稳压电路及用来提供经过调节输出电压的方法技术

本发明专利技术提供一种稳压电路及用来提供经过调节输出电压的方法。所述稳压电路包含有：稳压器、转换电路、电容装置、第一电流镜模块、以及第二电流镜模块。所述稳压器具有第一输出以及第二输出。所述转换电路用来将所述导通电压转换成第一电流与第二电流，其中所述第一电流会对所述电容装置进行充电／放电。所述第一电流镜模块的第一电流镜路径耦接至所述第一转换节点。所述第二电流镜模块的第一电流镜路径耦接至所述第二转换节点，而所述第二电流镜模块的第二电流镜路径耦接至所述第一输出。

Voltage stabilizing circuit and method for providing regulated output voltage

The present invention provides a voltage stabilizing circuit and a method for providing regulated output voltage. The voltage stabilizing circuit comprises a voltage stabilizer, a converting circuit, a capacitor device, a first current mirror module and a second current mirror module. The voltage regulator has a first output and a second output. The conversion circuit is used to convert the turn-on voltage into a first current and a second current, wherein the first current charges / discharges the capacitor device. The first current mirror path of the first current mirror module is coupled to the first conversion node. The first current mirror path of the second current mirror module is coupled to the second conversion node, and the second current mirror path of the second current mirror module is coupled to the first output.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致上是有关于稳压(voltage regulation)，尤指一种能将负尖峰 (undershoot)效应最小化的线性稳压电路(linear voltage regulating circuit) 及其方法，具体来说是关于一种稳压电路及用来提供经过调节输出电压的方 法。
技术介绍
耦接于电压供应源与负载装置之间的稳压器，常被用来提供一个足够稳 定的输出电流以维持对负载装置的驱动能力。当负载装置遇到快速的负载电 流变化时，也就是当电流需求(current draw)或是负载阻抗在大负载与小负载 之间变动时，传统的稳压器便会有一些缺点。图1所示即为现有技术中这样 的一个传统稳压器100。当负载装置遇到大负载与小负载之间的快速变动时， 现有技术的稳压器100便会产生负尖峰(undershoot)的问题。此稳压器100 具有耦接于供应电压Vee与输出电压VouT的导通晶体管(pass transistor) MPX;耦接至导通晶体管MPx的放大器A"其通过比较参考电压Vref与反 馈电压Vra来控制导通晶体管MPx的响应；以及连接于输出电压Vout与放 大器Ai之间的反馈电路，其作用为传递反馈电压Vra。此夕卜，输出电压VouT 耦接至一个由负载电阻RESR与负载电容CL所仿真的负载装置，输出电压VoUT可感应产生一个负载电流Iload。当从大负载变成小负载时，由于负载瞬时响应(transientresponse)中的 回路频宽(loopbandwidth)限制，稳压器lOO无法及时关闭导通晶体管MPx。 于是从导通晶体管MPx产生了一个大电流，并且立即对负载电容充电而 拉高输出电压VouT。这迫使稳压器100进入电压过载的情况。在通过稳压器回路来稳定电压过载情况的同时，输出电压VouT仍应维持够高的电压以关闭导通晶体管MPx。然而，利用电阻&以及R2所构成的反馈网络会使得因电 压过载而储存在负载电容的电荷呈现指数级的衰减。在移除输出电流负载 后直到放大器Ai产生适当响应的期间，此时的输出电压仍处于不稳定的状 态。同时，若是负载装置会消耗输出电流，例如负载电流Iload在大负载与 小负载间变动的情况下，输出电流将只能由负载电容CL所供应。这就会降低输出电压Vour。当输出电压VouT低于所需的电压电平时，稳压器回路便会启动以使输出 电压Vour恢复至所需的电压电平。然而由于回路频宽的限制，在导通晶体管 MPx被打开前，输出电压VouT便会供应一个负尖峰电压至负载装置。此外，当本来关闭的导通晶体管MPx在被打开之后，导通晶体管MPX的栅极因具有大的电容而会消耗大量的电流。这会进一步恶化输出电压VouT的负尖峰效 应。因此具负尖峰的输出电压VouT会严重妨害负载装置的运作。在第5，894，227号美国专利中揭露了一种稳压器;为了控制一个放电晶体 管MPD，其利用一个比较器Cl来比较导通晶体管的栅极电压与参考电压 VTRIP以控制放电晶体管(discharge transistor)MPD。然而随着制造程序的差 异，参考电压VTRIP有时会被设得太高。这不仅影响放电晶体管MPD的运 作，也降低了在小负载下的整体稳压效率。其余现有技术的稳压器，例如在第5,966,004号美国专利以及第6，201，375 号美国专利所叙述的稳压器，在输出电压高于参考电压时，都利用一个具有 补偿电压(offset voltage)的稳压器回路来开启放电晶体管。虽然稳压器回路 可以快速地对起始的输出电压进行放电，此稳压器仍会遭遇上述相同的问题。 当输出电压变得比参考电压还小时，其放电路径便与第5,894,227号美国专利 所叙述的放电路径相同。既然放电路径依然是由电阻网络所组成，通过此稳 压回路来使电压由不稳定状态恢复到稳定状态的速度并不会比较快。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一在于提供一种能将负尖峰(undershoot)效应最小化的线性稳压电路(linear voltage regulating circuit)及其方法。本电路可 使输出电压快速地由正尖峰状态恢复，并在正常的情况下提供适当的电压调 节。本专利技术的一个实施方式揭露一种用来提供被调节的输出电压(regulated output voltage)的稳压电路。所述稳压电路包含有稳压器，其具有第一输 出，可产生所述被调节的输出电压，以及第二输出，可产生导通电压(pass voltage);转换电路，用来将所述导通电压转换成第一电流与第二电流，而 所述第一电流与所述第二电流分别流经所述第一转换节点以及所述第二转换 节点；电容装置，耦接至所述第一转换节点；第一电流镜模块，所述第一电 流镜模块的第一电流镜路径耦接至所述第一转换节点，而所述第一电流镜模 块的第二电流镜路径耦接至所述第二转换节点；以及第二电流镜模块，所述 第二电流镜模块的第一电流镜路径耦接至所述第二转换节点，而所述第二电 流镜模块的第二电流镜路径耦接至所述第一输出。所述电容装置可以在充电 /放电期间维持第一电流镜模块的运作以使输出电压从正尖峰状态恢复平 稳。当负载装置由大负载变成小负载时，输出会恢复至受调节的状态。本专利技术另揭露一种用来提供被调节的输出电压的方法,所述方法包含有-(a)提供稳压器，所述稳压器具有第一输出，可产生所述被调节的输出电压， 以及第二输出，可产生导通电压；(b)将所述导通电压转换成第一电流与第 二电流，并使所述第一电流与所述第二电流分别通过第一转换节点与第二转 换节点；(c)将电容装置耦接至所述第一转换节点；(d)将第一电流镜路径耦 接至所述第一转换节点，以及将第二电流镜路径耦接至所述第二转换节点， 其中所述第一电流镜路径对应于所述第二电流镜路径；以及(e)将第三电流 镜路径耦接至所述第二转换节点，以及将第四电流镜路径耦接至所述第一输 出，其中所述第三电流镜路径对应于所述第四电流镜路径。本专利技术提供的电路与方法在负载变化时具有更佳的稳压效果。附图说明图1是现有技术的稳压器。图2所示为根据本专利技术的第一实施方5^万衝共的一种线性稳压电路的电路图。 图3所示为根据本专利技术的第二实施方式所提供的一种线性稳压电路的电 路图。图4所示为根据本专利技术的第三实施方式所提供的一种线性稳压电路的电 路图。图5所示为根据本专利技术的第四实施方式所提供的一种线性稳压电路的电 路图。图6为根据本专利技术的第五实施方式的一种用来提供被调节的输出电压 (regulated output voltage )的方、法的流程图。具体实施例方式在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来称呼特定的元件。本领域 的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。 本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元 件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提 及的"包含"是开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于"。此外，"耦 接" 一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第 一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通 过其它装置或连接手段间接地电气连接到第二装置。图2所示为根据本专利技术的第一实施方式所提供的一种线性稳压电路200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳压电路，其特征在于，所述的稳压电路用来提供被调节的输出电压，所述稳压电路包含有：稳压器，其具有第一输出，可产生所述被调节的输出电压，以及第二输出，可产生导通电压；转换电路，耦接至所述稳压器，用来将所述导通电压转换成第一 电流与第二电流，其中所述转换电路具有电压输入节点、第一转换节点以及第二转换节点，而所述电压输入节点耦接至所述第二输出，用来接收所述导通电压，所述第一电流流经所述第一转换节点，以及所述第二电流流经所述第二转换节点；电容装置，耦接至所述 第一转换节点；第一电流镜模块，所述第一电流镜模块的第一电流镜路径耦接至所述第一转换节点，而所述第一电流镜模块的第二电流镜路径耦接至所述第二转换节点；以及第二电流镜模块，所述第二电流镜模块的第一电流镜路径耦接至所述第二转换节点 ，而所述第二电流镜模块的第二电流镜路径耦接至所述第一输出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈弘易，楼志宏，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]