[发明专利]一种基于电流运算的可靠限流电路

说明书

一种基于电流运算的可靠限流电路，通过电流镜和放大器的组合，有利于使限流电路结构简单，稳定可靠，设计复杂度低，能够兼容低压差线性稳压器和轨到轨输出放大器，同时在正常工作状态不会对前级放大器产生额外负载，其特征在于，包括第一电流采样管，所述第一电流采样管与被限流输出管组成第一电流镜，所述被限流输出管为MOS管，所述被限流输出管的漏极连接第一放大器的正向输入端，所述第一放大器的负向输入端连接第六MOS管的源极，所述第六MOS管的栅极连接所述第一放大器的输出端，所述第六MOS管的源极连接所述第一电流采样管，所述第六MOS管的漏极连接第二电流镜，所述第二电流镜连接第三电流镜，所述第三电流镜连接前级放大器的输出端。

技术领域

本发明涉及输出级的过流保护电路技术，特别是一种基于电流运算的可靠限流电路，通过电流镜和放大器的组合，有利于使限流电路结构简单，稳定可靠，设计复杂度低，能够兼容低压差线性稳压器和轨到轨输出放大器，同时在正常工作状态不会对前级放大器产生额外负载。

背景技术

输出级的过流保护电路即限流电路，限流电路在正常情况下不会工作，因此对限流电路的期望是不会影响主电路的工作，并且具有较低的设计复杂度，较高的可靠性。低压差线性稳压器和输出放大器由于直接驱动外部负载，为了在短路和过流等故障情况下保护器件的安全，限流电路是必须要添加的功能模块。本发明人发现，现有技术中的低压差线性稳压器中的限流电路结构虽然简单，但针对稳定性问题的补偿设计会增加额外的前级放大器负载和设计复杂度。为了克服采用比较器进行限流产生的振荡问题，有的现有设计采用了电流比较器和连续时间限流相结合的办法，这样虽然保证了稳定性，消除了对放大器的负载，但设计的复杂度较高，在功耗和面积上都有牺牲。并且，以上这些设计都不能兼容轨到轨输出放大器的需求。

例如，本发明人检索到的一篇相关文献(Chuan L,Quan-Yuan F.Design ofcurrent limiting circuit in low dropout linear voltage regulator[C]//Microwave Conference Proceedings,2005.APMC 2005.Asia-Pacific ConferenceProceedings.IEEE,2005,2:4pp)，该结构在传统的低压差线性稳压器添加了限流电路，其中限流电路由电流采样电路和电流比较器构成，比较器的输出通过一个上拉管限制功率管的驱动电压。这个电路的主要问题是采用比较器输出来限制驱动电流，容易使放大器的输出产生振荡。为了保持稳定性，需要添加补偿电路，这增加了前级放大器的负载和设计复杂度。这个电路在应用到放大器中还有一个问题，在要求放大器具有轨到轨输出能力的时候，电流采样电路的精度会不可接受，特别是当功率管工作在线性区，采样管工作在饱和区，这时采样管与功率管的电流几乎没有相关性。