TWI374594B - - Google Patents

Description

1374594 九、發明說明： 【發$所屬之技術領域】 路與方二月::二」重』力率右積體電路及其過電流保護電 體電路及其過電流“電路；=限流保護機制的功率積 【先前技術】 近幾年來，由於科技的發展 增’而在電子產品中，除了產品本品的產量大 需要被重視的部分就在於電源 1 外，最 (Γ㈣節器、電壓穩壓器等相二’二; (p°wmic)，這些都足以影響產品運作的 提供的電壓穩壓器來講，電壓穩壓器是-種可以 =;負載的電路’根據負载阻抗的變化，電壓 也，節，因此使輸出電壓維持在 σ 4讀器使用於消費性電子產 不同的產品，其中的設計也就會有 似m .低輸入-輸出壓差、高(低)輸出功率、 態電 >爪、低雜訊以及高電源拒斥等不同功能，以符合 種電子產品的使用需求。然而，不管在何種功率積體電 路中，為了防止輸出的電流過大、或者是當輸出端發生短 路時所造成的内部電路損毀’因此都會内建設計有過電流 保護電路，以讓功率積體電路操作在安全穩定的狀態。 而目前習知技術在具過電流保護之功率積體電路方 面，大致可有以下幾種設計方式： 首先，咕參考第一圖，為習知技術具過電流保護之功 6 1374594 率積體電路的第一電路示意圖。如圖所示，其中的過電流 保護電路9包含一限流開關電晶體Qi及一感測電阻Ri， 其中由於輸出電流會流過感測電阻Ri，因此便可根據感測 電阻Ri的跨壓來設計電阻的阻值，而當輸出電流到達不安 全的值時，限流開關電晶體Q!便會導通以限制輸出電流的 大小。換句話說，當輸出電流增加，感測電阻Ri的跨壓壓 降跟著增加，使得限流開關電晶體Q!開始傳導電流。而另 一方面，參考電流源係用以產生一偏壓電流1丨，並且連接 到限流開關電晶體Q!之集極端，如此一來讓原本流到功率 電晶體Q2之基極端的驅動電流12便會減少。因此，當發 生輪出電流超過限制的條件時，即可以達到限制輸出電流 的功效。 但是，此設計之過電流保護電路9有兩個缺點：第一， 由於輸出電流會流過感測電阻Ri，因此當輸出電流很大 時，會造成感測電阻Ri的跨壓過大，導致在感測電阻Ri 上有較大的功率損耗。於是輸入電壓VDD與輸出電壓V0UT 也就會有較大的電壓差。第二，此電路9對溫度的敏感度 很高。由於限流開關電晶體Q!的基-射極電壓Vbe是負的 溫度係數，而感測電阻Ri是正的溫度係數，因此會造成原 先已設定調整好的限流臨界值容易因為溫度的增加而使限 流臨界值下降。 於是，請再參考第二圖’為習知技術具過電流保護之 功率積體電路的第二電路示意圖。如圖所示’其中功率積 體電路係由一過電流保護電路9’搭配一穩壓電路。其 中，穩壓電路係包含一誤差放大器EA、一功率電晶體、 一回授電阻網路Rfi、Rf2及一參考電壓源VREF。當穩壓電 7 1374594 路出&的負載電流增加(或減少）時，輸出電壓ν〇υτ會 下降(或上升），此時回授電阻網路rf1、rF2會將感測到的 輸f電壓Lb量輪入到誤差放大器EA的輸入端，再 與f電愿源Vref的參考值去作比較。於是誤差放大器 EA曰產生-個控制訊號來控制功率電晶體Μ!冑通電流匕 的大小，進而調節輪出電壓^到正常穩壓值。 而過電流保護雷路_Q，6. n 罨路9包含一感剩電晶體m2、複數個 Ξ二?，，，、一參考電流^及-糾。 :比例it電晶體Μ的電流會經由感測電晶體％以 成比例關係地產生感測電流， 再映射至電晶體〇”而•、〜θ ^步机過^曰曰組Q4 衅0㈣電机源^供的參考電流14透過電晶 =5免體.並且電紅1制來當作補償電Ξ 流過大而超過設定的限流臨界㈣ 田負，

，M3導通，進而驅動功率電晶體M 位’以限鑛過功率電晶體⑽的輸出電流。4 %此過電流保護電路9,的缺點為：第—，盈折 也==生轉時會發級高的熱損耗。 時，功率雷曰挪費率之外’當輸入輸出的電壓差較大 力率電曰曰體M】可能會發生損壞。第二則是在 而要設計使用補償電容，因而會增加功率積體電路的面積。 過電：護ΐ ί i述習知技術的缺點，便是目前在 佧°蔓電路方面值得加以研究設計的地方。 【發明内容】 有錄於此’本發明所要解決的技術問題在於，在過電 8 1374594 流保λ電路中，同時設計有固定限流（Constant Current Limit)及折返限流(F〇id-back Current Limit)的兩段限流機 制’藉以讓搭配此一過電流保護電路的功率積體電路 (Power 1C)得以將輸出電流箝制於一固定值，以避免過電流 的發生’並且降低在輸出端發生短路現象時，功率電晶體 所產生的功率散溢及熱耗損β藉此，以達到保错 電路内部電路及輸出端所連接之負載的目的。、°又 ' 為了達到上述目的，根據本發明所提出之一方案，提 供一種具過電流保護之功率積體電路，係接輪 壓，並轉換成一輸出電壓，以提供給一負載，发勺一 功率電晶體、—回授電路、—輸出控制單元及=電产保 ^電路1其卜功率電晶體係用以提供-輪出電流給^負 載’回授電路係用來铺測輸出電壓以產生_ ^ ，㈣單元_接收回授信號’並且將=二 考電壓源進行運算，以產生一雷厭 又k唬舁麥 雷曰_之、蛋你^ 產 电&控制“號來控制該功率 电_之運作。而過電流保護電路係設計有 界值及-折返限流臨界值，料進^限^ 以調整該輸出電壓及該輸出電流；;2電晶體’ 該固定限流臨界值時，過電流㈣右^電流大於 定電流值，以降低該輪出電壓至-額 會將該輸出電流限制於-低電流值寺使保護電路 零電位。 值使3亥輸出電壓降低至 為了達到上述目的，根據本發明所提出 提供一種過電流保護電路，其係 另方案， 該功率積體電路係接L電據率積體電路， Λ亚依據一回授電路的 9 1374594 回授彳5號，來趣功率 電流，而該過輸出:輸f 返限流電路。发士 -匕3.—固疋限流電路及一折 界值，並進二2流電路係設計有—固親流臨 電壓位準控制^ I二:則Ϊ測電晶體…開關電晶體及一 體的電流量，以70 Λ/ =、Γ晶體係用來感測流過功率電晶 電流保護電路的=/則電流’而開關電晶體係作為過 感測電流二ί壓位準控制單元則係依據 電晶體的運作。=，談订毛壓位準偏移，以控制開關 限流臨界值，用以依據=返，電路則係設計有一折返 該固定限流電路來分壓，並搭配 定電流值，以降低該輸出電電流=於-固 係大於折返限流臨界值時丄而田雨出電流 電路以將輪出:電流限制搭配固定限流 零電位。 氏菟机值，使輪出電壓降低至 為了達到上述目的，根據本發明所提出 1 一種過電流保護方法，係應用於—功率積 案」 功率積體轉健L電壓，並 1 ’该 :來控制一功率電晶體輪出一輸出電壓 流，而該過電流保護方法之步驟包括：首 =出電 輸出電壓，以固定功率電晶體提供輸出電流。該 偵測該輸出電流，以在偵測該輸出電流係大於 值時’控制該功率電晶體以限制該輸出電流於一 ‘； 3二=輸出電壓降至零電位，而在偵測該輸出電流3 、固疋L界值時，則控制該功率電晶體以籍制讀 I374594 輸出電流於一固定電流值，進而降低該輸出電壓至一額定 值° 藉此，在過電流或短路狀況產生時，得以針對功率積 體電路之内部電路及輸出端之負載電路來進行保護。】 且，本發明不僅可以有效地達到過電流及短路保護的作 用]由於使用較少的it件，因而更可在標準互補金屬氧化 半導體(CMOS)製程中，縮小功率積體電路的面積。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能 進-步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及 功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明 及圖式中加以闡述。 【實施方式】： 本發明主要是在過電流保護電路中，同時設計有固定 限流（Constant C赃entUmit)及折返限流(F〇kJ_back Current

Lrnm)的兩段限流機制，藉以讓搭配此—過電流保護電路

=功率積«路(P_ 1C)得以避免過電流的發生，並且在 而發生短路現象時，得以降低功率電晶體所產生的功 =政溢及齡損。藉此’以達到保護功率積體電路内部電 路及輸出端所連接之負載的目的。

明同時參考第二圖’為本發明具過電流保護之功率積 的實施例方塊圖。如圖所示，本實施例提供一種功 =^電路ί是用以接收—輪人電壓源2所產生的一輸 爾ν堅VDD’並在正常的運作狀態下得以轉換成一輸出電 以提供給—負載3使用。而本實施例之功率積體 ^_1包括：-功率電晶體u、—回授電路12、一輸出控 制早M3及-過電流保護電路14。其中，功率電晶體U 1374594 是接收該輸入電壓VDD，並且藉由輸出控制單元13的控制 以提供一輸出電流Ιουτ給負截3。 回授電路12主要是用來偵測該輸出電壓V0UT以產生 一回授信號。而輸出控制單元13則是具有一參考電壓源 (圖未示），並且用以接收該回授信號’以將回授信號與該 茶考電壓源進行運算，進而產生一電壓控制信號來控制功 率電晶體11之運作。 此外，過電流保護電路14中是包含一固定限流電路 141及一折返限流電路142。其中，固定限流電路ι41利用 電路匹配而詨計有一固定限流臨界值；而折返限流電路 142利用電路匹配而設計有一折返限流臨界值，以讓過電 流保護電路14能夠進一步控制功率電晶體11以調整輸出 電壓V0UT及輸出電流ιουτ。

如此一來，當輸出電流Ιουτ大於固定限流臨界值時， 過電流保護f路14就會將輸出電流Ι〇υτ箝制於一固定電 流值，以降低輸出電壓V0UT並維持在一額定值。其中所箝 制的固定電流值在實際設計上是依據功率積體電路丨的不 同而來加以匹配設計，以避免過電流狀況的產生，在此並 無加以限制其電流值大小；而相對的，將輸出電壓V〇UT 維持在該額定值則是依據該固定電流值，而直接進行換算 所得。 另外，當輸出電流I0UT大於折返限流臨界值時，過電 流保護電路14則會將輸出電流Ι〇υτ限制於一低電流值， 使輸出電壓V〇 υτ能夠降低至零電位。其中，折返限流臨界 值的訂定是依據一預估短路電流來設計，也就是當輸出電 流I ουτ超過折返限流臨界值時，表示在輸出端之負載3有 12 1374594 產生短路的情形。 請再參考第四圖，為本發明具過電流保護之功率積體 電路的實施例電路示意圖。本實施例是對應第三圖之實施 例方塊圖’進一步揭露其實際實施的電路圖，並且本實施 例之電路主要是可用來實現電壓穩壓器之功率積體電路。 如圖所示’其中的功率電晶體(MP0)11可為P通道金 屬氧化半導體場效電晶體(p_channel MOSFET，PMOS)之 設計。而在回授電路12方面，則可利用電阻RF1及心2來 組成一回授f阻網路’以用來進行偵測輸出電壓V〇UT。 再者’在本實施例中’輸出控制單元13的電路是例 如包含了誤差放大器ΕΑ及參考電壓源VREF，並且輸出控 制單元13、回授電路12與功率電晶體(Mp〇)u可如圖所示 是架構成一負回授控制之設計，讓誤差放大器EA的一正 向輸入端(+)是接收回授電路12所產生的回授信號；而誤 差放大益EA的一反向輸入端㈠則是連接該參考電壓源 Vref’進而在將回授信號與參考電壓源vREF進行誤差放大 運异後，產生該電壓控制信號。 換句話說’當功率積體電路1的輸出電壓V〇UT產生 變化時’回授電路12會偵測輸出電壓ν〇υτ的變化量，並 將其隻化里傳入誤差放大器EA的正向輸入端，由誤差放 大器EA將之與反向輸入端的參考電壓源VREF進行運算， 以產生電壓控制訊號來控制功率電晶體Mp〇的閘極端，亦 即控制功率電晶體MP0所輸出的輸出電流；[〇υτ之大小，進 而讓電壓穩壓器的輸出端可以穩壓在固定的電壓位準。 而在過電流保護電路14 .方面.，在實際電路圖中主要 可分為固定限流電路141及折返限流電路142。其中，固 13 1374594 定限流電路.141至少包含：一感測電晶體Mi、一電壓位準 控制單元1411、一開關電晶體Μ;及電阻R2，r3 ;而電壓 位準控制單元1411更進一步包括一偏壓電流18及電晶體 Μ3 ’ M4。另外，折返限流電路142是包含電晶體m2及電 阻汉1，並且在實際運用上則是會搭配固定限流電路141來 進行運作，以進一步控制功率電晶體MP0之操作。而針對 第四圖之實施例電路圖的電路運作及元件連接關係，請再 繼續參考接下來的描述説明。 首先，以電路原理來看，電壓穩壓器供應至負载3的 幸剧出電流Ι〇υτ約等於流過功率電晶體Mp〇的電流量，僅有 非常微小的電流會流過回授電路12。因此，其中的感測電 晶體Μ!藉由與功率電晶體MP0共源極的連接，以及相同 閘極的控制，用來達到感測流過功率電晶體MP〇的電流 量，以產生一感測電流。 而感測電晶體Μ!所產生的感測電流會流過電晶體m2 與電阻R2。如此一來，在電阻I的兩端便會產生一電壓 壓降，以形成電晶體M3的閘極端電壓位準。而在本實施 例中，實際電路會設計流過電晶體m2的電流量大於流過 電阻R2的電流量。 在電壓位準控制單元1411中，藉由電晶體m3與偏壓 電流ιΒ的設計，使電壓位準控制單元1411得以依據感測 電流及偏㈣流ιΒ而進行電壓位準偏移(level shift)。也就 是電晶體Μ;源極端的電壓位準會等於電阻仏的跨壓、電 晶體Μ;規格上的臨界電麼（thresl_她㈣以及電晶體 Ms規格上的驅動電壓（〇verdrive v〇Uage)的加總總和。於 是，再利用電晶體Ms源極端的電壓來控制電晶體M4的閘 14 1374594 極端。而在電晶體Μ4導通後，流過電晶體m4的電流會流 過電阻I，而電阻心兩端所產生電.壓壓降也就足.以形成 開關電晶體Ms的源-閘極電壓，以控制開關電晶體m5之 運作。 而由於開關電晶體]V[5是用以作為過電流保護電路14 的啟動開關’因此當開關電晶體M5的源-閘極電壓大到超 過電晶體Ms規格上的臨界電壓時，開關電晶體m5便會開 始導通，進而讓過電流保護電路14的限流機制可以開始運 作。其中’在此固定限流電路141的部分，即可藉由電路 的匹配’而針對輸出電流Ι〇υτ來設計出所需的固定限流臨 界值。

、如此一來’當輸出電流I0UT增加，流過電晶體Μ2與 流過電阻R2的電流也會增加，使得電晶體Μ3、Μ4的閘極 電壓跟著增加。於是，流過電晶體μ4與電阻心的電流增 加，造成電阻I兩端電壓壓降增加。進而當輸出電流Ι〇υτ ，過固定限流臨界值時，使得開關電晶體Ms的源-閘極電 壓^於其規格上的臨界電壓，以使開關電晶體μ5導通。 =是，功率電晶體Μρ〇的閘極電壓就不會再繼續減少而穩 疋、’隹持在之值，致使輸出電流ιουτ會被箝制在一固定電 流值，進而使輸出電壓VQUT會開始下降至—額定值 機制即是“固定限流機制，，正常運作下所產生的

仕邳返限流電路142的部分， M 的閉極端是連接於回授電路12的 、::日版2 出電壓V0UT的分壓端點，所以可出而是輪 大小而來進—步她綱。其f 15 中，可以藉由電晶體M2、電阻的匹配設計而來決 定出折返m路M2在彡大㈣流量(折祕流臨界 下會開始折返電流，而此麵料㈣折返限流 是依據實際電壓穩壓㈣預倾路電流來進行設計，以^ 示超過此折返限流臨界值時，就是輪出生短路的情升^ 於是，當輸出電壓V0UT下降，使得電晶體 端電壓位準在降到使電晶體％_時，當初流^ =的電流會轉往流向電阻汉2，造成電晶独 = ，買增加’進而電晶體Μ4的閘極電位也會待續增加= 疋，流過電晶體μ4與電阻r3的電流便持續增加 雷 =3兩端電觀降持續增加，致使„電㈣ 率電晶體Mp。的閘極電壓位準持續拉高，因此 ^曰蝴 MP0產生的輸出電流Ι〇υτ便會進行折返而持續降低= 被限制在-低電流值，進而㈣電壓I會降到零位。 而上述的動作機制就是“折返限流機制，，正常運作下所 產生，限流紐，藉以在產生短路電流時，可以大幅地「夂 :功，晶體吣。的功率散逸及熱損耗，並保護電壓穩‘ 态内Dp電路及輸出端負載3的電路的安全。 心 而由於本發明是單純藉由電晶體電路來達成，並 電流保護電路14會隔離控制信號。因此當過電流或短路^ 二排除後，整個功率積體電路丨的輸出具有快速的 亦不會衫響到功率積體電路1的正常操作。 ^ 了再進-步說明本發明之功率積體電路 過電流保護電路Μ時的運作流程，請再參考第五圖，= 1374594 發明過電流保護方法之實施例流程圖。如圖所示，本實施 例提供一種過電流保護方法.，其步驟包括··首先，啟動功 率積體電路1之運作(S5G1) ’並在正常狀態下穩定輸出該 輸出電壓νουτ，以固定功率電晶體u触該 (S503)。 接著，偵測輸出電流Ι〇υτ是否大於一折返限流臨界值 (S5〇5)，以判斷功率積體電路1啟動時輸出端之負載3電 路是否有產生短路情形。若步驟(S5〇5)的偵測結果為否， 則表示並無曰任何短路狀況產生，進而便繼續進行偵測輸出 電流ι〇υτ是否大於一固定限流臨界值(S5〇7)。此時，若牛 驟(S507)㈣聽果為是，則表示有過電流狀況產生，^ 是會啟動過電流保護機制，以進一步透過固定限流電路 141來箝制輸出電流1〇町於一固定電流值，因而降低輪出 電壓V0UT至一額定值(S5〇9)。並且隨後持續地進行判、岛 電流狀況是否排除(S511)，若過電流狀況仍舊未排除，= 繼縯進行箝制該輸出電流ιουτ於固定電流值之動作，以％ 低輸出電壓V0UT;而若步驟(S511)的判斷結果為是的与牛 則为別表示過電流狀況排除。於是，功率積體電路1倍 快速地回復，以穩定輸出該輸出電壓νουτ’並固定輪出7 輸出電流Ι〇υτ給負載3。 ^ ^ 此外’若步驟(S505)的判斷結果為是’則表示有翅略 狀況產生，於是便進一步透過折返限流電路142來限制輪 出電流Ι〇υτ於一低電流值，使輸出電壓乂01；丁得以降至^ 電位（S513)。並且隨後亦持續地進行判斷該短路狀況是^ 排除(S515)，·而相同的，若短路狀況仍未排除，則繼續進 行限制輸出電流Ιουτ於低電流值的動作，以將輸出電厭 17 1374594 V〇ut降在零電位。 而由於折返限流電路142是用以保護避免短路電流產 生時所會造成的損壞。因此在設計上，折返限流臨界值會 - 設計的比固定限流臨界值來得高。於是，若輸出電流Ιουτ • 已大於折返限流臨界值時，則會在判斷短路狀況排除之 後，再繼續進行步驟(S5〇7)以偵測固定限流臨界值，判斷 是否有過電流的狀況產生。最後，藉由重複本實施例之步 驟流程，以實現過電流保護方法之運作。 鲁 接下來’利用輪出電壓VqjjT與輸出電流I〇UT的輸出 關係，來進一步說明本發明的實際功效。 請參考第六圖，為本發明固定限流機制運作時的輸出 狀悲之暫分析圖。如圖所示，當輸出電流在原本正 常狀態下產生過電流狀態時(超過固定限流臨界值），此時 會啟動固定限流機制以將輸出電流Ι〇υτ箝制在固定電流值 (其中固定電流值在此是設計成與固定限流臨界值相同）； 而輸出電壓v0UT則會產生電壓壓降並維持在額定值。如此 鲁一來，表示固定限流電路141正常發揮作用。另外，當過 電流狀態排除後，輸出電流ιουτ從過電流狀;態回至正常狀 態時，固定限流電路141會關閉，而功率積體電路}的輸 出電壓V0UT會快速的恢復到正常電壓位準的穩壓狀熊。 請再參考第七圖，為本發明折返限流機制運作時的輸 • 出狀態之暫態分析圖。如圖所示，當輸出電流ι〇υτ在原本 正常狀態下突然發生短路狀態時(超過折返限流臨界值 此時會啟動折返限流機制以將輸出電流Ιουτ折返到L低 々'L值，而輸出電壓V〇UT則是會降到零電壓位準。如此 來，表示折返限流電路142正常發揮作用T另外，當°二二 18 1374594 狀態排除後，折返限流電路142會關閉，而功率積體電路 1的輸出電壓ν〇υτ會快速地恢復到正常電壓位準的穩壓狀 態。 綜上所述，本發明藉由兩段限流機制的設計，用以將 過電流箝制於較低的固定電流值，並且可折返電流以降至 低電流值的功能，藉以用來防止過電流、短路電流或電源 動峰值电凌等異常狀態所造成的損壞。如此一來，可用 輪出具有快紐路狀況移除時’功率積體電路的 此外n。设時間，使輪出電壓恢復在正常狀態。 认已外，本發明除了 ^ 作用之外，由於使用效地進行過電流及短路保護的 屬氧化半導體(CMOS)//；"件，因而更可在標準互補金 惟，以上所述，僅 ’縮小功率積體電路的面積。 及圖式而已，並非用以限制=的具體實施例之詳細說明 以下述之申請專利 :本兔明’本發明之所有範圍應 明之領域内，可輕‘，、、平，任何熟悉該項技藝者在本發 案所界定之專利範圍。之夂化或修飾皆可涵蓋在以下本 【圖式簡單說明】 第 第 具過電流保護之功率積體電路的第-電 具過電流保護之功率積體電路的第二電 ^塊^月具過％流保護之功率積體電路的實施例方 19 1374594 第四圖係本發明具過電流保護之功率積體電路的實施例電 路示意圖； 第五圖係本發明過電流保護方法之實施例流程圖； 第六圖係本發明固定限流機制運作時的輸出狀態之暫態分 析圖；及 第七圖係本發明折返限流機制運作時的輸出狀態之暫態分 析圖。 【主要元件符號說明】 [習知技術] 過電流保護電路9，9’

電容Q 誤差放大器EA 偏壓電流Ιι 驅動電流I2 . 導通電流工3 ; 夢考電流工4 感測電晶體m2 限流開關電晶體Qi 功率電晶體Μ!，Q2 電晶體 M3，Q3，Q4 ’ Q5 ’ Q6 感測電阻R!

回授電組網路Rfi，Rf2 輸入電壓Vdd 輸出電壓V〇uT 20 1374594 參考電壓源VreF [本發明]

功率積體電路1 功率電晶體11，MP0 回授電路12 輸出控制單元13 過電流保護電路14 固定限流電路141 電壓位準控制單元1411 折返限流電路142 輸入電壓源2 負載3 偏壓電流IB 輸出電流Ι〇υτ 誤差放大器EA 感測電晶體Mi 電晶體M2，M3，M4 開關電晶體' M5 電阻 &，R2，R3，Rfi，Rf2 輸入電壓V〇d 輸出電壓V0UT 參考電壓源VreF 21

Claims (1)

1374594 十、申請專利範圍： 1、一種具過電流保護之功率積體電路，係接收一輸入電 壓，並轉換成一輸出電壓，以提供給一負載，其包括： 一功率電晶體，係用以提供一輸出電流給該負載； 一回授電路，係偵測該輸出電壓而產生一回授信號； 一輸出控制單元，係接收該回授信號，並且將該回授 信號與一參考電壓源進行運算，以產生一電壓控制 信號來控制該功率電晶體之運作；及 一過電流保護電路，係設計有一固定限流臨界值及一 折返限流臨界值，用來進一步控制該功率電晶體以 調整該輸出電壓及該輸出電流； 其中，當該輸出電流大於該固定限流臨界值時，該過 電流保護電路會將該輸出電流箝制於一固定電流 值，以降低該輸出電壓至一額定值；而當該輸出電 流係大於該折返限流臨界值時，則該過電流保護電 路會將該輸出電流限制於一低電流值，使該輸出電 壓降低至零電位。 2、 如申請享利範圍第1項所述之具過電流保護之功率積 體電路，其中該功率電晶體係為P通道金屬氧化半導 體場效電晶體(P-Channel MOSFET ’ PMOS)。 3、 如申請專利範圍第1項所述之具過電流保護之功率積 體電路，其中該回授電路與該輸出控制單元係架構成 一負回授控制之設計。 4、 如申請專利範圍第3項所述之具過電流保護之功率積 體電路，其中該輸出控制單元係為一誤差放大器，該 22 1374594 誤差放大器的一正向輸入端係接收該回授信號，而該 ‘誤差放大器的一反向輸入端則係連接該參考電.壓 源，並且在將該回授信號與該參考電壓源進行誤差放 - 大運算後’產生該電壓控制信號。 . 5、如申請專利範圍第1項所述之具過電流保護之功率積 體電路，其中該折返限流臨界值係依據一預估短路電 流來設計。 6、一種過電流保護電路，係應用於一功率積體電路，該 • 功率積體電路係接收一輸入電壓，並依據一回授電路 的口技〈σ 5虎，來控制一功率電晶體輸出一輪出電壓及 一輸出電流’而該過電流保護電路包括： 一固疋限流電路’係設計有一固定限流臨界值，並包 含： 一感一電晶體，係用來感測流過該功率電晶體的電 流量’以形成一感測電流； 一開關電晶體，係作為該過電流保護電路的啟動開 φ 關；及 一電壓位準控制單元，係依據該感測電流及一偏壓 電流來進行電壓位準偏移，以控制該開關電晶體 的運作；以及 • 一折返限流電路，係設計有一折返限流臨界值，且連 ，於該回授電路，用以依據該回授電路所產生的分 壓’而與該固定限流電路搭配進行運作； 其中，當該輸出電流大於該固定限流臨界值時，該固 定限流電路會將該輸出電流箝制於一固定電流 23 1374594 值，以降低該輪出電虞至一額定值；而當該輸出電 流係大於該折返限流錄界值時，該折返限流電路會 搭配該固定限流電絡以將°亥輸出電'/;IL限制於一低 • 電流值，使該輪出電廖降低至零電位。 • 7、如申請專利範圍第6頊所述之過電流保護電路，其中 該功率電晶體係為p通道金屬氧化半導體場效電晶體 (P-Channd MOSFET，。 8、 如申請專利範圍第6頊所述之過電流保護電路，其中 • 該回授電路係用以形成〆負回授控制。 9、 如申請專利範圍第6頊所述之過電流保護電路，其中 該流過該功率電晶體的電流量約等於該輸出電流。 10、 如申請專利範圍第6項所述之過電流保護電路，其中 在該電壓位準控制單元係控制該開關電晶體的一源-閘極電壓大於該開關電晶體的一臨界電壓（Threshold Voltage)銳格時，該開關電晶體進行導通，以讓該固定 限流電路及該折返限流電路進—步控制該功率電晶 隹 體以調整該輸出電歷及該輸出電流。 11、 如申晴專利範圍第6頊所述之過電流保護電路，其中 該折返限流臨界值係依據一預估短路電流來設計。 12、 一種過電流保護方法，係應用於—功率積體電路，該 • 功率積體電路係接收/輪入電壓，並依據一回授電路 • 的口 號，來控制/功率電晶體輸出一輸出電壓及 一輸出電流，而該過電流保護方法之步驟包括： 穩定輸出該輸出電壓，以固定該功率電晶體提供該輸 出電流； 24 1374594 偵測該輸出電流係大於一折返限流臨界值時，則控制 該功率電晶體以限制該輸出電流於一低-電流值，使 該輸出電壓降至零電位；及 偵測該輸出電流係大於一固定限流臨界值時，則控制 該功率電晶體以箝制該輸出電流於一固定電流 值，進而降低該輸出電壓至一額定值。 13、 如申請專利範圍第12項所述之過電流保護方法，其 中該回授電路係用以形成一負回授控制。 14、 如申請專利範圍第12項所述之過電流保護方法，其 中該折返限流臨界值係依據一預估短路電流來設計。 15、 如申請專利範圍第12項所述之過電流保護方法，進 一步包含提供一感測電晶體以用來偵測該輸出電流。 25