本發(fā)明一般而言涉及模擬電力電子電路，并且在特定實施例中，涉及包括旁路模式的電壓調(diào)節(jié)器電路的結(jié)構(gòu)以及操作其的方法。

背景技術(shù)：

1、線性電壓調(diào)節(jié)器(諸如低壓降調(diào)節(jié)器，或ldo)可以以兩種不同模式工作：正常調(diào)節(jié)模式，期間ldo理想地維持恒定的輸出電壓；以及所謂的壓降模式，其中輸出電壓低于標稱調(diào)節(jié)的水平。在壓降模式下，通路元件(例如，功率晶體管)在線性區(qū)域中工作(即，完全打開)，并且輸出電壓接近輸入電壓。

2、在一些特定應(yīng)用中，即使在正常調(diào)節(jié)模式下，也可以期望由用戶“手動”激活壓降模式。當發(fā)生這種情況時，輸出電壓從調(diào)節(jié)水平上升并接近輸入電壓，以便達到輸入電壓與輸出電壓之間的最小電壓差。

3、為了減小當壓降模式被激活時電壓調(diào)節(jié)器的輸入電壓(vin)與電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓(vout)之間的最小電壓差，可以將旁路元件與通路元件并聯(lián)連接。當旁路元件打開時(所謂的旁路模式)，附加的電流路徑使得電壓差減小。

4、切換到旁路模式也引入了不期望的浪涌(inrush)電流。而且，當壓差模式被激活時，沒有可用的過流保護(ocp)。因此，期望在手動激活壓降模式的情況下減小這些不期望特點的線性電壓調(diào)節(jié)器。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種電壓調(diào)節(jié)器電路包括：輸入節(jié)點，被配置為接收輸入電壓；輸出節(jié)點，被配置為產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓；通路元件，耦合在輸入節(jié)點與輸出節(jié)點之間；旁路元件，與通路元件并聯(lián)耦合；反饋分壓器，耦合在輸出節(jié)點與接地節(jié)點之間；誤差放大器電路，耦合在通路元件的控制節(jié)點與反饋分壓器之間；以及壓降過渡控制電路，耦合到反饋分壓器。反饋分壓器被配置為產(chǎn)生指示經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的反饋信號。誤差放大器電路被配置為最小化參考電壓與反饋信號之間的電壓差。壓降過渡控制電路被配置為通過控制輸出節(jié)點處從經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓到壓降電壓水平的壓降過渡來激活電壓調(diào)節(jié)器電路的壓降模式以限制浪涌電流。

2、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種激活電壓調(diào)節(jié)器的旁路模式的方法包括：在電壓調(diào)節(jié)器的輸出節(jié)點處產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓；通過使用耦合到反饋分壓器的壓降過渡控制電路控制從經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓到壓降電壓水平的壓降過渡來激活電壓調(diào)節(jié)器電路的壓降模式以限制浪涌電流，其中反饋分壓器耦合在輸出節(jié)點與接地節(jié)點之間；以及通過開啟與耦合在電壓調(diào)節(jié)器的輸出節(jié)點與輸入節(jié)點之間的通路元件并聯(lián)耦合的旁路元件來激活電壓調(diào)節(jié)器的旁路模式。

3、根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，一種電壓調(diào)節(jié)器電路包括：輸入節(jié)點，被配置為接收輸入電壓；輸出節(jié)點，被配置為產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓；通路元件和旁路元件，并聯(lián)耦合在輸入節(jié)點與輸出節(jié)點之間；ocp通路元件和ocp旁路元件，并聯(lián)耦合到輸入節(jié)點；旁路過渡控制電路，包括軟柵極連接開關(guān)；以及ocp控制電路，包括延遲的硬柵極連接開關(guān)。ocp通路元件的控制節(jié)點耦合到通路元件的控制節(jié)點。ocp旁路元件的控制節(jié)點耦合到旁路元件的控制節(jié)點。旁路過渡控制電路的軟柵極連接開關(guān)耦合在通路元件的控制節(jié)點與旁路元件的控制節(jié)點之間。軟柵極連接開關(guān)被配置為通過控制輸出節(jié)點處的旁路過渡來激活電壓調(diào)節(jié)器電路的旁路模式，以在開啟旁路元件的同時限制浪涌電流。ocp控制電路的延遲的硬柵極連接開關(guān)耦合在通路元件的控制節(jié)點與旁路元件的控制節(jié)點之間。延遲的硬柵極連接開關(guān)被配置為在過流事件期間或在由旁路模式的激活觸發(fā)的延遲之后立即在控制節(jié)點之間提供低電阻連接。

技術(shù)特征：

1.一種電壓調(diào)節(jié)器電路，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中壓降過渡控制電路還被配置為通過使壓降過渡成為基本線性的電壓曲線來激活壓降模式以限制浪涌電流。

3.如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，還包括：

4.如權(quán)利要求3所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中旁路開關(guān)還被配置為通過使旁路過渡成為接近旁路電壓水平的基本上指數(shù)的電壓曲線來激活旁路模式以進一步限制浪涌電流。

5.如權(quán)利要求4所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，

6.如權(quán)利要求3所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中旁路過渡控制電路被配置為響應(yīng)于檢測到電壓調(diào)節(jié)器電路處于壓降模式而觸發(fā)旁路開關(guān)。

7.如權(quán)利要求3所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，還包括過流保護(ocp)控制電路，該ocp控制電路包括耦合在通路元件的控制節(jié)點與旁路元件的控制節(jié)點之間的ocp開關(guān)，該ocp開關(guān)被配置為在過流事件期間或在由旁路模式的激活觸發(fā)的延遲之后立即在控制節(jié)點之間提供低電阻連接。

8.一種激活電壓調(diào)節(jié)器的旁路模式的方法，該方法包括：

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中激活壓降模式包括使壓降過渡成為基本線性的電壓曲線以限制浪涌電流。

10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中激活旁路模式包括連接通路元件的控制節(jié)點和旁路元件的控制節(jié)點，同時使用耦合在控制節(jié)點之間的旁路過渡控制電路控制從壓降電壓水平到旁路電壓水平的旁路過渡以限制浪涌電流。

11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括：

12.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括：

13.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括：

14.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括：

15.一種電壓調(diào)節(jié)器電路，包括：

16.如權(quán)利要求15所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，還包括：

17.如權(quán)利要求16所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中壓降過渡控制電路還被配置為通過使壓降過渡成為基本線性的電壓曲線來激活壓降模式以進一步限制浪涌電流。

18.如權(quán)利要求15所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中軟柵極連接開關(guān)還被配置為通過使旁路過渡成為接近旁路電壓水平的基本上指數(shù)的電壓曲線來激活旁路模式以進一步限制浪涌電流。

19.如權(quán)利要求18所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中旁路過渡是從壓降電壓水平到旁路電壓水平。

20.如權(quán)利要求15所述的電壓調(diào)節(jié)器電路，其中旁路過渡控制電路被配置為響應(yīng)于檢測到電壓調(diào)節(jié)器電路處于壓降模式而觸發(fā)軟柵極連接開關(guān)。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及電壓調(diào)節(jié)器旁路模式控制電路。一種電壓調(diào)節(jié)器電路，包括：輸入端，被配置為接收輸入電壓；輸出端，被配置為產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓；通路元件，耦合在輸入端與輸出端之間；旁路元件，與通路元件并聯(lián)耦合；反饋分壓器，耦合在輸出端與接地節(jié)點之間；誤差放大器，耦合在通路元件的控制節(jié)點與反饋分壓器之間；以及壓降過渡控制電路，耦合到反饋分壓器，被配置為通過控制輸出端處從經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓到壓降電壓水平的壓降過渡來激活電壓調(diào)節(jié)器電路的壓降模式以限制浪涌電流。反饋分壓器被配置為產(chǎn)生指示輸出電壓的反饋信號。誤差放大器被配置為最小化參考與反饋信號之間的差異。

技術(shù)研發(fā)人員：L·布爾亞耐克
受保護的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體國際公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19