CN102279608B - 稳压电路 - Google Patents

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    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/563—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices including two stages of regulation at least one of which is output level responsive, e.g. coarse and fine regulation

Abstract

本发明公开一种稳压电路，包含一第一放大器、一第二放大器、一电流控制电路、一第一P型金属氧化物半导体晶体管、一第二P型金属氧化物半导体晶体管及一反馈电路。该电流控制电路包含一控制器及至少一开关，且该第一P型金属氧化物半导体晶体管的第二端耦接于该第二P型金属氧化物半导体晶体管的第二端。该稳压电路在一轻载模式时，利用该控制器关闭该至少一开关。该稳压电路于该轻载模式进入一重载模式时，利用该控制器依序开启该至少一开关。因此，该稳压电路可迅速回复在该重载模式下的负载电流。

Description

稳压电路
技术领域
本发明涉及一种稳压电路，尤指一种由轻载模式回到重载模式时，可迅速回复输出电压以及负载电流的稳压电路。
背景技术
请参照图1A和图1B，图1A为现有技术说明稳压电路100的示意图，图1B说明稳压电路100在重载模式和轻载模式下，负载电流Iload、第一驱动电流I1及稳压电路100的输出电压Vout的示意图。如图1A所示，当稳压电路100进入轻载模式(省电模式)时，一第一放大器102和一第一P型金属氧化物半导体晶体管104关闭，导致流经第一P型金属氧化物半导体晶体管104的第一驱动电流I1降至零。此时，一第二放大器106和一第二P型金属氧化物半导体晶体管108仍然维持开启状态，所以仍有第二P型金属氧化物半导体晶体管108的第二驱动电流I2供给负载110和反馈电路112。如图1B所示，当稳压电路100进入轻载模式时，负载电流Iload下降和第一驱动电流I1降至零，然而稳压电路100的输出电压Vout因为第二放大器106和第二P型金属氧化物半导体晶体管108仍然维持开启状态而保持不变。
当稳压电路100由轻载模式进入一重载模式时，第一放大器102和第一P型金属氧化物半导体晶体管104重新开启。如图1B所示，负载电流Iload迅速上升，但第一驱动电流I1因为第一P型金属氧化物半导体晶体管104的栅源极跨压上升较慢而缓慢上升。此时，因为Iload迅速上升，且第一驱动电流I1上升缓慢，使得稳压电路100的输出电压Vout降低直到第一驱动电流I1稳定为止。因此，现有技术中的稳压电路100在由轻载模式进入重载模式时，暂时无法提供给负载110稳定的电压。
发明内容
本发明的一实施例提供一种稳压电路。该稳压电路包含一第一放大器、一第二放大器、一电流控制电路、一第一P型金属氧化物半导体晶体管、一第二P型金属氧化物半导体晶体管及一反馈电路。该第一放大器具有一第一输入端，用以接收一参考电压，一第二输入端，及一输出端；该第二放大器具有一第一输入端，用以接收该参考电压，一第二输入端，及一输出端，耦接于该第一放大器的输出端；该电流控制电路具有一第一端，用以接收一第一电压，及一第二端；该第一P型金属氧化物半导体晶体管具有一第一端，耦接于该电流控制电路的第二端，一第二端，耦接于该第一放大器的输出端，及一第三端，耦接于该稳压电路的输出端；该第二P型金属氧化物半导体晶体管具有一第一端，用以接收该第一电压，一第二端，耦接于该第二放大器的输出端，及一第三端，耦接于该稳压电路的输出端；及该反馈电路，具有一第一端，耦接于该稳压电路的输出端，及一第二端，耦接于该第一放大器的第二输入端及该第二放大器的第二输入端。
本发明所提供的一种稳压电路。该稳压电路将该稳压电路内的一第一P型金属氧化物半导体晶体管的第二端通过一传输单元耦接于一第二P型金属氧化物半导体晶体管的第二端，以维持该第一P型金属氧化物半导体晶体管的第一端与第二端的电位差。另外，该稳压电路利用一电流控制电路控制流经该第一P型金属氧化物半导体晶体管的电流。如此，在由轻载模式进入重载模式时，该稳压电路的输出电压才不会因为负载电流迅速上升而大幅下降。
附图说明
图1A为现有技术说明稳压电路的示意图；
图1B说明稳压电路在重载模式和轻载模式下，负载电流、第一驱动电流及稳压电路的输出电压的示意图；
图2A为本发明的一实施例说明稳压电路的示意图；
图2B为本发明的另一实施例说明稳压电路的示意图；
图3说明稳压电路在重载模式和轻载模式下，负载电流、第一驱动电流及稳压电路的输出电压的示意图；
图4为本发明的另一实施例说明稳压电路的示意图；
图5说明稳压电路在重载模式和轻载模式下，负载电流、第一驱动电流及稳压电路的输出电压的示意图；
图6为本发明的另一实施例说明稳压电路的示意图；
图7为本发明的另一实施例说明稳压电路的示意图。
其中，附图标记
100、200、300、400、600、700稳压电路
102、202第一放大器106、204第二放大器
206、406电流控制电路
104、208、4082、4084、4086第一P型金属氧化物半导体晶体管
108、210第二P型金属氧化物半导体晶体管
308、7082、7084、7086第一N型金属氧化物半导体晶体管
310、710第二N型金属氧化物半导体晶体管
112、212反馈电路
110、214负载207传输单元
2062控制器2064、4064、4066、4068开关
20622、40622模拟电路I1第一驱动电流
I2第二驱动电流Iload负载电流
V1第一电压V2第二电压
Vref参考电压Vout输出电压
具体实施方式
请参照图2A，图2A为本发明的一实施例说明稳压电路200的示意图。稳压电路200包含一第一放大器202、一第二放大器204、一电流控制电路206、一第一P型金属氧化物半导体晶体管208、一传输单元207(传输单元非发明重点，因此仅以功能方块表示)、一第二P型金属氧化物半导体晶体管210及一反馈电路212。第一放大器202具有一第一输入端，用以接收一参考电压Vref，一第二输入端，及一输出端。第二放大器204具有一第一输入端，用以接收参考电压Vref，一第二输入端，及一输出端，耦接于第一放大器202的输出端；电流控制电路206具有一第一端，用以接收一第一电压V1(例如2.5V)，及一第二端，但本发明并不受限于第一电压V1为2.5V。第一P型金属氧化物半导体晶体管208具有一第一端，耦接于电流控制电路206的第二端，一第二端，耦接于第一放大器202的输出端，及一第三端，耦接于稳压电路200的输出端。第二P型金属氧化物半导体晶体管210具有一第一端，用以接收第一电压V1，一第二端，耦接于第二放大器204的输出端，及一第三端，耦接于稳压电路200的输出端。反馈电路212具有一第一端，耦接于稳压电路200的输出端，及一第二端，耦接于第一放大器202的第二输入端及第二放大器204的第二输入端。另外，电流控制电路206包含一控制器2062和一开关2064。控制器2062具有一输出端和一模拟电路20622；开关2064具有一第一端，耦接于电流控制电路206的第一端，用以接收第一电压V1，一第二端，耦接于控制器2062的输出端，及一第三端，耦接于电流控制电路206的第二端。另外，稳压电路200通过第一放大器202、第二放大器204和反馈电路212，将输出电压Vout固定在一预定电压，例如1.6V，但本发明并不受限于输出电压Vout固定在1.6V。另外，请参照图2B，图2B为本发明的另一实施例说明稳压电路300的示意图。稳压电路300和稳压电路200的差异在于稳压电路300利用一第一N型金属氧化物半导体晶体管308及一第二N型金属氧化物半导体晶体管310，分别取代第一P型金属氧化物半导体晶体管208及第二P型金属氧化物半导体晶体管210。另外，稳压电路300的其余操作原理皆和稳压电路200相同，在此不再赘述。
请参照图3，图3说明稳压电路200在重载模式和轻载模式下，负载电流Iload、第一驱动电流I1及稳压电路200的输出电压Vout的示意图。当稳压电路200进入轻载模式(省电模式)时，关闭第一放大器202以及通过电流控制电路206的控制器2062将开关2064关闭，导致流经第一P型金属氧化物半导体晶体管208的第一驱动电流I1降至零。此时，第二放大器204和第二P型金属氧化物半导体晶体管210仍然维持开启状态，所以仍有第二P型金属氧化物半导体晶体管204的第二驱动电流I2供给负载214和反馈电路212。当稳压电路200进入轻载模式(省电模式)时，关闭第一放大器202以及通过电流控制电路206的控制器2062将开关2064关闭。因此，如图2A和图3所示，当稳压电路200进入轻载模式(省电模式)时，负载电流Iload下降和第一驱动电流I1降至零，然而稳压电路200的输出电压Vout因为第二放大器106和第二P型金属氧化物半导体晶体管108仍然维持开启状态而保持不变。另外，第一P型金属氧化物半导体晶体管208的第二端通过传输单元207耦接于第二P型金属氧化物半导体晶体管210的第二端，所以第一P型金属氧化物半导体晶体管208的第二端的电位因为第二P型金属氧化物半导体晶体管210在轻载模式时仍然维持开启而保持在一第二电位V2(例如1.6V)，亦即第一P型金属氧化物半导体晶体管208的第一端与第二端的电位差仍旧维持第一P型金属氧化物半导体晶体管208在开启时的电位差。但本发明并不受限于第二电位V2为1.6V。
当稳压电路200由轻载模式进入重载模式时，开启第一放大器202以及通过电流控制电路206的控制器2062将开关2064开启。如图3所示，负载电流Iload迅速上升，但第一驱动电流I1因为第一P型金属氧化物半导体晶体管208的第一端与第二端的电位差仍旧维持第一P型金属氧化物半导体晶体管208在开启时的电位差，所以可快速上升。因为Iload迅速上升，且第一驱动电流I1亦迅速上升，使得稳压电路200的输出电压Vout在由轻载模式进入重载模式时，输出电压Vout的降幅比较小。另外，如图3所示，当稳压电路200由轻载模式进入重载模式时，控制器2062可根据负载214抽取负载电流Iload的大小，控制开关2064瞬间开启，以控制第一驱动电流I1快速上升。或当稳压电路200由轻载模式进入重载模式时，控制器2062可根据负载214抽取负载电流Iload的大小，通过模拟电路20622控制开关2064缓慢开启，以控制第一驱动电流Il较平缓的上升。
请参照图4和图5，图4为本发明的另一实施例说明稳压电路400的示意图，图5说明稳压电路400在重载模式和轻载模式下，负载电流Iload、第一驱动电流I1及稳压电路400的输出电压Vout的示意图。稳压电路400和稳压电路200的差别在于稳压电路400的电流控制电路406包含三个开关4064、4066、4068和三个第一P型金属氧化物半导体晶体管4082、4084、4086。当稳压电路200进入轻载模式(省电模式)时，稳压电路400的操作原理和稳压电路200相同，在此不再赘述。但本发明并不受限于三个开关4064、4066、4068和三个第一P型金属氧化物半导体晶体管4082、4084、4086，只要稳压电路包含至少一开关以控制第一驱动电流Il，皆落入本发明的范畴。
当稳压电路400由轻载模式进入重载模式时，开启第一放大器202以及透过电流控制电路406的控制器4062将开关4064、4066、4068依序开启。如图5所示，负载电流Iload迅速上升，但第一驱动电流I1因为第一P型金属氧化物半导体晶体管4082、4084、4086的第一端与第二端的电位差仍旧维持第一P型金属氧化物半导体晶体管208在开启时的电位差，所以可快速上升。此时，因为Iload迅速上升，且第一驱动电流I1亦迅速上升，使得稳压电路200的输出电压Vout在由轻载模式进入重载模式时，输出电压Vout的降幅比较小。另外，当稳压电路200由轻载模式进入重载模式时，控制器4062可根据负载214抽取负载电流Iload的大小，依序决定控制开关4064、4066、4068的开启。因此，如图5所示，第一驱动电流I1为阶梯状的上升。此外，控制器4062亦可通过模拟电路40622控制每一开关4064、4066、4068缓慢开启，以控制第一驱动电流I1较平缓的上升。
请参照图6，图6为本发明的另一实施例说明稳压电路600的示意图。稳压电路600和稳压电路400的差异在于稳压电路600的三个第一P型金属氧化物半导体晶体管4082、4084、4086和三个开关4064、4066、4068的相对耦接关系和稳压电路400不同。另外，稳压电路600的其余操作原理皆和稳压电路400相同，在此不再赘述。
请参照图7，图7为本发明的另一实施例说明稳压电路700的示意图。稳压电路700和稳压电路400的差异在于稳压电路700利用三个第一N型金属氧化物半导体晶体管7082、7084、7086及一第二N型金属氧化物半导体晶体管710，分别取代三个第一P型金属氧化物半导体晶体管4082、4084、4086及第二P型金属氧化物半导体晶体管210。另外，稳压电路600的其余操作原理皆和稳压电路400相同，在此不再赘述。
综上所述，本发明所提供的稳压电路，将稳压电路内的第一P型金属氧化物半导体晶体管的第二端(栅极端)通过传输单元耦接于第二P型金属氧化物半导体晶体管的第二端(栅极端)，以维持第一P型金属氧化物半导体晶体管的第一端与第二端的电位差(栅源极电位差)。另外，本发明所提供的稳压电路利用电流控制电路控制流经第一P型金属氧化物半导体晶体管的电流。如此，本发明在由轻载模式进入重载模式时，稳压电路的输出电压不会因为负载电流迅速上升而大幅下降。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种稳压电路，其特征在于，包含：
一第一放大器，具有一第一输入端，用以接收一参考电压，一第二输入端，及一输出端；
一第二放大器，具有一第一输入端，用以接收该参考电压，一第二输入端，及一输出端，耦接于该第一放大器的输出端；
一电流控制电路，具有一第一端，用以接收一第一电压，及一第二端，该电流控制电路包含一控制器，具有至少一输出端；
一第一P型金属氧化物半导体晶体管，具有一第一端，耦接于该电流控制电路的第二端，一第二端，耦接于该第一放大器的输出端，及一第三端，耦接于该稳压电路的输出端；
一第二P型金属氧化物半导体晶体管，具有一第一端，用以接收该第一电压，一第二端，耦接于该第二放大器的输出端，及一第三端，耦接于该稳压电路的输出端；及
一反馈电路，具有一第一端，耦接于该稳压电路的输出端，及一第二端，耦接于该第一放大器的第二输入端及该第二放大器的第二输入端；
其中，所述第一P型金属氧化物半导体晶体管的第二端通过传输单元耦接于第二P型金属氧化物半导体晶体管的第二端；
其中，传输单元始终保持开启状态；
当由一轻载模式进入一重载模式时，该传输单元导通，该第一P型金属氧化物半导体晶体管的该第一端与该第二端的电位差仍旧维持该第一P型金属氧化物半导体晶体管在开启时的电位差，同时该控制器根据一负载抽取一负载电流的大小，控制一第一驱动电流快速上升或较平缓的上升。
2.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，其中该电流控制电路包含：
至少一开关，每一开关具有一第一端，耦接于该电流控制电路的第一端，用以接收该第一电压，一第二端，耦接于该控制器对应于该每一开关的输出端，及一第三端，耦接于该电流控制电路的第二端。
3.根据权利要求2所述的稳压电路，其特征在于，其中该控制器另包含一模拟电路。
4.根据权利要求2所述的稳压电路，其特征在于，其中该控制器于该轻载模式时关闭该至少一开关。
5.根据权利要求2所述的稳压电路，其特征在于，其中该控制器于该轻载模式进入该重载模式时依序开启该至少一开关。
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