本發(fā)明涉及模擬集成電路,具體但不限于涉及一種帶恒流保護(hù)的ldo電路。
背景技術(shù):
1、在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,ldo(低壓差線性穩(wěn)壓器)是非常核心的一種芯片。ldo主要用于系統(tǒng)級(jí)的電源模塊,用于給其他模塊提供安全可靠的電源電壓。低壓差線性穩(wěn)壓器(ldo,low?dropout?regulator)具有低成本、低功耗以及外圍電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),使其在電源管理系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。ldo常用在電池供電的設(shè)備和便攜式的電子產(chǎn)品中,其工作電壓較低,一般電源電壓為5v左右。
2、傳統(tǒng)的ldo電路如圖1所示,電阻r1和r2對(duì)輸出電壓分壓產(chǎn)生反饋信號(hào);誤差放大器將反饋信號(hào)vfb與基準(zhǔn)電路產(chǎn)生的參考電壓vref的差值放大,以控制pmos驅(qū)動(dòng)管pm1的柵極,形成負(fù)反饋環(huán)路,進(jìn)而產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓vout。
3、圖1中的ldo電路包括誤差放大器amp、pmos驅(qū)動(dòng)管pm1和電阻r1、r2。誤差放大器amp用于放大反饋電壓vfb與參考電壓vref的差值,輸出信號(hào)控制pmos管pm1的柵極;pm1根據(jù)其柵極電壓的變化,改變流過pm1的電流,調(diào)節(jié)輸出電壓vout;電阻r1和r2起分壓作用,產(chǎn)生誤差放大器正輸入端的反饋電壓信號(hào)vfb。
4、在上述ldo電路工作時(shí),當(dāng)負(fù)載電流增大,輸出電壓vout下降時(shí),vfb也會(huì)下降,反饋電壓vfb小于參考電壓vref,誤差放大器amp輸出電壓下降,pmos管pm1的柵源電壓vgs增大,流過pm1管的電流增大,使輸出電壓vout升高。當(dāng)輸出電壓vout升高時(shí),vfb也會(huì)升高,反饋電壓vfb大于參考電壓vref,誤差放大器amp輸出電壓增大,pmos管pm1的柵源電壓vgs減小,流過pm1管的電流減小,使輸出電壓vout下降。基于上述的負(fù)反饋關(guān)系,ldo穩(wěn)定輸出電壓vout時(shí),vfb=vref。因此,ldo電路能使輸出電壓保持在正常工作電壓附近。
5、然而,ldo電路的負(fù)載擁有非常大的變化范圍,從而造成ldo電路的輸出電流在一個(gè)較大范圍內(nèi)變化。
6、有鑒于此,需要提供一種新的結(jié)構(gòu),以期解決上述至少部分問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題,本發(fā)明提出了一種帶恒流保護(hù)的ldo電路,通過在ldo電路中設(shè)置恒壓環(huán)路和恒流環(huán)路,實(shí)現(xiàn)ldo電路的限流功能和恒流功能。
2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
3、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,一種帶恒流保護(hù)的ldo電路,包括:
4、輸出功率管,其第一端耦接電源電壓,第二端耦接恒壓模塊的輸出端,第三端作為ldo電路的輸出端;
5、輸出電流采樣管,其第一端耦接電源電壓,第二端耦接恒壓模塊的輸出端,第三端耦接恒流模塊的第二輸入端,所述輸出電流采樣管用于獲取輸出電流采樣信號(hào);
6、恒壓模塊,其第一輸入端接入第一參考信號(hào),其第二輸入端接入輸出反饋信號(hào),輸出端耦接輸出功率管的第二端和輸出電流采樣管的第二端,所述恒壓模塊基于所述第一參考信號(hào)和所述反饋信號(hào)控制輸出功率管和輸出電流采樣管的導(dǎo)通程度;
7、恒流模塊,其第一輸入端接入第二參考信號(hào),其第二輸入端耦接輸出電流采樣管的第三端,輸出端耦接輸出功率管的第二端和輸出電流采樣管的第二端,所述恒流模塊基于所述第二參考信號(hào)和所述輸出電流采樣信號(hào)控制輸出功率管的導(dǎo)通程度。
8、可選的,所述輸出功率管和輸出電流采樣管均為pmos管,其中,輸出功率管的柵極與輸出電流采樣管的柵極短接并均耦接恒壓模塊的輸出端,輸出功率管的源極和輸出電流采樣管的源極均耦接電源電壓;輸出功率管的漏極作為ldo電路的輸出端;輸出電流采樣管的漏極耦接恒流模塊的第二輸入端。
9、可選的,所述恒壓模塊包括:
10、輸出采樣模塊,第一端耦接輸出功率管的第三端,第二端接地,輸出端耦接誤差放大器的第二輸入端,所述輸出采樣模塊用于獲取輸出反饋信號(hào);
11、誤差放大器,第一輸入端接入第一參考信號(hào),第二輸入端接入所述輸出反饋信號(hào),輸出端耦接輸出功率管的第二端和輸出電流采樣管的第二端。
12、可選的,所述輸出采樣模塊包括:
13、第一電阻,第一端耦接輸出功率管的第三端,第二端耦接第二電阻的第一端并作為所述輸出采樣模塊的輸出端;
14、第二電阻,第二端接地。
15、可選的,所述恒壓模塊包括:
16、第一跨導(dǎo)放大器,第一輸入端接入第一參考信號(hào),第二輸入端耦接第一電阻的一端和第二電阻的一端,輸出端耦接第一電容的一端和第五mos管的控制端;
17、第五mos管,第一端耦接第三電阻的第一端,第二端接地;
18、第六mos管,第一端耦接電源電壓,第二端耦接其控制端和第三電阻的第一端;
19、第一電容,另一端接地;
20、第一電阻,一端耦接輸出功率管的第三端,另一端耦接第二電阻的一端;
21、第二電阻,另一端接地;
22、第三電阻,另一端耦接輸出功率管的第二端和輸出電流采樣管的第二端。
23、可選的,所述恒流模塊包括:
24、第二跨導(dǎo)放大器,第一輸入端接入第二參考信號(hào),第二輸入端耦接輸出電流采樣管的第三端,輸出端耦接第二電容的第一端和電壓跟隨器的控制端;
25、第二電容,第二端接地;
26、電壓跟隨器,第一端耦接電源電壓,第二端接地,輸出端耦接第一mos管的控制端;
27、第一mos管,第一端耦接電源電壓,第二端耦接輸出功率管的第二端和輸出電流采樣管的第二端。
28、可選的,所述電壓跟隨器包括:
29、第二mos管,控制端耦接第二跨導(dǎo)放大器的輸出端,第二端耦接第一電流源的一端,第三端接地;
30、第一電流源,另一端耦接電源電壓。
31、可選的,所述第一mos管為nmos管,其中,第一mos管的柵極耦接電壓跟隨器的輸出端,源極耦接輸出功率管的第二端和恒壓模塊的輸出端,漏極耦接電源電壓。
32、可選的,還包括鏡像恒流源電路,所述鏡像恒流源電路的一端耦接輸出電流采樣管的第三端,所述鏡像恒流源電路的另一端耦接第二跨導(dǎo)放大器的第二輸入端。
33、可選的,所述鏡像恒流源電路包括:
34、第三mos管,第一端耦接輸出功率管的第三端,第二端耦接其第三端、第四mos管的第二端以及第二電流源的一端;
35、第四mos管,第一端耦接輸出電流采樣管的第三端,第三端耦接第四電阻的一端以及第二跨導(dǎo)放大器的第二輸入端;
36、第二電流源,另一端接地;
37、第四電阻,另一端接地。
38、可選的,所述第一跨導(dǎo)放大器包括:
39、電流源,一端耦接電源電壓,另一端耦接第三pmos管的源極和第四pmos管的源極;
40、第一pmos管,源極耦接電源電壓,柵極耦接其漏極、第二pmos管的柵極以及第一nmos管的漏極;
41、第二pmos管,源極耦接電源電壓,漏極耦接第四nmos管的漏極并作為第一跨導(dǎo)放大器的輸出端;
42、第三pmos管,柵極作為第一跨導(dǎo)放大器的第一輸入端,漏極耦接第一nmos管的柵極、第二nmos管的柵極和漏極;
43、第四pmos管,柵極作為第一跨導(dǎo)放大器的第二輸入端,漏極耦接第四nmos管的柵極、第三nmos管的柵極和漏極;
44、第一nmos管,源極接地;
45、第二nmos管,源極接地;
46、第三nmos管,源極接地;
47、第四nmos管,源極接地。
48、本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下技術(shù)效果:
49、本發(fā)明的帶恒流保護(hù)的ldo電路,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,通過在ldo電路中設(shè)置恒壓環(huán)路和恒流環(huán)路,能夠?qū)崿F(xiàn)ldo電路的限流功能和恒流功能。