mnl、mn2为电流镜mp2、mp3提供相等的偏置电流，而电流镜mp2、mp3的栅极连接在一起，且都工作在饱和区，因此节点nl、n2的电压相等，当LD0电路中的电流增加时，节点n0的电压下降，节点nl的电压也下降，节点n2和nl之间压差增大，因为节点n3的电压下降，mp4的栅源极电压增加，mp4的漏极电流Id_4增加，导致节点π2的电压降低，减小了节点n2和节点nl之间的压差。上述过程为明显的负反馈行为，SP11^2、11^|3、11^|4构成的负反馈电路，确保了￥111 = '\^2。
[0033]电压放大电路的输出端为节点n4，节点n4的电压Vn4的计算过程如下:
[0034]流过R1、mp2、mp3的电流相等，电流值为:Idmp3= Idmp2 = Iri= (Vn『Vni)/Rl ；
[0035]流过R2的电流值为:IR2=(Vcc_Vn2)/R2 ；
[0036]流过mp4的电流值为:Idmp4 = WR3 ；
[0037]由电路可知，在节点n2处可列出方程lR2= IdmP3+IdmP4，结合上面的表达式可以解a:Vn4=(Vcc-Vno).R3/R1 ；
[0038]前面已得到节点n0的电压值为Vno = Vcc-1oUt.Rdsmp0.R0/(k.Rdsmpo+RO)，因此节点n4的电压可以表示为:Vn4=1ut.Rdsmp0.RO/(k.Rdsmpo+RO).R3/R1 ；
[0039]由于有电压放大模块，RO的取值可以很小，即R0〈〈k.RdsmpQ，节点n4的表达式进一步化简为:Vn4=1ut/k.R0.R3/R1。
[0040]即节点n4的电压值与LD0电路的输出电流成线性关系，电压放大模块将电阻R0两端的电压差放大，转换为电阻R3两端的电压差，电阻R3的负端接地，实现了电位平移功能。[0041 ]比较器模块将节点n4的电压与参考电压VREF比较，当节点n4的电压值超过参考电压VREF时，比较器模块输出过流标志信号，实现了 LD0过流检测功能。
[0042]如图3所示，所述的比较器模块为迟滞比较器，包含电性连接的6个PM0S管mp5?mp 10和6个NM0S管mn3?mn8 ；第五PM0S管mp5、第六PM0S管mp6、第七PM0S管mp7和第八PM0S管mp8的源极连接电源电压;第五PM0S管mp5的栅极和漏极与第六PM0S管mp6的栅极连接偏置电流输入端;第七PM0S管mp7的栅极、第八PM0S管mp8的栅极、第七PM0S管mp7的漏极和第三NM0S管mn3的漏极连接在一起;第六PM0S管mp6的漏极、第九PM0S管mp9的源极和第十PM0S管mp 10的源极连接在一起;第九PM0S管mp9的栅极接比较器的负输入端，即接参考电压VREF;第十PM0S管mp 10的栅极接比较器的正输入端，即接电压放大模块的输出信号；第三匪0S管mn3的栅极、第四匪0S管mn4的栅极、第四匪0S管mn4的漏极、第五匪0S管mn5的漏极、第六匪0S管mn6的栅极和第九PM0S管mp9的漏极接在一起；第五匪0S管mn5的栅极、第六匪0S管mn6的漏极、第七匪0S管mn7的漏极、第七匪0S管脆7的栅极、第八匪0S管mn8的栅极和第八PM0S管mp8的漏极连接在一起;第八PM0S管mp8的漏极和第八NM0S管mn8的漏极连接比较器的输出端。
[0043]其中，mn5和mn6尺寸相同，mn4和mn7尺寸相同，且mn5和mn6的尺寸比mn4和mn7的尺寸大，以保证正反馈有效，形成内部迟滞功能。比较器带有内部迟滞功能，可以防止过流检测标志信号出现抖动的现象，增加了电路的可靠性。
[0044]本发明采用了新的电流采样电路，与传统的过流检测电路相比，采样M0S管的漏极与LD0功率管的漏极接在一起，可以避免沟道长度调制效应的影响，提高了过流检测精度；电流采样电路与LD0功率管并联，采样结果与LD0的输出电流成线性关系，可以支持LD0功率管工作在饱和区和线性区两种情况;增加了电压放大电路，允许采样电阻R0两端的电压值很小，减小了mpl的背栅效应，提高了采样精度；同时mpO和mpl之间的尺寸比例可以取得更大，降低了电流采样电路的功耗；电压放大电路采用源极输入单个M0S管反馈的结构，响应速度很快。
[0045]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，包含: 电流采样模块，其采样低压差线性稳压器中功率管的电流，将采样电流转换为电阻两端的电压差； 电压放大模块，其输入端电性连接电流采样模块的输出端，将电流采样模块输出的电阻两端的电压差进行放大后输出； 比较器模块，其输入端电性连接电压放大模块的输出端，将电压放大模块输出的电压与参考电压进行比较，实现过流检测。2.如权利要求1所述的低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，所述的电流采样模块包含串联的零号电阻R0和第一 PMOS管mpl，零号电阻R0的正端接电源VCC，负端接第一 PMOS管mpl的源极，第一 PMOS管mpl的漏极接LDO电路的输出端VOUT，栅极接LDO电路中功率管mpO的栅极。3.如权利要求2所述的低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，所述的第一 PM0S管mpl的尺寸是功率管mpO的尺寸的整数倍，其中的尺寸是指M0S管的沟道宽度与沟道长度的比值。4.如权利要求1所述的低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，所述的电压放大模块包含电性连接的第一输入电阻R1、第二输入电阻R2、第二P型电流镜mp2、第三P型电流镜mp3、反馈管mp4、零号N型电流镜mnO、第一N型电流镜mnl、第二N型电流镜mn2和负载电阻R3;第一输入电阻R1的正端接电源VCC，负端接第二 P型电流镜mp2的源极;第二输入电阻R2的正端接电源VCC，负端接第三P型电流镜mp3的源极;第二P型电流镜mp2的栅极、第三P型电流镜mp3的栅极、第三P型电流镜mp3的漏极和第二 N型电流镜mn2的漏极连接在一起;第二 P型电流镜mp2的漏极、第一 N型电流镜mnl的漏极和反馈管mp4的栅极连接在一起;反馈管mp4的源极接第三P型电流镜mp3的源极，漏极接负载电阻R3的正端;零号N型电流镜mnO的栅极、第一 N型电流镜mn 1的栅极、第二 N型电流镜mn2的栅极和零号N型电流镜mnO的漏极连接偏置电流输入端IBIAS;零号N型电流镜mnO的源极、第一 N型电流镜mnl的源极、第二N型电流镜mn2的源极和负载电阻R3的负端连接到地GND。5.如权利要求4所述的低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，所述的第一输入电阻R1和第二输入电阻R2的阻值相同，第二P型电流镜mp2和第三P型电流镜mp3的尺寸相同，第一N型电流镜mnl和第二N型电流镜mn2的尺寸相同，其中的尺寸是指M0S管的沟道宽度与沟道长度的比值。6.如权利要求1所述的低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，所述的比较器模块为迟滞比较器，该比较器模块包含电性连接的6个PM0S管mp5?mplO和6个NM0S管mn3~mn8 ；第五PMOS管mp5、第六PMOS管mp6、第七PMOS管mp7和第八PMOS管mp8的源极连接电源电压；第五PM0S管mp5的栅极和漏极与第六PM0S管mp6的栅极连接偏置电流输入端;第七PM0S管mp7的栅极、第八PM0S管mp8的栅极、第七PM0S管mp7的漏极和第三NM0S管mn3的漏极连接在一起;第六PMOS管mp6的漏极、第九PMOS管mp9的源极和第十PMOS管mplO的源极连接在一起;第九PM0S管mp9的栅极接比较器的负输入端，即接参考电压VREF;第十PM0S管mplO的栅极接比较器的正输入端，即接电压放大模块的输出信号；第三匪OS管mn3的栅极、第四匪OS管mn4的栅极、第四NM0S管mn4的漏极、第五NM0S管mn5的漏极、第六匪OS管mn6的栅极和第九PMOS管mp9的漏极接在一起;第五匪OS管mn5的栅极、第六匪OS管mn6的漏极、第七NMOS管mn7的漏极、第七NMOS管mn7的栅极、第八NMOS管mn8的栅极和第八PMOS管mp8的漏极连接在一起;第八PM0S管mp8的漏极和第八NM0S管mn8的漏极连接比较器的输出端。7.如权利要求6所述的低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，其特征在于，所述的第五NM0S管mn5和第六NM0S管mn6的尺寸相同，第四NM0S管mn4和第七匪OS管mn7的尺寸相同，且第五NM0S管mn5和第六NM0S管mn6的尺寸大于第四NM0S管mn4和第七NM0S管mn7的尺寸，其中的尺寸是指M0S管的沟道宽度与沟道长度的比值。
【专利摘要】一种低压差线性稳压器的高精度快速过流检测电路，电流采样模块采样低压差线性稳压器中功率管的电流，将采样电流转换为电阻两端的电压差，电压放大模块将电流采样模块输出的电阻两端的电压差进行放大后输出，比较器模块将电压放大模块输出的电压与参考电压进行比较，实现过流检测。本发明检测精度高，响应速度快，功耗低，可以支持LDO功率管工作在饱和区和线性区两种情况。
【IPC分类】G01R19/165
【公开号】CN105486912
【申请号】CN201510977188
【发明人】李瑞嵘, 周玉洁, 朱念好
【申请人】上海爱信诺航芯电子科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月22日