一种使用外部PNP对集成高压大电流实现功率分配电路的制作方法

本发明涉及模拟电路设计领域，具体是一种使用外部pnp对集成高压大电流实现功率分配电路。

背景技术：

1、高压大电流ldo是一种采用线性控制方法的稳压芯片，相对于开关控制模式稳压器，它具有输出电压噪声低，对负载变化响应速度快，抗emi干扰强的优点，但是针对高输入电压应用场景，负载电流增大会急剧增加电源系统的功耗，一方面，芯片功耗大就要求具有更大体积的封装形式，这样会占据更大pcb面积，与电子设备日益小型化的需求是矛盾的；另一方面，更大的功耗意味着更大的芯片表面温度，芯片内部温度的升高将会严重影响芯片的可靠性和寿命。一般情况下，芯片内部都会包含过温保护电路，芯片内部温度过高容易令芯片触发过温保护，一旦触发过温保护芯片将失去稳压功能，虽然芯片并不会损坏，但是会严重影响整机系统的安全可靠的工作。

2、针对高压大电流ldo芯片容易发生过温保护的场景，系统设计者往往需要采用多颗并联工作，同时还需要使用功率分配芯片，这将大大增加了系统的bom成本，同时占用了更多的布板空间，因此需要一种能实现对对集成高压大电流实现功率分配的技术方案来满足现有的需要。

技术实现思路

1、对于现有技术中存在的上述的问题，本发明的目的在于提供一种使用外部pnp对集成高压大电流实现功率分配电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种使用外部pnp对集成高压大电流实现功率分配电路，包括高压ldo模块、电流检测器、数字控制器、数字电流转换器和外部pnp；所述高压ldo模块包括内建电源产生电路ldo、参考电压产生电路ref、电流产生电路bias、误差放大器、mos管pm1、mos管pm2、电阻rfb1和电阻rfb2；内建电源产生电路ldo的输入端与电源vin连接，内建电源产生电路ldo的输出端与参考电压产生电路ref的输入端、电流产生电路bias的输入端连接，电流产生电路bias的输出端与误差放大器的电源输入端连接，参考电压产生电路ref的输出端与误差放大器的输入正端连接；参考电压产生电路ref的输出端输出参考电压vref；误差放大器的输出端同时与mos管pm1的栅极、mos管pm2的栅极连接，mos管pm1的源极、mos管pm2的源极都与电源vin连接；mos管pm1的漏极与电阻rfb1的一端连接，电阻rfb1的另一端同时与误差放大器的输入负端、电阻rfb2的一端连接，电阻rfb2的另一端接地；误差放大器的输入负端为电压反馈vfb；mos管pm1的漏极为输出电压vout；

4、mos管pm2的漏极与电流检测器的输入端连接，电流检测器的电源输入端与参考电压vref连接；电流检测器利用采样电流isen产生逻辑控制信号；

5、数字控制器包括升降计数器；电流检测器的两个输出端分别与升降计数器的输入端d_up、输入端d_down连接；

6、数字电流转换器包括数模转化器、跨导放大器、mos管nm1和电阻r3；升降计数器的输出端d2a_pdc与数模转化器的输入端连接，数模转化器的输出端vdac与跨导放大器的输入正端连接，跨导放大器的输入负端与mos管nm1的源极连接，跨导放大器的输入负端为电压反馈vfb2；跨导放大器的输出端与mos管nm1的栅极连接，mos管nm1的源极与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端接地；

7、外部pnp包括三极管q1，mos管nm1的漏极与三极管q1的基极连接，三极管q1的发射极与电源vin连接；三极管q1的集电极与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端与mos管pm1的漏极连接，电容cout的一端与mos管pm1的漏极连接，电容cout的另一端接地，电阻rload并联在电容cout的两端。

8、作为本发明进一步的方案：所述误差放大器包括mos管m1、mos管m2、mos管m3、mos管m4、mos管m5、mos管m6、mos管pmr和电阻rka；mos管m1的栅极与参考电压vref连接，mos管m2的栅极与电压反馈vfb连接；mos管m1的栅极为误差放大器输入正端，mos管m2的栅极为误差放大器输入负端；mos管m1的源极和mos管m2的源极都与电流产生电路bias的输出端连接；

9、mos管m1的漏极同时与mos管m3的漏极、mos管m3的栅极、mos管m4的栅极连接，mos管m4的漏极同时与mos管m2的漏极、mos管m5的栅极连接，mos管m5的漏极与mos管m6的源极连接，mos管m6的栅极与电流产生电路bias的输入端连接mos管m6的漏极同时与mos管pmr的漏极、mos管pmr的栅极、电阻rka的一端连接，电阻rka的另一端与电源vin连接，mos管pmr的源极也与电源vin连接；mos管pmr的栅极为误差放大器的输出端。

10、作为本发明进一步的方案：所述误差放大器中的mos管m3的源极、mos管m4的源极、mos管m5的源极都接地。

11、作为本发明进一步的方案：所述电流检测器包括第一比较器cmp1、第二比较器cmp2、电阻r1和电阻r2，第一比较器cmp1的输入负端与mos管pm2的漏极连接，第一比较器cmp1的输入正端与参考电压vref连接，第一比较器cmp1的输出端与升降计数器的输入端d_down连接；电阻r1的一端与第一比较器cmp1的输入负端连接，电阻r1的另一端与第二比较器cmp2的输入正端、电阻r2的一端连接，第二比较器cmp2的输入负端与参考电压vref连接，第二比较器cmp2的输出端与升降计数器的输入端d_up连接；电阻r2的另一端接地。

12、作为本发明进一步的方案：所述升降计数器为一个4比特升降计数器。

13、作为本发明进一步的方案：所述数模转化器为一个15个电阻串联形成的一个电阻分压器。

14、作为本发明进一步的方案：所述跨导放大器包括mos管pm11、mos管pm12、mos管pm13、mos管pm14、mos管nm11、mos管nm12、mos管nm13和mos管pnm14；mos管pm11的栅极与mos管nm1的源极连接，mos管pm11的栅极为跨导放大器的输入负端；mos管pm12的栅极与数模转化器的输出端vdac连接，mos管pm12的栅极为跨导放大器的输入正端；

15、mos管pm11的源极、mos管pm12的源极与电源vcc连接；mos管pm11的漏极同时与mos管nm11的漏极、mos管nm11的栅极、mos管nm13的栅极连接；mos管pm12的漏极同时与mos管nm12的漏极、mos管nm12的栅极、mos管nm14的栅极连接；

16、mos管nm13的漏极同时与mos管pm13的漏极、mos管pm13的栅极、mos管pm14的栅极连接，mos管nm14的漏极与mos管pm14的漏极连接，mos管pnm14的漏极与与mos管nm1的栅极连接，mos管pnm14的漏极为跨导放大器的输出端；

17、mos管pm13的源极、mos管pm14的源极都与电源vcc连接。

18、作为本发明进一步的方案：所述跨导放大器中的mos管nm11的源极、mos管nm12的源极、mos管nm13的源极和mos管pnm14的源极都接地。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明通过外部pnp晶体管和ldo芯片并联实现功率分配的集成方案，将核心控制部分功能集成于ldo芯片中，外部只需要一颗pnp芯片，实现了功率分配和布板面积优化的最优结果，结构简单，成本低廉，很好的满足现有的需求。