CN102455730B - 稳压器用半导体集成电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稳压器用半导体集成电路，可以用一个电路实现软启动功能和电流限制功能，减小电路规模以及芯片尺寸。设置有：在输出电流比预定值高的期间作为比较器工作，在输出电流比预定值低的期间作为输出与反馈电压成比例的电压的缓冲器工作的差动放大器；在基准电压比从差动放大器输出的电压低的期间生成与反馈电压和差动放大器的输出电压的电位差相对应的电压，当基准电压变得比从差动放大器输出的电压高时生成与反馈电压和基准电压的电位差相对应的电压，提供给在输入端子和输出端子间连接的控制用晶体管的控制端子的误差放大器；以及设置在输入端子和控制用晶体管的控制端子之间，通过从差动放大器输出的电压被控制的电流限制用的晶体管。
Description
技术领域
本发明涉及直流电源装置，进而涉及对直流电压进行变换的稳压器，例如涉及有效用于构成具备软启动功能以及过电流保护功能的串联稳压器的半导体集成电路(稳压器用IC)的技术。
背景技术
在串联稳压器中，例如当由于负载短路等从输出端子流出过电流时，电流控制用晶体管发热，IC的芯片温度上升，有可能发生内部电路误动作或者元件损坏等不良情况。
以往，在串联稳压器中，为了保护芯片免于受到上述那样的过电流的影响，设置了具有过电流保护功能的电流限制电路，该过电流保护功能在输出电流Iout超过预定值时，例如如图9(A)所示一边使输出电压Vout降低一边使输出电流Iout减少，控制成所谓的“フ”字型的输出电压-输出电流特性(专利文献1)。
另外，还提出了有关在电流限制电路之外，为了限制在电源接通时输出电流一下子流入电容器的所谓的冲击电流，一并设置了软启动电路的稳压器的发明(专利文献2、3)。
图7中表示设置了软启动电路以及电流限制电路的现有的稳压器的概要结构。在图7中，21是软启动电路，22是电流限制电路，电流限制电路22具有与在专利文献1中公开的过电流保护电路相同的电路结构，通过调整构成电路的晶体管的尺寸，可以具有遵从图8(A)所示那样的下垂型或图9(A)所示那样的フ字型的电压-电流特性的电流限制功能。
图7中表示的软启动电路21设置了由恒流源CI和电容器C0构成的时间常数电路；将该时间常数电路的电压Vst与通过泄漏电阻R1、R2对输出电压Vout进行分压而得的电压VFB进行比较的比较器CMP；可对时间常数电路的电压和基准电压Vref进行切换，提供给误差放大器AMP的切换开关SW。并且，进行以下控制：在电源启动时，将时间常数电路的电压Vst提供给误差放大器AMP，使输出电压Vout缓慢上升，当Vout达到某电位时切换开关SW，将基准电压Vref提供给误差放大器AMP，将输出电压Vout保持为恒定电压。
如图7所示，在现有的稳压器中将软启动电路和电流限制电路构成为独立的电路，因此在电路规模较大地进行了半导体集成电路化的情况下，存在导致芯片尺寸的增大以及成本升高的课题。另外，现有的电流限制电路一般为图8(A)所示的下垂型或图9(A)所示的フ字型的电压-电流特性，消耗功率-输出电流特性如图8(B)或图9(B)所示，在检测出过电流后的过程中消耗功率成为比较高的值，因此存在损失功率大、芯片温度有可能暂时上升到允许水平以上的课题。
专利文献1：日本特开2008-052516号公报
专利文献2：日本特开2002-049430号公报
专利文献3：日本特开2010-170363号公报
发明内容
本发明是在上述的背景下提出的，其目的在于提供通过一个电路实现软启动功能和过电流保护功能，可以减小电路规模以及芯片尺寸的稳压器用半导体集成电路。
另外，本发明的另一目的在于，提供可以在通过过电流保护功能引起的电流减小的过程中使消耗功率几乎不升高的稳压器用半导体集成电路。
为了达成上述目的，本发明具备：控制用晶体管，其连接在输入端子和输出端子之间；电流检测电路，其检测通过所述控制用晶体管而流动的输出电流，并且输出与输出电流成比例的检测电压；反馈电压生成电路，其生成与输出电压成比例缩小的反馈电压；以及控制电路，其根据所述反馈电压控制所述控制用晶体管，以使输出电压固定，所述控制电路具备：第一电路，其以所述检测电压和所述反馈电压作为输入，在所述输出电流比预定值高的期间具有比较器的功能，在所述输出电流比预定值低的期间具有输出与所述反馈电压成比例的电压的缓冲器的功能；第二电路，其以成为基准的电压和所述反馈电压以及从所述第一电路输出的电压作为输入，在成为基准的电压比从所述第一电路输出的电压低的期间，生成与所述反馈电压和所述第一电路的输出电压的电位差相对应的电压，当成为基准的电压变得比从所述第一电路输出的电压高时，生成与所述反馈电压和成为基准的电压的电位差相对应的电压，提供给所述控制用晶体管的控制端子；以及电流限制用的晶体管，其设置在所述输入端子和所述控制用晶体管的控制端子之间，通过从所述第一电路输出的电压被控制。
根据上述手段，当输入电压升高时，第二电路生成与反馈电压和第一电路的输出电压的电位差相对应的电压并提供给控制用晶体管的控制端子，因此，使输出电压慢慢升高那样施加控制来抑制冲击电流的软启动功能起作用。另外，当输入电压升高并进行恒压控制时，当输出电流增加并超过预定值时，第一电路作为缓冲器来工作，通过从第一电路输出的电压使电流限制用的晶体管导通，减少流过控制用晶体管的电流那样施加控制的过电流保护功能起作用。因此，可以通过一个电路实现软启动功能和过电流保护功能，在半导体集成电路化时可以减小芯片尺寸。另外，可以实现直线的フ字型特性，减小过电流保护功能工作时的功率损失。
另外，理想的是所述第一电路具备有两个反相输入端子和一个同相输入端子的三输入的差动放大电路，向所述同相输入端子输入所述反馈电压，向所述两个反相输入端子之一输入所述检测电压，向另一反相输入端子反馈自身的输出。
或者，所述第二电路具备有两个反相输入端子和一个同相输入端子的三输入的差动放大电路，向所述同相输入端子输入所述反馈电压，向所述两个反相输入端子输入所述成为基准的电压和从所述第一电路输出的电压。
通过在第一电路或第二电路中使用三输入的差动放大电路，与使用多个放大器的情况相比，可以减少构成电路的元件数，减小芯片尺寸。
另外，理想的是所述第二电路的差动放大电路具备有串联形态的第一晶体管和第二晶体管的输出级，与所述第二晶体管串联连接第三晶体管，在该第三晶体管的控制端子上施加了从所述第一电路输出的电压。
由此，电流限制用的晶体管和第三晶体管一起通过从第一电路输出的电压被控制，由此容易调整电路内部的电位的变化。
而且，理想的是在所述输入端子和所述控制用晶体管的控制端子之间，与所述电流限制用的晶体管串联连接了具有二极管的功能的元件。
由此，能够减小过电流保护功能起作用时的第二电路的输出对控制用晶体管的影响，通过电流限制用的晶体管进行的控制用晶体管的控制电压的调整变得容易，可以按照希望的フ字型特性执行电流限制动作。
另外，理想的是在所述电流限制用的晶体管的控制端子和所述第一电路的输出端子之间连接了具有二极管的功能的元件。
由此，设计电路使其具有希望的フ字型的特性变得容易，可以容易地减小过电流保护功能起作用时的功率损失。
而且，理想的是所述电流检测电路具备：与所述控制用晶体管构成电流镜的电流检测用晶体管、与该晶体管串联连接的电流-电压变换单元，在所述电流检测用晶体管的控制端子上施加从所述第二电路输出的电压，在所述电流检测用晶体管以及所述电流-电压变换单元中流过与所述输出电流成比例缩小的电流。
通过与控制用晶体管构成电流镜的电流检测用晶体管检测输出电流的大小，因此，在可以进行准确的电流检测的同时，通过增大电流镜比，可以减小与电流检测相伴的功率损失。
根据本发明，可以实现能够以一个电路实现软启动功能和过电力保护功能，能够减小电路规模以及芯片尺寸的稳压器用的半导体集成电路。另外，具有以下效果，即可以实现在基于过电流保护功能的检测到过电流后的过程中可以使消耗功率几乎不升高的稳压器用的半导体集成电路。
附图说明
图1是表示应用了本发明的串联稳压器的控制用IC的一个实施方式的电路结构图。
图2是表示构成图1的串联稳压器的控制用IC的3输入误差放大器以及3输入差动放大器的具体电路例的电路图。
图3是表示通过仿真来研究实施方式的串联稳压器的控制用IC中的输出电流与输出电压、反馈电压以及电流限制器&软启动电路内部的电位的关系所得到的结果的电压-电流特性图。
图4是表示通过仿真来研究实施方式的串联稳压器的控制用IC中的检测用电流与输出电流以及电流限制器&软启动电路内部的电流的关系所得到的结果的图表。
图5是表示实施方式的串联稳压器的控制用IC中的输出电压-输出电流特性以及消耗功率-输出电流特性的图表。
图6是表示实施方式的串联稳压器的控制用IC的变形例的电路结构图。
图7是表示具备电流限制器电路以及软启动电路的现有的串联稳压器的一例的电路结构图。
图8(A)是表示现有的串联稳压器中的下垂型的输出电压-输出电流特性的图表，图8(B)是表示其消耗功率-输出电流特性的图表。
图9(A)是表示现有的串联稳压器中的フ字型的输出电压-输出电流特性的图表，图9(B)是表示其消耗功率-输出电流特性的图表。
符号说明
11误差放大器(第二电路)
12基准电压电路
13偏置电路
14电流限制器&软启动电路
15差动放大器(第一电路)
M0电压控制用晶体管
M1电流检测用晶体管
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的优选实施方式。
图1表示应用了本发明的串联稳压器的一个实施方式。此外，虽未特别限定，但在图1中构成用单点划线包围的电路的元件在一个半导体芯片上形成，构成为半导体集成电路(串联稳压器IC)10。
该实施方式的串联稳压器IC10，在被施加来自未图示的直流电压源的直流电压VDD的电压输入端子IN和输出端子OUT之间连接由P沟道MOSFET(场效应晶体管)构成的电压控制用的晶体管M0，在输出端子OUT和被施加接地电位的接地端子GND之间串联连接了对输出电压Vout进行分压的泄漏电阻R1、R2。把通过该泄漏电阻R1、R2进行分压而得的电压VFB反馈到控制上述电压控制用的晶体管M0的栅极端子的误差放大器11的同相输入端子。
并且，上述误差放大器11根据反馈电压VFB和参考电压Vref的电位差，控制电压控制用的晶体管M0，将输出电压Vout控制为希望的电位。该实施方式的串联稳压器以如下进行工作：通过上述那样的晶体管M0的反馈控制，使输出电流Iout在某个值以下，将输出电压Vout保持恒定。在输出端子OUT上连接使输出电压Vout稳定的外接的电容器。在电压输入端子IN和输出端子OUT之间串联连接的P沟道MOS晶体管M5以及N沟道MOS晶体管M6是构成误差放大器11的输出级的晶体管，在本实施方式中，与这些晶体管M5、M6进一步串联连接了N沟道MOS晶体管M4。
另外，在本实施方式的稳压器IC10中设置了：由齐纳二极管等构成，用于产生参考电压Vref的基准电压电路12；使该基准电压电路以及上述误差放大器11中流过偏置电流的偏置电路13；以及电流限制器&软启动电路14，其与上述电压控制用晶体管M0的栅极端子连接，具备限制输出电流的过电流保护功能、以及在电源启动时使输出电压Vout慢慢上升不流过冲击电流的软启动功能。
该电流限制器&软启动电路14的过电流保护功能，在输出电流Iout由于负载的短路等而增加，输出电压Vout降低，误差放大器11为了通过晶体管M0流过更多电流而降低栅极电压时，通过实施箝位以使栅极电压不下降一定程度以上来限制输出电流。与上述误差放大器11的输出级的晶体管M5、M6串联连接的MOS晶体管M4也是构成电流限制器&软启动电路14的元件。
电流限制器&软启动电路14具备：源极端子与上述电压控制用晶体管M0的源极端子连接，将与M0的栅极电压相同的电压施加在栅极端子上，由此与电压控制用晶体管M0构成电流镜，流过与通过M0流动的输出电流Iout成比例的电流IMONI的电流检测用的MOS晶体管M1；与该MOS晶体管M1串联连接，作为将M1的漏极电流变换为电压的电流-电压变换单元的传感电阻Rs。MOS晶体管M1具有M0的1/N的大小(尺寸)，流过M0的漏极电流的1/N的大小的电流。尺寸比N，例如可以设为数百～数千程度的值，由此可以使流过电流检测用MOS晶体管M1的电流I MONI非常小，可以减小电流检测用的电阻Rs中的损失。
而且，该实施例的电流限制器&软启动电路14具备：把通过电阻Rs变换后的电压V MONI以及通过所述泄漏电阻R1、R2分压而得的电压VFB作为输入的差动放大器15；在上述电压控制用晶体管M0的源极端子和电流检测用的MOS晶体管M1的栅极端子之间串联连接的两个P沟道MOS晶体管M2、M3，上述差动放大器15的输出电压被施加在MOS晶体管M2以及M4的栅极端子上。MOS晶体管M3将栅极端子和漏极端子连接，作为二极管来工作。设定电阻Rs的电阻值以及电阻R1、R2的电阻比，以便在电流检测用MOS晶体管M1中流过的电流I MONI在预定值以下时VMONI＜VFB，当电流IMONI超过预定值时VMONI＞VFB。
另外，在该实施方式中，误差放大器11以及差动放大器15分别通过具有两个反相输入端子和一个同相输入端子的图2所示的3输入的差动放大电路构成。并且，在误差放大器11的两个反相输入端子上输入通过基准电压电路12生成的参考电压Vref和所述差动放大器15的输出电压VFB_A，在差动放大器15的两个反相输入端子上输入通过电阻Rs变换后的检测电压V MONI和自身的输出电压。这些3输入差动放大电路使输入到两个反相输入端子的电压中的较低的电压优先。另外，在误差放大器11和差动放大器15的同相输入端子上输入反馈电压VFB，根据与反相输入端子的输入的电位差来动作。
接着，说明上述电流限制器&软启动电路14的整体的动作。
(当V MONI＜VFB时)
差动放大器15作为比较器来工作，其输出电压VFB_A变为高电平(Vcc)，使MOS晶体管M2成为截止状态，使M4成为导通状态。因此，电流限制器的功能不起作用，并且使M4的导通电阻足够小，对误差放大器11的输出几乎不造成影响，因此，通过误差放大器11的输出来控制电压控制用晶体管M0的栅极，进行将输出电压Vout保持恒定的控制。
(当V MONI＞VFB时)
差动放大器15作为缓冲器来工作，其输出电压VFB_A成为与向同相输入端子的输入电压VFB成比例的电压、即与输出电压Vout成比例的电压。另外，使电压VFB_A成为比作为MOS晶体管M2的源极电压的输入电压VDD低M2的阈值电压Vth的电压(VDD-Vth)以下。此外，电压VFB_A降低，但M4维持导通状态。由此，使MOS晶体管M2成为导通状态，在M2、M3中开始流过电流I FB_A。于是，电流限制器的功能起作用，将电压控制用晶体管M0的栅极电压升高，通过M0流动的输出电流Iout减小，进而流过M1的电流I MONI也减小。
此时，设定各晶体管的尺寸，以使流过M2、M3的电流I FB_A与流过M1的电流I MONI成比例。因此，Iout-Vout特性几乎为直线。仅通过MOS晶体管M2就可以限制输出电流，但是在该实施方式中，通过与误差放大器11的输出级的MOS晶体管M6串联地设置与M2同样地通过差动放大器15的输出控制的MOS晶体管M4，可以减小电流限制器功能起作用时的误差放大器11的输出对电压控制用晶体管M0的栅极控制电压的影响，容易通过电流限制用的晶体管M2调整电压控制用晶体管M0的控制电压。
(启动时)
接着，说明软启动功能。在启动时，当输入电压VDD开始上升时，通过偏置电路13向误差放大器11提供工作电压，放大器能够工作，但是在输入电压VDD上升到某个电位之前，V MONI＞VFB，与电流限制器起作用时相同，差动放大器15作为缓冲器工作，输出与反馈电压VFB成比例的电压。另外，作为误差放大器11的两个反相输入端子的输入的参考电压Vref和差动放大器15的输出电压VFB_A中VFB_A较低，因此，误差放大器11输出与VFB_A和反馈电压VFB的电位差相对应的电压，通过该电压来控制电压控制用晶体管M0以及电流检测用晶体管M1的栅极端子。即，一边监视输出电压Vout一边控制电流，并使输出电压Vout慢慢上升。
当输出电压Vout达到预定电压时，差动放大器15的输出电压VFB_A变得比参考电压Vref高，误差放大器11输出与Vref和反馈电压VFB的电位差相对应的电压，进行恒压控制使输出电压Vout恒定那。在本实施方式中，设定晶体管的尺寸、电阻的值、Vref的值、放大器的放大率等，以使差动放大器15从比较器的动作切换到缓冲器的动作的时刻、与误差放大器11的反相输入端子的输入从差动放大器15的输出电压VFB_A切换到参考电压Vref的时刻几乎一致。
在图3中表示对上述那样构成的串联稳压器IC，对使输出电流Iout变化时的输出电压Vout、差动放大器15的输出电压VFB_A、反馈电压VFB的变化的情况进行仿真研究后结果。另外，在图4中将横轴设为电流I MONI，来表示对M2的电流I FB_A相对于输出电流Iout变化时流过M1的电流I MONI的变化进行仿真研究后的结果。此外，输入电压VDD为5.0V，差动放大器15的电源电流Vcc也为5.0V。在图3中，当差动放大器15的输出电压VFB_A降低时，在Iout＝110mA的附近，斜率发生了变化，这是因为在比其低的电位，晶体管M4截止。
图4的上部表示电流I MONI和输出电流Iout的关系，由于成为直线，因此可知电流I MONI与输出电流Iout成比例。在下部的I MONI-I FB_A特性中，当电流I MONI向箭头的方向增加时，在42μA附近实施限制，直到I MONI为16μA附近，I MONI和I FB_A同时减少，当I MONI减小到16μA以下时电流I FB_A增加。这是由于差动放大器15的输出动态范围不足。但是，由于输出电流充分减少，因此不会对电流限制特性造成很大影响，可以忽视。根据下部的I MONI-I FB_A特性可知，由单点划线包围的被赋予符号A的区域的直线朝着与上部的I MONI-Iout特性的直线相同的方向倾斜，因此在I MONI为16μA～42μA的期间，M2的电流I FB_A与电流I MONI、即输出电流Iout成比例。
根据上述仿真的结果，图1的实施方式的串联稳压器IC如图5(A)所示，在输出电流Iout在预定值Ic以下的范围中，与输出电流Iout的大小无关地将输出电压Vout控制为大体恒定。但是，在被提供了输出电流Iout的未图示的负载中发生了短路等事故，输出电流Iout增加超过了预定的电流值Ic时，VMONI＞V FB，电流限制器的功能起作用，输出电压Vout与输出电流Iout同时开始减少。并且，此时Vout和Iout在保持比例关系的状态下减少，因此大体直线性地变化。
即，在现有的电流限制器中，如图9(A)所示那样成为フ字型的倾斜方向的部分向外侧膨胀的特性，由此，消耗功率如图9(B)所示那样增加，与此相对，在本实施方式中如图5(A)那样，按照直线的フ字型的特性变化。结果，消耗功率-输出电流特性成为图5(B)那样，与现有的电流限制器相比，可以抑制实施电流限制时的消耗功率的增加。
此外，在图5(B)中成为フ字型的横向的直线部分水平的特性，但是这部分的角度根据图5(A)的电压-电流特性的フ字型的倾斜方向的直线部分的斜率进行变化。因此，优选决定图5(A)的电压-电流特性的フ字型的倾斜的直线部分的斜率，以使图5(B)的功率-电流特性的フ字型的上方的直线部分成为水平，并且为了成为这样特性设定构成电路的晶体管的尺寸等，通过如此设定，可以防止消耗功率增加。
如上所述，图1的串联稳压器IC可以使一个电路具有电流限制器电路和软启动电路的功能，因此与图7那样分别设置两个电路的情况相比，不需要软启动电路的恒流源CI或电容器C0、电压切换开关等。另外，在半导体集成电路化的情况下，一般将电容器C0作为外接元件，因此需要专用的电容器连接用端子，但是若应用本发明的实施方式则不用这种外部端子。结果，在半导体集成电路化的情况下，具有可以将芯片面积减小约15％左右的优点。
图6表示上述实施方式的串联稳压器IC的变形例。
该变形例在差动放大器15的输出端子和电流限制用的MOS晶体管M2的栅极端子之间连接了将栅极和漏极连接的所谓的二极管连接的N沟道MOS晶体管M7。其它结构与图1的电路相同。晶体管M7具有电平移动功能，通过设置M7，电压V FB_A、V FB_B的电位的设定的自由度升高，具有容易进行晶体管M2、M4的元件尺寸的最佳化以及软启动功能的启动时间的调整的优点。即，当不设置M7而仅通过M2、M4的元件尺寸比来进行电压V FB_A以及V FB_B的电位的最佳化时，一方的晶体管的尺寸有时会极端增大，与此相对，通过设置M7可以避免M2、M4的尺寸过大，并且能够进行电压V FB_A、V FB_B的电位的最佳化以及启动时间的调整。
以上，基于实施方式具体说明了本发明人提出的发明，但本发明不限于所述实施方式。例如，在所述实施方式中表示了作为误差放大器11以及差动放大器15分别使用3输入的差动放大电路的情况，但是也可以分别设置两个以上的2输入的差动放大器来构成发挥同样作用的电路。
另外，在图1或图6的稳压器中表示了作为构成电路的晶体管而使用了MOS晶体管的情况，但是本发明也可以用于代替MOS晶体管而使用双极性晶体管的电路。另外，在所述实施方式的稳压器IC中，在芯片内部设置了生成成为误差放大器11的基准的参考电压Vref的基准电压电路，但是也可以设置外部端子来从芯片外部提供参考电压Vref。
而且，在以上的说明中说明了将本发明应用于串联稳压器IC的例子，但是本发明不限于此，也可用于构成对二次电池进行充电的充电装置的充电控制用IC中。
Claims (7)
1.一种稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
具备：
控制用晶体管，其连接在输入端子和输出端子之间；
电流检测电路，其检测通过所述控制用晶体管而流动的输出电流，并且输出与输出电流成比例的检测电压；
反馈电压生成电路，其生成与输出电压成比例缩小的反馈电压；以及
控制电路，其根据所述反馈电压控制所述控制用晶体管，以使输出电压固定，
所述控制电路具备：
第一电路，其以所述检测电压和所述反馈电压作为输入，在所述输出电流比预定值高的期间具有比较器的功能，在所述输出电流比预定值低的期间具有输出与所述反馈电压成比例的电压的缓冲器的功能；
第二电路，其以成为基准的电压和所述反馈电压以及从所述第一电路输出的电压作为输入，在成为基准的电压比从所述第一电路输出的电压低的期间，生成与所述反馈电压和所述第一电路的输出电压的电位差相对应的电压，当成为基准的电压变得比从所述第一电路输出的电压高时，生成与所述反馈电压和成为基准的电压的电位差相对应的电压，提供给所述控制用晶体管的控制端子；以及
电流限制用的晶体管，其设置在所述输入端子和所述控制用晶体管的控制端子之间，通过从所述第一电路输出的电压被控制。
2.根据权利要求1所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
所述第一电路具备有两个反相输入端子和一个同相输入端子的三输入的差动放大电路，向所述同相输入端子输入所述反馈电压，向所述两个反相输入端子之一输入所述检测电压，向另一反相输入端子反馈自身的输出。
3.根据权利要求1或2所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
所述第二电路具备有两个反相输入端子和一个同相输入端子的三输入的差动放大电路，向所述同相输入端子输入所述反馈电压，向所述两个反相输入端子输入所述成为基准的电压和从所述第一电路输出的电压。
4.根据权利要求3所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
所述第二电路的差动放大电路具备有串联形态的第一晶体管和第二晶体管的输出级，与所述第二晶体管串联连接第三晶体管，在该第三晶体管的控制端子上施加了从所述第一电路输出的电压。
5.根据权利要求1所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
在所述输入端子和所述控制用晶体管的控制端子之间，与所述电流限制用的晶体管串联连接了具有二极管的功能的元件。
6.根据权利要求5所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
在所述电流限制用的晶体管的控制端子和所述第一电路的输出端子之间连接了具有二极管的功能的元件。
7.根据权利要求1所述的稳压器用半导体集成电路，其特征在于，
所述电流检测电路具备：与所述控制用晶体管构成电流镜的电流检测用晶体管、与该电流检测用晶体管串联连接的电流－电压变换单元，
在所述电流检测用晶体管的控制端子上施加从所述第二电路输出的电压，在所述电流检测用晶体管以及所述电流－电压变换单元中流过与所述输出电流成比例缩小的电流。
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| US10831222B2 (en) | 2018-04-03 | 2020-11-10 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Semiconductor apparatus for power supply control and output voltage variable power supply apparatus |
| TWI673594B (zh) * | 2018-06-25 | 2019-10-01 | 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 | 可控制軟啟動過衝的低壓差線性穩壓器 |
| JP7265140B2 (ja) | 2019-05-20 | 2023-04-26 | ミツミ電機株式会社 | 電源制御用半導体装置および出力電圧可変電源装置並びに設計方法 |
| JP2021022281A (ja) | 2019-07-30 | 2021-02-18 | ミツミ電機株式会社 | 電源制御用半導体装置および出力電圧可変電源装置 |
| US11347249B2 (en) * | 2019-09-13 | 2022-05-31 | Texas Instruments Incorporated | Current limit through reference modulation in linear regulators |
| JP7352086B2 (ja) | 2019-12-18 | 2023-09-28 | ミツミ電機株式会社 | レギュレータ用半導体集積回路およびファンモータシステム |
| CN113009956B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-05-27 | 圣邦微电子（北京）股份有限公司 | 一种低压差线性稳压器及其控制电路 |
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| DE102021202149A1 (de) | 2021-03-05 | 2022-09-08 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Spannungsreglerschaltung und Verfahren zur Bereitstellung einer geregelten Spannung |
| CN115202427B (zh) * | 2021-04-09 | 2023-12-12 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种稳压电路及电源管理芯片 |
| US20230076801A1 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-09 | Cobham Advanced Electronic Solutions, Inc. | Bias circuit |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11103524A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 過電流保護回路 |
| JP2002049430A (ja) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電源回路 |
| CN1776559A (zh) * | 2004-11-17 | 2006-05-24 | 松下电器产业株式会社 | 调节器电路 |
| JP2008052516A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Seiko Instruments Inc | 定電圧回路 |
| CN101567628A (zh) * | 2008-02-15 | 2009-10-28 | 精工电子有限公司 | 稳压器 |
| JP2010170363A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | レギュレータ用半導体集積回路 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6229293B1 (en) * | 1999-10-08 | 2001-05-08 | National Semiconductor Corporation | DC-to-DC converter with current mode switching controller that produces ramped voltage with adjustable effective ramp rate |
| JP4024609B2 (ja) | 2002-07-16 | 2007-12-19 | シャープ株式会社 | 直流安定化電源回路 |
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| US8779744B2 (en) * | 2010-07-27 | 2014-07-15 | Volterra Semiconductor Corporation | Sensing and feedback with enhanced stability in a current mode control voltage regulator |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11103524A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 過電流保護回路 |
| JP2002049430A (ja) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電源回路 |
| CN1776559A (zh) * | 2004-11-17 | 2006-05-24 | 松下电器产业株式会社 | 调节器电路 |
| JP2008052516A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Seiko Instruments Inc | 定電圧回路 |
| CN101567628A (zh) * | 2008-02-15 | 2009-10-28 | 精工电子有限公司 | 稳压器 |
| JP2010170363A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | レギュレータ用半導体集積回路 |
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