[发明专利]线性稳压器的输出限流器

说明书

本公开涉及线性稳压器的输出限流器。本发明公开了一种具有用于过流保护的限流器的电压稳压器。该限流器由从输出电流导出的一个或多个电流供电。在该输出电流为零的无负载条件下，为该限流器供电的该一个或多个电流可为零。然而，随着该输出电流增大，为该限流器供电的该一个或多个电流可成比例增大。因此，该限流器在无负载条件下可具有零静态电流，但是可被供电以在高电流条件下保护该电压稳压器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月13日提交的美国非临时申请号16/714,048的优先权，该申请进而要求于2019年7月17日提交的美国临时申请号62/875,343的权益。这些申请的内容据此以全文引用方式并入。

技术领域

本公开涉及微电子模拟电路，并且具体地，涉及线性电压稳压器电路(即，线性稳压器)，该线性电压稳压器电路被配置为在过载(例如，短路)条件下限制线性稳压器的输出电流，并且在无负载(例如，待机)条件下汲取低(例如，零)静态电流。

背景技术

被配置为最小化输入与输出之间压降(即，压差电压)的线性稳压器被称为低压差电压稳压器(即，LDO稳压器)。LDO稳压器的简单性使它们对于具有小尺寸、重量和/或成本的应用(例如，移动电话)是期望的。

LDO稳压器(即，LDO)被配置为基于在LDO的输入/输出端子两端上的可调整压降(即，可控压降)来调节输出电压，该输入/输出端子对应于输出晶体管的端子(例如，源极/漏极端子、发射极/集电极端子)。LDO通过比较输出电压与基准电压来调节，以便产生用于调整输出晶体管的控制端子(例如，栅极、基极)的控制信号(即，电压误差信号)，从而调整在输出晶体管上的压降，以使得输出电压对应于(例如，匹配)基准电压。由于调节经由耗散操作，因此功率效率是LDO稳压器的重要特性。

LDO稳压器的功率效率受LDO稳压器的电路操作所需的电流影响。该电流被称为LDO稳压器的静态电流(即，I_Q)。在操作条件下，LDO稳压器的输出电流(即，I_OUT)远大于静态电流。在空闲(即，待机)条件(即，无负载条件)下，LDO稳压器的输出电流可为零，但是LDO稳压器仍将汲取静态电流。因此，最小化静态电流是重要的，尤其是对于需要功率高效电路的应用(例如，电池驱动的器件)。本公开的实施方式就是在这种背景下出现的。

发明内容

在至少一个方面，本公开总体上描述了一种电压稳压器。电压稳压器包括被配置为比较输出电压与基准电压的回路。该电压回路还被配置为调整输出电压以匹配基准电压。电压稳压器还包括电流回路，该电流回路被配置为监测输出电流并且从电压回路汲取电流，以在输出电流等于或高于限流阈值时限制输出电流。电压稳压器的电流回路由与输出电流相关的一个或多个偏压电流供电。

在可能的具体实施中，一个或多个偏压电流不是固定的，并且当输出电流为零时，一个或多个偏压电流为零；然而，输出电流增大可导致一个或多个偏压电流成比例增大。

在另一方面，本公开总体上描述了一种线性压差稳压器(LDO)。LDO包括输出晶体管，该输出晶体管被配置为在LDO的输入与输出之间提供可控压降。LDO还包括限流器，该限流器根据输出电流供电并被配置为在过载条件下限制LDO的输出电流。限流器包括第一级、第二级和第三级。第一级包括电流感测晶体管和电流感测电阻器。该电流感测晶体管和该电流感测电阻器被配置为输出对应于输出电流的感测电流电压。第二级包括具有偏移电压的比较器(即，偏移比较器)，该比较器被配置为接收感测的电流电压。第三级包括限流晶体管，该限流晶体管由比较器驱动以在感测的电流电压等于或高于偏移电压时控制输出晶体管。

在可能的具体实施中，限流器在无负载条件下汲取零静态电流，并且由从输出电流导出的电流供电。