TWI643052B - 電壓調節器及電子機器 - Google Patents

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Abstract

提供抑制電源電壓啟動時等輸出電壓發生過 衝之狀況的電壓調節器。
設為具備誤差放大電路、連接於輸出電 晶體之閘極的過衝控制電路、及至少對誤差放大電路進行ON/OFF控制的ON/OFF電路，ON/OFF電路，係以在電壓調節器被啟動時，至少從使誤差放大電路ON開始到經過所定時間後，輸出電晶體成為ON之方式控制過衝控制電路的構造。

Description

電壓調節器及電子機器
本發明係關於設置來作為攜帶機器或電子機器的電源等，輸出恆定電壓的電壓調節器，更詳細來說，關於可抑制電源電壓啟動時輸出電壓發生過衝的電壓調節器。
針對先前的電壓調節器進行說明。圖3係揭示先前的電壓調節器的電路圖。
先前的電壓調節器，係具備誤差放大電路104、基準電壓電路103、PMOS電晶體901、902、輸出電晶體110、電阻105及106、903、電容904、接地端子100、輸出端子102、電源端子101。
電阻105及106係串聯設置於輸出端子102與接地端子100之間，對輸出端子102所產生之輸出電壓Vout進行分壓。將電阻105及106的連接點所發生的電壓設為Vfb的話，誤差放大電路104係以Vfb接近基準電壓電路103的電壓Vref之方式控制輸出電晶體110的閘 極電壓，使輸出端子102輸出輸出電壓Vout。電源端子101的電源電壓VDD上升時，電流Ix1從電源端子101流至變動檢測電容器904。電流Ix1係藉由以PMOS電晶體901、902與電阻902所構成的電流回授電路而放大，產生電流Ix2。電流Ix2係供給至輸出電晶體110的閘極，對輸出電晶體110的閘極電容進行充電。如此一來，輸出電晶體110的閘極源極間電壓VGS，係即使在源極電壓的VDD變動之狀況，也會被調節成適當之值，所以，抑制過衝而可穩定化(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-157071號公報
然而，先前的電壓調節器係在電源起動時等電源電壓急遽上升時，對輸出電晶體的閘極，電流Ix2的供給會來不及，有輸出電壓發生較大過衝的課題。
本發明係有鑒於前述課題所發明者，提供即使是電源的啟動時，也可抑制輸出電壓發生過衝之狀況的電壓調節器。
為了解決先前的課題，本發明的電壓調節器如以下的構造。
一種電壓調節器，係誤差放大電路、連接於輸出電晶體之閘極的過衝控制電路、及至少對誤差放大電路進行ON/OFF控制的ON/OFF電路，ON/OFF電路，係以在電壓調節器被啟動時，至少從使誤差放大電路ON開始到經過所定時間後，輸出電晶體成為ON之方式控制過衝控制電路的構造。
本發明的電壓調節器，係可抑制從供給電源電壓，藉由ON/OFF電路，電路成為OFF之狀態，在電路成為ON的啟動時輸出電壓發生過衝之狀況。
然後，可防止以電壓調節器作為電源而動作之攜帶機器及電子機器的錯誤動作及故障。
100‧‧‧接地端子
101‧‧‧電源端子
102‧‧‧輸出端子
103‧‧‧基準電壓電路
104‧‧‧誤差放大電路
105‧‧‧電阻
106‧‧‧電阻
107‧‧‧ON/OFF電路
108‧‧‧ON/OFF控制端子
109‧‧‧PMOS電晶體
109b‧‧‧PMOS電晶體
110‧‧‧輸出電晶體
111‧‧‧電容
112‧‧‧電阻
113‧‧‧恆定電壓電路
114‧‧‧NMOS電晶體
115‧‧‧電阻
121‧‧‧NMOS電晶體
141‧‧‧電源變動檢測電路
901‧‧‧PMOS電晶體
902‧‧‧PMOS電晶體
903‧‧‧電阻
904‧‧‧電容
N1‧‧‧節點
N2‧‧‧節點
[圖1]揭示本實施形態的電壓調節器的電路圖。
[圖2]揭示本實施形態的電壓調節器之其他例的電路圖。
[圖3]揭示先前的電壓調節器的電路圖。
圖1係揭示本實施形態的電壓調節器的電路圖。
本實施形態的電壓調節器係具備誤差放大電路104、基準電壓電路103、構成分壓電路的電阻105及106、PMOS電晶體109及110、NMOS電晶體114及121、電阻112及115、電容111、恆定電壓電路113、ON/OFF電路107、接地端子100、電源端子101、輸出端子102、ON/OFF控制端子108。
以電容111、電阻112及115、恆定電壓電路113、NMOS電晶體114構成電源變動檢測電路141。PMOS電晶體109係構成過衝控制電路。ON/OFF電路107係藉由從外部輸入至ON/OFF控制端子108的ON/OFF訊號，來對電壓調節器的的電路進行ON/OFF控制。在此，ON/OFF電路107係具有輸出對包含電壓調節器之誤差放大電路104的電路進行ON/OFF控制的第一控制訊號的第一控制端子，與對NMOS電晶體114進行ON/OFF控制的第二控制訊號的第二控制端子。然後，第二控制端子係具備遲延電路。
接著，針對本實施形態的電壓調節器的連接進行說明。
誤差放大電路104係反轉輸入端子連接於基準電壓電路103的正極，非反轉輸入端子連接於分壓電路的輸出端子。分壓電路的電阻105與電阻106係被串聯連接於接地端子100與輸出端子102之間。身為輸出電晶體的PMOS 電晶體110係閘極(節點N2)連接於誤差放大電路104的輸出端子，連接於電源端子101，汲極連接於輸出端子102。PMOS電晶體109係閘極(節點N1)連接於電源變動檢測電路141的輸出端子，汲極連接於PMOS電晶體110的閘極，源極連接於電源端子101。ON/OFF電路107係輸入端子連接於ON/OFF控制端子108，第一輸出端子連接於誤差放大電路104的ON/OFF控制端子。NMOS電晶體121係閘極連接於ON/OFF電路107的第二輸出端子，汲極連接於NMOS電晶體114的汲極，源極連接於接地端子100。
電容111係一方的端子連接於電源端子101，另一方的端子連接於電阻112的一方的端子。恆定電壓電路113係正極連接於電阻112的另一方的端子，負極連接於接地端子100。電容115係一方的端子連接於電源端子101，另一方的端子連接於NMOS電晶體114的汲極。NMOS電晶體114係閘極連接於電容111與電阻112的連接點，源極連接於接地端子100。
接著，針對本實施形態的電壓調節器的動作進行說明。
於電源端子101輸入電源電壓VDD時，電壓調節器係從輸出端子102輸出輸出電壓Vout。分壓電路係對輸出電壓Vout進行分壓，輸出分壓電壓Vfb。誤差放大電路104係比較基準電壓電路103的基準電壓Vref與分壓電壓Vfb，以輸出電壓Vout成為一定之方式控制作為輸 出電晶體而動作之PMOS電晶體110的閘極電壓。
輸出電壓Vout比所定電壓還高時，分壓電壓Vfb也比基準電壓Vref還高。所以，誤差放大電路104的輸出訊號(PMOS電晶體110的閘極電壓)會變高，PMOS電晶體110成為OFF，所以，輸出電壓Vout變低。又，輸出電壓Vout比所定電壓還低的話，則進行與前述相反的動作，輸出電壓Vout變高。如此一來，電壓調節器係以輸出電壓Vout成為一定之方式動作。
電源電壓VDD發生過衝時，電容111係檢測出過衝，而使NMOS電晶體114成為ON，然後，從電源變動檢測電路141輸出Lo的訊號，使PMOS電晶體109成為ON，將PMOS電晶體110的閘極電壓設為High，使PMOS電晶體110成為OFF，抑制輸出電壓發生過衝。
在此，針對ON/OFF控制端子108輸入ON訊號，電壓調節器從OFF切換成ON時的動作進行考察。將PMOS電晶體109的閘極設為節點N1，將PMOS電晶體110的閘極設為節點N2。
此時，對電源端子101供給電源電壓VDD。誤差放大電路104係藉由ON/OFF電路107的第一輸出訊號而成為OFF。NMOS電晶體121係藉由ON/OFF電路107的第二輸出訊號而成為ON。節點N1因為成為Lo，PMOS電晶體109成為ON，節點N2成為High。所以，因為PMOS電晶體110成為OFF，即使對電源端子101供給電源電壓VDD，於輸出端子102也不會輸出電壓。
對ON/OFF控制端子108輸入ON訊號時，誤差放大電路104係藉由ON/OFF電路107的第一控制訊號而成為ON，同時其他電路也開始動作。在此，ON/OFF電路107的第二控制端子係於輸出具備遲延電路，從輸出第一控制訊號的ON訊號開始，經過一定的遲延時間後，輸出第二控制訊號的ON訊號。所以，對ON/OFF控制端子108輸入ON訊號之後，誤差放大電路104及其他電路開始動作後，ON/OFF電路107係輸出第二控制訊號的ON訊號。亦即，電壓調節器成為正常地動作之狀態後，PMOS電晶體110成為ON，對輸出端子102輸出輸出電壓VOUT。
上述之本實施形態的電壓調節器，係可抑制從供給電源電壓VDD，藉由ON/OFF電路107，電路成為OFF之狀態，在電路成為ON的啟動時輸出電壓VOUT發生過衝之狀況。
再者，在本實施形態中，已針對對ON/OFF控制端子108從外部輸入訊號的構造進行說明，但是，以對該端子輸入來自UVLO電路的訊號之方式構成亦可。如此構成的話，即使在電源電壓VDD從動作電壓以下的狀態上升之狀況中，也可藉由相同的動作，抑制輸出電壓VOUT發生過衝之狀況。
又，ON/OFF電路107係以第二控制訊號緩慢地上升之方式構成亦可。如此構成的話，進而效果更大。
如以上所說明般，依據本實施形態的電壓調 節器，可抑制在電源電壓VDD的啟動時或從供給電源電壓VDD，藉由ON/OFF電路107，電路成為OFF之狀態，在電路成為ON的啟動時輸出電壓VOUT發生過衝之狀況。
圖2係揭示本實施形態的電壓調節器之其他例的電路圖。與圖1的不同，係以附偏移比較器401構成電源變動檢測電路141，將以ON/OFF電路107的第二輸出訊號控制之電路，直接設為控制節點N2的PMOS電晶體109b之處。其他電路係與圖1相同，省略詳細說明。
如圖2般構成之本實施形態的電壓調節器，係可獲得與圖1的電壓調節器相同的效果。然後，可抑制從供給電源電壓VDD，藉由ON/OFF電路107，電路成為OFF之狀態，在電路成為ON的啟動時輸出電壓VOUT發生過衝之狀況。
如以上所說明般，依據本發明的電壓調節器，因為可防止輸出電壓的過衝，故可防止以電壓調節器為電源而動作之攜帶機器及電子機器的錯誤動作及故障。

Claims (6)

  1. 一種電壓調節器，其特徵為：具備：誤差放大電路，係將對輸出電晶體所輸出之輸出電壓進行分壓的分壓電壓與基準電壓的差，予以放大並輸出，控制前述輸出電晶體的閘極；過衝控制電路，係連接於前述輸出電晶體的閘極；及ON/OFF電路，係至少對前述誤差放大電路進行ON/OFF控制；前述ON/OFF電路，係以在電壓調節器被啟動時，至少從使前述誤差放大電路ON開始到經過所定時間後，前述輸出電晶體成為ON之方式控制過衝控制電路；前述電源變動檢測電路，係具備：電容器及第一阻抗元件，係串聯連接於電源端子與接地端子之間；及第二阻抗元件及電晶體，係串聯連接於電源端子與接地端子之間；前述電晶體的閘極，係連接於前述電容器與前述第一阻抗元件的連接點，前述第二阻抗元件與前述電晶體的連接點是前述電源變動檢測電路的輸出端子。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之電壓調節器，其中，前述ON/OFF電路，係具備：第一控制端子，係輸出至少對前述誤差放大電路進行 ON/OFF控制的第一控制訊號；及第二控制端子，係輸出對前述過衝控制電路進行ON/OFF控制的第二控制訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之電壓調節器，其中，前述第二控制訊號，係緩慢地上升。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之電壓調節器，其中，前述電壓調節器，係更具備：電源變動檢測電路，係檢測出電源電壓的變動；前述過衝控制電路，係以前述電源變動檢測電路所輸出的訊號與前述ON/OFF電路所輸出的訊號來進行控制。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之電壓調節器，其中，前述電源變動檢測電路，係具備：比較器，係非反轉輸入端子輸入前述基準電壓，反轉輸入端子輸入前述分壓電壓，輸出連接於前述過衝控制電路，並於前述非反轉輸入端子具有偏移電壓。
  6. 一種電子機器，其特徵為具備申請專利範圍第1項至第5項中任一項所記載之電壓調節器。
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