用于ldo调节器的慢启动的制作方法_2

文档序号:9650554阅读:来源:国知局
的线性斜坡轮廓,在启动阶段期间,被传输晶体管110汲取的电流In,在本文中也被表示成“充电电流”,如图2所示近似恒定。
[0026]在LD0调节器的实际实施方式中,可以在差分放大器120和传输晶体管110之间插入缓冲器(未在图1中示出)。例如,缓冲器可以是带有驱动与传输晶体管110关联的潜在地大的栅极电容的足够能力的低阻抗驱动器。在某些实施方式中,与LD0关联的晶体管的栅极电压,例如诸如出现在这种缓冲器的输入或输出处的电压,可能初始地未被良好控制并且可能在启动时导致传输晶体管110被突然接通,导致不期望的突入电流。
[0027]图3示出了图示上文描述的突入电流的示图。注意,图3仅是为了解释的目的而示出并且不旨在限制本公开的范围。
[0028]在图3中,参考电压Vref具有与参考图2描述的相似的线性斜坡轮廓。然而,在调节器101中的各种非理想瞬变机制,例如,如上文描述的,与驱动传输晶体管110的缓冲器关联的未定义的栅极电压等,可能在t0时刻或之后不久导致大突入电流。例如,在图3中,在从to到tl的初始启动阶段期间,In达到高达Imax的值,该值远大于期望的充电电流II。伴随着In的瞬变行为,输出电压Vout也偏离如在图2中示出的线性增加的斜坡轮廓。
[0029]参考图3描述的突入电流可能不期望地扰乱电源轨并且可能不利地影响耦合到电源轨的设备中的其他电路装置。考虑到如上文描述的现有技术调节器的局限性,期望为LD0调节器提供用于提供良好控制的充电电流的技术。
[0030]图4图示了根据本公开的用于LD0调节器的启动电路装置的示例性实施例400。注意,图4仅是为了解释的目的而示出并且不旨在将本公开的范围限制于任何特定示例性实施例。
[0031]在图4中,在启动阶段期间,传输开关410被数字信号425a控制。在示例性实施例中,传输开关410可以是例如NM0S或PM0S传输晶体管。数字信号425a是比较器420的输出420a的延迟版本,如果Vref大于Vdiv,则比较器420输出逻辑“高”信号并且否则如果Vref小于Vdiv,则比较器420输出逻辑“低”信号。在示例性实施例中,信号425a的逻辑高将传输开关410闭合,而信号420a的逻辑低将传输开关断开。当传输晶体管410接通时,通常将向负载CL提供具有预定幅度Ipulse的电流(例如由电流源405提供)。
[0032]注意,在图4中示出的延迟元件425不必须与显式地提供的延迟元件相对应,并且可以被理解成简单地模拟在系统中存在的任何传播延迟效果。例如,延迟元件425可以代表由例如比较器420、开关410等引入的延迟。在某些示例性实施例中,延迟元件425可以是显式地提供的延迟元件。
[0033]在某些示例性实施例中,比较器420可以被实施成例如高增益差分放大器。在备选的示例性实施例中,反而可以采用不是高增益放大器的特定和专用的比较器电路。
[0034]图5示出了根据本公开的示例性实施例的LD0调节器中的信号的解释性的示图。注意,图5仅是为了解释的目的而示出并且不旨在限制本公开的范围。
[0035]在图5中,在从t0时刻到11时刻的启动阶段期间,一系列电流脉冲,每个脉冲具有统一的幅度Ipulse,通过开关410被供应到负载CL。该系列电流脉冲由如在之前在上文描述的响应Vref和Vdiv之间的比较的比较器420的输出420a中的数字切换生成。响应该系列电流脉冲,输出电压Vout被看到从初始的0V电压增量上升到Vtarget的目标电压,即随着负载被电流脉冲充电。应当理解,由于每个电流脉冲的幅度被固定在Ipulse,因为开关410的离散性质,所以在启动阶段将不存在明显超出Ipulse的不期望的浪涌或突入电流In0
[0036]在一方面,应当使充电电流的幅度Ipulse足够大以能够按平均值在启动期间提供汲取的负载电流。例如,假定脉冲充电的占空比的实际限制是例如50%,可以使充电电流是最大负载电流和电容器所需的平均充电电流之和的至少两倍。
[0037]—个本领域普通技术人员将会理解图5中的电流脉冲的宽度以及之间的时间间隔仅是为了解释的目的而示出并且不旨在以任何的方式限制本公开的范围。这种特性将一般地由系统的操作参数确定,例如Ipulse的幅度、负载的大小等,这对本领域普通技术人员将是显而易见的。
[0038]图6图示了根据本公开的启动切换机构的示例性实施例600,其中利用了 PM0S传输晶体管。注意,图6仅是为了解释的目的而示出并且不旨在限制本公开的范围。
[0039]在图6中,LD0调节器410.1包括配置成选择性地向负载提供电流In的PM0S传输晶体管610。注意,晶体管610作为PM0S器件被示出,但是本文公开的技术还可以很容易地被应用到NM0S传输晶体管,如参考图7在下文中进一步描述。传输晶体管610的栅极交替地经由开关S2耦合到VDD或者经由开关S1耦合到二极管耦合的晶体管612的栅极电压VB。因此,当S2闭合并且S1断开时,那么传输晶体管610被关断。当S1闭合并且S2断开时,那么传输晶体管610被配置成向负载提供Ibias的缩放的副本。
[0040]在某些示例性实施例中,晶体管610的源极不需要如图所示被耦合到VDD。例如,晶体管610的源极可以被耦合到高于VDD的电压。此外,开关S1不需要如图所示将晶体管610的栅极耦合到VB,并且反而可以将晶体管610的栅极耦合到例如VSS,在该情况下不需要独立的偏置电路装置并且充电电流可以相应地比如果按照图6生成的大。这种备选的示例性实施例被认为在本公开的范围内。
[0041]将会理解由于对传输晶体管610只允许离散数目的驱动或栅极控制电压(例如,在图6中的VB或VDD),所以传输晶体管610的驱动电压可以以“数字”或“离散”为特征。此外,由于在该情况下的VG会被配置成在任意时刻仅呈现多个这种离散电压电平中的一个电压电平,所以用于生成VG的机构在本文中也可以被表示为“离散电压源”。注意,如上文所提到的,提供离散的驱动电压有利地防止因为例如传输晶体管610的初始未定义的栅极驱动电压而引起的过度的浪涌电流被提供到负载。
[0042]在示出的示例性实施例中,可以从延迟元件425的输出425a生成用于开关S1和开关S2的控制信号,例如如在图4中所示。在示例性实施例中,S1和S2被配置成使得在任意时刻仅有一个开关被闭合,例如可以利用一个或多个反相缓冲器630生成所需要的控制信号。通过以该方式配置电流In,可以生成诸如在上文描述的图5中示出的信号波形。特别地,充电电流In将与例如在图5中图示的具有预定脉冲幅度Ipulse的电流脉冲相对应。
[0043]图7图示了根据本公开的备选的示例性实施例700,其中利用NM0S传输晶体管向负载提供电流。注意,图7仅是为了解释的目的而示出并且不旨在限制本公开的范围。
[0044]在图7中,与参考图6描述的开关S1和开关S2的操作相似,开关S3和开关S4分别数字地将晶体管7
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