一种适用于高压LDO的低功耗欠压锁定保护电路的制作方法

本发明涉及一种欠压锁定保护电路，特别是一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，属于半导体集成电路领域。

背景技术：

1、ldo以其低成本，外围器件需求小，输出noise低，静态电流小等优势广泛应用于各种供电场合。随着新能源汽车的发展，尤其是电动新能源汽车的推广应用，设备趋向于小型化，高压化、低功耗。其中小型化不但是封装更小，外围器件需要精简，以节省宝贵的pcb空间；高压主要是汽车电子应用电压范围较高；功耗方面在满足负载需求基础上尽量低，以节约能源，降低成本。基于此，ldo成为很合适供电选择。ldo的可靠工作离不开各种保护模块的协同工作，比如过温，过压，欠压锁定等。其中欠压锁定保护是一项非常重要的功能，当芯片发生工作欠压等异常时可以保护芯片不至于因欠压而误工作损坏。

2、现有的技术如图5所示。主要通过vin电流注入电阻网络11、12、13从而产生采样电压，与内部基准vref比较后经过比较器15去输出比较的逻辑信号，再通过反馈mos管14调整逻辑关系，产生迟滞功能，即可得到欠压锁定的功能。该结构只能应用于较低的工作电压范围内，无法在高压下工作；其次需要大电阻进行分压，会占用较大的版图面积和产生较大的静态功耗，不能用在低功耗电路中。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，实现电路低功耗下的欠压锁定功能。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：包含高压电流镜电路、分压电阻反馈网络和低功耗比较器电路，高压电流镜电路的输入端连接输入信号，高压电流镜电路的第一输出端连接分压电阻反馈网络的输入端，高压电流镜电路的第二输出端连接低功耗比较器电路的正电源端，高压电流镜电路的第三输出端连接低功耗比较器电路的输出端并输出欠压锁定信号，分压电阻反馈网络的欠压锁定信号端输入欠压锁定信号，分压电阻反馈网络的输出端连接低功耗比较器电路的反向输入端，低功耗比较器电路的正向输入端连接基准电压信号。

4、进一步地，所述电压电流镜电路包含第一低压增强型pmos管、第二低压增强型pmos管、第三低压增强型pmos管、第一高压增强型pmos管、第二高压增强型pmos管和第三高压增强型pmos管，第一低压增强型pmos管、第二低压增强型pmos管和第三低压增强型pmos管的源极连接输入信号，第一低压增强型pmos管、第二低压增强型pmos管和第三低压增强型pmos管的栅极连接第一偏置电流镜信号，第一低压增强型pmos管的漏极连接第一高压增强型pmos管的源极，第二低压增强型pmos管的漏极连接第二高压增强型pmos管的源极，第三低压增强型pmos管的漏极连接第三高压增强型pmos管的源极，第一高压增强型pmos管、第二高压增强型pmos管和第三高压增强型pmos管的栅极连接第二偏置电流镜信号，第一高压增强型pmos管的漏极作为电压电流镜电路的第一输出端，第二高压增强型pmos管的漏极作为电压电流镜电路的第二输出端，第三高压增强型pmos管的漏极作为电压电流镜电路的第三输出端。

5、进一步地，所述分压电路反馈网络包含第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一低压增强型nmos管，第一电阻的一端作为分压电路反馈网络的输入端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端并作为分压电路反馈网络的输出端，第二电阻的另一端连接第一低压增强型nmos管的漏极和第三电阻的一端，第三电阻的另一端和第一低压增强型nmos管的源极接地，第一低压增强型nmos管的栅极作为分压电路反馈网络的欠压锁定信号端。

6、进一步地，所述低功耗比较器电路包含第四低压增强型pmos管、第五低压增强型pmos管、第二低压增强型nmos管、第三低压增强型nmos管和第四低压增强型nmos管，第四低压增强型pmos管和第五低压增强型pmos管的源极作为低功耗比较器的正电源端，第四低压增强型pmos管的栅极作为低功耗比较器的反向输入端，第五低压增强型pmos管的栅极作为低功耗比较器的正向输入端，第四低压增强型pmos管的漏极连接第二低压增强型nmos管的漏极和栅极以及第三低压增强型nmos管的栅极，第五低压增强型pmos管的漏极连接第三低压增强型nmos管的漏极和第四低压增强型nmos管的栅极，第四低压增强型nmos管的漏极作为低功耗比较器电路的输出端，第二低压增强型nmos管、第三低压增强型nmos管和第四低压增强型nmos管的源极接地。

7、进一步地，所述第一偏置电流镜信号和第二偏置电流镜信号采用ldo内部电流镜偏置信号。

8、进一步地，所述基准电压信号由ldo内部的基准产生。

9、本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的欠压锁定保护电路可以工作在高压下，且只需要几百纳安级别的静态电流即可正常工作，可以实现电路低功耗下的欠压锁定功能；本发明也可以应用于低功耗和版图节约的应用场景。

技术特征：

1.一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：包含高压电流镜电路、分压电阻反馈网络和低功耗比较器电路，高压电流镜电路的输入端连接输入信号，高压电流镜电路的第一输出端连接分压电阻反馈网络的输入端，高压电流镜电路的第二输出端连接低功耗比较器电路的正电源端，高压电流镜电路的第三输出端连接低功耗比较器电路的输出端并输出欠压锁定信号，分压电阻反馈网络的欠压锁定信号端输入欠压锁定信号，分压电阻反馈网络的输出端连接低功耗比较器电路的反向输入端，低功耗比较器电路的正向输入端连接基准电压信号。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：所述电压电流镜电路包含第一低压增强型pmos管、第二低压增强型pmos管、第三低压增强型pmos管、第一高压增强型pmos管、第二高压增强型pmos管和第三高压增强型pmos管，第一低压增强型pmos管、第二低压增强型pmos管和第三低压增强型pmos管的源极连接输入信号，第一低压增强型pmos管、第二低压增强型pmos管和第三低压增强型pmos管的栅极连接第一偏置电流镜信号，第一低压增强型pmos管的漏极连接第一高压增强型pmos管的源极，第二低压增强型pmos管的漏极连接第二高压增强型pmos管的源极，第三低压增强型pmos管的漏极连接第三高压增强型pmos管的源极，第一高压增强型pmos管、第二高压增强型pmos管和第三高压增强型pmos管的栅极连接第二偏置电流镜信号，第一高压增强型pmos管的漏极作为电压电流镜电路的第一输出端，第二高压增强型pmos管的漏极作为电压电流镜电路的第二输出端，第三高压增强型pmos管的漏极作为电压电流镜电路的第三输出端。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：所述分压电路反馈网络包含第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一低压增强型nmos管，第一电阻的一端作为分压电路反馈网络的输入端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端并作为分压电路反馈网络的输出端，第二电阻的另一端连接第一低压增强型nmos管的漏极和第三电阻的一端，第三电阻的另一端和第一低压增强型nmos管的源极接地，第一低压增强型nmos管的栅极作为分压电路反馈网络的欠压锁定信号端。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：所述低功耗比较器电路包含第四低压增强型pmos管、第五低压增强型pmos管、第二低压增强型nmos管、第三低压增强型nmos管和第四低压增强型nmos管，第四低压增强型pmos管和第五低压增强型pmos管的源极作为低功耗比较器的正电源端，第四低压增强型pmos管的栅极作为低功耗比较器的反向输入端，第五低压增强型pmos管的栅极作为低功耗比较器的正向输入端，第四低压增强型pmos管的漏极连接第二低压增强型nmos管的漏极和栅极以及第三低压增强型nmos管的栅极，第五低压增强型pmos管的漏极连接第三低压增强型nmos管的漏极和第四低压增强型nmos管的栅极，第四低压增强型nmos管的漏极作为低功耗比较器电路的输出端，第二低压增强型nmos管、第三低压增强型nmos管和第四低压增强型nmos管的源极接地。

5.根据权利要求2所述的一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：所述第一偏置电流镜信号和第二偏置电流镜信号采用ldo内部电流镜偏置信号。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高压ldo的低功耗欠压锁定保护电路，其特征在于：所述基准电压信号由ldo内部的基准产生。

技术总结
本发明公开了一种适用于高压LDO的低功耗欠压锁定保护电路，包含高压电流镜电路、分压电阻反馈网络和低功耗比较器电路，高压电流镜电路的输入端连接输入信号，高压电流镜电路的第一输出端连接分压电阻反馈网络的输入端，高压电流镜电路的第二输出端连接低功耗比较器电路的正电源端，高压电流镜电路的第三输出端连接低功耗比较器电路的输出端并输出欠压锁定信号，分压电阻反馈网络的欠压锁定信号端输入欠压锁定信号，分压电阻反馈网络的输出端连接低功耗比较器电路的反向输入端，低功耗比较器电路的正向输入端连接基准电压信号。本发明可以实现高压电路低功耗下的欠压锁定功能。

技术研发人员：徐飞,林瑞
受保护的技术使用者：江苏帝奥微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12