[发明专利]一种用于电压稳压器的折返限流电路

说明书

技术领域

本发明涉及稳压电源，尤其涉及一种用于电压稳压器的折返限流电路(foldback current limit)。

背景技术

电压稳压器在输出端外接低阻抗负载会导致过流情况。现有技术有一种通用的电流控制方法是固定电流限制，这种电路有一个准确设置的最大限制电流，不随负载或者短路情况影响。固定电流限制的电源有一个主要的缺点是当输出端短路时需要一个传输管来作为调节器件，用来泻放电流。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于电压稳压器的折返限流电路，可以降低电压稳压器输出短路时的输出电流，并且通过器件上的压降来提供正反馈，进而实现进一步降低输出功耗的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于电压稳压器的折返限流电路，电压稳压器包括差分放大器EA、功率传输PMOS管P1以及输出电压的电阻反馈网络R1和R2，差分放大器EA的负向输入端连接基准电压VREF，PMOS管P1的栅极连接差分放大器EA的输出端，PMOS管P1的源极和衬底连接电源VDD，PMOS管P1的漏极连接电阻R1的一端并作为电压稳压器的输出端OUT，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和差分放大器EA的正向输入端，电阻R2的另一端接地；其特征在于：

设置折返限流电路，包括PMOS管P2、P3、P4，NMOS管N1以及电阻R3和R4，PMOS管P2、P3、P4的源极和衬底都连接电源VDD，PMOS管P2的栅极连接电压稳压器中差分放大器EA的输出端，PMOS管P2的漏极连接电阻R3的一端，电阻R3另一端连接电阻R4的一端和NMOS管N1的栅极，电阻R4的另一端接地，NMOS管N1的源极连接电压稳压器的输出端OUT，NMOS管N1的漏极连接PMOS管P3的漏极和栅极并与PMOS管P4的栅极连接在一起，NMOS管N1的衬底接地，PMOS管P4的漏极连接电压稳压器中差分放大器EA的输出端。

上述折返限流电路中，可用PMOS管P5替代电阻R4，此时折返限流电路中的PMOS管P2的漏极连接电阻R3的一端和NMOS管N1的栅极，电阻R3另一端连接PMOS管P5的源极和衬底，PMOS管P5的栅极接地，PMOS管P5的漏极连接电压稳压器的输出端OUT。

上述返限流电路中用PMOS管P5替代电阻R4的同时，还可以用电阻R5替代PMOS管P3，电阻R5的一端连接电源VDD，电阻R5的另一端连接NMOS管N1的漏极和PMOS管P4的栅极。

本发明的优点和显著效果：本发明通过提供一个包含非线性器件的折返电流限制电路来实现限制输出过流，该非线性器件的电流和电压之间是平方关系，这样，电压的一个轻微变化就会导致电流的一个大变化。可以将短路电流减小到小于最大限制电流。在这种器件中，当输出电流大于最大限制电流时，输出电压和电流同时下降。优点是在短路时，不仅能减小稳压器的功耗，还可以保护负载器件免受过流的影响。因为在这种稳压器中，串联传输管的尺寸和散热都是由其承受的最大功耗决定，折返电流电路可以有效地减小这种器件的尺寸和成本，包括后面的负载中的相关器件。

附图说明

图1是本发明用于电压稳压器的折返限流电路图；

图2是图1另一种实施方式；

图3是图2另一种实施方式；

图4是使用折返限流前后电压-电流曲线图。

具体实施方式

由图1，PART1部分为传统的线性稳压器，包括差分放大器EA，功率传输管P1，以及输出电压的电阻反馈网络R1和R2。其中差分放大器EA的输入端分为正向输入和反向输入，分别标注为+和-，其中正向输入端接R1和R2的连接端，负向输入端接基准电压VREF。差分放大器EA的输出接功率传输管P1的栅极。功率传输管P1的漏极接电阻R1的一端，并提供输出电压OUT，功率传输管P1源极和衬底一起接至VDD。电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和差分放大器EA的正向输入端，电阻R2的另一端接地。其工作原理为，OUT电压通过电阻反馈网络R1和R2输出到差分放大器EA的正向输入端，同基准电压VREF进行比较，EA的输出信号控制OUT保持稳定。当OUT下降时，EA的正向端电压下降，导致小于VREF，EA输出电压下降，控制P1栅极电位下降，从而提升P1漏端电压，即OUT上升。反之亦然。