本申請是關(guān)于一種穩(wěn)壓器，且特別是關(guān)于一種防止輸出電壓過高的穩(wěn)壓器。

背景技術(shù)：

線性降壓穩(wěn)壓電路(ldo，lowdropoutregulator)在電子是統(tǒng)的電源中廣泛應(yīng)用，包含車用電子、手機、筆記本電腦與個人數(shù)字助理(personaldigitalassistant，pda)等。尤其車用電子設(shè)備的低功耗、高效能和高可靠性的需求造成線性降壓穩(wěn)壓電路設(shè)計更加困難。當(dāng)線性降壓穩(wěn)壓電路輸出供電從一種執(zhí)行模式切換到另一種執(zhí)行模式時，線性降壓穩(wěn)壓電路的負載需求會快速變化，造成輸出電壓發(fā)生過高或過低的現(xiàn)象。由于電壓過高可能對電路造成永久損害，因此防止輸出電壓過高的保護機制十分重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的一個實施方式是提供一種穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器包含驅(qū)動電路、放大電路與過壓保護電路。驅(qū)動電路用以接收輸入電壓并經(jīng)由輸出端提供輸出電壓。放大電路用以依據(jù)輸出電壓控制驅(qū)動電路。過壓保護電路用以從驅(qū)動電路的輸出端導(dǎo)通第一電流至接地端。當(dāng)過壓保護電路檢測耦接驅(qū)動電路的節(jié)點的電位增加時，過壓保護電路從驅(qū)動電路的輸出端導(dǎo)通第二電流至接地端以降低輸出電壓，其中第二電流大于第一電流。

本申請的另一實施方式是提供一種穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器包含晶體管、驅(qū)動電路、放大電路與第一濾波電路。晶體管具有控制端、第一端與第二端，第二端耦接接地端，控制端用以接收控制電壓以使晶體管從第一端導(dǎo)通第一電流至第二端。驅(qū)動電路具有輸入端、輸出端與控制端，輸出端耦接晶體管的第一端，輸入端用以接收輸入電壓，輸出端用以輸出輸出電壓。放大電路耦接驅(qū)動電路的控制端并用以依據(jù)輸出電壓控制驅(qū)動電路。第一濾波電路具有第一端與第二端，第一濾波電路的第一端耦接驅(qū)動電路，第一濾波電路的第二端耦接晶體管的控制端。第一濾波電路用以當(dāng)?shù)谝欢说碾娢辉黾訒r，控制晶體管從第一端導(dǎo)通第二電流至第二端以降低輸出電壓，其中第二電流大于第一電流。

綜上所述，本公開的目的在于防止輸出電壓發(fā)生過壓現(xiàn)象。本申請的穩(wěn)壓器可直接或間接檢測輸出電壓增加的電位差以適當(dāng)釋放驅(qū)動電路輸出端多余的能量，因此可有效避免過壓現(xiàn)象造成電路的損害。

附圖說明

為使本申請的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下。

圖1是根據(jù)本申請一實施例繪示的穩(wěn)壓器的示意圖；

圖2是根據(jù)本申請一實施例繪示的穩(wěn)壓器的示意圖；

圖3是根據(jù)本申請一實施例繪示的穩(wěn)壓器的示意圖；以及

圖4是根據(jù)本申請一實施例繪示的穩(wěn)壓器的示意圖。

110：驅(qū)動電路

1101：輸入端

1102：輸出端

1103：控制端

120：放大電路

130：過壓保護電路

131、1322：濾波電路

1311：第一端

1312：第二端

132：偏壓電路

1321：偏壓電源

133：開關(guān)電路

140：負載

150：反饋電路

m1：晶體管

11：第一端

12：第二端

13：控制端

p、q：節(jié)點

vin：輸入電壓

vout：輸出電壓

vc、vg：控制電壓

vref：參考電壓

具體實施方式

以下公開提供許多不同實施例或示例用以實施本發(fā)明的特征。本公開在不同示例中可能重復(fù)引用數(shù)字符號和/或字母，這些重復(fù)皆為了簡化及闡述，其本身并未指定以下討論中不同實施例和/或配置之間的關(guān)系。

關(guān)于本文中所使用的『耦接』或『連接』，均可指二個或多個組件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，而『耦接』或『連接』還可指二個或多個組件相互操作或動作。

參閱圖1，圖1是根據(jù)本申請一實施例繪示的一種穩(wěn)壓器的示意圖。穩(wěn)壓器可應(yīng)用于車用電子、手機、筆記本電腦與個人數(shù)字助理(personaldigitalassistant，pda)，本申請并不以此為限。

穩(wěn)壓器包含驅(qū)動電路110、放大電路120與過壓保護電路130。驅(qū)動電路110耦接放大電路120及過壓保護電路130。

驅(qū)動電路110用以經(jīng)由輸入端1101接收輸入電壓vin并經(jīng)由輸出端1102提供輸出電壓vout至負載140。

放大電路120耦接驅(qū)動電路110的控制端1103，并用以依據(jù)輸出電壓vout控制驅(qū)動電路110。具體而言，放大電路120用以放大反饋電壓與參考電壓vref的差值產(chǎn)生控制電壓vg以控制驅(qū)動電路110提供輸出電壓vout。上述反饋電壓可通過輸出電壓vout耦接反饋電路150(例如分壓電路)產(chǎn)生。

過壓保護電路130用以從驅(qū)動電路110的輸出端1102導(dǎo)通第一電流至接地端。舉例來說，當(dāng)系統(tǒng)遭遇雷擊時，驅(qū)動電路110的輸出端1102的電位將升高，節(jié)點p的電位也因此升高。過壓保護電路130檢測驅(qū)動電路110的節(jié)點p電位增加時，過壓保護電路130從驅(qū)動電路110的輸出端1102導(dǎo)通第二電流至接地端以將輸出電壓降回vout。須注意到的是，上述第二電流是大于第一電流，藉以有效地改善輸出電壓vout升高所導(dǎo)致的過壓現(xiàn)象。于此實施例中，過壓保護電路130直接檢測輸出電壓vout(亦即節(jié)點p的電位)以避免輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象。

如此一來，當(dāng)輸出電壓vout穩(wěn)定無過壓現(xiàn)象時，過壓保護電路130以較小的第一電流導(dǎo)通驅(qū)動電路110的輸出端與接地端。當(dāng)輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象時，過壓保護電路130則經(jīng)由較大的第二電流釋放輸出電壓vout多余的能量，以將輸出電壓穩(wěn)定維持為vout。

在一些實施例中，過壓保護電路130包含濾波電路131、偏壓電路132與開關(guān)電路133。濾波電路131用以當(dāng)檢測節(jié)點p的電位增加時，控制開關(guān)電路133從驅(qū)動電路110的輸出端1102導(dǎo)通第二電流至接地端以降低輸出電壓vout。偏壓電路132用以輸出控制電壓vc至開關(guān)電路的控制端13，藉以控制開關(guān)電路133從驅(qū)動電路110的輸出端1102導(dǎo)通第一電流至接地端。

于一些實施例中，偏壓電路132包含偏壓電源1321與濾波電路1322。偏壓電源1321用以提供偏壓至濾波電路1322。濾波電路1322用以接收偏 壓并輸出控制電壓vc以控制開關(guān)電路133從驅(qū)動電路110的輸出端1102導(dǎo)通第一電流至接地端。在一些實施例中，濾波電路1322可為一低通濾波器。

在一些實施例中，如圖1所示，開關(guān)電路133可實施為晶體管m1。晶體管m1具有控制端13、第一端11與第二端12。第二端12耦接接地端，控制端13用以接收控制電壓vc以使晶體管m1從第一端11導(dǎo)通第一電流至第二端12。上述第一電流由控制電壓vc決定。舉例而言，第一電流可為晶體管m1處于待用(standby)狀態(tài)的最小電流，然而本申請并不以此為限。在此實施例中，濾波電路131為高通濾波器，濾波電路1322為低通濾波器。當(dāng)輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象時，濾波電路131用以依據(jù)驅(qū)動電路110的輸出端1102(亦即節(jié)點p)增加的電壓差δv1對應(yīng)地將控制電壓vc增加電壓差δv2。換言之，過壓現(xiàn)象發(fā)生時，節(jié)點q的電位上升為vc+δv2。晶體管m1的控制端13接收vc+δv2而開啟，并且對應(yīng)控制端13電位vc+δv2產(chǎn)生第二電流導(dǎo)通驅(qū)動電路110的輸出端1102與接地端，以釋放輸出電壓vout多余的能量。因此，開關(guān)電路133有效地解決過壓現(xiàn)象以將輸出電壓(亦即節(jié)點p)降回vout并將節(jié)點q的電位降回vc。此外，值得注意的是，由于濾波電路1322為低通濾波器，且開關(guān)電路133的產(chǎn)生的第二電流將導(dǎo)致電壓差δv1快速降低，進而使電壓差δv2快速降低，故電壓差δv2并不會對偏壓電路132產(chǎn)生負面影響。

在一些實施例中，電壓差δv1等于或大于電壓差δv2。

如此一來，穩(wěn)態(tài)的晶體管m1處于待用狀態(tài)可依據(jù)控制端13的電位變化快速地反應(yīng)(例如增加第一端與第二端的間的導(dǎo)通電流)，以迅速釋放輸出電壓vout多余的能量并降低過壓現(xiàn)象的持續(xù)時間，避免造成電路永久損害。

在此實施例中，放大電路120可為誤差放大器。晶體管m1可為n型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(n-mosfet)、p型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(p-mosfet)、雙極性結(jié)型晶體管(bjt)或是任何等效的晶體管，本公開并不以此為限。

參閱圖2，圖2是根據(jù)本申請一實施例繪示的一種穩(wěn)壓器的示意圖。穩(wěn)壓器包含如圖1所示的驅(qū)動電路110、放大電路120與過壓保護電路130，其中開關(guān)電路133可為晶體管m1，驅(qū)動電路110可為晶體管m2，濾波電路131可為電容器，濾波電路1322可為電阻器。濾波電路131具有第一端1311與第二端1312，第一端1311耦接驅(qū)動電路110的輸出端1102(亦即節(jié)點p)，第二端1312耦接晶體管m1的控制端13。偏壓電源1321提供偏壓至濾波電路1322，濾波電路1322輸出控制電壓vc至晶體管m1的控制端13以使晶體管m1從第一端11導(dǎo)通第一電流至第二端12(亦即接地端)。在此實施例中，晶體管m2可為n型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、p型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、雙極性結(jié)型晶體管(bjt)或是任何等效的晶體管，本申請并不以此為限。

當(dāng)輸出電壓vout穩(wěn)定無過壓現(xiàn)象時，節(jié)點q的電位為控制電壓vc，晶體管m1從第一端11導(dǎo)通第一電流至第二端12。當(dāng)輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象時，濾波電路131耦接第一端1311增加的電壓差δv1至第二端1312。換言之，濾波電路131依據(jù)第一端1311增加的電壓差δv1，對應(yīng)地增加第二端1312的電位差δv2以使晶體管m1從第一端11導(dǎo)通第二電流至第二端12，以將輸出電壓降回vout。如上述，第二電流大于第一電流。

參閱圖3，圖3是根據(jù)本申請一實施例繪示的一種穩(wěn)壓器的示意圖。圖3的穩(wěn)壓器包含如圖1所示的驅(qū)動電路110與放大電路120，然而過壓保護電路330經(jīng)由節(jié)點p、r耦接驅(qū)動電路110。詳言之，當(dāng)過壓現(xiàn)象發(fā)生時，升高的輸出電壓vout+δv1經(jīng)由反饋電路150、放大電路120造 成節(jié)點r的電位上升為vg+δv’。于此實施例中，過壓保護電路130檢測節(jié)點r的電位控制電壓vg(亦即間接檢測輸出電壓vout)以避免輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象。

圖3所示的穩(wěn)壓器操作類似于圖1所示的穩(wěn)壓器操作，以下僅就不同之處說明。當(dāng)輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象時，濾波電路331用以依據(jù)驅(qū)動電路110的控制端1103(亦即節(jié)點r)增加的電壓差δv’對應(yīng)地將控制電壓vc增加電壓差δv”。換言之，過壓現(xiàn)象發(fā)生時，節(jié)點q的電位上升為vc+δv”。晶體管m1的控制端13接收上升的控制電壓vc+δv”而開啟，對應(yīng)控制端13電位vc+δv”產(chǎn)生第二電流導(dǎo)通驅(qū)動電路110的輸出端1102與接地端，以釋放輸出電壓vout多余的能量。因此，開關(guān)電路133有效地解決過壓現(xiàn)象以將節(jié)點p的電位降回vout并將節(jié)點q的電位降回vc。

在一些實施例中，電壓差δv’等于或大于電壓差δv”。

參閱圖4，圖4是根據(jù)本申請一實施例繪示的一種穩(wěn)壓器的示意圖。圖4的穩(wěn)壓器包含如圖3所示的驅(qū)動電路110、放大電路120與過壓保護電路330，其中開關(guān)電路133可為晶體管m1，驅(qū)動電路110可為晶體管m2，濾波電路331可為電容器，濾波電路1322可為電阻器。濾波電路331具有第一端3311與第二端3312，第一端3311耦接驅(qū)動電路110的控制端1103(亦即節(jié)點r)，第二端1312耦接晶體管m1的控制端13。偏壓電源1321提供偏壓至濾波電路1322，濾波電路1322輸出控制電壓vc至晶體管m1的控制端13以使晶體管m1從第一端11導(dǎo)通第一電流至第二端12(亦即接地端)。

圖4所示的穩(wěn)壓器操作類似于圖2所示的穩(wěn)壓器操作，以下僅就不同的處說明。當(dāng)輸出電壓vout發(fā)生過壓現(xiàn)象時，濾波電路131耦合第一端3311(亦即節(jié)點r)增加的電壓差δv’至第二端3322。換言之，濾波電路331 依據(jù)第一端3311增加的電壓差δv’，對應(yīng)地將第二端3312增加電位差δv”以使晶體管m1從第一端11導(dǎo)通第二電流至第二端12以將輸出電壓降回vout。如上述，第二電流大于第一電流。

須注意到的是，上述濾波電路331可為電容器或其他高通濾波電路，濾波電路1322可為電阻器或其他低通濾波電路，本申請并不以此為限。

綜上所述，本申請?zhí)峁┓乐馆敵鲭妷喊l(fā)生過壓現(xiàn)象的穩(wěn)壓器。本申請的穩(wěn)壓器可直接或間接檢測輸出電壓增加的電位差，藉以適當(dāng)釋放驅(qū)動電路輸出端多余的能量，因此可有效避免過壓現(xiàn)象造成電路的損害。

雖然本申請已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本申請，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本申請的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本申請的保護范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求范圍所界定者為準。

【符號說明】

110：驅(qū)動電路

1101：輸入端

1102：輸出端

1103：控制端

120：放大電路

130：過壓保護電路

131、1322、331：濾波電路

1311、3311：第一端

1312、3312：第二端

132：偏壓電路

1321：偏壓電源

133：開關(guān)電路

140：負載

150：反饋電路

m1、m2：晶體管

11：第一端

12：第二端

13：控制端

p、q、r：節(jié)點

vin：輸入電壓

vout：輸出電壓

vc、vg：控制電壓

vref：參考電壓，