[發(fā)明專利]分路調(diào)節(jié)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310412114.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN103869869A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬旦·莫漢·麗迪·維穆拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/613
• 分類號(hào): G05F1/613
• 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

背景技術(shù)

許多電路易受電過載(overstress)的影響，因?yàn)榭赡芘c能夠造成損壞(damage)的過電壓或者過電流條件有關(guān)，諸如靜電放電(ESD)、故障條件、電池電壓短路(例如，用于汽車適配器的USB電源)、熱插拔事件、過沖條件(例如，在上電事件期間或者由于負(fù)載條件/其他事件中的變化)。為了解決這種過載，利用通常像開關(guān)一樣操作的保護(hù)電路在電過載條件期間對(duì)電流進(jìn)行旁路/分路。在電過載的情況下，這種保護(hù)電路切換至低歐姆狀態(tài)，以將輸入(或者另外的電路)連接至諸如地、公共端或者低電平供電軌(power-rail)端的參考端，從而將過剩的電荷分路至不損害所述電路的地或者公共端。

期望使用保護(hù)電路的示例應(yīng)用涉及用于通信和/或供電設(shè)備(諸如手持式和其他便攜式設(shè)備)的連通性。例如，通用串行總線(USB)連接器用于諸如電話和平板電腦設(shè)備，并且可以用于數(shù)據(jù)通信和功率傳輸，用于主動(dòng)使用和/或電池充電。然而，這種連接易受不期望的電壓尖峰的影響。這些電壓尖峰會(huì)損害(harm)所述連接器耦合的電路(例如，USB汽車電池充電器在故障條件下可以達(dá)到20V，這會(huì)給低電壓設(shè)備加壓力)。例如，在過電壓條件期間可能會(huì)發(fā)生可靠性問題，諸如氧化物擊穿、源極-襯底擊穿和漏極-源極擊穿。

對(duì)于各種應(yīng)用，這些和其他問題已經(jīng)給保護(hù)電路的實(shí)施提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

各種示例實(shí)施例涉及電流分路電路及其實(shí)施。

根據(jù)示例實(shí)施例，一種設(shè)備包括低電壓電源電路、電流限制電路、啟動(dòng)電路和分路電路。所述低電壓電源電路使用遭受電壓波動(dòng)的內(nèi)部電壓線提供低電壓輸出，并且所述電流限制電路將所述內(nèi)部電壓線耦合至外部電壓線并且限制其間傳輸?shù)碾娏?。所述啟?dòng)電路連接在所述內(nèi)部電壓線與基準(zhǔn)電路之間，并且給所述低電壓電源電路提供啟動(dòng)電壓，所述啟動(dòng)電壓(至少)是所述低電壓電源電路操作所需的最小電壓。所述分路電路耦合在所述內(nèi)部電壓線與所述基準(zhǔn)電路之間，并且包括開關(guān)和控制電路，所述控制電路控制所述開關(guān)對(duì)所述內(nèi)部電壓線與所述基準(zhǔn)電路之間的電流進(jìn)行分路以將所述內(nèi)部電壓線上的電壓調(diào)節(jié)在大約恒定的電平。

另一個(gè)示例實(shí)施例涉及一種電流分路設(shè)備。帶隙基準(zhǔn)電壓電路耦合至帶隙電壓電源線，并且配置用于提供帶隙基準(zhǔn)電壓輸出(例如，利用源自較高電源線的功率給內(nèi)部電路提供低基準(zhǔn)電壓)。第一電阻器耦合在外部電壓電源線(遭受電壓波動(dòng))和帶隙電壓電源線之間，以及另一個(gè)(第二)電阻器經(jīng)由帶隙電壓電源線耦合至第一電阻器和所述帶隙基準(zhǔn)電壓電路。分路電路對(duì)所述帶隙電壓電源線和所述接地電路之間的電流進(jìn)行分路，并且包括晶體管，所述晶體管的漏極/源極分別連接在帶隙電壓電源線和接地電路之間，并且所述晶體管的柵極經(jīng)由所述第二電阻器連接至帶隙電壓電源線。電容器連接在分路電路的柵極和接地/公共端的兩端。所述電容器操作以響應(yīng)于帶隙電壓電源線上的電壓波動(dòng)(例如，因?yàn)楦S外部芯片外線電壓波動(dòng))將柵極處的電壓維持在大約穩(wěn)定的數(shù)值。所述分路電路通過在帶隙電壓電源線和接地電路之間傳輸?shù)脑黾拥碾娏鞑⑶覍痘鶞?zhǔn)電壓電路的帶隙電壓電源調(diào)節(jié)至大約恒定的水平，來響應(yīng)于柵極處的電壓和帶隙電壓電源線上的電壓增加。啟動(dòng)電路耦合在第二電阻器和地之間，以便當(dāng)帶隙電壓電源線上的電壓電平在帶隙基準(zhǔn)電壓電路可以操作的最小電壓以下時(shí)，減弱經(jīng)由流經(jīng)分路電路的電流，為帶隙基準(zhǔn)電壓電路提供啟動(dòng)電壓。

另一種設(shè)備涉及一種電路，所述電路包括：具有源極、漏極、體(bulk)/n阱和柵極的第一晶體管；連接至所述第一晶體管漏極的接地電路；以及連接在外部電壓線與內(nèi)部電壓軌和第一晶體管源極之間的第一電阻器。電容器連接在所述第一晶體管的漏極和柵極之間，并且響應(yīng)于至少恒定數(shù)值的內(nèi)部電壓軌上的電壓將第一晶體管的柵極電壓電平維持在大約恒定的數(shù)值，以及第一晶體管響應(yīng)于內(nèi)部電壓軌在恒定數(shù)值以上的電壓增加在電源線和接地電路之間抽取(drain)電流。所述電路還包括：連接在第一電阻器和第一晶體管的柵極之間的第二電阻器，連接在第一晶體管的柵極和接地電路之間的第二晶體管，在第二晶體管和所述柵極之間的第三電阻器，以及連接至接地電路的二極管和連接至第二晶體管的第三晶體管。所述二極管與第二晶體管和第三晶體管一起操作，以響應(yīng)于內(nèi)部電壓軌上的電壓電平小于恒定數(shù)值電平，來經(jīng)由所述第一晶體管減弱電流。帶隙基準(zhǔn)電壓電路經(jīng)由第一電阻器連接至內(nèi)部電壓軌，并且利用恒定(例如，帶隙電源)電壓操作。

上述討論/概要不旨在描述本公開的每一個(gè)實(shí)施例或者每個(gè)實(shí)施方法。以下附圖和后面的描述也例證了各種實(shí)施例。

附圖說明