）
Is1、Is2‧‧‧感測電流
V1、V2、Vin、Vout‧‧‧電壓
Va‧‧‧閘極電壓
Vctr‧‧‧端子
Vom‧‧‧電壓（汲極電壓）
Vim‧‧‧汲極電壓
Vp‧‧‧電壓（分壓電壓）
Vref‧‧‧基準電壓
圖1是第一實施形態的具備過電流保護電路的電壓調節器的方塊圖。 圖2是表示第一實施形態的過電流保護電路的一例的電路圖。 圖3是表示第一實施形態的過電流保護電路的另一例的電路圖。 圖4是第二實施形態的具備過電流保護電路的電壓調節器的方塊圖。 圖5是表示第二實施形態的過電流保護電路的一例的電路圖。 圖6是表示第二實施形態的過電流保護電路的另一例的電路圖。 圖7是習知的具備過電流保護電路的電壓調節器的電路圖。

Claims (9)

  1. 一種過電流保護電路，其包括： 感測電晶體，使與向負載供給電流的輸出電晶體的輸出電流成比例的第一感測電流流動； 電壓電流轉換電路，連接於所述輸出電晶體的輸入端子與輸出端子之間，輸出第一電流； 第一電流電壓轉換電路，輸出與所述第一電流成比例的第一電壓； 電壓檢測電路，對所述第一電壓進行檢測並輸出基於所述輸出電晶體的輸出電流的第二感測電流； 第二電流電壓轉換電路，流動有所述第一感測電流與所述第二感測電流；及 電流限制電路，基於所述第二電流電壓轉換電路所輸出的第二電壓來限制所述輸出電晶體的輸出電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓電流轉換電路輸出與所述輸出電晶體的輸入端子和輸出端子的電壓差成比例的所述第一電流。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓電流轉換電路於所述輸出電晶體的輸出電流小時，輸出與所述輸出電晶體的輸出電流成比例的所述第一電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓電流轉換電路具備施加有與所述輸出電晶體的輸入端子和輸出端子間的電壓差相等的電壓的第一電阻元件， 並輸出與所述第一電阻元件的電阻值成反比例的第一電流， 所述第一電流電壓轉換電路具備第二電阻元件，並輸出與所述第二電阻元件的電阻值和所述第一電流成比例的所述第一電壓。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓電流轉換電路於所述輸出電晶體的輸出電流小時，輸出與所述輸出電晶體的輸出電流成比例的所述第一電流。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓電流轉換電路具備施加有與所述輸出電晶體的輸入端子和輸出端子間的電壓差相等的電壓的第一電阻元件， 並輸出與所述第一電阻元件的電阻值成反比例的第一電流， 所述第一電流電壓轉換電路具備第二電阻元件，並輸出與所述第二電阻元件的電阻值和所述第一電流成比例的所述第一電壓。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓電流轉換電路具備施加有與所述輸出電晶體的輸入端子和輸出端子間的電壓差相等的電壓的第一電阻元件， 並輸出與所述第一電阻元件的電阻值成反比例的第一電流， 所述第一電流電壓轉換電路具備第二電阻元件，並輸出與所述第二電阻元件的電阻值和所述第一電流成比例的所述第一電壓。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的過電流保護電路，其中 所述電壓檢測電路具備使與所述輸出電晶體的輸出電流成比例的電流流動的第三電晶體，當檢測到所述第一電壓為規定的電壓以上時，輸出與第三電晶體的輸出電流成比例的第二感測電流。
  9. 一種電壓調節器，其特徵在於包括： 輸出電晶體，輸出輸出電壓； 誤差放大器，以使所述輸出電壓成為所期望的電壓的方式控制所述輸出電晶體；及 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的過電流保護電路。
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