具有软启动电路的低压差稳压器制造技术

本实用新型专利技术题为“具有软启动电路的低压差稳压器”。根据一个方面，低压差(LDO)稳压器包括：差分放大器；通道晶体管，所述通道晶体管耦接到所述差分放大器的输出部，其中所述通道晶体管被配置为提供所述LDO稳压器的输出电压；以及软启动电路，所述软启动电路耦接到所述差分放大器。所述软启动电路被配置为调节软启动驱动信号以在所述LDO稳压器的启动操作期间基于所述输出电压来控制所述输出电压的斜率。

Low Differential Regulator with Soft Start Circuit

【技术实现步骤摘要】
具有软启动电路的低压差稳压器
本说明书涉及在启动时改善低压差(LDO)稳压器的操作。
技术介绍
在启动操作期间，LDO稳压器的输出电压可具有相对较陡的电压斜坡，这可能不适用于一些应用。
技术实现思路
根据一个方面，低压差(LDO)稳压器包括：差分放大器；通道晶体管，该通道晶体管耦接到差分放大器的输出部，其中该通道晶体管被配置为提供LDO稳压器的输出电压；以及软启动电路，该软启动电路耦接到差分放大器。软启动电路被配置为调节软启动驱动信号以在LDO稳压器的启动操作期间基于输出电压来控制输出电压的斜率。根据一些方面，LDO稳压器可包括以下特征中的一个或多个(或它们的任何组合)。软启动电路可包括钳位电容器，并且该钳位电容器上的电压斜率是软启动驱动信号，使得电压斜率在LDO稳压器的启动操作期间改变至少一次。该启动操作可包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，其中软启动驱动信号具有在第二阶段中不同于第一阶段或第三阶段中的至少一者的电压斜率。第一阶段、第二阶段和第三阶段中的至少一者具有由输出电压的值确定的持续时间。软启动驱动信号可包括第一阶段期间的第一电压斜率、第二阶段期间的第二电压斜率以及第三阶段期间的第三电压斜率，其中第一电压斜率不同于第二电压斜率，并且第三电压斜率不同于第二电压斜率。差分放大器可包括N沟道金属氧化物半导体(NMOS)放大器，并且通道晶体管可包括P沟道晶体管。差分放大器可包括P沟道金属氧化物半导体(PMOS)放大器，并且通道晶体管可包括N沟道晶体管。差分放大器可包括被配置为接收基准电压的第一输入部，以及被配置为接收输出电压的第二输入部。LDO稳压器可包括驱动器，该驱动器耦接到差分放大器和通道晶体管。根据一个方面，LDO稳压器包括差分放大器；通道晶体管，该通道晶体管耦接到差分放大器的输出部，其中该通道晶体管被配置为提供LDO稳压器的输出电压；以及软启动电路，该软启动电路耦接到差分放大器。软启动电路包括钳位电容器，该钳位电容器被配置为在LDO稳压器的启动操作期间被充电以控制输出电压的升高。软启动电路被配置为使钳位电容器具有启动操作的第一阶段中的第一电压斜率以及启动操作的第二阶段中的第二电压斜率，其中第二电压斜率不同于第一电压斜率。第一阶段或第二阶段中的至少一者具有基于输出电压的值来确定的持续时间。根据一些方面，LDO稳压器可包括以上和/或以上特征中的一个或多个(或它们的任何组合)。软启动电路被配置为响应于启用信号而确定第一阶段的启动，并且软启动电路被配置为响应于输出电压超过第一电压阈值而确定第二阶段的启动。软启动电路被配置为使钳位电容器具有启动操作的第三阶段中的第三电压斜率，其中第三电压斜率不同于第二电压斜率。软启动电路被配置为响应于输出电压超过第二电压阈值而确定第三阶段的启动。软启动电路可包括第一电流源和第二电流源，其中第一电流源和第二电流源选择性地耦接到钳位电容器。差分放大器可包括被配置为接收基准电压的第一输入部，以及被配置为接收输出电压的第二输入部。输出电压在启动操作之后达到标称值，其中该标称值基本上等于或大于基准电压。LDO稳压器可包括驱动器，该驱动器耦接到差分放大器和通道晶体管。根据一个方面，用于操作LDO稳压器的方法包括在LDO稳压器的启动操作期间对软启动电路的钳位电容器进行充电，其中该充电包括在启动操作的第一阶段期间生成钳位电容器上的第一电压斜率；在启动操作的第二阶段期间生成钳位电容器上的第二电压斜率，其中第二电压斜率不同于第一电压斜率；以及在启动操作的第三阶段期间生成钳位电容器上的第三电压斜率，其中第三电压斜率不同于第二电压斜率。该方法包括基于第一电压斜率、第二电压斜率和第三电压斜率来升高LDO稳压器的输出电压。在一些示例中，该方法包括响应于输出电压超过第一电压阈值而启动第二阶段。在一些示例中，该方法包括响应于输出电压超过第二电压阈值而启动第三阶段。一个或多个实施方式的细节在随附附图和以下描述中阐明。其他特征将从说明书和附图中以及从权利要求中显而易见。附图说明图1A示出了根据一个实施方式的低压差(LDO)稳压器。图1B示出了根据一个实施方式的LDO稳压器的软启动电路。图2示出了根据另一个实施方式的LDO稳压器。图3示出了根据另一个实施方式的LDO稳压器。图4示出了根据一个实施方式的在具有软启动电路的LDO稳压器的启动期间信号的瞬态响应的曲线图。图5示出了根据另一个实施方式的LDO稳压器。图6示出了根据另一个实施方式的在具有软启动电路的LDO稳压器的启动操作期间信号的瞬态响应的曲线图。图7示出了根据另一个实施方式的在具有软启动电路的LDO稳压器的启动操作期间信号的瞬态响应的曲线图。图8示出了根据另一个实施方式的与常规LDO稳压器相比在具有本文所讨论的软启动电路的LDO稳压器的启动操作期间信号的瞬态响应的曲线图。图9示出了根据一个实施方式的流程图，该流程图描绘了LDO稳压器在启动操作期间的示例性操作。具体实施方式本公开涉及具有软启动电路的低压差(LDO)稳压器，该软启动电路基于LDO稳压器的输出电压来在启动操作期间控制LDO稳压器的输出电压的驱动斜率。在一些示例中，LDO稳压器可包括差分放大器、耦接到差分放大器的输出的通道晶体管、以及软启动电路。软启动电路可耦接到差分放大器及LDO稳压器的输出电压。基于输出电压，软启动电路被配置为生成软启动驱动信号以在启动操作期间控制输出电压的斜率。软启动电路被配置为对实际输出电压作出反应，并且根据需要在启动操作过程期间改变驱动斜率。在一些实施方式中，被描述为耦接的元件可电耦接。在一些示例中，LDO稳压器可包括N沟道或P沟道输入差分放大器以及N沟道或P沟道通道晶体管。在一些示例中，由于N沟道差分放大器可能无法使用低输入电压来操作(或良好操作)，可使用输出级钳位(例如，由电压斜坡驱动的钳位电容器)。为了实现相对较低的输出电压斜率，在一些常规方法中，钳位可由相对较缓的电压斜坡驱动(例如，随时间推移缓慢升高)。然而，这些常规方法可引起一种或多种副作用，诸如启动操作的开始周期时相对较大的死区时间以及启动操作的结束周期时相对较长的稳定时间。在一些常规方法中，使用定时器来克服死区时间，但定时器测量(例如，仅测量)固定时间周期，并且可能不会对LDO稳压器的实际输出电压作出反应。然而，本文所讨论的LDO稳压器可使用软启动电路来相应地对实际输出电压作出反应并且根据需要改变驱动斜率。另外，在一些示例中，本文所讨论的LDO稳压器在启动时提供LDO输出电压的相对较低斜率。此外，在一些示例中，本文所述的LDO稳压器可减少浪涌电流，减少启动操作的时序(例如，缩短启动操作的持续时间)，减少电压过冲，和/或更快达到所需的电压。另外，在一些示例中，本文所述的LDO稳压器在启动操作期间可不使用定时器和/或预充电电路(例如，预充电电容器)。在一些示例中，启动操作包括三个接连发生的阶段。在一些示例中，这些阶段各自的持续时间取决于LDO稳压器的输出电压的值。第一阶段可在接收到启用信号时或左右(例如，LDO稳压器被激活时)开始，持续到输出电压开始升高时或左右的点。第二阶段是输出电压以所限定的斜率升高(例如，浪涌电流)时的时间周期。第三阶段在输出电压达到标称值(例如，电压基准或大于(或小于)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压差LDO稳压器，包括：差分放大器；通道晶体管，所述通道晶体管耦接到所述差分放大器的输出部，所述通道晶体管被配置为提供所述LDO稳压器的输出电压；和软启动电路，所述软启动电路耦接到所述差分放大器，所述软启动电路被配置为调节软启动驱动信号以在所述LDO稳压器的启动操作期间基于所述输出电压来控制所述输出电压的斜率。

【技术特征摘要】
2017.11.14 US 62/585,996;2018.08.27 US 16/113,9731.一种低压差LDO稳压器，包括：差分放大器；通道晶体管，所述通道晶体管耦接到所述差分放大器的输出部，所述通道晶体管被配置为提供所述LDO稳压器的输出电压；和软启动电路，所述软启动电路耦接到所述差分放大器，所述软启动电路被配置为调节软启动驱动信号以在所述LDO稳压器的启动操作期间基于所述输出电压来控制所述输出电压的斜率。2.根据权利要求1所述的LDO稳压器，其中所述软启动电路包括钳位电容器，并且所述钳位电容器上的电压斜率是所述软启动驱动信号，使得所述电压斜率在所述LDO稳压器的所述启动操作期间改变至少一次。3.根据权利要求1所述的LDO稳压器，其中所述启动操作包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述软启动驱动信号具有在所述第二阶段中不同于所述第一阶段或所述第三阶段中的至少一者的电压斜率，其中所述第一阶段、所述第二阶段和所述第三阶段中的至少一者具有由所述输出电压的值确定的持续时间。4.根据权利要求3所述的LDO稳压器，其中所述软启动驱动信号包括所述第一阶段期间的第一电压斜率、所述第二阶段期间的第二电压斜率、以及所述第三阶段期间的第三电压斜率，所述第一电压斜率不同于所述第二电压斜率，所述第三电压斜率不同于所述第二电压斜率。5.根据权利要求1所述的LDO稳压器，其中所述差分放大器包括被配置为接收基准电压的第一输入部，以及被配置为接收所述输出电压的第二输入部，所述LDO稳压器还包括：驱动器，所述驱动器耦接到所述差分放大器和所述通道晶体管。6.一种低压差LDO稳压器，包括：差分放大器；通道晶体管，所述通道晶体管耦接到所述差分放大器的输出部，所述通道晶体管被配置为提供所述LDO稳压器的输出电压；和软启动电路，所述软启动电路耦接到所述差分放大器，所述软启动电路包括钳位电容器，所述钳位电容器被配置为在所述LDO稳压器的启动操作期间被充电以控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·科特尔茨，J·耶日克，
申请(专利权)人：半导体组件工业公司，
类型：新型
国别省市：美国,US