TW421735B - Voltage regulator - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局KK工消費合作社印製 42 173 5 、 A7 ____Β7_五、發明説明（1 ) 發明背景： 本發明係關於一種穩壓器（在下文中稱爲"V/R") ，其能避免大電流流動於一電源中，當V/R啓動時（這 是一狀態其中输入電壓被施加至V/R)。 作爲一習知的V/R，已知表示於圖6中之電路圖。 亦即，習知的V/R是由一輸出電晶體1 4及一V/R控 制電路做成，V/R控制電路是由一誤差放大器1 3形成 ，其將參考電壓電路的參考電壓V r e f與在分洩電阻器 1 1與1 2之節點的電壓之差電壓放大，此分洩電阻器 1 1與1 2將V/R之輸出端5的電壓Vo u t (下文中 稱爲輸出電壓）分割。假設誤差放大器1 3的輸出電壓爲 Ve r r ，參考電壓電路10的輸出電壓爲Vre ί，且 在分洩電阻器11與12之間的節點之電壓爲Va ，如果 Vref>Va，則Verr變低，但如果Vref< V a，則V e r r變高。 當V e r r變低時，閘極與源極之間的電壓由於輸出 電晶體14 (在此情形中，爲ρ通道M0S電晶體）而變 大，且打開阻抗變低，所以輸出電壓V 〇 u t上升，但相 反地當V e r r變高時，輸出電晶體1 4的打開阻抗變高 ，所以輸出電壓被降低，以將輪出電壓Vo U t保持在一 給定的電壓。 通常，在V/R的情形中，由於輸出電壓Vo u t低 於在開始操作時所要的電壓，所以誤差放大器1 3的輸出 V e r r變成最小値，以使輸出電壓變高，以控制輸出電 ---------^--„--------1T------^ (請先閱讀背Φ-之注兔事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐} -4- 4 2 17 3 5 A7 B7 經濟部智慧財1局WC工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 晶體1 4的打開阻抗成爲非常小。 然而’習知的V/R會有一問題，大電流在開始操作 時流動於電源中’會對電源或輸出電晶體造成損壞。 所以，欲解決習知V/R的此問題，本發明之目的在 於在啓動V/R時箝住誤差放大器的輸出電壓，以抑制輸 出電晶體的打開阻抗不會變得非常小，藉以在啓動V / R 時抑制至電源之電流及至輸出電晶體e電流。 發明節要： 欲解決以上問題，依據本發明，在V/R的控制電路 中，在啓動V/R時將來自誤差放大器的輸出箝住，藉以 能抑制來自電流之電流及來自輸出電晶體之電流 圖形之簡要敘述： 圖1是一說明圖，指出依據本發明之第一實施例的V / R電路》 圖2是一圖形，用於說明依據本發明之第一實施例的 V/R電路之操作》 圖3是一圖形，用於說明在啓動本發明之V/R及習 知的V/R時的電源之電流。 圖4是_說明圖，指出依據本發明之第二寅施例的 V / R電路》 圖5是一圖形，用於說明依據本發明之第二實施例的 V/R電路之操作。 I,--------#-- (請先閲讀背*.之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中囡國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） · 5 - 421735 Α7 Β7 經濟部智葸財產局員工消费合作社印製 五、發明説明（3 ) 圖6是一說明圖，指出習知的V/R電路。 元件符號說明： 1 〇參考電壓電路 11分洩電阻器 1 2分洩電阻器 1 3誤差放大器 1 4輸出電晶體 1 2箝位電路 1 2固定電流電路 122 電容器 12 3 開關 1 2 4 曾納二極體 較佳實施例之詳細敘述： 在啓動V/R時至電源的電流及至輸出電晶體的電流 被抑制，藉著箝住誤差放大器的輪出以抑制輸出電晶體成 爲低阻抗狀態》 在下文中，參見圖形將敘述本發明之實施例模式。圖 1是一圖形，指出依據本發明之第一實施例的V/R電路 。參考電壓電路1 0、分洩電阻器1 1與1 2、誤差放大 器13及輸出電晶體14是與習知的相同》 一箝位電路120被加至誤差放大器13的輸出》箝 位電路120是由固定電流電路121、電容器122、 I ---------裝-- (請先閲讀背6.之注t.事項再填寫本頁) 訂 線 本纸張尺度通用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） _ g _ 42 173 5 A7 B7 經濟部智块？財4局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 開關1 2 3與曾納二極體1 2 4組成。在開始操作時，以 來自固定電流電路1 2 1的電流來開始充電電容器1 2 2 的操作，且開關1 2 3被保持打開直到電容器1 2 2被充 電至一給定的電壓。 假設橫越曾納二極體1 2 4之曾納電壓爲V z，誤差 放大器1 3的輸出電壓Ve r r被箝住在VDD_Vz ( 箝位電壓），即使它是低於電源電壓VDD-曾納電壓 Vz ，開關123是打開的。 換句話說，因爲誤差放大器1 3的輸出電壓V e r r 於一給定的期間，開關1 2 3是在啓動V/R時打開，被 箝住在電壓VDD_Vz ，由於閘極與源極之間的電壓只 有VZ ，在此時輸出電晶體14的打開阻抗成爲某一打開 阻抗値。這表示於圖2中，其中橫座標軸代表時間。開關 1 2 3是打開的給定期間通常約爲數十秒至數百毫秒之間 ，雖然它可以視固定電流電路121的固定電流値或電容 器1 2 2的値而定被任意地設定》 ^ 在如同習知V/R沒有提供箝位電路之情形中，因爲 電壓V D D幾乎等於在啓動V/R時被施加於輸出電晶體 1 4的閘極與源極之間的供給電壓|所以打開阻抗變成非 常小。 在啓動習知的V/R與本發明V/R時至電源的電流 表示於圖3中。虛線a表示在習知的V/R中至電流的電 流，而實線b表示在本發明的V/R中至電源的電流。而 且橫座標軸代表時間|而縱座標軸代表至電源的電流。隨 I:--------^-- (請先閲讀背^-之注^^項再填寫本頁) 線 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Α4規格（210X297公釐） 421735 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明（5 ) 著在啓動V/R時輸出電晶體之打開阻抗値的限制，最大 供給電流値可被減小至一小値。 隨著箝位電壓的任意設定，在啓動V/R時負載被充 電在一給定的電流値，以使輸出電壓上升。 在以上的敘述中，使用曾納二極體作爲用於箝住誤差 放大器的輸出之機構。 然而，很明顯可得到相同的效果，即使不使用曾納二 極體而使用例如P - η型二極體、連接閘極與汲極的 MOS電晶體（許多級的MOS之連接）、或由另一電路 構造組成的箝位電路。 圖4是一圖形，指出依據本發明之第二實施例的 V/R電路。參考電壓電路10、分洩電阻器1 1與12 、誤差放大器13及輸出電晶體14是與習知的相同。與 第一實施例不同之處在於誤差放大器中的箝位電路之箝位 電壓隨著時間消逝而類比方式地改變。誤差放大器1 3之 箝位電路1 30是由固定電流電路1 3 1、電容器1 32 與電壓輸出器電路133組成。 在啓動V/R時電容器1 3 2被固定電流電路1 3 1 充電，所以在電壓輸出器電路之正端的電壓V ρ逐漸地從 供給電壓VDD下降。假設電壓輸出器電路1 3 3的輸出 沒有沈沒能力（sinking capability)而只有源極操作能力， 誤差放大器1 3的輸出電壓V e r r逐漸地從供給電壓 VDD下降，而在啓動V/R時被電壓輸出器電路1 3 3 的輸出箝住。 (請先閲讀背*.之注意ί項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) Α4规格（2ΙΟΧ297公釐> • 8 · 421735 A7 B7 經濟部智慧財產局錢工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) 換句話說，由於輸出電晶體的打開阻抗在啓動v/R 時從一大値逐渐地下降，可抑制在此時之電源的最大電流 値。 圖5指出依據本發明之第二實施例在啓動V/R時之 各別部份的波形。橫座標軸代表時間|而縱座標軸代表在 各別部份之電壓。 電壓輸出器電路1 3 3之輸出連同其正端的電壓Vp 從VDD下降*於此期間，由於誤差放大器13的輸出電 壓Ve r r被電壓輸出器電路箝住V/R之輸出電晶體的 打開阻抗値被抑制成某一値。同時，當V p的電壓下降至 低於誤差放大器的自然輸出電壓時，由於電壓輸出器電路 1 3 3的輸出沒有沈沒能力，所以達到與沒有提供箝位電 路之情形相同的操作。 在本發明的實施例中，雖然在啓動V/R時誤差放大 器的輸出被箝住，即使在當有一晶片致能端子（晶片開/ 關端子）時之情形中，可得到相同的效果，誤差放大器的 輸出被其控制信號箝住，而沒有電源打開之情形的限制。 本發明之V/R與V/R控制電路具有一優點，在啓 動V/R時至電源的電流，可藉著箝住在啓動V/R時之 誤差放大器的輸出而被抑制。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉牟（CNS ) A4规格（210X297公釐） _ 9 _

Claims (1)

1. 421735 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 .—種穩壓器，具有至少一誤差放大器及一輸出電 晶體’其特徵在於提供一電路，以抑制當穩壓器啓動時輸 出電晶體打開一段給定的時間。 2.如申請專利範圍第1項之穩壓器，其中該輸出電 晶體的打開阻抗對於一段給定的時間被做成高阻抗狀態， 或當該穩壓器啓動時隨著時間消逝而逐漸減小β (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 本紙張尺度遘用中國Β家揉车（CNS ) Α4规格{ 2丨0X297公釐） -10-