电压瞬变保护系统及方法、电压调节器技术方案

本发明专利技术公开了一种电压瞬变保护系统及方法、电压调节器。除其它内容之外，本文论述了一种用于为电压调节器提供过压瞬变保护的装置和方法。在一个示例中，一种装置可包括：第一晶体管，其包括控制节点、第一开关节点和第二开关节点；以及低通滤波器，其被配置为连接到第一晶体管的控制节点，并且当电源电压的电压变化超出阈值时，将所述第一晶体管切换到第一状态。在第一状态下的第一晶体管可被配置为将第二晶体管的控制节点连接到电源电压，以保护与调节器晶体管相连的部件。

【技术实现步骤摘要】

总的来说，本专利技术涉及电压调节器，具体地说，涉及调节器瞬变过压保护。
技术介绍
电压调节器的电源上的瞬变电压在瞬变包括调节器的控制回路带宽之外的频率时，可能会被传递到调节器的输出端。这种瞬变会致使与调节器的输出端相连的器件出现问题。可在电路中使用齐纳二极管来减轻这种瞬变电压的影响。例如，图1大体示出了被配置为将来自电压源的瞬变电压连到该电源的参考电压(例如，地)的齐纳二极管101。图2示出了位于调节器驱动电路中的齐纳二极管201，该齐纳二极管201被配置为在接收到输入电压Vin过压瞬变时，对调节器输出晶体管进行关断或限流。
技术实现思路
在一个示例中，可使用本文中所描述的过压瞬变保护电路来保护低压电子装置免受可能流过电压调节器的高频、高压瞬变的影响，在某些示例中，该过压瞬变保护电路除其它内容之外，包括低通滤波器和过压保护晶体管。在一个示例中，过压瞬变保护电路可包括:第一晶体管，其包括控制节点、第一开关节点和第二开关节点；以及低通滤波器，其被配置为连接到第一晶体管的控制节点，并且当电源电压的电压变化超出阈值时，将所述第一晶体管切换到第一状态。在某些示例中，在第一状态下的第一晶体管可被配置为将第二晶体管的控制节点连接到电源电压，以保护与调节器晶体管相连的部件。在一个示例中，一种电压瞬变保护系统，包括:第一晶体管；第二晶体管；以及低通滤波器，其中，所述第一晶体管被配置为使用所述低通滤波器检测电压瞬变，并且关断所述第二晶体管以保护与所述第二晶体管相连的部件免受所述电压瞬变的影响。在一个示例中，一种电压瞬变保护方法，包括:使用第一晶体管和电阻器-电容器(RC)网络检测电压瞬变；以及关断第二晶体管，以保护与所述第二晶体管相连的部件免受所述电压瞬变的影响。在一个示例中，一种电压调节器，包括:调节器晶体管，被配置为接收电源电压，并提供经调节的输出电压；调节器控制器，被配置为控制所述调节器晶体管；保护电路，被配置为检测所述电源电压中的瞬变电压，并在电压瞬变期间将所述调节器晶体管维持在截止状态，其中，所述保护电路包括:第一晶体管；以及电阻器-电容器(RC)网络；其中，所述第一晶体管被配置为使用所述RC网络检测电压瞬变，并且将所述调节器晶体管维持在截止状态以保护与所述调节器晶体管相连的部件免受所述电压瞬变的影响；其中，所述第一晶体管包括控制节点，并且所述第一晶体管被配置为通过所述RC网络在所述控制节点处接收所述电源电压；其中，所述第一晶体管的控制节点直接连接到所述RC网络的电容器；其中，所述第一晶体管包括第一开关节点和第二开关节点，所述第一开关节点被配置为连接到所述电源电压，并且所述第二开关节点被配置为连接到所述调节器晶体管的控制节点；其中，所述调节器晶体管被配置为当所述第一晶体管使用所述RC网络检测到所述电压瞬变时，通过所述第一晶体管接收所述电源电压；其中，所述电压瞬变包括:到达所述电压调节器的回路带宽之上的电源电压增大。该概述旨在提供对本专利申请的主题的概述，并非旨在提供对本专利技术的排他性或穷尽性解释。包含具体实施方式是为了提供与本专利申请有关的其它信息。附图说明在附图(其不一定按比例绘制)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同例子。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所论述的各个实施例。图1和2示出了用于降低电源电压瞬变对调节器输出电压的影响的装置；图3大体示出了针对不具备鲁棒性(robust)过压瞬变保护的调节器的、包括电源电压和调节器输出电压在内的示例性电压调节器信号；图4大体示出了用于电压调节器的示例性过压保护电路；图5大体示出了针对采用如图2所示的示例性过压保护电路的调节器的、包括电源电压和调节器输出电压在内的电压调节器信号。具体实施例方式低压半导体技术可允许器件在非常低的电源电压下工作。这种技术可提供提高的能量效率，同时还使用可更经济高效地生产的低压器件。可使用电压调节器来将较高的电源电压转换成较低的工作电压。在某些示例中，调节器可使用高压半导体器件(例如，被设计为使用5伏电源等进行工作的器件)来调节电压，以供低压器件(例如，被设计为使用1.8伏电源等进行工作的器件)来使用。通常，低压器件不能用于调节较高的电压，因为较高的电压或与电源电压相关联的瞬变，可能会损坏低压器件，例如在低压晶体管中所使用的低压氧化物。图3大体示出了针对不具备鲁棒性过压瞬变保护的调节器的、包括电源电压301和调节器输出电压302在内的电压调节器信号。调节器可以被设计为提供约2伏的调节器输出电压102。在一个示例中，电源电压301最初可约为2.7伏，直到约200微秒之后才变化。在约200微秒时，电源电压301快速升高，例如在5纳秒之内升高到约7.7伏。响应于电源电压301从约2.7伏升高到约7.7伏，调节器输出电压302在被箝位之前，基本上随之升高到约4伏，然后在调节器的控制之下，在约235微秒时到达期望电压(例如，2伏)。低压器件(例如，被设计为使用1.8伏标称电源进行工作的晶体管)在被施加约4伏的瞬变电压时可能会受到损坏。图4大体示出了用于电压调节器400的示例性过压瞬变保护电路401。在某些示例中，调节器400可包括控制器402以及一个或多个输出或调节器晶体管403。控制器402可使用可用电源电压Vdd来驱动输出晶体管403的栅极，从而将调节器400的输出端408维持在期望标称电SVott。在某些示例中，过压瞬变保护电路401可接收电源电压VDD，可检测电源电压Vdd的高频瞬变，并且可为输出晶体管403的栅极提供超驰命令信号，以防止输出晶体管403将电源电压Vdd连接到输出端408。在某些示例中，超驰命令信号可通过将电源电压Vdd的瞬变与输出端408相隔离来降低对连接到输出晶体管403的低压部件的损坏。在一个示例中，过压瞬变保护电路401可包括低通滤波器204，所述低通滤波器204例如为电阻器-电容器(RC)网络，其包括电阻器406和电容器407，电阻器406和电容器407均连接到过压保护晶体管405的栅极。在一个示例中，低通滤波器404的电阻器406可连接到电源电压VDD，低通滤波器404的电容器407可与电阻器406和第二电源电压Vss (例如，参考电压或地)串联连接。在一个示例中，电容器407可充电至电源电压Vdd，并将过压保护晶体管405维持在高阻抗状态下，使得输出晶体管403的栅极与电源电压Vdd相隔离。当电源电压Vdd发生电压瞬变时，电容器407两端的电压可根据与低通滤波器404相关联的时间常数而改变。对于高频瞬变，例如在控制器202的带宽之外的瞬变，低通滤波器404可被配置为使得电容器407两端的电压相对于瞬变电压上升来说上升得较为缓慢。在一个示例中，当电源电压Vdd发生高速瞬变时，过压保护晶体管405的源极可追随电源电压VDD。在过压保护晶体管405栅极处的由低通滤波器404导致的电压较为缓慢的上升可产生足够高的栅源电压(Vgs)，使得过压保护晶体管405可开始导通，并且将输出晶体管403的栅极连接到电源电压VDD。在一个示例中，将输出晶体管403(例如PMOS输出晶体管)连接到电源电压可关断输出晶体管403 (例如，进入高阻抗状态)，并且迫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压瞬变保护系统，包括：第一晶体管；第二晶体管；以及低通滤波器，其中，所述第一晶体管被配置为使用所述低通滤波器检测电压瞬变，并且关断所述第二晶体管以保护与所述第二晶体管相连的部件免受所述电压瞬变的影响。

【技术特征摘要】
2011.12.20 US 13/331,3211.一种电压瞬变保护系统，包括: 第一晶体管； 第二晶体管；以及 低通滤波器， 其中，所述第一晶体管被配置为使用所述低通滤波器检测电压瞬变，并且关断所述第二晶体管以保护与所述第二晶体管相连的部件免受所述电压瞬变的影响。2.根据权利要求1所述的电压瞬变保护系统，其中，所述第一晶体管包括控制节点，并且所述第一晶体管被配置为通过所述低通滤波器在所述控制节点处接收电源电压， 其中，所述第二晶体管被配置为当所述第一晶体管使用所述低通滤波器检测到所述电压瞬变时，通过所述第一晶体管接收所述电源电压。3.根据权利要求1所述的电压瞬变保护系统，包括:被配置为从所述第二晶体管接收经调节的电压的低压部件，并且 其中，所述第一晶体管和所述低通滤波器被配置为保护所述低压部件免受所述电压瞬变的影响。4.根据权利要求1所述的电压瞬变保护系统，其中，所述电压瞬变包括:到达包括所述第二晶体管在内的电压调节器的回路带宽之上的电源电压增大。5.根据权利要求1所述的电压瞬变保护系统，其中，所述第二晶体管包括调节器电路的输出晶体管， 其中，所述电压瞬变包括:到达所述调节器电路的回路带宽之上的电源电压增大， 其中，所述第一晶体管包括控制节点、第一开关节点和第二开关节点，并且 其中，所述第一开关节点被配置为连接到电源电压。6.根据权利要求5所述的电压瞬变保护系统，其中，所述第二开关节点被配置为连接到所述第二晶体管的控制节点， 其中，所述低通滤波器包括电阻器-电容器(RC)网络，并且 其中，所述第一晶体管的控制节点直接连接到所述RC网络的电容器。7.根据权利要求6所述的电压瞬变保护系统，其中，所述电容器直接接地，并且 其中，所述RC网络的电阻器连接在所述第一晶体管的控制节点与所述电源电压之间。8.一种电压瞬变保护方法，包括: 使用第一晶体管和电阻器-电容器(RC)网络检测电压瞬变；以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：科奈斯·P·斯诺登，H·加萨，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，快捷半导体公司，
类型：发明
国别省市：