主动式电流限制电路及使用该电路的电源调节器

摘要

本发明主要为电流限制电路又称为过电流保护(Over-Current Protection,OCP)电路，及使用该电路的电源调节器，目的在保护功率元件以及负载电路。过往的电流限制电路都会利用电阻与场效电晶体，将侦测到的过电流转换成电压，然后再开启一P型电晶体，使得一充电电流将功率电晶体的闸极电压给箝制住，以达到限制电流的目的。不过，电阻与场效电晶体的制程变化，以及元件本身的温度特性，往往会导致限流电流相当大的误差。所以，本发明将利用电流比较的方式，来提升电流限制电路的精准度。

主权项

一种电源调节器，其至少包含：一P型功率电晶体，其源极依据一控制信号接收一未调节的第一电压源，而于汲极产生一被调节的第二电压；一回授电路，其经由对该第二电压的分压产生一回授信号；一差动放大器，其输出耦合至该功率电晶体之闸极，其正输入端耦合至该回授信号，其负输入端耦合至一参考电压；一保护电路，耦接该差动放大器与该P型功率电晶体，该保护电路被组态为限制流经该P型功率电晶体的一第一电流，且当该第一电流超过一预定值时，提高该功率电晶体之闸极之电压；其中，该保护电路包含复数个电晶体；其中该保护电路进一步包含：一直流电流镜，其包括一对N型电晶体，该对N型电晶体闸极对闸极相接，其中一N型电晶体闸极与汲极相接；一直流电流源，其中该直流电流源输出一预定值之对地方向之电流并与该直流电流镜之输出相接于一第一端点；一第一P型电晶体，其源极耦合至该第一电压源，其闸极耦合至该第一端点，其汲极耦合至该差动放大器之输出；以及一第二P型电晶体，其源极耦合至该第一电压源，其闸极耦合至该差动放大器之输出，其汲极耦合至该直流电流镜之输入端。如申请专利范围第1项之电源调节器，其中该回授电路进一步包含两个串接电阻。如申请专利范围第1项之电源调节器，其中该保护电路进一步包含一直流电流源。如申请专利范围第1项之电源调节器，其中该保护电路进一步包含一直流电流镜。如申请专利范围第1项之电源调节器，其中该直流电流源为至少一P型电晶体所组成。如申请专利范围第1项之电源调节器，其中该直流电流镜为叠接cascode。如申请专利范围第1项之电源调节器，其中该直流电流源之直流电流由一能隙参考电路bandgap reference产生。一种在电源调节器中之电流限制电路，其至少包含：一P型功率电晶体，其源极耦合至一第一电压源；一直流电流镜，其包括一对N型电晶体，该对N型电晶体闸极对闸极相接，其中一N型电晶体闸极与汲极相接；一直流电流源，其中该直流电流源输出一预定值之对地方向之电流并与该直流电流镜之输出相接于一第一端点；一第一P型电晶体，其源极耦合至该第一电压源，其闸极耦合至该第一端点，其汲极耦合至该P型功率电晶体之闸极；以及一第二P型电晶体，其源极耦合至该第一电压源，其闸极耦合至该P型功率电晶体之闸极，其汲极耦合至该直流电流镜之输入端。如申请专利范围第8项之电流限制电路，其中该直流电流源为至少一P型电晶体所组成。如申请专利范围第8项之电流限制电路，其中该直流电流镜为叠接cascode。如申请专利范围第8项之电流限制电路，其中该直流电流源之直流电流由一能隙参考电路bandgap reference产生。如申请专利范围第8项之电流限制电路，其中该电流限制电路为低制程变异。如申请专利范围第8项之电流限制电路，其中该电流限制电路为低温度变异。一种在电源调节器中之电流限制方法，其至少包含：应用一电源调节器于在正常稳压状态下输出一固定电压且该电源调节器内之一功率电晶体提供一电流至负载；以及感测该功率电晶体之输出电流是否过大或发生短路电流；其中当该功率电晶体之输出电流过大或发生短路电流时，则启动一主动式过电流限制电路或移除短路电流，并且源极依据一控制信号接收一未调节的第一电压源，而于汲极产生一被调节的第二电压；其中当该功率电晶体之输出电流无过大或未发生短路电流，则继续应用该电源调节器于在正常稳压状态下输出该固定电压且该功率电晶体提供该电流至负载。