CN105322789B - 调节器电路 - Google Patents

Abstract

一种调节器电路包括：第一MOS晶体管，其具有被连接在输入端和输出端之间的电流通道；调节器控制电路，其被配置为控制通过第一MOS晶体管的电流通道向输出端流动的电流量；第二MOS晶体管，其具有体二极管以及被连接在输入端和第一MOS晶体管的电流通道之间的电流通道，所述体二极管的前向方向是沿着从输入端到输出端的方向；以及，开关控制电路，其被配置为当输入端处的电压降低到等于或大于输出端处的电压的预定值时，关闭第二MOS晶体管。

Description

调节器电路

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2014年7月31日提交的日本专利申请No.2014-156917的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所描述的范例性实施例涉及调节器电路。

背景技术

串联调节器是线性调节器类型，并且包括在输入端和输出端之间的电流通路上提供的控制晶体管以及控制所述控制晶体管使输出电压变得恒定的控制电路。总体上，MOS晶体管被用作控制晶体管。

发明内容

实施例提供一种调节器电路，其电流的反向流动很小。

实施例提供，

一种调节器电路，其包括：

第一MOS晶体管，其具有被连接在输入端和输出端之间的电流通道；

调节器控制电路，其被配置为控制通过第一MOS晶体管的电流通道向输出端流动的电流量；

第二MOS晶体管，其具有体二极管以及被连接在输入端和第一MOS晶体管的电流通道之间的电流通道，所述体二极管的正向方向是沿着从输入端到输出端的方向；以及

开关控制电路，其被配置为当输入端处的电压降低到等于或大于输出端处的电压的预定值时，关闭第二MOS晶体管。

另外，实施例提供，

一种调节器电路，其包括：

第一MOS晶体管，其具有被连接在输入端和输出端之间的电流通道；

调节器控制电路，其被配置为控制通过第一MOS晶体管的电流通道向输出端流动的电流量；

第二MOS晶体管，其具有体二极管以及被连接在输入端和第一MOS晶体管的电流通道之间的电流通道，所述体二极管的正向方向是沿着从输入端到输出端的方向；以及

开关控制电路，其被配置为当在第二MOS晶体管的电流通道和第一MOS晶体管的电流通道之间的节点处的电压降低到等于或大于输出端处的电压的预定值时，关闭第二MOS晶体管。

而且，实施例还提供，

一种调节器电路，其包括：

第一MOS晶体管，其具有被连接在输入端和输出端之间的电流通道；

调节器控制电路，其被配置为控制通过第一MOS晶体管的电流通道向输出端流动的电流量；

第二MOS晶体管，其具有体二极管以及被连接在输入端和第一MOS晶体管的电流通道之间的电流通道，所述体二极管的正向方向是沿着从输入端到输出端的方向；

电流检测电路，其被配置为检测从输出端向输入端流动的电流；以及

开关控制电路，其被配置为当电流检测电路检测到电流时关闭第二MOS晶体管。

附图说明

图1图示了具有用于控制晶体管的P-ch MOSFET的调节器电路。

图2图示了根据第一实施例的调节器电路。

图3-图6是图2中图示的调节器电路的具体电路结构范例。

图7图示了根据第二实施例的调节器电路。

图8-图11是图7中图示的调节器电路的具体电路结构范例。

图12图示了根据第三实施例的调节器电路。

图13-图16是图12中图示的调节器电路的具体电路结构范例。

图17图示了根据第一实施例的调节器电路的修改范例。

图18图示了根据第二实施例的调节器电路的修改范例。

图19图示了根据第三实施例的调节器电路的修改范例。

具体实施方式

在调节器中，输入端处的电压可能变得低于输出端处的电压，例如，当连接至输入端的电源被关闭时。当输入端处的电压变得低于输出端处的电压时，并且具有体二极管的MOS晶体管被用作控制晶体管时，电流可以经由体二极管从输出端向输入端反向流动。

范例性实施例提供了一种调节器电路，其中电流的反向流动被减小。

总体上，根据一个实施例，调节器电路包括：第一MOS晶体管，其具有被连接在输入端和输出端之间的电流通道；调节器控制电路，其被配置为控制通过第一MOS晶体管的电流通道向输出端流动的电流量；第二MOS晶体管，其具有体二极管以及被连接在输入端和第一MOS晶体管的电流通道之间的电流通道，所述体二极管的正向方向是沿着从输入端到输出端的方向；以及，开关控制电路，其被配置为当输入端处的电压降低到等于或大于输出端处的电压的预定值时，关闭第二MOS晶体管。

在下文中，将参考附图对范例性实施例进行描述。此外，在附图中，相同附图标记或符号用于相同单元。

(第一实施例)

图1图示了根据第一实施例的调节器电路。调节器电路1是串联调节器，其具有被用于控制晶体管的金属氧化硅场效应晶体管(MOSFET)。例如，调节器电路1是用于车辆的调节器。调节器电路1的输入端Vin被连接至诸如电池、发电机等的电源，并且输出端Vout被连接至诸如行车记录仪或汽车导航的车载装置。

图1是其中P-ch MOSFET被用于控制晶体管的范例。MOS晶体管M1是P-ch MOSFET，其具有从漏极向源极导电的体二极管b1。如果供应给调节器电路1的电力被发动机停止或者等等停止，输入端IN的电压变得低于输出端OUT的电压，并且电流经由体二极管b1反向流动。在这种情况下，由于在电容器C0或类似物中积聚的电荷通过调节器电路1发射，并且输出端OUT的电压迅速降低。车载装置可以在发动机被停止后的电压降低期间执行装置终止操作。然而，如果电压迅速降低，车载装置则不能在电压降低期间执行装置终止操作。例如，如果车载装置是行车记录仪，则行车记录仪在视频文件缓存完成之前终止了操作。

电流的反向流动可以通过设置用于输入端IN和源极端S1之间的反向流动阻止的二极管来防止。然而，在这种情况下，到达MOS晶体管M1的电压总是被二极管中消耗的正向电压所降低。电压降增大了包括调节器电路的整个产品的最小操作电压。这导致能量消耗的增加或产品成本的增加。

具体地，在具有怠速停止功能的车辆中，发动机频繁重启，电力被大大地消耗，因此电池电压可能被降低。因此，如果最小操作电压为高，由于当发动机重启时的电压不足或者发动机可能未被重启，车载装置可能停止。

在根据本实施例的调节器电路1中，如图2中所示，MOS晶体管M2被设置在输入端IN和MOS晶体管M1之间。MOS晶体管M2以与MOS晶体管M1的方向相反的方向被连接至MOS晶体管M1，于是电流不经由体二极管b2反向流动。然后，当电流不反向流动时，MOSFET晶体管M2接通，并且当电流反向流动时，MOSFET晶体管M2关闭。因此，调节器电路1抑制电流的反向流动，并且不引起在其电路中的大的电压降。

此外，MOSFET的体二极管通常不会被图示在电路图中。然而，在本实施例中，为了容易理解反向电流的流动，图示了体二极管。在下文中，参考图3对根据第一实施例的调节器电路1详细地进行描述。

根据第一实施例的第一具体范例

图3是图2中的调节器电路1的具体电路结构范例。调节器电路1包括MOS晶体管M1、MOS晶体管M2、调节器控制电路10和开关控制电路20。此外，调节器电路1包括输入端IN和输出端OUT。由L1至L3表示的电流通路在输入端IN和输出端OUT之间形成。L1至L3是从输入端IN供给并通过输出端OUT输出的电源电流的通路。在这里，“电源电流”是从诸如电池、发电机等电源输入并被输出至诸如车载装置的连接装置的电流。此外，在以下描述中，电流通路被称为电源电流通路，以便从其他电流通路来区分所述电流通路。

MOS晶体管M1是具有源极端S1、漏极端D1和栅极端G1的增强型P-ch MOSFET。MOS晶体管M1被连接至电源电流通路。具体地，源极端S1经由电源电流通路L2被连接至MOS晶体管M2的源极端S2。漏极端D1经由电源电流通路L3被连接至输出端OUT。此外，栅极端G1被连接至调节器控制电路10的输出。此外，MOS晶体管M1可以是N-ch MOSFET。在这种情况下，源极端S1被连接至电源电流通路L3，并且漏极端D1被连接至电源电流通路L2。

MOS晶体管M2是具有源极端S2、漏极端D2和栅极端G2的增强型P-ch MOSFET。此外，MOS晶体管M2包括体二极管b2。体二极管被称为寄生二极管，并在结构上形成在MOS晶体管中。在P-ch MOS晶体管中，形成体二极管，电流在所述体二极管中从漏极向源极流动。

MOS晶体管M2被设置在电源电流通路上，以这样一种方式，体二极管b2的电流经过方向与MOS晶体管M1的体二极管b1的电流经过方向相反。具体地，MOS晶体管M2被设置在电源电流通路上，以这样一种方式，体二极管b2的阴极(N-ch半导体侧)被连接至MOS晶体管M1。因此，源极端S2被连接至电源电流通路L2，并且漏极端D2被连接至电源电流通路L1，以这样一种方式，体二极管b2的阴极被连接至MOS晶体管M1。栅极端G2被连接至开关控制电路20的输出端。此外，当MOS晶体管M2是N-ch MOSFET时，源极端S2被连接至电源电流通路L1，并且漏极端D2被连接至电源电流通路L2。

调节器控制电路10控制MOS晶体管M1。调节器电路10包括电阻R1、电阻R2和放大器11。电阻R1和电阻R2对输出电压Vout分压。由电阻R1和电阻R2分压的电压被输入至放大器11的正端，作为反馈电压Vfb。

放大器11控制MOS晶体管M1。参考电压Vref被输入至放大器11的负端，并且反馈电压Vfb被输入至正端。然后，放大器11放大被输入至正端的电压和被输入至负端的电压之间的差，并向栅极端G1输出经放大的电压。MOS晶体管M1基于被输入至栅极端G1的电压来调节穿过源极和漏极的电流。因此，从输出端OUT输出的电压Vout保持恒定。此外，在电路中，从输出端OUT输出电压(Vref×(R1+R2)/R1)。

开关控制电路20操作抑制电流的反向流动。当输入电压Vin低于输出电压Vout时，开关控制电路20关闭MOS晶体管M2，以这样一种方式，通过电源电流通路流动的电流处于反向流动状态。开关控制电路20包括电阻R3、齐纳二极管Z1和比较器21。电阻R3的一端被连接至源极端S2，并且另一端被连接至栅极端G2。以相同的方式，齐纳二极管Z1的阴极被连接至源极端S2，并且其阳极被连接至栅极端G2。

比较器21比较电压并控制MOS晶体管M2。比较器21包括反相输入端(在下文中被成为“负端”)、非反相输入端(在下文中被称为“正端”)和输出端。负端被连接至电源电流通路L1，并且正端被连接至电源电流通路L3。此外，输出端被连接至栅极端G2。电源电流通路L1为在从输入端IN到输出端OUT的整个电源电流通路之中的从输入端IN到MOS晶体管M2的电流通路。此外，电源电流通路L3为在从输入端IN到输出端OUT的整个电源电流通路之中的从MOS晶体管M1到输出端OUT的电流通路。

此外，比较器21具有作为电源的功能。如果被施加到负端上的电压Vin低于被施加到正端上的输出电压Vout，在电源电流通路上生成电流的反向流动，并且比较器21停止电流I1的输出。此外，如果被施加到负端上的电压Vin高于被施加到正端上的输出电压Vout，比较器21输出电流I1。此外，由于MOS晶体管M2是P-ch MOSFET，对于比较器21，向栅极端G2施加负电压是必要的，以使比较器21将MOS晶体管M2的漏极和源极彼此连接。因此，从比较器21输出的电流I1以相反方向流动。此外，当MOS晶体管M2为N-ch MOSFET时，电流I1为正电流是必要的，以将漏极连接至源极。

接下来，将对具有这种结构的调节器电路1的操作进行描述。

电源电压被施加至输入端IN之前，在所有MOS晶体管的源极和栅极之间无电压差。因此，MOS晶体管M1和MOS晶体管M2都处于OFF状态。

然而，如果电源电压被施加至输入端IN，则输入端IN的电压Vin变得高于输出端OUT的输出电压Vout。在该情况下，比较器21的负端电压变得高于正端电压，因此比较器21输出以反向方向流动的电流I1。在该情况下，负电压被施加至栅极端G2，并且因此MOS晶体管M2被接通。因此MOS晶体管M2的源极和漏极被彼此连接，并且因此在输入端IN和MOS晶体管M1之间不生成大的电压降。

在这种状态下，放大器11向栅极端G1施加电压。由放大器11施加到栅极端G1的电压是通过以预先设定的放大率放大反馈电压Vfb和参考电压Vref之间的差电压而得到的电压。因此，输出电压Vout保持为(Vref×(R1+R2)/R1)。

同时，如果向输入端IN施加的电源电压被发动机停止或类似情况而停止，输入电压Vin变得低于输出电压Vout。在该情况下，通过电源电流通路流动的电流经由体二极管b1反向流动。然而，在这种情况下，比较器21的负端处的电压Vin也变得低于正端处的电压Vout，并且因此比较器21停止电流输出。如果是这样，栅极端G2处的电压增加，并且因此MOS晶体管M2关闭。此时，体二极管b2用作二极管，以防止反向流动，因此通过电源电流通路流动的电流不反向流动。因此，输出电压Vout不会迅速降低，因此车载装置可以在电压降低期间执行终止操作。

根据本实施例，MOS晶体管M2被设置在输入端IN和MOS晶体管M1之间，以这样一种方式，体二极管b2的方向与体二极管b1的方向相反。然后，当输入电压Vin低于输出电压Vout时，开关控制电路20关闭MOS晶体管M2，因此在电源断开或类似情况时生成的电流的反向流动被减少。此外，在恒定电压从输出电压Vout被输出的正常操作期间，开关控制电路20接通MOS晶体管M2，因此调节器电路1不会引起在其中的大的电压降。

此外，在第一具体范例中，检测到电流的反向流动之后，比较器21关闭MOS晶体管M2。因此，在第一具体范例的情况下，调节器电路1使电流在紧接着电源断开之后反向流动一会儿。此时生成的反向流动电流可以是几安培。

总体上，调节器电路1包括输出端OUT，电容器或具有电容器的装置被连接至所述输出端OUT。在图3中，电容器被表示为C0。没有等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)的电容器是理想的，但实际上所有的电容器都具有ESR和ESL。以相同的方式，调节器电路1的内导线和外导线也具有ESR和ESL，尽管很小。因此，如果MOS晶体管M2在电流反向流动之后关闭，通过ESL在电流通路上生成反电动势电压。反电动势电压生成在输出电压Vout中的过冲。在最坏的情况下，过冲可能会使连接至输出端OUT的连接装置中断。

根据本实施例，比较器21不是在输入电压Vin降低至低于输出电压Vout的值的时间处，而是在输入电压Vin降低至低于与输出电压Vout不同的第三电压的值的时间处关闭MOS晶体管M2。第三电压是高出输出电压Vout设定电压Va的电压。设定电压Va在制造期间预先确定。设定电压Va是高于例如10毫伏的电压。设定电压Va可以是高于100毫伏的电压。因此，调节器电路1不是在电流反向流动之后，而在紧接电流反向流动之前的状态下(例如，通过从输入电压Vin减去设定电压Va而获得的电压低于输出电压Vout的状态)关闭MOS晶体管M2，因此能够抑制可能在输出电压Vout中引起的过冲。

根据第一实施例的第二具体范例

图4是根据第一实施例的另一电路结构范例。图4中的调节器电路1与图3中的调节器电路1的不同之处在于电阻R4被提供在比较器21的输出端和栅极端G2之间。电阻R4是用于被施加至栅极端G2的电压的渐进式上升和下降。其他结构与图3中所示的第一具体范例的结构相同，因此其描述将被省略。

根据本实施例，被施加至栅极端G2的电压的上升和下降通过电阻R4变成渐进式的，因此MOS晶体管M2的关闭变为渐进式的。因此，输出电压Vout中生成的过冲被抑制。

此外，比较器21可以在输入电压Vin降低至低于第三电压的时间处关闭MOS晶体管M2，所述第三电压是高出输出电压Vout设定电压Va。由于MOS晶体管M2在紧接反向电流流动之前的状态下关闭，调节器电路1可以进一步降低电流的反向流动。

根据第一实施例的第三具体范例

图5是根据第一实施例的另一电路结构范例。调节器电路1包括MOS晶体管M1、MOS晶体管M2、调节器控制电路10和开关控制电路20。MOS晶体管M1和M2和调节器控制电路10与图3中的相同，因此其描述将被省略。

开关控制电路20包括电阻R3、齐纳二极管Z1、比较器21、电流源22和连接开关23。电阻R3的一端被连接至MOS晶体管M2的源极端S2，并且电阻R3的另一端被连接至MOS晶体管M2的栅极端G2。

电流源22是输出电流I1的电流源。当MOS晶体管M2为P-ch MOSFET时，电流I1是以反方向流动的电流。电流源22的输出端被连接至栅极端G2。

连接开关23是用于将栅极端G2和源极端S2彼此连接的开关。连接开关23被配置有半导体开关，例如，P-ch MOSFET。连接开关23的一端被连接至源极端S2，连接开关23的另一端被连接至栅极端G2。连接开关23基于比较器21的输出接通或关闭。

比较器21控制连接开关23。比较器21的正端被连接至电源电流通路L1，比较器21的负端被连接至电源电流通路L3。此外，比较器21的输出端被连接至连接开关23的控制端(例如，栅极端)。

如果电压Vin变得高于输出Vout，则比较器21关闭连接开关23。在该情况下，负电压由输出电流I1被施加至栅极端G2，因此MOS晶体管M2接通。因此，调节器电路1进入与输入端IN和MOS晶体管M1彼此被直接连接的状态大致相同的状态。在这种状态下，调节器控制电路10的放大器11基于反馈电压Vfb和参考电压Vref之间的电压差来控制栅极端Gl，因此输出电压Vout保持恒定。

同时，如果电压Vin变得低于输出Vout，则比较器21接通连接开关23。在该情况下，源极端S2和栅极端G2被断开，因此MOS晶体管M2关闭。此时，体二极管b2用作用于反向流动阻止的二极管。因此，在调节器电路1中不生成电流的反向流动。

根据本实施例，连接开关23被提供在源极端S2和栅极端G2之间。比较器21控制连接开关23，因此在MOS晶体管M2的源极和栅极被断开。因此，MOS晶体管M2的关闭速度被加快，并且调节器电路1可以应付快速电源中断。

此外，比较器21可以在输入电压Vin变得低于第三电压的时间处接通连接开关23，所述第三电压高出输出电压Vout设定电压Va。因此，MOS晶体管M2在紧接反向流动之前的状态下关闭，因此调节器电路1可以进一步降低电流的反向流动。此外，调节器电路1可以抑制在输出电压Vout中引起的过冲。

根据第一实施例的第四具体范例

图6是根据第一实施例的第三电路结构的范例。图6中的调节器电路1与图5中的调节器电路1的不同之处在于提供了电阻R4。电阻R4被提供在比较器21的输出端和栅极端G2之间。更具体地，电阻R4被提供在连接开关23和栅极端G2之间。其他结构与图3中图示的第一具体范例相同，因此其描述将被省略。

根据本实施例，由于电阻R4，被施加至栅极端G2的电压的上升变为渐进式的，因此尽管比较器21在生成电流的反向流动之后关闭了MOS晶体管M2，但不会在输出电压Vout中引起过冲。

此外，以与第三具体范例相同的方式，比较器21可以在输入电压Vin变得低于第三电压的时间处接通连接开关23，所述第三电压高出输出电压Vout设定电压Va。通过这样做，MOS晶体管M2在紧接电流反向流动之前关闭，调节器电路1可以进一步降低电流的反向流动。

(第二实施例)

图7图示了根据第二实施例的调节器电路。根据第二实施例的调节器电路2基于电源电流通路L2处的电压和电源电流通路L3处的电压的比较来控制MOS晶体管M2。在下文中，将对调节器电路2进行描述。

根据第二实施例的第一具体范例

图8是图7中图示的调节器电路2的具体电路结构范例。调节器电路2包括MOS晶体管M1、MOS晶体管M2、调节器控制电路10和开关控制电路20。MOS晶体管M1和M2、以及调节器控制电路10与图3中的相同，因此其描述将被省略。

开关控制电路20包括电阻R3、齐纳二极管Z1和比较器21。电阻R3的一端被连接至源极端S2，电阻R3的另一端被连接至栅极端G2。

比较器21控制MOS晶体管M2。比较器21的负端被连接至电源电流通路L2，并且比较器21的正端被连接至电源电流通路L3。此外，输出端被连接至栅极端G2。如果电源电流通路L2处的电压V1低于电源电流通路L3处的输出电压Vout，生成电流的反向流动，并且比较器21停止电流I1向MOS晶体管M2的输出。因此，MOS晶体管M2关闭，并且电流的反向流动被抑制。

根据本实施例，MOS晶体管M2被设置在输入端IN和源极端S1之间，因此调节器电路2降低电流的反向流动。而且，调节器电路2在其电路中不引起大的电压降。

此外，以与根据第一实施例的第一具体范例相同的方式，比较器21可以在电源电流通路L2处的电压V1变得低于不同于输出电压Vout的第三电压的时间处关闭MOS晶体管M2。此时，第三电压是高出输出电压Vout设定电压Va的电压。设定电压Va高于例如10毫伏的电压。设定电压Va可以是高于100毫伏的电压。因此，MOS晶体管M2在紧接电流反向流动之前(例如，当通过从电压V1减去设定电压Va而获得的电压变得低于输出电压Vout时)关闭，因此调节器电路2可以进一步降低电流的反向流动。

根据第二实施例第二具体范例

图9是根据第二实施例的调节器电路2的另一电路结构范例。调节器电路2与图4中图示的根据第一实施例的第二具体范例的调节器电路1的不同之处在于比较器21的负端被连接至电源电流通路L2。其他结构与根据第一实施例的第二具体范例的调节器电路1相同，因此其描述将被省略。

根据本实施例，由于电阻R4，被施加至栅极端G2的电压的上升变为渐进式的，因此尽管MOS晶体管M2在电流反向流动之后关闭，但不大可能在输出电压Vout中引起过冲。

此外，以与根据第一实施例的第二具体范例相同的方式，比较器21可以在电源电流通路L2处的电压V1变得低于第三电压的时间处关闭MOS晶体管M2，所述第三电压高出输出电压Vout设定电压Va。由于MOS晶体管M2在紧接电流反向流动之前关闭，调节器电路2可以进一步降低电流的反向流动。

根据第二实施例的第三具体范例

图10是根据第二实施例的调节器电路2的另一电路结构范例。调节器电路2与图5中的根据第一实施例的第三具体范例的调节器电路1的不同之处在于比较器21的负端连接至电源电流通路L2。其他结构与根据第一实施例的第三具体范例的调节器电路1相同，因此其描述将被省略。

根据本实施例，开关控制电路20接通连接开关23，从而关闭MOS晶体管M2，因此MOS晶体管M2的关闭速度被加快。因此，调节器电路2可以应付快速供电中断。

此外，以与根据第一实施例的第三具体范例相同的方式，比较器21可以在电源电流通路L2处的电压V1变得低于第三电压的时间处接通连接开关23，所述第三电压高出输出电压Vout设定电压Va。因此，由于MOS晶体管M2紧接电流反向流动之前关闭，调节器电路2可以进一步降低电流的反向流动。此外，调节器电路2可以抑制在输出电压Vout中生成的过冲。

根据第二实施例的第四具体范例

图11是根据第二实施例的调节器电路2的第四电路结构范例。调节器电路2与图6中图示的根据第一实施例的第四具体范例的调节器电路1的不同之处在于比较器21的负端被连接至电源电流通路L2。其他结构与图6中图示的根据第一实施例的第四具体范例的调节器电路1相同，因此其描述将被省略。

根据本实施例，由于电阻R4，被施加至栅极端G2而不是到电阻R4的电压的上升变为渐进式的，因此尽管比较器21在电流反向流动之后关闭MOS晶体管M2，但不太可能在输出电压Vout中引起过冲。

此外，以与根据第一实施例的第四具体范例相同的方式，比较器21可以在电源电流通路L2处的电压V1变得低于第三电压的时间处接通连接开关23，所述第三电压高出输出电压Vout设定电压Va。因此，由于MOS晶体管M2紧接电流反向流动之前关闭，调节器电路2可以进一步降低电流的反向流动。

(第三实施例)

图12示出了根据第三实施例的调节器电路。当电流检测电路30检测到电流的反向流动时，根据第三实施例的调节器电路3关闭MOS晶体管M2。在下文中，将对调节器电路3进行描述。

根据第三实施例的第一具体范例

图13是图12中图示的调节器电路3的具体电路结构范例。调节器电路3包括MOS晶体管M1、MOS晶体管M2、调节器控制电路10、开关控制电路20和电流检测电路30。MOS晶体管M1和M2，以及调节器控制电路10与图3中的相同，因此其描述将被省略。

开关控制电路20包括齐纳二极管Z1、电流源22和晶体管24。齐纳二极管Z1的一端被连接至源极端S2，并且齐纳二极管Z1的另一端被连接至栅极端G2。此外，电流源22的输出端被连接至栅极端G2。

晶体管24是PNP型双极晶体管。晶体管24的发射极端被连接至源极端S2，并且晶体管24的集电极端被连接至栅极端G2和电流源22的输出端。此外，晶体管24的基极端被连接至电流检测电路30的输出端。根据电流检测电路30的输出，晶体管24将发射器连接到集电器。

电流检测电路30检测通过电源电流通路流动的电流。电流检测电路30包括电流检测电阻Rs、晶体管Q1至Q4和电流源31。

电流检测电阻Rs被用于检测通过电源电流通路流动的电流的方向。电流检测电阻Rs被设置在电源电流通路L2中。具体地，电流检测电阻Rs的一端被连接至源极端S2，并且电流检测电阻Rs的另一端被连接至源极端S1。此外，电流检测电阻Rs是仅用于检测电流方向的电阻，因此可以是小电阻。例如，电流检测电阻Rs可以是被包括在将MOS晶体管M2连接到MOS晶体管M1的导线中的小电阻。导线具有的小电阻可以被用作电流检测电路Rs，因此调节器电路3可以防止由附加电阻引起的大的电压降。

晶体管Q1至Q4检测通过电流检测电阻Rs流动的电流。晶体管Q1和Q2是NPN型双极晶体管，晶体管Q3和Q4是PNP型双极晶体管。

晶体管Q1的发射极端被连接至电流源31的输出端，并且晶体管Q1的集电极端被连接至晶体管Q3的集电极端和晶体管Q1至Q4的基极端。此外，晶体管Q2的发射极端被连接至电流源31的输出端，并且晶体管Q2的集电极端被连接至晶体管Q4的集电极端和晶体管24的基极端。此外，晶体管Q3的发射极端被连接至电流检测电阻Rs的一端(晶体管M1侧)，并且晶体管Q3的集电极端被连接至晶体管Q1的集电极端和晶体管Q1至Q4的基极端。此外，晶体管Q4的发射极端被连接至电流检测电阻Rs的一端(晶体管M2侧)，并且晶体管Q4的集电极端被连接至晶体管Q2的集电极端和晶体管24的基极端。另外，所有晶体管的基极分别被连接至另一个晶体管的基极端。

电流源31是输出电流I2的电流源。电流源31的输出端被连接至晶体管Q1和Q2的发射极端。

调节器电路3的其他结构与图3中图示的根据第一实施例的第一具体范例的调节器电路1的相同，因此其描述将被省略。

接下来，将对具有这种结构的调节器电路3的操作进行描述。

如果电源电压被施加至输入端IN，正向电流流入电流检测电阻Rs。由于晶体管Q4的发射极电压V1高于晶体管Q3的发射极电压V2，晶体管Q4的发射极和集电极被连接至彼此。在该情况下，晶体管24的发射极和基极被连接至彼此，并且晶体管24关闭。在该情况下，由电流源22将负电压施加至栅极端G2，因此MOS晶体管M2接通。因此，MOS晶体管M2的源极和漏极被连接至彼此，因此在输入端IN和MOS晶体管M1之间不引起大的电压降。

同时，如果停止向输入端IN施加电源电压，背向电流流动通过电流检测电阻Rs。通过这样做，晶体管Q4的发射极电压V1变得低于晶体管Q3的发射极电压V2，因此晶体管Q4的发射极和集电极断开。在该情况下，晶体管24的基极电压被降低，因此晶体管24接通。在该情况下，栅极端G2处的电压升高，因此MOS晶体管M2关闭。此时，体二极管b2用作用于反向流动阻止的二极管，因此电流的反向流动被抑制。

根据本实施例，以体二极管b2的方向与体二极管b1的方向相反的方式，MOS晶体管M2被设置在输入端IN和MOS晶体管M1之间，然后，当电流检测电路30检测到电流的反向流动时，开关控制电路20关闭MOS晶体管M2。因此，能够降低在电源断开或类似情况时的电流的反向流动。而且，在电流不反向流动的正常操作期间，开关控制电路20接通MOS晶体管M2，因此调节器电路3不引起电路中的大的电压降。

此外，晶体管Q3的发射极大小可以大于晶体管Q4的发射极大小。例如，晶体管Q3的发射极大小可以是晶体管Q4的发射极大小的两倍。因此，当从输入端IN到输出端OUT的电流(下文中被称为“正向电流”)在成为零之前的小电流状态时(即，在紧接反向流动之前的状态)，MOS晶体管M2关闭，因此调节器电路3可以进一步降低电流的反向流动。而且，调节器电路3可以降低在输出电压Vout中生成的过冲。

根据第三实施例的第二具体范例

图14是根据第三实施例的另一电路结构范例。调节器电路3包括MOS晶体管M1、MOS晶体管M2、调节器控制电路10、开关控制电路20和电流检测电路30。MOS晶体管M1和M2、调节器控制电路10、以及开关控制电路20与根据第三实施例的第一具体范例中的那些相同，因此其描述将被省略。

电流检测电路30检测通过电源电流通路流动的电流。电流检测电路30包括MOS晶体管M3、电流检测电阻Rs、晶体管Q1至Q4和电流源31。晶体管Q1至Q4和电流源31与根据第三实施例的第一具体范例中的那些相同。

MOS晶体管M3是增强型P-ch MOSFET。MOS晶体管M3被设置在与电源电流通路L1至L3不同的电流通路上。MOS晶体管M3的漏极端D3被连接至输出端OUT，并且源极端S3被连接至电流检测电阻Rs的一端和晶体管Q3的发射极。此外，栅极端G3被连接至调节器控制电路10的输出。此外，MOS晶体管M3可以是N-ch MOSFET。在这种情况下，源极S3被连接至输出端OUT，漏极端D3被连接至电流检测电阻Rs的一端和晶体管Q3的发射极。

电流检测电阻Rs被用于检测通过电源电流通路流动的电流的方向。电流检测电阻Rs的一端被连接至源极端S2和晶体管Q4的发射极，并且电流检测电阻Rs的另一端被连接至MOS晶体管M3的源极端S3。

根据本实施例，当电流检测电路30检测到电流的反向流动时，开关控制电路20关闭MOS晶体管M2，因此能够降低在电源断开或类似情况时的电流的反向流动。而且，在正常操作期间，开关控制电路20接通MOS晶体管M2，因此调节器电路3不引起电路中的大的电压降。

此外，晶体管Q3的发射极大小可以大于晶体管Q4的发射极大小。因此，在紧接电流反向流动之前的状态中，MOS晶体管M2关闭，因此调节器电路3可以进一步降低电流的反向流动。而且，调节器电路3也可以降低在输出电压Vout中引起的过冲。

根据第三实施例的第三具体范例

图15是根据第三实施例的另一电路结构范例。第三具体范例的调节器电路3与图3中图示的根据第三实施例的第一具体范例的调节器电路3不同之处在于晶体管24被连接开关23替换，并且晶体管Q1至Q4和电流源31被比较器32替换。

连接开关23的一端被连接至源极端S2，并且连接开关23的另一端被连接至栅极端G2。此外，比较器32的正端被连接至电流检测电阻Rs的一端(晶体管M2侧)。比较器32的负端被连接至电流检测电阻Rs的另一端(晶体管M1侧)。比较器32的输出端被连接至连接开关23的控制端(如果连接开关23是MOS晶体管等，为栅极端)。如果在负端处的电压变得低于正端处的电压，比较器32关闭连接开关23，如果负端处的电压变得高于正端处的电压，比较器32接通连接开关23。

如果向输入端IN施加电源电压，正向电流流动通过电流检测电阻Rs。在该情况下，比较器32的负端处的电压变得低于正端处的电压，因此比较器32关闭连接开关23。在该情况下，负电压被施加至栅极端G2，因此MOS晶体管M2接通。因此，源极和漏极彼此连接，因此在输入端IN和MOS晶体管M1之间不生成大的电压降。

同时，如果停止电源电压向输入端IN的施加，背向电流流动通过电流检测电阻Rs。在该情况下，比较器32的负端处的电压变得高于正端处的电压，因此比较器32接通连接开关23。在该情况下，源极端S2与栅极端G2断开，因而MOS晶体管M2关闭。此时，因为体二极管b2的导电方向与体二极管b1的导电方向相反，体二极管b2用作用于反向流动阻止的二极管。因此，在调节器电路3中不引起电流的反向流动。

根据本实施例，当电流检测电路30检测到电流的反向流动时，开关控制电路20关闭MOS晶体管M2，因此能够降低电源断开或类似情况时的电流的反向流动。而且，在正常操作期间，开关控制电路20接通MOS晶体管M2，因此调节器电路3在其电路中不引起大的电压降。

根据第三实施例的第四具体范例

图16是根据第三实施例的另一电路结构范例。第四具体范例的调节器电路3与图14中图示的根据第三实施例的第二具体范例的调节器电路3的不同之处在于晶体管24被连接开关23替换，并且晶体管Q1至Q4和电流源31被比较器32替换。连接开关23和比较器32的操作与根据第三实施例的第三具体范例中所描述的连接开关23和比较器32相同。

根据本实施例，当电流检测电路30检测到电流的反向流动时，开关控制电路20关闭MOS晶体管M2，因此能够降低电源断开或类似情况时的电流的反向流动。而且，在正常运行时，开关控制电路20接通MOS晶体管M2，因此调节器电路3在其电路中不引起大的电压降。

此外，上述每一实施例均可进行各种修改和应用。

例如，在上述每一实施例中，MOS晶体管M1和M2均为P-ch MOSFET，但如图17、图18和图19中图示的，MOS晶体管M1和M2可以是N-ch MOSFET。备选地，MOS晶体管M1和M2之一可以是N-ch MOSFET。

此外，在上述每一实施例中，MOS晶体管M1和M2均为增强型MOSFET，但MOS晶体管M1和M2可以是耗尽型MOSFET。

此外，比较器21和32可以具有滞后作用。在这种情况下，调节器电路1至3可以防止MOS晶体管M2在接通和关闭阈值附近出故障。

此外，在每一上述实施例中，调节器电路1至3被描述为用于车辆的调节器，但调节器电路1至3不限于用于车辆的调节器。例如，调节器电路1至3可以分别是嵌入诸如家用电器的电气设备中的调节器电路。

尽管已经对某些实施例进行了描述，但这些实施例仅通过范例的方式提出，并非限制本发明的范围。事实上，本文中所描述的新颖的实施例可以体现在各种其他形式中；而且，可以不脱离本发明的精神对本文中所描述的实施例的形式做出各种省略、替代和改变。所附权利要求及其等同物旨在涵盖将落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (3)

1.一种调节器电路，包括：

第一MOS晶体管，其具有被连接在所述调节器电路的输入端和所述调节器电路的输出端之间的电流通道；

调节器控制电路，其被配置为控制通过所述第一MOS晶体管的所述电流通道向所述输出端流动的电流量；

第二MOS晶体管，其具有体二极管以及被连接在所述输入端和所述第一MOS晶体管的所述电流通道之间的电流通道，所述体二极管的正向方向沿着从所述输入端到所述输出端的方向；以及

开关控制电路，其被配置为当所述输入端处的电压降低到等于或大于所述输出端处的电压的预定值时，关闭所述第二MOS晶体管，

所述开关控制电路具备：

比较器，具有与从所述调节器电路的所述输入端到所述第一MOS晶体管的电源电流路径连接的第一比较器输入端、与从所述第一MOS晶体管到所述调节器电路的所述输出端的电源电流路径连接的第二比较器输入端、以及与所述第二MOS晶体管的栅极端连接的比较器输出端；

电阻，其一端与所述比较器输出端连接，且其另一端与从所述第一MOS晶体管到所述第二MOS晶体管的电源电流路径以及所述第二MOS晶体管的栅极端连接。

2.根据权利要求1所述的调节器电路，其中

所述比较器根据输入到所述第一比较器输入端的第一输入电压与输入到所述第二比较器输入端的第二输入电压的比较结果，断开或接通所述第二MOS晶体管。

3.根据权利要求2所述的调节器电路，其中

所述第一比较器输入端，与从所述第二MOS晶体管到所述第一MOS晶体管之间的所述电源电流路径连接，

所述第一输入电压低于所述第二输入电压的情况下，所述比较器断开所述第二MOS晶体管。