CN103869869B - 分路调节器 - Google Patents

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    • G05F1/613Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in parallel with the load as final control devices

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Abstract

保护低电压电路免受高电压/电流条件,可以根据一个或者多个示例实施例实施。当电源电压阶跃或增加时,附加/二次分路电路/开关实施用于分路附加电流。在一些实施例中,所述二次分路电路包括晶体管,所述晶体管的漏极经由大电容耦合至所述晶体管的栅极,所述大电容操作以将所述栅极电压维持在大约恒定的电平。这样操作便于附加电流的抽取,并且维持低带隙电压电源电平。

Description

分路调节器
背景技术
许多电路易受电过载(overstress)的影响,因为可能与能够造成损坏(damage)的过电压或者过电流条件有关,诸如静电放电(ESD)、故障条件、电池电压短路(例如,用于汽车适配器的USB电源)、热插拔事件、过冲条件(例如,在上电事件期间或者由于负载条件/其他事件中的变化)。为了解决这种过载,利用通常像开关一样操作的保护电路在电过载条件期间对电流进行旁路/分路。在电过载的情况下,这种保护电路切换至低欧姆状态,以将输入(或者另外的电路)连接至诸如地、公共端或者低电平供电轨(power-rail)端的参考端,从而将过剩的电荷分路至不损害所述电路的地或者公共端。
期望使用保护电路的示例应用涉及用于通信和/或供电设备(诸如手持式和其他便携式设备)的连通性。例如,通用串行总线(USB)连接器用于诸如电话和平板电脑设备,并且可以用于数据通信和功率传输,用于主动使用和/或电池充电。然而,这种连接易受不期望的电压尖峰的影响。这些电压尖峰会损害(harm)所述连接器耦合的电路(例如,USB汽车电池充电器在故障条件下可以达到20V,这会给低电压设备加压力)。例如,在过电压条件期间可能会发生可靠性问题,诸如氧化物击穿、源极-衬底击穿和漏极-源极击穿。
对于各种应用,这些和其他问题已经给保护电路的实施提出了挑战。
发明内容
各种示例实施例涉及电流分路电路及其实施。
根据示例实施例,一种设备包括低电压电源电路、电流限制电路、启动电路和分路电路。所述低电压电源电路使用遭受电压波动的内部电压线提供低电压输出,并且所述电流限制电路将所述内部电压线耦合至外部电压线并且限制其间传输的电流。所述启动电路连接在所述内部电压线与基准电路之间,并且给所述低电压电源电路提供启动电压,所述启动电压(至少)是所述低电压电源电路操作所需的最小电压。所述分路电路耦合在所述内部电压线与所述基准电路之间,并且包括开关和控制电路,所述控制电路控制所述开关对所述内部电压线与所述基准电路之间的电流进行分路以将所述内部电压线上的电压调节在大约恒定的电平。
另一个示例实施例涉及一种电流分路设备。带隙基准电压电路耦合至带隙电压电源线,并且配置用于提供带隙基准电压输出(例如,利用源自较高电源线的功率给内部电路提供低基准电压)。第一电阻器耦合在外部电压电源线(遭受电压波动)和带隙电压电源线之间,以及另一个(第二)电阻器经由带隙电压电源线耦合至第一电阻器和所述带隙基准电压电路。分路电路对所述带隙电压电源线和所述接地电路之间的电流进行分路,并且包括晶体管,所述晶体管的漏极/源极分别连接在带隙电压电源线和接地电路之间,并且所述晶体管的栅极经由所述第二电阻器连接至带隙电压电源线。电容器连接在分路电路的栅极和接地/公共端的两端。所述电容器操作以响应于带隙电压电源线上的电压波动(例如,因为跟随外部芯片外线电压波动)将栅极处的电压维持在大约稳定的数值。所述分路电路通过在带隙电压电源线和接地电路之间传输的增加的电流并且将带隙基准电压电路的带隙电压电源调节至大约恒定的水平,来响应于栅极处的电压和带隙电压电源线上的电压增加。启动电路耦合在第二电阻器和地之间,以便当带隙电压电源线上的电压电平在带隙基准电压电路可以操作的最小电压以下时,减弱经由流经分路电路的电流,为带隙基准电压电路提供启动电压。
另一种设备涉及一种电路,所述电路包括:具有源极、漏极、体(bulk)/n阱和栅极的第一晶体管;连接至所述第一晶体管漏极的接地电路;以及连接在外部电压线与内部电压轨和第一晶体管源极之间的第一电阻器。电容器连接在所述第一晶体管的漏极和栅极之间,并且响应于至少恒定数值的内部电压轨上的电压将第一晶体管的栅极电压电平维持在大约恒定的数值,以及第一晶体管响应于内部电压轨在恒定数值以上的电压增加在电源线和接地电路之间抽取(drain)电流。所述电路还包括:连接在第一电阻器和第一晶体管的栅极之间的第二电阻器,连接在第一晶体管的栅极和接地电路之间的第二晶体管,在第二晶体管和所述栅极之间的第三电阻器,以及连接至接地电路的二极管和连接至第二晶体管的第三晶体管。所述二极管与第二晶体管和第三晶体管一起操作,以响应于内部电压轨上的电压电平小于恒定数值电平,来经由所述第一晶体管减弱电流。带隙基准电压电路经由第一电阻器连接至内部电压轨,并且利用恒定(例如,带隙电源)电压操作。
上述讨论/概要不旨在描述本公开的每一个实施例或者每个实施方法。以下附图和后面的描述也例证了各种实施例。
附图说明
考虑到以下结合附图的详细描述,可以更全面地理解各种示例实施例,其中:
图1示出了根据本发明示例实施例的电流分路电路;
图2示出了根据本发明另一示例实施例的另一电流分路电路;
图3示出了根据本发明另一示例实施例采用运算跨导放大器(OTA)的分路调节器电路;
图4示出了根据本发明另一示例实施例采用OTA和基准电流源的另一分路调节器电路。
具体实施方式
尽管在此讨论的各种实施例可以修改为各种改进和替代形式,其各方面已经以附图中示例的方式示出并且将详细描述。然而应当理解,本发明不是将本发明限制在所述特定的实施例。相反,本发明旨在覆盖落在包括权利要求所限定的各方面的本公开范围内的所有改进、等效和替代。此外,在本申请中使用的术语“示例”只是以阐释的方式,而非限制。
确信本公开的各方面可用于与保护电路有关的各种不同类型的设备、系统和方法。尽管不必局限于此,通过利用这种环境示例的讨论可以理解各个方面。
各种示例实施例涉及一种电流分路电路,所述电流分路电路采用启动电路和分路电路,所述分路电路操作用于为与带隙电压有关的模拟电路提供低电压电源。这个分路电路将过剩电流分路通过电阻器并且将内部电源限制在低电压设备可以操作的数值(例如不会造成可靠性和/或应力问题)。对于易受较高电压条件影响的各种应用(诸如在上述背景技术中讨论的那些),这种方法有利于使用高电压电源(例如5-25V)给低电压(例如5V)设备供电。例如,在提供基准电压的同时,可以解决诸如经由USB、显示端口、HDMI、数字摄影、车载充电器或者插墙式充电器应用(其中电源电压线会改变)提供的接口电压源上的电压尖峰。
在更具体的实施例中,调节器包括PMOS传输晶体管和在电源电压下具有电阻性上拉电路(pullupcircuit)的分路调节器结构。随着所述电源电压增大,所述分路调节器通过所述电阻性上拉电路抽取更多的电流,并且将所述调节器内部的电压保持在大约小于5V的数值。第二PMOS分路开关以较高速率抽取电流(例如,与调节器并联,同时所述调节器花费时间对电源电压中的变化做出响应)。在其他实施例中,NMOS调节器开关用于替代PMOS分路开关,由运算跨导放大器(OTA)给所述NMOS供应栅极电压。
根据多个实施例,采用电流分路的设备包括电流限制电路,所述电流限制电路将内部电压线耦合至线路电压(linevoltage)并且限制其间传输的电流。例如可以利用一个或者多个电阻器实现这种电流限制电路。分路电路耦合在内部电压线和基准电路(例如地或者保持在基准电平的其他电路)之间。所述分路电路包括开关,所述开关以将内部电压线上的电压调节在大约恒定水平的方式对所述内部电压线和基准电路之间的电流进行分路。控制电路操作以控制所述开关,诸如通过将连续电压维持在导通条件(例如阈值以上)使得所述开关在这种条件下分路过剩电流。低电压电源电路耦合至所述内部电压线,并且利用其上(已调节)电压提供低电压输出。所述设备还包括连接在内部电压线和地之间的启动电路,并且操作用于在线路电压较低或者斜升(rampingup)(例如经由所述旁路电路流动电流和/或减弱电流以将内部电压线电平提升至足够低电压电源电路操作的电平)条件下为低电压电源电路提供启动电压。
依赖于实施方式,利用多种方法中的一个或者多个实现所述控制电路。在一些实施例中,所述控制电路包括或者耦合至连接在内部电压线和开关之间耦合的电阻器,以限制在所述开关处提供的电流,并且耦合至连接在所述开关和所述参考端或接地端之间的电容器,以维持所述开关上的电压。例如可以实现所述电容器以减弱内部电压线和开关之间瞬变电压的耦合。在某些实施方式中,OTA还耦合在所述电容器和所述开关之间。
可以利用多种电路以多种方式实现所述启动电路。在一些实施例中,所述启动电路呈现电压降,所述电压降大约等于用于使(在导通状态下操作)低电压电源电路内的电流路径中一个或者多个晶体管饱和的饱和电压,所述路径在低电压电源电路的内部电压线和地之间。在这种情况下,所述启动电路匹配或者复制所述低电压电源电路,并且呈现适当的电压降以保证在分路任何(或者大量)电流之前形成用于低电压电源电路的最低电压。
现在转到附图,图1示出了根据另一示例实施例的分路调节器设备100。所述调节器设备100包括低电压电源电路110、电流限制电阻器122和124(限制由电源电压源120(例如高压外部电源线)提供的电流)、启动电路130和分路电路140,所述启动电路和分路电路都耦合至接地/基准电压电平电路150。所述电流限制电阻器122和124配置用于限制所述电流进入所述启动电路130,并且基于低电压电源电路110所服务电路的要求提供最小电流进入所述低电压电源电路110。电阻器122连接在外部电源线(vdd)120和内部电压线(vdd_int)126之间,所述外部电源线遭受电压波动(例如,在用于诸如USB/电池充电器/DP/HDMI电缆连接器的各种连接器的热插拔事件期间的ESD条件或者电压过冲),所述内部电压线维持在某一范围内以防止对在vdd_int上操作的电路系统的损害。
过剩电流经由分路开关142流入并联电路140,经由vdd_int通过电阻器124供应的栅极电压操作所述分路开关。设置所述开关142,使得在经由处在内部电压线126的较低电压电平(亚vdd_int)下的启动电路130建立电压之前,足够的电流流入所述低电压电源电路,并且保持所述栅极电压以保证所述开关用于分路vdd_int中过剩电流的操作。
在一些实施方式中,所述开关142由晶体管实现,所述晶体管的源极耦合至内部电压线,所述晶体管的漏极连接至所述接地电路,并且所述晶体管的栅极经由所述电阻器124连接至内部电压线126。所述开关142还包括连接在所述栅极和漏极之间的电容器,并且与所述电阻器一起操作以在所述栅极处维持大约恒定的电压电平,而与内部电压线126上电压的波动无关。随着内部电压线126上的电压上升到大于用于操作低电压电源电路110的vdd_int电平(加上用于操作所述装置100的任何其他电压),所述开关142运行在闭合位置并且所述分路电路140将过剩电流(例如超过提供vdd_int电平所需的)分路至所述接地/基准电路150。利用这种方法,将提供给低电压电源电路的电压源调节在大约恒定的电平。
所述启动电路130运行以保证所述分路电路140在内部电压线126处于所述低压电源电路110运行所需的最低电压之前不抽取电流。可以利用多种电路中的一个或者多个实现所述启动电路130来达到这种功能,并且在一些所述低压电源电路是带隙基准电路的实施方法中,所述启动电路包括两个p-沟道晶体管的堆叠和从vgate连接至接地/基准电路150的寄生垂直PNP器件,可以与来自低电压输出的反馈一起操作,所述低电压输出由所述低电压电源电路110提供。
图2示出了根据本发明另一示例实施例的分路调节器电路200,所述分路调节器电路利用高电压(例如外部)电源线220提供(低电压/电源)带隙基准电压电路210。所述高电压电源220易受电压增大(例如Vdd直到25V)的影响,调节机构解决了这一问题。具体地,所述调节器电路200包括启动电路,所述启动电路包括p型晶体管240,所述p型晶体管的栅极耦合至带隙基准电压电路210,并且所述p型晶体管的源极经由电阻器222、224和226耦合至高电压电源220。晶体管250(也是p型)和pnp二极管260操作以建立便于所述带隙电源启动的电压。分路调节器电路包括p型晶体管230,所述p型晶体管的栅极经由电容器232耦合至漏极。所述晶体管230还使其栅极经由电阻器224耦合至所述带隙基准电路210,并且其源极经由电阻器222耦合至高电压电源220。在一些实施方式中,所述电路200还包括可以在所述带隙基准电压电路210的低电压输出上操作的电路215。
可以实现所述电路200以考虑到多种不同的电压条件和电路实施方式,并且提供多种不同类型的带隙基准电压电路210。在所述高电压电源220易受高电压(例如大约24V)影响的一个实施例中,当在输入电源电压中存在阶跃时,所述晶体管230将附加电流抽取至地,将所述带隙电源(表示为vdd_bg)维持在较低电压。具体地,Vdd的增加导致vdd_bg的增加,晶体管230通过抽取附加电流响应。在这种操作下,所述电容器232将晶体管230的栅极保持在固定的电压(接近),这样便于电流抽取。电容器224的数值较大,从而限制电流流入MP1和MPO,并且当Vdd较高时还便于将晶体管230的栅极电压(vgate)保持在大约恒定的电压。设置电阻器222的数值以在足够达到带隙基准的电平(例如最低vdd电压)为所述带隙基准电路210提供电流,任何附加电流都经由晶体管230抽取,所述晶体管响应于Vdd处已增加的电压。在一些实施方式中,所述电路200操作以在阈值电压下将所述晶体管230切换至导通/电流传输状态,所述阈值电压对应于所述带隙基准电压和晶体管230和240的各个阈值电压之和。
在各种情况下,所述电路200操作如下。响应于不高于带隙基准电压电路210的带隙基准电压输出电平的vdd_bg,将经由所述电压电源线接收的第一电流量传输至所述带隙基准电压电路,将接收的第二电流量经由晶体管240、250和二极管260传输至地,并且将可以忽略的电流量经由晶体管230传输至地,经由所述带隙基准电压电路210传输的电流是所述电流的主要部分。响应于高于所述带隙基准电压的vdd_bg,大约相同数量的电流经由所述带隙基准电压电路210以及晶体管240、250和二极管260传输,并且大约所有附加电流经由晶体管230分路至地(例如,在这种vdd_bg电压电平下,所述晶体管230的栅极电压接通分路并且继续抽取这种过剩电流)。
根据一个或者多个实施例,将所述带隙基准电压提供为与温度无关的电压,所述电压电平大约等于硅的带隙(例如在OK温度下大约1.22V)。对于与基准电压电源电路有关的信息,以及对于与带隙基准电压电路有关的具体信息,可以参考Hilbiber,D.F.的“新半导体电压标准(Anewsemiconductorvoltagestandard)”,1964InternationalSolid-StateCircuitsConference:Digest of TechnicalPapcrs2,第32-33页(1964年),将其全部内容一并在此作为参考。
图3示出了根据本发明另一示例实施例的采用运算跨导放大器OTA370的另一分路调节器电路300。所述电路300与结合图2所示和所述的电路200类似,类似的部件标记一致。因此,上述利用图2的这些类似标记部件的讨论在此也适用于图3。
所述电路300采用OTA370作为分路电路的一部分,其负输入耦合至vdd_bg,并且其正输入耦合至电阻器224的栅极电压脱落(gatingvoltagecomingoff)。在表示旁路电路的虚(示例)线的外部示出了电容器232,但是也可以将电容器实现为旁路电路的一部分,并且经由OTA370的输出耦合至晶体管330的栅极。所述晶体管330是p-沟道MOSFET,其源极耦合至vdd_bg并且其漏极耦合至地。所述OTA370与所述晶体管330和电容器232一起操作以实现如图2所示的分路操作,使得将超过所需vdd_bg的电流加上启动和分路电路所需/所用的数量分路至地(并且对应于vgate加上OTA的偏移电压(voffet))。所述p-沟道MOSFET330响应于所述瞬变,并且所述OTA370缓慢地响应并且提供vdd_bg上精确的电压调节。
图4示出了根据本发明另一示例实施例的采用具有基准电流源480的运算跨导放大器(OTA)370的另一分路调节器电路400。所述电路与结合图3(并且相应地结合图2)所示和所述的电路300类似,类似的部件标记一致。因此,上述利用图2和图3的这些类似标记部件的讨论在此也适用于图4,其正输入来自vdd_bg并且其负输入来自所述栅极电压vgate。
所述基准电流源480与电容器232、电流源480(提供Iref)、OTA370和晶体管330,以及具有R2值的附加电容器490一起操作以实现如图2和3所示的分路操作,使得将超过所需vdd_bg的电流加上启动和分路电路所需/所用的数量分路至地。因此vdd_bg的数值可以对应于vgate+Iref*R2,或者换言之vdd_bg是由所述带隙电路210输出提供的电压加上用于晶体管240的阈值电压(Vth)加上Iref*R2。
根据以上讨论和阐释,本领域普通技术人员将容易认识到,在不严格遵循在此所阐释和描述的示例实施例和应用的情况下可以对各种实施例做出各种修改和改变。例如,可以使用不同的电路实现通用的功能,以便保持恒定的栅极电压,或者提供电流限制功能。这种修改不背离本发明各方面的真实精神和范围,包括在权利要求中陈述的各方面。

Claims (20)

1.一种分路调节器,包括:
第一电阻器,耦合在遭受电压波动的电压电源线和带隙电压电源线之间;
带隙基准电压电路,耦合至所述带隙电压电源线,并且配置用于提供带隙基准电压输出;
第二电阻器,经由所述带隙电压电源线耦合至所述第一电阻器和所述带隙基准电压电路;
第一电路,配置用于分路所述带隙电压电源线和接地电路之间的电流,所述第一电路包括:
第一晶体管,所述第一晶体管利用其源极和漏极而被耦合在所述带隙电压电源线和所述接地电路之间,并且所述第一晶体管的栅极经由所述第二电阻器连接至所述带隙电压电源线,以及
电容器,耦合在所述第一晶体管的栅极和所述接地电路之间,并且配置用于响应于所述带隙电压电源线上的电压波动与所述第二电阻器一起将第一晶体管的栅极处的电压维持在稳定的数值,所述第一电路通过在所述电压电源线和所述接地电路之间传输增加的电流并且将所述带隙基准电压电路的电压源调节在恒定的电平,对所述第一晶体管的栅极处的电压和带隙电压电源线上的电压增加作出响应;以及
第二电路,耦合在所述第二电阻器和所述接地电路之间,所述第二电路配置用于通过响应于所述带隙电压电源线上的电压电平在所述带隙基准电压电路操作的最小电压以下、经由所述第一电路减弱电流,来为所述带隙基准电压电路提供启动电压。
2.根据权利要求1所述的分路调节器,其中所述第二电路包括:
第二晶体管,所述第二晶体管的源极经由所述第二电阻器耦合至所述带隙电压电源线,并且所述第二晶体管的栅极耦合至所述带隙基准电压电路的输出,
第三电阻器,连接在所述第二晶体管和所述第二电阻器之间,所述第一晶体管的栅极连接至所述第二电阻器和所述第三电阻器之间的节点,
具有源极、漏极和栅极的第三晶体管,所述第三晶体管的源极耦合至所述第二晶体管的漏极并且所述第三晶体管的漏极耦合至所述第三晶体管的栅极,以及
p-n-p二极管,连接在所述第三晶体管的漏极和所述接地电路之间。
3.根据权利要求1所述的分路调节器,其中所述电容器连接在所述第一晶体管的栅极和漏极之间,并且所述第二电阻器配置用于维持流入第二电路的电流,以防止出现在所述第一晶体管栅极的电压在电压电源线上的瞬变事件期间上升,所述第二电阻器具有大于所述第一电阻器的电阻值的电阻值,并且配置用于将通过所述第二电路的电流限制在足够提供启动电压的数值。
4.根据权利要求1所述的分路调节器,其中所述第二电路配置为具有与电流路径两端电压降相对应的电压降,所述电流路径包括所述带隙基准电压电路中的至少一个晶体管,所述电压降足以操作处于饱和区域的所述至少一个晶体管。
5.根据权利要求1所述的分路调节器,其中所述第二电阻器和所述第一晶体管配置为分别具有这样的电阻值和栅极阈值电压,使得响应于所述带隙电压电源线上的电压超过由所述带隙基准电压电路提供的带隙基准电压以上的阈值电压,在高电导状态下操作所述第一晶体管,以将电流从所述带隙电压电源线分路至所述接地电路,并且当所述电压电源线上的电压在所述栅极阈值电压以下时,在低电导状态下操作所述第一晶体管,以阻止电流通过所述第一电路。
6.根据权利要求5所述的分路调节器,其中:
所述第二电路包括第二晶体管,配置用于响应于由所述带隙基准电压电路提供的栅极电压在所述第二电阻器和所述接地电路之间传输电流,以及
所述阈值电压是由所述带隙基准电压和所述第一和第二晶体管的相应阈值电压之和限定的数值。
7.根据权利要求1所述的分路调节器,其中所述第一电路和第二电路配置用于:
响应于所述带隙电压电源线上的不高于所述带隙基准电压电路的带隙基准电压输出电平的电压,将经由所述电压电源线接收的第一电流量传输至所述带隙基准电压电路,将接收的较小的第二电流量经由所述第二电路传输至地,并且将接收的可忽略的电流量经由所述第一电路传输至地,所述第一电流量是所述带隙电压电源线和接地电路之间的电流的主要部分,以及
响应于所述带隙电压电源线上的高于所述带隙基准电压的电压,将经由所述电压电源线接收到的相同的第一电流量和第二电流量分别传输至所述带隙基准电压电路和所述第二电路,并且将所有附加电流经由所述第一电路传输至地。
8.根据权利要求1所述的分路调节器,还包括耦合用于接收所述带隙基准电压电路的带隙基准电压输出、并且配置用于利用所述带隙基准电压输出操作的至少一个电路。
9.根据权利要求1所述的分路调节器,其中所述电容器配置用于减弱所述带隙电压电源线和所述第一晶体管的栅极之间瞬变电压的耦合。
10.根据权利要求1所述的分路调节器,还包括运算跨导放大器,所述运算跨导放大器的负输入耦合至所述带隙电压电源线,所述运算跨导放大器的正输入耦合至所述电容器,并且所述运算跨导放大器的输出连接至所述栅极。
11.一种分路调节器,包括:
低电压电源电路,配置用于利用遭受电压波动的内部电压线提供低电压输出;
电流限制电路,配置用于将所述内部电压线耦合至电源电压线并且限制在所述电源电压线和所述内部电压线之间传输的电流;
启动电路,连接在所述内部电压线和基准电路之间,所述启动电路配置用于为所述低电压电源电路提供启动电压;以及
分路电路,耦合在所述内部电压线和所述基准电路之间,所述分路电路包括开关和控制电路,所述控制电路配置用于控制所述开关以分路所述内部电压线和所述基准电路之间的电流,并且将所述内部电压线上的电压调节在恒定的电平。
12.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述控制电路配置用于在所述内部电压线上的不同电压电平下给所述开关提供恒定的电压,以控制所述开关处在接通位置来分路所述内部电压线和所述基准电路之间的电流,并且将所述内部电压线上的电压调节在恒定的电平。
13.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述控制电路包括耦合在所述内部电压线和所述开关之间的电阻器,以及耦合在所述开关和所述基准电路之间的电容器。
14.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述控制电路耦合在所述内部电压线和所述开关之间。
15.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述控制电路包括:
电阻器,耦合至所述内部电压线,
电容器,耦合在所述电阻器和所述基准电路之间,以及
运算跨导放大器,所述运算跨导放大器的负输入耦合至所述内部电压线,所述运算跨导放大器的正输入耦合至所述电容器,并且所述运算跨导放大器的输出连接至所述开关并且配置用于在电导状态之间切换所述开关。
16.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述启动电路配置为具有电压降,所述电压降等于用于使所述内部电压线和所述低电压电源电路的输出之间的低电压电源电路内的电流路径中的一个或者多个晶体管饱和的饱和电压。
17.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述控制电路包括耦合在所述开关和所述基准电路之间的电容器,所述电容器配置用于减弱所述内部电压线和所述开关之间瞬变电压的耦合。
18.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述启动电路包括在所述内部电压线和所述基准电路之间串联耦合的晶体管和p-n-p二极管,并且用于通过影响提供给所述开关的电压来减弱经由所述分路电路的电流。
19.根据权利要求11所述的分路调节器,其中所述启动电路配置用于:响应于所述内部电压线上的电压电平低于最小电压,减弱经由所述分路电路的电流,来为所述低电压电源电路提供启动电压;其中所述最小电压为所述低电压电源电路操作用于提供低电压输出的最小电压。
20.一种分路调节器,包括:
第一晶体管,具有源极、漏极和栅极;
接地电路,连接至所述第一晶体管的漏极;
第一电阻器,连接在电源电压线与内部电压轨之间以及连接在电源电压线与所述第一晶体管的源极之间;
电容器,连接在所述第一晶体管的漏极和栅极之间,并且配置用于响应于至少为一个恒定数值的内部电压轨上的电压将所述第一晶体管栅极处的电压电平维持在恒定的数值,所述第一晶体管配置用于响应于内部电压轨的电压增加在所述恒定数值以上来抽取所述电压线和所述接地电路之间的电流;
第二电阻器,连接在所述第一电阻器和所述第一晶体管的栅极之间;
带隙基准电压电路,连接至所述内部电压轨,并且配置用于利用经由所述内部电压轨供应并且经由所述第一晶体管调节的电压来提供带隙基准电压输出;
第二晶体管,连接在所述第一晶体管的栅极和所述接地电路之间,所述第二晶体管的栅极耦合到所述带隙基准电压电路的输出,以接收所述带隙基准电压电路的输出;以及
连接至所述接地电路和第三晶体管的二极管,所述第三晶体管连接在所述二极管和所述第二晶体管之间,所述二极管、所述第二晶体管和所述第三晶体管设置用于响应于所述内部电压轨上的电压电平在所述带隙基准电压的电压电平以下,减弱经由所述第一晶体管的电流。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2822035A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-07 Ams Ag Electrostatic discharge protection circuit and method for electrostatic discharge protection
US9479180B2 (en) 2014-07-18 2016-10-25 Stmicroelectronics S.R.L. Compensation device for feedback loops, and corresponding integrated circuit
US9331651B1 (en) * 2014-12-30 2016-05-03 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for automatic gain control in a current mode RF receiver
EP3048504B1 (en) 2015-01-26 2019-06-19 ams AG Shunt driver circuit and method for providing an output signal
US9910075B2 (en) * 2016-04-11 2018-03-06 Western Digital Technologies, Inc. Overvoltage detection circuit for detecting an overvoltage spike from an external power supply
CN106708151B (zh) * 2016-12-26 2018-02-06 上海迦美信芯通讯技术有限公司 一种低功耗低压差线性稳压器系统
GB2572223B (en) * 2018-03-23 2020-09-23 Tyco Fire & Security Gmbh Power control circuit
US11289903B2 (en) * 2018-10-04 2022-03-29 Texas Instruments Incorporated Suppressing overvoltage transients in a serial interface
TWI708253B (zh) * 2018-11-16 2020-10-21 力旺電子股份有限公司 非揮發性記憶體良率提升的設計暨測試方法
EP3926436A4 (en) * 2019-02-15 2022-05-04 NEC Corporation POWER SUPPLY CIRCUIT AND POWER CIRCUIT CONTROL METHOD
CN113614822B (zh) * 2019-03-29 2024-07-02 拉碧斯半导体株式会社 显示驱动设备
CN113765079A (zh) * 2021-08-20 2021-12-07 广州慧智微电子有限公司 防浪涌带隙基准源电路及电子设备
US11886216B2 (en) 2021-11-02 2024-01-30 Nxp B.V. Voltage regulator circuit and method for regulating a voltage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235520A (en) * 1989-10-20 1993-08-10 Seiko Epson Corporation Integrated circuit having a function for generating a constant voltage
CN1573637A (zh) * 2003-06-23 2005-02-02 罗姆股份有限公司 电源电路
CN101300537A (zh) * 2005-09-07 2008-11-05 Nxp股份有限公司 具有分流反馈的电压调节器
CN101796708A (zh) * 2007-07-06 2010-08-04 先进模拟科技公司 具有同步续流mosfet的增压和上下开关调节器
US7969127B1 (en) * 2008-04-25 2011-06-28 National Semiconductor Corporation Start-up circuit for a shunt regulator

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148099A (en) 1991-04-01 1992-09-15 Motorola, Inc. Radiation hardened bandgap reference voltage generator and method
US5666044A (en) * 1995-09-29 1997-09-09 Cherry Semiconductor Corporation Start up circuit and current-foldback protection for voltage regulators
US6141193A (en) * 1999-03-15 2000-10-31 National Semiconductor Corporation Shunt regulator with shutdown protection to prevent excessive power dissipation
US6737908B2 (en) * 2002-09-03 2004-05-18 Micrel, Inc. Bootstrap reference circuit including a shunt bandgap regulator with external start-up current source
US7602167B2 (en) * 2003-01-06 2009-10-13 Texas Instruments Incorporated Reconfigurable topology for switching and linear voltage regulators
US6756838B1 (en) * 2003-03-18 2004-06-29 T-Ram, Inc. Charge pump based voltage regulator with smart power regulation
US6998830B1 (en) 2003-07-14 2006-02-14 National Semiconductor Corporation Band-gap reference
JP3751966B2 (ja) * 2003-11-21 2006-03-08 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 サーマルシャットダウン回路
US6858917B1 (en) * 2003-12-05 2005-02-22 National Semiconductor Corporation Metal oxide semiconductor (MOS) bandgap voltage reference circuit
KR100939293B1 (ko) * 2005-02-25 2010-01-28 후지쯔 가부시끼가이샤 션트 레귤레이터 및 전자 기기
US7495471B2 (en) * 2006-03-06 2009-02-24 Altera Corporation Adjustable transistor body bias circuitry
US20080136384A1 (en) 2006-12-06 2008-06-12 Texas Instruments, Incorporated Capacitor-free linear voltage regulator for integrated controller area network transceivers
US7843254B2 (en) * 2007-10-31 2010-11-30 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus to produce fully isolated NPN-based bandgap reference
JP5297143B2 (ja) * 2008-10-10 2013-09-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及びrfidタグチップ
US8598854B2 (en) 2009-10-20 2013-12-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. LDO regulators for integrated applications
US9018923B2 (en) * 2011-12-05 2015-04-28 Texas Instruments Incorporated Dynamic bias soft start control apparatus and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235520A (en) * 1989-10-20 1993-08-10 Seiko Epson Corporation Integrated circuit having a function for generating a constant voltage
CN1573637A (zh) * 2003-06-23 2005-02-02 罗姆股份有限公司 电源电路
CN101300537A (zh) * 2005-09-07 2008-11-05 Nxp股份有限公司 具有分流反馈的电压调节器
CN101796708A (zh) * 2007-07-06 2010-08-04 先进模拟科技公司 具有同步续流mosfet的增压和上下开关调节器
US7969127B1 (en) * 2008-04-25 2011-06-28 National Semiconductor Corporation Start-up circuit for a shunt regulator

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
加快电源启动的分流稳压器;Michael O`Loughlin et al.;《电子设计技术》;30060331;第106-107页 *
限制交流输入高电压的TL431分流稳压器;Todor Arsenov et al.;《电子设计技术》;20080131;第102页 *

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