一種用于線性穩(wěn)壓器的限流電路

1 引 言

　　目前伴隨著便攜移動(dòng)設(shè)備的快速發(fā)展， 電源芯片得到更廣泛的應(yīng)用， LDO 芯片即是一種重要的電源芯片。但在發(fā)生輸出短路或負(fù)載電流過大的情況， LDO穩(wěn)壓器可能會(huì)損壞， 特別是在短路情況下，LDO存在過大的電流從調(diào)整管通過， 進(jìn)而可能燒壞調(diào)整管致使芯片無法工作。因此需要設(shè)計(jì)一種用于LDO穩(wěn)壓器的限流電路， 能在過載或短路情況下及時(shí)關(guān)閉電源系統(tǒng)。

　　2 電路結(jié)構(gòu)

　　這種限流電路的主要結(jié)構(gòu)包括: 電流采樣電路、電流比較電路和基準(zhǔn)源電路。如圖1 所示， 它將從LDO輸出電路得到的采樣電流， 與基準(zhǔn)電流(鏡像于基準(zhǔn)源) 作比較。根據(jù)實(shí)際需要， 設(shè)定當(dāng)輸出驅(qū)動(dòng)電流大于100mA 時(shí)， 采樣電流大于基準(zhǔn)電流， 比較器翻轉(zhuǎn)輸出低電平， 經(jīng)反相器整形后得到邏輯0，由此LDO 被關(guān)閉， 從而實(shí)現(xiàn)限流功能。

　　2. 1 電流采樣電路

　　如圖1 所示， 電流采樣電路包括MP5、MP4、MP3、MN2和MN1。因?yàn)镸P5 和MP6均工作在飽和區(qū)， 為了使MP5更好地等比例鏡像LDO 的調(diào)整管( PMOS驅(qū)動(dòng)管)MP6的電流， 特使用MN1、MN2、MP3 和MP4 組成自偏置的鏡像陣列， 以保證VX= VY， Vds_p5= Vds_p6。所以根據(jù)飽和區(qū)電流公式得到， N1 I_p5= N1 Is= N1 Is1= I_p6。為使M3電流與Is更好的匹配， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值并考慮功耗因素， 特意將MN1、MN2和M3的過飽和電壓提高到0. 3V。

圖1 電流采樣電路與電流比較電路

　　2. 2 電流比較電路

　　電流比較電路由電壓比較器A 1， 若干電阻和MOS管構(gòu)成。參考圖2可知， 電流比較電路的左半部分將電流轉(zhuǎn)化為電壓， 而A1比較兩者電壓差給出判斷電壓Vc。

圖2 比較器A1電路