[发明专利]电压箝位电路及对输出电压进行箝位的方法

说明书

技术领域

概括地说，本申请涉及一种电子电路，更具体地，涉及一种高压箝位电路。

背景技术

防止输出电压超过一定的电压电平的电路称为电压箝位电路。电压箝位电路可适用于调节器应用，在调节器应用中，较高的电压源被转换为较低的电压，以便将电压供应到低压器件。电压箝位电路可以通过将输出电压“箝位”在安全工作电平处来向低压器件提供过压保护。

发明内容

除了其他方面以外，本申请还描述了对电路的输出电压进行限制而在较低的电压供应范围内(例如，针对小于连接在输入端子之间的齐纳二极管的反向击穿电压的输入电压)不会导致可控开关两端发生阈值电压降的系统和方法。使用本申请的技术，输出电压在较低的电压供应范围内基本上遵从输入电压，从而增大了箝位电路在该电压范围内的输出电压幅值。更多的净空(headroom)增大了将经箝位的输出电压用作供应电压的电路的工作范围。

在本发明的技术的一个示例实现中，一种电压箝位电路包括：第一可控开关，其连接在一输入端子和一输出端子之间，所述第一可控开关被配置成针对所述输入端子处的第一输入电压范围对所述输出端子处的输出电压进行控制；以及第二可控开关，其连接在所述输入端子和所述输出端子之间，所述第二可控开关被配置成针对所述输入端子处的第二输入电压范围对所述输出端子处的所述输出电压进行控制，其中，所述第二输入电压范围大于所述第一输入电压范围，其中，针对所述第一输入电压范围的至少一部分，所述输出电压等于所述输入电压，并且其中，针对所述第二输入电压范围的至少一部分，所述输出电压小于所述输入电压。

在本发明的技术的另一个示例实现中，一种对输出电压进行箝位的方法，所述方法包括：通过连接在输入端子和输出端子之间的第一可控开关，针对所述输入端子处的第一输入电压范围，对所述输出端子处的输出电压进行控制；通过连接在所述输入端子和所述输出端子之间的第二可控开关，针对所述输入端子处的第二输入电压范围，对所述输出端子处的所述输出电压进行控制，其中，所述第二电压范围大于所述第一输入电压范围，其中，针对所述第一输入电压范围的至少一部分，所述输出电压等于所述输入电压，并且其中，针对所述第二输入电压范围的至少一部分，所述输出电压小于所述输入电压。

这部分旨在提供对本专利申请的主题的概述。这部分并非旨在提供本发明的排他性的或详尽的说明。本文包括了详细的描述，以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

在附图中(这些附图不一定是按照比例绘制的)，相同的数字能够描述不同视图中的相似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示相似部件的不同示例。附图通过示例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。

图1描绘了现有技术的电压箝位电路图。

图2描绘了可以根据本申请的可实现各种技术的示例电压箝位电路图。

图3描绘了与图2中的示例电路图的工作相关的三个曲线图。

图4描绘了将图1中的电路的输出特性与图2中的示例电路的输出特性进行比较的两个曲线图。

图5更详细地描绘了图4中的两个曲线图。

图6描绘了与图2中的示例电路图的操作相关的三个曲线图。

具体实施方式

除了其他方面以外，本发明人还已经认识到了可以增大箝位电路在较低的电压供应范围内(例如，针对小于连接在输入端子之间的齐纳二极管的反向击穿电压的输入电压)的净空的技术。正如以下更详细描述的，使用本申请的技术，箝位电路在较低的电压供应范围内不会在其输出端处发生阈值电压降。

图1描绘了现有技术的电压箝位电路图(大致在10处示出)。箝位电路10包括输入端子12、14和输出端子16。输入端子12可以接收输入电压(VIN)，输入端子14可以接收参考电压(VSS)(例如，地)，并且图1中的箝位电路10可以在输出端子16处产生输出电压(VIN_REG)。在较低的供应电压范围内，随着输入电压增大，输出端子16处的输出电压也增大。然而，图1中的箝位电路10可以确保一旦输入电压达到一特定的电压电平，输出电压将不再随着该输入电压的任何进一步的增大而增大。可以将输出电压“箝位”在比该特定的电压电平小的一电压处。

图1中的箝位电路10可以包括与电阻器组(resistor stack)R_S串联的齐纳二极管Z1。图1的以下说明描述了两种情况：(1)当输入电压小于齐纳二极管Z1的反向击穿电压时；以及(2)当输入电压大于齐纳二极管Z1的反向击穿电压时。