专利名称：电压调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及从输入电压生成恒定电压的电压调节器。
背景技术：
一般情况下，手机等便携式电子设备依靠充电式电池所提供的电力 而动作。充电式电池的输出电压根据充电状态而变化。为了使便携式电 子设备稳定动作，施加给便携式电子设备的电压必须恒定。因此，便携 式电子设备具有不管充电式电池的输出电压如何都输出恒定电压的电压 调节器。电压调节器为了保护电路，具有限制输出级的晶体管的冲击电 流的冲击电流限制电路。
此处，对以往的安装了冲击电流限制电路的电压调节器进行说明。
图4是表示以往的电压调节器的概况的电路图。
以往的电压调节器具有比较基准电压和将输出电压分压后的分压 电压的放大电路25;流过与放大电路25的输出电压对应的漏极电流的输
出级的晶体管T23;检查用的晶体管T24;电流限制电路20，其根据晶 体管T24的漏极电流控制晶体管T23和晶体管T24的栅极电压；开关电 路30,其切换晶体管T24的漏极电流输入电流限制电路20的输入路径; 进行电压调节器的接通/断开控制的通断电路26;以及对自电压调节器接 通起的经过时间进行计数的计数器电路27。把通断电路26、计数器电路 27和电流限制电路20称为冲击电流限制电路。
电流限制电路20具有第一输出电流限制电路21和第二输出电流限 制电路22。第一输出电流限制电路21检测第一电流限制值，进行晶体管 T23的漏极电流的限制。第二输出电流限制电路22检测大于第一电流限 制值的第二电流限制值，进行晶体管T23的漏极电流的限制。计数器电 路27根据经过时间控制开关电路30。幵关电路30使第一输出电流限制
电路21连接晶体管T24，直到规定的经过时间为止，在超过规定的经过
时间后，使第二输出电流限制电路22连接晶体管T24。 说明上述以往的电压调节器的动作。
在电压调节器接通后，通断电路26开始放大电路25的动作，开始 计数器电路27的计数。为了将连接在输出电压端子上的外部电容器(未 图示)快速充电，晶体管T23流过过大的漏极电流(冲击电流)。晶体管 T24使与冲击电流成比例的漏极电流流向电流限制电路20。开关电路30 根据计数器电路27的输出，选择第一输出电流限制电路21。第一输出电 流限制电路21在漏极电流大于等于第一电流限制值时，控制晶体管T23 和晶体管T24的栅极电压，使得漏极电流变小。在电压调节器接通后经 过规定的时间时，开关电路30根据计数器电路27的输出，选择第二输 出电流限制电路22 (例如参照专利文献l)。
专利文献1日本特开2003—271251号公报
电压调节器在输入电压缓慢上升时，不需要限制输出级的晶体管的 漏极电流。但是，以往的电压调节器在接通到经过规定的经过时间的期 间，电流限制值较小的第一输出电流限制电路21限制输出级的晶体管 T23的漏极电流。因此，由于不必要地限制漏极电流，所以对连接到输出 电压端子的外部电容器充电的电流减小，因此电压调节器的输出电压的 上升时间延长。
发明内容
本发明的电压调节器具有检测输入电压的上升速度的检测电路； 输出输出电流的输出电路；连接在放大电路的输出侧，检测输出端子的 输出电流的第一输出电流检测电路；连接检测电路和第一输出电流检测 电路，控制输出电路的第一输出电流限制电路；连接在放大电路的输出 侧，检测输出端子的输出电流的第二输出电流检测电路；以及连接第二 输出电流检测电路，控制输出电路的第二输出电流限制电路。
根据本发明的电压调节器，第一输出电流限制电路的第一输出电流 限制值小于第二输出电流限制电路的第二输出电流限制值，检测电路可
以只在输入电压上升速度急剧的情况下，使第一输出电流限制电路动作。 因此，本发明的电压调节器可以限制输出电路的冲击电流，并且可 以縮短输出电压的上升时间。
图1是第1实施例的电压调节器的方框图。 图2是检测电路的电路图。
图3是第2实施例的电压调节器的方框图。 图4是以往的电压调节器的方框图。
具体实施方式
[实施例1]
图1是第1实施例的电压调节器的方框图。
第1实施例的电压调节器具有比较基准电压和将输出电压通过电 阻Rll和电阻R12分压后的分压电压的放大电路6;栅极连接在放大电
路6的输出侧的输出电路即PMOS晶体管T3;栅极连接在放大电路6的 输出侧的第一输出电流检测电路即PMOS晶体管T5;根据PMOS晶体管 T5的漏极电流控制PMOS晶体管T3的栅极电压的第一输出电流限制电 路1;栅极连接在放大电路6的输出侧的第二输出电流检测电路即PMOS 晶体管T4;根据PMOS晶体管T4的漏极电流控制PMOS晶体管T3的 栅极电压的第二输出电流限制电路2;以及检测电压调节器的输入电压的 上升速度，并控制第一输出电流限制电路l的动作的检测电路7。 第1实施例的电压调节器按照下面说明的那样进行动作。 放大电路6比较基准电压和将输出电压通过电阻Rll和电阻R12分 压后的分压电压，并输出与比较结果对应的电压。PMOS晶体管T3将与 放大电路6输出的电压(栅极电压)对应的漏极电流作为输出电流输出 给输出端子。第二输出电流检测电路即PMOS晶体管T4的栅极与PMOS 晶体管T3的栅极共同连接，所以使与输出电流成比例的电流流向漏极。 第二输出电流限制电路2根据PMOS晶体管T4的漏极电流控制PMOS
晶体管T3的栅极电压。第一输出电流检测电路即PMOS晶体管T5的栅 极与PMOS晶体管T3的栅极共同连接，所以使与输出电流成比例的电流 流向漏极。第一输出电流限制电路1根据PMOS晶体管T5的漏极电流控 制PMOS晶体管T3的栅极电压。此处，第一输出电流限制电路的第一输 出电流限制值被设定得小于第二输出电流限制电路的第二输出电流限制 值。另外，根据检测电压调节器的输入电压的上升速度的检测电路7的 输出，控制第一输出电流限制电路动作。检测电路7可以在输入电压的 上升速度急剧的情况下，使第一输出电流限制电路动作。
首先，对电压调节器起动时的输入电压的上升速度较快时的动作进 行说明。由于输入电压的上升速度较快，基准电压快速上升，所以输入 到放大电路6的反转输入端子的基准电压相比输入到非反转输入端子的 分压电压大幅提高。因此，放大电路6的输出电压降低，栅极电压降低， 所以PMOS晶体管T3的漏极电流过大地增大(冲击电流)。此处，检测 电路7可以使第一输出电流限制电路1动作。第一输出电流限制电路1 在PMOS晶体管T5的漏极电流大于等于第一输出电流限制值时，控制 PMOS晶体管T3的栅极电压，减小漏极电流(沖击电流)。第一输出电 流限制电路1的第一输出电流限制值被设定得小于第二输出电流限制电 路2的第二输出电流限制值，所以能够进一步加快限制冲击电流的速度。
另外，在电压调节器起动后经过规定的经过时间后，检测电路7使 第一输出电流限制电路1停止动作，只有第二输出电流限制电路2动作。
下面，对电压调节器起动时的输入电压的上升速度较慢时的动作进 行说明。由于输入电压的上升速度较慢，基准电压缓慢上升，所以输入 到放大电路6的反转输入端子的基准电压相比输入到非反转输入端子的 分压电压没怎么提高。因此，放大电路6的输出电压提高，栅极电压提 高，所以PMOS晶体管T3的漏极电流没怎么增大。并且，由于输入电压 的上升速度在缓慢上升，所以检测电路7使第一输出电流限制电路1停 止动作，只有第二输出电流限制电路2动作。第二输出电流限制电路2 的第二输出电流限制值被设定得大于第一输出电流限制电路1的第一输 出电流限制值，所以PMOS晶体管T3的漏极电流容易流过，电压调节器
的输出电压的上升时间縮短。
图2是表示检测电路7的一例的电路图。
检测电路7具有 一端被输入了输入电压的电容器C14;耗尽型
NMOS晶体管T15，其漏极电极连接在电容器C14的另一端，栅极电极 和源极电极被接地；以及增强型NMOS晶体管T16，其漏极电极连接在 第一输出电流限制电路1上，栅极电极连接在电容器C14的另一端，源 极电极被接地。
增强型NMOS晶体管T16控制第一输出电流限制电路1的动作的开 始和停止。电容器C14和耗尽型NMOS晶体管T15控制增强型NMOS 晶体管T16的栅极电压。
在输入电压调节器的输入电压时，电容器C14被充电了电荷，增强 型NMOS晶体管T16的栅极电压上升。在输入电压的上升较快时，电容 器C14的充电速度快于通过耗尽型NMOS晶体管T15实施的放电。因此， 在增强型NMOS晶体管T16的栅极电压上升并超过阈值时，增强型 NMOS晶体管T16导通，可以使第一输出电流限制电路1动作。
然后，耗尽型NMOS晶体管T15使电容器C14的电荷慢慢放电。增 强型NMOS晶体管T16的栅极电压缓慢降低，在低于阈值时，增强型 NMOS晶体管T16截止，使第一输出电流限制电路1停止动作。
另外，电压调节器的输入电压的上升速度的检测电平和第一输出电 流限制电路l的动作时间，根据电容器C14的电容值、耗尽型NMOS晶 体管T15的驱动能力和增强型NMOS晶体管T16的阈值来设定。
图3是第2实施例的电压调节器的方框图。第2实施例的电压调节 器构成为对第1实施例的电压调节器追加通断电路13。
通断电路13进行电压调节器的接通/断开控制。通断电路13的输出 侧连接放大电路6和检测电路7。通断电路13根据来自外部的信号等， 向放大电路6和检测电路7输出控制信号，进行电压调节器的接通/断开 控制。
第2实施例的电压调节器按照以下所述进行动作。
在电压调节器接通时，通断电路13向放大电路6和检测电路7输出 控制信号，接通电压调节器。检测电路7检测输入电压的上升速度，在
检测到输入电压的急剧上升时，使第一输出电流限制电路1动作。 以后的动作与第1实施例的电压调节器相同。
权利要求
1.一种电压调节器，其特征在于，所述电压调节器具有分压电路，其连接在输出端子上，分压输出电压；放大电路，其输入基准电压和所述分压电路的分压电压，并输出用于控制输出电路的信号；检测电路，其连接在电压输入端子上，检测输入电压的上升速度；第一输出电流检测电路，其连接在所述放大电路的输出侧，检测所述输出端子的输出电流；第一输出电流限制电路，其连接所述检测电路和所述第一输出电流检测电路，控制所述输出电路；第二输出电流检测电路，其连接在所述放大电路的输出侧，检测所述输出端子的输出电流；以及第二输出电流限制电路，其连接所述第二输出电流检测电路，控制所述输出电路，所述第一输出电流限制电路的第一输出电流限制值小于所述第二输出电流限制电路的第二输出电流限制值，所述检测电路可以在所述输入电压的上升速度急剧的情况下，使所述第一输出电流限制电路动作。
3. 根据权利要求1或2所述的电压调节器，其特征在于，所述检测电路具有电容器，其一个端子连接所述电压输入端子；恒流源，其连接所述电容器的另一个端子；以及开关电路，其根据所述电容器的另一个端子的电压来控制开闭。
4. 根据权利要求3所述的电压调节器，其特征在于，所述恒流源由 栅极和源极接地的耗尽型NMOS晶体管构成。
5. 根据权利要求3所述的电压调节器，其特征在于，所述开关电路 由NMOS晶体管构成，该NMOS晶体管的栅极与所述电容器和所述恒流 源的连接点连接，其漏极连接所述第一输出电流限制电路。
全文摘要
本发明提供一种电压调节器，其可以限制输出电路的冲击电流，而且缩短输出电压的上升时间。所述电压调节器具有控制输出电路的第一输出电流限制电路和第二输出电流限制电路，以及检测输入电压的上升速度的检测电路，检测电流值较低的第一输出电流限制电路由检测电路控制其动作。
文档编号H02J7/10GK101109971SQ200710104648
公开日2008年1月23日 申请日期2007年5月28日 优先权日2006年7月18日
发明者铃木照夫 申请人:精工电子有限公司