中文引用格式： 张耕瑜，李现坤，黄朝轩，等. 一种基于电流比较的LDO折返式限流保护电路[J]. 电子技术应用，2025，51(10)：32-35.
英文引用格式： Zhang Gengyu，Li Xiankun，Huang Chaoxuan，et al. A current comparison-based foldback current limiting protection circuit for LDO[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(10)：32-35.
引言
随着集成电路工艺的发展和进步，集成电路芯片中器件的特征尺寸逐渐缩小，对各类电子产品的性能要求越来越高，在同等面积芯片上需要集成的MOS管及各类电子元器件的数量不断增加。在此背景下，诸多电子设备对电源管理芯片的功耗提出了更高的要求。目前市场上的电源管理类芯片产品主要有：开关型稳压器（DC-DC）、电荷泵（Charge Pump）以及低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)。LDO因其噪声小、电路结构简单、易于集成、可靠性高、体积小、功耗低[1]、成本低廉等优势而获得广泛的应用。
LDO的性能直接影响着整个电子产品的精度、稳定性和可靠性[2]。在使用LDO的过程中如果输出电流过载甚至短路，会有过大的电流从功率晶体管流过，功率管源漏两端的电压也会处于最大值[3]（因为VOUT接地，所以加在功率管源漏端的电压为VIN），功率管很容易超过其安全工作区域甚至烧毁进而使芯片无法工作。因此，LDO电路一般都需要添加限流保护电路，防止电路的过载、输出短路[4]，使得功率管工作在安全区[5]。
目前，LDO电路实现限流保护功能常采用的方式分为两种。(1)电压比较方式：通过采样电阻将采样负载电流转化为一个与负载电流相关的电压信号[6]，与所设置的阈值进行比较，控制限流保护电路的开启与关闭，进而调节功率管的导通特性[7,8]。(2)电流比较方式：通过采样管将采样负载电流与基准电流作比较，利用其输出电压信号控制功率管的栅端电位，进而进行调节。
在此基础上，又分为两种限流模式[9-10]：恒定限流（Constant Current Limit）保护和折返式限流（Foldback Current Limit）保护。恒定限流保护电路在产生过载或短路时，输出电流会维持在IMAX，而输出电压将会减小至IMAXRLOAD[11]。然而，如果过载或短路情况时间较长，长时间处于限流状态，功率管持续流经大电流，会使芯片温度升高，增加了整个系统的功耗，甚至会烧毁功率管而使芯片无法工作；折返式限流保护电路在过载或短路时会降低过流限[12]，系统功耗得以减小，芯片温度也不会明显升高，避免了功率管烧毁的风险，但可能会引起闩锁，电路无法正常启动。
本文基于180 nm BCD工艺，设计了一种基于电流比较、结构简单的折返式限流保护电路，该电路在过流时，能大大降低过流状态下的系统功耗，保护功率管。并且通过添加基准监测信号，使电路中的恒定式限流保护电路先启动，折返电流电路后启动，有效避免了折返式限流电路中容易出现的“闩锁”问题。
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作者信息：
张耕瑜，李现坤，黄朝轩，肖培磊
（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 204135）
