[發明專利]具有寬共模電壓操作范圍的電壓調整器及其操作方法

有效

• 申請號: 201610339309.2
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN107404215B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 陳力輔
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;王紅艷

本發明實施例提供一種具有寬共模電壓操作范圍的電壓調整器及其操作方法。所述電壓調整器可以解決現有技術中過低或過高的共模電壓，將會容易使得電壓調整器無法正常運行的問題。除此之外，所述電壓調整器則是通過額外增設的開關晶體管及誤差放大器來完成部分升壓的操作，而不需要引入復雜的設計，便可讓偏低的共模電壓仍能滿足電壓調整器的運行需求，并據以輸出正確的輸出電壓。

技術領域

本發明是有關于一種電壓調整器及其操作方法，且特別是一種具有寬共模電壓(common voltage)操作范圍的電壓調整器及其操作方法。

背景技術

請參閱圖1，圖1是現有的電壓調整器的電路示意圖。電壓調整器1主要包括誤差放大器10、開關晶體管12、電阻R及恒流源電路14。其中，誤差放大器10的反相輸入端(inverting input)電性連接于電阻R及恒流源電路14間的一節點A，且誤差放大器10的非反相輸入端(non-inverting input)及輸出端，則分別地電性連接于一共模電壓Vcom及開關晶體管12的控制端。

因此，誤差放大器10將可依據節點A的電壓值Va與共模電壓Vcom間的一比較結果，以進而控制開關晶體管12的導通與否。舉例來說，假設當在共模電壓Vcom大于Va的情況下，誤差放大器10則會控制開關晶體管12導通，因而使得電壓調整器1的輸出電壓Vout將會等于共模電壓Vcom加上(I*R)，以由此達到升壓的效果。

然而，在上述現有技術中，為了確保恒流源電路14的正常運行，則必須對于共模電壓Vcom的操作范圍進行限制，才可據以獲取得到相對正確的輸出電壓Vout(例如，過低的共模電壓Vcom將會使得恒流源電路14的失效，并且導致輸出電壓Vout的不正確)。有鑒于此，如何改善共模電壓Vcom的操作范圍所對于電壓調整器1的運行影響，并且使得過低或過高的共模電壓Vcom仍可具有正確結果的輸出電壓Vout，確為所屬領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種具有寬共模電壓操作范圍的電壓調整器。所述電壓調整器包括第一開關晶體管、第一誤差放大器、第二誤差放大器及第二開關晶體管。第一開關晶體管具有一控制端以接收第一控制信號、一第一端耦接于第一電阻的第一端，以及一第二端耦接于接地電壓。其中，第一開關晶體管受控于此第一控制信號，以決定其自身的導通或截止狀態。第一誤差放大器則具有一非反相輸入端耦接于第一開關晶體管的第一端與第一電阻的第一端間的第一節點，以及一反相輸入端耦接于共模電壓，并且此第一誤差放大器用以比較此第一節點的電壓及共模電壓，以產生出此第一控制信號。第二誤差放大器則具有一非反相輸入端耦接于第一電阻的第二端與一第一電流源電路間的第二節點，以及一反相輸入端耦接于一第二電阻的第一端與一第二電流源電路間的第三節點，并且此第二誤差放大器用以比較第二節點的電壓及第三節點的電壓，以產生出一第二控制信號。第二開關晶體管具有一控制端以接收此第二控制信號、一第一端耦接于供應電壓，以及一第二端耦接于此第二電阻的第二端，并作為此電壓調整器的輸出節點。其中，第二開關晶體管則受控于此第二控制信號，以控制輸出節點輸出此電壓調整器的輸出電壓。

本發明實施例另提供一種用于具有寬共模電壓操作范圍的電壓調整器的操作方法。其中，所述電壓調整器依據前述實施例而建立，且此操作方法則包含以下步驟。首先，利用第一誤差放大器，比較所耦接到的第一節點的電壓及共模電壓，以產生出第一控制信號。其次，利用第一開關晶體管，根據所接收到的第一控制信號，以決定其自身的導通或截止狀態。接著，利用第二誤差放大器，比較所耦接到的第二節點的電壓及第三節點的電壓，以產生出第二控制信號。最后，利用第二開關晶體管，根據所接收到的第二控制信號，以控制輸出節點輸出電壓調整器的輸出電壓。