電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及電壓調(diào)節(jié)器，并且更具體地，涉及具有軟啟動(dòng)和電流限制電路的N溝道輸入對(duì)電壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓調(diào)節(jié)器向負(fù)載提供穩(wěn)定的、幾乎恒定的(經(jīng)調(diào)節(jié)的)電源電壓，試圖將經(jīng)調(diào)節(jié)的電源電壓保持在幾乎恒定的值，而不管負(fù)載的電流需求。電壓調(diào)節(jié)器被使用于復(fù)雜的電子系統(tǒng)以在電源電壓被提供給其他電路組件之前調(diào)節(jié)電源電壓。電路設(shè)計(jì)者必須評(píng)估的諸多問(wèn)題之一是首次施加電源時(shí)電路設(shè)計(jì)如何表現(xiàn)。在啟動(dòng)時(shí)可能發(fā)生意外事件。電容器必須被充電，并且所有的集成電路(IC)從非活躍狀態(tài)改變到活躍的狀態(tài)。經(jīng)常地，幾個(gè)電壓調(diào)節(jié)器對(duì)同一電路提供功率，并且每個(gè)電壓調(diào)節(jié)器在啟動(dòng)時(shí)必須按照順序?？刂齐妷赫{(diào)節(jié)器的輸出電壓在啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)換速度降低對(duì)電路組件的應(yīng)力，并且允許電路設(shè)計(jì)者將啟動(dòng)電壓速率調(diào)整至電路所需要的水平。
[0003]負(fù)載的電子系統(tǒng)經(jīng)常需要電壓調(diào)節(jié)器以提供對(duì)電壓源的軟啟動(dòng)控制。在啟動(dòng)時(shí)的軟啟動(dòng)電路控制電源電壓，從而電源電壓以受控的轉(zhuǎn)換速度提升到操作電壓。軟啟動(dòng)電路可以控制電容器中涌入的電流、最小化負(fù)載浪涌、以及降低電壓源對(duì)操作電壓過(guò)沖的可能性。軟啟動(dòng)電子線路可以采取很多形式。一種具體的實(shí)施方式使用包括N溝道晶體管的輸入對(duì)的誤差放大器。N型晶體管使實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能變得困難，因?yàn)镹型晶體管不能太慢地?cái)[動(dòng)。N型輸入放大器的輸入范圍不能接近接地軌，并且調(diào)節(jié)器使用N型晶體管的反饋環(huán)只有在輸出電壓超過(guò)某一閾值電壓時(shí)才有效。
[0004]特定類型的電壓調(diào)節(jié)器，被稱為“跟蹤調(diào)節(jié)器”，鏡像或者“跟蹤”另一電壓源的輸出電壓。換句話說(shuō)，跟蹤調(diào)節(jié)器產(chǎn)生跟隨初級(jí)電壓調(diào)節(jié)器輸出的電壓的次級(jí)電壓源。跟蹤調(diào)節(jié)器對(duì)于產(chǎn)生具有與另一調(diào)節(jié)器相同的電源電壓的第二電壓源是有用的。在跟蹤調(diào)節(jié)器啟動(dòng)期間需要軟啟動(dòng)功能以限制涌入電流和過(guò)沖電壓。但是當(dāng)跟蹤調(diào)節(jié)器的誤差放大器使用N溝道晶體管時(shí)，實(shí)現(xiàn)跟蹤調(diào)節(jié)器的軟啟動(dòng)是困難的。此外，N溝道晶體管的輸入不能擺動(dòng)太慢，或者接近接地軌，以便跟蹤調(diào)節(jié)器能夠正常操作，因?yàn)榫哂蠳型晶體管的跟蹤調(diào)節(jié)器的反饋環(huán)只有在調(diào)節(jié)器輸出電壓超過(guò)N溝道晶體管的柵極至源極電壓的時(shí)候才有效。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本領(lǐng)域有需要引入一種新型的電壓調(diào)節(jié)器，其能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動(dòng)功能以限制涌入電流和過(guò)沖電壓，同時(shí)允許使用N溝道晶體管的誤差放大器，從而提高電壓調(diào)節(jié)器的性能。
[0006]以簡(jiǎn)化的形式提供本【實(shí)用新型內(nèi)容】以介紹選定的概念，在下文的具體實(shí)施例中會(huì)進(jìn)一步描述。本實(shí)用新型部分不是旨在明確所請(qǐng)求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或者本質(zhì)特征。也不是旨在特別地將所有實(shí)施例限制為具體的特征。
[0007]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種電壓調(diào)節(jié)器，其用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)。該電壓調(diào)節(jié)器包括:軟啟動(dòng)電路，包括至少一個(gè)P型晶體管，所述軟啟動(dòng)電路被配置以接收可變斜坡電壓信號(hào)和軟啟動(dòng)反饋信號(hào)；誤差放大器，包括至少一個(gè)N型晶體管，用于接收正常操作反饋信號(hào)；以及控制邏輯，配置以在操作的軟啟動(dòng)模式期間改變所述可變斜坡電壓信號(hào)以逐漸增加所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)并且在操作的正常操作模式期間保持所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)。
[0008]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，該電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括晶體管，所述晶體管限制在所述操作的正常操作模式期間在所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)處的電流或者電壓。可選地，所述控制邏輯被配置為逐漸將所述可變斜坡電壓信號(hào)從起始電壓增加到所述至少一個(gè)N型晶體管的閾值電壓。進(jìn)一步可選地，所述控制邏輯被配置為在特定的時(shí)間框內(nèi)逐漸將所述可變斜坡電壓信號(hào)從所述起始電壓增加到所述至少一個(gè)N型晶體管的所述閾值電壓。
[0009]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述軟啟動(dòng)反饋電路被配置為從所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)產(chǎn)生所述軟啟動(dòng)反饋信號(hào)。
[0010]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，該電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括正常操作反饋電路，所述正常操作反饋電路被配置為從所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)產(chǎn)生所述正常操作反饋信號(hào)。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)被提供給配置為跟蹤所述電壓調(diào)節(jié)器的所述輸出信號(hào)的跟蹤電壓調(diào)節(jié)器?？蛇x地，所述跟蹤電壓調(diào)節(jié)器包括:第一運(yùn)算放大器，具有N型晶體管輸入，其中一個(gè)輸入接收所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)；和第二運(yùn)算放大器，具有P型晶體管輸入，用于接收第二可變電壓信號(hào)并被配置為產(chǎn)生在軟啟動(dòng)操作期間使用的電壓信號(hào)?？蛇x地，所述跟蹤電壓調(diào)節(jié)器被配置為執(zhí)行所述軟啟動(dòng)操作，同時(shí)所述第二可變電壓信號(hào)保持在所述第二運(yùn)算放大器的所述P型晶體管輸入的至少一個(gè)的所述閾值電壓之內(nèi)。進(jìn)一步可選地，所述跟蹤電壓調(diào)節(jié)器被配置為從軟啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換到正常操作模式，在所述正常操作模式中所述跟蹤調(diào)節(jié)器跟蹤所述調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)。
[0012]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，提供了一種電壓調(diào)節(jié)器，用于產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)并被配置為操作在軟啟動(dòng)模式和正常操作模式之下。該電壓調(diào)節(jié)器包括:放大器，包括一對(duì)N型晶體管，其中第一N型晶體管被配置為接收基于所述輸出電壓信號(hào)的第一反饋信號(hào)；軟啟動(dòng)電路，包括一對(duì)P型晶體管，其中第一 P型晶體管被配置以接收可變斜坡電壓信號(hào)，而第二 P型晶體管被配置為接收第二反饋信號(hào)；以及控制邏輯，被配置為改變所述可變斜坡電壓信號(hào)并且因此使得所述輸出電壓信號(hào):(I)在所述軟啟動(dòng)模式期間從起始電壓逐漸增加到操作電壓，和(2)在所述正常操作模式期間保持所述操作電壓。
[0013]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述控制邏輯在所述軟啟動(dòng)模式期間逐漸增加所述可變斜坡電壓信號(hào)。
[0014]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述控制邏輯在所述軟啟動(dòng)模式期間在特定的時(shí)間框內(nèi)逐漸增加所述可變斜坡電壓信號(hào)。
[0015]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，該電壓調(diào)節(jié)器包括:所述放大器的第二 P型晶體管，被配置為接收參考電壓輸入信號(hào)；以及電壓反饋電路，包括第一電阻器和第二電阻器，其中在所述正常操作模式期間一旦所述輸出電壓信號(hào)達(dá)到等于基于第一電阻器和第二電阻器的所述參考電壓一部分的電壓水平，所述控制邏輯保持操作電壓?？蛇x地，所述電壓水平等于所述參考電壓輸入信號(hào)乘以所述第一電阻器和所述第二電阻器之和除以所述第二電阻器。
[0016]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述控制邏輯包括:控制器；以及由所述控制器可執(zhí)行的指令所實(shí)施的存儲(chǔ)器，用于發(fā)送所述可變斜坡電壓信號(hào)的變化，因此使得所述輸出電壓信號(hào)在所述軟啟動(dòng)模式期間從所述起始電壓逐漸增加到操作電壓，并且在所述正常操作模式期間所述保持操作電壓。
[0017]根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，提供了一種電壓調(diào)節(jié)器，用于產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)并被配置為操作在軟啟動(dòng)模式和正常操作模式。該電壓調(diào)節(jié)器包括:第一運(yùn)算放大器，包括一對(duì)N型晶體管并被配置為接收基于所述輸出電壓信號(hào)的反饋信號(hào)；第二運(yùn)算放大器，包括一對(duì)P型晶體管，其中第一 P型晶體管被配置為接收可變斜坡電壓信號(hào)，并且第二 P型晶體管被配置為接收軟啟動(dòng)反饋信號(hào)；以及控制邏輯，配置為改變所述可變斜坡電壓信號(hào)并且因此使得所述輸出電壓信號(hào)在所述軟啟動(dòng)模式期間從起始電壓逐漸增加到操作電壓。
[0018]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述控制邏輯被配置為通過(guò)線性增加所述可變斜坡電壓信號(hào)來(lái)改變所述可變斜坡電壓信號(hào)。
[0019]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，該電壓調(diào)節(jié)器包括耦合到所述第一運(yùn)算放大器的所述輸出的第三P型晶體管?？蛇x地，該電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括耦合到所述第二運(yùn)算放大器的所述輸出并且也耦合到所述第三P型晶體管的第三N型晶體管。
[0020]通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)功能和具有N溝道晶體管的誤差放大器的同時(shí)使用，這樣使得電壓調(diào)節(jié)器能夠以良好的性能在軟啟動(dòng)模式和正常操作模式操作。
【附圖說(shuō)明】
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