线性稳压器的短路保护电路解析

线性稳压器的短路保护电路解析

一个高可靠性的线性稳压器通常需要有限流保护电路，以防止因负载短路

或者过载对稳压器造成永久性的损坏。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，消耗在功率管能量相对较小，但在负载短路时，大多

数折返式限流型保护电路也没有彻底关断稳压器，依然有电流流过，进而使功

率MOS 管消耗能量，加快器件的老化。针对上述情况，在限流型保护电路的

基础上，设计改进了一个短路保护电路，确保短路情况下，关断功率MOS 管。本文分别定性和定量地分析了这种短路保护电路的工作过程和原理，同时给出

基于TSMCO.18μm CMOS 工艺的Spectra 仿真结果。

1 短路保护电路的工作原理

高可靠性短路保护电路的实现电路如

式中IDM5 为VM5 的漏电电流，RL=VOUT/Imax，CL 为负载电容，其中Imax 是系统规定的最大负载电流。要使系统能正常启动，IDM5 必须满足

IDM5VOUT/RL，因此合理选取参数，就能正常启动。

2 仿真结果与讨论

基于TSMC O.18μm CMOS 工艺，仿真结果如

图3(a)所示曲线的仿真条件是输出负载周期性地从0 Ω变化到5 Ω。仿真结果表明当输出发生短路时(即负载为0)，输出电流被限制在最大电流值，这样功率MOS 管会消耗大量功耗，将加快器件的老化。

图3(b)所示曲线的仿真条件与图3(a)的条件一样。仿真结果表明当输出发生

短路时(即负载为0)，输出电流被限制为O，即功率MOS 管被完全关断，同时