專利名稱：電壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電壓調(diào)節(jié)器，尤其是涉及無論輸入電壓如何波動(dòng)都能 夠按照預(yù)定電壓才是供輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
近年來，由于環(huán)境原因，不斷要求電氣設(shè)備，尤其是電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備節(jié)
電。通常，電氣設(shè)備如筆記本PC、移動(dòng)電話和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)使用鋰離
子電池。
過去，鋰離子電池的截止電壓(放電結(jié)束電壓)通常約為3 V，現(xiàn)在它被改 進(jìn)為2.5 V或更低，使得在需要再充電之前提供更長(zhǎng)時(shí)間段的服務(wù)。
專利參考文獻(xiàn)1公開了一種電壓調(diào)節(jié)器，它包括由差動(dòng)放大器構(gòu)成的兩 級(jí)運(yùn)算放大器(two-step operational amplifier)以及通過MOSFET電路排列在同 一個(gè)半導(dǎo)體基板上的輸出單元。該電壓調(diào)節(jié)器還包括參考電壓生成單元。由 參考電壓生成單元生成的參考電壓被提供給差動(dòng)放大器的一個(gè)輸入端。輸出 單元的輸出電壓被連接到差動(dòng)放大器的另 一個(gè)輸入端，所述輸出電壓被反饋 電阻器分壓。然后，將差動(dòng)放大器的輸出提供給輸出單元的輸入端。差動(dòng)放
大器的電源電壓小于輸出單元的電源電壓；確切地說，給差動(dòng)放大器的電源 電壓被升壓，并且被提供給輸出單元。
專利參考文獻(xiàn)2公開了一種電子設(shè)備，它通過提高電池的電源效率，實(shí) 現(xiàn)了節(jié)電效果。按照這種電子設(shè)備，將電池的輸出電壓與預(yù)定電壓進(jìn)行比較; 如果輸出電壓大于預(yù)定電壓，則由輸出控制單元將電池的輸出電壓變換為第 二電壓；如果輸出電壓小于預(yù)定電壓，則使輸出電壓升壓到第一電壓，然后， 由輸出控制單元將其變換為第二電壓。 JPA 2005-339467 JPA 2006-081369
發(fā)明目的
但是，所述發(fā)明具有以下問題。
盡管專利參考文獻(xiàn)1提出的電壓調(diào)節(jié)器利用升壓?jiǎn)卧岣吡私o差動(dòng)放大 器的電源電壓，并且將經(jīng)過升壓的電壓提供給輸出單元，但是，該升壓?jiǎn)卧?不能纟皮開啟和關(guān)閉。
此外，如上所述，對(duì)于由電子設(shè)備使用的鋰離子電池，截止電壓被改進(jìn)
到小于3V。但是，存在電子設(shè)備在高于3V的電壓下運(yùn)行的情況，在這種情 況下，必須使從鋰離子電池輸出的電壓升高。利用專利參考文獻(xiàn)2的電子設(shè) 備，將電池的輸出電壓與預(yù)定電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓大于預(yù)定電壓， 則由輸出控制單元將輸出電壓調(diào)整到第二電壓；而如果輸出電壓小于預(yù)定電 壓，則輸出電壓被升高到第一電壓，然后由輸出控制單元將其變換為第二電 壓。這里，升壓?jiǎn)卧徊贾迷谂c電壓調(diào)節(jié)器不同的IC基板上。因此，電路規(guī) 模變大，電路配置變得復(fù)雜，并且電子設(shè)備的尺寸變大。此外，當(dāng)為了給電 子設(shè)備提供功率而使電壓升高時(shí)，升壓?jiǎn)卧碾姽β?，這使得電池的電源 效率下降。此外，如果像專利參考文獻(xiàn)2公開的那樣將DC-DC變換器用作升 壓?jiǎn)卧?，則會(huì)增加成本，并且DC-DC變換器消耗的電功率很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電壓調(diào)節(jié)器，它實(shí)質(zhì)上解決由相關(guān)技術(shù)的限制和缺點(diǎn) 引起的一個(gè)或多個(gè)問題。
在以下描述中，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的特性進(jìn)行闡述，并且，部分將根據(jù) 描述和附圖變得清楚，或者，部分可以通過按照描述中提供的思路對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行實(shí)踐來領(lǐng)會(huì)。利用以充分、清楚、簡(jiǎn)潔和準(zhǔn)確的術(shù)語在說明書中具體指 出的電壓調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)并達(dá)到由本發(fā)明的實(shí)施例提供的問題解決措施， 以便使本領(lǐng)域的 一般技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。
如這里體現(xiàn)并概括描述的，為了實(shí)現(xiàn)這些解決措施并且按照本發(fā)明的一 個(gè)方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了不論輸入電壓如何波動(dòng)都能夠穩(wěn)定地提供預(yù) 定電壓的電壓調(diào)節(jié)器，其中，監(jiān)控單元對(duì)輸入電壓進(jìn)行監(jiān)控；如果輸入電壓 變得小于預(yù)定電壓，則從升壓?jiǎn)卧尫拍芰?，以保持輸出電壓?br> 解決問題的措施
按照本實(shí)施例的一個(gè)方面，電壓調(diào)節(jié)器包括
輸出單元，用于將電源的電壓變換為預(yù)定電壓，并且用于將經(jīng)過變換的 電壓輸出， 監(jiān)控單元，用于確定由電源提供的輸入電壓是否大于參考電壓，以及 升壓?jiǎn)卧?，用于，如果監(jiān)控單元確定輸入電壓小于參考電壓，則使電源 提供的輸入電壓升高，其中
輸出單元將經(jīng)過升壓的電壓變換為預(yù)定電壓。 按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，監(jiān)控單元包括 參考電壓生成單元，用于生成參考電壓，以及
比較單元，用于對(duì)輸入電壓和參考電壓進(jìn)行比較，其中，如果監(jiān)控單元 確定輸入電壓小于參考電壓，則^是供用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)。 本實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種電壓調(diào)節(jié)器，包括
輸出單元，用于將來自電源的輸入電壓變換為預(yù)定電壓，并且將經(jīng)過變 換的電壓輸出，
監(jiān)控單元，用于確定由電源提供的輸入電壓是否大于根據(jù)輸出電壓定義 的電壓，以及
升壓?jiǎn)卧?，用于，如果監(jiān)控單元確定輸入電壓小于根據(jù)輸出電壓定義的 電壓，則使電源提供的輸入電壓升高，其中，輸出單元包括變換單元，用于 將被升壓?jiǎn)卧龎旱碾妷鹤儞Q為預(yù)定電壓。
按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，監(jiān)控單元包括比較單元，用于對(duì)電源提供 的輸入電壓和根據(jù)輸出電壓定義的電壓進(jìn)行比較，并且，如果輸入電壓被確 定為小于根據(jù)輸出電壓定義的電壓，則提供用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)。
按照本實(shí)施例的一個(gè)方面，監(jiān)控單元包括分壓?jiǎn)卧?，用于?duì)由電源提供 的輸入電壓進(jìn)行分壓，這個(gè)經(jīng)過分壓的輸入電壓被提供給比較單元。
按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，分壓?jiǎn)卧ㄟ^布置在比較單元的輸出端與 反相輸入端之間的電阻器，給比較單元4是供遲滯性。
按照本實(shí)施例的另 一個(gè)方面，分壓?jiǎn)卧?br> 布置在比較單元的輸出端與反相輸入端之間的兩個(gè)或多個(gè)電阻器，以及 電阻比控制單元，用于，如果比較單元提供了用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)，
則將電阻器中的 一 個(gè)短路，以改變分壓?jiǎn)卧碾娮璞取?br> 按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，升壓?jiǎn)卧〝嚅_單元，用于當(dāng)比較單元
提供了用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)時(shí)，將輸出單元與由電源提供的輸入電壓斷開。
按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，斷開單元包括
存儲(chǔ)單元，用于對(duì)用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)進(jìn)行保持，直到電壓調(diào)節(jié)器 4皮關(guān)斷為止，以及
電壓控制單元，用于在存儲(chǔ)單元保持用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)時(shí)，使輸 出單元與由電源4是供的輸入電壓斷開。
按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，輸出單還包括控制單元，用于將由電源提 供的輸入電壓和由升壓?jiǎn)卧峁┑慕?jīng)過升壓的電壓中的 一個(gè)減小到預(yù)定電 壓。
按照本實(shí)施例的另一個(gè)方面，升壓?jiǎn)卧?br> 切換信號(hào)生成單元，用于當(dāng)比較單元提供了用于啟用升壓?jiǎn)卧男盘?hào)時(shí)，
周期性地生成ON/OFF信號(hào)；.
線圈，用于使電源提供的輸入電壓升高，
第一開關(guān)，用于按照由切換信號(hào)生成單元生成的ON/OFF信號(hào)，使線圏 與地電平(GND)連接和斷開，
反轉(zhuǎn)單元，用于使由切換信號(hào)生成單元生成的ON/OFF信號(hào)反轉(zhuǎn)，以及
第二開關(guān)，用于按照被反轉(zhuǎn)的ON/OFF信號(hào)，使輸出單元與線圈連接和 斷開。然后，根據(jù)由切換信號(hào)生成單元提供的周期性的ON/OFF信號(hào)，使第 一開關(guān)和第二開關(guān)斷開和閉合。以這樣的方式，反復(fù)進(jìn)行將電能存儲(chǔ)到線圈 中以及從線圈向輸出單元釋放電能，從而使由電源提供的輸入電壓升高。
發(fā)明效果
如上所述，按照本發(fā)明的實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器，通過對(duì)由電源提供的輸 入電壓進(jìn)行監(jiān)控，并且，當(dāng)電壓下降到預(yù)定電壓時(shí)，通過從升壓?jiǎn)卧尫拍?量，不論輸入電壓如何波動(dòng)，都使輸出電壓穩(wěn)定地保持在預(yù)定電壓。


圖1為示出了按照本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器的配置的框圖； 圖2為按照本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器的特定例子的框圖； 圖3為電壓調(diào)節(jié)器的另一個(gè)例子的框圖；并且
圖4示出了提供給按照本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器的輸入電壓的變化。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。 參照?qǐng)D1,對(duì)按照本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器的配置進(jìn)行描述。
電壓調(diào)節(jié)器包括輸出單元100、升壓?jiǎn)卧?00和監(jiān)控單元300。輸出單元 100接收輸入，這個(gè)輸入是通過輸入端IN提供的輸入電壓VDD以及來自升壓 單元200的、經(jīng)過升壓的電壓Vw中的一個(gè)。輸出單元IOO向輸出端OUT提 供輸出。升壓?jiǎn)卧?00根據(jù)監(jiān)控單元300對(duì)輸入電壓VoD的監(jiān)控結(jié)果，使輸 入電壓vdd的電壓上升(增加)，以便獲得提供給輸出單元100的、經(jīng)過升壓 的電壓VIN。監(jiān)控單元300對(duì)通過輸入端IN提供的輸入電壓VDD的電壓進(jìn)行 監(jiān)控。此外，在輸出單元100的輸出端OUT與地電位之間提供電容器500。 電容器500用于去除輸出單元100的輸出電壓的紋波(ripple),并且使由于 輸出單元100對(duì)到負(fù)載400的輸出電流的波動(dòng)的響應(yīng)延遲而導(dǎo)致的輸出電壓 VDc的波動(dòng)減小。此外，當(dāng)輸入電壓VoD下降時(shí)，在升壓?jiǎn)卧?00提供經(jīng)過 升壓的電壓VIN之前，電容器500通過減少輸出電壓VDC的下沖(undershoot)， 來保持輸出電壓Vdc穗定。
電源如電池通過輸入端IN給升壓?jiǎn)卧?00提供輸入電壓VDD,并且，輸 出單元100被連接到升壓?jiǎn)卧?00的輸出端OUT。輸出單元IOO根據(jù)輸入電 圧Vdd,生成預(yù)定的恒定電壓的輸出電壓VDC,并且將Voc輸出到負(fù)載400。 監(jiān)控單元300對(duì)由電源提供的輸入電壓VoD進(jìn)行監(jiān)控，將輸入電壓Vdd與參 考電壓VrefA進(jìn)行比較，將比較結(jié)果提供給升壓?jiǎn)卧?00，并且對(duì)升壓?jiǎn)卧?00 的操作進(jìn)行控制。
以下參照?qǐng)D2，對(duì)按照本實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器的具體例子進(jìn)行描述，這 個(gè)電壓調(diào)節(jié)器包括輸出單元100、升壓?jiǎn)卧?00和監(jiān)控單元300。 輸出單元100包括
參考電壓生成單元IOI，用于生成并輸出參考電壓VrefA， 分壓?jiǎn)卧?04，由電阻器102和103構(gòu)成，用于對(duì)輸出電壓Voc進(jìn)行分
壓，并且輸出分壓電壓Vd，
晶體管105，為PMOS晶體管(P溝道型MOS晶體管)，用于對(duì)輸出進(jìn)行
控制，晶體管105按照提供給晶體管105的柵極的電壓，通過輸出端OUT輸
出電流，以及
運(yùn)算放大器106，用于對(duì)晶體管105的搡作進(jìn)行控制，以使得由分壓?jiǎn)?元104獲得的分壓電壓Vd可以變得等于參考電壓VrefA。
輸出電壓Voc被分壓?jiǎn)卧?04分壓，運(yùn)算放大器106對(duì)分壓電壓Vd與參
考電壓VrefA之間的差進(jìn)行放大，并且將經(jīng)過放大的差提供給晶體管105的柵
極。以這樣的方式，運(yùn)算放大器106對(duì)晶體管105進(jìn)行控制，以使得輸出電
壓Vix;可以被固定在希望的電壓。
監(jiān)控單元300包括
參考電壓生成單元307,用于生成并輸出預(yù)定的參考電壓VrefB,
分壓?jiǎn)卧?05,用于利用電阻器302、 303和304對(duì)輸入電壓Vdd迸行分 壓，并且將分壓電壓Vdet輸出，以及
比較器301，用于將參考電壓VrefB與分壓電壓Vdet進(jìn)行比較，并且輸出
比較結(jié)果(L:低或H:高)。比較器301靈敏地對(duì)參考電壓VrefB作出反應(yīng)， 并且輸出比較結(jié)果。然后，利用比較器301的輸出端與反相輸入端之間的電 阻器303和304，給比較器301以遲滯性。這里，通過使晶體管306的柵極 導(dǎo)通和關(guān)斷(turn on and off)來改變分壓?jiǎn)卧?05的電阻比，晶體管306為 NMOS晶體管，用于根據(jù)從比較器301輸出的比較結(jié)果進(jìn)行電阻比控制。
具體地說，例如，如果輸入電壓Vdd和分圧電壓Vdet大于參考電壓VrefB，
則從比較器301輸出比較結(jié)果(L:低)，用于電阻比控制的晶體管306的柵極 關(guān)斷，并且由電阻器302、 303和304確定分壓?jiǎn)卧?05的電阻比。另一方面， 如果分壓電壓Vdet小于參考電壓VrefB，則從比較器301輸出比較結(jié)果(H:高)， 用于電阻比控制的晶體管306的柵極導(dǎo)通，并且由電阻器302和303確定分 壓?jiǎn)卧?05的電阻比。 升壓?jiǎn)卧?00包括
切換信號(hào)生成單元201，用于根據(jù)比較器301的比較結(jié)果(L或H)，周期 性地生成控制信號(hào)(ON/OFF)，
邏輯電路202,用于根據(jù)由切換信號(hào)生成單元201周期性地提供的控制 信號(hào)(ON/OFF)，輸出用于對(duì)用于第 一 電壓控制的晶體管203和用于第二電壓 控制的晶體管205進(jìn)行控制的ON/OFF信號(hào)，
晶體管203，用于第一電壓控制，晶體管203為N溝道型MOS晶體管 (NMOS晶體管)，用于通過根據(jù)由邏輯電路202提供的ON/OFF信號(hào)使柵極 打開和關(guān)閉(open and close)，使地電位GND與線圈206連接/斷開，
反轉(zhuǎn)(reversing)單元204，用于使由邏輯電路202提供的ON/OFF信號(hào)反 轉(zhuǎn)，并且將經(jīng)過反轉(zhuǎn)的信號(hào)提供給用于第二電壓控制的晶體管205,
晶體管205，用于第二電壓控制，晶體管205為PMOS晶體管，用于通
過根據(jù)由反轉(zhuǎn)單元204提供的、經(jīng)過反轉(zhuǎn)的ON/OFF信號(hào)使柵極打開和關(guān)閉， 將輸出端OUT和線圈206連接，
線圈206，用于周期性地重復(fù)當(dāng)用于第一電壓控制的晶體管203導(dǎo)通時(shí) 進(jìn)行充電(存儲(chǔ)能量)，而當(dāng)用于第二電壓控制的晶體管205導(dǎo)通時(shí)釋放能量， 以使得輸入電壓Vdd可以被升高(増加)，
閂鎖電路(latch circuit)207，用于保持由監(jiān)控單元300監(jiān)控的輸入電壓VDD 變得低于啟動(dòng)電壓的狀態(tài)，直到電壓調(diào)節(jié)器的電源關(guān)斷為止，以及
晶體管208，用于第三電壓控制，第三電壓控制用于通過使柵極關(guān)閉， 防止反向電流從輸出端OUT流向輸入端IN,以便在輸入電壓VDD小于啟動(dòng) 電壓(預(yù)定參考電壓VrefB)的狀態(tài)被閂鎖電路207保持時(shí)，使輸出端OUT與輸 入端IN相互隔離。
以下對(duì)在輸入電壓VDD變得低于負(fù)載400能夠運(yùn)行的電壓并且該輸入電 壓VDD被升壓(增加)的情況下，電壓調(diào)節(jié)器的示例操作進(jìn)行具體描述。在本 例中，假設(shè)如下條件；即，參考電壓VrefA=l V,電阻器102的電阻=2MQ, 電阻器103的電阻=1 ，輸出電壓VDC = 3 V ，比較器301的參考電壓VrefB =3.1 V。
當(dāng)從電壓調(diào)節(jié)器向負(fù)載400的電源啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)算放大器106對(duì)由分壓?jiǎn)?元104獲得的分壓電壓Vd(=l V)與參考電壓VrefA(=l V)之間的差電壓進(jìn)行放 大，并且將經(jīng)過放大的差電壓輸出到晶體管105的柵極，以使得輸出電壓VDC 可以保持恒定在預(yù)定電壓。
比較器301對(duì)由輸出單元100提供的輸入電壓VDD進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)輸入電 壓VoD下降到參考電壓VrefB時(shí)，比較器301輸出比較結(jié)果(H),并且，從切 換信號(hào)生成單元201周期性地提供控制信號(hào)(ON/OFF)。同時(shí)，閂鎖電路207 保持輸入電壓VoD低于參考電壓VrefB的狀態(tài)，并且，用于第三電壓控制的晶 體管208使柵極關(guān)閉，從而將輸出端OUT與輸入端IN相互隔離，以防止反 向電流從輸出端OUT流向輸入端IN。閂鎖電路207保持輸入電壓Vdd低于 參考電壓V,.efB的狀態(tài)，直到電壓調(diào)節(jié)器的電源一旦被關(guān)斷并且該電源被導(dǎo)通 為止，或者，直到整個(gè)電路的使能功能(enable flmction)被關(guān)閉為止，并且用 于第三電壓控制的晶體管208關(guān)閉柵極。
如果由切換信號(hào)生成單元201根據(jù)比較器301的比較結(jié)果(H)周期性地提 供控制信號(hào)(ON/OFF)，則邏輯電路202按照該控制信號(hào)，周期性地輸出用于
對(duì)用于第一電壓控制的晶體管203和用于第二電壓控制的晶體管205的柵極 的導(dǎo)通/關(guān)斷(ON/OFF)進(jìn)行控制的信號(hào)。
當(dāng)由切換信號(hào)生成單元201提供的控制信號(hào)為ON時(shí)，由邏輯電路202 提供ON信號(hào)，并且，用于第一電壓控制的晶體管203使柵極打開并將線圈 206連接到GND。另 一 方面，由邏輯電路202提供給反轉(zhuǎn)單元204的ON信 號(hào)被反轉(zhuǎn)，變?yōu)镺FF信號(hào)，并且，該OFF信號(hào)被提供給用于第二電壓控制的 晶體管205。利用該OFF信號(hào)，用于第二電壓控制的晶體管205使柵極關(guān)閉， 使線圈206與晶體管105斷開。然后，電流在線圈206中流過，并且在線圈 206中存儲(chǔ)電能。當(dāng)來自切換信號(hào)生成單元201的控制信號(hào)為H時(shí)，由邏輯 電路202提供OFF信號(hào)，并且，用于第一電壓控制的晶體管203使柵極關(guān)閉 并使線圈206與GND斷開。另一方面，從邏輯電路202提供給反轉(zhuǎn)單元204 的OFF信號(hào)被反轉(zhuǎn)，變?yōu)镺N信號(hào)，并且將這個(gè)ON信號(hào)提供給用于第二電 壓控制晶體管205。利用該ON信號(hào)，用于第二電壓控制的晶體管205使柵極 打開，并且使線圈206與晶體管105連接。然后，向晶體管105釋放由線圈 206存儲(chǔ)的能量，并且將被升壓?jiǎn)卧?00升高的電壓ViN提供給晶體管105。 晶體管105將電壓Vm調(diào)整到預(yù)定輸出電壓VDC，并且將Voc輸出到輸出端 OUT。通過按照切換信號(hào)的頻率重復(fù)上述操作，將輸入電壓VoD升高到比較 器301的參考電壓VrefB，并且將輸出電壓保持在預(yù)定電壓。
用于電阻比控制的晶體管306根據(jù)比較結(jié)果(H)使柵極導(dǎo)通。如果分壓電
壓Vdet變得低于參考電壓VrefB，則比較器301提供比較結(jié)果(H)。然后，分壓
單元305的電阻比由電阻器302和303確定，并且使設(shè)定電壓(施加到比較器 301的反相輸入端的電壓)升高。然后，比較器301提供比較結(jié)果(H)，直到輸 入電壓VoD達(dá)到設(shè)定電壓為止，并且，升壓?jiǎn)卧?00使電壓繼續(xù)升高，直到 電壓達(dá)到設(shè)定電壓為止。當(dāng)輸入電壓VDD達(dá)到設(shè)定電壓時(shí)，比較器301提供 比較結(jié)果(L)，并且，用于電阻比控制的晶體管306根據(jù)比較結(jié)果(L)使柵極關(guān) 斷。然后，分壓?jiǎn)卧?05的電阻比由電阻器302、 303和304確定，即，設(shè)定 電壓減小。
圖4示出了通過輸入端IN提供的VDD，以及由升壓?jiǎn)卧?00升壓并且提
供給輸出單元100的電壓V!n的變化?？v軸表示輸入電壓VoD和電壓Vjn。橫
軸表示時(shí)間t。虛線表示輸入電壓VoD，而實(shí)線表示電壓VrN。這里假設(shè)輸出 單元100向負(fù)載輸出3.0V。
隨著給負(fù)載持續(xù)供電，來自電池的輸入電壓Vdd從4.2 V逐漸下降。如 果輸入電壓VDD變得小于參考電壓VrefB(=3.1 V)，則比較器301提供比較結(jié) 果(H),并且，升壓?jiǎn)卧?00開始使電壓升高。同時(shí)，比較結(jié)果(H)使用于電 阻比控制的晶體管306的柵極導(dǎo)通，并且改變分壓?jiǎn)卧?05的電阻比。然后， 設(shè)定電壓從3.1 V上升到3.5 V。如果作為被升壓的輸入電壓Vdd的Vw達(dá)到 3.5 V，則比較器301提供比較結(jié)果(L)，并且升壓?jiǎn)卧?00的升壓完成。同時(shí)， 比較結(jié)果(L)使用于電阻比控制的晶體管306的柵極關(guān)斷，并且改變分壓?jiǎn)卧?305的電阻比。然后，設(shè)定電壓從3.5 V減小到3.1 V。按照本發(fā)明實(shí)施例的 電壓調(diào)節(jié)器，通過重復(fù)上述操作，防止輸出電壓Vdc威小。Vdd可以下降， 但是輸出電壓Vdc保持恒定。
如上所述，通過由監(jiān)控單元對(duì)輸入電壓進(jìn)行監(jiān)控，并且通過當(dāng)由于電池 能量消耗而導(dǎo)致輸入電壓變得低于預(yù)定電平時(shí)釋放升壓?jiǎn)卧獊砩咻敵鲭?壓，不論輸入電壓如何波動(dòng)，按照本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器都能夠提供恒 定的輸出電壓。
以下對(duì)按照本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行描述。 如圖3所示，按照本實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)器與圖2所示的電壓調(diào)節(jié)器的不 同之處在于，輸入電壓VoD與輸出電壓Voc進(jìn)行比較，而不是圖2的情況中 的與參考電壓VrefB進(jìn)行比較。當(dāng)由參考電壓生成單元307生成的參考電壓 VrefB被定義為絕對(duì)值時(shí)，考慮到容差，需要將參考電壓VrefB定義得大于實(shí) 際需要。但是，利用圖3所示的電壓調(diào)節(jié)器，通過比較輸入電壓VoD與輸出 電壓VDC,能夠適當(dāng)?shù)厍袚Q用于對(duì)升壓?jiǎn)卧?00的ON/OFF進(jìn)行控制的電壓。 在其他方面，圖3所示的電壓調(diào)節(jié)器與圖2所示的電壓調(diào)節(jié)器相同；并且不 再重復(fù)描述。
此外，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情 況下進(jìn)行改變和修改。
本申請(qǐng)基于于2006年6月26日提交給日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No. 2006-175624，這里通過引用并入了其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種電壓調(diào)節(jié)器，包括輸出單元，用于將由電源提供的輸入電壓變換為預(yù)定電壓，并且用于將經(jīng)過變換的電壓輸出，該電壓調(diào)節(jié)器包括監(jiān)控單元，用于確定由所述電源提供的輸入電壓是否大于參考電壓；以及升壓?jiǎn)卧?，用于，如果所述監(jiān)控單元確定由所述電源提供的輸入電壓小于參考電壓，則使所述輸入電壓升高；其中所述輸出單元包括變換單元，該變換單元用于將經(jīng)過升壓的電壓變換為所述預(yù)定電壓。
2. 如權(quán)利要求l所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所迷監(jiān)控單元包括 參考電壓生成單元，用于生成所述參考電壓；以及比較單元，用于對(duì)所述輸入電壓和所述參考電壓進(jìn)行比較，并且用于， 如果所述監(jiān)控單元確定該輸入電壓小于該參考電壓，則提供啟用所述升壓?jiǎn)?元的信號(hào)。
3. —種電壓調(diào)節(jié)器，包括輸出單元，用于將由電源提供的輸入電壓變換 為預(yù)定電壓，并且用于將經(jīng)過變換的電壓輸出，該電壓調(diào)節(jié)器包括監(jiān)控單元，用于確定由所述電源提供的輸入電壓是否大于根據(jù)輸出電壓 定義的電壓；以及升壓?jiǎn)卧糜?，如果所述監(jiān)控單元確定由所迷電源提供的輸入電壓小 于所述根據(jù)輸出電壓定義的電壓，則使該輸入電壓升高；其中所述輸出單元包括變換單元，該變換單元用于將經(jīng)過升壓的電壓變換為 所述預(yù)定電壓。
4. 如權(quán)利要求3所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述監(jiān)控單元包括 比較單元，用于對(duì)由所述電源提供的輸入電壓與所述根據(jù)輸出電壓定義的電壓進(jìn)行比較，并且用于，如果該輸入電壓被確定為小于該根據(jù)輸出電壓 定義的電壓，則^是供啟用所述升壓?jiǎn)卧男盘?hào)。
5. 如權(quán)利要求2所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述監(jiān)控單元包括
6. 如權(quán)利要求5所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述分壓?jiǎn)卧ㄎ挥谒?比較單元的輸出端與反相輸入端之間的多個(gè)電阻器，從而給所述比較單元提 供遲滯性。
7. 如權(quán)利要求5所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述分壓?jiǎn)卧?多個(gè)電阻器，提供在所述比較單元的輸出端與反相輸入端之間；以及 電阻比控制單元，用于當(dāng)所述比較單元提供所述用于啟用所述升壓?jiǎn)卧男盘?hào)時(shí)，通過避開所迷電阻器中的一個(gè)，來改變所迷分壓?jiǎn)卧碾娮璞取?br> 8. 如權(quán)利要求2所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述升壓?jiǎn)卧〞r(shí)，將所述輸出單元與由所述電源4是供的輸入電壓斷開。
9. 如權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述斷開單元包括 存儲(chǔ)單元，用于將由所迷比較單元提供的、用于啟用所述升壓?jiǎn)卧男盘?hào)保持到所述電壓調(diào)節(jié)器被關(guān)斷為止；以及電壓控制單元，用于在用于啟用所述升壓?jiǎn)卧男盘?hào)被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ) 單元中時(shí)，使所迷輸出單元與由所述電源提供的輸入電壓斷開。
10. 如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述輸出單元還包括 控制單元，用于將由所迷電源提供的輸入電壓和由所述升壓?jiǎn)卧峁┑慕?jīng)過升壓的電壓減小到所述預(yù)定電壓。
11. 如權(quán)利要求l所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中，所述升壓?jiǎn)卧?切換信號(hào)生成單元，用于當(dāng)所述比較單元提供所述用于啟用所述升壓?jiǎn)卧男盘?hào)時(shí)，周期性地生成ON/OFF信號(hào)；線圈，用于使由所述電源提供的輸入電壓升高；第一開關(guān)，用于按照由所述切換信號(hào)生成單元提供的ON/OFF信號(hào)，使 所述線圈與地電位連接和斷開；反轉(zhuǎn)單元，用于使由所迷切換信號(hào)生成單元提供的ON/OFF信號(hào)反轉(zhuǎn)；以及第二開關(guān)，用于按照被反轉(zhuǎn)的ON/OFF信號(hào)，將所述線圈與所述輸出單 元連接和斷開；其中，根據(jù)由所述切換信號(hào)生成單元提供的周期性的ON/OFF信號(hào)，使 所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)斷開和閉合。
全文摘要
公開了一種電壓調(diào)節(jié)器。該電壓調(diào)節(jié)器包括輸出單元，用于將由電源提供的輸入電壓變換為預(yù)定電壓，并且用于將經(jīng)過變換的電壓輸出；監(jiān)控單元，用于確定由電源提供的輸入電壓是否大于參考電壓；以及升壓?jiǎn)卧?，用于，如果監(jiān)控單元確定由電源提供的輸入電壓小于參考電壓，則使該輸入電壓升高。輸出單元包括變換單元，用于將經(jīng)過升壓的電壓變換為預(yù)定電壓。
文檔編號(hào)G05F1/56GK101097456SQ20071012627
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者上里英樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光