CN101257254A - 电压调整器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提高电压调整器的安全性。误差放大电路(21)，进行动作使基准电压VREF和分压电压VFB一致，控制PMOS1使输出电压VOUT恒定。保护电路(50)，当规定条件成立时，控制PMOS1为截止，停止电压调整器的输出，保护电压调整器。控制电路(22)，在由于输出端子上连接的负荷RL的急剧变动而输出电压VOUT过度降低、规定条件不成立的场合，控制PMOS1为导通，进行动作使输出电压VOUT升高，在输出电压VOUT过度降低而规定条件成立的场合，不以使输出电压VOUT升高的方式动作，通过保护电路50保护电压调整器。

Description

电压调整器
技术领域
本发明涉及从输入电压生成恒定输出电压的电压调整器。
背景技术
一般，便携电话等电子设备通过充电式电池动作。对于电池设置电压调整器，使即使该电池的充电状态变动，向电子设备的输出电压也不变动，电子设备稳定地动作。另外，电压调整器，尽管即使通过电子设备负荷急剧变动也向电子设备的输出电压不变动，使电子设备稳定地动作，但是有时还设置控制电路，为使电压调整器的输出电压进一步稳定。
这里说明在专利文献1中提出的、搭载控制电路的电压调整器。图3是现有的电压调整器的电路图。
输出电压VOUT通过电阻R13和电阻R14分压，形成分压电压VFB。误差放大电路31比较分压电压VFB和基准电压VREF1，使分压电压VFB和基准电压VREF1成为相等那样动作。通过误差放大电路31的比较结果，控制PMOS32，使输出电压VOUT成为恒定。
在输出电压VOUT不过度变动的场合，信号加法电路33向NMOS31输出基准电压VREF2，因为NMOS31的栅极-源极间电压不超过NMOS31的阈值电压，所以NMOS31不动作。因此，控制电路35不控制PMOS32。
在输出电压VOUT变得过低的场合，误差放大电路31的规定的内部节点的电压变得过高。检测电路32检测该内部节点上的过度变动的电压。信号加法电路33在基准电压VREF2上加上通过检测电路32检测到的电压，向NMOS31输出相加结果。因为NMOS31的栅极-源极间电压超过NMOS31的阈值电压，所以NMOS31动作。因此，控制电路35控制PMOS32。具体说，通过电流流过NMOS31，PMOS32的栅极电压降低，PMOS32导通。于是，输出电压VOUT升高，输出电压VOUT成为恒定。
另外，说明非专利文献1中提出的、搭载控制电路的电压调整器。图4是现有的电压调整器的电路图。
在输出电压VOUT变得过低的场合，误差放大电路25的规定的内部节点的电压变得过高。控制电路26检测该内部节点上的过度变动的电压。控制电路26向PMOS35输出检测结果。于是，PMOS35的栅极电压降低，PMOS35导通。于是，输出电压VOUT变高，输出电压VOUT成为恒定。
【专利文献1】特开2005-352715号公报(图11)
【非专利文献1】Hoi Lee，K.T.Mok，Ka Nang Leung著IEEETRANSACTIONS ON CIRCUIT AND SYSTEMS Design of Low-Power AnalogDrivers Based On Slew-Rate Enhancement Circuits for CMOS Low-DropoutRegulators
但是，不仅由于在输出端子上连接的负荷急剧变动，而且由于根据电压调整器的过电流状态以及过热状态停止电压调整器的输出的保护功能，也会使输出电压VOUT过度降低。
在负荷的急剧变动时，控制电路35可以检测输出电压VOUT的降低而进行使输出电压VOUT上升的动作，但是在保护功能起作用时，当控制电路35进行上述动作时，为保护电压调整器尽管停止电压调整器的输出，但是输出电压VOUT变高，电压调整器的保护功能不再起作用。因此，电压调整器的安全性降低。
发明内容
本发明鉴于上述问题提出，其目的是提供安全性高的电压调整器。
本发明为解决上述课题，本发明的电压调整器如下构成。
一种电压调整器，具有：输出晶体管，用于根据输入电压输出恒定输出电压；分压电路，分压所述输出电压后输出生成的分压电压；基准电压电路，用于生成基准电压；误差放大电路，该电路输入所述基准电压和所述分压电压，控制所述输出晶体管使所述输出电压恒定；保护电路，用于检测电压调整器的异常，控制所述输出晶体管的输出；和控制电路，其在所述误差放大电路和所述输出晶体管之间设置，当从所述误差放大电路接收使所述输出电压升高的信号时，控制所述输出晶体管使所述输出电压升高，当从所述保护电路接收检测到所述异常的信号时，停止所述输出晶体管的控制。
在本发明中，因为在通过保护电路使输出电压过度降低的场合，控制电路不会动作使输出电压升高，所以为保护电压调整器而停止电压调整器的输出，电压调整器的保护功能起作用。因此，电压调整器的安全性变高。
附图说明
图1是电压调整器的电路图。
图2是表示输出电流以及输出电压的时序图。
图3是现有的电压调整器的电路图。
图4是现有的电压调整器的电路图。
符号说明
1、2、6、11、7、10PMOS，8、12、5、4NMOS，BIAS1～3定电流电路，R1、R2电阻，A、B、C连接点，RL负荷，50保护电路，51反相器，21误差放大电路，22控制电路
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形式。
首先说明电压调整器的结构。图1是电压调整器的电路图。
从输入电压生成恒定的输出电压的电压调整器，输入输入电压VIN，输出输出电压VOUT。该输出电压VOUT被分压，成为分压电压VFB。分压电压VFB与基准电压VREF比较。
电压调整器具有保护电路50、误差放大电路21以及控制电路22。另外，电压调整器具有反相器51、P沟道场效应型晶体管(PMOS)6、PMOS1、电阻R1以及电阻R2。
误差放大电路21具有PMOS7、PMOS10、PMOS11、N沟道场效应型晶体管(NMOS)8、NMOS12、定电流电路BIAS2以及定电流电路BIAS3。控制电路22具有PMOS2、NMOS4、NMOS5以及定电流电路BIAS1。
PMOS7，栅极连接PMOS10的栅极，源极连接输入端子，漏极连接源极以及连接点A。PMOS10，源极连接输入端子，漏极连接NMOS12的漏极。PMOS11，栅极连接PMOS10的漏极，源极连接输入端子，漏极连接定电流电路BIAS3以及PMOS1的栅极。NMOS8，栅极连接基准电压电路(未图示)，源极连接定电流电路BIAS2，漏极连接连接点A。NMOS12，栅极连接连接点C，源极连接定电流电路BIAS2，漏极连接PMOS10的漏极。保护电路50连接到NMOS5的栅极，通过反相器51连接PMOS6。PMOS2，栅极连接连接点A，源极连接输入端子，漏极通过连接点B连接定电流电路BIAS1。PMOS6，源极连接输入端子，漏极连接PMOS1的栅极。NMOS5，源极接地，漏极连接连接点B。NMOS4，栅极连接连接点B，源极接地，漏极连接PMOS1的栅极。PMOS1，源极连接输入端子，漏极连接输出端子。电阻R1在输出端子和连接点C之间设置，电阻R2在地和连接点C之间设置，负荷RL在输出端子和地之间设置。
定电流电路BIAS1～3，根据通过基准电压电路生成的基准电压VREF流过规定的电流。电阻R1以及电阻R2是分压电路，分压电路分压输出电压VOUT，输出生成的分压电压VFB。误差放大电路21使基准电压VREF和分压电压VFB一致那样动作，使输出电压VOUT恒定。进而，控制电路22也使输出电压VOUT恒定。保护电路50保护电压调整器。具体说，保护电路50具有过电流保护电路(未图示)以及过热保护电路(未图示)，过电流保护电路，在检测到电压调整器中的输出电流IOUT的过电流状态的场合，为防止过大的输出电流IOUT，停止电压调整器的输出，保护电压调整器。另外，过热保护电路，在检测到电压调整器中的发热的过热状态的场合，为防止超过允许损失的发热来防止IC的损坏，停止电压调整器的输出，保护电压调整器。
下面说明电压调整器的动作。图2是表示输出电流以及输出电压的时序图。
[动作1](图2中表示)
在未检测到过电流状态以及过热状态、通过负荷RL的急剧的变动输出电压VOUT过度降低的场合，分压电压VFB也降低，分压电压VFB变得比基准电压VREF低。于是，NMOS8相对NMOS12也导通，NMOS8的导通电阻变得比NMOS12的导通电阻低，连接点A的电压降低。连接点A的电压施加在PMOS2的栅极上，流过PMOS2的电流增加。在通过该PMOS2流过的电流变得比在定电流电路BIAS1中预先设定的电流大时，连接点B的电压升高。连接点B的电压施加在NMOS4的栅极上，流过NMOS4的电流增加，NMOS4的导通电阻降低。于是，PMOS1的栅极电压降低，电压调整器的输出电流IOUT增加，如图2的箭头所示，通过作为输出晶体管的PMOS1输出的输出电压VOUT升高，成为恒定。亦即控制电路22动作使输出电压VOUT升高。这里，图2的虚线是电压调整器没有控制电路22时的输出电压VOUT的波形，实线是有控制电路22时的输出电压VOUT的波形。此外，在定电流电路BIAS1中预先设定的电流的设定电流值比在电压调整器通常动作时流过PMOS2的电流的电流值大。另外，当把设定电流值设定的高时，PMOS4不容易导通，当设定的低时，容易导通。
[动作2](未图示)
在通过检测过电流状态以及过热状态、停止电压调整器的输出、保护电压调整器的保护电路使输出电压VOUT过度降低的场合，保护电路50输出高信号，PMOS6的栅极电压变低，通过PMOS6导通，PMOS1的栅极电压升高。于是，PMOS1截止，通过作为输出晶体管的PMOS1，输出的输出电压VOUT降低。
此时，如上述流过PMOS2的电流增加，但是因为保护电路50输出高信号而NMOS5导通，所以通过PMOS2流过的电流通过NMOS5流入地。亦即因为NMOS5导通，连接点B的电压不升高而降低。因此，NMOS4不能导通，NMOS4的导通电阻不降低而仍然维持高值。于是，PMOS1的栅极电压也不降低而仍然维持高值，电压调整器的输出电流IOUT减小，输出电压VOUT能够降低。亦即控制电路22不会动作使得输出电压VOUT升高。
这样，在通过负荷RL急剧变动而输出电压VOUT过度降低的场合，控制电路22动作使输出电压VOUT升高，输出电压VOUT变高，能够抑制输出电压VOUT的变动。因此，输出电压VOUT成为恒定。
另外，在通过保护电路输出电压VOUT过度降低的场合，因为控制电路22不会动作使得输出电压VOUT升高，所以为保护电压调整器而停止电压调整器的输出，电压调整器的保护功能起作用。因此，电压调整器的安全性变高。

Claims (3)

1.电压调整器，具有，
输出晶体管，用于根据输入电压输出恒定输出电压，
分压电路，分压所述输出电压而输出生成的分压电压，
基准电压电路，用于生成基准电压，
误差放大电路，输入所述基准电压和所述分压电压，控制所述输出晶体管使所述输出电压恒定，
保护电路，用于检测电压调整器的异常，控制所述输出晶体管的输出，和
控制电路，在所述误差放大电路和所述输出晶体管之间设置，当从所述误差放大电路接收使所述输出电压升高的信号时，控制所述输出晶体管使所述输出电压升高，当从所述保护电路接收检测到所述异常的信号时，停止所述输出晶体管的控制。
2.根据权利要求1所述的电压调整器，其中，所述保护电路检测电压调整器的输出电流的过电流状态。
3.根据权利要求1所述的电压调整器，其中，所述保护电路检测电压调整器的过热状态。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103309386A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 德州仪器公司 自校准稳定ldo调节器
CN105807839A (zh) * 2015-01-21 2016-07-27 精工半导体有限公司 稳压器
CN114326890A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 圣邦微电子（北京）股份有限公司 电压调节电路

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110037367A (ko) * 2009-10-06 2011-04-13 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위치 구동 회로 및 구동 방법
JP6038516B2 (ja) * 2011-09-15 2016-12-07 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 ボルテージレギュレータ
CN103379697B (zh) * 2012-04-23 2015-08-19 登丰微电子股份有限公司 发光二极管驱动电路
US9170590B2 (en) 2012-10-31 2015-10-27 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for load adaptive LDO bias and compensation
US9122293B2 (en) 2012-10-31 2015-09-01 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for LDO and distributed LDO transient response accelerator
JP5971720B2 (ja) 2012-11-01 2016-08-17 株式会社東芝 電圧レギュレータ
US9235225B2 (en) * 2012-11-06 2016-01-12 Qualcomm Incorporated Method and apparatus reduced switch-on rate low dropout regulator (LDO) bias and compensation
US8981745B2 (en) 2012-11-18 2015-03-17 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for bypass mode low dropout (LDO) regulator
JP6506133B2 (ja) * 2015-08-10 2019-04-24 エイブリック株式会社 ボルテージレギュレータ
JP2017129929A (ja) * 2016-01-18 2017-07-27 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 ボルテージレギュレータ
US10025334B1 (en) 2016-12-29 2018-07-17 Nuvoton Technology Corporation Reduction of output undershoot in low-current voltage regulators
EP3379369B1 (en) * 2017-03-23 2021-05-26 ams AG Low-dropout regulator having reduced regulated output voltage spikes
US10386877B1 (en) 2018-10-14 2019-08-20 Nuvoton Technology Corporation LDO regulator with output-drop recovery
US11709515B1 (en) 2021-07-29 2023-07-25 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Voltage regulator with n-type power switch
TWI825698B (zh) * 2022-04-29 2023-12-11 瑞昱半導體股份有限公司 電壓調整器與訊號放大電路

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3706515B2 (ja) * 1998-12-28 2005-10-12 矢崎総業株式会社 電源供給制御装置および電源供給制御方法
US6269011B1 (en) * 1999-02-14 2001-07-31 Yazaki Corporation Power supply system having semiconductor active fuse
JP4574902B2 (ja) * 2001-07-13 2010-11-04 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
JP3693625B2 (ja) * 2002-04-15 2005-09-07 沖電気工業株式会社 過電流保護回路およびその集積回路
JP4024609B2 (ja) * 2002-07-16 2007-12-19 シャープ株式会社 直流安定化電源回路
JP4591892B2 (ja) * 2004-03-15 2010-12-01 ローム株式会社 電源装置
JP2005312157A (ja) * 2004-04-20 2005-11-04 Sharp Corp 直流安定化電源装置
JP4389681B2 (ja) * 2004-06-10 2009-12-24 ソニー株式会社 定電圧電源回路
JP2005122753A (ja) * 2004-11-08 2005-05-12 Ricoh Co Ltd 温度検知回路および加熱保護回路、ならびにこれらの回路を組み込んだ各種電子機器
JP4546320B2 (ja) 2005-04-19 2010-09-15 株式会社リコー 定電圧電源回路及び定電圧電源回路の制御方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103309386A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 德州仪器公司 自校准稳定ldo调节器
CN103309386B (zh) * 2012-03-15 2016-02-24 德州仪器公司 自校准稳定ldo调节器
CN105807839A (zh) * 2015-01-21 2016-07-27 精工半导体有限公司 稳压器
CN105807839B (zh) * 2015-01-21 2018-06-15 艾普凌科有限公司 稳压器
CN114326890A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 圣邦微电子（北京）股份有限公司 电压调节电路
CN114326890B (zh) * 2020-09-29 2023-04-07 圣邦微电子（北京）股份有限公司 电压调节电路

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Publication number Publication date
US7646188B2 (en) 2010-01-12
KR101320760B1 (ko) 2013-10-21
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TWI431454B (zh) 2014-03-21
CN101257254B (zh) 2012-11-14
JP2008204018A (ja) 2008-09-04

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