CN102645945A - 电压调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改善了过冲特性的电压调节器。电压调节器采用以下结构：与输出晶体管串联地设置由例如恒流源等构成的电流限制电路，限制输出过电流。并且采用以下结构：在输出端子上设置由例如二极管等构成的电压限制电路，限制输出电压。

Description

电压调节器
技术领域
本发明涉及电压调节器的过冲特性的改善。
背景技术
如图11的框图所示，以往的电压调节器由基准电压电路1101、分压电阻1103和1104、误差放大器1105以及输出晶体管1106构成。
基准电压电路1101输出基准电压VREF。分压电阻1103和1104对电压调节器的输出端子1102的输出电压VOUT进行分压，输出分压电压VA。误差放大器1105将基准电压VREF与分压电压VA的差电压进行放大，利用输出电压VERR控制输出晶体管1106的栅极。输出晶体管1106利用电压源1107的电源电压VDD和输出电压VERR，将输出端子1102的输出电压VOUT保持恒定。电压调节器利用电源电压VDD进行动作。
电压调节器如下进行动作而将输出电压VOUT保持恒定(例如，参照专利文献1)。
当输出电压VOUT降低时，误差放大器1105的输出电压VERR降低，输出晶体管1106的栅极源极间电压增大。因此，输出晶体管1106的导通电阻减小，输出电压VOUT增高。当输出电压VOUT增高时，误差放大器1105的输出电压VERR增高，输出晶体管1106的栅极源极间电压减小。因此，输出晶体管1106的导通电阻增大，输出电压VOUT降低。
【专利文献1】日本特开平4-195613号公报(第1～3页，第2图)
然而，在以往的电压调节器中存在这样的问题：当电源起动时或电源变动时等电源电压VDD以脉冲方式变化时，或者当与电压调节器的输出端子1102连接的负载急剧变化时，输出电压VOUT发生过冲。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而完成的，本发明的目的是实现改善了过冲特性的电压调节器。
本发明的电压调节器具有：基准电压电路；输出端子，其输出基于所述基准电压电路的基准电压的输出电压；分压电路，其对所述输出电压进行分压；输出晶体管；以及误差放大器，其根据所述分压电路的输出和所述基准电压，输出所述输出晶体管的控制信号，其特征在于，所述电压调节器还具有电压限制电路和电流限制电路。
根据本发明的电压调节器，能够进行动作而不产生输出电压的过大的过冲，能够提供一种改善了过冲特性的电压调节器。
附图说明
图1是示出本实施方式的电压调节器的框图。
图2是示出本实施方式的电压调节器的电流限制电路的一例的框图。
图3是示出本实施方式的电压调节器的电流限制电路的另一例的框图。
图4是示出本实施方式的电压调节器的电流限制电路的另一例的框图。
图5是示出本实施方式的电压调节器的电压限制电路的一例的框图。
图6是示出本实施方式的电压调节器的电压限制电路的另一例的框图。
图7是示出另一实施方式的电压调节器的框图。
图8是示出另一实施方式的电压调节器的框图。
图9是示出另一实施方式的电压调节器的框图。
图10是示出另一实施方式的电压调节器的框图。
图11是以往的电压调节器的框图。
标号说明
101：电流限制电路；102：电压限制电路；201：电流源；502、1101：基准电压电路；1105：误差放大器。
具体实施方式
图1是示出本实施方式的电压调节器的框图。
本实施方式的电压调节器具有基准电压电路1101、分压电阻1103和1104、误差放大器1105、输出晶体管1106、电流限制电路101以及电压限制电路102。
电流限制电路101设在电压源1107和输出晶体管1106之间。电压限制电路102设在输出端子1102和接地端子之间。
电流限制电路101具有限制输出晶体管1106流过的电流的最大值的功能。电流限制电路101例如构成为依赖于图2所示的由恒流源201、晶体管202和203构成的电流镜电路的电流限制电路，或者依赖于图3所示的耗尽型晶体管301的电流限制电路，或者依赖于图4所示的电阻401的电流限制电路。
当电压限制电路102的输出电压VOUT高于期望电压时，电压限制电路102的阻抗减小。电压限制电路102例如构成为依赖于图5所示的二极管501和基准电压电路502(基准电压电路502也可以是二极管)的电压限制电路，或者依赖于图6所示的饱和连接的晶体管601的电压限制电路。
以下说明本实施方式的电压调节器的动作。
当电源起动时或电源变动时等电源电压VDD以脉冲方式变化时，或者当与电压调节器的输出端子1102连接的负载急剧变化时，由于电压耦合的影响、或者超过输出晶体管1106对负载的电流提供能力等而使输出电压VOUT下降。由于对输出电压VOUT进行分压的分压电压VA也下降，因而误差放大器1105的输出电压VERR降低。因此，输出晶体管1106的导通电阻减小，因而将瞬时流过较大的电流。
此时，依赖于设在输出晶体管1106和电压源1107之间的电流限制电路101，限制输出晶体管1106的驱动电流。例如，在图2的电流限制电路101的情况下，限制电流源201流过的电流。
并且，当输出晶体管1106的驱动电流增加时，输出电压VOUT也增高。此时，利用设在输出端子1102上的电压限制电路102，限制输出电压VOUT。例如，在图5的电压限制电路102的情况下，借助正向偏置连接在输出端子1102和接地端子之间的二极管501，当输出端子1102的电压增大时，阻抗减小。并且，由于输出晶体管1106的驱动电流也由二极管501限制，因而输出电压VOUT能够进行动作而不产生过大的过冲。
因此，本实施方式的电压调节器能够进行动作而不产生输出电压的过大的过冲，能够提供一种改善了过冲特性的电压调节器。
在本实施方式的电压调节器中，假定利用分压电阻1103和分压电阻1104对输出电压VOUT进行分压而作了说明，然而它们的电阻值即使是零或过大的值，但只要能得到期望的分压比，就能够得到相同效果。
在本实施方式的电压调节器中，假定电流限制电路101相对于输出晶体管1106设在高侧而作了说明，然而即使如图7和图8所示设在低侧，也能够得到相同效果。图8示出电流限制电路101由耗尽型晶体管801构成的例子。在图8中，输出电压VOUT越高，耗尽型晶体管801的阈值电压由于背栅电压下降而越高，以进一步限制电流的方式进行动作。因此，能够得到以下更多的优点：当电压调节器进行稳定动作时，增大输出晶体管1106的驱动电流，只有当输出电压VOUT增高时才能进一步限制电流。
在本实施方式的电压调节器中，假定电流限制电路101是图2、图3、图4、图8所示的电流限制电路而作了说明，然而即使是能够具有相同功能的其它结构，也能够得到相同效果。
在本实施方式的电压调节器中，假定电压限制电路102是图5、图6所示的电压限制电路而作了说明，然而构成这些电压限制电路的二极管或晶体管也可以利用输出电压VOUT进行适当串联。并且，即使是能够具有相同功能的其它结构，也能够得到相同效果。例如，也可以取代二极管而设置二极管连接的晶体管。
在本实施方式的电压调节器中，假定输出晶体管是P型而作了说明，然而即使是N型，也能够得到相同效果。图9和图10示出该情况下的框图的例子。输出晶体管是增强型还是耗尽型，其形态不受限定。

Claims (5)

1.一种电压调节器，所述电压调节器具有误差放大电路，该误差放大电路放大输出对输出晶体管的输出电压进行分压而得到的分压电压与基准电压之差，控制所述输出晶体管的栅极，其特征在于，
所述电压调节器具有电流限制电路，该电流限制电路与所述输出晶体管串联连接，限制所述输出晶体管的输出电流。
2.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所述电压调节器还具有电压限制电路，该电压限制电路与输出端子连接，限制所述输出晶体管的输出电压。
3.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所述电流限制电路具有恒流源。
4.根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，所述电流限制电路具有恒流源。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的电压调节器，其特征在于，所述电压限制电路由1个以上的二极管元件构成。
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