电压调节器装置与相关方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于具备快速瞬时响应(Transient Response)的低压降电压调节器(Low Dropout Voltage Regulator, LDO Voltage Regulator)的控制，尤指一种电压调节器装置与相关方法。
【背景技术】
[0002]由于传统的电压调节器运作效能不佳，故相关技术中提出了一些解决方案，以期提升传统电压调节器的效能，然而，就产生某些问题。例如:相关技术中的一个解决方案需要在传统的电压调节器内设置许多额外的路径，并且这些额外的路径上各自设置有额外的元件，导致芯片面积大幅地增加。又例如:相关技术中的另一个解决方案会使得传统的电压调节器的结构变得太复杂，但是没有显着地提升效能。因此，需要一种新颖的方法来改善电压调节器的控制，以在不产生副作用的状况下提升整体效能。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的之一在于提供一种电压调节器装置(Voltage RegulatorApparatus)与相关方法，以解决上述问题。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种电压调节器装置与相关方法，以提升电压调节器的运作效能。
[0005]本发明的至少一较佳实施例中提供一种电压调节器装置，该电压调节器装置包含有:一带隙参考(Bandgap Reference)电路；一电压调节器模块,稱接至该带隙参考电路；一第一感测模块，耦接至该电压调节器模块；一第二感测模块，耦接至该电压调节器模块；以及一第三感测模块，耦接至该电压调节器模块。该带隙参考电路用来产生一带隙参考电压，而该电压调节器模块用来依据该带隙参考电压调节一输入电压以产生一输出电压。尤其是，该第一感测模块用来感测该输出电压的变化以选择性地控制该输出电压，其中在该输出电压瞬间下降的状况下，该第一感测模块基于该输出电压的一变化量减少该输出电压下降的幅度。另外，该第二感测模块用来感测该输出电压的变化、并且将该输出电压的变化转换为一电流信号、以及将该电流信号施加于该电压调节器模块内的一控制端子，以间接地控制该输出电压。此外，该第三感测模块用来感测该输出电压的变化以选择性地控制该输出电压，其中在该输出电压瞬间上升的状况下，该第三感测模块基于该输出电压的另一变化量减少该输出电压上升的幅度。
[0006]本发明于提供上述电压调节器装置的同时，亦对应地提供一种电压调节器装置的操作方法，该方法包含有下列步骤:利用该电压调节器装置中的一带隙参考电路产生一带隙参考电压，并且利用该电压调节器装置中的一电压调节器模块依据该带隙参考电压调节一输入电压以产生一输出电压；以及感测该输出电压的变化以选择性地控制该输出电压。尤其是，感测该输出电压的变化以选择性地控制该输出电压的步骤还包含:在该输出电压瞬间下降的状况下，利用该电压调节器装置中的一第一感测模块基于该输出电压的一变化量减少该输出电压下降的幅度；在该输出电压瞬间上升的状况下，利用该电压调节器装置中的一第三感测模块基于该输出电压的另一变化量减少该输出电压上升的幅度；以及利用该电压调节器装置中的一第二感测模块来感测该输出电压的变化、并且将该输出电压的变化转换为一电流信号、以及将该电流信号施加于该电压调节器模块内的一控制端子，以间接地控制该输出电压。
[0007]本发明的好处之一是，相较于相关技术，本发明的电压调节器装置与相关方法不必设置许多额外的路径以及这些额外的路径上的额外的元件，故不会导致芯片面积大幅地增加。
[0008]本发明的另一好处是，相较于相关技术，本发明的电压调节器装置与相关方法易于实施且同时具备快速瞬时响应(Transient Response)。因此,本发明可在节省相关成本的状况下具体地提升整体效能。
【附图说明】
[0009]图1为依据本发明一第一实施例的一种电压调节器装置的示意图。
[0010]图2为依据本发明的一实施例的一种电压调节器装置的操作方法的流程图。
[0011]图3绘示图2所示的操作方法于一实施例中所涉及的控制方案。
[0012]图4绘示图2所示的操作方法于另一实施例中所涉及的控制方案。
[0013]图5绘示图2所示的操作方法于另一实施例中所涉及的控制方案。
[0014]图6绘示图2所示的操作方法于一实施例中所涉及的输出电压曲线。
[0015][标号说明]
[0016]100 电压调节器装置110带隙参考电路
[0017]120 电压调节器模块122运算放大器
[0018]130， 140, 150 感测模块142感测电路
[0019]200 电压调节器装置的操作方法210，220 步骤
[0020]601,602 输出电压的部分曲线Cl，C2，C3 电容器
[0021]MPl, MP2 P型金属氧化物半导体场效应晶体管
[0022]MN1，MN3，MN4，MN5，MN6 N型金属氧化物半导体场效应晶体管
[0023]P+，P- 运算放大器的电源端子
[0024]PGATE电压调节器模块内的控制端子
[0025]R1，R2，R3，R4 电阻器VCC输入电压
[0026]VOUT输出端子VREF带隙参考电压
【具体实施方式】
[0027]请参考图1，其绘示依据本发明一第一实施例的一种电压调节器装置100的示意图。电压调节器装置100包含有:一带隙参考(Bandgap Reference)电路110 ;—电压调节器模块120，耦接至带隙参考电路110 ;以及多个感测模块130、140、与150，分别耦接至电压调节器模块120。带隙参考电路110用来产生一带隙参考电压VREF，而电压调节器模块120用来依据带隙参考电压VREF调节一输入电压VCC，以于电压调节器模块120的输出端子VOUT产生一输出电压VOT。尤其是，感测模块130用来感测输出电压Vtot的变化以选择性地控制输出电压VOT，其中在输出电压Vot瞬间下降的状况下，感测模块130基于输出电压Vott的一变化量减少输出电压Vott下降的幅度。另外，感测模块140用来感测输出电压V0UT的变化、并且将输出电压Votjt的变化转换为一电流信号、以及将该电流信号施加于电压调节器模块120内的一控制端子PGATE (未显示于图1)，以间接地控制输出电压VQUT。此外，感测模块150用来感测输出电压Vtot的变化以选择性地控制输出电压Vot，其中在输出电压V0UT瞬间上升的状况下，感测模块150基于输出电压Votjt的另一变化量减少输出电压Votjt上升的幅度。
[0028]图2为依据本发明的一实施例的一种电压调节器装置的操作方法200的流程图。该方法可应用于图1所示的电压调节器装置100，尤其是该多个感测模块130、140与150。该方法说明如下:
[0029]于步骤210中，电压调节器装置100利用电压调节器装置100中的带隙参考电路110产生带隙参考电压VREF，并且利用电压调节器装置100中的电压调节器模块120依据带隙参考电压VREF调节输入电压VCC以产生输出电压V.。
[0030]于步骤220中，电压调节器装置100利用该多个感测模块130、140与150感测输出电压Vot的变化以选择性地控制输出电压VTOT。例如:在输出电压Vot瞬间下降的状况下，电压调节器装置100利用感测模块130基于输出电压Vott的该变化量减少输出电压Vott下降的幅度。又例如:在输出电压Vtot瞬间上升的状况下，电压调节器装置100利用感测模块150基于输出电压Vtot的该另一变化量减少输出电压Vott上升的幅度。又例如:电压调节器装置100利用感测模块140来感测输出电压Vtot的变化、并且将输出电压Votit的变化转换为该电流信号、以及将该电流信号施加于电压调节器模块120内的控制端子PGATE，以间接地控制输出电压Vtm。
[0031]尤其是，在输出电压Vott瞬间下降的状况下，电压调节器装置100利用感测模块130基于输出电压Vott的该变化量，从输入电压VCC的电压源取得一瞬间电流并将该瞬间电流施加于电压调节器模块120的输出端子V0UT，以减少输出电压Vqut下降的幅度，其中该电压源产生输入电压VCC，而电压调节器模块120的输出端子VOUT输出上述的输出电压VTOT。另外，在输出电压Vott瞬间上升的状况下，电压调节器装置100利用感测模块150基于输出电压Vqut的该另一变化量，从电压调