[发明专利]电流限制电路、电压调节器及DC-DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，具体涉及一种电流限制电路、电压调节器及DC-DC转换器。

背景技术

随着便携式电子设备的广泛应用，便携设备中的电子元件设计的待机功耗要求越来越受到关注。用于便携设备的电池的电量往往十分有限，这要求不断降低便携设备的电子元件的静态电流。待机功耗这一指标对便携式电子设备的待机时间有着至关重要的影响。广泛应用于便携设备中的各种电源芯片，如电压调节器和DC-DC转换器，都需要不断减少其待机电流，即空载时电源芯片自身所消耗的静态电流。

例如，电压调节器一般包括参考电压源、误差放大器、输出电压调整元件、采样电阻、旁路元件等。误差放大器可以是一个比较器。参考电压源提供的基准电压施加到该比较器的反相输入端；利用采样电阻从输出电压获得的采样电压施加到该比较器的同相输入端，由此形成负反馈。基准电压与采样电压的差值经误差放大器放大后，对输出电压调整元件进行控制，从而稳定输出电压。输出电压调整元件通常可以采用双极型晶体管，也可以采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

另外，上述电压调节器和DC-DC转换器一般都需要过流保护电路。过流保护电路也通常被称为电流限制电路，其功能是限制如上面提到的输出电压调整元件等功率器件在过载或短路时的电流，从而起到保护功率器件的作用。

图1，其中示出了一种现有技术的电流限制电路。其原理是通过电阻R1上的电压是否达到MP4的导通电压，来控制电流输出，为了实现较好的温度系统，需要用负温度系数较大的电阻(R1)与晶体管MP4的阈值电压温度系数相抵消。但有时受所采用的工艺限制，可能没有负温度系数足够大的电阻，这样就无法设计出较好温度系数的电流限制。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有较低静态电流消耗的用于电压调节器或DC-DC转换器的电流限制电路。该电流限制电路无需采用负温度系数很大的电阻，即可实现较好的温度系数的电流限制值。

本发明的第一方面，提供了一种用于电压调节器或DC-DC转换器的电流限制电路，该电压调节器或DC-DC转换器包括一个输出电压调整晶体管(MPass)，所述输出电压调整晶体管包括一个控制端(MPG)，所述电流限制电路包括：

与所述输出电压调整晶体管(MPass)相同的电流采样晶体管(MP1)，连接到所述输出电压调整晶体管(MPass)，使得流过所述电流采样晶体管(MP1)的电流与流过所述输出电压调整晶体管(MPass)的电流之比等于所述电流采样晶体管(MP1)的几何尺寸与所述输出电压调整晶体管(MPass)的几何尺寸之比；

电流镜像电路，连接到所述电流采样晶体管(MP1)，用于以流过所述电流采样晶体管的电流为参考电流产生一个与流过所述电流采样晶体管(MP1)的电流成比例的镜像电流；

电流-电压转换电路，连接到所述电流镜像电路，以产生一个与所述镜像电流成比例的电压,其包括一个第五晶体管(MP5)和一个电阻（R1）,所述电阻一端连接到所述电流镜像电路，另一端连接到所述第五晶体管(MP5)的栅极和漏极，所述第五晶体管（MP5）的源极与输出电压调整晶体管(MPass)的源极连接；

电压比较电路(MP4)，与所述输出电压调整晶体管(MPass)相同，连接到所述电流-电压转换电路和所述输出电压调整晶体管(MPass)的控制端（MPG），用于将所述电流-电压转换电路产生的电压与一个阈值电压作比较，并在所述电流-电压转换电路产生的电压大于所述阈值电压时将所述控制端（MPG）的电压限制在一个预定电压。

另一方面，本发明实施例提供了包括本发明第一方面电流限制电路的电压调节器。

再一方面，本发明实施例提供了包括本发明第一方面的电流限制电路的DC-DC转换器。

通过本发明实施例提供电流限制电路，使用晶体管和电阻组合作为分压电路，控制另一个晶体管导通的方式对输出进行限流，由于一般PMOS的阈值电压都为负温度系数，即使不同阈值的PMOS，其阈值电压的温度系数都相似，所以阈值压差的温度系数很小。从而无需采用负温度系数很大的电阻，即可实现较好的温度系数的电流限制值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了一种现有技术的电流限制电路；