[發明專利]使用低壓裝置的高壓調節器

有效

• 申請號: 201911195623.8
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111240388B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: S·德爾莎波爾;G·沙瑪
• 申請（專利權）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 劉倜

本公開涉及使用低壓裝置的高壓調節器。提供了一種電壓調節器包括：第一NMOS晶體管、第二NMOS晶體管、第三NMOS晶體管和第四NMOS晶體管，所述NMOS晶體管在高壓源與低壓輸出之間共源共柵；電阻器網絡，所述電阻網絡包括在所述高壓源與接地之間串聯連接的第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器和第四電阻器，其中所述第二NMOS、所述第三NMOS和所述第四NMOS的柵極電極分別連接到所述第一電阻器與所述第二電阻器之間的節點、所述第二電阻器與所述第三電阻器之間的節點，以及所述第三電阻器與所述第四電阻器之間的節點；以及多級電荷泵，所述多級電荷泵被配置成將第一偏置電壓提供到所述第一NMOS的柵極電極并且將第二偏置電壓提供到所述第二NMOS的所述柵極電極。

技術領域

本發明大體上涉及電壓調節器，且更具體地說，涉及通過低壓裝置來實施的高壓調節器。

背景技術

各種通信協議標準支持裝置之間的數據交換或傳遞，例如，主機裝置與一個或多個外圍裝置。舉例來說，USB(通用串行總線)標準限定不僅供外圍裝置用于數據傳送而且還用于充電的不同類型的端口。主機裝置通常具有充電能力，這種充電能力可以通過USBC型連接提供到外圍裝置，USBC型連接包括“Vbus”引腳。雖然Vbus提供通常運行高達20V的充電電壓，但是一些外圍裝置可被配置成在低功率模式(例如，失效的電池模式)中操作，這需要在可以將充電電壓提供到外圍裝置之前調節充電電壓。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種用于調節高壓源下至低壓輸出的電壓調節器，所述電壓調節器電路包括：

第一NMOS(n溝道金屬氧化物半導體)晶體管和第二NMOS晶體管，其中所述第一NMOS晶體管的源極電極連接到負載電阻，所述第一NMOS晶體管的漏極電極連接到所述第二NMOS的源極電極，并且所述第二NMOS的漏極電極耦合到所述高壓源，其中所述第一NMOS晶體管的所述源極電極提供所述低壓輸出；

電阻器網絡，所述電阻器網絡包括第一電阻器和第二電阻器，所述第一電阻器的一個端與所述第二電阻器的一個端連接，所述第一電阻器的另一端連接到接地，所述第二電阻器的另一端耦合到所述高壓源，其中所述第二NMOS的柵極電極連接到所述第一電阻器與所述第二電阻器之間的節點；以及

多級電荷泵，所述多級電荷泵具有連接到所述第一NMOS的所述柵極電極的第一輸出和連接到所述第二NMOS的所述柵極電極的第二輸出，所述多級電荷泵被配置成在所述第一輸出處產生第一偏置電壓并且在所述第二輸出處產生第二偏置電壓。

在一個或多個實施例中，所述第一NMOS晶體管和所述第二NMOS晶體管各自具有小于所述高壓源的最大擊穿電壓。

在一個或多個實施例中，所述高壓源被配置成在5V到10V的范圍內變化。

在一個或多個實施例中，所述第一偏置電壓是4V，并且所述第二偏置電壓是6V。

在一個或多個實施例中，所述低壓輸出被調節到3V。

在一個或多個實施例中，所述電壓調節器進一步包括：

第三NMOS晶體管，其中所述第三NMOS晶體管的源極電極連接到所述第二NMOS的所述漏極電極，并且所述第三NMOS的漏極電極耦合到所述高壓源，其中所述第二NMOS的所述漏極電極通過所述第三NMOS晶體管耦合到所述高壓源；以及

第三電阻器，所述第三電阻器的一個端與所述第二電阻器串聯連接且另一端耦合到所述高壓源，其中所述第三NMOS晶體管的柵極電極連接到所述第二電阻器與所述第三電阻器之間的節點，并且所述第二電阻器通過所述第三電阻器耦合到所述高壓源。

在一個或多個實施例中，所述高壓源被配置成在5V到15V的范圍內變化。

在一個或多個實施例中，所述電壓調節器進一步包括：