TW201300983A - 電壓調節器 - Google Patents

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Abstract

〔課題〕提供於電壓調節器啟動之後，可以緊接著以高速且時機佳地停止衝擊電流防止電路之動作，並刪減消耗電流的電壓調節器。〔解決手段〕具備有輸出電壓檢測電路，其係構成於電壓調節器之啟動時，當檢測出輸出端子之電壓低時，藉由檢測訊號使衝擊電流防止電路予以動作，當檢測出輸出端子之電壓成為規定之電壓時，則使衝擊電流防止電路之動作停止，並且阻斷輸出電壓檢測電路之電源路徑。

Description

電壓調節器
本發明係關於具備有衝擊電流防止電路之電壓調節器，更詳細而言係關於控制衝擊電流防止電路之輸出電壓檢測電路。
針對以往之衝擊電流防止電路予以說明。第3圖為以往之定電壓電路之電路圖。以往之定電壓電路係由定電壓源401和軟啟動電路所構成。軟啟動電路具備比較器404和延遲電路412和定電流源407和電容408和電阻403和開關402、410、411。
定電流源407和電容408之接點係連接於定電壓電路之輸出端子101。比較器404係輸出端子101連接於非反轉輸入端子，定電壓源401之輸出端子經偏置電壓405而連接於反轉輸入端子。比較器404之輸出端子係連接於開關402和定電流源407和延遲電路412。延遲電路412之輸出端子係連接於開關411。
電容408係從定電流源407接受定電流Ic之電流而被充電。比較器404係比較從定電壓源401之輸出電壓減去特定之偏置電壓405之電壓，和定電流源407和電容408之接點之電壓，輸出因應其比較結果之訊號。當定電流源407和電容408之接點之電壓高於從定電壓源401之輸出電壓減去特定之偏置電壓405時，開關402導通，定 電流源407停止，延遲電路412則開始動作。當開關402導通時，從定電壓源401經電阻403依照RC之時間定數對電容408充電。延遲電路412接受比較器404之訊號而經過特定之時間後使開關411導通。當開關411導通時，定電壓源401之輸出電壓直接被輸出至輸出端子101。
接著，針對以往之定電壓電路之動作予以說明。在開關410導通之狀態下，定電壓電路停止動作，而輸出端子101之輸出電壓成為0V。當開關410斷開時，定電壓電路開始動作。從定電流源407接受定電流Ic之電流，使電容408開始充電定電流。此時，輸出端子101之輸出電壓係因應定電流Ic和電容408而直線性上升。被充電至電容408之電壓，當超過從定電壓源401之電壓減去偏置電壓405之電壓時，比較器404之輸出訊號則反轉。因此，開關402導通，定電流源407停止，延遲電路4012開始動作。藉由定電流源407停止，從定電壓源401之輸出電壓經電阻403而對電容408進行充電。
延遲電路412開始動作而經過特定時間之後，藉由開關411導通，定電壓源401之輸出電壓直接成為輸出端子101之輸出電壓。如上述說明般，藉由定電壓電路之輸出端子101之輸出電壓漸漸上升，可以防止定電壓電路之輸出端子101之衝擊電流(例如，參照專利文獻1之第2圖)。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2000-56843號公報
但是，在以往之技術中，因輸出電壓升起之後電流也會流入軟啟動電路，故有消耗掉不必要的電流之課題。
本發明係鑒於上述課題，提供於電壓調節器啟動之後，可以緊接著以高速且時機佳地停止衝擊電流防止電路之動作，並刪減消耗電流的電壓調節器。
本發明之具備有衝擊電流防止電路的電壓調節器，具備：基準電壓電路，其係用以輸出基準電壓；輸出電晶體；差動放大電路，其係用以放大上述基準電壓和將上述輸出電晶體輸出之輸出電壓予以分壓之分壓電壓的差而予以輸出，並控制上述輸出電晶體之閘極；衝擊電流防止電路，其係用以控制上述輸出電晶體之閘極電壓，而防止衝擊電流；及輸出電壓檢測電路，其係用以控制上述衝擊電流防止電路，該電壓調節器之特徵為上述輸出電壓檢測電路具備：定電流電路，其係輸入端子被連接於電源端子，輸出端子被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子；電容，其係一端被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子，另一端被連接於接地端子；放大器，其係反轉輸入端子被 輸入上述分壓電壓，非反轉輸入端子被輸入上述基準電壓；第一電晶體，其係源極被連接於電源端子，閘極被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子，汲極被連接於上述放大器之電源端子；及第二電晶體，其係源極被連接於電源端子，閘極被連接於上述放大器之輸出端子，汲極被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子。
具備有本發明之衝擊電流防止電路之電壓調節器，因可以監視電壓調節器之輸出電壓，以高速且時機佳地切離衝擊電流防止電路，並且電壓監視電路也阻斷電流路徑，故可以成為低消耗電力化。
針對用以實施本發明之型態，參照圖面予以說明。
〔實施例1〕
第1圖為具備第一實施型態之衝擊電流防止電路之電壓調節器的電路圖。第一實施型態之電壓調節器係由基準電壓電路101、差動放大電路102、輸出電晶體104、分壓電路之電阻105和106、衝擊電流防止電路103和輸出電壓檢測電路213所構成。輸出電壓檢測電路213係由PMOS電晶體202、203、定電流電路204、附有偏置的放大器201、電容205所構成。
差動放大電路102係反轉輸入端子被連接於基準電壓電路101之一方之端子，非反轉輸入端子被連接於電阻105和106之連接點，輸出端子被連接於輸出電晶體104之閘極及衝擊電流防止電路103之輸出端子。基準電壓電路101之另一方被連接於接地端子100。附有偏置的放大器201係非反轉輸入端子被連接於基準電壓電路101之一方之端子，反轉輸入端子被連接於電阻105和106之連接點，輸出端子被連接於PMOS電晶體203之閘極。PMOS電晶體203係汲極被連接於衝擊電流防止電路103之輸入端子，源極被連接於電源端子150。PMOS電晶體202係閘極被連接於衝擊電流防止電路103之輸入端子，汲極被連接於附有偏置的放大器201之電源端子，源極被連接於電源端子150。定電流電路204係一方之端子被連接於衝擊電流防止電路103之輸入端子及電容205之一方之端子，另一方之端子被連接於電源端子150。電容205之另一方之端子被連接於接地端子100。
接著，針對本實施型態之電壓調節器之動作予以說明。
電阻105和106係分壓輸出端子180之電壓的輸出電壓Vout，並輸出分壓電壓Vfb。差動放大電路102係比較基準電壓電路101之輸出電壓Vref和分壓電壓Vfb，以輸出電壓Vout成為一定之方式控制輸出電晶體104之閘極電壓。當輸出電壓Vout高於規定電壓時，分壓電壓Vfb也高於基準電壓Vref。然後，差動放大電路102之輸出訊 號(輸出電晶體104之閘極電壓)變高，輸出電晶體104斷開，輸出電壓Vout變低。如此一來，控制成輸出電壓Vout成為一定。再者，當輸出電壓Vout低於特定電壓時，則以與上述相反之動作，輸出電壓Vout變高。如此一來，控制成輸出電壓Vout成為一定。
接著，針對本實施型態之電壓調整器之電源電壓啟動時之動作予以說明。
電源啟動之後，因緊接著輸出電壓檢測電路213之輸出端子的電壓為接地電壓，故PMOS電晶體202接通而對附有偏置的放大器201供給電源。因輸出電壓Vout升起，故分壓電壓Vfb為低於基準電壓Vref之電壓，附有偏置的放大器201輸出Hi，使PMOS電晶體203斷開。因此，定電流電路204之電流充電電容205，使輸出電壓檢測電路213之輸出端子之電壓漸漸變高。衝擊電流防止電路103係在接受輸出電壓檢測電路213之Lo之訊號的期間，動作成防止衝擊電流。輸出電壓檢測電路213之輸出之升起時間，係以定電流電路204之電流值和電容205之電容值來決定，設定成較電壓調節器之啟動時間長，於電壓調節器之啟動中，衝擊電流防止電路103之動作不停止。衝擊電流防止電路103係當輸出電壓檢測電路213之輸出升起至某程度時，停止動作，於電壓調節器之啟動後不消耗電流。並且，輸出電壓檢測電路213因PMOS電晶體202斷開，並停止附有偏置的放大器201之動作，故電壓調節器之啟動後不會消耗電流。
附有偏置的放大器201係對非反轉輸入端子附予偏置而使分壓電壓Vfb高於基準電壓Vref。如此一來，可以防止分壓電壓Vfb升起至基準電壓Vref附近之時，衝擊電流防止電路103和輸出電壓檢測電路213之動作重複接通斷開之情形。
藉由上述，第一實施型態之電壓調節器係能夠於電壓調調節器之啟動之後，緊接著以高速並且時機佳地切離衝擊電流防止電路，於切離衝擊電流防止電路之後，因停止輸出電壓檢測電路之電源供給，故可以刪減消耗電流。
〔實施例2〕
第2圖為第二實施型態之電壓調節器之電路圖。與第1圖不同的係具備有使輸出電壓檢測電路213成為不同之構成的輸出電壓檢測電路513之點。
對第二實施型態之電壓調節器之連接予以說明。省略與第一實施型態相同之處的說明。
PMOS電晶體203係汲極被連接於衝擊電流防止電路103之輸入，源極被連接於電源端子150，閘極被連接於NMOS電晶體506之源極及NMOS電晶體507之汲極。PMOS電晶體202係閘極被連接於衝擊電流防止電路103之輸入，汲極被連接於NMOS電晶體506之閘極及定電流電路508之一方之端子，源極被連接於電源端子150。定電流電路508之另一方之端子被連接於接地端子100。定電流電路204係一方之端子被連接於衝擊電流防止電路 103之輸入及電容205之一方之端子，另一方之端子被連接於電源端子150。電容205之另一方之端子被連接於接地端子100。定電流電路501係一方之端子被連接於NMOS電晶體506之汲極，另一方之端子被連接於電源端子150。NMOS電晶體507係閘極被連接於差動放大電路102之非反轉輸入端子，源極被連接於接地端子100。
接著，針對第二實施型態之電壓調節器之動作予以說明。
定電流源501和NMOS電晶體507構成單端放大器。該單端放大器係將反轉閥值設置成較反饋電壓Vfb些許低。
於電源啟動之後，因輸出電壓檢測電路513之輸出端子之電壓為接地電壓，故PMOS電晶體202接通。因NMOS電晶體506之閘極電壓成為Hi，故NMOS電晶體506接通，單端放大器開始動作。
輸出端子180之電壓因也為接地電壓，故單端放大器輸出Hi，斷開PMOS電晶體203。因此，定電流電路204之電流充電電容205，使輸出電壓檢測電路513之輸出端子之電壓漸漸變高。衝擊電流防止電路103係在接受輸出電壓檢測電路513之Lo之訊號的期間，動作成防止衝擊電流。輸出電壓檢測電路513之輸出之升起時間，係以定電流電路204之電流值和電容205之電容值來決定，設定成較電壓調節器之啟動時間長，於電壓調節器之啟動中，衝擊電流防止電路103之動作不停止。
輸出端子180之電壓變得更高，當反饋電壓Vfb超過單端放大器之反轉閾值之時，單端放大器之輸出反轉，輸出Lo之訊號。因PMOS電晶體203接通，故使輸出電壓檢測電路513之輸出端子之電壓成為Hi，斷開衝擊電流防止電路103。同時，因PMOS電晶體202也接通，故藉由定電流電路508，NMOS電晶體506之閘極之電壓成為接地電壓。
因PMOS電晶體202和NMOS電晶體506接通，故輸出電壓檢測電路513係電流路徑消失，不會消耗電流。
如上述說明般，第二實施型態之電壓調節器係能夠以高速並且時機佳地切離衝擊電流防止電路，於切離衝擊電流防止電路之後，因停止輸出電壓檢測電路之電源供給，故可以成為低消耗電力化。
100‧‧‧接地端子
150‧‧‧電源端子
180‧‧‧輸出端子
101‧‧‧基準電壓電路
102‧‧‧差動放大電路
103‧‧‧衝擊電流防止電路
113、213、513‧‧‧輸出電壓檢測電路
204、501、508‧‧‧定電流電路
401‧‧‧定電壓源
201‧‧‧放大器
第1圖為表示具備第一實施型態之衝擊電流防止電路之電壓調節器的電路圖。
第2圖為表示具備第二實施型態之衝擊電流防止電路之電壓調節器的電路圖。
第3圖係表示具備有以往之衝擊電流防止電路之定電壓電路的電路圖。
100‧‧‧接地端子
101‧‧‧基準電壓電路
102‧‧‧差動放大電路
103‧‧‧衝擊電流防止電路
104‧‧‧輸出電晶體
105、106‧‧‧電阻
150‧‧‧電源端子
180‧‧‧輸出端子
201‧‧‧放大器
202、203‧‧‧PMOS電晶體
204‧‧‧定電流電路
205‧‧‧電容
213‧‧‧輸出電壓檢測電路

Claims (2)

  1. 一種電壓調節器，具備：基準電壓電路，其係用以輸出基準電壓；輸出電晶體；差動放大電路，其係用以放大上述基準電壓和將上述輸出電晶體輸出之輸出電壓予以分壓之分壓電壓的差而予以輸出，並控制上述輸出電晶體之閘極；衝擊電流防止電路，其係用以控制上述輸出電晶體之閘極電壓，而防止衝擊電流；及輸出電壓檢測電路，其係用以控制上述衝擊電流防止電路，該電壓調節器之特徵為：上述輸出電壓檢測電路具備：定電流電路，其係輸入端子被連接於電源端子，輸出端子被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子；電容，其係一端被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子，另一端被連接於接地端子；放大器，其係反轉輸入端子被輸入上述分壓電壓，非反轉輸入端子被輸入上述基準電壓；第一電晶體，其係源極被連接於電源端子，閘極被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子，汲極被連接於上述放大器之電源端子；及第二電晶體，其係源極被連接於電源端子，閘極被連接於上述放大器之輸出端子，汲極被連接於上述輸出電壓 檢測電路之輸出端子。
  2. 一種電壓調節器，具備：基準電壓電路，其係用以輸出基準電壓；輸出電晶體；差動放大電路，其係用以放大上述基準電壓和將上述輸出電晶體輸出之輸出電壓予以分壓之分壓電壓的差而予以輸出，並控制上述輸出電晶體之閘極；衝擊電流防止電路，其係用以控制上述輸出電晶體之閘極電壓，而防止衝擊電流；及輸出電壓檢測電路，其係用以控制上述衝擊電流防止電路，該電壓調節器之特徵為：上述輸出電壓檢測電路具備：第一定電流電路，其係輸入端子被連接於電源端子，輸出端子被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子；電容，其係一端被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子，另一端被連接於接地端子；第一電晶體，其係源極被連接於電源端子，閘極被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子；第二定電流電路，其係輸入端子被連接於上述第一電晶體之汲極，輸出端子被連接於接地端子；第二電晶體，其係源極被連接於電源端子，汲極被連接於上述輸出電壓檢測電路之輸出端子；第三定電流電路，其係輸入端子被連接於電源端子； 第三電晶體，其係汲極被連接於上述第三定電流電路之輸出端子，閘極被連接於上述第一電晶體之汲極，源極與上述第二電晶體之閘極連接；及第四電晶體，其係汲極與上述第三電晶體之源極連接，閘極被輸入上述分壓電壓，源極被連接於接地端子。
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