双模稳压器电路制造技术

本发明专利技术提供一种双模稳压器电路，其包含电压稳压器及检测电路。电压稳压器包含一第一晶体管、一第二晶体管及一稳压器输出端，其中电压稳压器为可配置的，以通过使用在该电压稳压器的一线性区域中的第二晶体管在一线性稳压器模式下运作，且通过使用第一晶体管在一切换式降压稳压器模式下运作以对一电感充电。检测电路经配置以在稳压器输出端接地后且在电压稳压器向稳压器输出端输出输出电压前，驱动电流通过第二晶体管，以根据稳压器输出端的电压判断稳压器输出端是否连接于电感。

【技术实现步骤摘要】
双模稳压器电路
本专利技术是关于一种双模稳压器电路，更精确的说，本专利技术是关于一种能根据稳压器输出点的电压判断外部电路的形式，而在线性稳压模式以及切换式电源稳压模式之间切换的双模稳压器电路。
技术介绍
近年来为了因应低静态功率的需求，MCU或是其他相似的SOC、Embedded系统开始使用切换电源稳压电路(DC/DCregulator)来代替传统的线性稳压器(linearregulator)。切换电源稳压器其效率远高于线性稳压器。例如输入电源为3.3V、输出电压为1.2V的电源系统上使用切换式稳压器效率可高于80％，而线性稳压器最大仅为36％，两者相差了44％以上。虽然切换电源稳压器有着效率高的显著优点，但是因为切换电源稳压器的特性为将功率元件当作开关使用，在电路中会有一电路节点有着0到电源准位的切换信号，并且此节点会输出较大电流。如此快速的切换准位有机会造成明显的电源跳动(bouncing)，或是对其他电路的动作造成干扰，例如EMI/EMC。现在有越来越多的MCU都将切换式和线性稳压器都做在同一个芯片里，让使用者可以自己决定使用何种稳压器，但也可能造成开机时系统无法得知外部电路所接为切换式电源形式还是线性稳压形式的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本案提供一种双模稳压器电路，其包含电压稳压器及检测电路。电压稳压器包含第一晶体管、第二晶体管及稳压器输出端，其中电压稳压器为可配置的，以通过使用在其之线性区域中的第二晶体管在线性稳压器模式下运作，且通过使用第一晶体管在切换式降压稳压器模式下运作以对电感充电；以及检测电路，配置以在稳压器输出端接地后且在电压稳压器向稳压器输出端输出输出电压前，驱动电流通过第二晶体管，以根据稳压器输出端的电压判断稳压器输出端是否连接于一电感。较佳者，检测电路包含比较器以及逻辑电路。比较器可包含第一输入端、第二输入端及比较器输出端。第一输入端连接于稳压器输出端，第二输入端连接于参考电压源并接收参考电压。逻辑电路可连接于比较器输出端及电压稳压器之间，其中当比较器判断第一输入端的电压超过或等于第二输入端的电压时，逻辑电路控制电压稳压器使用第一晶体管在一切换式降压稳压器模式下运作以对电感充电，或控制电压稳压器使用在线性区域中的第二晶体管在线性稳压器模式下运作以对电感充电，当比较器判断第一输入端的电压与第二输入端的电压之间的电压差为参考电压源提供的参考电压时，逻辑电路控制电压稳压器使用在线性区域中的第二晶体管在线性稳压器模式下运作。较佳者，比较器经配置以判断第一输入端的电压是否大于0，若是，则配置逻辑电路控制电压稳压器驱动电流通过第一晶体管。较佳者，双模稳压器电路可进一步包含一第三晶体管连接于稳压器输出端及接地端之间。较佳者，第一晶体管为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，第三晶体管为n型金属氧化物半导体场效应晶体管。较佳者，第二晶体管为p型金属氧化物半导体场效应晶体管。较佳者，双模稳压器电路可进一步包含选择电路设置在第二晶体管及第三晶体管之间，且选择电路的控制端连接于逻辑电路，当比较器判断第一输入端的电压超过或等于第二输入端的电压时，逻辑电路经配置以控制选择电路使第二晶体管与第三晶体管并联。较佳者，双模稳压器电路可进一步包含电感连接于稳压器输出端。较佳者，双模稳压器电路可进一步包含电容连接于电感及接地端之间。较佳者，双模稳压器电路可进一步包含电性负载连接于稳压器输出端。综上所述，本专利技术的双模稳压器电路可检测外部电路的形式，并采用非共用且独立的切换式降压稳压器架构及线性稳压器架构，并根据电感的存在与否在切换式降压稳压器模式及线性稳压器模式之间切换。当外部电路为线性稳压器形式时，第一输出端与第二输出端之间不需存在元件，亦无需在电路启动前消耗额外时间进行检测。此外，通过参考电压与选择电路的设计，可进一步提升切换至切换式降压稳压器模式的速度，且可利用未使用的调整晶体管或上桥MOSFET来降低导通电阻造成的压降。附图说明本专利技术的上述及其他特征及优势将通过参照附图详细说明其例示性实施例而变得更显而易知，其中：图1为根据本专利技术的双模稳压器电路的第一实施例绘制的方块图。图2A-图2B为根据本专利技术的双模稳压器电路的第二实施例绘制的切换式降压稳压器模式及线性稳压器模式的电路布局图。图3为根据本专利技术的双模稳压器电路的第三实施例绘制的电路布局图。图4为根据本专利技术的双模稳压器电路的第四实施例绘制的电路布局图。图5为根据本专利技术的双模稳压器电路的第五实施例绘制的电路布局图。图6为根据本专利技术的双模稳压器电路的操作实施例绘制的流程图。附图标号1、2、3：双模稳压器电路100、200：控制电路102、202、302、402、502：逻辑电路104、204、304：比较器PWMCOMP：PWM比较器On_TimeCOMP：起停式比较器RS：涟波同步器PMOS_SW：上桥MOSFETNMOS_SW：下桥MOSFETVIN：输入电压源VSW：第一输出端VREF：参考电压VOUT：第二输出端PMOS_LDO：调整晶体管GMLDO：误差放大器L：电感C：电容S1：第一开关S2：第二开关S3：第三开关S4：第四开关S601～S608：步骤具体实施方式为利贵审查委员了解本专利技术的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本专利技术配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本专利技术实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本专利技术于实际实施上的权利范围，合先叙明。请参阅图1，其为根据本专利技术的双模稳压器电路的第一实施例绘制的电路布局图。如图所示，本专利技术的双模稳压器电路1具有两种稳压器架构，分别为切换式降压稳压器架构以及线性稳压器架构。切换式降压稳压器架构包含PWM比较器PWMCOMP、控制电路100、起停式比较器On_TimeCOMP、涟波同步器(RippleSynchronizer,RS)、上桥MOSFET(后称PMOS_SW)以及下桥MOSFET(后称NMOS_SW)。其中，PMOS_SW的源极连接于输入电压源VIN，PMOS_SW的漏极与NMOS_SW的源极连接，并连接于第一输出端VSW，而NMOS_SW的漏极接地。此外，PWM比较器PWMCOMP的第一输入端连接于参考电压VREF，另一端通过涟波同步器RS连接至第二输出端VOUT，依据所感测到的第二输出端VOUT的电压变动，将PMOS_SW及NMOS_SW开启和关闭。此架构有时会称为“涟波稳压器”或“起停式控制器”，因为会持续来回调整输出电压，使其稍微高出或低于设定点。本专利技术中，切换式降压稳压器架构中的控制电路100可为PWM/PFM逻辑控制电路，其能在预设的电流阈值下从脉宽调制(PWM)调节方法切换至脉冲频率调制(PFM)技术，藉此提升低负载时的效率，其中，PFM技术可采用恒定工作周期，然后对方波频率进行调制以达到调节效果。还可通过起停式比较器On_TimeCOMP达成恒定导通时间或恒定非导通时间控制，通过控制端控制切换式降压稳压器架构。另一方面，双模稳压器电路1的线性稳压器架构可包含调整晶体管PMOS_LDO及控制调整晶体管PMOS_LDO的误差放大器GMLDO构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双模稳压器电路，其特征在于，其包含：一电压稳压器，包含一第一晶体管、一第二晶体管及一稳压器输出端，其中该电压稳压器为可配置的，以通过使用在该电压稳压器的一线性区域中的该第二晶体管在一线性稳压器模式下运作，且通过使用该第一晶体管在一切换式降压稳压器模式下运作以对一电感充电；以及一检测电路，配置以在该稳压器输出端接地后且在该电压稳压器向该稳压器输出端输出输出电压前，驱动电流通过该第二晶体管，以根据该稳压器输出端的电压判断该稳压器输出端是否连接于该电感。

【技术特征摘要】
2015.12.08 TW 1041411981.一种双模稳压器电路，其特征在于，其包含：一电压稳压器，包含一第一晶体管、一第二晶体管及一稳压器输出端，其中该电压稳压器为可配置的，以通过使用在该电压稳压器的一线性区域中的该第二晶体管在一线性稳压器模式下运作，且通过使用该第一晶体管在一切换式降压稳压器模式下运作以对一电感充电；以及一检测电路，配置以在该稳压器输出端接地后且在该电压稳压器向该稳压器输出端输出输出电压前，驱动电流通过该第二晶体管，以根据该稳压器输出端的电压判断该稳压器输出端是否连接于该电感。2.如权利要求1所述的双模稳压器电路，其特征在于，该检测电路包含：一比较器，包含：一第一输入端，连接于该稳压器输出端；一第二输入端，连接于一参考电压源并接收一参考电压；及一电流比较器输出端；以及一逻辑电路，连接于该电流比较器输出端及该电压稳压器之间，其中当该比较器判断该第一输入端的电压超过或等于该第二输入端的电压时，该逻辑电路控制该电压稳压器使用该第一晶体管在一切换式降压稳压器模式下运作以对该电感充电，或控制该电压稳压器使用在该线性区域中的该第二晶体管在该线性稳压器模式下运作以对该电感充电，当该比较器判断该第一输入端的电压与该第二输入端的电压之间的电压差为该参考电压源提供的该参考电压时，该逻辑电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢仲铭，
申请(专利权)人：新唐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71