【主权项】
1. 一种折返式限流电路，用于在通过功率晶体管提供给负载的输出电流过流时，对所 述输出电流进行限流，其特征在于，所述折返式限流电路至少包括： 复制电流和限流信号产生模块，用于对所述输出电流进行复制以产生复制电流，并根 据所述复制电流产生限流信号检测电压； 限流阈值控制反馈模块，用于检测提供给负载的输出电压以产生限流阈值反馈电压和 误差反馈电压，并根据所述输出电压的变化，控制所述限流阈值反馈电压和所述误差反馈 电压的变化； 多阈值运算放大模块，连接所述复制电流和限流信号产生模块、所述限流阈值控制反 馈模块以及控制产生所述输出电压的基准电压，用于接收所述限流信号检测电压和所述限 流阈值反馈电压，并以所述限流阈值反馈电压或者所述基准电压作为限流阈值输入电压， 与所述限流信号检测电压进行比较，根据比较结果产生控制电压，以控制所述输出电压的 变化，从而限制所述输出电流的输出。
2. 根据权利要求1所述的折返式限流电路，其特征在于，在所述限流阈值反馈电压大 于所述基准电压时，所述多阈值运算放大模块以所述基准电压作为限流阈值输入电压与所 述限流信号检测电压进行比较，并在所述限流信号检测电压大于所述基准电压时，控制所 述输出电压快速降低；在所述限流阈值反馈电压小于所述基准电压时，所述多阈值运算放 大模块以所述限流阈值反馈电压作为限流阈值输入电压与所述限流信号检测电压进行比 较，并在所述限流信号检测电压等于所述限流阈值反馈电压时，控制所述输出电压继续降 低，以使所述输出电流的额定限流值随着所述输出电压的降低而逐渐减小，从而限制所述 输出电流的输出。
3. 根据权利要求1所述的折返式限流电路，其特征在于，所述复制电流和限流信号产 生模块至少包括：第五PMOS晶体管和限流信号检测电阻；所述第五PMOS晶体管的栅极接 入一驱动电压，所述第五PMOS晶体管的源极接入一电源电压，所述第五PMOS晶体管的漏极 与所述限流信号检测电阻的一端相连，所述限流信号检测电阻的另一端接地；其中，所述限 流信号检测电压为所述限流信号检测电阻两端的电压。
4. 根据权利要求3所述的折返式限流电路，其特征在于，所述第五PMOS晶体管的个数 为所述功率晶体管的个数的1/N，所述复制电流的电流值为所述输出电流的电流值的1/N， 其中，N为大于等于1的自然数。
5. 根据权利要求1所述的折返式限流电路，其特征在于，所述限流阈值控制反馈模块 至少包括：第一反馈电阻，第二反馈电阻和第三反馈电阻；所述第一反馈电阻的一端与所 述功率晶体管的漏极相连，所述第一反馈电阻的另一端与所述第二反馈电阻的一端相连， 所述第二反馈电阻的另一端与所述第三反馈电阻的一端相连，所述第三反馈电阻的另一端 接地；其中，所述限流阈值反馈电压为所述第二反馈电阻两端和所述第三反馈电阻两端的 电压之和，所述误差反馈电压为所述第三反馈电阻两端的电压。
6. 根据权利要求5所述的折返式限流电路，其特征在于，所述第一反馈电阻、所述第二 反馈电阻和第三反馈电阻满足以下关系式（1)和（2):
其中，Rl为所述第一反馈电阻，R2为所述第二反馈电阻，R3为第三反馈电阻，VREF为 所述基准电压，VOUT为所述输出电压，VFOLD为所述限流阈值反馈电压。
7. 根据权利要求1所述的折返式限流电路，其特征在于，所述多阈值运算放大模块至 少包括：第一 PMOS晶体管，第二PMOS晶体管，第三PMOS晶体管，第四PMOS晶体管，第一 NMOS晶体管以及第二NMOS晶体管；所述第一 PMOS晶体管的源极接入一电源电压，所述第 一 PMOS晶体管的栅极接入一偏置电压，所述第一 PMOS晶体管的漏极分别与所述第二PMOS 晶体管、所述第三PMOS晶体管和所述第四PMOS晶体管的源极相连；所述第二PMOS晶体管 的栅极接入所述限流信号检测电压，所述第二PMOS晶体管的漏极与所述第一 NMOS晶体管 的漏极相连；所述第三PMOS晶体管的栅极接入所述基准电压，所述第四PMOS晶体管的栅极 接入所述限流阈值反馈电压，所述第三PMOS晶体管的漏极与所述第四PMOS晶体管的漏极 相连后与所述第二NMOS晶体管的漏极相连；所述第一 NMOS晶体管的漏极还与其栅极相连， 所述第一 NMOS晶体管的栅极还与所述第二NMOS晶体管的栅极相连，所述第一 NMOS晶体管 的源极与所述第二NMOS晶体管的源极共同接地；其中，所述控制电压为所述第二NMOS晶体 管两端的电压。
8. 根据权利要求7所述的折返式限流电路，其特征在于，所述多阈值运算放大模块还 包括：补偿电容；所述补偿电容的一端与所述第二PMOS晶体管的栅极相连，所述补偿电容 的另一端与所述第二NMOS晶体管的漏极相连。
9. 一种线性稳压源，其特征在于，所述线性稳压源至少包括： 功率晶体管，用于在接收到驱动电压后向负载提供输出电流； 如权利要求1-8任一项所述的折返式限流电路，连接于所述功率晶体管，用于在所述 输出电流过流时，对所述输出电流进行限流。
10. 根据权利要求9所述的线性稳压源，其特征在于，所述线性稳压源还包括： 基准电压电流产生电路，连接于所述折返式限流电路，用于产生基准电压，并向所述折 返式限流电路提供偏置电压； 误差放大电路，连接于所述基准电压电流产生电路、所述折返式限流电路，用于接收所 述基准电压电流产生电路产生的基准电压和所述折返式限流电路产生的误差反馈电压，并 将所述基准电压与所述误差反馈电压进行比较，以产生误差放大电压； 输出缓冲级电路，连接于所述误差放大电路、所述折返式限流电路和所述功率晶体管， 用于接收所述误差放大电路产生的误差放大电压和所述折返式限流电路产生的控制电压， 并将所述误差放大电压与所述控制电压进行比较，以产生驱动电压，从而根据所述驱动电 压的变化控制所述功率晶体管，以限制所述输出电流的输出。
【专利摘要】本发明提供一种折返式限流电路及具有该折返式限流电路的线性稳压源，所述折返式限流电路用于在通过功率晶体管提供给负载的输出电流过流时，对所述输出电流进行限流，其中，所述折返式限流电路至少包括：复制电流和限流信号产生模块，限流阈值控制反馈模块，以及多阈值运算放大模块。本发明的折返式限流电路，在原有的常流限流模式的基础上增加一个环路控制，在外部负载增大发生过流的时候，在外部负载增大发生过流的时候，通过检测并控制输出电压的变化，来限制功率晶体管的输出能力，形成正反馈的控制环路，从而控制输出电流起到折返的效果，且输出电流的折返点易于精确控制，同时不会浪费较多功耗。
【IPC分类】G05F1-573
【公开号】CN104536507
【申请号】CN201410737527
【发明人】王胜磊, 张武全, 陈立新
【申请人】芯原微电子(上海)有限公司, 芯原微电子(北京)有限公司, 芯原微电子（成都）有限公司, 芯原股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月5日...