[发明专利]具有软启动和电流限制电路的N沟道输入对电压调节器

说明书

一种具有软启动和电流限制电路的N沟道输入对电压调节器，所述电压调节器，包括具有相反类型晶体管(P型和N型)的两个输入对，以提供软启动功能用于从零或者低于N型晶体管的阈值的电压逐渐增加电压调节器的输出电压到操作电压。电压调节器操作在软启动模式，其中可变电压信号逐渐爬升以允许输出电压达到操作电压，以及正常操作模式，其中操作电压得到保持。

本申请是于2014年12月29日提交的、申请号为201410856920.3、发明名称为“具有软启动和电流限制电路的N沟道输入对电压调节器”的中国发明专利申请的分案申请。

背景技术

电压调节器向负载提供稳定的、几乎恒定的(经调节的)电源电压，试图将经调节的电源电压保持在几乎恒定的值，而不管负载的电流需求。电压调节器被使用于复杂的电子系统以在电源电压被提供给其他电路组件之前调节电源电压。电路设计者必须评估的诸多问题之一是首次施加电源时电路设计如何表现。在启动时可能发生意外事件。电容器必须被充电，并且所有的集成电路(IC)从非活跃状态改变到活跃的状态。经常地，几个电压调节器对同一电路提供功率，并且每个电压调节器在启动时必须按照顺序。控制电压调节器的输出电压在启动时的转换速度降低对电路组件的应力，并且允许电路设计者将启动电压速率调整至电路所需要的水平。

负载的电子系统经常需要电压调节器以提供对电压源的软启动控制。在启动时的软启动电路控制电源电压，从而电源电压以受控的转换速度提升到操作电压。软启动电路可以控制电容器中涌入的电流、最小化负载浪涌、以及降低电压源对操作电压过冲的可能性。软启动电子线路可以采取很多形式。一种具体的实施方式使用包括N沟道晶体管的输入对的误差放大器。N型晶体管使实现软启动功能变得困难，因为N型晶体管不能太慢地摆动。N型输入放大器的输入范围不能接近接地轨，并且调节器使用N型晶体管的反馈环只有在输出电压超过某一阈值电压时才有效。

特定类型的电压调节器，被称为“跟踪调节器”，镜像或者“跟踪”另一电压源的输出电压。换句话说，跟踪调节器产生跟随初级电压调节器输出的电压的次级电压源。跟踪调节器对于产生具有与另一调节器相同的电源电压的第二电压源是有用的。在跟踪调节器启动期间需要软启动功能以限制涌入电流和过冲电压。但是当跟踪调节器的误差放大器使用N沟道晶体管时，实现跟踪调节器的软启动是困难的。此外，N沟道晶体管的输入不能摆动太慢，或者接近接地轨，以便跟踪调节器能够正常操作，因为具有N型晶体管的跟踪调节器的反馈环只有在调节器输出电压超过N沟道晶体管的栅极至源极电压的时候才有效。

发明内容

以简化的形式提供本发明内容以介绍选定的概念，在下文的具体实施例中会进一步描述。本发明部分不是旨在明确所请求保护的主题的关键特征或者本质特征。也不是旨在特别地将所有实施例限制为具体的特征。

一个实施例针对配置为操作于软启动模式和正常操作模式的电压调节器。电压调节器包括软启动电路，所述软启动电路包括至少一个P型晶体管，并且软启动电路被配置以接收可变的斜坡电压信号和软启动反馈信号。电压调节器也包括误差放大器，该误差放大器包括用于接收正常操作反馈信号的至少一个N型晶体管。控制逻辑用于在软启动操作模式的过程中改变可变斜坡电压信号和逐渐增加调节器输出信号，同时在正常操作模式期间保持调节器输出信号。

在另一实施例中，将电压调节器的输出信号提供给配置以跟踪电压调节器的输出信号的跟踪电压调节器。跟踪调节器可以包括具有N型晶体管输入的第一运算放大器(运放)和具有P型晶体管输入的第二运放，其中，一个N型晶体管输入接收输出电压信号，而P型晶体管输入用于接收第二可变电压信号和跟踪调节器的内部反馈信号。