CN112947661A - 一种快速上电稳压器电路及方法 - Google Patents

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    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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Abstract

本申请实施例提供了一种快速上电稳压器电路及方法，电路包括，控制电路，输出管和稳压电路，控制电路输入端与电源相连，控制电路输出端与输出管相连；通过控制电路控制在预设时间内输出管控制端电压与电源电压保存一致，直到电源电压上升到可以使稳压电路工作正常时，控制电路停止工作，输出管用于控制是否将控制电路与稳压电路导通；稳压电路用于输出电压，本发明的方案能够解决电源VDD微秒级的快速上电，输出电压会在上电瞬间产生过冲的问题。

Description

一种快速上电稳压器电路及方法
技术领域
本申请各实施例属于集成电路领域，具体涉及一种快速上电稳压器电路及方法。
背景技术
低压差线性稳压器在集成电路系统中用于给内部电路模块提供一个稳定不受外界电压波动的电源电压，广泛应用于各类集成电路系统中。有些应用环境中电源电压上升时间为几微秒到几十微秒，这会使稳压器的输出电压在上电过程中产生很大的过冲，为了应对这类应用环境，通常做法是将误差放大器设计为高带宽和高摆率的结构，这牺牲了电路的功耗和增加了电路复杂性。
发明内容
本申请实施例目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减上述问题，本申请提供的技术方案提供一种快速上电稳压器电路，抑制稳压器的输出电压在上电过程中产生很大的过冲问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种快速上电稳压器电路，包括，控制电路、稳压电路和输出管；
控制电路，控制电路输入端与电源相连，控制电路输出端与输出管控制端相连；通过控制电路控制在预设时间内输出管控制端电压与电源电压保存一致以关闭输出管，直到电源电压上升到可以使稳压电路工作正常时，控制电路停止工作；
输出管，用于控制是否将控制电路与稳压电路导通；
稳压电路，用于输出电压。
作为本发明的一个优选实施例，输出管为MOS管，输出管栅极与控制电路相连，输出管源极与电源相连，输出管漏极与稳压电路相连作为输出电压端口。
作为本发明的一个优选实施例，控制电路包括延时电路和反相器；
延时电路，设置在电源和参考地之间，用于在电源电压快速上升时，控制反相器输入端保持原有电位不变；
反相器，反相器输入端与延时电路相连，反相器输出端与输出管控制端相连，反相器电源端与电源相连，反相器接地端与稳压电路输出端相连，反相器用于将反相器输入端电位通过反相器转化至稳压电路上。
作为本发明的一个优选实施例，延时电路包括，电容和第一电阻；
电容和第一电阻相互串联设置在电源和参考地之间；
电容、反相器输入端和第一电阻相连与第一节点。
作为本发明的一个优选实施例，稳压电路包括误差放大器、第二电阻和第三电阻、
误差放大器输入端负端与参考电压相连，误差放大器输入端正端与第二电阻和第三电阻之间的第二节点相连，误差放大器输出端与输出管栅极相连，输出管漏极与第二电阻相连作为输出电压端口。
作为本发明的一个优选实施例，反相器接地端与误差放大器的输出端相连。
作为本发明的一个优选实施例，电源和参考地与误差放大器相连以提供工作电压。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案能够解决电源微秒级的快速上电，输出电压会在上电瞬间产生过冲的问题，本发明实施例电路结构简单，控制电路仅需要电阻、电容和反相器即可灵活控制输出管的关闭，抑制了在上电瞬间产生过冲的问题，而且不容易受到工艺角的影响。
第二方面，本发明实施例还提供了一种快速上电电压控制方法，包括，
通过控制电路控制在预设时间内输出管控制端电压与电源电压保存一致以关闭输出管，直到电源电压上升到可以使稳压电路工作正常时，控制电路停止工作；
通过输出管控制是否将控制电路与稳压电路导通；
通过稳压电路输出电压。
作为本发明的一个优选实施例，控制电路包括延时电路和反相器，反相器输入端与延时电路相连，通过控制电路控制在预设时间内输出管栅极电压与电源电压保存一致，包括，
用于在电源快速上升时，通过延时电路控制反相器输入端保持原有电位不变。
与现有技术相比，本申请第二方面提供实施例的有益效果与上述任一项技术方案提出的快速上电稳压器电路的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：
图1为本申请一具体实施例提供的一种快速上电稳压器电路框架结构示意图；
图2为本申请一具体实施例提供的一种快速上电稳压器电路具体结构示意图；
图3为本发明一具体实施例提供得一种快速上电电压控制方法的流程结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种快速上电稳压器电路，包括：控制电路01、输出管02和稳压电路03；
控制电路01，控制电路01输入端与电源VDD相连，控制电路01输出端与输出管03控制端相连；通过控制电路01控制在预设时间内输出管02输入端电压与电源电压保存一致以关闭输出管，直到电源电压上升到可以使稳压电路03工作正常时，控制电路01停止工作；
输出管02，用于控制是否将控制电路01与稳压电路导通；
稳压电路03，用于输出电压。
在本发明实施例中，输出管02为MOS管，输出管02栅极与控制电路01相连，输出管02源极与电源VDD相连，输出管02漏极与稳压电路03相连作为输出电压端口。
通过本发明上述实施例提供的稳压器电路，可以抑制稳压器的输出电压在上电过程中产生很大的过冲问题。
如图2所示，本发明提供一种快速上电稳压器电路，包括，控制电路、输出管和稳压电路；
控制电路，包括电容C1、第一电阻R1和反相器2，电容C1和第一电阻R1相互串联设置在电源VDD和参考GND地之间，用于检测电源快速上电，电容C1、反相器2输入端和第一电阻R1相连与第一节点N1，第一电阻R1远离电容C1的一端接电源ADD，反相器2输出端接输出管M1控制端，反相器2电源端接到电源VDD上，反相器2接地端接误差放大器1的输出端，电容C1和第一电阻R1组成延时电路，延时电路用于在电源电压VDD快速上升时，控制反相器2输入端保持原有电位不变，反相器2用于将反相器2输入端电位通过反相器2翻转至误差放大器1的输出电压上，在本发明实施例中，反相器2可以为一级反相器，也可以为多级反相器，可以根据具体电路设计进行调整。
具体的，在电源VDD在上电过程中，给误差放大器1，反相器2，输出管M1提供工作电压，通过延时电路控制反相器2输入端保持原有电位不变，这样就可以通过设置合理的时间值使输出管M1的栅极保持一段时间与电源VDD电压一致以关闭输出管M1，输出管M1关闭后，控制电路与稳压电路未导通，这样控制电路与稳压电路没有连通，在上电过程中不会受过冲影响，等到电源VDD上升到可以使误差放大器1工作正常时，反相器2输入端电位使反相器翻转到误差放大器1输出电压上，控制电路停止工作，不影响电路正常工作，本发明实施例延时电路利用电容C1两端压降不能瞬间变化，使反相器2的输入电压在电源VDD上电瞬间保持不变仍然为0且保持RC值的时间常数，反相器2的输出端电压也就保持电源VDD的电压，使输出管M1源极与栅极的电压差VSG为0，使输出管M1关闭，电容C1电荷充满之后电容断开，反相器2输出电压是误差放大器1的输出电压，控制输出管M1的电流，电容C1、第一电阻R1和反相器2失去作用，不影响电路的正常工作，第一电阻R1可控制向电容C1充电的电流，也是设置RC值的时间常数。
稳压电路包括误差放大器1、第二电阻R2和第三电阻R3，误差放大器1输入端负端接外部参考电压，误差放大器1输入端正端接第二电阻R2、第三电阻R3中间的第二节点N2，电源VDD和参考地GND接到误差放大器1中，提供工作电压，误差放大器1输出端接到输出管M1的栅极，在本发明实施例中，输出管M1为MOS管，输出管M1栅极与控制电路相连，输出管M1源极与电源VDD相连，输出管M1漏极接第二电阻R2且作为输出电压端口。
在本发明实施例中，电源VDD在上电时，控制电路不工作，不影响其他电路正常工作，其中，当电源VDD微秒级的快速上电时，通过设置合理的时间值使输出管M1的栅极保持一段时间与电源VDD电压一致以关闭输出管M1，等到电源VDD上升到可以使误差放大器工作正常时，反相器输入端电位使反相器翻转到误差放大器输出电压上，控制电路停止工作，不影响电路正常工作。
相比于现有技术中通过将误差放大器设计为高带宽和高摆率的结构，此牺牲了电路的功耗和增加了电路复杂性。本发明的方案能够解决电源VDD微秒级的快速上电，输出电压会在上电瞬间产生过冲的问题。结构简单，输出管栅控制电路仅需要电阻电容和反相器即可灵活控制输出管的关闭，抑制了在上电瞬间产生过冲的问题，而且不容易受到工艺角的影响。
第二方面，如图3所示，本发明实施例提供了一种快速上电电压控制方法，包括，
步骤S31，通过控制电路控制在预设时间内输出管控制端电压与电源电压保存一致以关闭输出管，直到电源电压上升到可以使稳压电路工作正常时，控制电路停止工作；
步骤S32，通过输出管控制是否将控制电路与稳压电路导通；
步骤S33，通过稳压电路输出电压。
在本发明一实施例中，其中，控制电路包括延时电路和反相器，反相器输入端与延时电路相连，通过控制电路控制在预设时间内输出管栅极电压与电源电压保存一致，包括，
用于在电源快速上升时，通过延时电路控制反相器输入端保持原有电位不变。
本申请提供快速上电电压控制方法的有益效果与上述第一方面提出的快速上电稳压器电路的有益效果相同，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种快速上电稳压器电路，其特征在于，包括，控制电路、输出管和稳压电路；
控制电路，控制电路输入端与电源相连，控制电路输出端与输出管控制端相连；通过控制电路控制在预设时间内输出管控制端电压与电源电压保存一致以关闭输出管，直到电源电压上升到可以使稳压电路工作正常时，控制电路停止工作；
输出管，用于控制是否将控制电路与稳压电路导通；
稳压电路，用于输出电压。
2.如权利要求1所述的一种快速上电稳压器电路，其特征在于，输出管为MOS管，输出管栅极与控制电路相连，输出管源极与电源相连，输出管漏极与稳压电路相连作为输出电压端口。
3.如权利要求2所述的一种快速上电稳压器电路，其特征在于，控制电路包括延时电路和反相器；
延时电路，设置在电源和参考地之间，用于在电源电压快速上升时，控制反相器输入端保持原有电位不变；
反相器，反相器输入端与延时电路相连，反相器输出端与输出管控制端相连，反相器电源端与电源相连，反相器接地端与稳压电路输出端相连，反相器用于将反相器输入端电位通过反相器转化至稳压电路上。
4.如权利要求3所述的一种快速上电稳压器电路，其特征在于，延时电路包括，电容和第一电阻；
电容和第一电阻相互串联设置在电源和参考地之间；
电容、反相器输入端和第一电阻相连与第一节点。
5.如权利要求2所述的一种快速上电稳压器电路，其特征在于，稳压电路包括误差放大器、第二电阻和第三电阻、
误差放大器输入端负端与参考电压相连，误差放大器输入端正端与第二电阻和第三电阻之间的第二节点相连，误差放大器输出端与输出管栅极相连，输出管漏极与第二电阻相连作为输出电压端口。
6.如权利要求3所述的一种快速上电稳压器电路，其特征在于，反相器接地端与误差放大器的输出端相连。
7.如权利要求5所述的一种快速上电稳压器电路，其特征在于，电源和参考地与误差放大器相连以提供工作电压。
8.一种快速上电电压控制方法，其特征在于，包括，
通过控制电路控制在预设时间内输出管控制端电压与电源电压保存一致以关闭输出管，直到电源电压上升到可以使稳压电路工作正常时，控制电路停止工作；
通过输出管控制是否将控制电路与稳压电路导通；
通过稳压电路输出电压。
9.如权利要求8所述的一种快速上电电压控制方法，其特征在于，控制电路包括延时电路和反相器，反相器输入端与延时电路相连，通过控制电路控制在预设时间内输出管栅极电压与电源电压保存一致，包括，
用于在电源快速上升时，通过延时电路控制反相器输入端保持原有电位不变。
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