[发明专利]稳压器

说明书

技术领域

本发明涉及输出恒定电压的稳压器，更具体地说，涉及稳压器的低功耗化。 

稳压器的目的在于：无论输入电压和提供给负载的输出电流变动与否，都对与输出端连接的电子设备提供稳定的电压。其广泛应用于以信息设备和移动通信设备等的稳定工作为目的的场合。 

在便携通信设备中，实现电池的小型轻量并延长工作时间是设备性能上最重要的课题。包含稳压器的装置的低功耗化可以既确保较长的工作时间又实现电池的小型轻量。 

稳压器的功耗Pd用(1)式来表示。 

Pd＝Vin·Iss+(Vin-Vout)·Iout   ......(1) 

在(1)式中，Vin是向稳压器输入的输入电压、Vout是稳压器输出的输出电压、Iout是从稳压器向与负载连接的设备提供的输出电流、Iss是稳压器自身进行工作所需要的消耗电流。 

这里，Vout和Iout是由作为稳压器的负载而连接的电路的要求规格确定的，因此为了削减稳压器的功耗而需要减小Vin-Vout，即需要减小输入输出电压差，以及减小Iss即稳压器的消耗电流。 

在输入输出电压差小、被称为所谓LDO的稳压器中，使用适合于减小输入输出电压差的P型MOS晶体管来作为输出驱动器。这里，进行工作所需要的最低输入输出电压差大致与输出驱动器的导通电阻成正比。因此，为了在同一过程中进一步减小输入输出电压差，而必须增大输出驱动器的W长度。这就意味着栅极面积增大。 

另一方面，稳压器对输出驱动器进行控制，以使内部的基准电压与 对稳压器所输出的电压进行监测用的参考电压相等。在负载电流急剧变动等的瞬态响应时减小输出电压变动的效果，由能够怎样尽快地改变作为输出驱动器的控制端子的栅极电位来决定。由于输出驱动器的栅极端子具有较大的寄生电容，因此，为了使栅极电位迅速变动，只有通过增大作为栅极充放电电流的差动放大电路工作电流，或减小栅极面积来减小栅极电容值，而别无他法。这表示在输入输出电压差与消耗电流之间存在折中，这样难以设计出功耗小的稳压器。 

作为在抑制消耗电流的同时改善瞬态响应特性的结构，提出了如图2所示的电路。 

图2所示的现有稳压器利用与输出晶体管9并联连接的晶体管6来监测输出电流，使与输出电流成比例的电流反馈到晶体管8、即差动放大电路的尾电流(tail current)中。通过采用这种电路结构，使差动放大电路的工作电流与稳压器的输出电流成比例地增加。因此，可以在抑制稳压器低负载时的消耗电流的同时改善高负载时的瞬态响应特性。 

并且，作为上述方法以外的降低功耗的方法，稳压器自身具有通常工作状态和待机工作状态这两种状态对降低消耗电流也是有效的，其中，通常工作状态是进行输出电压的调节工作的状态，待机工作状态是停止调节工作并降低稳压器自身的消耗电流的状态。 

【专利文献1】日本特开平3-158912号公报 

然而，在现有图2结构的稳压器中，除了通常的输出电压信号的反馈系统之外，还存在将输出电流反馈到差动放大电路的反馈系统。因此，在双方反馈系统的工作点同时工作的情况下，存在由于各反馈系统的相互作用而导致工作不稳定的情况。 

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种即使在双方反馈系统的工作点同时工作的情况下也能够稳定地进行工作的稳压器。 

因此，本发明的稳压器采用了如下结构：检测基准电压与参考电压之间的差分的绝对值大于一定值的状态，在检测到该状态后的一定期间 内减缓输出电流反馈系统所引起的工作点变动，由此来抑制不稳定工作。并且同样地，检测基准电压与参考电压不相等的状态，在该状态起的一定期间内停止输出电流的变动，并在一定期间后开始输出电流的反馈动作。 

另外，在上述具有待机工作状态和通常工作状态的稳压器中，采用如下结构：基准电压与参考电压不相等的期间处于从待机工作状态转移到通常工作状态的期间内，因此检测从待机状态转移到通常工作状态的状态转移，在该状态起的一定期间内减缓输出电压反馈系统所引起的工作点变动，由此来抑制不稳定工作。而且，检测从待机状态转移到通常工作状态的状态转移，在该状态起的一定期间内停止输出电流的变动，并在一定期间后开始输出电流的反馈动作。 

显然本发明的本质在于：相对于通常反馈系统的工作点的变动，对输出电流反馈系统的工作点变动设置延迟，因此即使采用输出电流反馈系统自身检测输出电流的急剧增加并使差动放大电路的电流增加变缓的结构，也可以取得同样的效果。