CN103455067A - 稳流电路与其电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳流电路与其电子装置，该稳流电路包括控制单元、电流镜单元、电流转电压单元与补偿单元。控制单元用以接收参考电压与第一反馈电压，并据此输出控制电压。电流镜单元接收控制电压，并据此输出第一电流及第二电流。电流转电压单元用以将第二电流转换为第一反馈电压，并且传送第一反馈电压至控制单元。补偿单元用以接收第二电流，并且将第二电流传送至电流转电压单元，其中补偿单元用以补偿电流镜单元的非理想特性，以使第一电流与第二电流维持固定的比例关系。

Description

稳流电路与其电子装置

技术领域

本发明有关于一种电流源，且特别是一种产生稳定电流的稳流电路及具有此稳流电路的电子装置。

背景技术

由于现今的科技产品经常需要电流源来提供稳定电流，例如流控振荡电路便需要稳定电流来产生特定频率的振荡信号，或者是，待充电池需要稳定电流来大幅节省充电时间。总之，需要提供一个稳定的电流源，以使得这些科技产品能够正常的动作。

近年来，电池为广泛地使用在可携式电子装置上，例如：笔记本电脑(laptop computer)、手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、收音机、无线电话、身历声卡带播放器等。电池可分为可充电式及不可充电式两种类型。可充电式电池包括镍镉(nickel-cadmium，Ni-Cd)电池、镍氢(nickel-hydrogen，Ni-H)电池、锂(lithium-ion)电池、镍金属氢化物(nickel metal-hydride，Ni-MH)电池，且于不同的充电条件下会有不同的充电速率。在定电压(Constant Voltage，CV)的条件下，当电池电压接近最终电压时，充电电流几乎为0。

请参照图1，图1为绘示现有的电流控制电路的示意图。现有电流控制电路100包括晶体管MPP(例如为P型晶体管)与控制电路110，其中晶体管MPP的栅极(C端)耦接至控制电路110。控制电路110用以调整流经晶体管MPP的电流I。如果，将图1的电流控制电路应用在对电池充电的积体电路的范畴，亦即将晶体管MPP的源极(A端)耦接至电源配适器120(Adapter)，晶体管MPP的漏极(B端)耦接至待充电池130，则控制电路110可以通过施加于晶体管MPP的栅极的电压调整流经晶体管MPP的充电电流I大小。

当充电器120开始向待充电池130进行充电时，则会在定电流模式下对待充电池130进行充电，此时待充电池130的电压(亦即B端的电压)会快速上升。然而，因为充电器120端的电压(亦即A端的电压)为固定电压(ConstantVoltage，CV)的情形下，随着B端电压的持续不断上升，会造成A端与B端之间的电压差会越来越小。此时，如果控制电路110无法即时迅速地调整控制晶体管MPP的栅极的电压以调整充电电流I，则这将会导致充电电流I的值越来越小，进而造成整体的充电效率越来越差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种稳流电路，此稳流电路能够有效地提供稳定电流给其所电性耦接的负载，能够作为充电电路使用。

本发明实施例提供一种稳流电路。此稳流电路用以产生稳定的第一电流，且包括控制单元、电流镜单元、电流转电压单元与补偿单元。电流镜单元电性耦接控制单元，电流转电压单元电性耦接至电流镜单元与控制单元之间，且补偿单元电性耦接至电流镜单元与电流转电压电路之间。控制单元用以接收参考电压与第一反馈电压，并据此输出控制电压。电流镜单元接收控制电压，并据此输出第一电流及第二电流。电流转电压单元用以将第二电流转换为第一反馈电压，并且传送第一反馈电压至控制单元。补偿单元用以接收第二电流，并且将第二电流传送至电流转电压单元，其中补偿单元用以补偿电流镜单元的非理想特性，以使第一电流与第二电流维持固定的比例关系。

本发明实施例还提供一种电子装置，此电子装置包括上述稳流电路与负载。负载电性耦接稳流电路，并接收稳流电路所产生的第一电流。

综上所述，本发明实施例所提出的稳流电路利用控制单元来接收参考电压且输出控制电压至电流镜单元，并且借着电流镜单元来接收并根据此控制电压来输出稳定的第一电流及第二电流。之后，利用电流转电压单元将第二电流转换为第一反馈电压且将此第一反馈电压传送至控制单元。接着，控制单元会根据参考电压与第一反馈电压来调整控制电压以稳定第一电流及第二电流，藉此能够有效地提供稳定的第一电流。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1为绘示现有电流控制电路的示意图；

图2为根据本发明实施例的稳流电路的架构示意图；

图3为根据本发明实施例的稳流电路的局部电路示意图；

图4为根据本发明另一实施例的可调整参考电压的稳流电路的示意图；

图5为根据本发明另一实施例的可调整参考电压的稳流电路的局部电路示意图；

图6为根据本发明再一实施例的可预充电流的稳流电路的示意图；

图7为根据本发明再一实施例的提供预充电流的稳流电路的局部电路示意图；

图8为根据本发明实施例的检测稳流电路的检测电路示意图；

图9是本发明实施例的具有稳流电路的电子装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100：电流控制电路；

110：控制电路；

120：电源配适器；

130：待充电池；

200、300、400、500、600、700：稳流电路；

210、210’：控制单元；

220：电流镜单元；

230：补偿单元；

240：电流转电压单元；

410：可程序化控制参考电压单元；

610：预充单元；

810：检测电路；

900：电子装置；

910：负载；

920：稳流电路；

A、B、C、T1、T2、A’、B’、C’：端点；

DS1～DSX：数字信号；

GND：接地电压；

I：充电电流；

I1、I2、IC、I[1]～I[X]：电流；

IP：预充电流；

MPP、M[1]～M[X]、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7：P型晶体管；

MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6：N型晶体管；

OP1、OP2、OP3：放大器；

R1、R2、R3：阻抗组件；

SC1、SC2：控制信号；

SW1～SWX：开关；

SWP：预充单元开关；

SWC：控制单元开关；

V 1～V5、VP、VQ：电压；

VB1：偏压；

VC：控制电压；

VDD：系统电压；

VF1、VF2：反馈电压；

VREF：参考电压。

具体实施方式

在下文将参看随附图式更充分地描述各种例示性实施例，在随附图式中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整的，且将向本领域技术人员充分传达本发明概念的范畴。在诸图式中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。

〔稳流电路的实施例〕

请参照图2，图2为根据本发明实施例的稳流电路的架构示意图。稳流电路200包括控制单元210、电流镜单元220、补偿单元230以及电流转电压单元240。控制单元210通过端点C’电性耦接至电流镜单元220，电流镜单元220通过端点T1与T2电性耦接至补偿单元230，且电流转电压单元240电性耦接于控制单元210与补偿单元230之间。

控制单元210用以接收参考电压VREF，并且据此通过端点C’输出控制电压VC至电流镜单元220，其中参考电压VREF可以由设计者依据电路设计需求来适当设定。电流镜单元220通过端点A’接收电压V2，且会根据控制电压VC来输出电流I1及I2，其中电流I1及I2彼此之间具有一定的比例关系，亦即电流I2为电流I1的映射电流。上述比例关系可以由设计者依据电路设计需求及制程需求来予以适度地调整。

更详细地说，电流镜单元220可以通过端点T1输出电流I1给电性耦接端点B’的各种类型负载(图2未绘示)，且可以通过端点T2输出电流I2给补偿单元230，其中负载可以例如是待充电池、离散电子元件或电子晶片等。电流镜单元220的端点T1与T2皆电性耦接至补偿单元230，但电流镜单元220实质上不会通过其端点T1输出任何电流给补偿单元230。附带一提的是，当稳流电路200作为待充电池的充电电路时，电流I1可以为充电电流，电流I2可以为映射电流，且电压V2可以是电源配适器所提供的直流电压，其中电源配适器具有变压电路、整流电路与滤波电路，用以将家用交流电源转换为直流电压。

补偿单元230用以接收电流I2，并且将电流I2传送至电流转电压单元240。补偿单元230用以补偿电流镜单元220的非理想特性，使得电流镜单元220不会因为其端点T1与T2的电压不同而影响电流I1与I2的比例关系，亦即补偿单元230可使电流I1与I2维持固定的比例关系。在本实施例中，补偿单元230用以使得端点T1与T2的电压实质上维持同样的电压电平，以使电流I1与I2维持固定的比例关系。需要说明的是，补偿单元230用以使电流I1与I2维持固定的比例关系的方式并非用以限制本发明。

电流转电压单元240用以将电流I2转换为反馈电压VF1，并且传送此反馈电压VF1至控制单元210。之后，控制单元210根据所接收到的参考电压VREF与反馈电压VF1来调整控制电压VC以提供稳定的电流I1及I2。

在本实施例中，如果参考电压VREF小于反馈电压VF1，则控制单元210会调降控制电压VC，相反地，如果参考电压VREF大于反馈电压VF1，则控制单元210会调升控制电压VC。在另一实施例中，如果参考电压VREF大于反馈电压VF1，则控制单元210会调降控制电压VC，相反地，如果参考电压VREF小于反馈电压VF1，则控制单元210会调升控制电压VC，并不以本实施例为限。总之，在不脱离控制单元210根据所接收到的参考电压VREF与第一反馈电压VF1来调整控制电压VC以提供稳定电流I1及I2的精神下，皆属于本发明的技术思想所要揭露的范围内。藉此，本发明的稳流电路200能够有效地提供稳定的电流I1及电流I2，并不会受端点T1及T2的电压变动所影响。

为了更详细地说明本发明所述的稳流电路200的运作流程，接下来要以另一图示来更进一步教示稳流电路200的局部电路的作动，于必要时可同时参照图2。

请参照图3，图3为根据本发明实施例的稳流电路的局部电路示意图。稳流电路300的控制单元210包括放大器OP1、N型晶体管MN1以及阻抗元件R1(例如为电阻)。放大器OP1的输出端电性耦接N型晶体管MN1的栅极，且放大器OP1的正、负输入端分别接收参考电压VREF与反馈电压VF1。N型晶体管MN1的源极电性耦接接地电压GND，且N型晶体管MN1的漏极通过端点C’电性耦接电阻R1的一端。电阻R1的另一端则通过端点A’来接收电压V2。

阻抗元件R1可以是偏压在线性区的金属氧化半导体晶体管或是电阻。放大器OP1作为比较器使用，放大器OP1比较参考电压VREF与反馈电压VF1，以在其输出端输出电压V1。N型晶体管MN1的栅极接收电压V1，通过电压V1控制N型晶体管MN1的开关，将可以决定流经电阻R1的电流大小，以藉此产生控制电压VC于端点C’。

附带一提的是，电压V2可以是经由电源配适器对家用交流电源进行变压、整流与滤波后所产生的直流电压，或者是系统电压。总之电压V2的类型并非用以限制本发明。当稳流电路300作为充电电路时，则端点A’将接收经由电源配适器对家用交流电源进行变压、整流与滤波后所产生的直流电压，且端点B’将连接待充电池。

电流镜单元220包括P型晶体管MP1及MP2。P型晶体管MP1与MP2的栅极电性耦接端点C’，P型晶体管MP1与MP2的源极电性耦接端点A’。P型晶体管MP1与MP2的漏极分别电性连接端点T1与T2，且端点T1还电性连接端点B’。P型晶体管MP1与MP2的栅极通过端点C’接收控制电压VC，以分别产生电流I1与I2于其漏极。P型晶体管MP1与MP2所分别产生的电流I1与I2将具有比例关系是根据通过P型晶体管MP1与MP2之间的通道长宽比而决定。

补偿单元230包括放大器OP2以及P型晶体管MP3。放大器OP2的正、负输入端分别电性耦接端点T1与T2，以通过端点T1与T2耦接P型晶体管MP1与MP2的漏极。放大器OP2的输出端电性耦接耦接P型晶体管MP3的栅极。P型晶体管MP3的源极与漏极分别电性耦接端点T2与电流转电压单元240。通过放大器OP2与P型晶体管MP3连接成负反馈的方式，端点T1与T2的电压将实质上相同，故电流I1与I2的比例关系将维持固定。

电流转电压单元240包括N型晶体管MN2。N型晶体管MN2的栅极与漏极皆电性耦接P型晶体管MP3的漏极，且N型晶体管MN2的源极电性耦接接地电压GND，以将电流I2转换为反馈电压VF1。N型晶体管MN2的栅极还电性耦接控制单元210，以将反馈电压VF1回馈给控制单元210。

附带一提的是，如同图3所示，电流转电压单元240亦可以有其他种实现方式。电流转电压单元240亦可以是一个阻抗元件R2(例如为电阻)，其中阻抗元件R2的一端电性耦接P型晶体管MP3的漏极与控制单元210，且阻抗元件R2的另一端电性耦接接地电压GND。

接下来要说明的是稳流电路300的相关作动，在进行以下说明前，须说明的是下述说明中稳流电路的端点B’是电性耦接至负载，且端点A’接收电压V2。

当参考电压VREF大于反馈电压VF1时，则放大器OP1所输出的电压V1升高。此时，N型晶体管MN1产生电流IC升高，并流经阻抗元件R1。此电流IC会使得阻抗元件R1产生一个电流电阻电压降(IR drop)，并使得端点C’上的控制电压VC下降。因此，P型晶体管MP1与MP2分别产生电流I1与I2升高，并流入负载与P型晶体管MP3。

为了避免通道长度调变效应(Channel length modulation effect)而造成电流I1及I2的大小偏离所预定的电流值，因此稳流电路300利用放大器OP2及P型晶体管MP3来锁定端点T1及T2的电压，并且进一步使两端点T1及T2的电压实质上相同以避免通道长度调变效应的影响。进一步来说，当端点T2的电压大于端点T1的电压时，放大器OP2会输出低电平电压，也就是说，这会产生P型晶体管MP3的栅极电压会往低电平电压的方向移动的暂态现象，此时由于电压电流关系，在电流I2为固定常数的情况下，这会迫使端点T2的电压下降，直到端点T2的电压等于端点T1的电压。

另一方面，当端点T2的电压小于端点T1的电压时，放大器OP2会输出高电平电压，也就是说，这会产生P型晶体管MP3的栅极电压会往高电平电压的方向移动的暂态现象，在电流I2的固定常数的情况下，这会迫使端点T2的电压上升，直到端点T2的电压等于端点T1的电压。

举例来说，当端点A’电性耦接至充电器，端点B’电性耦接至待充电池，则会产生端点T1的电压会往端点A’的电压移动而不断上升的现象，此时由于放大器OP2及P型晶体管MP3的作用，而会使端点T2的电压亦会持续地上升直到端点T2的电压等于端点T1的电压。

附带一提的是，由以上说明可以知道端点T1的电压会不断地上升，所以本发明在补偿单元230此处所选用的晶体管为P型晶体管MP3，其能够比一般的N型晶体管更能承受较大的跨压，因此有助于保护N型晶体管MN2，避免N型晶体管MN2的两端(源极与漏极)遭受到过大的电压而损坏。

接下来，电流转电压单元240会接收P型晶体管MP3所输出的电流I2，并且将此电流I2转换为反馈电压VF1后，传送此反馈电压VF1至放大器OP1。当电流I2越大时，电流转电压单元240所输出的反馈电压VF1则越大。当参考电压VREF小于反馈电压VF1，则会放大器OP1输出一个低电压电平元的电压V1至N型晶体管MN1的栅极。此时，N型晶体管MN1产生电流IC变小，而导致控制电压VC上升，并进一步地使P型晶体管MP1与MP2分别产生电流I1与I2短暂地降低。接着电流I2的降低，反馈电压VF1也跟着降低。因此，通过上述的负反馈机制，稳流电路300能提供稳定的电流I1。

在接下来的多个实施例中，将描述不同于上述实施例的部分，且其余省略部分与上述实施例的部分相同。此外，为说明便利起见，相似的参考数字或标号指示相似的元件。

〔稳流电路的另一实施例〕

请参照图4，图4为根据本发明实施例的可调整参考电压的稳流电路的示意图。相较于图2的实施例，图4的稳流电路400包括可程序化控制参考电压单元410。可程序化控制参考电压单元410电性耦接控制单元210。在本实施例中，可程序化控制参考电压单元410能够接收并依据电压V3及多个数字信号DS1～DSX来决定参考电压VREF的大小，并将此参考电压VREF传送至控制单元210。

接下来要说明的是，以另一图式来描述关于稳流电路400中可程序控制参考电压电路410的实现方式，以及可程序控制参考电压电路410如何调整参考电压VREF的相关作动。

请参照图5，图5为根据本发明实施例的可调整参考电压的稳流电路的局部电路示意图。在本实施例中，可程序化控制参考电压单元410包括放大器OP3、P型晶体管MP4、MP[1]～MP[X]、阻抗元件R3(例如电阻)、多个开关SW1～SWX与N型晶体管MN3。放大器OP3的负输入端接收电压V3，且放大器OP3的正输入端电性耦接阻抗元件R3的一端与P型晶体管MP4的漏极。阻抗元件R3的另一端电性耦接接地电压GND。放大器OP3的输出端电性耦接P型晶体管MP4的栅极，且通过开关SW1～SWX电性耦接P型晶体管MP[1]～MP[X]的栅极。P型晶体管MP4、MP[1]～MP[X]的源极接收电压VDD，且P型晶体管MP[1]～MP[X]的漏极电性耦接N型晶体管MN3的栅极与漏极。N型晶体管MN3的源极电性耦接接地电压GND，且N型晶体管MN3的栅极与漏极电性耦接控制单元210。

放大器OP3用以比较电压V3与反馈电压VF2，以输出电压V4。放大器OP3与P型晶体管MP4系形成一个负反馈电路，以通过负反馈的机制使得电压V3与反馈电压VF2实质上相等。开关SW1～SWX分别受控于多个数字信号DS1～DSX，而被开启与关闭。另外，X为大于1的正整数，且其值可由设计者依实际设计需要来予以决定。

以下将进一步地教示稳流电路400中可程序化控制参考电压单元410中局部动作。当电压V3大于反馈电压VF2时，则放大器OP3的输出端会输出一个低电平元电压的电压V4，进而使P型晶体管MP4导通，之后通过其源漏极间跨压产生稳定电流以流经阻抗元件R3。接着，通过数字信号DS1～DSX控制开关SW1～SWX的导通与关闭，P型晶体管MP[1]～MP[X]的导通与关闭也会一并地被控制，因此将会决定产生的电流I[1]～I[X]的大小。N型晶体管MN3用以将接收的电流I[1]～I[X]的总和转换为对应的参考电压VREF。据此，使用者可以通过产生数字信号DS1～DSX来决定控制单元210所接收的参考电压VREF。

附带一提的是，反馈电压VF2为阻抗元件R3的一端的电压，因此设计者所选择设计的电压V3只要是介于系统电压VDD与接地电压GND间，即能驱动此可程序化控制参考电压单元410。而在另一实施例中，亦可以在P型晶体管MP4的漏极与阻抗提供元件R3的一端之间加入阻抗提供元件(图5未绘示)。在本领域技术人员，应了解到只要能够产生稳定的电压V4的电路(例如能带隙电路或其他偏压电路)都可以取代此部分的电路功能。

值得一提的是，多个开关SW1～SWX全部与电压V4连接，再分别接至MP[1]～MP[X]的栅极，其中，在MP[1]～MP[X]的通道长度L[1]～L[X]相等的情况下(L[1]＝L[2]＝L[3]＝…＝L[X])，其通道宽度W[1]～W[X]可以是2倍比例增加(W[X]＝21×W[X－1]＝22×W[X－2]＝…＝2(x－1)×W[1])，如此一来，MP[1]～MP[X]个别产生的电流I[1]～I[X]将会有I[X]＝21×I[X－1]＝22×I[X－2]＝…＝2(x－1)×I[1]的比例关系。

在此以X等于6为例来作说明。若要提高参考电压VREF，使用者或设计者可以传送数字讯号DS6～DS1，例如为000111至开关SW6～SW1。当开关SW6～SW1接收到其对应的数字讯号DS6～DS1(000111)时，则开关SW1～SW3会导通，其余开关SW4～SW6会关闭，如此一来，电压V4会同时开启P型晶体管MP4及M[1]～M[3]以产生电流I1～I3。所以，流经N型晶体管MN3的电流总和为I1+I2+I3＝I1+21×I1+22×I1＝7×I1，接着，N型晶体管MN3的漏极电压会上升，如此一来，便可调升参考电压VREF，可以达到让使用者或设计者弹性地调整稳流电路500中的参考电压VREF。

〔稳流电路的再一实施例〕

请参照图6，图6为根据本发明实施例的可预充电流的稳流电路的示意图。相较于图4的实施例，图6的稳流电路600还包括预充单元610、预充单元开关SWP以及控制单元开关SWC，且控制单元210’还额外具有一个N型晶体管来提升其耐压能力。预充单元610电性耦接预充单元开关SWP与端点T1之间，且控制单元开关SWC电性耦接可程序化控制参考电压单元410与控制单元210’之间。预充单元开关SWP电性耦接可程序化控制参考电压单元410与预充单元610之间。

当负载电性耦接至端点B’时，预充单元开关SWP会先被打开(通过控制信号SC1)，控制单元开关SWC会先被关闭(通过控制信号SC2)，且预充单元610会用以提供预充电流IP给负载。接着，当端点B’的电压V5上升至一定程度时，预充单元开关SWP会被关闭，控制单元开关SWC会被打开，接着便由控制单元210’产生控制电压VC来使得电流镜单元220产生稳定的电流I1给负载。

接下来将以另一图式来更清楚描述此可提供预充电流的稳流电路的作动。

请参照图7，图7为根据本发明再一实施例的提供预充电流的稳流电路的局部电路示意图。相较于前述的控制单元210，稳流电路700中的控制单元210’还包括了一个电性耦接于端点C’与N型晶体管MN1的漏极的N型晶体管MN4。N型晶体管MN4的栅极接收偏压VB1，此偏压VB1用以使N型晶体管MN4导通。在本实施例中，N型晶体管MN4的存在有助于避免过大的电压差损坏N型晶体管MN1。要说明的是，控制单元210与210’的实现方式并非用以限制本发明，换句话说，图6与图7的控制单元210’可以使用控制单元210取代，而图2至图5的控制单元210亦可以使用控制单元210’来取代。

预充单元610包括P型晶体管MP5～MP7以及N型晶体管MN5～MN6。P型晶体管MP5与MP6的源极电性耦接端点A’，P型晶体管MP6的栅极电性耦接P型晶体管MP5的栅极与漏极。N型晶体管MN5的栅极电性耦接系统电压VDD，N型晶体管MN5的漏极电性耦接P型晶体管MP5的漏极。P型晶体管MP7的栅极电性耦接N型晶体管MN5的源极，P型晶体管MP7的源极电性耦接P型晶体管MP6的漏极，P型晶体管MP7的漏极电性耦接P型晶体管MP1的漏极。N型晶体管MN6的栅极通过预充单元开关SWP电性耦接可程序化控制参考电压单元410，N型晶体管MN6的漏极电性耦接N型晶体管MN5的源极，N型晶体管MN6的源极电性耦接接地电压GND。

在此，请同时参照图7及图8，图8为根据本发明实施例的检测稳流电路的检测电路示意图。在进行下面说明前，在此须要先说明的是，本实施例中的稳流电路700还包括检测电路810。检测电路810用以接收电压V2与V5，并据此输出控制信号SC1及控制信号SC2，以打开或关闭预充单元开关SWP及控制单元开关SWC。

更详细地说，检测电路810能够检测电压V2及V5之间的电压差是否高于预先所设定的电压值，以决定所输出的控制信号SC1及SC2的电压电平元，进而控制预充电开关SWP及控制单元开关SWC的导通(打开)或断开(关闭)。

举例来说，当电流镜单元220中的端点B’耦接至负载，检测电路810便会开始检测电压V2及V5，如果电压V2及V5之间的电压差大于预先所设定的电压值，则检测电路810便会输出高电压电平元的控制信号SC1及低电压电平元的控制信号SC2至所对应的预充单元开关SWP及控制单元开关SWC，而此时稳流电路700会进入预充阶段，藉此可以避免过大的电压差损坏电流汲取单元。

接着，预充单元开关SWP会导通且控制单元开关SWC会断开，则会以可程序化控制参考电压单元410所产生参考电压VREF来偏压N型晶体管MN6。当然，由上述图4及图5实施例的说明，设计者可以通过传送数字信号DS1～DSX来决定所需要的参考电压VREF，进而可以决定N型晶体管MN6的栅极电压。此时，具有本领域技术人员应了解到，作为预充单元610的串迭式电流镜单元会在其P型晶体管MP6及MP7产生电流以作为本实施例中的预充电流IP，而此预充电流IP会提供至负载，进而提高端点B’的电压V5。

当检测电路810检测到端点B’的电压V5升高至预定值(例如电压VP)时，便会切换控制信号SC1及SC2的电压电平元使得控制信号SC1为低电压电平元，而控制信号SC2为高电压电平元，进而使得预充单元开关SWP断开且控制单元开关SWC导通。如此一来，稳流电路700便进入上述图5实施例中的作动机制，能够不断地提供稳定电流至电流汲取单元，直到端点B’的电压V5升高至电压V2或是升高至所设定的电压VQ(小于但接近电压V2)。接着，检测电路810会自动传送低电压电平元的控制信号SC1及SC2至其所对应的预充单元开关SWP及控制单元开关SWC，藉此以切断其电流路径避免过度地损坏负载(例如，损坏待充电池)。

〔电子装置的实施例〕

请参照图9，图9是本发明实施例的具有稳流电路的电子装置的示意图。电子装置900包括负载910与电性耦接负载的稳流电路920，其中稳流电路920接收电压V2。电压V2可以是电源配适器接收家用交流电源所产生的直流电压或系统电压。稳流电路920可以是上述实施例中的稳流电路200、300、400、500与600的其中之一，且用以提供稳定的电流I1给负载。电子装置900可以是各种类型的电子装置，例如手持装置或行动装置等。

〔实施例的可能功效〕

综上所述，本发明实施例所提供的稳流电路利用控制单元来接收参考电压且输出控制电压至电流镜单元，并且借着电流镜单元来接收并根据此控制电压来输出稳定的第一电流及第二电流。之后，利用电流转电压单元将第二电流转换为第一反馈电压且将此第一反馈电压传送至控制单元。接着，控制单元会根据参考电压与第一反馈电压来调整控制电压以稳定第一电流及第二电流，藉此能够有效地提供稳定的第一电流。

再者，本发明的另一实施例更利用可程序化控制参考电压单元来让设计者或使用者能够依照电路设计需求或使用需求来弹性地调整或改变参考电压的大小。

最后，本发明的再一实施例更利用预充单元来提供预充电流至负载，藉此预充电流的机制可以避免过大的电压差损坏负载。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利权利要求范围。

Claims (16)

1.一种稳流电路，用以产生稳定的一第一电流，其特征在于，该稳流电路包括：

控制单元，用以接收一参考电压与一第一反馈电压，并据此输出一控制电压；

电流镜单元，电性耦接该控制单元，接收该控制电压，并据此输出该第一电流及一第二电流；

电流转电压单元，电性耦接至该电流镜单元与该控制单元之间，用以将该第二电流转换为该第一反馈电压，并且传送该第一反馈电压至该控制单元；以及

补偿单元，电性耦接至该电流镜单元与该电流转电压单元之间，用以接收该第二电流，并且将该第二电流传送至该电流转电压单元，其中该补偿单元用以补偿该电流镜单元的非理想特性，以使该第一电流与该第二电流维持固定的比例关系。

2.权利要求1所述的稳流电路，其特征在于，该补偿单元使该电流镜单元输出该第一电流与该第二电流的两端点上的电压实质上相等。

3.权利要求1所述的稳流电路，其特征在于，该控制单元包括：

第一放大器，其正输入端接收该参考电压，其负输入端接收该第一反馈电压，其输出端输出一第一电压；

第一N型晶体管，其栅极接收该第一电压，其源极电性耦接一接地电压，其漏极输出该控制电压；以及

第一阻抗元件，其第一端电性耦接一第二电压，其第二端电性耦接该第一N型晶体管的漏极。

4.权利要求3所述的稳流电路，其特征在于，该控制单元还包括：

第二N型晶体管，其栅极电性耦接一偏压，其源极电性耦接该第一N型晶体管的漏极，且其漏极电性耦接该第一阻抗元件的第二端。

5.权利要求1所述的稳流电路，其特征在于，该电流镜单元包括：

第一P型晶体管，其栅极接收该控制电压，其源极电性耦接一第二电压，其漏极输出该第一电流；以及

第二P型晶体管，其栅极电性耦接该第一P型晶体管的栅极，其源极电性耦接该第二电压，其漏极输出该第二电流，

其中该第一电流与该第二电流的比例关系由该第一P型晶体管与该第二P型晶体管的通道长宽比决定。

6.权利要求5所述的稳流电路，其特征在于，该补偿单元包括：

第二放大器，其正输入端电性耦接该第一P型晶体管的漏极，其负输入端电性耦接该第二P型晶体管的漏极；以及

第三P型晶体管，其栅极电性耦接该第二放大器的输出端，其源极电性耦接该第二P型晶体管的漏极以接收该第二电流，其漏极输出该第二电流至该电流转电压单元，

其中，该第二放大器的正输入端及负输入端的电压实质上相同。

7.权利要求6所述的稳流电路，其特征在于，该电流转电压电路为一第三N型晶体管，其栅极与漏极电性耦接该第三P型晶体管的漏极，其源极电性耦接一接地电压，其中该第三N型晶体管的漏极输出该第一反馈电压至该控制单元。

8.权利要求6所述的稳流电路，其特征在于，该电流转电压电路为一第二阻抗元件，其第一端电性耦接该第三P型晶体管的漏极，其第二端电性耦接一接地电压，其中该第二电流流经该第二阻抗元件，在其第二端产生该第一反馈电压，并将该第一反馈电压传送至该控制单元。

9.权利要求1所述的稳流电路，还包括：

可程序化控制参考电压电路，电性耦接该控制单元，该可程序化控制参考电压单元用以接收并依据一第三电压及多个数字信号决定该参考电压的大小，并且将该参考电压传送至该控制单元。

10.权利要求9所述的稳流电路，其特征在于，该可程序化控制参考电压电路包括：

第三放大器，其负输入端接收该第三电压，其输出端输出一第四电压；第四P型晶体管，其栅极接收该第四电压，其源极电性耦接一系统电压，其漏极电性耦接第三放大器的正输入端；

第三阻抗元件，其第一端电性耦接该第三放大器的正输入端以提供一第二反馈电压至该第三放大器的正输入端，其第二端电性耦接一接地电压；

多个开关，受控于该多个数字信号；

多个第五P型晶体管，该多个第五P型晶体管的源极电性耦接该系统电压，该多个第五P型晶体管的栅极通过该多个开关电性耦接第三放大器的输出端；以及

第四N型晶体管，其栅极与漏极电性耦接该第一放大器的正输入端与该多个第五P型晶体管的漏极，以提供该参考电压至该控制单元，且其源极电性耦接该接地电压。

11.权利要求9所述的稳流电路，其特征在于，该稳流电路还包括：

预充单元，电性耦接该可程序化控制参考电压单元，用以提供一预充电流至一负载；

预充单元开关，其第一端电性耦接至该可程序化控制参考电压电路，其第二端电性耦接该预充单元，该预充单元开关用以接收一第一控制信号来决定其导通或断开状态；以及

控制单元开关，其第一端电性耦接该可程序化控制参考电压单元，其第二端电性耦接该控制单元，该控制单元开关用以接收一第二控制信号来决定其导通或断开状态，

其中该预充单元开关的导通或断开状态与该控制单元开关的导通或断开状态相反。

12.权利要求11所述的稳流电路，其特征在于，该预充单元包括：

第六P型晶体管，其源极电性耦接该第二电压；

第七P型晶体管，其源极电性耦接该第二电压，其栅极电性耦接该第六P型晶体管的栅极与漏极；

第五N型晶体管，其栅极电性耦接该系统电压，其漏极电性耦接该第六P型晶体管的漏极；

第八P型晶体管，其电性栅极耦接该第五N型晶体管的源极，其源极电性耦接该第七P型晶体管的漏极，其漏极电性耦接第一P型晶体管的漏极，用以提供该预充电流；以及

第六N型晶体管，其栅极电性耦接该预充单元开关的第二端，其漏极电性耦接该第五N型晶体管的源极，其源极电性耦接一接地电压。

13.权利要求11所述的稳流电路，其特征在于，该稳流电路还包括：

检测电路，用以接收该第二电压及一第五电压，并据此输出该第一控制信号及该第二控制信号以决定该预充单元开关及该控制单元开关的导通或断开状态，其中该第五电压为该负载的电压。

14.一种电子装置，其特征在于，该电子装置包括：

稳流电路，用以产生稳定的一第一电流；以及

负载，电性耦接该稳流电路，用以接收该第一电流，

其中该稳流电路包括：

控制单元，用以接收一参考电压与一第一反馈电压，并据此输出一控制电压；

电流镜单元，电性耦接该控制单元，该电流镜单元接收并根据该控制电压以输出该第一电流及一第二电流；

电流转电压单元，电性耦接至该电流镜单元与该控制单元之间，用以将该第一电流转换为该第一反馈电压，并且传送该第一反馈电压至该控制单元；以及

补偿单元，该补偿单元电性耦接至该电流镜单元与该电流转电压电路之间，用以接收该第二电流，并且将该第二电流传送至该电流转电压单元，其中该补偿单元用以补偿该电流镜单元的非理想特性，以使该第一电流与该第二电流维持固定的比例关系。

15.权利要求14所述的电子装置，其特征在于，该稳流电路还包括：

可程序化控制参考电压电路，电性耦接该控制单元，该可程序化控制参考电压单元用以接收并依据一第三电压及多个数字信号决定该参考电压的大小，并且将该参考电压传送至该控制单元。

16.权利要求15所述的电子装置，其特征在于，该稳流电路还包括：

预充单元，电性耦接该可程序化控制参考电压单元，用以提供一预充电流至一负载；

预充单元开关，其第一端电性耦接至该可程序化控制参考电压电路，其第二端电性耦接该预充单元，该预充单元开关用以接收一第一控制信号来决定其导通或断开状态；以及

控制单元开关，其第一端电性耦接该可程序化控制参考电压单元，其第二端电性耦接该控制单元，该控制单元开关用以接收一第二控制信号来决定其导通或断开状态，

其中该预充单元开关的导通或断开状态与该控制单元开关的导通或断开状态相反。

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