发明名称 具动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路
摘要 本发明具动态调整输出端电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,能对驱动单元输出端电流进行动态调整,即时将超出额定值之输出端电流降低,同时于驱动单元之输入端处提供保护电路装置,限制所输入之电流大小,避免形成过驱动驱动单元之情形。伍、(一)、本案代表图为:第___4____图(二)、本案代表图之元件代表符号简单说明:201和202电流镜(current mirror)203输出端204 Iin电流源205参考电流源Iref302 达令顿(Darlington)对303负载304电流源305和306 输出端401运算放大器(OP Amplifier )402比较器(comparator )403和404输入端Q1至Q11 电晶体I1至I5 电流
申请公布号 TW576018 申请公布日期 2004.02.11
申请号 TW092100274 申请日期 2003.01.07
申请人 华邦电子股份有限公司 发明人 陈界祥
分类号 H03K17/60 主分类号 H03K17/60
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中该驱动电路装置具有一额定输入电流大小与一额定输出电流大小,该装置至少包含:一输入电流限制单元,其系用以输出该额定输入电流,其中该输入电流限制单元可提供一旁路电路将超出该额定输入电流大小之部分从该旁路电路导出,以确保所输出之电流大小等于该额定输入电流大小;一驱动单元,用以接收该输入电流并产生一驱动电流来驱动一负载;以及动态监视与调整单元,用以检测该驱动电流,并可将该驱动电流转换成一电压讯号以与一预先设定之参考电压进行比较,若该比较结果显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该驱动电流。2.如申请专利范围第1项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之输入电流限制单元更至少包括:第一与第二电晶体,该两电晶体基极共同连接于一输入电流源,来分别于该第一与第二电晶体之集极端产生第一电流与第二电流;第一电流镜,其中该第一电流镜之输入电流系由一参考电流源所提供,而其输出端连接于该第一电晶体之集极;第二电流镜,分别连接于该第一电流镜之输出端与该第一电晶体之集极,其中该第二电流镜之输入电流为该第一电流减去该参考电流;以及一额定输入电流输出端,用以输出一额定输入电流,其分别连接于该第二电晶体之集极端与该第二电流镜之输出端,其中该额定输入电流为该第二电流减去该第二电流镜之输入电流。3.如申请专利范围第2项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之该输出端之输出电流大小即为该额定输入电流大小。4.如申请专利范围第2项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之该第一电晶体与该第二电晶体系使用相同之制造参数。5.如申请专利范围第1项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之驱动单元更至少包括:一达另顿对,用以驱动一负载;一第一电晶体,其基极端系用以接收该额定输入电流,并于射极端产生一放大电流;以及一第二电晶体,其基极端系用以接收该第一电晶体之射极端电流,以于集极端产生驱动电流。6.如申请专利范围第5项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之负载可为一马达。7.如申请专利范围第1项或第5项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之动态监视与调整单元,更至少包括:一第三电晶体,其基极端系与该第二电晶体之基极相接;一运算放大器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端连接于该第二电晶体之集极端,该第二输入端连接于该第三电晶体之集极端,其系用以确保该第二电晶体与第三电晶体具有相同之集极/射极电压,且该第二电晶体与第三电晶体之基极端相接,因此该第二电晶体与第三电晶体之集极电流会成比例关系;一电流镜,其输入端连接于该运算放大器之输出端,其参考电流系由第三电晶体之集极电流所提供,该电流镜之输出端具有一电阻,用以将输出电流转换成第一电压;以及一比较器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端接收该第一电压,该第二输入端具有一参考电压,而该输出端分别连接于该第二电晶体与第三电晶体之基极端,并根据该第一电压与该参考电压之比较结果,若该比较结果显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该第二电晶体之集极电流。8.如申请专利范围第7项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之电阻大小可根据该可接受之额定输出电流大小来进行调整。9.一种可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中该驱动电路装置具有一额定输入电流大小与一额定输出电流大小,该装置至少包含:一输入电流限制单元,其系用以输出该额定输入电流,其中该输入电流限制单元可提供一旁路电路将超出该额定输入电流大小之部分从该旁路电路导出,以确保所输出之电流大小等于该额定输入电流大小;一驱动单元,至少包括第一与第二电晶体,用以接收该额定输入电流来产生一驱动电流以驱动一负载,其中该额定输入电流系由该第一电晶体之基极所接收并经由该第一电晶体射极放大后传输至该第二电晶体之基极,用以于该第二电晶体之集极端产生该驱动电流;以及一动态监视与调整单元,至少包括:一第三电晶体,其基极端系与该第二电晶体之基极相接;一运算放大器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端连接于该第二电晶体之集极端,该第二输入端连接于该第三电晶体之集极端,其系用以确保该第二电晶体与第三电晶体具有相同之集极/射极电压,且该第二电晶体与第三电晶体之基极端相接,因此该第二电晶体与第三电晶体之集极电流会成比例关系;一电流镜,其输入端连接于该运算放大器之输出端,其参考电流系由第三电晶体之集极电流所提供,该电流镜之输出端具有一电阻,用以将输出电流转换成第一电压;以及一比较器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端接收该第一电压,该第二输入端具有一参考电压,而该输出端分别连接于该第二电晶体与第三电晶体之基极端,并根据该第一电压与该参考电压之比较结果,若该比较结果显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该第二电晶体之集极电流。10.如申请专利范围第9项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之第二电晶体与第三电晶体之集极电流与该电流更输出电流会成比例关系。11.如申请专利范围第9项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之负载可为一马达。12.如申请专利范围第9项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之电阻大小可根据该可接受之额定输出电流大小来进行调整。13.一种可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中该驱动电路装置具有一额定输入电流大小与一额定输出电流大小,该装置至少包含:第一与第二电晶体,该两电晶体基极共同连接于一输入电流源,来分别于该第一与第二电晶体之集极端产生第一电流与第二电流;第一电流镜,其中该第一电流镜之输入电流系由一参考电流源所提供,而其输出端连接于该第一电晶体之集极;第二电流镜,分别连接于该第一电流镜之输出端与该第一电晶体之集极,其中该第二电流镜之输入电流为该第一电流减去该参考电流;一额定输入电流输出端,用以输出一额定输入电流,其分别连接于该第二电晶体之集极端与该第二电流镜之输出端,其中该额定输入电流为该第二电流减去该第二电流镜之输入电流;一第三电晶体,用以连接该额定输入电流输出端,其基极端系用以接收该额定输入电流,并于射极端产生一放大电流;一第四电晶体,其基极端系用以接收该第三电晶体之射极端电流,以于集极端产生驱动电流,以驱动一负载;一第五电晶体,其基极端系与该第四电晶体之基极相接;一运算放大器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端连接于该第四电晶体之集极端,该第二输入端连接于该第五电晶体之集极端,其系用以确保该第四电晶体与第五电晶体具有相同之集极/射极电压,且该第四电晶体与第五电晶体之基极端相接,因此该第四电晶体与第五电晶体之集极电流会成比例关系;一电流镜,其输入端连接于该运算放大器之输出端,其参考电流系由第五电晶体之集极电流所提供,该电流镜之输出端具有一电阻,用以将输出电流转换成第一电压;以及一比较器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端接收该第一电压,该第二输入端具有一参考电压,而该输出端分别连接于该第四电晶体与第五电晶体之基极端,并根据该第一电压与该参考电压之比较结果,若该比较结果显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该第四电晶体之集极电流。14.如申请专利范围第13项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之该额定输入电流输出端之输出电流大小即为该额定输入电流大小。15.如申请专利范围第13项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之该第一电晶体与该第二电晶体系使用相同之制造参数。16.如申请专利范围第13项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之负载可为一马达。17.如申请专利范围第13项之可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动电路装置,其中上述之电阻大小可根据该可接受之额定输出电流大小来进行调整。18.一种可动态调整输出电流与限制输入电流大小之驱动方法,其中该方法系将输入电流限制在额定输入电流大小范围内,而输出电流限制在额定输出电流大小范围内,该方法至少包含:提供一旁路电路将超出该额定输入电流大小之部分从该旁路电路导出,以确保所输出之电流大小等于该额定输入电流大小;利用该输入电流来产生一驱动电流以驱动一负载;以及检测该驱动电流,并将该驱动电流转换成一电压讯号以与一预先设定之参考电压进行比较,若该比较结果显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该驱动电流。19.一种可产生额定电流之电路装置,该装置至少包含:第一与第二电晶体,该两电晶体基极共同连接于一输入电流源,来分别于该第一与第二电晶体之集极端产生第一电流与第二电流;第一电流镜,其中一参考电流源提供一参考电流作为该第一电流镜之输入电流,而该第一电流镜之输出端连接于该第一电晶体之集极;第二电流镜,分别连接于该第一电流镜之输出端与该第一电晶体之集极,其中该第二电流镜之输入电流为该第一电流减去该参考电流;以及一输出端用以输出该额定电流,其分别连接于该第二电晶体之集极端与该第二电流镜之输出端,其中该额定电流为该第二电流减去该第二电流镜之输入电流。20.如申请专利范围第19项之可产生额定电流之电路装置,其中上述之该第一电晶体与该第二电晶体系使用相同之制造参数。21.一种可动态调整输出电流之电路装置,其中该装置至少包含:一输出单元,至少包括第一电晶体,于该第一电晶体之集极端具有该输出电流;一第二电晶体,其基极端系与该第一电晶体之基极相接;一运算放大器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端连接于该第一电晶体之集极端,该第二输入端连接于该第二电晶体之集极端,且该第一电晶体与第二电晶体之基极端相接;一电流镜,其输入端连接于该运算放大器之输出端,其参考电流系由第二电晶体之集极电流所提供,该电流镜之输出端具有一电阻,用以将输出电流转换成第一电压;以及一比较器,具第一输入端、第二输入端和一输出端,其中该第一输入端接收该第一电压,该第二输入端具有一参考电压,而该输出端分别连接于该第一电晶体与第二电晶体之基极端,并根据该第一电压与该参考电压之比较结果,若该比较结果显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该第一电晶体之集极电流。22.如申请专利范围第21项之可动态调整输出电流之电路装置,其中上述之第一电晶体与第二电晶体之集极电流与该电流更输出电流会成比例关系。23.如申请专利范围第21项之可动态调整输出电流之电路装置,其中上述之比较结果若显示出该驱动电流大于该额定输出电流大小,则即时降低该第一电晶体之集极电流。图式简单说明:第一图所示为本发明具保护电路设计与可动态调整输出电流之驱动电路之概略电路图;第二A图所示为本发明之输入电流限制单元之详细电路图;第二B图所示为本发明之负载驱动电路单元之详细电路图;第二C图所示为本发明之输出电流检测和动态调整单元之详细电路图;第三图所示为电晶体集极电流与集极射极间电压之关系图形;第四图所示为本发明具保护电路设计与可动态调整输出电流之驱动电路之详细电路图;第五图所示为本发明动态调整供应给负载电流大小之流程图;以及第六图所示为本发明产生一驱动电流以供应给驱动电路之流程图。
地址 新竹市新竹科学工业园区研新三路四号
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