CN112859985A - 一种高压大电流线性稳压器的限流电路及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压大电流线性稳压器的限流电路及实现方法，该电路通过高压输出功率管M1的漏极连接可变电阻R1和可变分压电阻R2，使可变电阻R1的一端作为输出电压VOUT端口，负载等效电阻RL产生输出电流Iout，输出电流Iout流经采样电阻Rsense，采样电阻Rsense两端产生电压差，并将电压差传输给电流感应放大器I3，电流感应放大器I3放大采样信号并输出电压到限流比较器I1，限流比较器I1将电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1输入的基准电压Vref进行比较，从而实现限流。本发明科学合理，使用安全方便，通过高压功率管M1输出端的有源区上的铝走线电阻采样，能够非常准确地对应到实际的带载能力，及时实现限流。

Description

一种高压大电流线性稳压器的限流电路及实现方法

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，具体是一种高压大电流线性稳压器的限流电路及实现方法。

背景技术

近年来，随着集成电路产业的不断发展,各种电源管理芯片也得到了长足的发展。当前应用于便携式电子产品的电源管理芯片主要包括开关式稳压器、电荷泵式稳压器、低压差线性稳压器等分立器件和PMU电源管理单元。低压差线性稳压器以其具有结构简单、稳定性好、纹波小、成本低、噪声低、体积小、静态电流小，并可简单集成在其他芯片中等优点，得到了良好的发展。

低压差线性稳压器一般都会有限流保护电路部分，防止芯片过热情况的发生。但大部分现有的低压差线性稳压器限流结构是通过检测功率管的电流实现的，具体实施办法是通过检测与功率管匹配且成一定比例的检测管的电流，当该检测管电流超过设定值时就发生限流，发出限流动作信号，当检测管较小，功率管与检测管的比例过大时，容易造成限流值不准确，导致低压差线性稳压器出现误动作；当检测管较大，功率管与检测管的比例较小时，限流值比较准确，但会引起功耗的增加，在低功耗低压差线性稳压器中尤为严重，同时功率管与检测管的匹配度、沟道长度调制效应和模拟电路本身的非理想性都会引起限流结构限流值的不准确。因此，人们急需一种高压大电流线性稳压器的限流电路及实现方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压大电流线性稳压器的限流电路及实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种高压大电流线性稳压器的限流电路，限流电路包括高压输出功率管M1、采样电阻Rsense、限流比较器I1、驱动模块I2、电流感应放大器I3、误差放大器I4、可变电阻R1、可变分压电阻R2和负载等效电阻RL；

输入电压VIN连接高压输出功率管M1的源极为限流电路提供电源，高压输出功率管M1的另一端通过采样电阻Rsense连接到可变电阻R1和可变分压电阻R2，可变电阻R1的一端作为输出电压VOUT端口，输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生输出电流Iout,输出电流Iout流经采样电阻Rsense,采样电阻Rsense两端产生电压差，采样电阻Rsense采集输出电流Iout的采样信号并将输出电流Iout的采样信号传入电流感应放大器I3，电流感应放大器I3放大采样信号并输出电压到限流比较器I1，限流比较器I1将电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1另一端输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当输出电流Iout增大，达到设定的限流值时，限流比较器I1输出翻转，高压输出功率管M1的驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

本发明使用高压功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压功率管M1的漏极通过采样电阻Rsense连接到可变电阻R1，可变电阻R1连接可变分压电阻R2，将可变分压电阻R2的一端作为输出电压端口，限流比较器I1连接高压输出功率管M1的驱动模块2，可以调节高压输出功率管M1的栅端电压，可变电阻R1与可变分压电阻R2均连接误差放大器I4的输入端，误差放大器I4的输出端连接高压输出功率管M1的驱动模块2，可以调节高压输出功率管M1实现设定电压值的输出电压VOUT，输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生输出电流Iout，采样电阻Rsense对输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense电阻两端产生电压差，经过电流感应放大器I3放大后跟基准电压Vref进行比较，当输出电流Iout超过设定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，再通过高压功率管M1的驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，完成限流。

进一步的，高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压输出功率管M1的栅极连接驱动模块I2的第一接口，高压输出功率管M1的漏极、电流感应放大器I3的第一接口均连接采样电阻Rsense的第一端，电流感应放大器I3的第二接口、可变电阻R1的第二端和负载等效电阻RL的第二端均连接采样电阻Rsense的第二端，可变电阻R1的第一端连接可变分压电阻R2的第二端，可变分压电阻R2的第二端连接误差放大器I4的第一端，可变分压电阻R2的第一端接地，可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，负载等效电阻RL的第一端接地，误差放大器I4的第二端连接驱动模块I2的第三接口，电流感应放大器I3的输出引脚连接限流比较器I1的第一接口，限流比较器I1的第二接口连接基准电压Vref，限流比较器I1的输出接口连接驱动模块I2的第二接口。

本发明使用高压功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压功率管M1的漏极通过采样电阻Rsense连接到可变电阻R1，可变电阻R1连接可变分压电阻R2，将可变分压电阻R2的一端作为输出电压端口，限流比较器I1连接高压输出功率管M1的驱动模块2，可以调节高压输出功率管M1的栅端电压，可变电阻R1与可变分压电阻R2均连接误差放大器I4的输入端，误差放大器I4的输出端连接高压输出功率管M1的驱动模块2，可以调节高压输出功率管M1实现设定电压值的输出电压VOUT，输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生输出电流Iout，采样电阻Rsense对输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense电阻两端产生电压差，经过电流感应放大器I3放大后跟基准电压Vref进行比较，当输出电流Iout超过设定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，再通过高压功率管M1的驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，完成限流。

进一步的，采样电阻Rsense为有源区上方的铝走线电阻，有源区位于高压输出管M1所在的区域。

本发明通过采样电阻Rsense对输出电流Iout采样，采样电阻Rsense具有较好的抗干扰能力，能够准确地对应到实际的带载能力。

进一步的，电流感应放大器I3用于放大采样电阻Rsense采集的采样信号，采样信号为输出电流Iout的采样信号。

本发明使用的采样电阻Rsense具有体积小、成本低、抗电流冲击、精度高和功率大的特点，能够准确的采集输出电流Iout信号,再使用电流感应放大器I3对采样电阻Rsense采集的采样信号放大，将放大后的采样信号与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，从而实现限流功能。

进一步的，限流电路还包括误差放大器I4，误差放大器I4用于实现输出电压VOUT的标定电压输出。

本发明经过可变电阻R1和可变分压电阻R2的分压，产生Vfb信号，Vfb信号通过误差放大器I4跟基准电压Vref进行比较，逐步达到稳定的设定值，使用误差放大器I4实现输出电压VOUT的标定电压输出，在限流电路中将误差信号放大，以提高限流电路的灵敏度，提高调解精度，降低调解误差。

一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：输入电压VIN为高压输出功率管M1输入使能信号，限流电路完成复位，限流电路使能，限流电路开始正常工作，转步骤S2；

步骤S2：限流比较器I1的第一接口输入基准电压Vref，基准电压Vref上升到电压设定值，可变电阻R1第二端的输出电压VOUT同步上升到标定电压值，转步骤S3；

步骤S3：负载等效电阻RL产生的输出电流Iout上升直到稳定，负载等效电阻RL产生的输出电流Iout在采样电阻Rsense上流过，采样电阻Rsense对负载等效电阻RL产生的输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense两端之间产生电压差，该电压差通过采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传入到电流感应放大器I3的第一接口和第二接口，电流感应放大器I3放大负载等效电阻RL产生的输出电流Iout的采样信号并输出电压到限流比较器I1的第一接口，转步骤S4；

步骤S4：限流比较器I1将限流比较器I1第一接口接收的电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当负载等效电阻RL产生的输出电流Iout增大，达到设定的限流值时转步骤S5；

步骤S5：限流比较器I1输出翻转，将翻转信号传给高压功率管M1的驱动模块I2，驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

本发明将高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压输出功率管M1的漏极通过采样电阻Rsense连接可变电阻R1和可变分压电阻R2，可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，采样电阻Rsense采集输出电流Iout的采样信号，在采样电阻Rsense两端产生电压差，采样电阻Rsense的Vp端和Vn端连接电流感应放大器I3的两个输入端，电流感应放大器I3的输出端连接限流比较器I1的第一接口，限流比较器I1的输出端连接驱动模块I2的第二接口，驱动模块I2连接高压输出功率管M1的栅极，驱动模块I2可以调节高压输出功率管M1的栅端电压，误差放大器I4的第二接口连接驱动模块I2的第三接口，可以调节高压功率管M1实现设定的输出电压值，同时，负载等效电阻RL用来产生输出电流Iout，通过输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生的输出电流Iout，高压功率管M1的一端有源区上的采样电阻Resense对输出电流Iout进行采样得到采样信号，采样信号放大之后跟限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，当输出电流Iout超过设定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，再通过高压功率管M1的驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，达到限流的目的，适合在高大电流的电路中作为限流电路。

进一步的，高压功率管M1为高压PMOS管或高压NMOS管。

本发明使用的高压功率管M1共有三个引脚，一般为栅极、源极和漏极，通过栅极和源极间加控制信号时可以改变漏极和源极间的导通和截止，高压输出功率管M1具有输入电阻高、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象和安全工作区域宽等优点，能够实现高压大电流线性稳压器的限流。

进一步的，限流比较器I1的第一接口和第二接口均为输入接口，电流感应放大器I3的第一接口和第二接口均为输入接口，限流比较器I1的第一接口用于输入电流感应放大器I3的输出电压，限流比较器I1的第二接口用于输入基准电压Vref，电流感应放大器I3的第一接口和第二接口均用于输入采样电阻Rsense两端的电压差。

本发明中电流感应放大器I3的第一接口和第二接口用于输入采样电阻Rsense采集的采样信号，限流比较器I1的第一接口用于接收电流感应放大器I3输出的放大后的采样信号，限流比较器I1的第二接口用于输入基准电压Vref，并且限流比较器I1将两个输入接口得到的数据进行比较，若输出电流Iout超过限定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，高压功率管M1的驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

进一步的，高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法还包括基准电压产生电路，基准电压产生电路用于为限流比较器I1提供基准电压Vref。

本发明中限流比较器I1的第二接口输入的基准电压Vref需要基准电压产生电路提供，基准电压产生电路提供的基准电压Vref可以与放大后的采样信号进行比较，当输出电流Iout超过设定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，再通过高压功率管M1的驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

进一步的，高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法步骤S4中，若负载等效电阻RL产生的输出电流Iout低于设定的限流电流时，则重复步骤S3～步骤S5。

本发明当输出电流Iout低于设定的限流电流时，输出电流Iout继续上升，等到输出电流Iout上升到设定值后再进行限流监测和控制，能够作为高压大电流线性稳压器的限流电路。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明将高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压输出功率管M1的漏极通过采样电阻Rsense连接可变电阻R1和可变分压电阻R2，使可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口；限流比较器I1的输出端连接驱动模块I2的第二接口，驱动模块I2连接高压输出功率管M1的栅极，可以调节高压输出功率管M1的栅端电压；误差放大器I4的第二接口连接驱动模块I2的第三接口，可以调节高压功率管M1实现设定的输出电压值；负载等效电阻RL用来产生输出电流Iout；高压功率管M1的漏极连接采样电阻Resense，采样电阻Resense对输出电流Iout进行采样得到采样信号，采样信号放大之后跟输入限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，当输出电流Iout超过设定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，再通过驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，从而达到限流的目的；采样电阻Rsense具有较好的抗干扰能力，能够准确地对应到实际的带载能力；解决了目前功率管与检测管匹配度、沟道长度调制效应和模拟电路本身的非理想性引起的限流结构限流值不准确的问题，适合在高大电流的电路中作为限流电路；本发明通过高压功率管输出端的有源区上的铝走线电阻采样，能够非常准确地对应到实际的带载能力，提高了抗干扰能力，还可以应用于不同场合。

附图说明

图1是一种高压大电流线性稳压器的限流电路的电路原理图；

图2是一种高压大电流线性稳压器的限流电路中高压功率管M1和采样电阻Rsense的结构示意图；

图3是一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供技术方案：

如图1所示，一种高压大电流线性稳压器的限流电路，限流电路包括高压输出功率管M1、采样电阻Rsense、限流比较器I1、驱动模块I2、电流感应放大器I3、误差放大器I4、可变电阻R1、可变分压电阻R2和负载等效电阻RL；

输入电压VIN连接高压输出功率管M1的源极为限流电路提供电源，高压输出功率管M1的另一端通过采样电阻Rsense连接到可变电阻R1和可变分压电阻R2，可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生输出电流Iout,输出电流Iout流经采样电阻Rsense,采样电阻Rsense两端产生电压差，采样电阻Rsense采集输出电流Iout的采样信号并将输出电流Iout的采样信号传入电流感应放大器I3，电流感应放大器I3放大采样信号并输出电压到限流比较器I1，限流比较器I1将电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1另一端输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当输出电流Iout增大，达到设定的限流值时，限流比较器I1输出翻转，高压输出功率管M1的驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压输出功率管M1的栅极连接驱动模块I2的第一接口，高压输出功率管M1的漏极、电流感应放大器I3的第一接口均连接采样电阻Rsense的第一端，电流感应放大器I3的第二接口、可变电阻R1的第二端和负载等效电阻RL的第二端均连接采样电阻Rsense的第二端，可变电阻R1的第一端连接可变分压电阻R2的第二端，可变分压电阻R2的第二端连接误差放大器I4的第一端，可变分压电阻R2的第一端接地，可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，负载等效电阻RL的第一端接地，误差放大器I4的第二端连接驱动模块I2的第三接口，电流感应放大器I3的输出引脚连接限流比较器I1的第一接口，限流比较器I1的第二接口连接基准电压Vref，限流比较器I1的输出接口连接驱动模块I2的第二接口。

采样电阻Rsense为有源区上方的铝走线电阻，有源区位于高压输出管M1所在的区域。

电流感应放大器I3用于放大采样电阻Rsense采集的采样信号，采样信号为输出电流Iout的采样信号。

限流电路还包括误差放大器I4，误差放大器I4用于实现输出电压VOUT的标定电压输出。

如图2所示，字母S表示高压输出功率管M1的源极，字母G表示高压输出功率管M1的栅极，字母D表示高压输出功率管M1的漏极，采样电阻Rsense第一端和第二端分别连接高压输出功率管M1的漏极，字母B表示输入电压VIN，输入电压VIN用于向高压输出功率管M1输入使能信号使限流电路使能，采样电阻Rsense还包括Vp端和Vn端，采样电阻Rsense采集负载等效电阻RL产生的输出电流Iout的采样信号，采样电阻Rsense的Vp端和Vn端两端产生电压差，采样电阻Rsense两端之间产生电压差，该电压差通过采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传入到电流感应放大器I3的第一接口和第二接口。

如图3所示，一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1:输入电压VIN为高压输出功率管M1输入使能信号，限流电路完成复位，限流电路使能，限流电路开始正常工作，转步骤S2；

步骤S2：限流比较器I1的第一接口输入基准电压Vref，基准电压Vref上升到电压设定值，可变电阻R1第二端的输出电压VOUT同步上升到标定电压值，转步骤S3；

步骤S3：负载等效电阻RL产生的输出电流Iout上升直到稳定，负载等效电阻RL产生的输出电流Iout在采样电阻Rsense上流过，采样电阻Rsense对负载等效电阻RL产生的输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense两端之间产生电压差，该电压差通过采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传入到电流感应放大器I3的第一接口和第二接口，电流感应放大器I3放大负载等效电阻RL产生的输出电流Iout的采样信号并输出电压到限流比较器I1的第一接口，转步骤S4；

步骤S4：限流比较器I1将限流比较器I1第一接口接收的电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当负载等效电阻RL产生的输出电流Iout增大，达到设定的限流值时转步骤S5；

步骤S5：限流比较器I1输出翻转，将翻转信号传给高压功率管M1的驱动模块I2，驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

高压功率管M1为高压PMOS管或高压NMOS管。

限流比较器I1的第一接口和第二接口均为输入接口，电流感应放大器I3的第一接口和第二接口均为输入接口，限流比较器I1的第一接口用于输入电流感应放大器I3的输出电压，限流比较器I1的第二接口用于输入基准电压Vref，电流感应放大器I3的第一接口和第二接口均用于输入采样电阻Rsense两端的电压差。

高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法还包括基准电压产生电路，基准电压产生电路用于为限流比较器I1提供基准电压Vref。

高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法步骤S4中，若负载等效电阻RL产生的输出电流Iout低于设定的限流电流时，则重复步骤S3～步骤S5。

本发明的工作原理：高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，电路复位，电路使能，限流电路开始正常工作，高压输出功率管M1的漏极通过采样电阻Rsense连接可变电阻R1和可变分压电阻R2，可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，同时，输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生输出电流Iout，高压功率管M1的一端有源区上的采样电阻Resense对负载等效电阻RL产生的输出电流Iout进行采样得到采样信号，采样电阻Rsense的Vp端和Vn端连接电流感应放大器I3的两个输入端，负载等效电阻RL产生的输出电流Iout流经采样电阻Rsense，采样电阻Rsense两端产生电压差，该电压差通过电流感应放大器I3的第一接口和第二接口传入到电流感应放大器I3，电流感应放大器I3放大采样信号，电流感应放大器I3的输出端连接限流比较器I1的第一接口，电流感应器I3输出电压到限流比较器I1的第一接口，限流比较器I1将限流比较器I1第一接口接收的电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当负载等效电阻RL产生的输出电流Iout增大，达到设定的限流值时，限流比较器I1的输出端输出翻转，高压输出功率管M1的驱动模块I2调节高压输出功率管M1的栅端电压，实现高压大电流线性稳压器的限流。

实施例一：

一种高压大电流线性稳压器的限流电路包括高压输出功率管M1、采样电阻Rsense、限流比较器I1、驱动模块I2、电流感应放大器I3、误差放大器I4、可变电阻R1、可变分压电阻R2和负载等效电阻RL；

高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，高压输出功率管M1的栅极连接驱动模块I2的第一接口，高压输出功率管M1的漏极、电流感应放大器I3的第一接口均连接采样电阻Rsense的第一端，电流感应放大器I3的第二接口、可变电阻R1的第二端和负载等效电阻RL的第二端均连接采样电阻Rsense的第二端，可变电阻R1的第一端连接可变分压电阻R2的第二端，可变分压电阻R2的第二端连接误差放大器I4的第一端，可变分压电阻R2的第一端接地，可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，负载等效电阻RL的第一端接地，误差放大器I4的第二端连接驱动模块I2的第三接口，电流感应放大器I3的输出引脚连接限流比较器I1的第一接口，限流比较器I1的第二接口连接基准电压Vref，限流比较器I1的输出接口连接驱动模块I2的第二接口；

高压大电流线性稳压器的限流电路还包括电流采样电阻Rsense，采样电阻Rsense上有输出电流Iout流过，产生了电压差，由采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传送到电流感应放大器I3的输入端，完成输出电流Iout的采样；

电流感应放大器I3的输出端连接到限流比较器I1的输入端，限流比较器I1的另一个输入端连接到基准电压Vref，限流比较器I1的输出端连接到高压功率管M1的驱动模块I2，高压功率管M1的驱动模块I2来调节高压功率管M1的栅端电压；

可变电阻R1的第一端和可变分压电阻R2的第二端连接到误差放大器I4输入端，误差放大器I4的输出端连接到高压功率管M1的驱动模块I2，高压功率管M1的驱动模块I2用来调节功率管M1以实现设定的输出电压值；

同时，负载等效电阻RL用来产生输出电流Iout,高压功率管M1有源区上的铝线电阻Rsense对输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生的输出电流Iout进行采样，采样信号经过放大后跟基准电压Vref进行比较，当负载等效电阻RL产生的输出电流Iout超过设定的限流值时，限流比较器I1输出信号翻转，再通过高压功率管M1的驱动模块I2控制高压功率管M1的栅端电压，完成限流功能。

实施例二：

一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法包括以下步骤：

输入电压VIN为高压输出功率管M1输入使能信号，限流电路完成复位，限流电路使能，限流电路开始正常工作；

限流比较器I1的第一接口输入基准电压Vref，基准电压Vref上升到电压设定值，可变电阻R1第二端的输出电压VOUT同步上升到标定电压值；

负载等效电阻RL产生的输出电流Iout上升直到稳定，负载等效电阻RL产生的输出电流Iout在采样电阻Rsense上流过，采样电阻Rsense对负载等效电阻RL产生的输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense两端之间产生电压差，该电压差通过采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传入到电流感应放大器I3的第一接口和第二接口，电流感应放大器I3放大负载等效电阻RL产生的输出电流Iout的采样信号并输出电压到限流比较器I1的第一接口；

限流比较器I1将限流比较器I1第一接口接收的电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，发现为正常工作状态，输出正常带载。

实施例三：

一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法包括以下步骤：

输入电压VIN为高压输出功率管M1输入使能信号，限流电路完成复位，限流电路使能，限流电路开始正常工作；

限流比较器I1的第一接口输入基准电压Vref，基准电压Vref上升到电压设定值，可变电阻R1第二端的输出电压VOUT同步上升到标定电压值；

负载等效电阻RL产生的输出电流Iout上升直到稳定，负载等效电阻RL产生的输出电流Iout在采样电阻Rsense上流过，采样电阻Rsense对负载等效电阻RL产生的输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense两端之间产生电压差，该电压差通过采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传入到电流感应放大器I3的第一接口和第二接口，电流感应放大器I3放大负载等效电阻RL产生的输出电流Iout的采样信号并输出电压到限流比较器I1的第一接口；

限流比较器I1将限流比较器I1第一接口接收的电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较；

负载等效电阻RL产生的输出电流Iout达到设定的限流值,限流比较器I1输出翻转，将翻转信号传给高压功率管M1的驱动模块I2，驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种高压大电流线性稳压器的限流电路，其特征在于：所述限流电路包括高压输出功率管M1、采样电阻Rsense、限流比较器I1、驱动模块I2、电流感应放大器I3、误差放大器I4、可变电阻R1、可变分压电阻R2和负载等效电阻RL；

所述输入电压VIN连接高压输出功率管M1的源极为限流电路提供电源，所述高压输出功率管M1的另一端通过采样电阻Rsense连接到可变电阻R1和可变分压电阻R2，所述可变电阻R1的一端作为输出电压VOUT端口，所述输出电压VOUT在负载等效电阻RL上产生输出电流Iout,所述输出电流Iout流经采样电阻Rsense,所述采样电阻Rsense两端产生电压差，所述采样电阻Rsense采集输出电流Iout的采样信号并将输出电流Iout的采样信号传入电流感应放大器I3，所述电流感应放大器I3放大采样信号并输出电压到限流比较器I1，所述限流比较器I1将电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1另一端输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当输出电流Iout增大，达到设定的限流值时，限流比较器I1输出翻转，高压输出功率管M1的驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

2.根据权利要求1所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路，其特征在于：所述高压输出功率管M1的源极连接输入电压VIN，所述高压输出功率管M1的栅极连接驱动模块I2的第一接口，所述高压输出功率管M1的漏极、电流感应放大器I3的第一接口均连接采样电阻Rsense的第一端，所述电流感应放大器I3的第二接口、可变电阻R1的第二端和负载等效电阻RL的第二端均连接采样电阻Rsense的第二端，所述可变电阻R1的第一端连接可变分压电阻R2的第二端，所述可变分压电阻R2的第二端连接误差放大器I4的第一端，所述可变分压电阻R2的第一端接地，所述可变电阻R1的第二端作为输出电压VOUT端口，所述负载等效电阻RL的第一端接地，所述误差放大器I4的第二端连接驱动模块I2的第三接口，所述电流感应放大器I3的输出引脚连接限流比较器I1的第一接口，所述限流比较器I1的第二接口连接基准电压Vref，所述限流比较器I1的输出接口连接驱动模块I2的第二接口。

3.根据权利要求1所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路，其特征在于：所述采样电阻Rsense为有源区上方的铝走线电阻，所述有源区位于高压输出管M1所在的区域。

4.根据权利要求1所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路，其特征在于：所述电流感应放大器I3用于放大采样电阻Rsense采集的采样信号，所述采样信号为输出电流Iout的采样信号。

5.根据权利要求1所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路，其特征在于：所述限流电路还包括误差放大器I4，所述误差放大器I4用于实现输出电压VOUT的标定电压输出。

6.一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤S1：输入电压VIN为高压输出功率管M1输入使能信号，限流电路完成复位，限流电路使能，限流电路开始正常工作，转步骤S2；

步骤S2：限流比较器I1的第一接口输入基准电压Vref，基准电压Vref上升到电压设定值，可变电阻R1第二端的输出电压VOUT同步上升到标定电压值，转步骤S3；

步骤S3：负载等效电阻RL产生的输出电流Iout上升直到稳定，负载等效电阻RL产生的输出电流Iout在采样电阻Rsense上流过，采样电阻Rsense对负载等效电阻RL产生的输出电流Iout进行采样，采样电阻Rsense两端之间产生电压差，该电压差通过采样电阻Rsense的Vp端和Vn端传入到电流感应放大器I3的第一接口和第二接口，电流感应放大器I3放大负载等效电阻RL产生的输出电流Iout的采样信号并输出电压到限流比较器I1的第一接口，转步骤S4；

步骤S4：限流比较器I1将限流比较器I1第一接口接收的电流感应放大器I3的输出电压与限流比较器I1第二接口输入的基准电压Vref进行比较，正常工作时，限流比较器I1输出正常；当负载等效电阻RL产生的输出电流Iout增大，达到设定的限流值时转步骤S5；

步骤S5：限流比较器I1输出翻转，将翻转信号传给高压功率管M1的驱动模块I2，驱动模块I2调整高压功率管M1的栅端电压，实现限流功能。

7.根据权利要求6所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，其特征在于：所述高压功率管M1为高压PMOS管或高压NMOS管。

8.根据权利要求6所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，其特征在于：所述限流比较器I1的第一接口和第二接口均为输入接口，所述电流感应放大器I3的第一接口和第二接口均为输入接口，所述限流比较器I1的第一接口用于输入电流感应放大器I3的输出电压，所述限流比较器I1的第二接口用于输入基准电压Vref，所述电流感应放大器I3的第一接口和第二接口均用于输入采样电阻Rsense两端的电压差。

9.根据权利要求6所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，其特征在于：所述方法还包括基准电压产生电路，所述基准电压产生电路用于为限流比较器I1提供基准电压Vref。

10.根据权利要求6所述的一种高压大电流线性稳压器的限流电路的实现方法，其特征在于：所述方法步骤S4中，若负载等效电阻RL产生的输出电流Iout低于设定的限流电流时，则重复步骤S3～步骤S5。

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