低压差线性稳压器中过流保护电路的设计 design of an overcurrent protection circuit in low dropout linear voltage regulator.pdfVIP

第13卷第5期 电路与系统学报 VoI．13No．5 2008年lO月 JoURNALoFCIRCUITSANDSYSTEMS 0ctober，2008 文章编号：1007—0249(2008)05-0030·04 低压差线性稳压器中过流保护电路的设计★ 林川， 冯全源 (西南交通大学微电子研究所，四川成都610031) 摘要。设计了一种应用于低压差线性稳压器的过流保护电路。该电路结构简单，易于调整，功耗低，可采用O．5pm 实现过流保护的目的。 关键词。过流保护；返送限流；低压差；线性稳压器； 中圈分类号·TN43 文献标识码·A 1 引言 LDO(Low Drop．out，低压差)型线性稳压器由于具有尺寸小，低成本，低噪声等优点，已广泛 应用于便携式电子系统11，21。为了避免稳压器由于输出电流过大或输出短路而使调整管因管耗过大而损 坏，稳压器内部通常都含有过流保护电路【31。目前，公开发表的有关稳压器中过流保护电路的设计尤 设计并仿真了一个适用于LDo线性稳压器的CMOS过流保护电路。该电路易于调整，所需器件少， 功耗小。同时仿真结果表明，该电路能较好地实现过流保护的功能，使输出电流最大值限定在300mA， 输出短路电流限定在40mA。 2 过流保护电路的设计 2．1 过流保护电路设计要求 一个应用于LDO线性稳压器的过流保护电路至少应满足以下几个条件： 1)当稳压器没有过流时，稳压器应能正常稳压，过流保护电路应尽量不对电路产生影响。 2)过流保护电路首先要包含有检测输出电流的器件或模块，当输出电流易超过一定数值(本文 中为300ll认)后，保护电路被触发启动，对电路起过流保护作用。 3)当过流保护电路被触发启动后要切除稳压器中的负反馈，即切除放大器对调整管栅极的控制作 用。此时稳压器无法正常稳压，输出电压％将随着负载的减小而减小。 在一个比最大额定电流小很多的值(本文中为40mA)。 此外，一个好的过流保护电路还要考虑其它一些因素，如：电路的损耗要尽量小，要用尽可能少 的器件来实现以降低成本，而且还要适合用简单的工艺实现等。 2．2过流保护电路的设计原理 本文提出的过流保护电路如图1所示。它包含使能控制电路，输出电流采样电路，固定限流保护 电路与Foldback限流保护电路。误差放大器的两个输入端分别为％盯与咋，％盯为基准的输出，％是 从稳压器的输出端采样反馈回来的电压信号，％=口％@1)，当稳压器正常稳压时，咋=口％=‰。尸。 放大器的输出为彳脚DW。％。是由放大器的自偏置电路(图中未画出)输出的电压偏置信号，使 2005．08．22 。收藕日期t 修订日期：2005-lO一3l 基金项且。国家自然科学基金资助的项目；四川省。学术和技术带头人”资助项目(6037lOl7) 万方数据 第5期 林川等：低压差线性稳压器中过流保护电路的设计 3l 电路正常工作。当 一 l ‰ 一 一 -厂]DC厅 三CE为低电位时， I l I ‰Pw k．．．Jl【』lL _q觊m jIIIR。 MPl J… MPl3 h l调整管 I J jVMP4 MPl导通并进入 删1mⅢ2哪．一l 箭甲 趟 点； 线性区，过流保护 垦一J ．． J 。 ■011卜MPl4 l