電壓調節器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型的實施例涉及電壓調節器，并且更具體地，涉及具有軟啟動和電流限制電路的N溝道輸入對電壓調節器。
【背景技術】
[0002]電壓調節器向負載提供穩定的、幾乎恒定的(經調節的)電源電壓，試圖將經調節的電源電壓保持在幾乎恒定的值，而不管負載的電流需求。電壓調節器被使用于復雜的電子系統以在電源電壓被提供給其他電路組件之前調節電源電壓。電路設計者必須評估的諸多問題之一是首次施加電源時電路設計如何表現。在啟動時可能發生意外事件。電容器必須被充電，并且所有的集成電路(IC)從非活躍狀態改變到活躍的狀態。經常地，幾個電壓調節器對同一電路提供功率，并且每個電壓調節器在啟動時必須按照順序。控制電壓調節器的輸出電壓在啟動時的轉換速度降低對電路組件的應力，并且允許電路設計者將啟動電壓速率調整至電路所需要的水平。
[0003]負載的電子系統經常需要電壓調節器以提供對電壓源的軟啟動控制。在啟動時的軟啟動電路控制電源電壓，從而電源電壓以受控的轉換速度提升到操作電壓。軟啟動電路可以控制電容器中涌入的電流、最小化負載浪涌、以及降低電壓源對操作電壓過沖的可能性。軟啟動電子線路可以采取很多形式。一種具體的實施方式使用包括N溝道晶體管的輸入對的誤差放大器。N型晶體管使實現軟啟動功能變得困難，因為N型晶體管不能太慢地擺動。N型輸入放大器的輸入范圍不能接近接地軌，并且調節器使用N型晶體管的反饋環只有在輸出電壓超過某一閾值電壓時才有效。
[0004]特定類型的電壓調節器，被稱為“跟蹤調節器”，鏡像或者“跟蹤”另一電壓源的輸出電壓。換句話說，跟蹤調節器產生跟隨初級電壓調節器輸出的電壓的次級電壓源。跟蹤調節器對于產生具有與另一調節器相同的電源電壓的第二電壓源是有用的。在跟蹤調節器啟動期間需要軟啟動功能以限制涌入電流和過沖電壓。但是當跟蹤調節器的誤差放大器使用N溝道晶體管時，實現跟蹤調節器的軟啟動是困難的。此外，N溝道晶體管的輸入不能擺動太慢，或者接近接地軌，以便跟蹤調節器能夠正常操作，因為具有N型晶體管的跟蹤調節器的反饋環只有在調節器輸出電壓超過N溝道晶體管的柵極至源極電壓的時候才有效。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本領域有需要引入一種新型的電壓調節器，其能夠實現軟啟動功能以限制涌入電流和過沖電壓，同時允許使用N溝道晶體管的誤差放大器，從而提高電壓調節器的性能。
[0006]以簡化的形式提供本【實用新型內容】以介紹選定的概念，在下文的具體實施例中會進一步描述。本實用新型部分不是旨在明確所請求保護的主題的關鍵特征或者本質特征。也不是旨在特別地將所有實施例限制為具體的特征。
[0007]根據本公開的一個方面，提供了一種電壓調節器，其用于產生調節器輸出信號。該電壓調節器包括:軟啟動電路，包括至少一個P型晶體管，所述軟啟動電路被配置以接收可變斜坡電壓信號和軟啟動反饋信號；誤差放大器，包括至少一個N型晶體管，用于接收正常操作反饋信號；以及控制邏輯，配置以在操作的軟啟動模式期間改變所述可變斜坡電壓信號以逐漸增加所述調節器輸出信號并且在操作的正常操作模式期間保持所述調節器輸出信號。
[0008]根據本公開的一個實施例，該電壓調節器進一步包括晶體管，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節器輸出信號處的電流或者電壓。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從起始電壓增加到所述至少一個N型晶體管的閾值電壓。進一步可選地，所述控制邏輯被配置為在特定的時間框內逐漸將所述可變斜坡電壓信號從所述起始電壓增加到所述至少一個N型晶體管的所述閾值電壓。
[0009]根據本公開的一個實施例，所述軟啟動反饋電路被配置為從所述調節器輸出信號產生所述軟啟動反饋信號。
[0010]根據本公開的一個實施例，該電壓調節器進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節器輸出信號產生所述正常操作反饋信號。
[0011]根據本公開的一個實施例，所述調節器輸出信號被提供給配置為跟蹤所述電壓調節器的所述輸出信號的跟蹤電壓調節器。可選地，所述跟蹤電壓調節器包括:第一運算放大器，具有N型晶體管輸入，其中一個輸入接收所述調節器輸出信號；和第二運算放大器，具有P型晶體管輸入，用于接收第二可變電壓信號并被配置為產生在軟啟動操作期間使用的電壓信號。可選地，所述跟蹤電壓調節器被配置為執行所述軟啟動操作，同時所述第二可變電壓信號保持在所述第二運算放大器的所述P型晶體管輸入的至少一個的所述閾值電壓之內。進一步可選地，所述跟蹤電壓調節器被配置為從軟啟動模式轉換到正常操作模式，在所述正常操作模式中所述跟蹤調節器跟蹤所述調節器輸出信號。
[0012]根據本公開的另一方面，提供了一種電壓調節器，用于產生輸出電壓信號并被配置為操作在軟啟動模式和正常操作模式之下。該電壓調節器包括:放大器，包括一對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的第一反饋信號；軟啟動電路，包括一對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，而第二 P型晶體管被配置為接收第二反饋信號；以及控制邏輯，被配置為改變所述可變斜坡電壓信號并且因此使得所述輸出電壓信號:(I)在所述軟啟動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]根據本公開的一個實施例，所述控制邏輯在所述軟啟動模式期間逐漸增加所述可變斜坡電壓信號。
[0014]根據本公開的一個實施例，所述控制邏輯在所述軟啟動模式期間在特定的時間框內逐漸增加所述可變斜坡電壓信號。
[0015]根據本公開的一個實施例，該電壓調節器包括: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；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達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。可選地，所述電壓水平等于所述參考電壓輸入信號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]根據本公開的一個實施例，所述控制邏輯包括:控制器；以及由所述控制器可執行的指令所實施的存儲器，用于發送所述可變斜坡電壓信號的變化，因此使得所述輸出電壓信號在所述軟啟動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]根據本公開的又一方面，提供了一種電壓調節器，用于產生輸出電壓信號并被配置為操作在軟啟動模式和正常操作模式。該電壓調節器包括:第一運算放大器，包括一對N型晶體管并被配置為接收基于所述輸出電壓信號的反饋信號；第二運算放大器，包括一對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，并且第二 P型晶體管被配置為接收軟啟動反饋信號；以及控制邏輯，配置為改變所述可變斜坡電壓信號并且因此使得所述輸出電壓信號在所述軟啟動模式期間從起始電壓逐漸增加到操作電壓。
[0018]根據本公開的一個實施例，所述控制邏輯被配置為通過線性增加所述可變斜坡電壓信號來改變所述可變斜坡電壓信號。
[0019]根據本公開的一個實施例，該電壓調節器包括耦合到所述第一運算放大器的所述輸出的第三P型晶體管。可選地，該電壓調節器進一步包括耦合到所述第二運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]通過本公開的實施例，實現了軟啟動功能和具有N溝道晶體管的誤差放大器的同時使用，這樣使得電壓調節器能夠以良好的性能在軟啟動模式和正常操作模式操作。
【附圖說明】
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