[發明專利]在組合開關與線性調節器中使用PMOS電源開關

有效

• 申請號: 201680014269.2
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN107431427B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 阿賈伊·庫馬爾
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M3/155;H02M3/156
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種電壓調節器，其包括：

功率金屬氧化物半導體場效應晶體管MOSFET；

第一電壓參考；

運算放大器，其具有耦合到所述第一電壓參考的輸出的第一輸入；

其中所述功率金屬氧化物半導體場效應晶體管MOSFET包括經調適為高側開關或傳遞晶體管且具有耦合到供應電壓的源極的P溝道MOSFET；

功率電感器，其具有耦合到所述P溝道MOSFET的漏極的第一端；

濾波電容器，其耦合到所述功率電感器的第二端且耦合到所述運算放大器的第二輸入；

第一及第二信號開關，其各自具有共同點、第一位置及第二位置，其中所述第一信號開關的所述共同點耦合到所述運算放大器的輸出，且所述第二信號開關的共同點耦合到所述P溝道MOSFET的柵極；

DC-DC轉換器，其包括：

斜率補償網絡，其具有耦合到所述第一信號開關的所述第一位置的輸入，

第一比較器，其具有耦合到所述斜率補償網絡的輸出的第一輸入，

脈沖寬度調制產生器，其具有耦合到所述第一比較器的輸出的輸入及耦合到所述第二信號開關的所述第一位置的輸出，

計時器，其具有耦合到所述脈沖寬度調制產生器且用以確定脈沖寬度調制周期的輸出，

低側開關，其耦合到所述P溝道MOSFET的所述漏極及所述功率電感器的所述第一端，及

電流傳感器，其耦合到所述低側開關且將電流信號提供到所述第一比較器的第二輸入；以及

線性電壓調節器，其包括：

放大器，其具有耦合到所述第一信號開關的所述第二位置的輸入及耦合到所述第二信號開關的所述第二位置的輸出；

其中當所述第一及第二信號開關處于所述第一位置中時，所述DC-DC轉換器調節所述濾波電容器上的輸出電壓，且所述脈沖寬度調制產生器控制所述P溝道MOSFET，且當所述第一及第二信號開關處于所述第二位置中時，所述線性電壓調節器調節所述濾波電容器上的所述輸出電壓，其中所述放大器控制所述P溝道MOSFET，且

其中所述電壓調節器進一步包括：

第二電壓參考；及

第二電壓比較器，其具有耦合到所述供應電壓的第一輸入及耦合到所述第二電壓參考的第二輸入，其中所述第二電壓比較器控制所述第一及第二信號開關，借此當所述供應電壓大于來自所述第二電壓參考的特定電壓時，所述第一及第二信號開關處于所述第一位置中，且當所述供應電壓小于或等于來自所述第二電壓參考的所述特定電壓時，所述第一及第二信號開關處于所述第二位置中。

2.根據權利要求1所述的電壓調節器，其中所述電壓調節器經配置以測量饋送到所述電壓調節器的供應電壓且基于所測量的供應電壓而選擇第一操作模式或第二操作模式，進而分別啟用所述DC-DC轉換器或所述線性電壓調節器。

3.根據權利要求1所述的電壓調節器，其中所述低側開關為硅二極管。

4.根據權利要求3所述的電壓調節器，其中所述硅二極管為肖特基二極管。

5.根據權利要求1所述的電壓調節器，其中：

所述低側開關為N溝道MOSFET；

所述脈沖寬度調制產生器包括互補輸出；且

所述電壓調節器進一步包括第三信號開關，所述第三信號開關具有共同點、第一位置及第二位置，其中所述共同點耦合到所述N溝道MOSFET的柵極，所述第一位置耦合到所述脈沖寬度調制產生器的互補輸出且所述第二位置耦合到電源共同點。

6.根據權利要求5所述的電壓調節器，其中所述DC-DC轉換器為同步降壓DC-DC轉換器。

7.根據權利要求6所述的電壓調節器，其中所述第三信號開關包括場效應晶體管。

8.根據權利要求1所述的電壓調節器，其中所述第二電壓比較器具有滯后性。