[发明专利]分路调节器

说明书

背景技术

许多电路易受电过载(overstress)的影响，因为可能与能够造成损坏(damage)的过电压或者过电流条件有关，诸如静电放电(ESD)、故障条件、电池电压短路(例如，用于汽车适配器的USB电源)、热插拔事件、过冲条件(例如，在上电事件期间或者由于负载条件/其他事件中的变化)。为了解决这种过载，利用通常像开关一样操作的保护电路在电过载条件期间对电流进行旁路/分路。在电过载的情况下，这种保护电路切换至低欧姆状态，以将输入(或者另外的电路)连接至诸如地、公共端或者低电平供电轨(power-rail)端的参考端，从而将过剩的电荷分路至不损害所述电路的地或者公共端。

期望使用保护电路的示例应用涉及用于通信和/或供电设备(诸如手持式和其他便携式设备)的连通性。例如，通用串行总线(USB)连接器用于诸如电话和平板电脑设备，并且可以用于数据通信和功率传输，用于主动使用和/或电池充电。然而，这种连接易受不期望的电压尖峰的影响。这些电压尖峰会损害(harm)所述连接器耦合的电路(例如，USB汽车电池充电器在故障条件下可以达到20V，这会给低电压设备加压力)。例如，在过电压条件期间可能会发生可靠性问题，诸如氧化物击穿、源极-衬底击穿和漏极-源极击穿。

对于各种应用，这些和其他问题已经给保护电路的实施提出了挑战。

发明内容

各种示例实施例涉及电流分路电路及其实施。

根据示例实施例，一种设备包括低电压电源电路、电流限制电路、启动电路和分路电路。所述低电压电源电路使用遭受电压波动的内部电压线提供低电压输出，并且所述电流限制电路将所述内部电压线耦合至外部电压线并且限制其间传输的电流。所述启动电路连接在所述内部电压线与基准电路之间，并且给所述低电压电源电路提供启动电压，所述启动电压(至少)是所述低电压电源电路操作所需的最小电压。所述分路电路耦合在所述内部电压线与所述基准电路之间，并且包括开关和控制电路，所述控制电路控制所述开关对所述内部电压线与所述基准电路之间的电流进行分路以将所述内部电压线上的电压调节在大约恒定的电平。

另一个示例实施例涉及一种电流分路设备。带隙基准电压电路耦合至带隙电压电源线，并且配置用于提供带隙基准电压输出(例如，利用源自较高电源线的功率给内部电路提供低基准电压)。第一电阻器耦合在外部电压电源线(遭受电压波动)和带隙电压电源线之间，以及另一个(第二)电阻器经由带隙电压电源线耦合至第一电阻器和所述带隙基准电压电路。分路电路对所述带隙电压电源线和所述接地电路之间的电流进行分路，并且包括晶体管，所述晶体管的漏极/源极分别连接在带隙电压电源线和接地电路之间，并且所述晶体管的栅极经由所述第二电阻器连接至带隙电压电源线。电容器连接在分路电路的栅极和接地/公共端的两端。所述电容器操作以响应于带隙电压电源线上的电压波动(例如，因为跟随外部芯片外线电压波动)将栅极处的电压维持在大约稳定的数值。所述分路电路通过在带隙电压电源线和接地电路之间传输的增加的电流并且将带隙基准电压电路的带隙电压电源调节至大约恒定的水平，来响应于栅极处的电压和带隙电压电源线上的电压增加。启动电路耦合在第二电阻器和地之间，以便当带隙电压电源线上的电压电平在带隙基准电压电路可以操作的最小电压以下时，减弱经由流经分路电路的电流，为带隙基准电压电路提供启动电压。

另一种设备涉及一种电路，所述电路包括：具有源极、漏极、体(bulk)/n阱和栅极的第一晶体管；连接至所述第一晶体管漏极的接地电路；以及连接在外部电压线与内部电压轨和第一晶体管源极之间的第一电阻器。电容器连接在所述第一晶体管的漏极和栅极之间，并且响应于至少恒定数值的内部电压轨上的电压将第一晶体管的栅极电压电平维持在大约恒定的数值，以及第一晶体管响应于内部电压轨在恒定数值以上的电压增加在电源线和接地电路之间抽取(drain)电流。所述电路还包括：连接在第一电阻器和第一晶体管的栅极之间的第二电阻器，连接在第一晶体管的栅极和接地电路之间的第二晶体管，在第二晶体管和所述栅极之间的第三电阻器，以及连接至接地电路的二极管和连接至第二晶体管的第三晶体管。所述二极管与第二晶体管和第三晶体管一起操作，以响应于内部电压轨上的电压电平小于恒定数值电平，来经由所述第一晶体管减弱电流。带隙基准电压电路经由第一电阻器连接至内部电压轨，并且利用恒定(例如，带隙电源)电压操作。

上述讨论/概要不旨在描述本公开的每一个实施例或者每个实施方法。以下附图和后面的描述也例证了各种实施例。

附图说明