一种可调节限流保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路领域，具体涉及一种用于电源管理类芯片的限流保护电路。
【背景技术】
[0002]在电源管理类芯片中，随着负载电流要求的不断提高，电源芯片中功率管流过的电流不断增加，大输出电流将产生较大功耗，易导致芯片永久性损坏。为避免输出负载电流过大或输出短路等情况导致电路损坏，在电路内部一般会引入过流保护电路。如图1所示，一种现有技术的限流保护电路包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第一电流源、第二电流源和误差放大器。该限流保护电路的极限电流为恒定值Ii—。现有的这种限流保护电路会存在以下两种缺点:1、当电路在输入-输出压差较大状态，即功率管源漏端压差较大，若极限电流较大时，流过功率管的大电流易产生较大功耗使电路烧毁;2、当电路在输入-输出压差较小状态，即功率管源漏端压差较小，若极限电流较小时，大电流会使限流保护电路打开，导致功率管关断，电路无法正常工作。鉴于上述两种情况，功率管源漏端压差较大时，希望具有小的极限电流防止大电流损坏功率管;功率管源漏端压差较小时，希望具有较大的极限电流以便增加带负载能力。然而现有的这种极限电流恒定的限流保护电路在上述两种情况下难以兼顾。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种极限电流可调节变化的可调节限流保护电路。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是:一种可调节限流保护电路，包括芯片上的限流保护电路和芯片外的二端元器件。所述限流保护电路包括第一 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、第一电流源、运算放大器和误差放大器;所述误差放大器的正输入端接反馈电压，负输入端接第一基准电压，输出端连接第一 MOS管的栅极;所述第一 MOS管的栅极还分别与第二 MOS管的漏极和第三MOS管的栅极相连，第一 MOS管的漏极接第一电流源的输入端;第二 MOS管的漏极与第三MOS管的栅极相连，第二 MOS管的栅极分别与第四MOS管的漏极和第七MOS管的漏极相连;第三MOS管的漏极分别与第六MOS管的漏极、第六MOS管的栅极以及第七MOS管的栅极相连;第四MOS管的栅极分别与第五MOS管的栅极、第五MOS管的漏极以及第八MOS管的漏极相连，第四MOS管的漏极与第七MOS管的漏极相连;第五MOS管的栅极分别与自身的漏极和第八MOS管的漏极相连;第六MOS管的栅极分别与自身的漏极和第七MOS管的栅极相连;运算放大器的正输入端与第二基准电压相连，负输入端与第八MOS管的源级相连，输出端与第八MOS管的栅极相连;第一 MOS管的源极、第二 MOS管的源极、第三MOS管的源极、第四MOS管的源极、第五MOS管的源极分别连接电源电压;第六MOS管的源极、第七MOS管的源极和第一电流源的输出端分别连接电源地端;所述片外的二端元器件自芯片外部与限流保护电路相接，所述二端元器件的第一端分别与运算放大器的负输入端以及第八MOS管的源级相连，所述二端元器件的第二端连接电源地端。
[0005]具体的，所述第一MOS管至第五MOS管均为PMOS管，第六MOS管至第八MOS管均为NMOS 管。
[0006]具体的，所述二端元器件为片外限流电阻。
[0007]进一步优选的，所述芯片上的限流保护电路还包括接在第六MOS管的源级与电源地端之间的第九MOS管、接在第七MOS管的源级与电源地端之间的第十MOS管、接在第四MOS管的源级与电源电压之间的第十一 MOS管、接在第五MOS管的源级与电源电压之间的第十二MOS管以及第二电流源;所述第九MOS管的栅极分别与自身的漏极、第六MOS管的源级以及第十MOS管的栅极相连;第十MOS管的漏极与第七MOS管的源级相连;第^^一MOS管的栅极分别与第十二 MOS管的栅极、第十二 MOS管的漏极以及第五MOS管的漏极相连，第^^一MOS管的漏极与第四MOS管的源级相连;第十二MOS管的栅极分别与自身的漏极以及第五MOS管的源级相连;第二电流源的输入端与第八MOS管的漏极以及运算放大器的负输入端相连;第九MOS管的源极与第十MOS管的源极分别接电源地端;第十一 MOS管的源级和第十二 MOS管的源级分别接电源电压。
[0008]具体的，所述第九MOS管和第十MOS管均为WOS管；第^^一MOS管和第十二MOS管均为PMOS管。
[0009]本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。
[0010]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明采用运算放大器、二端元器件和第八MOS管形成的电路结构使极限电流能够调节，使用者能够根据功率管源漏端压差的大小，通过二端元器件和运算放大器调节第八MOS管的电流，设置不同的极限电流。当电路在输入-输出压差较大，即功率管源漏端存在较大的压差时，通过增大二端元器件阻值使流过第八MOS管的电流减小，从而降低了极限电流，减少了整个电路的损耗能够有效防止电路被烧毁。当电路输入-输出压差较小即功率管源漏端压差较小时，通过减小二端元器件阻值使流过第八MOS管的电流增加，该电流经过第五MOS管和第四MOS管的电流镜像作用，使极限电流增加以便电路在大输出电流情况下能够正常输出。本发明中，极限电流跟随片外的二端元器件线性连续可调。本发明所述的可调节限流保护电路结构简单、灵活方便、实用性强。
【附图说明】
[0011]图1是一种现有的限流保护电路的电路原理图；
[0012]图2是本发明一种可调节限流保护电路的实施例一的电路原理图；
[0013]图3是本发明一种可调节限流保护电路的实施例二的电路原理图；
[0014]其中，1、限流保护电路;2、二端元器件。
【具体实施方式】
[0015]本发明实施例一如图2所示，一种可调节限流保护电路，包括芯片上的限流保护电路I和芯片外的二端元器件2。所述二端元器件2为片外限流电阻RPa。所述限流保护电路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、第一电流源11、运算放大器Al和误差放大器EAl。所述误差放大器EAl的正输入端接反馈电压Vfb，负输入端接第一基准电压Vrefi，输出端连接第一MOS管Ml的栅极。所述第一 MOS管Ml的栅极还分别与第二 MOS管M2的漏极和第三MOS管M3的栅极相连，第一MOS管Ml的漏极接第一电流源11的输入端。第二MOS管M2的漏极与第三MOS管M3的栅极相连，第二 MOS管M2的栅极分别与第四MOS管M4的漏极和第七MOS管M7的漏极相连。第三MOS管M3的漏极分别与第六MOS管M6的漏极、第六MOS管M6的栅极以及第七MOS管M7的栅极相连。第四MOS管M4的栅极分别与第五MOS管M5的栅极、第五MOS管M5的漏极以及第八MOS管M8的漏极相连，第四MOS管M4的漏极与第七MOS管M7的漏极相连。第五MOS管M5的栅极分别与自身的漏极和第八MOS管M8的漏极相连。第六MOS管M6的栅极分别与自身的漏极和第七MOS管M7的栅极相连。运算放大器Al的正输入端与第二基准电压Vref2相连，负输入端与第八MOS管M8的源级相连，输出端与第八MOS管M8的栅极相连。第一 MOS管Ml的源极、第二 MOS管M2的源极、第三MOS管M3的源极、第四MOS管M4的源极、第五MOS管M5的源极分别连接电源电压。第六MOS管M6的源极、第七MOS管M7的源极和第一电流源I1的输出端分别连接电源地端。所述片外限流电阻Rpa自芯片外部与限流保护电路I相接，所述片外限流电阻Rpa的第一端分别与运算放大器Al的负输入端以及第八MOS管M8的源级相连，所述片外限流电阻RPa的第二端连接电源地端。
[0016]其中，所述第一MOS管Ml至第五MOS管M5均为PMOS管，第六MOS管M6至第八MOS管M8均为NMOS管。
[0017]实施例一中所述的可调节限流保护电路具体工作原理如下:
[0018]运算放大器Al、片外限流电阻RPa、第八MOS管M8构成了可调的电流源结构。运算放大器Al的正输入端引入第二基准电压VREF2，处于深度负反馈状态的运算放大器Al使B点电压Vb = Vref2。在片外限流电阻Rpa上产生电流lRpa = VREF2/Rpa,该电流流经第八MOS管M8。经过第五MOS管M5和第四MOS管M4的电流镜像作用，使极限电流Iiimited = M X Irpcl = M X Vref2/Rpcl，M为电流镜像比例。作为功率管的第一 MOS管Ml输出电流为Iqut，经过作为采样管的第三MOS管M3的电流采样以及经过第六MOS管M6和第七MOS管M7构成的电流镜像源得到采样电流I_Pie = K X IQUT，K为采样和镜像比例，且K〈〈l。可调节限流保护电路工作时会出现三种工作状况:
[0019]1、当作为功率管的第一MOS管Ml开始导通时，采样电流Isampie经过第三MOS管M3以及第六MOS管Μ6和第七MOS管Μ7组成的电流镜逐渐增大。当采样电流Isampie小于极限电流Ilimited时，第四MOS管Μ4会处于线性区呈现电阻特性，使A点处的电压Va等于电源电压，此时第二 MOS管M2关断，作为功率管的第一 MOS管Ml正常输出。
[0020]2、当第一 MOS管Ml的输出电流Iqut继续增大，使电流Isampie = Iiimited,此时第四MOS管Μ4和第七MOS管Μ7均处