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一种高可靠性的短路维护电路设计及其使用实例

限流保护通常有限流和折返式限流2种类型。前者是指将输出电流限定在最大值,该方法最大缺点是稳压器内部损失的功耗很大,而后者是指在降低输出电压的同时也降低了输出电流,其最大优点是当过流情况发生时,消耗在功

限流维护一般有限流和折返式限流2种类型。前者是指将输出电流限定在最大值,该办法最大缺陷是稳压器内部丢失的功耗很大,而后者是指在下降输出电压的一起也下降了输出电流,其最大长处是当过流状况产生时,耗费在功率管能量相对较小,但在负载短路时,大多数折返式限流型维护电路也没有完全关断稳压器,仍然有电流流过,从而使功率MOS管耗费能量,加速器材的老化。针对上述状况,在限流型维护电路的基础上,规划改进了一个短路维护电路,保证短路状况下,关断功率MOS管。本文别离定性和定量地剖析了这种短路维护电路的作业进程和原理,一起给出根据TSMCO.18μm CMOS工艺的Spectra仿真成果。

  

短路维护电路的作业原理

  高可靠性短路维护电路的完结电路如图1所示,其间VMP是线性稳压器的功率MOS管,R1、R2为稳压器的反应电阻;VMO和VMP管是电流镜电路,VMO管以必定的份额仿制功率管的电流,经过电阻R4转化为检测电压;晶体管VM1完结电平移位功用,终究接入由VM8~VM12等MOS管组成的比较器的正输入端(Vinp),比较器的负输入端(Vinm)与输出端(0UT)相连;VM13、VM14组成二极管衔接方式为负载的共源级扩大电路;VM14和VMp1构成电流镜电路;晶体管VMp1完结对功率管VMP的开关操控,正常作业时,VMp1的级电位(Vcon)为高电平,不会影响体系的正常作业,短路产生时,Vcon将为低电平,使功率管关断。

  作业原理的定性剖析

  当短路产生时,比较器的负输入端电位(Vinm)为0 V;一起VM1管将导通,因而比较器的正输入端电位大于0 V,终究比较器的输出节点电位(Vcom)为高电平,在MOS管VM13、VM14效果下,操控信号Vcon将为低电平,终究VMP管的栅极电压将升高,从而关断P功率管,完结短路维护。

  完结短路维护后,VM1管将关断;VM3和VM4组成电流镜,晶体管VM2的效果是保证电路在短路期间(VM1管关断),比较器正输入端的电压一直高于比较器的负输入端电压(即便体系存在地平面噪声),从而使Vcon电压一直为低电平,保证电路在短路产生期间一直都能关断P功率管,完结维护电路的高可靠性。

  一起当短路产生时(即Vcon信号为低电平),VM7管正常作业,VM5管将导通,有必定的电流流向0UT端;因而一旦短路消除(即0UT端接有负载电阻),VM5管将对负载%&&&&&%和负载电阻组成的并联RC网络充电,0UT端电压升高,Vcon信号将变为高电平,电路主动康复正常状况。

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