带打嗝模式过流保护功能的稳压电路制造技术

技术编号:7554692 阅读:1052 留言:1更新日期:2012-07-14 03:12
本发明专利技术公开了一种带打嗝模式过流保护功能的稳压电路,主要解决现有技术的打嗝模式过流保护功能不易集成和在持续过流时软启动阶段电流偏大的问题。本发明专利技术包括打嗝模式控制电路、软启动电路,误差放大器电路,限流电路、反馈电阻和调节电路;该打嗝模式控制电路包括持续过流检测电路、休眠时间电路、过载移除检测电路和控制电路,以检测到持续过流时,控制软启动电路重复启动,使电路工作在打嗝模式;打嗝模式控制电路和限流电路的输入端连接有折返式限流电路,以检测输出电压状态,并降低持续过流时软启动阶段的电流。本发明专利技术的稳压电路可靠性高,打嗝模式过流保护功能能完全集成在芯片内部,可应用于各种电源管理系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电路
,涉及模拟集成电路,特别是一种带打嗝模式过流保护功能的稳压电路,可用于电源管理类系统中。
技术介绍
目前稳压电路类芯片的趋势是尽量将功率分立器件集成到芯片内部,这就意味着芯片内部的功耗将变的更大,特别是当发生过载甚至短路时,功率管上长时间的通过大电流,有可能导致电路过热而烧毁。稳压电路中过流保护方式包括最大电流限制、折返式电流限制和打嗝模式过流保护。最大电流限制是指当负载大于设定最大值时将输出电流限定在这一最大值处,而输出电压因此下降。考虑到正常的负载瞬态,限流阈值一般要大于正常最大带载值。当输出严重过流或是短路时,芯片承受的功耗远大于正常带载,功率管会因温度过高而缩短其对大电流承受能力,从而影响系统的可靠性。折返式电流限制是指输出电流达到最大值后,随着输出电压下降,过流时的限制阈值也下降。因此,折返式限流能减小持续过流时的平均电流,降低过流时的能量损耗和功率器件上的热应力。但折返式电流限制最大的缺点在于它并不具有完全的自恢复能力,其过流阈值降低效果和过载移除时的恢复能力存在着折中关系,过载移除时,带载启动,电路有可能进入闩锁状态。打嗝模式过流保护是指当检测到输出过流时,电源转换器关闭,电路强制进入休眠模式,当休眠时间结束,通过软启动电路重启电源转换器,若过载仍未移除,则上述过程重复进行。打嗝模式英文为hiccup mode,该模式能减小持续过流时的输出平均电流,降低过流时芯片功耗,并且具有完全的自恢复能力,能解决上述两种过流保护的缺点。但现有的打嗝模式过流保护功能,采用模拟电路实现,设计复杂且需要外接电容用来定时控制,不易完全集成,增加了应用的成本;而且在软启动阶段,由于输出电流持续为高,稳压电路仍然存在着一定的损坏风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述现有技术的不足,提供一种可完全集成在芯片内部的带打嗝模式过流保护功能的稳压电路,以减少电路的应用成本,同时在持续过流时降低软启动阶段的输出电流,进一步提高稳压电路的可靠性。为实现上述目的,本专利技术的稳压电路包括打嗝模式控制电路、软启动电路,误差放大器EA,限流电路、反馈电阻R1A2和调节电路;误差放大器EA的输入端与软启动电路输出的软启动信号Vs连接,误差放大器EA的输出端和限流电路的输出端分别与调节电路连接, 以稳定输出电压和限制最大的输出电流;打嗝模式控制电路与软启动电路相连,用于在持续过流时,重复使能软启动电路,使稳压电路工作于打嗝模式;其特征在于打嗝模式控制电路和限流电路的输入端连接有折返式限流电路,用于检测输出电压状态,并在过流时降低限流阈值Vth ;所述的软启动电路,包括计数器Jl和数模转换电路DAC,计数器Jl连接到数模转化电路DAC,用于产生阶梯状上升的软启动信号Vs ;所述的打嗝模式控制电路,包括四部分数字电路持续过流检测电路31、休眠时间电路32、过载移除检测电路33和控制电路34,控制电路34的两个输入端分别接持续过流检测电路31的输出信号k3和过载移除检测电路33的输出信号k4,用于在检测到输出过载时,使软启动信号\电压清零,电路进入休眠模式;休眠时间电路32的输出信号kl连接到持续过流检测电路31和过载移除检测电路33的输入端,用于控制休眠的时间。上述稳压电路,其中所述的折返式限流电路,包括6个PMOS管MpMyMyMpMpM6, 4个NMOS管M7, M8、M9、M10,电流源Ieef和电阻R3 ;其中前4个PMOS管礼、M2、M3和M4的源极接电源电压,栅极相连,构成电流镜;第一 PMOS管M1管的漏极和栅极连接,并通过电流源 Ikef连接到零电平,以提供镜像电流;第二 PMOS管M2管的漏极连接到第五PMOS管M5和第六 PMOS管M6的源极,第五PMOS管M5的栅极接基准电压V2,漏极接第一 NMOS管M7的漏极,第六PMOS管M6的栅极接输出反馈电压Vfb,漏极连接到第二 NMOS管M8的漏极,第五PMOS管与第六PMOS组成差分输入对,第二 PMOS管M2作为差分对的尾电流源;第三PMOS管M3管的漏极连接到第三NMOS管M9的漏极,M9管的源极和漏极间并联有电阻民,以产生限流阈值电压Vth ;第四PMOS管M4管的漏极连接到第四NMOS管Mltl的漏极,以输出电压信号VT,并连接到打嗝模式控制电路;NMOS管M8、M9和Mltl的栅极相连,源极均连接到零电平。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1)本专利技术由于在打嗝模式控制电路和限流电路的输入端连接有折返式限流电路, 以检测输出电压状态,并在持续过流时降低了软启动阶段的输出电流,进一步提高了系统的可靠性。2)本专利技术由于软启动电路和打嗝模式控制电路均采用数字电路实现,无需任何外接元件,能完全集成在稳压电路芯片内部,减少了芯片的应用成本。附图说明图1是本专利技术的原理框图;图2是本专利技术中的折返式限流电路结构;图3是本专利技术中的打嗝模式控制电路和软启动电路结构;图4是本专利技术中的持续过流检测电路结构;图5是本专利技术中的休眠时间控制电路结构;图6是本专利技术中的过载移除检测电路结构;图7是本专利技术打嗝模式过流保护工作原理图。 图8是本专利技术打嗝模式过流保护工作原理图。具体实施例方式以下参照附图对本专利技术作进一步详细描述。参照图1,本专利技术的稳压电路包括打嗝模式控制电路、软启动电路,误差放大器 EA,限流电路、折返式限流电路、反馈电阻I^j2和调节电路。其中软启动电路连输出的软启动信号\,连接到误差放大器EA的输入端;反馈电阻R1和&串联后连接在输出电压和零电平之间,&上的电压即为输出反馈电压Vfb ;误差放大器EA,包含三个输入信号,其正向输入信号为基准电压V1和软启动信号Vs,反向输入信号为输出反馈电压Vfb,误差放大器的输出电压由较小的正向输入信号min(V1, Vs)和输出反馈电压Vfb之间的差值决定,误差放大器的输出连接到调节电路,通过调节电路的精细调节,使输出电压维持稳定;限流电路的输入接折返式限流电路输出的电压信号Vth,输出端与调节电路相连,以根据电压Vth的值,限制输出电流最大值;打嗝模式控制电路与软启动电路相连,以在持续过流时,重复使能软启动电路,使稳压电路工作于打嗝模式;折返式限流电路的输出的信号Vt连接到打嗝模式控制电路,以把稳压电路输出状态信息传递给打嗝模式控制电路。参考图2,本专利技术中的折返式限流电路,包括6个PMOS管M1、M2、M3、M4、M5、M6,4个 NMOS管M7、M8、M9、M10,电流源Ieef和电阻R3 ;其中前4个PMOS管MpM2J3和M4的源极接电源电压,栅极相连,构成电流镜,它们的宽长比关系为第二PMOS管M2的宽长比是第一PMOS 管M1的宽长比的2倍;第三PMOS管M3的宽长比是第一 PMOS管M1的宽长比的η倍,η为大于1的数;第四PMOS管M4的宽长比与第一 PMOS管M1的宽长比相同。第一 PMOS管M1管的漏极和栅极连接,并通过电流源Ikef连接到零电平,以提供镜像电流;第二 PMOS管M2管的漏极连接到第五PMOS管和第六PMOS管的源极,第五PMOS管 M5的栅极接基准电压V2,漏极接第一 WOS管M7的漏极,第六PMOS管M6的栅极接输出反馈电压Vfb,漏极连接到第二 本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:来新泉李演明毛翔宇周波来音
申请(专利权)人:西安启芯微电子有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有1条评论
  • 来自[未知地区] 2013年04月03日 13:01
    它是个什么玩艺啊不太知道啊
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