一種可調(diào)節(jié)限流保護電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種用于電源管理類芯片的限流保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在電源管理類芯片中，隨著負載電流要求的不斷提高，電源芯片中功率管流過的電流不斷增加，大輸出電流將產(chǎn)生較大功耗，易導(dǎo)致芯片永久性損壞。為避免輸出負載電流過大或輸出短路等情況導(dǎo)致電路損壞，在電路內(nèi)部一般會引入過流保護電路。如圖1所示，一種現(xiàn)有技術(shù)的限流保護電路包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第一電流源、第二電流源和誤差放大器。該限流保護電路的極限電流為恒定值Ii—?，F(xiàn)有的這種限流保護電路會存在以下兩種缺點:1、當(dāng)電路在輸入-輸出壓差較大狀態(tài)，即功率管源漏端壓差較大，若極限電流較大時，流過功率管的大電流易產(chǎn)生較大功耗使電路燒毀;2、當(dāng)電路在輸入-輸出壓差較小狀態(tài)，即功率管源漏端壓差較小，若極限電流較小時，大電流會使限流保護電路打開，導(dǎo)致功率管關(guān)斷，電路無法正常工作。鑒于上述兩種情況，功率管源漏端壓差較大時，希望具有小的極限電流防止大電流損壞功率管;功率管源漏端壓差較小時，希望具有較大的極限電流以便增加帶負載能力。然而現(xiàn)有的這種極限電流恒定的限流保護電路在上述兩種情況下難以兼顧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種極限電流可調(diào)節(jié)變化的可調(diào)節(jié)限流保護電路。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是:一種可調(diào)節(jié)限流保護電路，包括芯片上的限流保護電路和芯片外的二端元器件。所述限流保護電路包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第一電流源、運算放大器和誤差放大器;所述誤差放大器的正輸入端接反饋電壓，負輸入端接第一基準電壓，輸出端連接第一 MOS管的柵極;所述第一 MOS管的柵極還分別與第二 MOS管的漏極和第三MOS管的柵極相連，第一 MOS管的漏極接第一電流源的輸入端;第二 MOS管的漏極與第三MOS管的柵極相連，第二 MOS管的柵極分別與第四MOS管的漏極和第七MOS管的漏極相連;第三MOS管的漏極分別與第六MOS管的漏極、第六MOS管的柵極以及第七MOS管的柵極相連;第四MOS管的柵極分別與第五MOS管的柵極、第五MOS管的漏極以及第八MOS管的漏極相連，第四MOS管的漏極與第七MOS管的漏極相連;第五MOS管的柵極分別與自身的漏極和第八MOS管的漏極相連;第六MOS管的柵極分別與自身的漏極和第七MOS管的柵極相連;運算放大器的正輸入端與第二基準電壓相連，負輸入端與第八MOS管的源級相連，輸出端與第八MOS管的柵極相連;第一 MOS管的源極、第二 MOS管的源極、第三MOS管的源極、第四MOS管的源極、第五MOS管的源極分別連接電源電壓;第六MOS管的源極、第七MOS管的源極和第一電流源的輸出端分別連接電源地端;所述片外的二端元器件自芯片外部與限流保護電路相接，所述二端元器件的第一端分別與運算放大器的負輸入端以及第八MOS管的源級相連，所述二端元器件的第二端連接電源地端。
[0005]具體的，所述第一MOS管至第五MOS管均為PMOS管，第六MOS管至第八MOS管均為NMOS 管。
[0006]具體的，所述二端元器件為片外限流電阻。
[0007]進一步優(yōu)選的，所述芯片上的限流保護電路還包括接在第六MOS管的源級與電源地端之間的第九MOS管、接在第七MOS管的源級與電源地端之間的第十MOS管、接在第四MOS管的源級與電源電壓之間的第十一 MOS管、接在第五MOS管的源級與電源電壓之間的第十二MOS管以及第二電流源;所述第九MOS管的柵極分別與自身的漏極、第六MOS管的源級以及第十MOS管的柵極相連;第十MOS管的漏極與第七MOS管的源級相連;第^^一MOS管的柵極分別與第十二 MOS管的柵極、第十二 MOS管的漏極以及第五MOS管的漏極相連，第^^一MOS管的漏極與第四MOS管的源級相連;第十二MOS管的柵極分別與自身的漏極以及第五MOS管的源級相連;第二電流源的輸入端與第八MOS管的漏極以及運算放大器的負輸入端相連;第九MOS管的源極與第十MOS管的源極分別接電源地端;第十一 MOS管的源級和第十二 MOS管的源級分別接電源電壓。
[0008]具體的，所述第九MOS管和第十MOS管均為WOS管；第^^一MOS管和第十二MOS管均為PMOS管。
[0009]本發(fā)明的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案等。
[0010]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明采用運算放大器、二端元器件和第八MOS管形成的電路結(jié)構(gòu)使極限電流能夠調(diào)節(jié)，使用者能夠根據(jù)功率管源漏端壓差的大小，通過二端元器件和運算放大器調(diào)節(jié)第八MOS管的電流，設(shè)置不同的極限電流。當(dāng)電路在輸入-輸出壓差較大，即功率管源漏端存在較大的壓差時，通過增大二端元器件阻值使流過第八MOS管的電流減小，從而降低了極限電流，減少了整個電路的損耗能夠有效防止電路被燒毀。當(dāng)電路輸入-輸出壓差較小即功率管源漏端壓差較小時，通過減小二端元器件阻值使流過第八MOS管的電流增加，該電流經(jīng)過第五MOS管和第四MOS管的電流鏡像作用，使極限電流增加以便電路在大輸出電流情況下能夠正常輸出。本發(fā)明中，極限電流跟隨片外的二端元器件線性連續(xù)可調(diào)。本發(fā)明所述的可調(diào)節(jié)限流保護電路結(jié)構(gòu)簡單、靈活方便、實用性強。
【附圖說明】
[0011]圖1是一種現(xiàn)有的限流保護電路的電路原理圖；
[0012]圖2是本發(fā)明一種可調(diào)節(jié)限流保護電路的實施例一的電路原理圖；
[0013]圖3是本發(fā)明一種可調(diào)節(jié)限流保護電路的實施例二的電路原理圖；
[0014]其中，1、限流保護電路;2、二端元器件。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明實施例一如圖2所示，一種可調(diào)節(jié)限流保護電路，包括芯片上的限流保護電路I和芯片外的二端元器件2。所述二端元器件2為片外限流電阻RPa。所述限流保護電路I包括第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第一電流源11、運算放大器Al和誤差放大器EAl。所述誤差放大器EAl的正輸入端接反饋電壓Vfb，負輸入端接第一基準電壓Vrefi，輸出端連接第一MOS管Ml的柵極。所述第一 MOS管Ml的柵極還分別與第二 MOS管M2的漏極和第三MOS管M3的柵極相連，第一MOS管Ml的漏極接第一電流源11的輸入端。第二MOS管M2的漏極與第三MOS管M3的柵極相連，第二 MOS管M2的柵極分別與第四MOS管M4的漏極和第七MOS管M7的漏極相連。第三MOS管M3的漏極分別與第六MOS管M6的漏極、第六MOS管M6的柵極以及第七MOS管M7的柵極相連。第四MOS管M4的柵極分別與第五MOS管M5的柵極、第五MOS管M5的漏極以及第八MOS管M8的漏極相連，第四MOS管M4的漏極與第七MOS管M7的漏極相連。第五MOS管M5的柵極分別與自身的漏極和第八MOS管M8的漏極相連。第六MOS管M6的柵極分別與自身的漏極和第七MOS管M7的柵極相連。運算放大器Al的正輸入端與第二基準電壓Vref2相連，負輸入端與第八MOS管M8的源級相連，輸出端與第八MOS管M8的柵極相連。第一 MOS管Ml的源極、第二 MOS管M2的源極、第三MOS管M3的源極、第四MOS管M4的源極、第五MOS管M5的源極分別連接電源電壓。第六MOS管M6的源極、第七MOS管M7的源極和第一電流源I1的輸出端分別連接電源地端。所述片外限流電阻Rpa自芯片外部與限流保護電路I相接，所述片外限流電阻Rpa的第一端分別與運算放大器Al的負輸入端以及第八MOS管M8的源級相連，所述片外限流電阻RPa的第二端連接電源地端。
[0016]其中，所述第一MOS管Ml至第五MOS管M5均為PMOS管，第六MOS管M6至第八MOS管M8均為NMOS管。
[0017]實施例一中所述的可調(diào)節(jié)限流保護電路具體工作原理如下:
[0018]運算放大器Al、片外限流電阻RPa、第八MOS管M8構(gòu)成了可調(diào)的電流源結(jié)構(gòu)。運算放大器Al的正輸入端引入第二基準電壓VREF2，處于深度負反饋狀態(tài)的運算放大器Al使B點電壓Vb = Vref2。在片外限流電阻Rpa上產(chǎn)生電流lRpa = VREF2/Rpa,該電流流經(jīng)第八MOS管M8。經(jīng)過第五MOS管M5和第四MOS管M4的電流鏡像作用，使極限電流Iiimited = M X Irpcl = M X Vref2/Rpcl，M為電流鏡像比例。作為功率管的第一 MOS管Ml輸出電流為Iqut，經(jīng)過作為采樣管的第三MOS管M3的電流采樣以及經(jīng)過第六MOS管M6和第七MOS管M7構(gòu)成的電流鏡像源得到采樣電流I_Pie = K X IQUT，K為采樣和鏡像比例，且K〈〈l。可調(diào)節(jié)限流保護電路工作時會出現(xiàn)三種工作狀況:
[0019]1、當(dāng)作為功率管的第一MOS管Ml開始導(dǎo)通時，采樣電流Isampie經(jīng)過第三MOS管M3以及第六MOS管Μ6和第七MOS管Μ7組成的電流鏡逐漸增大。當(dāng)采樣電流Isampie小于極限電流Ilimited時，第四MOS管Μ4會處于線性區(qū)呈現(xiàn)電阻特性，使A點處的電壓Va等于電源電壓，此時第二 MOS管M2關(guān)斷，作為功率管的第一 MOS管Ml正常輸出。
[0020]2、當(dāng)?shù)谝?MOS管Ml的輸出電流Iqut繼續(xù)增大，使電流Isampie = Iiimited,此時第四MOS管Μ4和第七MOS管Μ7均處