[發(fā)明專利]低壓降穩(wěn)壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310409462.4
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103677043A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬旦·莫漢·麗迪·維穆拉
• 申請（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李敬文

技術(shù)領(lǐng)域

多種示例性實(shí)施例涉及電源和穩(wěn)壓型(regulation-type)電路及其實(shí)施方式。

背景技術(shù)

很多電路受益于和/或?qū)崿F(xiàn)具有變化的特性的電源，并且具有可能本質(zhì)上受限的功率要求。例如，期望為很多便攜式設(shè)備、靈敏型電子設(shè)備等提供處于特定電壓電平的電源。

向某些電路提供某一受限電壓可能富有挑戰(zhàn)性，例如，當(dāng)同一設(shè)備中的其它電路可以實(shí)現(xiàn)與期望功率相比更高的功率時，或者當(dāng)電源容易受到不期望的特性的影響時。例如，源自墻上(AC)插座或者車載電力出口的電源電壓容易受到波動的影響，并且可能是有噪聲的且不凈的。這可能在從相同的輸入源向電池充電時導(dǎo)致振鈴(ringing)。此外，高壓條件可能是由使用有故障的充電器而造成的，或者是由針對電池充電器使用的LDO電源電壓處的過沖和下沖而造成的。在其它應(yīng)用中，在設(shè)備中提供的正常功率對于其中某些電路而言實(shí)在太高。

在一些應(yīng)用中，在某一時間段期間，電源被限流，這會限制電路從被限流的電源汲取功率。汲取更多的電流導(dǎo)致電源上的電壓降，這可能導(dǎo)致在多種電源接口(例如，USB?On-The-Go設(shè)備接口)中關(guān)斷供電，如果外圍設(shè)備汲取與針對該外圍設(shè)備設(shè)置的電流閾值相比更大的電流，則這將關(guān)斷對外圍設(shè)備的供電(并且停止與外圍設(shè)備的通信)。

對于各種應(yīng)用而言，這些問題和其它問題對于提供期望的功率電平和質(zhì)量提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

多種示例性實(shí)施例涉及電源和穩(wěn)壓型電路及其實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，一種裝置包括：參考電壓供應(yīng)電路，其使用易受波動影響的電壓供應(yīng)線來提供參考電壓；電荷泵，其使用所述參考電壓來生成輸出：低壓降(LDO)穩(wěn)壓器電路；以及限壓電路。LDO電路包括放大器，其由電荷泵輸出供電并且使用電壓供應(yīng)線上的電壓來提供LDO電壓輸出。限壓電路包括晶體管，其經(jīng)由限流電路耦合在電壓供應(yīng)線與LDO穩(wěn)壓器電路之間，并且具有由電荷泵驅(qū)動的柵極。限壓電路操作以基于電荷泵的輸出來限制耦合在電壓供應(yīng)線與限流電路和LDO穩(wěn)壓器電路中的每一個之間的電壓。限壓電路將外部電源電壓線限制到由最小電荷泵輸出或外部電源電壓線驅(qū)動的合理電壓，并且可以實(shí)現(xiàn)為減輕或防止針對從外部電源電壓線的電壓接收功率的限流電路和LDO電路的柵極氧化物應(yīng)力(gate?oxide?stress)。

另一個示例性實(shí)施例涉及一種具有電荷泵的裝置，所述電荷泵被耦合以使用接收的參考電壓生成輸出電壓，并且被耦合以向具有源極、漏極和柵極的晶體管的柵極提供輸出。電容器耦合在電荷泵輸出與地(或者參考電壓電平)之間，并且還耦合到柵極。因此，電容器響應(yīng)于外部電源電壓線電壓的電壓電平的瞬變階躍(transient?step)，限制柵極電壓增加，并且確保不會相對于這些瞬變而耦合電荷泵輸出。限流電路耦合到晶體管的源極，其中，晶體管的漏極連接到電壓供應(yīng)線，并且可操作以響應(yīng)于電荷泵的電壓輸出來將電壓耦合到源極。限流電路確保從外部電源電壓線電壓汲取的電流不會超過某一界限(例如，其是經(jīng)由限流開關(guān)的特性來設(shè)置的，并且是為具體應(yīng)用而定制的)，這使得外部電壓線產(chǎn)生壓降。該裝置還包括：放大器，耦合到電荷泵的輸出電壓并且由電荷泵的輸出電壓供電；以及另一NMOS晶體管，其具有耦合到放大器的輸出的柵極、和分別耦合在限流電路與接地電路之間的晶體管漏極和源極。

上面的討論/概述并不旨在描述本公開的每一個實(shí)施例或每一個實(shí)現(xiàn)。下面的附圖和詳細(xì)描述也舉例說明了多個實(shí)施例。

附圖說明

在考慮了結(jié)合附圖給出的以下詳細(xì)描述以后，可以更全面地理解各個示例性的實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的低壓降穩(wěn)壓器(LDO)電路；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例的另一個LDO電路；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例的另一個LDO電路；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例的LDO電路的操作的流程圖；以及

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例的LDO電路的信號圖。

具體實(shí)施方式

本文討論的各個實(shí)施例能夠具備修改和替換形式，已經(jīng)在附圖中通過舉例說明的方式示出了其方案，并且將詳細(xì)描述其方案。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，并不旨在將本發(fā)明限制于所描述的特定實(shí)施例。相反，旨在涵蓋落入包括權(quán)利要求中定義的方案在內(nèi)的本公開的范圍內(nèi)的所有修改、等同形式和可替換形式。此外，貫穿本申請使用的術(shù)語“示例”僅是說明性的而非限制性的。