[发明专利]基于快速短路保护的低压差线性稳压器

说明书

本发明揭示了一种基于快速短路保护的低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器包括：LDO单元，包括误差放大器AMP、MOS管MP及分压电阻R1和R2；快速短路保护单元，设置于MOS管MP与电源电压VIN之间，用于实现LDO单元的快速短路保护；控制单元，与MOS管MP和快速短路保护单元相连，于LDO单元正常工作时控制保护单元关闭，于LDO单元发生快速短路时控制保护单元导通。本发明的低压差线性稳压器通过控制单元检测MOS管MP的栅源电压，从而控制快速短路保护单元的导通和关闭，在快速短路时关断MOS管MP实现快速短路保护，大大降低了MOS管MP中的瞬间大电流，且有效缩短了电流维持时间，提高了LDO的稳定性和安全性。

技术领域

本发明属于低压差线性稳压器技术领域，具体涉及一种基于快速短路保护的低压差线性稳压器。

背景技术

低压差线性稳压器(Low Dropout regulator，LDO)具有输出噪声小、电路结构简单、占用芯片面积小和电压纹波小等优点，已成为电源管理芯片中的一类重要电路。低压差线性稳压器能够为模拟电路和射频电路等噪声敏感电路提供低输出纹波的电源，而且由于结构相对简单，外围元器件少，因而被广泛应用于片上系统芯片中。

参图1所示，现有技术中的LDO主要包括误差放大器AMP、MOS管MP、分压电阻R1和R2、及负载(负载电流为IL，输出电容为CL)。LDO基本原理为：误差放大器AMP用于放大反馈电压Vfb与基准电压Vref之间的差值，MOS管MP的栅源电压Vgs增大或减小电流以控制输出电压，实现输出电压的稳定，最终Vref和Vfb误差放大经过误差放大器EA构成负反馈使得输出电压稳定在Vout＝Vref×(R1+R2)/R2。

LDO的快速短路是指：将LDO的输出电压VOUT快速短路到地(GND)，而要保证LDO不会损坏。LDO中的保护机制很多，其中包括过流保护，而在输出电压VOUT快速短路到地时，尤其是低IQ(1μA～几μA)静态电流时，过流保护电路还没有建立，MOS管MP由于栅源电压瞬间过大导致有大电流流过，参图2所示大电流能达到989mA左右，整体持续时间为218μs左右，瞬间的功耗过大会导致较大的温升而烧坏MOS管MP。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于快速短路保护的低压差线性稳压器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于快速短路保护的低压差线性稳压器，以在快速短路时关闭MOS管MP实现保护。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种基于快速短路保护的低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器包括：

LDO单元，包括误差放大器AMP、MOS管MP及分压电阻R1和R2，LDO单元中负载电流为IL，电源电压为VIN，输出电压为VOUT，输出电容为CL；

快速短路保护单元，设置于MOS管MP与电源电压VIN之间，用于实现LDO单元的快速短路保护；

控制单元，与MOS管MP和快速短路保护单元相连，于LDO单元正常工作时控制保护单元关闭，于LDO单元发生快速短路时控制保护单元导通。

一实施例中，所述LDO单元中的MOS管MP为PMOS管，MOS管MP的栅极与误差放大器AMP的输出端相连，源极与电源电压VIN相连，漏极与输出电压VOUT相连。

一实施例中，所述快速短路保护单元为MOS管MN，MOS管MN为NMOS管。

一实施例中，所述MOS管MN的栅极与控制单元相连，源极与MOS管MP的栅极相连，漏极与电源电压VIN相连。

一实施例中，所述控制单元包括电阻R0、电容C0及反相器INV。