[發明專利]一種用于電壓調節器的放電電路

有效

• 申請號: 200910088703.3
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101943925A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 高慧;馬紀豐;胡毅
• 申請（專利權）人: 北京中電華大電子設計有限責任公司
• 主分類號: G05F1/10
• 分類號: G05F1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于基本電路設計技術領域，涉及一種高可靠、低功耗的電壓調節器放電電路結構。

背景技術：

在電源管理領域，電壓調節器被廣泛應用，而電壓調節器的輸出往往會出現過沖。過沖的形成有很多可能的原因，電壓調節器的負載電流跳變，或者是電源電壓出現跳變等等。一旦出現了過沖，電壓調節器的輸出電容就儲存了一定的電荷。消除過沖需要一段時間使輸出電容放電，電壓調節器的輸出電壓才能恢復到正常值。出于減小靜態電流消耗的考慮，電壓調節器內部的放電通路的電流很小，一般為10uA左右；電壓調節器的輸出電容一般都在幾百pF以上。這樣，如果電壓調節器的負載電流太小，就會導致過沖維持的時間達到幾十us，對采用該電壓調節器供電的電路非常不利，甚至可能由于過壓導致器件擊穿。

輸出過沖往往不能通過增大運算放大器的環路帶寬解決，因為通常產生過沖的速度非常快，如果要依靠增大運算放大器的帶寬，進而提高電路的響應速度，那么運算放大器的功耗就要大大增加，很難滿足電路的功耗的要求。因此，為了消除過沖通常使用放電支路實時地檢測電壓調節器的輸出，一旦出現過沖迅速打開放電支路泄放電荷。

目前已有的放電電路導通電壓通常由多個管子的閾值之和決定，這與工藝的相關性很大，很難設計得到一個合理的放電電路導通電壓，而使用外部的基準電壓可以有效地避免這個問題。

發明內容：

本發明的目的是解決電壓調節器輸出過沖的問題，提供一種既不損失電壓調節器的輸出電壓，又可以適用于各種電壓調節器的放電電路。

本發明提供用于電壓調節器的一種放電電路，將檢測電壓調節器輸出上的過沖，如果電壓調節器的輸出出現過沖，則本發明的放電電路將自動開始工作。一旦過沖消除，本放電電路即可自動關斷，從而節省了功耗、避免了對電壓調節器電路的影響。

如圖1所示，該放電電路包括兩個MOS管M1和M2構成的控制支路，以及一個NMOS管M3構成的放電支路，PMOS管M1的漏極與NMOS管M2的漏極相連，M1與M2的柵極連接到輸入的基準電壓上，M1的源極連接到電壓調節器的輸出上，M2的源極連接到地，NMOS管M3的漏極連接到電壓調節器的輸出上，M3的柵極與M1和M2的漏極相連，M3的源極連接到地。

當電壓調節器的輸出電壓高于某一閾值電壓時，M1管導通，使得M3管的柵極電壓升高，放電支路打開，快速泄放電荷；當電壓調節器的輸出電壓降低后，M1管關斷，M2管導通，使得M3管的柵極電壓為0，放電支路關斷，整個放電電路停止工作，不消耗電流。

附圖說明：

圖1電壓調節器放電電路結構圖

圖2一種無放電電路的電壓調節器在電源電壓跳變時的波形圖

圖3一種應用本發明的電壓調節器在電源電壓跳變時的波形圖

圖4一種電壓調節器放電電路的變化結構

具體實施方式：

下面結合附圖具體介紹本發明工作原理：

放電支路的電路如圖1所示，放電支路采用基準電壓Vref控制一個串聯的PMOS管M1和一個NMOS管M2，串聯結構的輸出控制一個大尺寸的NMOS管M3作為放電支路。由于Vref電壓高于NMOS的閾值電壓，M1始終保持打開的狀態，當VD1的輸出穩定時M2管無法導通，因此串聯的輸出電壓等于0；當VD的電壓一旦出現過沖，超過某一閾值時使得M2管導通，串聯結構的輸出電壓等于M2與M1兩個管子分壓的結果，通過調整晶體管尺寸使得分壓結果高于M3的閾值電壓，這樣放電支路就可以打開泄放電荷。當過沖消除后，M3自動關斷，不消耗電流，不影響電路的輸出。

M1可以采用大尺寸的管子，對于相同的VD電壓，M1尺寸越大，M3的柵端電壓越高，即放電支路關斷的電壓越低，放電的時間越長。在設計過程中還可以調整M1的阱電位，M1阱電位接電源VCC可以提高放電支路的關斷電壓，M1阱電位接源端則可以降低放電支路的關斷電壓。

附圖2為一種無放電電路的電壓調節器在電源電壓跳變時的波形圖，輸出過沖較大，放電時間較長；附圖3為一種應用本發明的電壓調節器在電源電壓跳變時的波形圖，出現過沖時M3管有較大的放電電流，使得過沖幅度減小，放電時間縮短。

附圖4為NMOS管自適應啟動電路的變化結構，NMOS管M2可以等同的替換為電阻R1，連接到PMOS管M1的漏極與地之間，原理與附圖1描述的原理基本相同。

應當理解的是，本實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制。有關技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換或變化，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發明的范疇由各權力要求限定。