[发明专利]使用低压装置的高压调节器

说明书

本公开涉及使用低压装置的高压调节器。提供了一种电压调节器包括：第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管，所述NMOS晶体管在高压源与低压输出之间共源共栅；电阻器网络，所述电阻网络包括在所述高压源与接地之间串联连接的第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器，其中所述第二NMOS、所述第三NMOS和所述第四NMOS的栅极电极分别连接到所述第一电阻器与所述第二电阻器之间的节点、所述第二电阻器与所述第三电阻器之间的节点，以及所述第三电阻器与所述第四电阻器之间的节点；以及多级电荷泵，所述多级电荷泵被配置成将第一偏置电压提供到所述第一NMOS的栅极电极并且将第二偏置电压提供到所述第二NMOS的所述栅极电极。

技术领域

本发明大体上涉及电压调节器，且更具体地说，涉及通过低压装置来实施的高压调节器。

背景技术

各种通信协议标准支持装置之间的数据交换或传递，例如，主机装置与一个或多个外围装置。举例来说，USB(通用串行总线)标准限定不仅供外围装置用于数据传送而且还用于充电的不同类型的端口。主机装置通常具有充电能力，这种充电能力可以通过USBC型连接提供到外围装置，USBC型连接包括“Vbus”引脚。虽然Vbus提供通常运行高达20V的充电电压，但是一些外围装置可被配置成在低功率模式(例如，失效的电池模式)中操作，这需要在可以将充电电压提供到外围装置之前调节充电电压。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于调节高压源下至低压输出的电压调节器，所述电压调节器电路包括：

第一NMOS(n沟道金属氧化物半导体)晶体管和第二NMOS晶体管，其中所述第一NMOS晶体管的源极电极连接到负载电阻，所述第一NMOS晶体管的漏极电极连接到所述第二NMOS的源极电极，并且所述第二NMOS的漏极电极耦合到所述高压源，其中所述第一NMOS晶体管的所述源极电极提供所述低压输出；

电阻器网络，所述电阻器网络包括第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器的一个端与所述第二电阻器的一个端连接，所述第一电阻器的另一端连接到接地，所述第二电阻器的另一端耦合到所述高压源，其中所述第二NMOS的栅极电极连接到所述第一电阻器与所述第二电阻器之间的节点；以及

多级电荷泵，所述多级电荷泵具有连接到所述第一NMOS的所述栅极电极的第一输出和连接到所述第二NMOS的所述栅极电极的第二输出，所述多级电荷泵被配置成在所述第一输出处产生第一偏置电压并且在所述第二输出处产生第二偏置电压。

在一个或多个实施例中，所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管各自具有小于所述高压源的最大击穿电压。

在一个或多个实施例中，所述高压源被配置成在5V到10V的范围内变化。

在一个或多个实施例中，所述第一偏置电压是4V，并且所述第二偏置电压是6V。

在一个或多个实施例中，所述低压输出被调节到3V。

在一个或多个实施例中，所述电压调节器进一步包括：

第三NMOS晶体管，其中所述第三NMOS晶体管的源极电极连接到所述第二NMOS的所述漏极电极，并且所述第三NMOS的漏极电极耦合到所述高压源，其中所述第二NMOS的所述漏极电极通过所述第三NMOS晶体管耦合到所述高压源；以及

第三电阻器，所述第三电阻器的一个端与所述第二电阻器串联连接且另一端耦合到所述高压源，其中所述第三NMOS晶体管的栅极电极连接到所述第二电阻器与所述第三电阻器之间的节点，并且所述第二电阻器通过所述第三电阻器耦合到所述高压源。

在一个或多个实施例中，所述高压源被配置成在5V到15V的范围内变化。

在一个或多个实施例中，所述电压调节器进一步包括：