[發明專利]電壓穩壓電路及其方法

有效

• 申請號: 201310493017.0
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN104571241A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 陳逸先
• 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: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張然;李昕巍

技術領域

本發明是關于提供穩定電壓的技術，特別是關于一種電壓穩壓電路及其方法。

背景技術

電壓穩壓器（voltage?regulator）通常設置在供應電源與負載電路之間，藉以基于供應電壓提供穩定的輸出電壓給負載電路。電壓穩壓器是利用一誤差放大器（error?amplifier）根據第一反饋電壓與參考電壓之間的比較結果來控制功率元件的導通狀況，并經由功率元件將供應電壓轉換成輸出電壓。在負載電流的變化下，電壓穩壓器則通過反饋機制去穩定輸出電壓。

電壓穩壓器具有低雜訊與高精準度的優點，因此廣泛的應用在電源管理上。但也因為應用范圍大，電壓穩壓器必須具有許多保護機制（例如：OVP、過電流保護（Over-Current?Protection；OCP）、OTP），以因應各種的環境因素。無論是防止短路電流的發生，或是防止瞬間輸出電壓過高，許多問題都顯示出過電流保護有著不可或缺的重要性。

目前應用于電壓穩壓器的過電流保護電路仍存在至少一問題，例如：因采用連續性檢測機制而影響電壓穩壓器于正常工作狀態下的偏壓、無法同時具有過電流以及短路電流的防護能力、相對增加功率損耗、需要相對大的工作電流、及相對慢地恢復正常工作狀態等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電壓穩壓電路及其方法。用以解決上述的問題和其他問題。

在一實施例中，一種電壓穩壓電路包括一誤差放大器、一輸出電路、一電流感測電路、一防護開關以及一判斷電路。

輸出電路電性連接誤差放大器。電流感測電路電性連接誤差放大器及功率元件的控制端。防護開關電性連接功率元件的控制端。判斷電路電性連接電流感測電路以及防護開關。

誤差放大器用以根據參考電壓和第一反饋電壓產生控制信號。輸出電路包括一功率元件，并且此功率元件用以根據控制信號將供應電壓轉換為輸出電壓。其中，第一反饋電壓與輸出電壓相關。電流感測電路用以產生對應通過功率元件的輸出電流的電流感測信號。判斷電路用以根據電流感測信號以及電流參考信號控制防護開關箝制控制信號的電位。

在另一實施例中，一種電壓穩壓方法包括接收一供應電壓、根據一參考電壓和一第一反饋電壓產生一控制信號、利用一功率元件根據控制信號將供應電壓轉換為一輸出電壓、產生一電流參考信號、產生對應通過功率元件的輸出電流的一電流感測信號、以及根據電流感測信號以及電流參考信號控制一防護開關箝制控制信號的電位。其中，第一反饋電壓與輸出電壓相關。

綜上，根據本發明的電壓穩壓電路及其方法適用于防止電壓穩壓電路的輸出出現短路電流或過電流的狀況，以避免電壓穩壓電路燒毀，以及保護負載端的電路（耦接在負載接點NOUT的負載電路）。當電壓穩壓電路的輸出電流過大時，過電流保護電路將會啟動以限制大輸出電流的發生，并且利用返折型限流（Foldback-Current）機制將電壓穩壓電路的輸出電流降到較低的電平，以避免短路電流的發生與輸出電壓過沖（Overshoot），并且降低功率損耗。當過電流或過電流的狀況移除后，過電流保護電路會關閉，電壓穩壓電路即回到正常工作狀態。于此，在整個過電流保護電路的檢測過程中，輸出電流的檢測并不會影響到原電壓穩壓電路的工作。過電流保護電路的構成簡單且靜態電流很低，適用于低電流的產品。換言之，過電流保護電路無工作電流，即，當無輸出電流產生時，過電流保護電路不耗電。再者，過電流保護電路無采用需要絕對阻值的元件，檢測精準度相對高。

附圖說明

圖1為根據本發明第一實施例的電壓穩壓電路的示意圖。

圖2為根據本發明第二實施例的電壓穩壓電路的示意圖。

圖3為根據本發明第三實施例的電壓穩壓電路的示意圖。

圖4為在圖1所示的電壓穩壓電路中輸出電壓與輸出電流相應于負載變化的關系圖。

圖5為在圖1所示的電壓穩壓電路中輸出電壓與輸出電流相應于負載變化的關系圖。

其中，附圖標記說明如下：

10??????????電壓穩壓電路

110?????????誤差放大器

130?????????輸出電路

150?????????過電流保護電路

151?????????電流感測電路

153?????????防護開關

155?????????判斷電路

170?????????信號走線

MS??????????感測元件

Ic??????????可變電流源