專利名稱：電壓調節器的制作方法
技術領域：
本發明涉及從輸入電壓生成恒定電壓的電壓調節器。
背景技術：
一般情況下，手機等便攜式電子設備依靠充電式電池所提供的電力 而動作。充電式電池的輸出電壓根據充電狀態而變化。為了使便攜式電 子設備穩定動作，施加給便攜式電子設備的電壓必須恒定。因此，便攜 式電子設備具有不管充電式電池的輸出電壓如何都輸出恒定電壓的電壓 調節器。電壓調節器為了保護電路，具有限制輸出級的晶體管的沖擊電 流的沖擊電流限制電路。
此處，對以往的安裝了沖擊電流限制電路的電壓調節器進行說明。
圖4是表示以往的電壓調節器的概況的電路圖。
以往的電壓調節器具有比較基準電壓和將輸出電壓分壓后的分壓 電壓的放大電路25;流過與放大電路25的輸出電壓對應的漏極電流的輸
出級的晶體管T23;檢查用的晶體管T24;電流限制電路20，其根據晶 體管T24的漏極電流控制晶體管T23和晶體管T24的柵極電壓；開關電 路30,其切換晶體管T24的漏極電流輸入電流限制電路20的輸入路徑; 進行電壓調節器的接通/斷開控制的通斷電路26;以及對自電壓調節器接 通起的經過時間進行計數的計數器電路27。把通斷電路26、計數器電路 27和電流限制電路20稱為沖擊電流限制電路。
電流限制電路20具有第一輸出電流限制電路21和第二輸出電流限 制電路22。第一輸出電流限制電路21檢測第一電流限制值，進行晶體管 T23的漏極電流的限制。第二輸出電流限制電路22檢測大于第一電流限 制值的第二電流限制值，進行晶體管T23的漏極電流的限制。計數器電 路27根據經過時間控制開關電路30。幵關電路30使第一輸出電流限制
電路21連接晶體管T24，直到規定的經過時間為止，在超過規定的經過
時間后，使第二輸出電流限制電路22連接晶體管T24。 說明上述以往的電壓調節器的動作。
在電壓調節器接通后，通斷電路26開始放大電路25的動作，開始 計數器電路27的計數。為了將連接在輸出電壓端子上的外部電容器(未 圖示)快速充電，晶體管T23流過過大的漏極電流(沖擊電流)。晶體管 T24使與沖擊電流成比例的漏極電流流向電流限制電路20。開關電路30 根據計數器電路27的輸出，選擇第一輸出電流限制電路21。第一輸出電 流限制電路21在漏極電流大于等于第一電流限制值時，控制晶體管T23 和晶體管T24的柵極電壓，使得漏極電流變小。在電壓調節器接通后經 過規定的時間時，開關電路30根據計數器電路27的輸出，選擇第二輸 出電流限制電路22 (例如參照專利文獻l)。
專利文獻1日本特開2003—271251號公報
電壓調節器在輸入電壓緩慢上升時，不需要限制輸出級的晶體管的 漏極電流。但是，以往的電壓調節器在接通到經過規定的經過時間的期 間，電流限制值較小的第一輸出電流限制電路21限制輸出級的晶體管 T23的漏極電流。因此，由于不必要地限制漏極電流，所以對連接到輸出 電壓端子的外部電容器充電的電流減小，因此電壓調節器的輸出電壓的 上升時間延長。
發明內容
本發明的電壓調節器具有檢測輸入電壓的上升速度的檢測電路； 輸出輸出電流的輸出電路；連接在放大電路的輸出側，檢測輸出端子的 輸出電流的第一輸出電流檢測電路；連接檢測電路和第一輸出電流檢測 電路，控制輸出電路的第一輸出電流限制電路；連接在放大電路的輸出 側，檢測輸出端子的輸出電流的第二輸出電流檢測電路；以及連接第二 輸出電流檢測電路，控制輸出電路的第二輸出電流限制電路。
根據本發明的電壓調節器，第一輸出電流限制電路的第一輸出電流 限制值小于第二輸出電流限制電路的第二輸出電流限制值，檢測電路可
以只在輸入電壓上升速度急劇的情況下，使第一輸出電流限制電路動作。 因此，本發明的電壓調節器可以限制輸出電路的沖擊電流，并且可 以縮短輸出電壓的上升時間。
圖1是第1實施例的電壓調節器的方框圖。 圖2是檢測電路的電路圖。
圖3是第2實施例的電壓調節器的方框圖。 圖4是以往的電壓調節器的方框圖。
具體實施方式
[實施例1]
圖1是第1實施例的電壓調節器的方框圖。
第1實施例的電壓調節器具有比較基準電壓和將輸出電壓通過電 阻Rll和電阻R12分壓后的分壓電壓的放大電路6;柵極連接在放大電
路6的輸出側的輸出電路即PMOS晶體管T3;柵極連接在放大電路6的 輸出側的第一輸出電流檢測電路即PMOS晶體管T5;根據PMOS晶體管 T5的漏極電流控制PMOS晶體管T3的柵極電壓的第一輸出電流限制電 路1;柵極連接在放大電路6的輸出側的第二輸出電流檢測電路即PMOS 晶體管T4;根據PMOS晶體管T4的漏極電流控制PMOS晶體管T3的 柵極電壓的第二輸出電流限制電路2;以及檢測電壓調節器的輸入電壓的 上升速度，并控制第一輸出電流限制電路l的動作的檢測電路7。 第1實施例的電壓調節器按照下面說明的那樣進行動作。 放大電路6比較基準電壓和將輸出電壓通過電阻Rll和電阻R12分 壓后的分壓電壓，并輸出與比較結果對應的電壓。PMOS晶體管T3將與 放大電路6輸出的電壓(柵極電壓)對應的漏極電流作為輸出電流輸出 給輸出端子。第二輸出電流檢測電路即PMOS晶體管T4的柵極與PMOS 晶體管T3的柵極共同連接，所以使與輸出電流成比例的電流流向漏極。 第二輸出電流限制電路2根據PMOS晶體管T4的漏極電流控制PMOS
晶體管T3的柵極電壓。第一輸出電流檢測電路即PMOS晶體管T5的柵 極與PMOS晶體管T3的柵極共同連接，所以使與輸出電流成比例的電流 流向漏極。第一輸出電流限制電路1根據PMOS晶體管T5的漏極電流控 制PMOS晶體管T3的柵極電壓。此處，第一輸出電流限制電路的第一輸 出電流限制值被設定得小于第二輸出電流限制電路的第二輸出電流限制 值。另外，根據檢測電壓調節器的輸入電壓的上升速度的檢測電路7的 輸出，控制第一輸出電流限制電路動作。檢測電路7可以在輸入電壓的 上升速度急劇的情況下，使第一輸出電流限制電路動作。
首先，對電壓調節器起動時的輸入電壓的上升速度較快時的動作進 行說明。由于輸入電壓的上升速度較快，基準電壓快速上升，所以輸入 到放大電路6的反轉輸入端子的基準電壓相比輸入到非反轉輸入端子的 分壓電壓大幅提高。因此，放大電路6的輸出電壓降低，柵極電壓降低， 所以PMOS晶體管T3的漏極電流過大地增大(沖擊電流)。此處，檢測 電路7可以使第一輸出電流限制電路1動作。第一輸出電流限制電路1 在PMOS晶體管T5的漏極電流大于等于第一輸出電流限制值時，控制 PMOS晶體管T3的柵極電壓，減小漏極電流(沖擊電流)。第一輸出電 流限制電路1的第一輸出電流限制值被設定得小于第二輸出電流限制電 路2的第二輸出電流限制值，所以能夠進一步加快限制沖擊電流的速度。
另外，在電壓調節器起動后經過規定的經過時間后，檢測電路7使 第一輸出電流限制電路1停止動作，只有第二輸出電流限制電路2動作。
下面，對電壓調節器起動時的輸入電壓的上升速度較慢時的動作進 行說明。由于輸入電壓的上升速度較慢，基準電壓緩慢上升，所以輸入 到放大電路6的反轉輸入端子的基準電壓相比輸入到非反轉輸入端子的 分壓電壓沒怎么提高。因此，放大電路6的輸出電壓提高，柵極電壓提 高，所以PMOS晶體管T3的漏極電流沒怎么增大。并且，由于輸入電壓 的上升速度在緩慢上升，所以檢測電路7使第一輸出電流限制電路1停 止動作，只有第二輸出電流限制電路2動作。第二輸出電流限制電路2 的第二輸出電流限制值被設定得大于第一輸出電流限制電路1的第一輸 出電流限制值，所以PMOS晶體管T3的漏極電流容易流過，電壓調節器
的輸出電壓的上升時間縮短。
圖2是表示檢測電路7的一例的電路圖。
檢測電路7具有 一端被輸入了輸入電壓的電容器C14;耗盡型
NMOS晶體管T15，其漏極電極連接在電容器C14的另一端，柵極電極 和源極電極被接地；以及增強型NMOS晶體管T16，其漏極電極連接在 第一輸出電流限制電路1上，柵極電極連接在電容器C14的另一端，源 極電極被接地。
增強型NMOS晶體管T16控制第一輸出電流限制電路1的動作的開 始和停止。電容器C14和耗盡型NMOS晶體管T15控制增強型NMOS 晶體管T16的柵極電壓。
在輸入電壓調節器的輸入電壓時，電容器C14被充電了電荷，增強 型NMOS晶體管T16的柵極電壓上升。在輸入電壓的上升較快時，電容 器C14的充電速度快于通過耗盡型NMOS晶體管T15實施的放電。因此， 在增強型NMOS晶體管T16的柵極電壓上升并超過閾值時，增強型 NMOS晶體管T16導通，可以使第一輸出電流限制電路1動作。
然后，耗盡型NMOS晶體管T15使電容器C14的電荷慢慢放電。增 強型NMOS晶體管T16的柵極電壓緩慢降低，在低于閾值時，增強型 NMOS晶體管T16截止，使第一輸出電流限制電路1停止動作。
另外，電壓調節器的輸入電壓的上升速度的檢測電平和第一輸出電 流限制電路l的動作時間，根據電容器C14的電容值、耗盡型NMOS晶 體管T15的驅動能力和增強型NMOS晶體管T16的閾值來設定。
圖3是第2實施例的電壓調節器的方框圖。第2實施例的電壓調節 器構成為對第1實施例的電壓調節器追加通斷電路13。
通斷電路13進行電壓調節器的接通/斷開控制。通斷電路13的輸出 側連接放大電路6和檢測電路7。通斷電路13根據來自外部的信號等， 向放大電路6和檢測電路7輸出控制信號，進行電壓調節器的接通/斷開 控制。
第2實施例的電壓調節器按照以下所述進行動作。
在電壓調節器接通時，通斷電路13向放大電路6和檢測電路7輸出 控制信號，接通電壓調節器。檢測電路7檢測輸入電壓的上升速度，在
檢測到輸入電壓的急劇上升時，使第一輸出電流限制電路1動作。 以后的動作與第1實施例的電壓調節器相同。
權利要求
1.一種電壓調節器，其特征在于，所述電壓調節器具有分壓電路，其連接在輸出端子上，分壓輸出電壓；放大電路，其輸入基準電壓和所述分壓電路的分壓電壓，并輸出用于控制輸出電路的信號；檢測電路，其連接在電壓輸入端子上，檢測輸入電壓的上升速度；第一輸出電流檢測電路，其連接在所述放大電路的輸出側，檢測所述輸出端子的輸出電流；第一輸出電流限制電路，其連接所述檢測電路和所述第一輸出電流檢測電路，控制所述輸出電路；第二輸出電流檢測電路，其連接在所述放大電路的輸出側，檢測所述輸出端子的輸出電流；以及第二輸出電流限制電路，其連接所述第二輸出電流檢測電路，控制所述輸出電路，所述第一輸出電流限制電路的第一輸出電流限制值小于所述第二輸出電流限制電路的第二輸出電流限制值，所述檢測電路可以在所述輸入電壓的上升速度急劇的情況下，使所述第一輸出電流限制電路動作。
3. 根據權利要求1或2所述的電壓調節器，其特征在于，所述檢測電路具有電容器，其一個端子連接所述電壓輸入端子；恒流源，其連接所述電容器的另一個端子；以及開關電路，其根據所述電容器的另一個端子的電壓來控制開閉。
4. 根據權利要求3所述的電壓調節器，其特征在于，所述恒流源由 柵極和源極接地的耗盡型NMOS晶體管構成。
5. 根據權利要求3所述的電壓調節器，其特征在于，所述開關電路 由NMOS晶體管構成，該NMOS晶體管的柵極與所述電容器和所述恒流 源的連接點連接，其漏極連接所述第一輸出電流限制電路。
全文摘要
本發明提供一種電壓調節器，其可以限制輸出電路的沖擊電流，而且縮短輸出電壓的上升時間。所述電壓調節器具有控制輸出電路的第一輸出電流限制電路和第二輸出電流限制電路，以及檢測輸入電壓的上升速度的檢測電路，檢測電流值較低的第一輸出電流限制電路由檢測電路控制其動作。
文檔編號H02J7/10GK101109971SQ200710104648
公開日2008年1月23日 申請日期2007年5月28日 優先權日2006年7月18日
發明者鈴木照夫 申請人:精工電子有限公司