[發(fā)明專利]低壓降線性穩(wěn)壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310124892.1
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN104102261A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 林冠佑;李俊欣;李銘富;任永星
• 申請（專利權）人: 盛群半導體股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;呂俊清

技術領域

本發(fā)明是關于一種低壓降線性穩(wěn)壓器，特別是指一種具有過沖抑制電路的低壓降線性穩(wěn)壓器。

背景技術

在許多電路應用上來說，穩(wěn)定的輸出電壓是電路必須的設計，而現(xiàn)有的低壓降線性穩(wěn)壓器在動態(tài)操作時會產生過沖(overshoot)現(xiàn)象，其中過沖現(xiàn)象是指電路于轉換狀態(tài)時，暫態(tài)的瞬間電壓無法及時穩(wěn)定而大幅超過穩(wěn)態(tài)電壓，此過沖現(xiàn)象會造成電壓的不穩(wěn)定，以使后方接收電壓的電路或負載因而導致動作錯誤或甚者燒毀。

輸入電源啟動瞬間上升的過沖現(xiàn)象應該被抑制在容許范圍之內，且低壓降線性穩(wěn)壓器在動態(tài)操作時不會額外消耗靜態(tài)電流，因此，如何設計抑制過沖現(xiàn)象的電路，以降低低壓降線性穩(wěn)壓器在動態(tài)操作時產生過沖現(xiàn)象的機會；或是降低低壓降線性穩(wěn)壓器的電路復雜度；或是降低低壓降線性穩(wěn)壓器的額外消耗靜態(tài)電流的機會。

緣是，本發(fā)明人有感上述問題的可改善，乃潛心研究并配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本發(fā)明。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有過沖抑制電路的低壓降線性穩(wěn)壓器，以解決上述的問題。

本發(fā)明提出一種低壓降線性穩(wěn)壓器，包括一開關元件、一運算放大器與一過沖抑制電路。開關元件具有一源極、一漏極與一柵極，源極耦接一輸入電壓，漏極用以輸出一輸出電壓給一負載。運算放大器具有一第一輸入端與一第二輸入端與一輸出端，輸出端耦接開關元件的柵極，第一輸入端耦接一參考電壓，第二輸入端耦接一反饋電壓。過沖抑制電路，耦接輸入電壓、開關元件的柵極與運算放大器的輸出端之間。其中，當輸入電壓啟動的暫態(tài)期間，過沖抑制電路導通以輸出抑制電壓給開關元件的柵極，以使開關元件截止輸出輸出電壓給負載。當輸入電壓達到運作穩(wěn)態(tài)期間，過沖抑制電路截止，由運算放大器控制開關元件的柵極電壓，以使開關元件導通或截止輸出電壓給負載。

在本發(fā)明一實施例中，上述過沖抑制電路包括一電流源、一蓄電電容與一切換開關。蓄電電容具有一第一端，第一端耦接電流源。切換開關具有一源極、一漏極與一柵極，切換開關的柵極耦接蓄電電容的第一端，切換開關的源極耦接輸入電壓，切換開關的漏極耦接開關元件的柵極與運算放大器的輸出端之間。

在本發(fā)明一實施例中，上述當輸入電壓啟動的暫態(tài)期間，電流源對蓄電電容充電，而蓄電電容充電電壓上升的速度慢于輸入電壓Vin啟動上升的速度，以使切換開關的柵極電壓小于輸入電壓。

在本發(fā)明一實施例中，上述當輸入電壓達到初始穩(wěn)態(tài)期間，切換開關的柵極電壓小于切換開關的源極電壓，以使電流源對蓄電電容充電，當輸入電壓達到運作穩(wěn)態(tài)期間，蓄電電容的充電飽和電壓大致相同于輸入電壓。

在本發(fā)明一實施例中，上述低壓降線性穩(wěn)壓器，更包括一第一電阻與一第二電阻，第一電阻耦接開關元件的漏極與運算放大器的第二輸入端之間，第二電阻耦接第一電阻、運算放大器的第二輸入端與接地之間。

在本發(fā)明一實施例中，上述切換開關的柵極與源極間的電壓小于一切換臨限值時，切換開關導通，且切換開關的柵極與源極間的電壓大于或等于切換臨限值時，切換開關截止。

在本發(fā)明一實施例中，上述開關元件的柵極與源極間的電壓小于一開關臨限值時，開關元件導通，且開關元件的柵極與源極間的電壓大于或等于開關臨限值時，開關元件截止。

在本發(fā)明一實施例中，上述電流源為一電流鏡或一結型場效應晶體管(JFET)。

在本發(fā)明一實施例中，上述當輸入電壓啟動的暫態(tài)期間，開關元件的柵極電壓大致相同于開關元件的源極電壓。

基于上述，本發(fā)明實施例的低壓降線性穩(wěn)壓器利用過沖抑制電路導通以輸出一抑制電壓，以使開關元件截止，藉此降低輸出較大的輸出電壓與產生過沖現(xiàn)象的機會，且當輸入電壓達到運作穩(wěn)態(tài)期間，過沖抑制電路截止，以使過沖抑制電路的靜態(tài)電流約為零，如此一來，本發(fā)明可提升低壓降線性穩(wěn)壓器的使用方便性。

為了能更進一步了解本發(fā)明為達成既定目的所采取的技術、方法及功效，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明、圖式，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，當可由此得以深入且具體的了解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制者。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的低壓降線性穩(wěn)壓器示意圖。

圖2為本發(fā)明另一實施例的低壓降線性穩(wěn)壓器電路圖。

圖3為本發(fā)明另一實施例的低壓降線性穩(wěn)壓器的電壓波形圖。

圖4為本發(fā)明另一實施例的低壓降線性穩(wěn)壓器電路圖。

圖5為本發(fā)明另一實施例的低壓降線性穩(wěn)壓器電路圖。